JPS6261441A - デ−タ通信方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野］ 本発明はバス型通信媒体に複数のデータ通信装置を接続
したネットワークシステムのデータ通信方式に関し、特
にＣＳＭＡ／ＣＤ方式とトークンパッシング方式の併用
を可能にし、必要に応じて通信制御方式を変更可能とし
たデータ通信方式に関するものである。

［従来の技術］ バス型通信媒体を用いたネットワークシステムではラン
ダムアクセス型のＣＳＭＡ／ＣＤ方式と、分散制御型の
トークンパッシング方式が中心になっており、従来低負
荷時の通信を意図したネットワークシステムではＣＳＭ
Ａ／ＣＤ方式を採用し、高負荷時までを考慮したネット
ワークシステムでは始めからトークンパッシング方式を
採用する如く、何れかを択一的に採用していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、両方式それぞれに一長一短があり。

ＣＳＭＡ／ＣＤ方式においては、フレーム衝突検出回路
を必要とするが、トークンパッシング方式と比較して通
信権を得る制御は簡単である。しかし伝送路が高負荷に
なると情報フレームの衝突が頻繁に発生し、伝送効率は
極端に低下する。

一方、トークンパッシング方式ハフレーム衝突検出回路
は不要である反面、通信権を得る制御はより複雑である
。しかしトークンパッシング方式ではフレーム衝突が発
生しないので伝送路が高負荷になっても伝送効率は落ち
ない、しかし一般に低負荷時ではトークン委譲等のオー
バーヘッド処理によりＣ５ＭＡ／ＣＤ方式よりも伝送効
率は悪い。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて成されたも
のであって、この問題を解決する一手段として、例えば
バス型通信媒体を用いたネットワークシステムにおいて
、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式による通信制御と、トークンパッ
シング方式による通信制御の両利点に鑑み、各々のデー
タ通信装置がＣＳＭＡ／ＣＤ方式による通信制御を行な
うＣＳＭＡ／ＣＤ通信手段と、トークンパッシング方式
による通信制御を行なうトークン通信手段と、該トーク
ン通信手段と前記ＣＳＭＡ／ＣＤ通信手段とを選択実行
する選択手段とを備え、ネットワークシステムの特定装
置に所定時間毎に両通信制御方式の変更を指示する通信
制御方式変更要求フレームを送出する送出手段とを備え
る。

［作用］ かかる構成において、所定時間毎にＣＳＭＡ／ＣＤ方式
とトークンパッシング方式との両方式を選択実行可能と
し、例えば所定時間が経過し、トラヒック量が多くなっ
た時にＣＳＭＡ／ＣＤ方式よりトークンパッシング方式
に切り換える用制御することにより、常に高いデータ伝
送効率の通信を維持することが可能となる。

〔実施例］ 以下添付図面を参照して本発明に係る一実施例のデータ
通信方式を詳細に説明する。

第１図は本発明に係る一実施例のデータ通信方式（以下
本実施例方式と呼ぶ）の実施に供されるデータ通信装置
（以下本実施例装置と呼ぶ）の主要な構成を示すブロッ
ク図である。

図においてｌはフレーム送信回路、２はフレーム受信回
路、３は伝送路２３上でのフレームの衝突を検出する衝
突検出回路、４はアドレス設定部６に設定されている自
己アドレスとフレーム受信回路で受信した受信フレーム
中の宛先アドレスを比較するアドレス比較回路、５はア
ドレス設定部６に設定された自己アドレス値、及びシス
テムを構成する他のデータ通信装置アドレス、（アドレ
ス比較回路４でアドレス比較をした結果に基づいて求め
られるアドレス）値やネットワーク構成装置のアドレス
値を保持するアドレス記憶部、６は自己アドレスを設定
するアドレス設定部、７は本実施例装置全体の制御を司
る制御部、８は制御部７で実行される例えば第５図〜第
７図に示す動作プログラム等を格納しているリードオン
リメモリ（ＲＯＭ）、９は制御部７により使用されるラ
ンダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、１０は制御部７によ
り設定された時刻に達したか否かを判断する時刻計時装
置、１１は伝送路２３上のキャリアを検出するキャリア
検出回路１１であり、２３はバス型通信媒体を構成する
伝送路である。

