通信システム、通信装置及び通信方法
【課題】通信装置を制御するＣＰＵのネットワーク上位ソフトウェアが自通信装置にとって必要であるデータのみを処理すればよいようにして、ＣＰＵの受信データの処理負荷を低減する。
【解決手段】他の通信装置からの伝送フレームを受信した通信装置は、受信フレーム廃棄判定手段439が、受信したフレームに含まれる情報である宛先番号としての宛先ＩＰアドレス及び宛先ポート番号と、自通信装置の記憶装置に格納されている自通信装置が受付処理を行ってよいか否かを示す宛先ＩＰアドレス及び宛先ポート番号とを比較して、受信したフレームを自通信装置で受付処理を行うべきか否かを判定する。ＬＡＮコントローラドライバ421は、受信したフレームが自通信装置で受付処理を行うべきものでない場合、フレームの廃棄処理を行い、ネットワーク上位ソフトウェア411は、受信したフレームが自通信装置で受付処理を行うべきものであった場合、フレームの受付処理を行う。
【解決手段】他の通信装置からの伝送フレームを受信した通信装置は、受信フレーム廃棄判定手段439が、受信したフレームに含まれる情報である宛先番号としての宛先ＩＰアドレス及び宛先ポート番号と、自通信装置の記憶装置に格納されている自通信装置が受付処理を行ってよいか否かを示す宛先ＩＰアドレス及び宛先ポート番号とを比較して、受信したフレームを自通信装置で受付処理を行うべきか否かを判定する。ＬＡＮコントローラドライバ421は、受信したフレームが自通信装置で受付処理を行うべきものでない場合、フレームの廃棄処理を行い、ネットワーク上位ソフトウェア411は、受信したフレームが自通信装置で受付処理を行うべきものであった場合、フレームの受付処理を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システム、通信装置及び通信方法に係り、特に、プロセス制御等のために用いて好適な同一ネットワーク上に複数の通信装置が接続されて構成される通信システム、通信装置及び通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プラント制御システム等は、ネットワークを介して複数の通信装置が相互に通信可能に接続されて構成された通信システムの各通信装置に接続される制御端末を介してプラントの制御を行っている。このような通信システムにおける各通信装置は、通信装置内の主メモリの内容を周期的に他の通信装置に送信して、ネットワーク内の全通信装置の主メモリの内容を一致化させるために、所定の周期でサイクリックに通信を行っている。このような通信でのデータの送信は、ネットワークに接続されている複数の通信装置におけるデータの同時性を保証するため、ブロードキャストにより行われている。
【０００３】
図３は従来技術による通信装置の構成と通信装置相互間でのデータの転送を説明する図である。図３には、２台の通信装置を示しており、一方の通信装置を送信側、他方の通信装置を受信側としてデータの転送を説明する。なお、ネットワークには、図示していないがさらに多数の通信装置が接続されている。
【０００４】
図３において、送信側となる通信装置Ａ２００は、ＣＰＵＡ２０１、ＬＳＩＡ２０２、主メモリＡ２０３、ＬＡＮコントローラＡ２０４を備えて構成されている。そして、ＣＰＵＡ２０１とＬＳＩＡ２０２との間、ＬＳＩＡ２０２と主メモリＡ２０３との間、ＬＳＩＡ２０２とＬＡＮコントローラＡ２０４との間は、バスにより接続されている。また、ＬＡＮコントローラＡ２０４は、他の通信装置からデータを受信したときに、ＣＰＵＡ２０１へ割込信号２０５を出力することにより、ＣＰＵＡ２０１に他の通信装置からデータを受信したことを通知することができる。
【０００５】
受信側となる通信装置Ｂ２１０も、通信装置Ａと同様に、ＣＰＵＢ２１１、ＬＳＩＢ２１２、主メモリＢ２１３、ＬＡＮコントローラＢ２１４を備えて構成されている。ＣＰＵＢ２１１とＬＳＩＢ２１２との間、ＬＳＩＢ２１２と主メモリＢ２１３との間、ＬＳＩＢ２１２とＬＡＮコントローラＢ２１４との間は、バスにより接続される。また、ＬＡＮコントローラＢＡ２１４は、他の通信装置からデータを受信したときに、ＣＰＵＢ２１１へ割込信号２１５を出力することにより、ＣＰＵＢ２１１に他の通信装置からデータを受信したことを通知することができる。
【０００６】
前述において、ＬＳＩＡ２０２、ＬＳＩＢ２１２は、ＣＰＵＡ２０１、Ｂ２１１とＬＡＮコントローラＡ２０４、Ｂ２１４との間のインターフェース機能を有する。
【０００７】
通信装置Ａ２００の主メモリＡ２０３は、データを格納するエリアが境界で区切られており、データ１エリア２０６内にデータ１（２０７）、データ２エリア２０８内にデータ２（２０９）というように、送信すべき各データをそれぞれのエリア内に格納している。通信装置Ａ２００が通信装置Ｂ２１０や他の通信装置へネットワーク２２０を介してブロードキャストによりデータを転送する場合、通信装置Ａ２００のＣＰＵＡ２０１は、ＬＳＩＡ２０２を経由しＬＡＮコントローラＡ２０４にブロードキャスト送信の実行命令を発行する。命令を受けたＬＡＮコントローラＡ２０４は、ＬＳＩＡ２０２を経由し、主メモリＡ２０３内の対象データをリードし、リードしたデータをデータフレームに乗せたフレームを生成し、そのフレーム２２１をネットワーク２２０に接続されている各通信装置へブロードキャスト送信する。
【０００８】
通信装置Ｂ２１０のＬＡＮコントローラＢ２１４は、通信装置Ａ２００からフレーム２２１を受信し、ＬＳＩＢ２１２を経由してフレーム２２１内のデータを主メモリＢ２１３の受信バッファとしてのデータエリアにライトする。ＬＡＮコントローラＢ２１４は、主メモリＢ２１３へのライトが完了すると、ＣＰＵＢ２１１に対してデータの受信が完了したことを通知するため、割込信号２１５を出力する。この割込信号は、ＬＡＮコントローラＢ２１４が他の通信装置から１つのフレームを受信する毎にＣＰＵＢ２１１へ出力される。ＣＰＵＢ２１１が備える図示しないネットワーク上位ソフトウェアは、ＬＡＮコントローラＢ２１４からの割込信号を検出すると、受信したフレーム内の受信データに対してＩＰ、受信側の処理プログラムが必要とするＵＤＰ等のサム計算、受信バッファからネットワーク上位ソフトウェアのワークエリアへのデータのコピー、自通信装置で不要なデータの廃棄判定等を行う。
