データ伝送システムにおける受信データ転送制御装置
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、互いに離れた複数地点に散在するコンピュータや制御装置間を共通伝送路で相互に接続し、情報交換を行なう例えばデータ伝送システム、ローカルエリアネットワーク（以下、ＬＡＮと称する）システム等における受信データの転送制御装置に係り、特に受信データの転送処理時間を大幅に短縮して、システム全体のデータ伝送速度の高速化を図り得るようにしたデータ伝送システムにおける受信データ転送制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、工場自動化の進展に伴ない、コンピュータ、ＰＣ（プログラマブルコントローラ）、ＤＣＳ（デジタル計装制御コントローラ）等のインテリジェント機器を、ＬＡＮに接続してネットワーク化することで、製造指示・実績等の生産情報、製造プログラムデータやプロセス制御データ、監視データ等を、複数の各機器相互間で情報交換して分散制御とシステム全体の監視制御を行なう、高機能・高性能な連続プロセス制御システムが構築される傾向にある。しかも、このような連続プロセス制御システムにおいては、システム内の複数の各機器相互間で情報交換される監視制御データをシステム全体で共有することにより、これら共有データを用いて各機器毎での分散制御とシステム全体の監視制御とを効率よく行なう方式が採られている。
【０００３】ところで、一般に、各機器相互間の情報交換にあっては、各機器が１台ずつ個別に他の機器を指定しながら情報を送信し、かつその受信確認を行なう１：１型のデータ伝送が採用されている。しかしながら、手順実行の煩雑さや処理スピードの遅れ等が問題となり、最近ではこの１：１型のデータ伝送方式に代わって、一斉同報通信または群同報通信、すなわち放送型によるデータ伝送方式が採用されるようになってきている。この放送型データ伝送方式では、各機器が周期的にデータを送信し、他の機器ではその周期的に到来する監視制御データを受信する。そして、監視制御データは、各機器共通の一意のメモリアドレスを持った共有メモリ（以下、コモンメモリと称する）に格納され、最新データに更新される。このようにして、高速で効率的なＮ：Ｎ型の情報交換が行なわれ、各機器毎の分散制御とシステム全体の監視制御が実現される。そして、このような方式を採用したものとしては、例えば“特公昭６４−８５０１号「データ伝送システム」、“特願昭６３−２２５９０４号「トークンパッシングバス方式を用いたネットワークシステム」、“特願昭６２−２２５５１６号「データ伝送方式」等がある。以下、従来の連続プロセス制御システムに適用されるＬＡＮシステムの構成例について、図５R>５を用いて説明する。
【０００４】図５において、本システムでは、共通伝送路Ｌに適宜な間隔をもって、例えば制御機器毎の複数のノード１０1 −１０n が接続され、これらの各ノード１０1−１０n には各々コモンメモリＣＭが内蔵されている。伝送路使用権をもったノードは、所定の時間以内に必要な情報を、一斉同報通信または群同報通信を行ない、所定時間経過する毎に次のノードに伝送路使用権を与える。このように、本システムは、トークンパッシング方式というメディアアクセス制御方式をとっている。
【０００５】なお、図５では、ループ形ネットワークが構成されているが、このネットワークの形態には、その他に、各ノード１０1 −１０n をバス状に接続するバス形、スター状に接続するスター形ネットワークがある。
【０００６】また、このメディアアクセス制御方式には、ループ形ネットワークに適用されるＩＥＥＥ８０２．５方式や、米国規格局ＡＮＳＩで標準化されているＦＤＤＩ方式があり、またバス形、スター形ネットワークに適用される米国電子電気技術者協会（ＩＥＥＥ）により標準化しているＩＥＥＥ８０２．４方式がある。これらの方式は、いずれもトークンパッシング方式であり、トークンと呼ばれるフレームを各ノード間で受け渡すことによって送信権が順々に各ノードに受け渡され、同一時刻では、複数のノードが同時に送信権を獲得することはない。一方、トークンを受け渡されたノードでは、予め設定された時間内でデータを送信する。従って、各ノードは、ノード総数と各ノードの設定時間とから、自局がデータを送出するまでに待たねばならない最大時間を計算するこが可能であり、また順番に従って必ずデータを送信することができ、確定的な伝送路アクセスを行なうことが可能となる。
【０００７】従って、図５に示すＬＡＮシステムでは、各ノード１０1 −１０n が順番に周期的に、自身の出力データＤＡＴＡ1 −ＤＡＴＡn を挿入した図６に示すようなデータフレームを、他のノードへ一斉同報または群同報伝送を行なうこととなる。なお、図６において、ＰＡはプリアンブル、ＳＤはスタートデリミタ、ＦＣはフレーム制御、ＤＡは受信先アドレス、ＳＡは送信元アドレス、ＤＳＡＰは受信先アドレス識別子、ＳＳＡＰは送信元アドレス識別子、Ｃは情報コマンド、ＷＮは情報ワード数、ＡＤＲＳは受信データをコモンメモリへ格納するときの開始メモリアドレス、ＤＡＴＡ０−ＤＡＴＡｎはデータ、ＦＣＳはフレームチェックシーケンスである。
【０００８】この場合、他の全てのノードが上記のデータフレームを受信すると、このデータフレームは、コモンメモリＣＭの共通の一意のメモリアドレスへ格納される。伝送路使用権を持つノードは、所定時間経過すると、次のノードにトークフレームを渡す。このトークフレームを受け取ったノードは、所定時間伝送路使用権を獲得し、同様にデータフレームを伝送する。従って、全てのノード１０1 −１０n は、コモンメモリＣＭに同一データを保有することになる。図７は、所定の伝送周期Ｔ内に、各ノード１０1 −１０n が順番にデータフレームＤ１，トークフレームＴＫ、…を伝送して一巡する伝送路上のフレーム列の一列を示している。
【０００９】このようにして、各ノード１０1 −１０n は、図８に示すようなハード構成例を有している。図８において、伝送路使用権を持つノード、例えば１０1 が図６のようなデータフレームを伝送すると、他のノード１０2 〜１０n ではそのデータフレームをトランシーバ回路３１で受信した後、その受信出力３２をトークンパッシング方式送受信制御回路３０に送出する。このトークンパッシング方式送受信制御回路３０では、受信されたデータフレーム中のＤＡフィールドにおいて、自局指定アドレス、同報アドレスまたは群同報アドレスが自局を指定している場合には、いずれも自局指定であると判断し、データフレームの自局内へ取り込みを行なう。しかる後に、ＤＭＡ制御回路２２では、トークンパッシング方式送受信制御回路３０におけるデータフレーム受信完了時に、そのデータフレームの中からＦＣフィールド〜ＦＣＳフィールドまでの受信データを取り出して、デュアルポート付きの受信バッファ２１に格納する。
【００１０】この場合、受信バッファ２１には、図９に示すように格納される。図９の（ａ）は正常受信の場合の受信バッファ２１の格納状態、図９の（ｂ）は受信誤りのある場合の受信バッファ２１の格納状態をそれぞれ示している。但し、ここでは、受信データフィールド長が６４の場合の例を示している。ここで、ＬＮ、およびＳＴＳとあるのは、各々受信して格納したデータの総数ＬＮ、および受信が正常に完了したかまたは受信誤りが発生したか否かの状態を示すステータス情報ＳＴＳを表わし、トークンパッシング方式送受信制御回路３０によりデータフレーム受信完了時に受信バッファ２１に書き込まれる。
【００１１】一方、送受信制御プロセッサ３３においては、データフレーム受信完了検出信号３４を受けると、受信データ処理を行なう。すなわち、この受信データの処理は、受信バッファ２１に格納されている受信データのＤＳＡＰフィールド、ＳＳＡＰフィールド、Ｃフィールドが、指定された規定値に一致しているか否かの判定である。そして、判定の結果、一致している場合には、受信したデータフィールドのデータ総数を示すＷＮと、コモンメモリ２０に格納する開始メモリアドレスを示すＡＤＲＳフィールドとを読み出し、ＡＤＲＳ値とＷＮ値をＤＭＡ制御回路２２に設定する。ここで、ＤＭＡ制御回路２２は動作を行なって、受信バッファ２１に格納されている受信データＤＡＴＡ0 −ＤＡＴＡnをコモンメモリ２０に転送する。このコモンメモリ２０に格納されたデータは、ホスト機器６０、すなわちコンピュータやＰＣ、ＤＣＳにより、機器インターフェイス回路２４を経由して読み出され利用される。
