JPS61212138A - ローカルエリアネツトワーク - 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】 本発明は、多重バスシステムにおいて作動し、かつ多重
バスシステム及びデータ処理／発生サブシステム間に接
続した複数のインタフェースモジュールを有するローカ
ルエリアネットワークに関する。

かかるネットワークはエッチ・ダブリニ・ローソン（Ｈ
ｌＷ、Ｌａｗｓｏｎ）　、ｘ　７チ・バーント（ＨｏＢ
ｅｒｎｄｔ）、ジー−バー　？　７７　：／　（Ｇ、　
Ｈｅｒｍａｎｓｏｎ）　（１ｇ）　　″ラージスケール
インテグレーシＥｌ　７　（Ｌａｒｇｅ　５ｃａｌｅ　
Ｉｎｔｅ−ｇｒａｔｉｏｎ　”　、　ニーｏミクｏ　（
ＢＵＲＯＭＩＣＲＯ）１９７８．　　ノース・ホランド
◆パブリッシング・カンパニー（Ｎｏｒｔｈ−Ｈｏｌｌ
ａｎｄ　Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ　Ｃｏｍｐａｎｙ）第８
２〜９２頁におけるシー・エッチ・スタイブナ−（Ｃｈ
、Ｓｔｅｉｇｎｅｒ）及びツー・ワルドシニミット（Ｋ
、　Ｗａｌｄｓｃｈｍｉｄｔ）著“ニー゛・ニス・ニス
・シー・オー・ア・７　リｚ　−ジョン・ツーのミコー
チャル憂エクスクルージョン轡アンド・デッドロック・
シチコエーションズ・イン・ア・マルチプロセッサ・シ
ステム（ＡＳＳＣＯ−Ａ　５ｏｌｕｔｉｏｎ　ｔｏ　Ｍ
ｕｔｕａｌ　ｅｘｃｌｕｓｉｏｎ　ａｎｄ　Ｄｅａｄｌ
ｏｃｋＳｉｔｕａｔｉｏｎｓ　ｉｎ　ａ　Ｍｕｌｔｉｐ
ｒｏｃｅｓｓｏｒ　Ｓｙｓｔｅｍ’なる刊行物から既知
である。この刊行物の第１図にはマルチプロセッサシス
テムが記載されてふり、このマルチプロセッサシステム
では多重バスシステム及びリンクサブシステム（又はプ
ロセッサモジュール）間に接続するインタフェースモジ
ュールは個別バスラインの一つを選択するためコオーデ
ィネーションシステムによって制御されるバススイッチ
で構成されている。このように構成されたローカルエリ
アネットワークは各インタフェースモジュールに対し毎
回１個のバススイッチしか付勢できず、各プロセッサモ
ジュール及び多重バスシステム間に単一のデータフロー
しか可能ならしめることができないという欠点を有する
。かかる態様においては多重バスからデータ受信中には
いかなるデータも多重バスシステムへ全く供給すること
ができず、これにより特に、プロセッサ・モジュール・
メモリへの新たなデータの長期間の及び／又は頻繁な書
込みが難しくなる。

本発明の目的は、冒頭に述べた形式のローカルエリアネ
ットワークであって、上記欠点を除去したものを提供す
るにある。

かかる目的を達成するため本発明のローカルエリアネッ
トワークは、各インタフェースモジュールに、局部的に
制御される緩衝記憶手段を含みかつ多重バスシステムの
個別のラインに接続される数個の自律作動バスアダプタ
と、該インタフェースモジュールの緩衝記憶手段に接続
されかつ該インタフェースモジュールに接続すべきデー
タ発生／処理サブシステムに対するホストインタフェー
スユニットに接続されるローカル分配回路とを設けたこ
とを特徴とする。

かかるローカルエリアネットワークによれば、多重バス
システムのラインの一つからインタフェースモジニール
のバスアダプタへのデータ転送中に、同じインタフェー
スモジュールの他のバスアダプタを介して多重バスシス
テムの残りのラインへのデータを転送することが可能に
なる。

以下図面につき本発明の詳細な説明する。

第１図のローカルエリアネットワークにおいて多重バス
システムを参照数字１で示す。ここで多重バスシステム
は複数のサブシステムに沿ってデータを並列転送できる
バスラインの集合体を意味する。しかしこれらのバスラ
インは個別に配設することもできる。例えば、船舶にお
いて船首及び船尾問直線の方向に配設された三重バスシ
ステムではバスラインを各側壁に沿ってかつ中央を介し
て配設することができ、従って、本発明の一次的効果、
即ち、多重バスシステムに接続されたサブシステムの高
速アクセスが容易になること、及び第１の二次的効果、
即ち通信ネットワークが純粋に機能的に冗長であること
の他、別の二次的効果、即ちネットワークの冗長構成が
得られる。

