JP2010187243A - 入出力データ転送方式 - Google Patents

Abstract

【課題】１つの送信データフレームの伝送で複数の出力装置にデータ送信を可能にし、しかも送信先装置でフレーム再構築を不要にする。
【解決手段】データ送信元装置が出力するフレーム構成は、フレーム種別を設定するコマンド種別フィールドと、装置のスロット番号順で装置台数分のビット数を有し、データ送信対象装置を設定する送信先アドレスフィールドと、送信先アドレスフィールドで設定されるスロット番号順にしてデータ伝送対象装置のデータを全て書き込むデータフィールドを有する。
データ送信先装置は、コマンド種別フィールドが出力データで一致し、且つ送信先アドレスフィールドの自スロットのビットがセットされている場合、該送信先アドレスフィールドで自スロットのデータ順番を認識し、データフィールドから順番のデータを切り出して受信データとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の装置（制御装置、入力装置または出力装置）をリング型またはバス型の伝送路でネットワーク接続した通信システムに係り、特に装置間の入出力データ転送方式に関する。

この種の通信システムは、プラントの監視制御システムやオートメーション工場の工程集中管理システムなど、コンピュータを利用した多種多様の制御システムで採用されている。ネットワーク接続される装置間の入出力データ転送方式としては、例えば、送信先の出力装置と送信元の制御装置が１対１の関係で、一度の送信では１つの装置のみが出力するものがある（例えば、特許文献１参照）。

他の方式としては、リング型の伝送路で接続した装置から一つの送信フレームで複数の出力装置に出力可能とするものがある（例えば、特許文献２，特許文献３参照）。この方式では、各出力装置や入力装置でフレームを再構築するため、入力装置と出力装置はネットワークの構成情報を持ち、それぞれで受信したフレームを編集する機能も備える。

特開平１１−２６６２８１号公報 特開平１０−２３０５０号公報 特開平１１−３３８５２３号公報

特許文献１では、送信先の出力装置と送信元の制御装置が１対１の関係で、一度の送信では１つの装置のみが出力する。このため、１つの制御装置から複数の出力装置へ出力する場合、制御装置は送信先の出力装置の台数分だけ繰り返し送信する必要がある。

特許文献２や特許文献３では、制御装置から一度の送信フレームの出力で複数の出力装置に送信可能であるが、各出力装置や入力装置でデータフレームを再構築して出力する必要があるため、データ処理が複雑になる。また、リング型の伝送路に限られる。

本発明の目的は、１つの送信データフレームの伝送で複数の出力装置にデータ送信を可能にし、しかも送信先装置でデータフレームの再構築を不要にした入出力データ転送方式を提供することにある。

本発明は、前記の課題を解決するため、システムに接続される装置のスロット番号順で装置台数分のビット数を有し、データ送信対象とする装置を設定する送信先アドレスフィールドと、前記送信先アドレスフィールドで設定されるスロット番号順にしてデータ伝送対象とする装置のデータを全て書き込むデータフィールドを有し、この送信データフレームによって入出力データを転送するようにしたもので、以下の構成を特徴とする。

（１）複数の制御装置、入力装置または出力装置をリング型またはバス型の伝送路でネットワーク接続した通信システムにおける装置間の入出力データ転送方式であって、
データ送信元となる装置が出力するデータフレームは、入力データフレームと出力データフレームの種別を指定するコマンド種別フィールドと、システムに接続される装置のスロット番号順で装置台数分のビット数を有し、データ送信対象とする装置を指定する送信先アドレスフィールドと、データ送信元となる装置を指定する送信元アドレスフィールドと、前記送信先アドレスフィールドで設定されるスロット番号順にしてデータ送信対象とする装置のデータを全て書き込むデータフィールドをもつ構成とし、
データ送信先となる装置は、前記コマンド種別フィールドが一致し、且つ前記送信先アドレスフィールドの自スロットのビットがセットされている場合、該送信先アドレスフィールドで自スロットのデータ順番を認識し、前記データフィールドから前記順番のデータを切り出して受信データとする手段を備えたことを特徴とする。

（２）前記データ送信元となる装置は、他の装置からの出力データフレームは受信せず、伝送路の使用権があるときに前記データフレーム構成にしたデータを送信する手段を備えたことを特徴とする。

以上のとおり、本発明によれば、システムに接続される装置のスロット番号順で装置台数分のビット数を有し、データ送信対象とする装置を設定する送信先アドレスフィールドと、前記送信先アドレスフィールドで設定されるスロット番号順にしてデータ伝送対象とする装置のデータを全て書き込むデータフィールドを有し、このデータフレームによって入出力データを転送するようにしたため、１つの送信データフレームの伝送で複数の出力装置にデータ転送が可能になり、しかも送信先装置でフレーム再構築が不要になる。