【００１２】なお、バッファメモリバス４０は、バッファメモリデータバス４１とバッファメモリアドレスバス４２とからなる。また、コモンメモリバス５０は、コモンメモリデータバス５１とコモンメモリアドレスバス５２とからなる。さらに、６１はホストシステムバス、２３はゲート回路である。
【００１３】このように、上述した従来による受信データ転送制御方式では、受信データフレームは一旦、受信バッファ２１に格納され、受信完了と共にフレーム中のＡＤＲＳフィールドとＷＮフィールドの値を読み出し、ＤＭＡ転送により最終格納場所であるコモンメモリＣＭの相当アドレスへ転送して格納する方式を採用している。
【００１４】従って、かかる受信データ転送制御方式においては、物理的に異なる受信バッファ２１とコモンメモリＣＭとが存在する。このため、データフレームを一度受信バッファ２１に格納した後、最終的にコモンメモリＣＭに格納するので、これら２つのメモリ間でデータの移動処理が必要である。その結果、受信データの処理時間が長くなり、システム全体のデータ転送能力が制限されるという問題がある。
【００１５】よって、ネットワークシステムのデータ転送速度を高速化して伝送性能を向上させようとしても、受信データの転送処理に関わる処理時間が、受信バッファ２１とコモンメモリＣＭとの間のコモンメモリバス５０の転送性能に依存することから、データ伝送速度をそれ相当に高速化して転送性能を上げる場合には、ハードウェアの複雑さを招き、またその場合でも、なおかつ性能に限界が生じる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の受信データ転送制御方式においては、受信データの転送処理時間が長く、結果的にシステム全体のデータ伝送能力が制限されてしまうという問題があった。
【００１７】本発明の目的は、受信データの転送処理時間を大幅に短縮でき、システム全体のデータ伝送速度の高速化を図ることが可能な極めて信頼性の高いデータ伝送システムにおける受信データ転送制御装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するために本発明では、共通伝送路に接続された各ノードでは、各々所定の周期で順番にデータを一斉同報通信または群同報通信にて伝送し、他のノードでは、データフレームを受信し受信フレームに含まれるフレーム種別がデータフレームを指定しているか検出し、データフレームが上記データフレームの場合には、データを取り出して受信バッファに格納し、かつシステム全体に共通で一意の特定アドレスを用いて受信データを読み出すことにより各ノード間の情報交換を行なうトークンパッシング方式によるメディアアクセス制御を用いたデータ伝送システムにおける受信データ転送制御装置において、共通伝送路に接続されてデータフレームを受信し、またデータフレームを送出するトランシーバ手段と、トランシーバ手段からのデータフレームを受信し、当該受信データフレームに含まれる受信先アドレスが自局を指定しているか否かを検出し、自局宛の場合にはデータフレームを受信し、またデータをトークンパッシング方式メディアアクセス制御方式に従ってトランシーバ手段に送出し、さらに自局宛のデータフレームの受信開始を検出して受信開始信号を出力し、さらにまた受信データフレームが誤りなく受信されたか否かを検出して、正常または異常状態を示す信号と共に受信完了信号を出力するトークンパッシング方式送受信制御手段と、トークンパッシング方式送受信制御手段からの受信開始信号を受信して、受信データフレームに含まれているフレーム種別がデータフレームか否かを検出し、受信データフレームがデータフレームの場合には受信データフレームに含まれている受信データの格納先メモリアドレスを取り出して保持し、また受信データフレームに含まれる所定の受信データを取り出し、さらに受信完了信号を受信して正常または異常受信かを検出して受信データの受信バッファ手段への格納を制御する受信データフレーム転送制御手段と、トークンパッシング方式送受信制御手段に対して、送信すべきデータを格納している送信バッファ手段と、受信データフレーム転送制御手段からの受信データを受信して格納する受信バッファ手段と、受信バッファ手段に格納されている受信データのアドレスを格納していると共に、受信バッファ手段の受信データをアクセスするために外部から入力される特定のアドレスを、受信データが格納されている受信バッファ手段のアドレスに変換して変換アドレスを生成するアドレス変換メモリ手段と、アドレス変換メモリ手段に対して受信データをアクセスするために特定のアドレスを供給する外部インターフェイス手段とを備えて構成している。
【００１９】ここで、特に受信バッファ手段としては、データフレームに含まれる所定のデータの数に等しいブロックサイズ毎に分割し、かつブロックの個数は受信するデータフレーム総数より余分に１つ多い構成としている。
【００２０】また、受信データフレーム転送制御手段としては、トークンパッシング方式送受信制御手段からのデータフレームの受信開始信号を受信して、受信データフレームがデータフレームであることを検出すると、空き状態にある受信バッファ手段の一つのブロックに受信データを転送して格納し、トークンパッシング方式送受信制御手段からの正常受信完了信号を検出すると、外部インターフェイス手段から当該ブロックが新たな受信データと見なせるように、アドレス変換メモリ手段の特定アドレスに対応する受信データが格納されている受信バッファ手段のアドレスを当該ブロックのアドレスに書換え、また書き換えられて不用となった古い受信データが格納されている受信バッファ手段のブロックを次の受信データが書き込めるようにし、さらに異常受信完了信号を検出すると、アドレス変換メモリ手段の内容更新を行なわずに、当該ブロックを再び次の受信データが書き込めるようにしている。
【００２１】
【作用】従って、本発明のデータ伝送システムにおける受信データ転送制御装置においては、受信データフレームに受信データフィールド長に等しいブロック毎に受信バッファを分割し、また分割するブロックの個数は受信するデータフレーム総数より余分に１つ多い構成としている。一方、受信データフレーム転送制御手段は、トークンパッシング方式送受信制御手段路からデータフレームの受信開始信号を受けると、受信データフレームが自局宛の受信データフレームであると判断する。そして、空き状態にある受信バッファ手段内の一つのブロックを用いて、トークンパッシング方式送受信制御手段路から出力される受信データを、そのブロックに順番に受信データフィールド長に等しい数まで転送し格納する。しかる後に、トークンパッシング方式送受信制御手段から、受信データフレームを誤りなく受信完了したことを示す正常受信完了信号を受け取ると、外部インターフェイス手段から見た時に、このブロックが新たな受信データと見えるように、アドレス変換メモリ手段の内容を書き換える。すなわち、新たに受信したデータフレーム中のデータフィールドを格納したブロックの先頭アドレスを用いて受信バッファ手段のデータを読み出すことにより、システム全体に共通の一意のメモリアドレスをもつ仮装コモンメモリからデータを読み出したのと同様の処理を行ない、従来必要であった受信バッファ手段からコモンメモリへの転送処理なしで、各ノードの受信データを利用する。
【００２２】この場合、アドレス変換メモリ手段に書き込まれていた古い受信データを格納していたブロックは不用となる。そこで、このブロックが新たな受信フレームのデータを格納できるように空き状態にする。また、受信データ転送制御手段がトークンパッシング方式送受信制御手段から受信したフレームに誤りが発生しており、受信データは無効であることを示す異常受信完了信号を受け取ると、アドレス変換メモリ手段の内容を更新することは行なわず、当該ブロックを再び次の受信データが書き込めるように空き状態として、受信データフレームの受信データの転送処理を行なう。