個別のバスラインは種々の形式のもの（単向時計方向ケ
ーブル、電話線対、同軸ツーブノペ３軸ケーブノペ光フ
ァイバケーブル等）とすることができる。

第１図では多重バスシステムはインタフェースモジュー
ル５Ａ〜５Ｚの接続を可能ならしめる３個のバスライン
２，３及び４を具える。各インタフェースモジュール５
１　（但しＩ＝Ａ、・・・、Ｚ）は１個又は数個のバス
ライン、即ち２，３及び４に接続して多重バスシステム
１と、インタフェースモジュール５Ｉに結合したサブシ
ステム６■との間のデータ転送を可能ならしめる。しか
し冗長性を得るためかかるインタフェースモジュールは
、データの円滑な転送に必要と見做される個数より多い
個数のバスラインに接続するのが得策である。

多重バスシステムを介してデータを転送するたメインタ
フエースモジュール５Ｉはこの多重ハスシステムに対す
る各接続につき１個のバスアダプタ１０　（又は１１．
１２）を有している。従って第１図におけるローカルエ
リアネットワークの実施例ではインタフェースモジュー
ル５Ａ、　５　（Ｚ−１）及び５Ｚの各々を２個のバス
タツブ７及び８（又は９）を介して多重゛バスシステム
１の３バスライン中の２７くスラインに接続し、かつ残
りのインタフェースモジュール５Ｂ及び５Ｃをバスタツ
ブ７．８及び９を介してすべてのバスラインに接続する
。従ってインクフェースモジュール５Ａ、　５　（Ｚ−
１）及び５Ｚには２個のバスアダプタ１０及び１１（又
は１２）を設け、他の各インタフェースモジニール５Ｂ
及び５Ｃには３個のノくスアダプタ１０．１１及び１２
を設ける。サブシステム６■によって発生したメツセー
ジを多重ノくスジステムへ供給するためには使用可能な
バスアダプタ１０゜１１　（１２）において分配し、か
つ多重バスシステム１のバスアダプタ１０．１１．　　
（１２）によって受信されたメツセージを転送するため
には、各インタフェースモジュール５Ｉにローカル分配
回路１３を設けることが必要になる。かかる分配回路１
３は、例えば、ローカルバスライン１４と、制御ユニッ
トとして作動する分配ユニット１５と、ホストインタフ
ェースユニット１６とを具え、分配ユニット１５はバス
ライン１４に接続するようにすることができる。かかる
場合にはサブシステムへの及びサブシステムからのデー
タトラヒックはホストインタフェースユニット１６を介
して進行する。インタフェースモジュール内のデータ転
送は転送の優先度及び／又は範囲に基づいて行うと好適
である。分配ユニット１５からプログラムされた後、完
全自律作動のできるバスアダプタ１０．１１及び１２が
供給されたデータを内部的に処理する。

メツセージの送信及び受信に当たりサブシステムカ多重
バスシステムのプロトコルに従う場合には、サブシステ
ムをプロトコルコンバータ１７ヲ介することなくインタ
フェースモジュールのホストインタフェースユニット１
６に接続できる。第１図ではこれはサブシステム６　（
Ｚ−１）及び６Ｚに適用できる。インタフェースモジュ
ール５　（Ｚ−１）及び５Ｚに分配ユニット１５が存在
するのでサブシステム６　（Ｚ−１）及び６Ｚは、分配
ユニット１５の監視のもとにメツセージの送信及び受信
を行うため個別のバッファメモリを有する。サブシステ
ム６　（Ｚ−１）及び６Ｚが分配ユニットのタスクを遂
行するのに好適である場合には、インタフェースモジニ
ール５　（Ｚ−１）及び５ｚにおける分配ユニット１５
及びホストインタフェースユニット１６を省略できる。

サブシステムには他のメツセージ源からもメツセージを
供給できるから、かかるサブシステムのプロトコルは多
重バスシステム１のプロトコルとは相違させることがで
きるようにすることを考慮する必要があり、従ってかか
る場合にはプロトコルコンバータ１７が重要になる。例
えば、サブシステムがアナログデータしか発生及び受信
できないようにすることもできる。