具体的には、出力フレームで出力するスロット数を変更することができ、効率的なデータ転送ができる。

また、入力、出力装置でフレーム再構築が不要で、内部遅延を小さくでき、転送速度が上がり、さらに受信処理回路またはソフトウェアを簡素化できる。

本発明の実施形態を示す通信システムの構成図。 データフレームの構成例。 データフレームの構成例。

図１は、本発明の実施形態を示す通信システムの構成図である。複数のノードは制御装置１、出力装置２，４，５，６および入力装置３で構成し、各装置にはスロット番号０〜５を割り当ててバス型の伝送路７に接続される。この構成のように、バス上に複数の出力装置２，４，５，６が存在する場合、制御装置１から一度の送信で全てまたは１つ以上の出力装置にデータ送信を可能にする。

図１において、制御装置１は出力データのフレームを、バスを介して各出力装置２，４，５，６へ送信する。各出力装置２，４，５，６では出力フレームが自分宛か否かを判断し、自分宛ならば受信し、そうでなければ受信しない。制御装置１へのデータ送信元となる入力装置３は出力データフレームは受信せず、伝送路の使用権があるときにデータを送信する。

制御装置１から出力装置２，４，５，６にデータ送信するためのデータフレーム構成例を図２に示す。フレームの前後に送信元装置と送信先装置の同期用のフラグを設け、コマンド種別フィールド、送信先アドレスフィールド、送信元アドレスフィールドおよびデータフィールドで構成する。コマンド種別フィールドはデータフレームの種別（ここでは出力データフレームであること）を示し、出力データ用のフレーム以外も入力データ用のフレームなど任意で指定可能とする。送信元アドレスフィールドは、コマンド種別フィールドが出力データの場合は使用しない。

送信先アドレスフィールドは、システムに接続される装置のスロット番号順で装置台数分のビット数を有するデータ伝送対象とする装置を設定するもので、ビットにスロット番号を割り当てる。図１の例では、スロット番号が０から５まで設定されているため、送信先アドレスフィールドは６ビット構成とする。

データフィールドは、送信先アドレスフィールドのビットで設定されるスロット番号順にしてデータ伝送対象とする装置のデータが全て書き込まれるもので、スロット当たりの固定ワード数に送信先スロット数を乗じた長さにした可変ワード数にされる。

送信先アドレスフィールドとデータフィールドの関係を図２中に示す。図２では一例として１スロットあたり１６ワード固定としてある。この仕組みによって、データフィールドは出力するスロット数で可変長にでき、必要量分のデータを送信して効率的なバス転送を行なう。

出力装置２，４，５，６は制御装置１からの出力データフレームを受信した時、コマンド種別フィールドが出力データであることで一致し、且つ送信先アドレスフィールドの自スロットのビットが“１”にセットされている場合、図２のように、送信先アドレスフィールドで自スロットの順番を認識、すなわち送信先アドレスフィールドの“１”のビットを数え、自スロットが何番目の“１”であるかで自スロットのデータ順番を認識し、データフィールドから該順番のデータを自スロットのデータとして切り出す。図２はスロット４に実装した出力装置５の例である。したがって、各出力装置ではフレームを受信するだけの処理となり、フレームの再構築は必要としない。

なお、実施形態では制御装置１から出力装置にデータを送信する場合を示すが、入力装置から制御装置１へのデータ入力も同様のデータフレーム構成と受信処理で実行できる。この場合、一括データ入力ではなく、入力装置毎に制御装置へデータフレームを送出する。この場合のデータフレーム構成例を図３に示す。図３中のコマンド種別フィールドには入力データであることを指定する。入力データフレームは、制御装置側で送信先アドレスフィールドから受信する／しないを判別するため、送信先アドレスフィールドは使用しない。送信元アドレスフィールドは入力装置が割り当てられたスロットに対応するビットを”１”に指定する。データフィールドは図２のデータフィールドと同様に、送信元の入力装置の入力データが設定される。

なお、実施形態ではバス型の伝送路としたシステムに適用する場合を示すが、リング型の伝送路としたシステムに適用して同等の作用効果を得ることができる。

１ 制御装置
２、４，５，６ 出力装置
３ 入力装置
７ バス型の伝送路

Claims (2)

1. 複数の制御装置、入力装置または出力装置をリング型またはバス型の伝送路でネットワーク接続した通信システムにおける装置間の入出力データ転送方式であって、
   データ送信元となる装置が出力するデータフレームは、入力データフレームと出力データフレームの種別を指定するコマンド種別フィールドと、システムに接続される装置のスロット番号順で装置台数分のビット数を有し、データ送信対象とする装置を指定する送信先アドレスフィールドと、データ送信元となる装置を指定する送信元アドレスフィールドと、前記送信先アドレスフィールドで設定されるスロット番号順にしてデータ送信対象とする装置のデータを全て書き込むデータフィールドをもつ構成とし、
   データ送信先となる装置は、前記コマンド種別フィールドが一致し、且つ前記送信先アドレスフィールドの自スロットのビットがセットされている場合、該送信先アドレスフィールドで自スロットのデータ順番を認識し、前記データフィールドから前記順番のデータを切り出して受信データとする手段を備えたことを特徴とする入出力データ転送方式。
2. 前記データ送信元となる装置は、他の装置からの出力データフレームは受信せず、伝送路の使用権があるときに前記データフレーム構成にしたデータを送信する手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の入出力データ転送方式。

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