【００２３】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】図１は、本発明による受信データ転送制御装置を適用したデータ伝送システムにおける各ノードのハードウェア構成例を示すブロック図であり、図８と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００２５】すなわち、本実施例では、各ノードにおける前記コモンメモリ２０およびゲート回路２３を削除すると共に、これらに代えて受信データフレーム転送制御回路７０と、デュアルポートメモリ形式をとったアドレス変換メモリ回路８０とを付加した構成としている。
【００２６】なお、受信バッファ２１は、１伝送周期Ｔ内に受信するシステム全体のデータ量を格納出来るだけのブロック数と、さらに余分な１つの空き状態のブロックと、本発明で言及しない種別の受信フレームを格納できる容量のメモリと、自局データを送信するための送信データを格納するための送信バッファ手段のための容量のメモリとを備えている。
【００２７】ここで、受信データフレーム転送制御回路７０は、図２にその構成例を示すように、受信完了信号３４、トークンパッシング方式送受信制御回路３０からの受信開始信号３５、正常または異常受信完了のステータス信号３６、受信データ書き込みタイミング信号３７を受けて、転送回路のタイミング信号７７，７８を発生する転送タイミング回路７１と、トークンパッシング方式送受信制御回路３０からバッファメモリバス４１に出力される受信データフィールド長ＷＮを転送タイミング回路７１からのタイミング信号７７によりラッチするカウンタＷＮ−ＣＮＴ７２と、タイミング信号７８によりコモンメモリ格納先頭番地ＡＤＲＳをラッチするレジスタＡＤＲＳ７３と、アドレス変換メモリ回路８０のＡＤＲＳ番地から読み出した受信データの格納されているブロックの先頭番地をラッチするＮＥＸＴ−ＰＴＲ７４と、空きブロックの先頭番地をラッチしているＢＦ−ＰＴＲ７５とからなっている。
【００２８】一方、アドレス変換メモリ回路８０は、図３R>３にその構成例を示すように、受信データフレーム転送制御回路７０とバッファメモリバス４０からのアドレスおよびデータバスの各々９１，９２および４２，４１をマルチプレックスするマルチプレクサＭＰＸ１−８６，ＭＰＸ２−８７と、デュアルポートメモリ８３と、ホストアドレスバス入力６２と当該ホストアドレスバス入力６２に対応した受信データの格納されているブロックの先頭番地を示すデュアルポートメモリ８３からの読み出しデータ８５とを用いて、実際の仮装コモンメモリアドレスを計算する計算機（加算器）８１とからなっている。
【００２９】次に、以上のように構成した本実施例の受信データ転送制御装置の一連の作用に付いて、図４に示すフロー図を用いて説明する。なお図４は、受信データフレーム転送制御処理の手順（受信データフレーム転送制御回路７０の転送タイミング発生回路７１に於けるタイミング信号発生と処理の手順）を示している。
【００３０】いま、各ノードにより送信され、図６で示されるようなフレームフォーマットを持つデータフレームは、図１に示すようなハードウェア構成例を有する各ノードのトランシーバ回路３１により信号受信される。このトランシーバ回路３１からの出力３２は、トークンパッシング方式送受信制御回路３０に導かれる。そして、このトークンパッシング方式送受信制御回路３０により、受信フレーム中のＤＡフィールドが自局を指定しているか、同報または群同報アドレスかが一致検出され、各々に一致する場合には、トークンパッシング方式送受信制御回路３０によりデータフレームの取り込みが行なわれる。そして、受信したデータフレームのＦＣフィールドからＦＣＳフィールドまでの受信データが、バッファメモリバス４０に受信開始信号３５と共に、受信データ書き込みタイミング信号３７のタイミングで出力される。
【００３１】一方、転送タイミング発生回路７１は、図４R>４に示すステップＳ１により受信開始を検出すると、ステップＳ２によりバッファメモリバス４０上の受信データフィールド長ＷＮとコモンメモリ格納先頭番地ＡＤＲＳをＷＮ−ＣＮＴ７２，ＡＤＲＳ７３に、タイミング信号７７，７８を発生してラッチする。次に、ステップＳ３によりＡＤＲＳ７３の値によりアドレス変換メモリ回路８０をアクセスし、その読み出し値をＮＥＸＴ−ＰＴＲ７４にタイミング信号７９によりラッチする。次に、ステップＳ４により、受信データ書き込みタイミング信号３７毎にＷＮ−ＣＮＴ７２をカウントダウンする。さらに、ＢＦ−ＰＴＲ７５の値を上位アドレスとし、またＷＮ−ＣＮＴ７２の値を下位アドレスとして、受信バッファの格納番地を指定して受信データを書き込む。そして、ステップＳ５により、ＷＮ−ＣＮＴ７２がカウントダウンして−１となるまで上記の処理を繰り返し行なう。
【００３２】やがて、ＷＮ−ＣＮＴ７２が−１に達すると、ステップＳ６によりトークンパッシング方式送受信制御回路３０からの受信完了信号３４、正常または異常受信完了のステータス信号３６を待つ。そして、ステップＳ７により、正常または異常受信完了のステータス信号３６が異常受信完了の場合には、処理を中断して再度トークンパッシング方式送受信制御回路３０からの受信開始信号３５を持つステップＳ１に移行する。そして、ステップＳ７により、正常または異常受信完了のステータス信号３６が正常受信完了の場合には、ステップＳ８によりＢＦ−ＰＴＲ７５の値をＡＤＲＳで示されるアドレス変換メモリ番地に書き込み、さらにＮＥＸＴ−ＰＴＲ７４の値をＢＦ−ＰＴＲ７５に書き換える。これらの一連の処理を完了すると、ステップＳ１に戻り、再び受信フレームの開始を待つ。
【００３３】一方、図１でホスト機器６０は、コモンメモリの内容を読み出す場合、機器インターフェイス回路２４を経由して読み出すコモンメモリアドレスをアドレス変換メモリ７０に送る。また、図３でホスト機器６０からのコモンメモリアドレス信号はホストアドレスバス入力６２に導かれ、デュアルポートメモリ８３のアドレス信号入力となってメモリ内容を読み出す。この読み出された値は、前述した処理ステップＳ８で書き込まれた仮装コモンメモリの実際の受信バッファロックの先頭番地である。そこで、ホストアドレスバス入力６２とこの読み出しデータ８５とを加算器８１によって加算を行なうことにより、実際の仮装コモンメモリのアドレスを生成する。ここで、加算が必要なのは、デュアルポートメモリ８３に保持している先頭番地が、ブロック容量毎の倍数に対応する上位アドレス値のみのためである。従って、ホスト機器６０が読み出そうとしたコモンメモリ番地は、アドレス変換メモリ回路８０により受信データが格納保持されている受信バッファ２１のメモリ番地に変換されてアクセスされる。
【００３４】以上のように処理することにより、システム全体に共通の一意のメモリアドレスをもつ仮装コモンメモリからデータを読み出したのと同様の処理が行なえることで、従来必要であった受信バッファ２１からコモンメモリへの転送処理なしで、各ノードの受信データを利用することが可能となる。
【００３５】上述したように、本実施例においては、受信データの転送処理時間を大幅に短縮することができ、ひいてはシステム全体のデータ伝送速度の高速化を図ることが可能となる。特に、共通伝送路（ＬＡＮ）上のトラフィックが非常に重く、すなわち間断なくデータを受信して処理する場合に非常に有効なものとなる。換言すると、ＬＡＮの受信データ処理に関して一般的に問題となる、ＬＡＮの信号伝送速度の高速化に伴ない受信するデータの処理が追従できず、ＬＡＮ全体としてのデータ転送能力の向上が期待したほど見込めないことに対する有効な解決となる。
【００３６】また、各ノードの出力データを確実に格納することができ、しかも常に正しいデータを受信バッファに格納でき、ホスト機器側からのコモンメモリアドレスを指定して、正常なデータを確実に読み出すことが可能となる。