またサブシステムによって受信及び発生するデータはデ
ィジタルであるが、サブシステムによって取扱われるメ
ツセージフォーマットが多重バスシステム１のメツセー
ジフォーマットとは相違するというようにすることもで
きる。必要なプロトコルコンバータ１７は一般に既知と
考えることができ、−例として図示の如く、プロセッサ
１８と、ホストメモリ１９と、入出力インタフェース２
０とを具え、これらのすべてをホストバスライン２１に
接続して構成できる。サブシステムの多重バスシステム
１への接続はホストインタフェースユニット１６ヲホス
トバスライン２１に結合しかつサブシステムを入出力イ
ンタフェースユニット２０に結合することにより実現さ
れる。プロトコルコンバータ１７内での全データトラヒ
ックはホストプロセッサ１８によって制御する。所要に
応じ、サブシステムから受信したか又はサブシステムに
供給されるデータに必要なアナログ・ディジタル又はデ
ィジタル・アナログ変換は人出力インタフェースユニッ
ト２０において行う。

ホストプロセッサ１８はサブシステムから供給されたデ
ータをメモリ１９に一時記憶するため所望のフォーマッ
トに整える。分配ユニット１５は、メモリ１９に記憶し
たデータを要求した後これらデータをバスアダプタの一
つに転送する。これを受信したバスアダプタはこれらの
データを更に多重バスシステム１へ転送する。これと逆
方向のデータ処理は多重バスシステムから受信したメツ
セージをバスアダプタにより変換して、接続されたサブ
システムへ供給することにより行われる。

インタフェースモジュール５■の特に好適な例を第２図
に示す。第２図に示した如く多重バスシステム１は３個
のバスライン２，３及び４から成り、一方、インタフェ
ースモジニールには３　個（ｊ）ハスアダプタ１０．１
１及び１２を設け、これらのバスアダプタを多重バスシ
ステム１に接続するのに必要なバスタツブ７．８及び９
を設ける。データリンク及び物理的構成に関連して多重
バスシステムに対するプロトコルは種々の方法において
実現できるが、米国特許第４．０６３．２２０号明細書
から既知の如く、ＩＢＢＢ−８０２，３仕様によるいわ
ゆるＣＳＭＡ／ＣＤプロトコルを仕様すると好適であり
、かかる場合バスアダプタ１０．１１及び１２並びにバ
スライン２，３及び４間のメツセージのトラヒックはＣ
３ＭＡ／ＣＤ方式各バスアダプタ１０．１１及び１２は
送信チャンネル２２及び受信チャンネル２３を具え、送
信チャンネル２２には直列接続出力バッファ２４と、送
信された信号の並直列変換を行う論理回路２５と、送信
機２６とを設け、同様に、受信チャンネル２３には直列
接続受信機２７と、受信した信号の直並列変換用の論理
回路２８と、入力バッファ２９とを設ける。更に各バス
アダプタには衝突検出器（図示せず）を設け、かかる検
出器は前記米国特許第４．０６３．２２０号につき周知
である。多重化回路３０により人力及び出力バッファ２
９及び２４を内部バスライン３１に接続し、かつ記憶装
置３２及び関連する調停装置３３にも接続する。記憶装
置３２はローカルバスライン１４及び多重バスシステム
間のメツセージ伝送速度の相違を補正できるようにする
ために送信及び受信メツセージを記憶するバッファメモ
リとして作動する。

要求に応じ、調停装置３３はメツセージを書込むことが
できる記憶装置３２内の位置を示す。

既に述べたように、バスアダプタ及び関連するバスライ
ン２．３又は４の間のメツセージの転送の自律性は十分
である。このようにするため、バスアダプタにローカル
制御ユニット３６を設け、このローカル制御ユニットは
分配ユニット１５から供給された指令を実行し、かつフ
レーム伝送を制御する。またローカル制御ユニット３６
はバッファ管理並びにフレーム及びアドレス識別の如き
フレーム受信に関連するすべての動作を取扱う。記憶装
置３２から多重化回路３０を介して送信チャンネル２２
へのメツセージを送信することが不可能な場合、このこ
とを実行するための指令は後で再送信するためローカル
制御ユニット３６に保持される。

上述したバスアダプタの具体例は、例えば、インテル社
の刊行物“ザ・コンプリート・ブイ・エル・ニス・アイ
・ラン・ソリューション（ＴｈｅＣｏｍｐｌｅｔｅ　Ｖ
ＬＳＩ−ＬＡＮ　５ｏｌｕｔｉｏｎ）”に記載されたデ
ュアル・ボート・メモリ、ローカル通信コントローラ８
２５８６　、及び８２５０１　イーサネット（Ｅｔｈｅ
ｒｎｅｔ）直列インタフェースによって得られる。