以上の構成において、フレーム送信回路ｌは、制御部７
より送信要求の発生した他装置に送信すべき送信パケッ
ト信号１２を受取り、これに基づき送信フレーム信号１
３を伝送路２３上に送出する。また同時にフレーム送信
回路１は、前記送信フレーム信号１３と同一形状の疑似
送信フレーム信号１５を衝突検出回路３に出力する。フ
レーム受信回路２は、伝送路２３上のフレーム信号を読
み込み、衝突検出回路３にこの読み込んだ受信フレーム
信号１７を出力する。衝突検出回路３はフレーム送信回
路１よりの疑似送信フレーム信号１５と、フレーム受信
回路２よりの受信フレーム信号１７とを比較して両信号
の一致の有無を検出する。つまり全フレームにわたって
の一致が得られれば他装置との間で送信パケットフレー
ムの衝突が発生しなかったことを意味する。！１ｉ突検
比検出３によるフレーム衝突検出の結果は衝突検出信号
１８を介して制御部７に知らされる。

アドレス比較回路４は伝送路２３よりライン１６、フレ
ーム受信回路２を介して受信された受信フレーム信号１
７中の宛先アドレス値と、アドレス設定部６よりの自己
アドレス１９とを比較して両アドレス値が一致するか否
かを判定する。一致の判定が得られると一致信号２０に
よりその旨が制御部７に知らされる。また一致の得られ
た当該受信フレーム信号１７は自己宛のものであるため
、受信フレーム信号エフ中の必要な情報がアドレス比較
回路４を介して受信データ２１として制御部７に取り込
まれる。

制Ｗ部７は、時刻計時装置１０に時刻又は時間を制御信
号線２３を介して設定し、時刻計時装置１０は設定され
た時間が経過したか、又は設定された時刻が到来したか
を監視し、結果を同じく制御信号線２３を介して制御部
７に報知する。またキャリア検出回路１１はＣＳＭＡ／
ＣＤモードでの通信時に伝送路２３上のキャリア信号を
検出すると、キャリア検出信号２２を出力する。

以上の構成より成る複数の本実施例装置より構成される
ネットワークシステムで用いられる伝送フレーム構成を
第２図に示す。

！１８２図（Ａ）は情報フレーム（データ伝送フレーム
）ｉｏｏのフォーマットを示し、情報フレーム１００は
プリアンプル１０１、開始デリミタ１０２、宛先アドレ
ス１０３、送信元アドレス１０４、トークン制御１０５
、情報部１０６、フレームチェックシーケンス（チェッ
クコード）１０７、終了デリミタ１０８とで構成されて
いる。

第２図ＣＢ）はトークンフレーム２００のフォーマット
を示し、トークンフレーム２００はプリアンプル２０１
、開始デリミタ２０２、宛先アドレス２０３、送信元ア
ドレス２０４、トークンｆｔ１１２０５．　フレームチ
ェックシーケンス２０７、終了デリミタ２０８とで構成
されている。

また第２図（Ｃ）は最優先トークンフレーム３００のフ
ォーマットを示し、最優先トークンフレーム３００は長
い最優先プリアンプル３０１、開始デリミタ３０２、宛
先アドレス３０３、送信元アドレス３０４、トークン制
御３０５、フレームチェックシーケンス３０７、終了デ
リミタ３０８とで構成されている。

本実施例方式において最優先トークンフレーム３００は
、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式の通信制御下における長いプリア
ンプル３０１の強制出力により優先的に通信権を得るこ
とを目的として使用される。