【０００９】
なお、前述したような通信装置の従来技術として、例えば、特許文献１、特許文献２等に記載された技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平０６−２７４４６３号公報
【特許文献２】特開昭６２−２５４５４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前述した従来技術は、通信装置相互間でブロードキャストによるデータの通信を行っているため、通信装置を制御するＣＰＵのネットワーク上位ソフトウェアが、受信データに対してＩＰ、ＵＤＰ等のサム計算、受信バッファからネットワーク上位ソフトウェアのワークエリアへのデータのコピー、自通信装置で不要なデータの廃棄判定等を行っている。このため、前述した従来技術は、ブロードキャストされてくるフレームの受信頻度が高くなると、受信側となる通信装置のＬＡＮコントローラからＣＰＵへの割込頻度も高くなり、ＣＰＵのネットワーク上位ソフトウェアによるデータ受信処理の負荷が非常に大きくなり、ＣＰＵ自身の処理負荷が非常に大きくなるという問題点を有している。
【００１２】
すなわち、同一ネットワーク上に複数の通信装置が接続された通信システムにおいて、ネットワーク上の通信装置がブロードキャストによりデータを送信すると、そのデータは、全ての通信装置に送信される。そのため、ブロードキャストでのデータ送信が頻繁に行われると、通信装置は、自局にとって不要なデータを大量に受信して処理せざるを得ないことになる。通信装置は、受信した全てのデータに対して、ネットワーク上位ソフトウェアで、ＩＰ、ＵＤＰ等のサム計算、受信バッファからネットワーク上位ソフトウェアのワークエリアへのコピー、自通信装置で不要なデータの廃棄等の処理を行わなければならず、受信するデータ量が多いほど、通信装置を制御するＣＰＵの負荷も高くなることになる。
【００１３】
本発明の目的は、前述した従来技術の問題点を解決し、通信装置を制御するＣＰＵのネットワーク上位ソフトウェアが自通信装置にとって必要であるデータのみを処理することができるようにして、ＣＰＵの受信データの処理負荷を低減することを可能とした通信システム、通信装置及び通信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明によれば前記目的は、複数の通信装置がネットワークにより相互に通信可能に接続されて構成された通信システムにおいて、 前記複数の通信装置のそれぞれは、ネットワーク上位ソフトウェア及びＬＡＮコントローラドライバを有する中央演算処理装置と、主メモリと、受信フレーム廃棄判定手段と、伝送フレームを廃棄するか否かを示す情報を一時保管する廃棄ステータスレジスタとを有し、それぞれの通信装置が前記主メモリ内に保持しているデータを他の通信装置が保持するデータと一致化させるために相互に伝送フレームの送受信を行い、他の通信装置から送信されてきた伝送フレームを受信した通信装置は、前記受信フレーム廃棄判定手段が、受信した伝送フレームに含まれる情報である宛先番号としての宛先ＩＰアドレス及び宛先ポート番号と、自通信装置の記憶装置に格納されている自通信装置が受付処理を行ってよいか否かを示す宛先ＩＰアドレス及び宛先ポート番号とを比較して、受信した伝送フレームを自通信装置で受付処理を行うべきか否かを判定し、判定結果を前記廃棄ステータスレジスタに保持させ、前記ＬＡＮコントローラドライバは、前記廃棄ステータスレジスタが、前記受信した伝送フレームが自通信装置で受付処理を行うべきものでないことを示していた場合、前記伝送フレームの廃棄処理を行い、前記ネットワーク上位ソフトウェアは、前記受信した伝送フレームが自通信装置で受付処理を行うべきものであることを示していた場合、前記伝送フレームの受付処理を行うことにより達成される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、他の通信装置からブロードキャスト送信されてきたデータを受信した通信装置のその通信装置を制御するＣＰＵのネットワーク上位ソフトウェアが自通信装置にとって必要であるデータのみを処理すればよいので、ＣＰＵの受信データの処理負荷を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態による通信システムの構成とブロードキャストによるデータ送信とを説明する図である。
【図２】図１に示した通信システムにおいて各通信装置が自通信装置以外の全通信装置からブロードキャストされたデータを受信する動作を説明する図である。
【図３】従来技術による通信装置の構成と通信装置相互間でのデータの転送を説明する図である。
【図４】フレームヘッダ内の代表的なデータブロックを示すフレームヘッダのフォーマットの構成を示す図である。
【図５】本発明の実施形態による通信装置の構成を示すブロック図である。
【図６】受信フレーム廃棄判定ブロックが廃棄判定を行い、ＬＡＮコントローラドライバがフレームを廃棄するまでの処理動作を説明するフローチャートである。
【図７】主メモリの受信バッファ領域内の各ケースと、データ廃棄ステータスレジスタとの対応を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明による通信システム、通信装置及び通信方法の実施形態を図面により詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明の一実施形態による通信システムの構成とブロードキャストによるデータ送信とを説明する図である。
【００１９】