インタフェースモジニールは更に、ローカルバスライン
１４を具え、これには各バスアダプタの記憶装置３２と
、関連する調停装置３３と、分配ユニット１５（プログ
ラムを含むマイクロプロセッサ３４フエースユニツト１
６とをプロトコルコンバーク１７を伴って又は伴うこと
なく接続する。

ローカルエリアネットワーク内での高度の標準化により
インタフェースモジュールは最大数のパフアダプタを〃
在させ得るよう構成することができる。多重バスシステ
ムに包含する必要のないバスアダプタは、多重バスシス
テムから遮断された状態にしておくか、又は分配ユニッ
ト１５によるプログラミング期間中データ転送につき不
作動状態に維持することが必要である。インタフェース
モジュール５Ａ及び５　（２−１）のバスアダプタ１１
並びにインタフェースモジュール５Ｚのバスアダプタ（
１２）はかかる能力又は容量において作動すると見做す
ことができる。

本発明を３個のバスラインを有する多重バスシステムを
考察することによって説明したが、本発明はこの数に限
定されるものではなく、各インタフェースモジニールに
対し任意の数のバスライン及びバスアダプタを使用でき
る。

ここで述べたローカルエリアネットワークは異なる性質
のデータの転送に好適であるにも拘らず、別個のライン
を介してタイミング及び安定化データを伝送することを
推賞できる。しかし乍ら多重バスシステムを介してタイ
ミング及び安定化データを伝送することが必要である場
合には、通信網を以下に述べる如き態様において適合さ
せる必要がある。

第３図はシステム時間の発生及びこれに関連したデータ
の他のバスアダプタへの伝送に好適なバスアダプタの実
施例を示す。本例のバスアダプタは内部バスライン３１
に接続したディジタルクロッ。

クユニット３７を具える。記憶装置３２は分配ユニット
１５の指令で読出されかつディジタルクロックユニット
３７のクロックデータと共に供給される時間フレームを
含む。時間フレームは送信チャンネル２２を介して多重
バスシステム１の接続されたバスラインへ送信される。

このデータが、バスライン上でのこのフレームの送信に
当たりバスライン上に他の情報が存在するか又は時間フ
レームのガーブルが存在することに起因してこのバスラ
インを承認されない場合には、クロックユニット３７か
らの新たなデータと共に指令を再度実行する必要がある
。これは、分配ユニット１５の各指令が制御ユニット３
６に到来するので可能で・ある。かかる場合には制御ユ
ニット３６が、バスライン上の新たなりロックデータと
共に時間フレームを得ようとする新たな試行を自律的に
行う。冗長性の点で、他のバスアダプタ（１１及び／又
は１２）にかかるクロック装置を設けることができる。

分配ユニット１５により、時間データを多重バスシステ
ムに供給するバスアダプタが選択される。

他のバスアダプタがローカルエリアネットワークをクロ
ックユニット３７に同期するため時間フレームを受信す
る場合には、受信バスアダプタに設ける必要がある。

第４図の実施例に示す如く、本例のバスアダプタは、内
部バスライン３１及びローカルバスライン１４に接続し
た補助クロックユニット３８を具える。

時間フレームを受信するとその時間値は記憶装置３２の
一定位置に格納され、一方、制御ユニット３６は時間フ
レームにおける特殊な“タイプ・フィールド（ｔｙｐｅ
　ｆｉｅｌｄ）”を介して付勢する。従って制御ユニッ
ト３６は補助クロックユニット３８をしてゼロから計数
を行うことにより計数値を発生せしめ、この計数値は時
間フレームの受信以来経過した時間を示す。

バスアダプタから時間データの要求があると分配ユニッ
ト１５は記憶装置３２に記録された時間値と、補助クロ
ックユニット３８に発生した計数値とを受信する。第４
図に示したアダプタによる時間フレームの送信及び分配
ユニット１５による時間データに対する要求は頻繁に起
こるので、正しくない計数周波数を介する補助クロック
ユニット３８の計数値における誤りは無視できる。要求
された時間データは接続されたサブシステムのクロック
ユニットに対する時間同期のために使用される。