【００３７】さらに、本装置を実現するためのハードウェアとしても、安価な一般的なメモリを組み合わせることによって容易に構成することができるため、広く一般のデータ伝送システムにおける受信データ処理に対して有効に適用することが可能となる。尚、本発明の受信データ転送制御装置を適用するネットワークシステムの形態は、バス型、ループ型、スター型等に特定されるものではない。従って、共通伝送路として用いるケーブルも、電気式、光式、無線式等に特に限定されるものではない。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、受信データの転送処理時間を大幅に短縮でき、システム全体のデータ伝送速度の高速化を図ることが可能な極めて信頼性の高いデータ伝送システムにおける受信データ転送制御装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による受信データ転送制御装置を適用した場合の一実施例を示すブロック図。
【図２】同実施例における受信データフレーム転送制御回路の詳細な構成例を示すブロック図。
【図３】同実施例におけるアドレス変換メモリ回路の詳細な構成例を示すブロック図。
【図４】同実施例における受信データ転送制御処理の手順を示すフロー図。
【図５】連続プロセス制御システムに適応されるＬＡＮシステムの構成例を示す概要図。
【図６】各ノードで伝送されるデータフレームのフレームフォーマットの一例を示す概要図。
【図７】各ノードで伝送されるデータフレームの伝送路上でのフレーム列の一例を示す概要図。
【図８】従来技術により構成したノードのハードウェア構成の一例を示すブロック図。
【図９】正常受信、受信誤りのある場合の受信フレームデータの受信バッファ内への格納状態の一例を示す模式図。
【符号の説明】
１０1 −１０n …ノード、２０…コモンメモリ、２１…受信バッファ、２２…ＤＭＡ制御回路、２３…ゲート回路、２４…機器インターフェイス回路、３０…トークンパッシング方式送受信制御回路、３１…トランシーバ回路、３２…受信出力、３３…送受信制御プロセッサ、３４…データフレーム受信完了検出信号、４０…バッファメモリバス、４１…バッファメモリデータバス、４２…バッファメモリアドレスバス、５０…コモンメモリバス、５１…コモンメモリデータバス、５２…コモンメモリアドレスバス、６０…ホスト機器、６１…ホストシステムバス、７０…受信データフレーム転送制御回路、７１…転送タイミング回路、７２…カウンタＷＮ−ＣＮＴ、７３…レジスタＡＤＲＳ、７４…ＮＥＸＴ−ＰＴＲ、７５…ＢＦ−ＰＴＲ、８０…アドレス変換メモリ回路、８１…計算機（加算器）、８３…デュアルポートメモリ、８６…マルチプレクサＭＰＸ１、８７…マルチプレクサＭＰＸ２、Ｌ…共通伝送路、ＣＭ…コモンメモリ、ＰＡ…プリアンブル、ＳＤ…スタートデリミタ、ＦＣ…フレーム制御、ＤＡ…受信先アドレス、ＳＡ…送信元アドレス、ＤＳＡＰ…受信先アドレス識別子、ＳＳＡＰ…送信元アドレス識別子、Ｃ…情報コマンド、ＷＮ…情報ワード数、ＡＤＲＳ…開始メモリアドレス、ＤＡＴＡ０−ＤＡＴＡｎ…データ、ＦＣＳ…フレームチェックシーケンス、Ｄ１…データフレーム、ＴＫ…トークフレーム。
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、互いに離れた複数地点に散在するコンピュータや制御装置間を共通伝送路で相互に接続し、情報交換を行なう例えばデータ伝送システム、ローカルエリアネットワーク（以下、ＬＡＮと称する）システム等における受信データの転送制御装置に係り、特に受信データの転送処理時間を大幅に短縮して、システム全体のデータ伝送速度の高速化を図り得るようにしたデータ伝送システムにおける受信データ転送制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、工場自動化の進展に伴ない、コンピュータ、ＰＣ（プログラマブルコントローラ）、ＤＣＳ（デジタル計装制御コントローラ）等のインテリジェント機器を、ＬＡＮに接続してネットワーク化することで、製造指示・実績等の生産情報、製造プログラムデータやプロセス制御データ、監視データ等を、複数の各機器相互間で情報交換して分散制御とシステム全体の監視制御を行なう、高機能・高性能な連続プロセス制御システムが構築される傾向にある。しかも、このような連続プロセス制御システムにおいては、システム内の複数の各機器相互間で情報交換される監視制御データをシステム全体で共有することにより、これら共有データを用いて各機器毎での分散制御とシステム全体の監視制御とを効率よく行なう方式が採られている。
【０００３】ところで、一般に、各機器相互間の情報交換にあっては、各機器が１台ずつ個別に他の機器を指定しながら情報を送信し、かつその受信確認を行なう１：１型のデータ伝送が採用されている。しかしながら、手順実行の煩雑さや処理スピードの遅れ等が問題となり、最近ではこの１：１型のデータ伝送方式に代わって、一斉同報通信または群同報通信、すなわち放送型によるデータ伝送方式が採用されるようになってきている。この放送型データ伝送方式では、各機器が周期的にデータを送信し、他の機器ではその周期的に到来する監視制御データを受信する。そして、監視制御データは、各機器共通の一意のメモリアドレスを持った共有メモリ（以下、コモンメモリと称する）に格納され、最新データに更新される。このようにして、高速で効率的なＮ：Ｎ型の情報交換が行なわれ、各機器毎の分散制御とシステム全体の監視制御が実現される。そして、このような方式を採用したものとしては、例えば“特公昭６４−８５０１号「データ伝送システム」、“特願昭６３−２２５９０４号「トークンパッシングバス方式を用いたネットワークシステム」、“特願昭６２−２２５５１６号「データ伝送方式」等がある。以下、従来の連続プロセス制御システムに適用されるＬＡＮシステムの構成例について、図５R>５を用いて説明する。
【０００４】図５において、本システムでは、共通伝送路Ｌに適宜な間隔をもって、例えば制御機器毎の複数のノード１０1 −１０n が接続され、これらの各ノード１０1−１０n には各々コモンメモリＣＭが内蔵されている。伝送路使用権をもったノードは、所定の時間以内に必要な情報を、一斉同報通信または群同報通信を行ない、所定時間経過する毎に次のノードに伝送路使用権を与える。このように、本システムは、トークンパッシング方式というメディアアクセス制御方式をとっている。
【０００５】なお、図５では、ループ形ネットワークが構成されているが、このネットワークの形態には、その他に、各ノード１０1 −１０n をバス状に接続するバス形、スター状に接続するスター形ネットワークがある。
【０００６】また、このメディアアクセス制御方式には、ループ形ネットワークに適用されるＩＥＥＥ８０２．５方式や、米国規格局ＡＮＳＩで標準化されているＦＤＤＩ方式があり、またバス形、スター形ネットワークに適用される米国電子電気技術者協会（ＩＥＥＥ）により標準化しているＩＥＥＥ８０２．４方式がある。これらの方式は、いずれもトークンパッシング方式であり、トークンと呼ばれるフレームを各ノード間で受け渡すことによって送信権が順々に各ノードに受け渡され、同一時刻では、複数のノードが同時に送信権を獲得することはない。一方、トークンを受け渡されたノードでは、予め設定された時間内でデータを送信する。従って、各ノードは、ノード総数と各ノードの設定時間とから、自局がデータを送出するまでに待たねばならない最大時間を計算するこが可能であり、また順番に従って必ずデータを送信することができ、確定的な伝送路アクセスを行なうことが可能となる。
【０００７】従って、図５に示すＬＡＮシステムでは、各ノード１０1 −１０n が順番に周期的に、自身の出力データＤＡＴＡ1 −ＤＡＴＡn を挿入した図６に示すようなデータフレームを、他のノードへ一斉同報または群同報伝送を行なうこととなる。なお、図６において、ＰＡはプリアンブル、ＳＤはスタートデリミタ、ＦＣはフレーム制御、ＤＡは受信先アドレス、ＳＡは送信元アドレス、ＤＳＡＰは受信先アドレス識別子、ＳＳＡＰは送信元アドレス識別子、Ｃは情報コマンド、ＷＮは情報ワード数、ＡＤＲＳは受信データをコモンメモリへ格納するときの開始メモリアドレス、ＤＡＴＡ０−ＤＡＴＡｎはデータ、ＦＣＳはフレームチェックシーケンスである。