本発明の実施形態による通信システムは、通信装置Ａ１００を含む複数の通信装置Ａ〜Ｄ…がネットワーク１０１を介して相互に通信可能に接続されて構成されている。各通信装置Ａ〜Ｄ…には、それぞれ、制御端末Ａ〜Ｄ…が接続されている。図１には、各通信装置Ａ〜Ｄ…のそれぞれに、１台の制御端末Ａ〜Ｄ…が接続されているものとして示しているが、各通信装置Ａ〜Ｄ…のそれぞれに、複数台の制御端末が接続されていてもよい。そして、図示通信システムがプロセス制御に使用される場合、各制御端末は、プロセス内の各種センサ情報等の収集、各種アクチュエータ等の制御を行う。
【００２０】
いま、通信装置Ａ１００がデータのブロードキャスト送信１０２を行うものとする。この場合、そのデータは、ネットワーク１００に接続されている全ての通信装置に対して送信され、他の全ての通信装置で受信されることになる。データのブロードキャスト送信は、通信装置Ｂ１１０や、その他全ての通信装置においても、通信装置Ａ１００の場合と同様に行われる。
【００２１】
図２は図１に示した通信システムにおいて各通信装置が自通信装置以外の全通信装置からブロードキャストされたデータを受信する動作を説明する図である。
【００２２】
本発明の実施形態による通信システムにおいても、各通信装置は、ブロードキャスト送信されたデータが自通信装置局にとって必要なデータであるか否かに関わらず、全てのデータを受信する。そして、本発明の実施形態は、詳細を後述するように、通信装置を制御するＣＰＵの処理負荷が大きくならないように、受信したデータが自通信装置にとって必要か不要か否かを判別し、不要なデータの廃棄を行っている。
【００２３】
前述した本発明の実施形態による通信システムの構成は、従来技術の場合も同様である。また、前述した本発明の実施形態による通信システムのネットワークは、ループ状に接続されて構成されているように示しているが、ネットワークの構成は、必ずしもループ状である必要はない。
【００２４】
次に、本発明の実施形態による通信装置について説明するが、その前に、ネットワークに接続されている複数の通信装置の１つが他の通信装置へデータを送信する際に生成するフレームのフレームヘッダの構成を説明する。
【００２５】
図４はフレームヘッダ内の代表的なデータブロックを示すフレームヘッダのフォーマットの構成を示す図である。本発明の実施形態は、通信装置内のＬＳＩが受信したフレームのフレームヘッダ内の値を基に、フレームすなわちデータの廃棄判定を行っている。なお、送信データは、フレームヘッダに続くデータ領域に格納される。
【００２６】
フレームヘッダは、図４に示しているように、ＩＥＥＥ８０２．３で規定されるような宛先ＭＡＣアドレス、送信元ＭＡＣアドレス、フレーム・タイプを含むＭＡＣヘッダ３００と、プロトコル番号、送信元ＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレスを含むＩＰヘッダ３１０と、送信元ポート番号、受信側装置の処理プログラムが必要とする情報を持つ宛先ポート番号を含むＵＤＰヘッダ３２０とにより構成される。本発明の実施形態は、このうち、ＭＡＣヘッダ内のフレーム・タイプ３０１、ＩＰヘッダ内のプロトコル番号３１１、宛先ＩＰアドレス３１２、ＵＤＰヘッダ内の宛先ポート番号３２１をフレーム廃棄の判定対象であるデータブロックとして、これらのデータブロックの内容により、そのフレームを廃棄するか否かを判定している。
【００２７】
図５は本発明の実施形態による通信装置の構成を示すブロック図である。図５には、通信装置Ａ１００を挙げて、その構成を示しているが、通信システムを構成する複数の通信装置は、全て同一に構成されている。
【００２８】
本発明の実施形態による通信装置は、そのハードウェアとして、ＣＰＵ４１０、主メモリ４２０、ＬＳＩ４３０、ＬＡＮコントローラ４４０を備えて構成されている。ＣＰＵ４１０は、ソフトウェアとして、データ受信通知後の処理を行うネットワーク上位ソフトウェア４１１と、このネットワーク上位ソフトウェア４１１へのデータ受信通知と受信データの廃棄を行うＬＡＮコントローラドライバ４１２とを有している。これらのソフトウェア４１１、４１２は、ＣＰＵ４１０に制御されて実行されることにより、それぞれの機能が構築される。
【００２９】
主メモリ４２０は、その構成の詳細について図示しないが、送信データ格納エリア、受信バッファエリア、受信データ格納エリア、自局（自通信装置）受信許可ポート番号指定ビットエリア、その他、ＣＰＵ４１０がその処理等のために使用するエリア等を備えて構成されているが、図５には、自局受信許可ポート番号指定ビットエリア４２１と、他の通信装置からネットワーク及びＬＡＮコントローラ４４０を経由して受信するデータを格納する受信バッファエリア４２２とだけを示している。
【００３０】
自局受信許可ポート番号指定ビットエリア４２１は、規格により定められている全６５５３６種類のポート番号に合わせて６５５３６ｂｉｔ（８１９２Ｂ）の容量を有し、自局受信許可ポート番号指定ビットエリア領域の先頭をポート番号０、最終をポート番号６５５３５とし、受信を許可するポート番号に対応する自局受信許可ポート番号指定ビット位置に、システムを管理している管理者であるユーザが１を設定する。
【００３１】
受信バッファエリア４２２は、リングバッファであり、ＬＡＮコントローラ４４０で受信された他の通信装置からの受信フレーム４５０を、受信フレームであるケース４２３毎に格納するエリアである。１つのケース４２３の容量は、受信フレーム４５０の最大長１５１８Ｂより大きく、後述するデータ廃棄ステータスレジスタとの対応付けが容易な２のべき乗の数である２ＫＢである。
【００３２】
ＬＳＩ４３０は、データの廃棄ステータスを反映する廃棄ステータスレジスタ４３１、受信フレーム４５０を格納する主メモリ４２０の受信バッファエリア４２２の先頭アドレスを指定する受信バッファの主メモリアドレスレジスタ４３２、受信フレーム４５０のヘッダ内のフレーム・タイプ３０１がどこに位置するかを指定するフレーム・タイプのアドレスレジスタ４３３、受信フレーム４５０のヘッダ内のプロトコル番号３１１がどこに位置するかを指定するプロトコル番号のアドレスレジスタ４３４、受信フレーム４５０のヘッダ内の宛先ＩＰアドレス３１２がどこに位置するかを指定する宛先ＩＰアドレスのアドレスレジスタ４３５、宛先ＩＰアドレスのサブネットマスクを設定するサブネットマスク設定レジスタ４３６、受信フレーム４５０のヘッダ内の宛先ポート番号がどこに位置するかを指定する宛先ポート番号のアドレスレジスタ４３７、自局受信許可ポート番号指定ビットエリア４２１の先頭アドレスを指定するビットエリアの主メモリアドレスレジスタ４３８、及び、受信フレーム廃棄判定ブロック４３９を備えて構成されている。