冗長性の理由のため同一のバスインタフェース回路の数
個のバスアダプタにクロックユニット３７を設けた場合
には同じく、時間フレームにつきインタフェースモジニ
ールにおける受信設備にも設ける必要があること勿論で
ある。かかる場合にはバスインタフェースモジュールの
他のバスアダプタにも補助クロックユニット３８を設け
る必要がある。

多重バスシステムを介して回報方式で情報を伝送する場
合には、サブシステムによって使用される情報の作動周
波数が広範囲に変化するのを、極めて良好に可能とする
ことができる。これは、例えば、船舶上の安定化装置で
得られる測定値の場合である。かかる情報は各形式の情
報に対し一定記憶位置を有する記憶装置３２に記憶され
、その際当該記憶位置では先に保持された情報が更新さ
れる。指令に応動して分配ユニット１５は接続されたサ
ブシスタムに対し任意の頻度において記憶装置３２から
最新の安定化データを常時要求することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は対話形マルチプロセッサシステムに適用される
如く多重バスシステムにおいて作動する本発明のローカ
ルエリアネットワークの実施例を示すブロック図、 第２図は第１図のインタフェースモジュールの実施例を
示すブロック図、 第３及び４図は第２図のインタフェースモジニールのバ
スアダプタの実施例を示すブロック図である。 １・・・多重ハスシステム ２．３．４・・・バスライン ５＾、　５８．５Ｃ〜５（Ｚ−１）、５Ｚ・・・インタ
フェースモジュール６Ａ、　６８．６Ｃ〜６（Ｚ−１）
、６２・・・サブシステム７．８．９・・・バスタツブ １０、１１．１２・・・バスアダプタ １３・・・ローカル分配回路 １４・・・ローカルバスライン １５・・・分配ユニット １６・・・ホストインタフェースユニット１７・・・プ
ロトコルコンバータ １８・・・プロセッサ １９・・・ホストメモリ ２０・・・入出力インタフェースユニット２１・・・ホ
ストバスライン ２２・・・送信チャンネル ２３・・・受信チャンネル ２４・・・出力バヅファ ２５・・・論理回路　　　　２６・・・送信機２７・・
・受信機　　　　　２８・・・論理回路２９・・・入力
バッファ　　３０・・・多重化回路３１・・・内部バス
ライン ３２・・・記憶装置　　　　３３・・・調停装置３４・
・・マイクロプロセッサ ３５・・・データメモリ３６・・・ローカル制御ユニッ
ト３７・・・ディジタルクロックユニット３８・・・補
助クロックユニット 特許出願人　　　ホランドセ・シグナールアバラーテン
・ビー・べ一 ″　　　　　　　　　イ （６Ｉ／１刀　　　Ｆｉｇ、３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、多重バスシステムにおいて作動し、かつ多重バスシ
   ステム及びデータ処理／発生サブシステム間に接続した
   複数のインタフェースモジュールを有するローカルエリ
   アネットワークにおいて、各インタフェースモジュール
   に、局部的に制御される緩衝記憶手段を含みかつ多重バ
   スシステムの個別のラインに接続される数個の自律作動
   バスアダプタと、該インタフェースモジュールの緩衝記
   憶手段に接続されかつ該インタフェースモジュールに接
   続すべきデータ発生／処理サブシステムに対するホスト
   インタフェースユニットに接続されるローカル分配回路
   とを設けたことを特徴とするローカルエリアネットワー
   ク。 ２、前記各バスアダプタが送信及び受信チャンネルと、
   これに接続した多重化手段とを具え、多重化手段を更に
   内部バスラインを介して前記緩衝記憶手段に結合する特
   許請求の範囲第１項記載のローカルエリアネットワーク
   。 ３、インタフェースモジュールがローカルエリアネット
   ワークに適用できるシステム時間に関する送信データを
   発生するのに好適である特許請求の範囲第２項記載のロ
   ーカルエリアネットワークにおいて、インタフェースモ
   ジュールのバスアダプタが内部バスラインに接続したク
   ロック回路を具えるローカルエリアネットワーク。 ４、インタフェースモジュールがローカルエリアネット
   ワークに適用できるシステム時間に関する送信データを
   発生するのに好適である特許請求の範囲第２項記載のロ
   ーカルエリアネットワークにおいて、インタフェースモ
   ジュールのバスアダプタが内部バスライン及び関連する
   ローカル分配回路間に接続した補助クロックユニットを
   具え、バスアダプタにより送信データを検出する毎に補
   助クロックユニットを初期位置から付勢するローカルエ
   リアネットワーク。