【０００８】この場合、他の全てのノードが上記のデータフレームを受信すると、このデータフレームは、コモンメモリＣＭの共通の一意のメモリアドレスへ格納される。伝送路使用権を持つノードは、所定時間経過すると、次のノードにトークフレームを渡す。このトークフレームを受け取ったノードは、所定時間伝送路使用権を獲得し、同様にデータフレームを伝送する。従って、全てのノード１０1 −１０n は、コモンメモリＣＭに同一データを保有することになる。図７は、所定の伝送周期Ｔ内に、各ノード１０1 −１０n が順番にデータフレームＤ１，トークフレームＴＫ、…を伝送して一巡する伝送路上のフレーム列の一列を示している。
【０００９】このようにして、各ノード１０1 −１０n は、図８に示すようなハード構成例を有している。図８において、伝送路使用権を持つノード、例えば１０1 が図６のようなデータフレームを伝送すると、他のノード１０2 〜１０n ではそのデータフレームをトランシーバ回路３１で受信した後、その受信出力３２をトークンパッシング方式送受信制御回路３０に送出する。このトークンパッシング方式送受信制御回路３０では、受信されたデータフレーム中のＤＡフィールドにおいて、自局指定アドレス、同報アドレスまたは群同報アドレスが自局を指定している場合には、いずれも自局指定であると判断し、データフレームの自局内へ取り込みを行なう。しかる後に、ＤＭＡ制御回路２２では、トークンパッシング方式送受信制御回路３０におけるデータフレーム受信完了時に、そのデータフレームの中からＦＣフィールド〜ＦＣＳフィールドまでの受信データを取り出して、デュアルポート付きの受信バッファ２１に格納する。
【００１０】この場合、受信バッファ２１には、図９に示すように格納される。図９の（ａ）は正常受信の場合の受信バッファ２１の格納状態、図９の（ｂ）は受信誤りのある場合の受信バッファ２１の格納状態をそれぞれ示している。但し、ここでは、受信データフィールド長が６４の場合の例を示している。ここで、ＬＮ、およびＳＴＳとあるのは、各々受信して格納したデータの総数ＬＮ、および受信が正常に完了したかまたは受信誤りが発生したか否かの状態を示すステータス情報ＳＴＳを表わし、トークンパッシング方式送受信制御回路３０によりデータフレーム受信完了時に受信バッファ２１に書き込まれる。
【００１１】一方、送受信制御プロセッサ３３においては、データフレーム受信完了検出信号３４を受けると、受信データ処理を行なう。すなわち、この受信データの処理は、受信バッファ２１に格納されている受信データのＤＳＡＰフィールド、ＳＳＡＰフィールド、Ｃフィールドが、指定された規定値に一致しているか否かの判定である。そして、判定の結果、一致している場合には、受信したデータフィールドのデータ総数を示すＷＮと、コモンメモリ２０に格納する開始メモリアドレスを示すＡＤＲＳフィールドとを読み出し、ＡＤＲＳ値とＷＮ値をＤＭＡ制御回路２２に設定する。ここで、ＤＭＡ制御回路２２は動作を行なって、受信バッファ２１に格納されている受信データＤＡＴＡ0 −ＤＡＴＡnをコモンメモリ２０に転送する。このコモンメモリ２０に格納されたデータは、ホスト機器６０、すなわちコンピュータやＰＣ、ＤＣＳにより、機器インターフェイス回路２４を経由して読み出され利用される。
【００１２】なお、バッファメモリバス４０は、バッファメモリデータバス４１とバッファメモリアドレスバス４２とからなる。また、コモンメモリバス５０は、コモンメモリデータバス５１とコモンメモリアドレスバス５２とからなる。さらに、６１はホストシステムバス、２３はゲート回路である。
【００１３】このように、上述した従来による受信データ転送制御方式では、受信データフレームは一旦、受信バッファ２１に格納され、受信完了と共にフレーム中のＡＤＲＳフィールドとＷＮフィールドの値を読み出し、ＤＭＡ転送により最終格納場所であるコモンメモリＣＭの相当アドレスへ転送して格納する方式を採用している。
【００１４】従って、かかる受信データ転送制御方式においては、物理的に異なる受信バッファ２１とコモンメモリＣＭとが存在する。このため、データフレームを一度受信バッファ２１に格納した後、最終的にコモンメモリＣＭに格納するので、これら２つのメモリ間でデータの移動処理が必要である。その結果、受信データの処理時間が長くなり、システム全体のデータ転送能力が制限されるという問題がある。
【００１５】よって、ネットワークシステムのデータ転送速度を高速化して伝送性能を向上させようとしても、受信データの転送処理に関わる処理時間が、受信バッファ２１とコモンメモリＣＭとの間のコモンメモリバス５０の転送性能に依存することから、データ伝送速度をそれ相当に高速化して転送性能を上げる場合には、ハードウェアの複雑さを招き、またその場合でも、なおかつ性能に限界が生じる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の受信データ転送制御方式においては、受信データの転送処理時間が長く、結果的にシステム全体のデータ伝送能力が制限されてしまうという問題があった。
【００１７】本発明の目的は、受信データの転送処理時間を大幅に短縮でき、システム全体のデータ伝送速度の高速化を図ることが可能な極めて信頼性の高いデータ伝送システムにおける受信データ転送制御装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するために本発明では、共通伝送路に接続された各ノードでは、各々所定の周期で順番にデータを一斉同報通信または群同報通信にて伝送し、他のノードでは、データフレームを受信し受信フレームに含まれるフレーム種別がデータフレームを指定しているか検出し、データフレームが上記データフレームの場合には、データを取り出して受信バッファに格納し、かつシステム全体に共通で一意の特定アドレスを用いて受信データを読み出すことにより各ノード間の情報交換を行なうトークンパッシング方式によるメディアアクセス制御を用いたデータ伝送システムにおける受信データ転送制御装置において、共通伝送路に接続されてデータフレームを受信し、またデータフレームを送出するトランシーバ手段と、トランシーバ手段からのデータフレームを受信し、当該受信データフレームに含まれる受信先アドレスが自局を指定しているか否かを検出し、自局宛の場合にはデータフレームを受信し、またデータをトークンパッシング方式メディアアクセス制御方式に従ってトランシーバ手段に送出し、さらに自局宛のデータフレームの受信開始を検出して受信開始信号を出力し、さらにまた受信データフレームが誤りなく受信されたか否かを検出して、正常または異常状態を示す信号と共に受信完了信号を出力するトークンパッシング方式送受信制御手段と、トークンパッシング方式送受信制御手段からの受信開始信号を受信して、受信データフレームに含まれているフレーム種別がデータフレームか否かを検出し、受信データフレームがデータフレームの場合には受信データフレームに含まれている受信データの格納先メモリアドレスを取り出して保持し、また受信データフレームに含まれる所定の受信データを取り出し、さらに受信完了信号を受信して正常または異常受信かを検出して受信データの受信バッファ手段への格納を制御する受信データフレーム転送制御手段と、トークンパッシング方式送受信制御手段に対して、送信すべきデータを格納している送信バッファ手段と、受信データフレーム転送制御手段からの受信データを受信して格納する受信バッファ手段と、受信バッファ手段に格納されている受信データのアドレスを格納していると共に、受信バッファ手段の受信データをアクセスするために外部から入力される特定のアドレスを、受信データが格納されている受信バッファ手段のアドレスに変換して変換アドレスを生成するアドレス変換メモリ手段と、アドレス変換メモリ手段に対して受信データをアクセスするために特定のアドレスを供給する外部インターフェイス手段とを備えて構成している。