【００３３】
受信フレーム廃棄判定ブロック４３９は、他の通信装置からＬＡＮコントローラ４４０を経由して受信したフレーム４５０のヘッダが主メモリ４２０の受信バッファ格納エリア４２２の該当ケース４２３に格納される間に、並行して、受信フレーム４５０のヘッダ内のフレーム・タイプ３１２、プロトコル番号３１１、宛先ＩＰアドレス３１２、宛先ポート番号３２１を各レジスタで指定されたアドレスをもとに順にスヌープし、その都度データが廃棄対象であるか否かを判定する。宛先ポート番号が廃棄対象であるかの判定は、主メモリ４２０の自局受信許可ポート番号指定ビットエリア４２１をリードし、そのリードデータと照らし合わせることにより行う。受信フレーム廃棄判定ブロック４３９は、前述した判定を行い、受信フレーム４５０が廃棄対象であった場合、廃棄ステータスレジスタ４３１の対象ビットに１を立てる。
【００３４】
ＬＡＮコントローラ４４０は、受信したフレーム４５０を主メモリ４２０の受信バッファエリア４２２に格納した後、ＬＡＮコントローラドライバ４１２に受信完了を通知する割込信号を出力する。
【００３５】
受信ＬＡＮコントローラドライバ４１２は、割込通知を受けると、廃棄ステータスレジスタ４３１をリードして、廃棄ステータスが上がっているか否か、すなわち、廃棄ステータスレジスタ４３１の対象ビットに１が立っているか否かをチェックする。ＬＡＮコントローラドライバ４１２は、このチェックの結果、フレーム４５０が廃棄対象でなければＩＰ、ＵＤＰ等の処理を行うネットワーク上位ソフトウェア４１１にフレーム４５０の受信を通知し、フレーム４５０が廃棄対象であれば、受信したフレーム４５０を廃棄し、ネットワーク上位ソフトウェア４１１に対するフレーム受信の受信通知を行わない。なお、受信ＬＡＮコントローラドライバ４１２での受信したフレーム４５０の廃棄は、ネットワーク上位ソフトウェア４１１に対するフレーム受信の受信通知を行わないだけでよい。なぜらら、受信バッファ４２２は、サイクリックに使用されているので、古いケースから順に廃棄されていくからである。
【００３６】
ネットワーク上位ソフトウェア４１１は、ＬＡＮコントローラドライバ４１２から受信通知を受けた後に、受信したフレームのＩＰ、ＵＤＰ等のサム計算や受信バッファからネットワーク上位ソフトウェアのワークエリアへのコピー等の処理を行う。ネットワーク上位ソフトウェア４１１は、前述したように、廃棄対象でないフレームのＩＰ、ＵＤＰ等のサム計算や受信バッファからネットワーク上位ソフトウェアのワークエリアへのコピー等の処理を行えばよく、ネットワーク上位ソフトウェアで不要なデータに対してＩＰ、ＵＤＰ等のサム計算、ワークエリアへのコピー、データ廃棄を行う必要が無くなり、他の通信装置からブロードキャストによるデータの送信が頻発した場合にも、従来技術の場合に比べてネットワーク上位ソフトウェアの処理負荷、すなわち、ＣＰＵ４１１の処理負荷が低減することになる。
【００３７】
図６は受信フレーム廃棄判定ブロック４３９が廃棄判定を行い、ＬＡＮコントローラドライバ４１２がフレームを廃棄するまでの処理動作を説明するフローチャートであり、次に、図６を参照して、受信フレームを廃棄する際の処理を詳細に説明する。本発明の実施形態における図６に示すフローの例では、受信フレームのフレーム・タイプがＩＰ、かつ、プロトコル番号がＵＤＰ、かつ、宛先ＩＰアドレスがブロードキャスト、かつ、宛先ポート番号が自局受信許可でない場合に受信フレームの廃棄を行うこととしている。
【００３８】
（１）ＬＡＮコントローラ４４０は、他の通信装置からのフレーム４５０の受信待機状態から受信フレームの先頭を検出する（ステップ５００、５０１）。
【００３９】
（２）受信したフレームのフレームヘッダは、先頭から順にＬＳＩ４３０に入力されていく。ＬＳＩ４３０の受信フレーム廃棄判定ブロック４３９は、フレーム・タイプのアドレスレジスタ４３３の値と受信したフレーム４５０のアドレスとが一致したデータをスヌープし、フレーム・タイプがＩＰであるか否かを判定する。フレーム・タイプには、ＩＰとＡＲＰとの２種類があり、フレーム・タイプがＡＲＰの場合、ステップ５００からの処理に戻り、フレームの受信待機状態となる（ステップ５０２）。
【００４０】
（３）ステップ５０２の判定で、フレーム・タイプがＩＰであった場、受信フレーム廃棄判定ブロック４３９は、プロトコル番号のアドレスレジスタ４３４の値と受信したフレームのアドレスとが一致したデータをスヌープし、プロトコル番号がＵＤＰであるか否かを判定する。プロトコル番号がＵＤＰ以外であった場合、ステップ５００からの処理にもどり、フレームの受信待機状態となる（ステップ５０３）。
【００４１】
（４）ステップ５０３の判定で、プロトコル番号がＵＤＰであった場合、受信フレーム廃棄判定ブロック４３９は、宛先ＩＰアドレスのアドレスレジスタ４３５の値と受信したフレームのアドレスとが一致したデータをスヌープし、スヌープしたデータをサブネットマスク設定レジスタ４３６で指定された値でマスクする（ステップ５０４）。
【００４２】
（５）その後、受信フレーム廃棄判定ブロック４３９は、宛先ＩＰアドレスがブロードキャストであるか否かを判定し、宛先ＩＰアドレスが、個々の宛先を示している等でブロードキャストではなかった場合、ステップ５００からの処理に戻り、フレームの受信待機状態となる（ステップ５０５）。
【００４３】
（６）ステップ５０５の判定で、宛先ＩＰアドレスがブロードキャストであった場合、受信フレーム廃棄判定ブロック４３９は、宛先ポート番号のアドレスレジスタ４３７の値と受信フレームのアドレスとが一致したデータをスヌープすると共に、同時に、受信フレームのアドレスと受信バッファの主メモリアドレスレジスタ４３２の値とを比較することにより、受信バッファのケース番号をスヌープする（ステップ５０６）。