第３図はアドレス記憶部５に記憶されているアドレス値
の詳細内容を示す図である。

第３図図示の如くアドレス記憶部５は、アドレス設定部
６に設定されている自己アドレス値５０１、及び、ＣＳ
ＭＡ／ＣＤ方式の通信制御下における伝送路２３上にパ
ケットを送信した装置の送信元アドレス（本実施例装置
からみれば、自己宛であるか否かを問わず受信した受信
フレーム中の全ての送信元アドレス）１０４のうち、例
えば論理的に自己アドレス５０１により近いものを下流
送信元アドレス５０２として更新し記憶している。これ
は、トークンパッシング方式の通信制御下において、次
にトークンを委譲すべき通信装置（以下下流ノードと称
す）アドレス値とするためである。また、その外に、必
要に応じて受信フレーム中の送信元アドレスをネットワ
ークを構成する通信装置アドレスとして記憶する、ネッ
トワーク構成アドレス記憶領域５０３を備える。

以上の構成において、本実施例方式では必要に応じてト
ークンパッシング方式とＣＳＭＡ／ＣＤ方式との両方式
を切り換えて実行する機能を備えており、以下、本実施
例方式の詳細を第４図〜第６図のフローチャートを参照
して説明する。

第４図は本実施例装置がＣＳＭＡ／ＣＤ通信方式下で、
受信処理中に下流ノードアドレス値を求めるための情報
フレーム１００の送信元アドレス１０４をアドレス記憶
部５に格納する処理を示すフローチャートである。

制御部７で実行されるこのプログラムは予めＲＯＭ８の
中に格納されており、フレーム受信回路２が伝送路２３
より伝送フレームを受信したときに実行される。

まずステップＳ１でフレーム受信回路２が伝送路２３上
のフレーム信号１６を受信する。そしてステップＳ３で
、受信した受信フレームに受信誤まりがあるか、即ち、
フレームチェックシーケンスが正常か否かを調べる。こ
こで受信フレーム中に誤まりのある場合には、受信フレ
ームを無効としてステップＳｌに戻り、次のフレーム受
信に備える。

フレームの受信が正常に行なわれたときはステップＳ４
に進み、現在実行中の通信制御モードがトークンパッシ
ングモードか、又は、ＣＳ　ＭＡ／ＣＤモードかについ
てＲＡＭ９中に保持しているモードフラグを検査した結
果により制御は分かれる。ＲＡＭ９中のモードフラグが
、もしトークンモードであれば後述するステップＳ１３
に進み、トークンモードでの受信処理を実行する。トー
クンモード受信処理では、次にトークンを渡すべき下流
ノードアドレスはアドレス記憶部５の下流送信元アドレ
ス５０２の値となり、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式の時に実行さ
れるステップ５５〜Ｓ１２の処理は実行されない。

トークンモードでなくＣＳＭＡ／ＣＤモードであればス
テップＳ５に進み、アドレス記憶部５に格納されている
下流送信元アドレス５０２と今受信したフレーム中の送
信元アドレス１０４を比較する。そしてステップＳ６で
アドレス記憶部５に格納されている下流送信元アドレス
５０２と、受信した送信元アドレス１０４のうち何れが
アドレス設定部６に設定された自己アドレス５０１に近
いかを判別する。そして、受信した送信元アドレス１０
４が自己アドレス５０１により近いときはステップＳ７
に進み、送信元アドレス５０２の内容を、受信した送信
元アドレス１０４の内容で置き換えステップＳ８に進む
。

一般にネットワークシステムの接続機器は独自（固有）
のアドレスを持っている。その値を設定保持する手段が
アドレス設定部６である０本実施例方式によればこの値
は装置間で連続している必要はないが、唯一の条件は複
数装置間で重複しないことである。この点でアドレス設
定に自由度を与えている。

自己アドレス５０１が受信した送信元アドレス１０４に
より近いか否かの判断について具体的に言えば、送信元
アドレス１０４が自己アドレス５０１より小さい値でよ
り近いものを意味する。