【００１９】ここで、特に受信バッファ手段としては、データフレームに含まれる所定のデータの数に等しいブロックサイズ毎に分割し、かつブロックの個数は受信するデータフレーム総数より余分に１つ多い構成としている。
【００２０】また、受信データフレーム転送制御手段としては、トークンパッシング方式送受信制御手段からのデータフレームの受信開始信号を受信して、受信データフレームがデータフレームであることを検出すると、空き状態にある受信バッファ手段の一つのブロックに受信データを転送して格納し、トークンパッシング方式送受信制御手段からの正常受信完了信号を検出すると、外部インターフェイス手段から当該ブロックが新たな受信データと見なせるように、アドレス変換メモリ手段の特定アドレスに対応する受信データが格納されている受信バッファ手段のアドレスを当該ブロックのアドレスに書換え、また書き換えられて不用となった古い受信データが格納されている受信バッファ手段のブロックを次の受信データが書き込めるようにし、さらに異常受信完了信号を検出すると、アドレス変換メモリ手段の内容更新を行なわずに、当該ブロックを再び次の受信データが書き込めるようにしている。
【００２１】
【作用】従って、本発明のデータ伝送システムにおける受信データ転送制御装置においては、受信データフレームに受信データフィールド長に等しいブロック毎に受信バッファを分割し、また分割するブロックの個数は受信するデータフレーム総数より余分に１つ多い構成としている。一方、受信データフレーム転送制御手段は、トークンパッシング方式送受信制御手段路からデータフレームの受信開始信号を受けると、受信データフレームが自局宛の受信データフレームであると判断する。そして、空き状態にある受信バッファ手段内の一つのブロックを用いて、トークンパッシング方式送受信制御手段路から出力される受信データを、そのブロックに順番に受信データフィールド長に等しい数まで転送し格納する。しかる後に、トークンパッシング方式送受信制御手段から、受信データフレームを誤りなく受信完了したことを示す正常受信完了信号を受け取ると、外部インターフェイス手段から見た時に、このブロックが新たな受信データと見えるように、アドレス変換メモリ手段の内容を書き換える。すなわち、新たに受信したデータフレーム中のデータフィールドを格納したブロックの先頭アドレスを用いて受信バッファ手段のデータを読み出すことにより、システム全体に共通の一意のメモリアドレスをもつ仮装コモンメモリからデータを読み出したのと同様の処理を行ない、従来必要であった受信バッファ手段からコモンメモリへの転送処理なしで、各ノードの受信データを利用する。
【００２２】この場合、アドレス変換メモリ手段に書き込まれていた古い受信データを格納していたブロックは不用となる。そこで、このブロックが新たな受信フレームのデータを格納できるように空き状態にする。また、受信データ転送制御手段がトークンパッシング方式送受信制御手段から受信したフレームに誤りが発生しており、受信データは無効であることを示す異常受信完了信号を受け取ると、アドレス変換メモリ手段の内容を更新することは行なわず、当該ブロックを再び次の受信データが書き込めるように空き状態として、受信データフレームの受信データの転送処理を行なう。
【００２３】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】図１は、本発明による受信データ転送制御装置を適用したデータ伝送システムにおける各ノードのハードウェア構成例を示すブロック図であり、図８と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００２５】すなわち、本実施例では、各ノードにおける前記コモンメモリ２０およびゲート回路２３を削除すると共に、これらに代えて受信データフレーム転送制御回路７０と、デュアルポートメモリ形式をとったアドレス変換メモリ回路８０とを付加した構成としている。
【００２６】なお、受信バッファ２１は、１伝送周期Ｔ内に受信するシステム全体のデータ量を格納出来るだけのブロック数と、さらに余分な１つの空き状態のブロックと、本発明で言及しない種別の受信フレームを格納できる容量のメモリと、自局データを送信するための送信データを格納するための送信バッファ手段のための容量のメモリとを備えている。
【００２７】ここで、受信データフレーム転送制御回路７０は、図２にその構成例を示すように、受信完了信号３４、トークンパッシング方式送受信制御回路３０からの受信開始信号３５、正常または異常受信完了のステータス信号３６、受信データ書き込みタイミング信号３７を受けて、転送回路のタイミング信号７７，７８を発生する転送タイミング回路７１と、トークンパッシング方式送受信制御回路３０からバッファメモリバス４１に出力される受信データフィールド長ＷＮを転送タイミング回路７１からのタイミング信号７７によりラッチするカウンタＷＮ−ＣＮＴ７２と、タイミング信号７８によりコモンメモリ格納先頭番地ＡＤＲＳをラッチするレジスタＡＤＲＳ７３と、アドレス変換メモリ回路８０のＡＤＲＳ番地から読み出した受信データの格納されているブロックの先頭番地をラッチするＮＥＸＴ−ＰＴＲ７４と、空きブロックの先頭番地をラッチしているＢＦ−ＰＴＲ７５とからなっている。
【００２８】一方、アドレス変換メモリ回路８０は、図３R>３にその構成例を示すように、受信データフレーム転送制御回路７０とバッファメモリバス４０からのアドレスおよびデータバスの各々９１，９２および４２，４１をマルチプレックスするマルチプレクサＭＰＸ１−８６，ＭＰＸ２−８７と、デュアルポートメモリ８３と、ホストアドレスバス入力６２と当該ホストアドレスバス入力６２に対応した受信データの格納されているブロックの先頭番地を示すデュアルポートメモリ８３からの読み出しデータ８５とを用いて、実際の仮装コモンメモリアドレスを計算する計算機（加算器）８１とからなっている。
【００２９】次に、以上のように構成した本実施例の受信データ転送制御装置の一連の作用に付いて、図４に示すフロー図を用いて説明する。なお図４は、受信データフレーム転送制御処理の手順（受信データフレーム転送制御回路７０の転送タイミング発生回路７１に於けるタイミング信号発生と処理の手順）を示している。
【００３０】いま、各ノードにより送信され、図６で示されるようなフレームフォーマットを持つデータフレームは、図１に示すようなハードウェア構成例を有する各ノードのトランシーバ回路３１により信号受信される。このトランシーバ回路３１からの出力３２は、トークンパッシング方式送受信制御回路３０に導かれる。そして、このトークンパッシング方式送受信制御回路３０により、受信フレーム中のＤＡフィールドが自局を指定しているか、同報または群同報アドレスかが一致検出され、各々に一致する場合には、トークンパッシング方式送受信制御回路３０によりデータフレームの取り込みが行なわれる。そして、受信したデータフレームのＦＣフィールドからＦＣＳフィールドまでの受信データが、バッファメモリバス４０に受信開始信号３５と共に、受信データ書き込みタイミング信号３７のタイミングで出力される。
【００３１】一方、転送タイミング発生回路７１は、図４R>４に示すステップＳ１により受信開始を検出すると、ステップＳ２によりバッファメモリバス４０上の受信データフィールド長ＷＮとコモンメモリ格納先頭番地ＡＤＲＳをＷＮ−ＣＮＴ７２，ＡＤＲＳ７３に、タイミング信号７７，７８を発生してラッチする。次に、ステップＳ３によりＡＤＲＳ７３の値によりアドレス変換メモリ回路８０をアクセスし、その読み出し値をＮＥＸＴ−ＰＴＲ７４にタイミング信号７９によりラッチする。次に、ステップＳ４により、受信データ書き込みタイミング信号３７毎にＷＮ−ＣＮＴ７２をカウントダウンする。さらに、ＢＦ−ＰＴＲ７５の値を上位アドレスとし、またＷＮ−ＣＮＴ７２の値を下位アドレスとして、受信バッファの格納番地を指定して受信データを書き込む。そして、ステップＳ５により、ＷＮ−ＣＮＴ７２がカウントダウンして−１となるまで上記の処理を繰り返し行なう。