【００４４】
（７）次に、受信フレーム廃棄判定ブロック４３９は、スヌープした宛先ポート番号に対応する主メモリの自局受信許可ポート番号指定ビットエリア４２１をリードし、対応する自局受信許可ポート番号指定ビットエリアのビットが１か否かを判定して、スヌープした宛先ポート番号が廃棄対象であるか否かを判定し、宛先ポート番号が自局受信許可ポート番号となっていて、フレームが廃棄対象でないか否かを判定し、フレームが廃棄対象でなかった場合、ステップ５００からの処理に戻り、フレームの受信待機状態となる（ステップ５０７、５０８）。
【００４５】
（８）ステップ５０８の判定で、フレームが廃棄対象であった場合、フレーム・タイプ、プロトコル番号、宛先ＩＰアドレス、宛先ポート番号の全てで受信したフレームが廃棄対象であることを示していたため、既にスヌープしてある受信バッファのケース番号に対応する廃棄ステータスレジスタ４３１にデータの廃棄を意味する１をセットする。なお、フレームが廃棄対象であると判定するのは、フレーム・タイプ、プロトコル番号、宛先ＩＰアドレス、宛先ポート番号の全てが、受信したフレームが廃棄対象であることを示していなくても、それらの一部だけであってもよい（ステップ５０９）。
【００４６】
（９）他の装置からのフレーム４５０の受信が終了すると、ＬＡＮコントローラ４４０がＬＡＮコントローラドライバ４１２に対して受信完了を通知する割込通知を行うので、これを受けたＬＡＮコントローラドライバ４１２は、ＬＳＩ４３０内の廃棄ステータスレジスタ４３１の値をリードすることにより、受信したフレームの廃棄が指示されていた場合、その受信したフレームのデータの廃棄を行った後、ステップ５００からの処理に戻り、フレームの受信待機状態となる（ステップ５１０）。
【００４７】
本発明の実施形態による通信装置は、前述で説明したような処理を行うことにより、ＬＡＮコントローラドライバ４１２が、廃棄すべきフレームのデータを廃棄し、フレームの受信通知をネットワーク上位ソフトウェア４１１へ行うことがない。
【００４８】
このため、ネットワーク上位ソフトウェア４１１は、廃棄対象でないフレームのＩＰ、ＵＤＰ等のサム計算や受信バッファからネットワーク上位ソフトウェアのワークエリアへのコピー等の処理を行えばよく、ネットワーク上位ソフトウェアで不要なデータに対してＩＰ、ＵＤＰ等のサム計算、ワークエリアへのコピー、データ廃棄を行う必要が無くなり、他の通信装置からブロードキャストによるデータの送信が頻発した場合にも、従来技術の場合に比べてネットワーク上位ソフトウェア４１１の処理負荷、すなわち、ＣＰＵ４１０の処理負荷が低減することになる。
【００４９】
図７は主メモリ４２０の受信バッファ領域４２２内の各ケースと、データ廃棄ステータスレジスタ４３１との対応を説明する図である。図７に示す例では、図７（ａ）に示すように、主メモリ６００の領域のうち、受信バッファ６０１の容量を１２８ＫＢ、すなわち、受信フレーム最大６４ケース分であるとする。また、データ廃棄ステータスレジスタ６１０のビットの数は、図７（ｂ）に示すように、受信バッファのケース数と等しくするため、計６４ビットとする。
【００５０】
図７において、受信バッファのケース０（６０２）に格納した他の局通信装置からの受信データが廃棄対象である場合、データ廃棄ステータスレジスタ６１０の最上位ビットである６３ビット目６１１に１がセットされる。また、受信バッファのケース６３（６０３）に格納した他の通信装置からの受信データが廃棄対象である場合、データ廃棄ステータスレジスタ６１０の最下位ビットである０ビット目（６１２）に１がセットされる。ＬＡＮコントローラドライバは、このようなレジスタ値をリードして、受信したデータが廃棄対象であるか否かを判別している。
【００５１】
前述した本発明の実施形態での処理は、プログラムにより構成し、本発明が備えるＣＰＵに実行させることができ、また、それらのプログラムは、ＦＤ、ＣＤＲＯＭ、ＤＶＤ等の記録媒体に格納して提供することができ、また、ネットワークを介してディジタル情報により提供することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１００、１１０ 通信装置Ａ、Ｂ
１０１ ネットワーク
４００ 通信装置Ａ
４１０ ＣＰＵ
４１１ ネットワーク上位ソフトウェア
４１２ ＬＡＮコントローラドライバ
４２０ 主メモリ
４２１ 自局受信許可ポート番号指定ビットエリア
４２２ 受信バッファ
４２３ ケースＮ
４３０ ＬＳＩ
４３１ 廃棄ステータスレジスタ
４３２ 受信バッファの主メモリアドレスレジスタ
４３３ フレーム・タイプのアドレスレジスタ
４３４ プロトコル番号のアドレスレジスタ
４３５ 宛先ＩＰアドレスのアドレスレジスタ
４３６ サブネットマスク設定レジスタ
４３７ 宛先ポート番号のアドレスレジスタ
４３８ ビットエリアの主メモリアドレスレジスタ
４３９ 受信フレーム廃棄判定ブロック
４４０ ＬＡＮコントローラ
４５０ フレーム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システム、通信装置及び通信方法に係り、特に、プロセス制御等のために用いて好適な同一ネットワーク上に複数の通信装置が接続されて構成される通信システム、通信装置及び通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プラント制御システム等は、ネットワークを介して複数の通信装置が相互に通信可能に接続されて構成された通信システムの各通信装置に接続される制御端末を介してプラントの制御を行っている。このような通信システムにおける各通信装置は、通信装置内の主メモリの内容を周期的に他の通信装置に送信して、ネットワーク内の全通信装置の主メモリの内容を一致化させるために、所定の周期でサイクリックに通信を行っている。このような通信でのデータの送信は、ネットワークに接続されている複数の通信装置におけるデータの同時性を保証するため、ブロードキャストにより行われている。