こうした比較と置き換えとを繰り返すうちに、自己アド
レス５０１より小さい値で、しかも最も近いアドレス値
としての下流送信元アドレス５０２が得られることにな
る。もし自己アドレス５０１より小さい値の送信元アド
レス１０４がないときは逆に大きい値で最も遠い送信元
アドレス１０４をより近い下流送信元アドレス５０２と
する。このような判別をしなくてはならない装置はネッ
トワークシステムに１台だけ存在する。

こうして各装置が保持した下流送信元アドレス５０２の
値は丁度リングの関係になり、後にトークンパッシング
方式に切り換える際のトークン宛先アドレスを速やかに
提供するのである。勿論自己アドレス５０１により近い
とは、自己アドレス５０１より大きい値であって、より
近いものであっても良いことは明らかである。

一方、ステップＳ６の前記判別で、下流送信元アドレス
５０２が自己アドレス５０１により近いときは何もしな
いでステップＳ８に進む。

ステップＳ８では受信した送信元アドレス１０４とネッ
トワーク構成アドレス５０３とを比較し、続くステップ
Ｓ９で送信元アドレス１０４がネットワーク構成アドレ
ス５０３中にあった場合にはステップ３１１に進み、な
い場合にはステップＳＩＯで、受信した送信元アドレス
１０４をネットワーク構成アドレス５０３に追加して書
込み、ステップＳｌｌに進む。ステップＳｌｌでは受信
したフレームがトークンモードへ切り換え要求フレーム
か否かを調べる。切り換え要求フレームでない時にはス
テップＳ１３に進むが、切り換え要求フレーム受信であ
る場合にはステップＳ１２でＲＡＭ９中のモードフラグ
をトークンモードにセットし、ステップＳ１３に進む。

モして統〈ステップＳ１３で受信フレームの宛先アドレ
スと自己アドレスとが等しいか否か、即ち、アドレス比
較回路４よりの一致信号２０が出力されているか否かを
調べる。そして一致していなければ自装置宛データでな
いため、受信フレームを無効としてステップＳ１に戻る
。

また一致信号２０が出力されている時には自装置宛の受
信フレームであるため、アドレス比較回路４を介して受
信データ２１を取り込み、当該フローを抜けて、受信デ
ータの処理に制御を渡す。

ｆ５５図は本実施例のネットワークシステムにおいて唯
一存在する特定データ通信装置がＣＳＭＡ／ＣＤ方式で
の通信時に時刻計時装置ｌＯにシステムにより指定され
た時刻（時間）を設定し、該時刻に至った時に通信制御
をＣＳＭＡ／ＣＤ方式からトークンパッシング方式に切
り換える処理を示すフローチャートである。

特定データ通信装置の制御部７で実行されるこのプログ
ラムは予めＲＯＭＢの中に格納されており、制御部７で
、例えば数秒毎あるいは数分毎の様に、定期的に実行さ
れる。

まず、ステップＳｈｏでＲＡＭ９中のモードフラグを調
べ、現在のモードがトークンモードか否かを調べる。ト
ークンモードのときは何もせず処理を抜ける。トークン
モードでないとき、即ちＣＳＭＡ／ＣＤ方式のときはス
テップ５２１ａに進み、時刻計時装置１０より現在の時
刻を読み取り、続くステップＳ２２でシステムにより指
定された時刻（時間）か否かを調べる。

ここで、時刻計時装置１０が設定時刻になった時に自動
的に制御部７に時刻到達を報知する構成の場合にはステ
ップＳ２１＆を実行せず、ステップＳ２２で時刻計時装
置１０よりの報知があるか否かで判別を行なう。

ステップＳ２２で指定時刻に達していない時には何もせ
ずに処理を終了する。指定した時刻である場合にはステ
ップＳ２２よりステップＳ２３に進み、Ｃ５ＭＡ／ＣＤ
方式からトークンパッシング方式への切り換え処理へ進
む。