【００３２】やがて、ＷＮ−ＣＮＴ７２が−１に達すると、ステップＳ６によりトークンパッシング方式送受信制御回路３０からの受信完了信号３４、正常または異常受信完了のステータス信号３６を待つ。そして、ステップＳ７により、正常または異常受信完了のステータス信号３６が異常受信完了の場合には、処理を中断して再度トークンパッシング方式送受信制御回路３０からの受信開始信号３５を持つステップＳ１に移行する。そして、ステップＳ７により、正常または異常受信完了のステータス信号３６が正常受信完了の場合には、ステップＳ８によりＢＦ−ＰＴＲ７５の値をＡＤＲＳで示されるアドレス変換メモリ番地に書き込み、さらにＮＥＸＴ−ＰＴＲ７４の値をＢＦ−ＰＴＲ７５に書き換える。これらの一連の処理を完了すると、ステップＳ１に戻り、再び受信フレームの開始を待つ。
【００３３】一方、図１でホスト機器６０は、コモンメモリの内容を読み出す場合、機器インターフェイス回路２４を経由して読み出すコモンメモリアドレスをアドレス変換メモリ７０に送る。また、図３でホスト機器６０からのコモンメモリアドレス信号はホストアドレスバス入力６２に導かれ、デュアルポートメモリ８３のアドレス信号入力となってメモリ内容を読み出す。この読み出された値は、前述した処理ステップＳ８で書き込まれた仮装コモンメモリの実際の受信バッファロックの先頭番地である。そこで、ホストアドレスバス入力６２とこの読み出しデータ８５とを加算器８１によって加算を行なうことにより、実際の仮装コモンメモリのアドレスを生成する。ここで、加算が必要なのは、デュアルポートメモリ８３に保持している先頭番地が、ブロック容量毎の倍数に対応する上位アドレス値のみのためである。従って、ホスト機器６０が読み出そうとしたコモンメモリ番地は、アドレス変換メモリ回路８０により受信データが格納保持されている受信バッファ２１のメモリ番地に変換されてアクセスされる。
【００３４】以上のように処理することにより、システム全体に共通の一意のメモリアドレスをもつ仮装コモンメモリからデータを読み出したのと同様の処理が行なえることで、従来必要であった受信バッファ２１からコモンメモリへの転送処理なしで、各ノードの受信データを利用することが可能となる。
【００３５】上述したように、本実施例においては、受信データの転送処理時間を大幅に短縮することができ、ひいてはシステム全体のデータ伝送速度の高速化を図ることが可能となる。特に、共通伝送路（ＬＡＮ）上のトラフィックが非常に重く、すなわち間断なくデータを受信して処理する場合に非常に有効なものとなる。換言すると、ＬＡＮの受信データ処理に関して一般的に問題となる、ＬＡＮの信号伝送速度の高速化に伴ない受信するデータの処理が追従できず、ＬＡＮ全体としてのデータ転送能力の向上が期待したほど見込めないことに対する有効な解決となる。
【００３６】また、各ノードの出力データを確実に格納することができ、しかも常に正しいデータを受信バッファに格納でき、ホスト機器側からのコモンメモリアドレスを指定して、正常なデータを確実に読み出すことが可能となる。
【００３７】さらに、本装置を実現するためのハードウェアとしても、安価な一般的なメモリを組み合わせることによって容易に構成することができるため、広く一般のデータ伝送システムにおける受信データ処理に対して有効に適用することが可能となる。尚、本発明の受信データ転送制御装置を適用するネットワークシステムの形態は、バス型、ループ型、スター型等に特定されるものではない。従って、共通伝送路として用いるケーブルも、電気式、光式、無線式等に特に限定されるものではない。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、受信データの転送処理時間を大幅に短縮でき、システム全体のデータ伝送速度の高速化を図ることが可能な極めて信頼性の高いデータ伝送システムにおける受信データ転送制御装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による受信データ転送制御装置を適用した場合の一実施例を示すブロック図。
【図２】同実施例における受信データフレーム転送制御回路の詳細な構成例を示すブロック図。
【図３】同実施例におけるアドレス変換メモリ回路の詳細な構成例を示すブロック図。
【図４】同実施例における受信データ転送制御処理の手順を示すフロー図。
【図５】連続プロセス制御システムに適応されるＬＡＮシステムの構成例を示す概要図。
【図６】各ノードで伝送されるデータフレームのフレームフォーマットの一例を示す概要図。
【図７】各ノードで伝送されるデータフレームの伝送路上でのフレーム列の一例を示す概要図。
【図８】従来技術により構成したノードのハードウェア構成の一例を示すブロック図。
【図９】正常受信、受信誤りのある場合の受信フレームデータの受信バッファ内への格納状態の一例を示す模式図。
【符号の説明】
１０1 −１０n …ノード、２０…コモンメモリ、２１…受信バッファ、２２…ＤＭＡ制御回路、２３…ゲート回路、２４…機器インターフェイス回路、３０…トークンパッシング方式送受信制御回路、３１…トランシーバ回路、３２…受信出力、３３…送受信制御プロセッサ、３４…データフレーム受信完了検出信号、４０…バッファメモリバス、４１…バッファメモリデータバス、４２…バッファメモリアドレスバス、５０…コモンメモリバス、５１…コモンメモリデータバス、５２…コモンメモリアドレスバス、６０…ホスト機器、６１…ホストシステムバス、７０…受信データフレーム転送制御回路、７１…転送タイミング回路、７２…カウンタＷＮ−ＣＮＴ、７３…レジスタＡＤＲＳ、７４…ＮＥＸＴ−ＰＴＲ、７５…ＢＦ−ＰＴＲ、８０…アドレス変換メモリ回路、８１…計算機（加算器）、８３…デュアルポートメモリ、８６…マルチプレクサＭＰＸ１、８７…マルチプレクサＭＰＸ２、Ｌ…共通伝送路、ＣＭ…コモンメモリ、ＰＡ…プリアンブル、ＳＤ…スタートデリミタ、ＦＣ…フレーム制御、ＤＡ…受信先アドレス、ＳＡ…送信元アドレス、ＤＳＡＰ…受信先アドレス識別子、ＳＳＡＰ…送信元アドレス識別子、Ｃ…情報コマンド、ＷＮ…情報ワード数、ＡＤＲＳ…開始メモリアドレス、ＤＡＴＡ０−ＤＡＴＡｎ…データ、ＦＣＳ…フレームチェックシーケンス、Ｄ１…データフレーム、ＴＫ…トークフレーム。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 共通伝送路に接続された各ノードでは、各々所定の周期で順番にデータを一斉同報通信または群同報通信にて伝送し、他のノードでは、データフレームを受信し受信フレームに含まれるフレーム種別が前記データフレームを指定しているか検出し、データフレームが前記データフレームの場合には、前記データを取り出して受信バッファに格納し、かつシステム全体に共通で一意の特定アドレスを用いて受信データを読み出すことにより前記各ノード間の情報交換を行なうトークンパッシング方式によるメディアアクセス制御を用いたデータ伝送システムにおける受信データ転送制御装置において、前記共通伝送路に接続されてデータフレームを受信し、またデータフレームを送出するトランシーバ手段と、前記トランシーバ手段からのデータフレームを受信し、当該受信データフレームに含まれる受信先アドレスが自局を指定しているか否かを検出し、自局宛の場合にはデータフレームを受信し、また前記データをトークンパッシング方式メディアアクセス制御方式に従って前記トランシーバ手段に送出し、さらに自局宛のデータフレームの受信開始を検出して受信開始信号を出力し、さらにまた前記受信データフレームが誤りなく受信されたか否かを検出して、正常または異常状態を示す信号と共に受信完了信号を出力するトークンパッシング方式送受信制御手段と、前記トークンパッシング方式送受信制御手段からの受信開始信号を受信して、受信データフレームに含まれているフレーム種別が前記データフレームか否かを検出し、受信データフレームが前記データフレームの場合には前記受信データフレームに含まれている受信データの格納先メモリアドレスを取り出して保持し、また前記受信データフレームに含まれる所定の受信データを取り出し、さらに前記受信完了信号を受信して正常または異常受信かを検出して受信データの受信バッファ手段への格納を制御する受信データフレーム転送制御手段と、前記トークンパッシング方式送受信制御手段に対して、前記送信すべきデータを格納している送信バッファ手段と、前記受信データフレーム転送制御手段からの受信データを受信して格納する受信バッファ手段と、前記受信バッファ手段に格納されている前記受信データのアドレスを格納していると共に、前記受信バッファ手段の受信データをアクセスするために外部から入力される前記特定のアドレスを、前記受信データが格納されている受信バッファ手段の前記アドレスに変換して変換アドレスを生成するアドレス変換メモリ手段と、前記アドレス変換メモリ手段に対して前記受信データをアクセスするために前記特定のアドレスを供給する外部インターフェイス手段と、を備えて成ることを特徴とするデータ伝送システムにおける受信データ転送制御装置。