【０００３】
図３は従来技術による通信装置の構成と通信装置相互間でのデータの転送を説明する図である。図３には、２台の通信装置を示しており、一方の通信装置を送信側、他方の通信装置を受信側としてデータの転送を説明する。なお、ネットワークには、図示していないがさらに多数の通信装置が接続されている。
【０００４】
図３において、送信側となる通信装置Ａ２００は、ＣＰＵＡ２０１、ＬＳＩＡ２０２、主メモリＡ２０３、ＬＡＮコントローラＡ２０４を備えて構成されている。そして、ＣＰＵＡ２０１とＬＳＩＡ２０２との間、ＬＳＩＡ２０２と主メモリＡ２０３との間、ＬＳＩＡ２０２とＬＡＮコントローラＡ２０４との間は、バスにより接続されている。また、ＬＡＮコントローラＡ２０４は、他の通信装置からデータを受信したときに、ＣＰＵＡ２０１へ割込信号２０５を出力することにより、ＣＰＵＡ２０１に他の通信装置からデータを受信したことを通知することができる。
【０００５】
受信側となる通信装置Ｂ２１０も、通信装置Ａと同様に、ＣＰＵＢ２１１、ＬＳＩＢ２１２、主メモリＢ２１３、ＬＡＮコントローラＢ２１４を備えて構成されている。ＣＰＵＢ２１１とＬＳＩＢ２１２との間、ＬＳＩＢ２１２と主メモリＢ２１３との間、ＬＳＩＢ２１２とＬＡＮコントローラＢ２１４との間は、バスにより接続される。また、ＬＡＮコントローラＢＡ２１４は、他の通信装置からデータを受信したときに、ＣＰＵＢ２１１へ割込信号２１５を出力することにより、ＣＰＵＢ２１１に他の通信装置からデータを受信したことを通知することができる。
【０００６】
前述において、ＬＳＩＡ２０２、ＬＳＩＢ２１２は、ＣＰＵＡ２０１、Ｂ２１１とＬＡＮコントローラＡ２０４、Ｂ２１４との間のインターフェース機能を有する。
【０００７】
通信装置Ａ２００の主メモリＡ２０３は、データを格納するエリアが境界で区切られており、データ１エリア２０６内にデータ１（２０７）、データ２エリア２０８内にデータ２（２０９）というように、送信すべき各データをそれぞれのエリア内に格納している。通信装置Ａ２００が通信装置Ｂ２１０や他の通信装置へネットワーク２２０を介してブロードキャストによりデータを転送する場合、通信装置Ａ２００のＣＰＵＡ２０１は、ＬＳＩＡ２０２を経由しＬＡＮコントローラＡ２０４にブロードキャスト送信の実行命令を発行する。命令を受けたＬＡＮコントローラＡ２０４は、ＬＳＩＡ２０２を経由し、主メモリＡ２０３内の対象データをリードし、リードしたデータをデータフレームに乗せたフレームを生成し、そのフレーム２２１をネットワーク２２０に接続されている各通信装置へブロードキャスト送信する。
【０００８】
通信装置Ｂ２１０のＬＡＮコントローラＢ２１４は、通信装置Ａ２００からフレーム２２１を受信し、ＬＳＩＢ２１２を経由してフレーム２２１内のデータを主メモリＢ２１３の受信バッファとしてのデータエリアにライトする。ＬＡＮコントローラＢ２１４は、主メモリＢ２１３へのライトが完了すると、ＣＰＵＢ２１１に対してデータの受信が完了したことを通知するため、割込信号２１５を出力する。この割込信号は、ＬＡＮコントローラＢ２１４が他の通信装置から１つのフレームを受信する毎にＣＰＵＢ２１１へ出力される。ＣＰＵＢ２１１が備える図示しないネットワーク上位ソフトウェアは、ＬＡＮコントローラＢ２１４からの割込信号を検出すると、受信したフレーム内の受信データに対してＩＰ、受信側の処理プログラムが必要とするＵＤＰ等のサム計算、受信バッファからネットワーク上位ソフトウェアのワークエリアへのデータのコピー、自通信装置で不要なデータの廃棄判定等を行う。
【０００９】
なお、前述したような通信装置の従来技術として、例えば、特許文献１、特許文献２等に記載された技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平０６−２７４４６３号公報
【特許文献２】特開昭６２−２５４５４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前述した従来技術は、通信装置相互間でブロードキャストによるデータの通信を行っているため、通信装置を制御するＣＰＵのネットワーク上位ソフトウェアが、受信データに対してＩＰ、ＵＤＰ等のサム計算、受信バッファからネットワーク上位ソフトウェアのワークエリアへのデータのコピー、自通信装置で不要なデータの廃棄判定等を行っている。このため、前述した従来技術は、ブロードキャストされてくるフレームの受信頻度が高くなると、受信側となる通信装置のＬＡＮコントローラからＣＰＵへの割込頻度も高くなり、ＣＰＵのネットワーク上位ソフトウェアによるデータ受信処理の負荷が非常に大きくなり、ＣＰＵ自身の処理負荷が非常に大きくなるという問題点を有している。
【００１２】
すなわち、同一ネットワーク上に複数の通信装置が接続された通信システムにおいて、ネットワーク上の通信装置がブロードキャストによりデータを送信すると、そのデータは、全ての通信装置に送信される。そのため、ブロードキャストでのデータ送信が頻繁に行われると、通信装置は、自局にとって不要なデータを大量に受信して処理せざるを得ないことになる。通信装置は、受信した全てのデータに対して、ネットワーク上位ソフトウェアで、ＩＰ、ＵＤＰ等のサム計算、受信バッファからネットワーク上位ソフトウェアのワークエリアへのコピー、自通信装置で不要なデータの廃棄等の処理を行わなければならず、受信するデータ量が多いほど、通信装置を制御するＣＰＵの負荷も高くなることになる。
【００１３】