ステップＳ２３ではアドレス記憶部５より下流送信元ア
ドレス５０２を読み出し、ステップＳ２４でこの下流送
信元アドレス５０２を最優先トークン３００の宛先アド
レス３０３にセットし、またアドレス記憶部５の自己ア
ドレス５０１を最優先トークン３００の送信元アドレス
３０４にセットし、最優先トークンパケットを組み立て
る。そしてステップＳ２５で伝送路２３のキャリア検出
を行ない、キャリアが検出されなくなるまで、即ち、キ
ャリア検出信号２２が出力されなくなるまで待つ、そし
てキャリア検出信号２２かリセットされ、キャリアが無
くなったときはステップＳ２６に進み、ステップＳ２４
で組み立てた最優先トークン３００を送信する。ステッ
プＳ２７で最優先トークン３００が正常に送信できたか
否かを調べ、正常に送信できなかったときはステップＳ
２５へ戻り、再度最優先トークン３００を送信する。

これは送信権を優先的に取得するための動作である。こ
のために長いプリアンプル３０１が設けられている。ｆ
＆優先トークン３００が正常に送信でき、衝突の発生等
もないときはステップ３２８に進み、自己の通信モード
フラグをトークンモードにセットして処理を抜ける。

ここで、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式の通信制御下で送信される
最優先トークン３００は、ネットワークの他の装置に対
して順次ＣＳＭＡ／ＣＤ方式よりトークンパッシング方
式への通信方式の切り換えを指示する制御フレームであ
る。また最優先トークン３００はネットワークの全装置
に対して一斉に通信される回報通信として認識される０
回報通信としての最優先トークン３００を受は取った他
の全ての装置は、この「トークンパッシング方式で通信
を行う」という回報提案を一斉に受は付け、ネットワー
クシステム全体が速やかにトークンパッシング方式に切
り換える。

次に第６図のフローチャートを参照してトークンバッシ
ング方式における通信制御、及び、トークンパッシング
方式より、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式への切り換え処理を説明
する。

制御部７で実行される第６図に示す処理手順は、予めＲ
ＯＭ８に格納されておリド−クンパッシング方式で通信
中にフレームを受信するとこの処理に入る。

まずステップ５４１で受信フレームが自己宛フレームか
否かを調べる。ここで自己宛のフレームでないときは何
もせず処理を抜ける。自己宛フレームを受信した場合は
ステップＳ４２に進み、受信フレームカド−クンフレー
ム２００か、情報フレーム１００か否ヲ調べる。［ｔフ
レーム１００を受信したときはステップＳ５７に進み、
情報フレーム１００の所定の受信処理をして処理を抜け
る。

ステップＳ４２の判別でトークンフレーム２００を受信
した場合には通信権（送信権）を獲得したためステップ
Ｓ４３に進み、自装置内に接続された情報機器等よりの
送信要求があるか否かを調べる。送信要求があるときは
ステップ５５８に進み、送信すべきデータの情報フレー
ム１００を組み立てる。モして統〈ステップＳ５９で組
み立てた情報フレーム１００をフレーム送信回路ｌより
送信し、ステップＳ４３に戻り、さらに送信要求がある
か否かを調べる。

ステップＳ４３の判別で送信要求がないときはステップ
Ｓ４４に進み１時刻計時装置１０から時刻情報を読み込
み、ステップＳ４５でシステムで指定された時刻に達し
たか否かを調べる。ここで指定された時刻に達している
場合にはステップＳ５２に進み、通信モードをＣＳＭＡ
／ＣＤ方式に切り換えるための、最優先トークンフレー
ム３００を組み立てる。ステップＳ５２ではアドレス記
憶部５の下流送信元アドレス５０２を最優先トークン３
００の宛先アドレス３０３にセットし、かつ自己アドレ
ス５０１を最優先トークン３００の送信元アドレス３０
４にセットして次装置宛への最優先トークン３００を組
立てる。モして統〈ステップＳ５３で組立てた最優先ト
ークン３００をフレーム送信回路１より伝送路２３に送
信し、その後ステップＳ５６に進み、自装置の通信モー
ドフラグをＣ５ＭＡ／ＣＤモードにセットし、この時点
からＣＳＭＡ／ＣＤ方式に切り換え、処理先抜ける。