【請求項２】 前記受信バッファ手段としては、前記データフレームに含まれる所定のデータの数に等しいブロックサイズ毎に分割し、かつブロックの個数は受信するデータフレーム総数より余分に１つ多い構成とし、また、前記受信データフレーム転送制御手段としては、前記トークンパッシング方式送受信制御手段からのデータフレームの受信開始信号を受信して、受信データフレームが前記データフレームであることを検出すると、空き状態にある前記受信バッファ手段の一つのブロックに受信データを転送して格納し、前記トークンパッシング方式送受信制御手段からの正常受信完了信号を検出すると、前記外部インターフェイス手段から当該ブロックが新たな受信データと見なせるように、前記アドレス変換メモリ手段の前記特定アドレスに対応する受信データが格納されている受信バッファ手段のアドレスを当該ブロックのアドレスに書換え、また書き換えられて不用となった古い受信データが格納されている受信バッファ手段のブロックを次の受信データが書き込めるようにし、さらに異常受信完了信号を検出すると、前記アドレス変換メモリ手段の内容更新を行なわずに、当該ブロックを再び次の受信データが書き込めるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送システムにおける受信データ転送制御装置。
【請求項１】 共通伝送路に接続された各ノードでは、各々所定の周期で順番にデータを一斉同報通信または群同報通信にて伝送し、他のノードでは、データフレームを受信し受信フレームに含まれるフレーム種別が前記データフレームを指定しているか検出し、データフレームが前記データフレームの場合には、前記データを取り出して受信バッファに格納し、かつシステム全体に共通で一意の特定アドレスを用いて受信データを読み出すことにより前記各ノード間の情報交換を行なうトークンパッシング方式によるメディアアクセス制御を用いたデータ伝送システムにおける受信データ転送制御装置において、前記共通伝送路に接続されてデータフレームを受信し、またデータフレームを送出するトランシーバ手段と、前記トランシーバ手段からのデータフレームを受信し、当該受信データフレームに含まれる受信先アドレスが自局を指定しているか否かを検出し、自局宛の場合にはデータフレームを受信し、また前記データをトークンパッシング方式メディアアクセス制御方式に従って前記トランシーバ手段に送出し、さらに自局宛のデータフレームの受信開始を検出して受信開始信号を出力し、さらにまた前記受信データフレームが誤りなく受信されたか否かを検出して、正常または異常状態を示す信号と共に受信完了信号を出力するトークンパッシング方式送受信制御手段と、前記トークンパッシング方式送受信制御手段からの受信開始信号を受信して、受信データフレームに含まれているフレーム種別が前記データフレームか否かを検出し、受信データフレームが前記データフレームの場合には前記受信データフレームに含まれている受信データの格納先メモリアドレスを取り出して保持し、また前記受信データフレームに含まれる所定の受信データを取り出し、さらに前記受信完了信号を受信して正常または異常受信かを検出して受信データの受信バッファ手段への格納を制御する受信データフレーム転送制御手段と、前記トークンパッシング方式送受信制御手段に対して、前記送信すべきデータを格納している送信バッファ手段と、前記受信データフレーム転送制御手段からの受信データを受信して格納する受信バッファ手段と、前記受信バッファ手段に格納されている前記受信データのアドレスを格納していると共に、前記受信バッファ手段の受信データをアクセスするために外部から入力される前記特定のアドレスを、前記受信データが格納されている受信バッファ手段の前記アドレスに変換して変換アドレスを生成するアドレス変換メモリ手段と、前記アドレス変換メモリ手段に対して前記受信データをアクセスするために前記特定のアドレスを供給する外部インターフェイス手段と、を備えて成ることを特徴とするデータ伝送システムにおける受信データ転送制御装置。
【請求項２】 前記受信バッファ手段としては、前記データフレームに含まれる所定のデータの数に等しいブロックサイズ毎に分割し、かつブロックの個数は受信するデータフレーム総数より余分に１つ多い構成とし、また、前記受信データフレーム転送制御手段としては、前記トークンパッシング方式送受信制御手段からのデータフレームの受信開始信号を受信して、受信データフレームが前記データフレームであることを検出すると、空き状態にある前記受信バッファ手段の一つのブロックに受信データを転送して格納し、前記トークンパッシング方式送受信制御手段からの正常受信完了信号を検出すると、前記外部インターフェイス手段から当該ブロックが新たな受信データと見なせるように、前記アドレス変換メモリ手段の前記特定アドレスに対応する受信データが格納されている受信バッファ手段のアドレスを当該ブロックのアドレスに書換え、また書き換えられて不用となった古い受信データが格納されている受信バッファ手段のブロックを次の受信データが書き込めるようにし、さらに異常受信完了信号を検出すると、前記アドレス変換メモリ手段の内容更新を行なわずに、当該ブロックを再び次の受信データが書き込めるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のデータ伝送システムにおける受信データ転送制御装置。
【図５】
【図６】
【図７】
【図１】
【図３】
【図２】
【図４】
【図８】
【図９】
【図６】
【図７】
【図１】
【図３】
【図２】
【図４】
【図８】
【図９】
【特許番号】特許第３０７５８０９号（Ｐ３０７５８０９）
【登録日】平成１２年６月９日（２０００．６．９）
【発行日】平成１２年８月１４日（２０００．８．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平３−２９５７３４
【出願日】平成３年１１月１２日（１９９１．１１．１２）
【公開番号】特開平５−１３６７８８
【公開日】平成５年６月１日（１９９３．６．１）
【審査請求日】平成９年８月２５日（１９９７．８．２５）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【登録日】平成１２年６月９日（２０００．６．９）
【発行日】平成１２年８月１４日（２０００．８．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成３年１１月１２日（１９９１．１１．１２）
【公開番号】特開平５−１３６７８８
【公開日】平成５年６月１日（１９９３．６．１）
【審査請求日】平成９年８月２５日（１９９７．８．２５）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
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