本発明の目的は、前述した従来技術の問題点を解決し、通信装置を制御するＣＰＵのネットワーク上位ソフトウェアが自通信装置にとって必要であるデータのみを処理することができるようにして、ＣＰＵの受信データの処理負荷を低減することを可能とした通信システム、通信装置及び通信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明によれば前記目的は、複数の通信装置がネットワークにより相互に通信可能に接続されて構成された通信システムにおいて、 前記複数の通信装置のそれぞれは、ネットワーク上位ソフトウェア及びＬＡＮコントローラドライバを有する中央演算処理装置と、主メモリと、受信フレーム廃棄判定手段と、伝送フレームを廃棄するか否かを示す情報を一時保管する廃棄ステータスレジスタとを有し、それぞれの通信装置が前記主メモリ内に保持しているデータを他の通信装置が保持するデータと一致化させるために相互に伝送フレームの送受信を行い、他の通信装置から送信されてきた伝送フレームを受信した通信装置は、前記受信フレーム廃棄判定手段が、受信した伝送フレームに含まれる情報である宛先番号としての宛先ＩＰアドレス及び宛先ポート番号と、自通信装置の記憶装置に格納されている自通信装置が受付処理を行ってよいか否かを示す宛先ＩＰアドレス及び宛先ポート番号とを比較して、受信した伝送フレームを自通信装置で受付処理を行うべきか否かを判定し、判定結果を前記廃棄ステータスレジスタに保持させ、前記ＬＡＮコントローラドライバは、前記廃棄ステータスレジスタが、前記受信した伝送フレームが自通信装置で受付処理を行うべきものでないことを示していた場合、前記伝送フレームの廃棄処理を行い、前記ネットワーク上位ソフトウェアは、前記受信した伝送フレームが自通信装置で受付処理を行うべきものであることを示していた場合、前記伝送フレームの受付処理を行うことにより達成される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、他の通信装置からブロードキャスト送信されてきたデータを受信した通信装置のその通信装置を制御するＣＰＵのネットワーク上位ソフトウェアが自通信装置にとって必要であるデータのみを処理すればよいので、ＣＰＵの受信データの処理負荷を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態による通信システムの構成とブロードキャストによるデータ送信とを説明する図である。
【図２】図１に示した通信システムにおいて各通信装置が自通信装置以外の全通信装置からブロードキャストされたデータを受信する動作を説明する図である。
【図３】従来技術による通信装置の構成と通信装置相互間でのデータの転送を説明する図である。
【図４】フレームヘッダ内の代表的なデータブロックを示すフレームヘッダのフォーマットの構成を示す図である。
【図５】本発明の実施形態による通信装置の構成を示すブロック図である。
【図６】受信フレーム廃棄判定ブロックが廃棄判定を行い、ＬＡＮコントローラドライバがフレームを廃棄するまでの処理動作を説明するフローチャートである。
【図７】主メモリの受信バッファ領域内の各ケースと、データ廃棄ステータスレジスタとの対応を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明による通信システム、通信装置及び通信方法の実施形態を図面により詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明の一実施形態による通信システムの構成とブロードキャストによるデータ送信とを説明する図である。
【００１９】
本発明の実施形態による通信システムは、通信装置Ａ１００を含む複数の通信装置Ａ〜Ｄ…がネットワーク１０１を介して相互に通信可能に接続されて構成されている。各通信装置Ａ〜Ｄ…には、それぞれ、制御端末Ａ〜Ｄ…が接続されている。図１には、各通信装置Ａ〜Ｄ…のそれぞれに、１台の制御端末Ａ〜Ｄ…が接続されているものとして示しているが、各通信装置Ａ〜Ｄ…のそれぞれに、複数台の制御端末が接続されていてもよい。そして、図示通信システムがプロセス制御に使用される場合、各制御端末は、プロセス内の各種センサ情報等の収集、各種アクチュエータ等の制御を行う。
【００２０】
いま、通信装置Ａ１００がデータのブロードキャスト送信１０２を行うものとする。この場合、そのデータは、ネットワーク１００に接続されている全ての通信装置に対して送信され、他の全ての通信装置で受信されることになる。データのブロードキャスト送信は、通信装置Ｂ１１０や、その他全ての通信装置においても、通信装置Ａ１００の場合と同様に行われる。
【００２１】
図２は図１に示した通信システムにおいて各通信装置が自通信装置以外の全通信装置からブロードキャストされたデータを受信する動作を説明する図である。
【００２２】
本発明の実施形態による通信システムにおいても、各通信装置は、ブロードキャスト送信されたデータが自通信装置局にとって必要なデータであるか否かに関わらず、全てのデータを受信する。そして、本発明の実施形態は、詳細を後述するように、通信装置を制御するＣＰＵの処理負荷が大きくならないように、受信したデータが自通信装置にとって必要か不要か否かを判別し、不要なデータの廃棄を行っている。
【００２３】
前述した本発明の実施形態による通信システムの構成は、従来技術の場合も同様である。また、前述した本発明の実施形態による通信システムのネットワークは、ループ状に接続されて構成されているように示しているが、ネットワークの構成は、必ずしもループ状である必要はない。
【００２４】
次に、本発明の実施形態による通信装置について説明するが、その前に、ネットワークに接続されている複数の通信装置の１つが他の通信装置へデータを送信する際に生成するフレームのフレームヘッダの構成を説明する。
【００２５】
図４はフレームヘッダ内の代表的なデータブロックを示すフレームヘッダのフォーマットの構成を示す図である。本発明の実施形態は、通信装置内のＬＳＩが受信したフレームのフレームヘッダ内の値を基に、フレームすなわちデータの廃棄判定を行っている。なお、送信データは、フレームヘッダに続くデータ領域に格納される。
【００２６】