またステップＳ４５で時刻計時装置１０が指定時刻に達
していない場合にはステップＳ６５に進み、送信権を次
装置に渡すトークン委譲処理を行なう。

まずステップ３６５でアドレス記憶部５から下流送信元
アドレス５０２を読み出し、ステップＳ６６で下流送信
元アドレス５０２をトークンフレーム２００の宛先アド
レス２０３にセットし、かつ、自己アドレス５０１をト
ークンフレーム２００の送信元アドレス２０４にセット
して次装置へのトークンフレーム２００を組み立て、続
くステップＳ６７でトークンフレーム２００を伝送路２
３に送信する。これはトークンパッシング方式における
通常の送信権委譲処理である。そして、処理を終了する
。

一方、最優先トークン３００を受信した一般データ通信
装置は、最優先トークン３００での指定通信方式に自装
置のモードフラグをセットする。この時、最優先トーク
ン３００のプリアンプル３０１が長いので、既にＣＳＭ
Ａ／ＣＤ方式で通信を要求している装置が存在しても、
最優先トークン３００の迅速な伝送に支障はない、こう
してネットワークシステムの全装置が順次に、しかも迅
速に通信方式を切り換えることができる。

［発明の効果］ 以上述べた如く本発明によれば、バス型通信媒体におけ
るデータ通信方式において、各々の装置がＣ５ＭＡ／Ｃ
Ｄ　（又はトークンパッシング）方式で通信を行ない、
その通信制御下で時刻監視をおのない、指定された時刻
にたつしたと判別するト速やかにトークンパッシング（
又はＣＳＭＡ／ＣＤ）方式に切り換え、システムの要求
に応じてＣＳＭＡ／ＣＤ方式とトークンパッシング方式
とを選択して実行し、両方式の利点をいかした最も効率
の良いデータ通信が行なえるデータ通信方式及び装置を
提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る一実施例のデータ通信方式の実施
に供されるデータ通信装置の主要な構成を示すブロック
図、 第２図（Ａ）は本発明に係る一実施例のネットワークシ
ステムで用いられる情報フレームのフォーマットを示す
図、 第２図（Ｂ）は本実施例で用いられるトークンフレーム
のフォーマットを示す図、 第２図（Ｃ）は本実施例で用いられる最優先トークンフ
レームのフォーマツ）ｅ示ｔ１ｍ、第３図はアドレス記
憶部に記憶されているネットワーク構成の装置アドレス
の内容を示す図、第４図は本実施例装置がＣ５ＭＡ／Ｃ
Ｄ方式下で受信処理中に下流装置アドレスを検出し、ア
ドレス記憶部に格納する処理を示すフローチャート、 第５図は本実施例装置のＣＳ　ＭＡ／ＣＤ方式での通信
制御処理を示すフローチャート、第６図は本実施例装置
のトークンパッシング方式での通信制御処理を示すフロ
ーチャートである。 図中、１・・・フレーム送信回路、２・・・フレーム受
信回路、３・・・衝東検出回路、４・・・アドレス比較
回路、５・・・アドレス記憶部、６・・・アドレス設定
部、７・・・制御部、８・・・ＲＯＭ、９・・・ＲＡＭ
、１０・・・時刻計時装置、１１・・・キャリア検出回
路、２３・・・伝送路である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）バス型通信媒体に複数のデータ通信装置を接続し
   たネットワークシステムのデータ通信方式において、前
   記データ通信装置はＣＳＭＡ／ＣＤ方式による通信制御
   と、トークンパッシング方式による通信制御とを選択し
   て実行する手段を有し、ネットワークシステムに接続さ
   れた特定装置に、所定時間経過毎に前記データ通信装置
   に通信制御方式を他の方式に変更する通信制御方式変更
   要求フレームを送出し、ネットワークシステムの通信制
   御方式を所定時間毎に変更することを特徴とするデータ
   通信方式。