フレームヘッダは、図４に示しているように、ＩＥＥＥ８０２．３で規定されるような宛先ＭＡＣアドレス、送信元ＭＡＣアドレス、フレーム・タイプを含むＭＡＣヘッダ３００と、プロトコル番号、送信元ＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレスを含むＩＰヘッダ３１０と、送信元ポート番号、受信側装置の処理プログラムが必要とする情報を持つ宛先ポート番号を含むＵＤＰヘッダ３２０とにより構成される。本発明の実施形態は、このうち、ＭＡＣヘッダ内のフレーム・タイプ３０１、ＩＰヘッダ内のプロトコル番号３１１、宛先ＩＰアドレス３１２、ＵＤＰヘッダ内の宛先ポート番号３２１をフレーム廃棄の判定対象であるデータブロックとして、これらのデータブロックの内容により、そのフレームを廃棄するか否かを判定している。
【００２７】
図５は本発明の実施形態による通信装置の構成を示すブロック図である。図５には、通信装置Ａ１００を挙げて、その構成を示しているが、通信システムを構成する複数の通信装置は、全て同一に構成されている。
【００２８】
本発明の実施形態による通信装置は、そのハードウェアとして、ＣＰＵ４１０、主メモリ４２０、ＬＳＩ４３０、ＬＡＮコントローラ４４０を備えて構成されている。ＣＰＵ４１０は、ソフトウェアとして、データ受信通知後の処理を行うネットワーク上位ソフトウェア４１１と、このネットワーク上位ソフトウェア４１１へのデータ受信通知と受信データの廃棄を行うＬＡＮコントローラドライバ４１２とを有している。これらのソフトウェア４１１、４１２は、ＣＰＵ４１０に制御されて実行されることにより、それぞれの機能が構築される。
【００２９】
主メモリ４２０は、その構成の詳細について図示しないが、送信データ格納エリア、受信バッファエリア、受信データ格納エリア、自局（自通信装置）受信許可ポート番号指定ビットエリア、その他、ＣＰＵ４１０がその処理等のために使用するエリア等を備えて構成されているが、図５には、自局受信許可ポート番号指定ビットエリア４２１と、他の通信装置からネットワーク及びＬＡＮコントローラ４４０を経由して受信するデータを格納する受信バッファエリア４２２とだけを示している。
【００３０】
自局受信許可ポート番号指定ビットエリア４２１は、規格により定められている全６５５３６種類のポート番号に合わせて６５５３６ｂｉｔ（８１９２Ｂ）の容量を有し、自局受信許可ポート番号指定ビットエリア領域の先頭をポート番号０、最終をポート番号６５５３５とし、受信を許可するポート番号に対応する自局受信許可ポート番号指定ビット位置に、システムを管理している管理者であるユーザが１を設定する。
【００３１】
受信バッファエリア４２２は、リングバッファであり、ＬＡＮコントローラ４４０で受信された他の通信装置からの受信フレーム４５０を、受信フレームであるケース４２３毎に格納するエリアである。１つのケース４２３の容量は、受信フレーム４５０の最大長１５１８Ｂより大きく、後述するデータ廃棄ステータスレジスタとの対応付けが容易な２のべき乗の数である２ＫＢである。
【００３２】
ＬＳＩ４３０は、データの廃棄ステータスを反映する廃棄ステータスレジスタ４３１、受信フレーム４５０を格納する主メモリ４２０の受信バッファエリア４２２の先頭アドレスを指定する受信バッファの主メモリアドレスレジスタ４３２、受信フレーム４５０のヘッダ内のフレーム・タイプ３０１がどこに位置するかを指定するフレーム・タイプのアドレスレジスタ４３３、受信フレーム４５０のヘッダ内のプロトコル番号３１１がどこに位置するかを指定するプロトコル番号のアドレスレジスタ４３４、受信フレーム４５０のヘッダ内の宛先ＩＰアドレス３１２がどこに位置するかを指定する宛先ＩＰアドレスのアドレスレジスタ４３５、宛先ＩＰアドレスのサブネットマスクを設定するサブネットマスク設定レジスタ４３６、受信フレーム４５０のヘッダ内の宛先ポート番号がどこに位置するかを指定する宛先ポート番号のアドレスレジスタ４３７、自局受信許可ポート番号指定ビットエリア４２１の先頭アドレスを指定するビットエリアの主メモリアドレスレジスタ４３８、及び、受信フレーム廃棄判定ブロック４３９を備えて構成されている。
【００３３】
受信フレーム廃棄判定ブロック４３９は、他の通信装置からＬＡＮコントローラ４４０を経由して受信したフレーム４５０のヘッダが主メモリ４２０の受信バッファ格納エリア４２２の該当ケース４２３に格納される間に、並行して、受信フレーム４５０のヘッダ内のフレーム・タイプ３１２、プロトコル番号３１１、宛先ＩＰアドレス３１２、宛先ポート番号３２１を各レジスタで指定されたアドレスをもとに順にスヌープし、その都度データが廃棄対象であるか否かを判定する。宛先ポート番号が廃棄対象であるかの判定は、主メモリ４２０の自局受信許可ポート番号指定ビットエリア４２１をリードし、そのリードデータと照らし合わせることにより行う。受信フレーム廃棄判定ブロック４３９は、前述した判定を行い、受信フレーム４５０が廃棄対象であった場合、廃棄ステータスレジスタ４３１の対象ビットに１を立てる。
【００３４】
ＬＡＮコントローラ４４０は、受信したフレーム４５０を主メモリ４２０の受信バッファエリア４２２に格納した後、ＬＡＮコントローラドライバ４１２に受信完了を通知する割込信号を出力する。
【００３５】
受信ＬＡＮコントローラドライバ４１２は、割込通知を受けると、廃棄ステータスレジスタ４３１をリードして、廃棄ステータスが上がっているか否か、すなわち、廃棄ステータスレジスタ４３１の対象ビットに１が立っているか否かをチェックする。ＬＡＮコントローラドライバ４１２は、このチェックの結果、フレーム４５０が廃棄対象でなければＩＰ、ＵＤＰ等の処理を行うネットワーク上位ソフトウェア４１１にフレーム４５０の受信を通知し、フレーム４５０が廃棄対象であれば、受信したフレーム４５０を廃棄し、ネットワーク上位ソフトウェア４１１に対するフレーム受信の受信通知を行わない。なお、受信ＬＡＮコントローラドライバ４１２での受信したフレーム４５０の廃棄は、ネットワーク上位ソフトウェア４１１に対するフレーム受信の受信通知を行わないだけでよい。なぜらら、受信バッファ４２２は、サイクリックに使用されているので、古いケースから順に廃棄されていくからである。
【００３６】
ネットワーク上位ソフトウェア４１１は、ＬＡＮコントローラドライバ４１２から受信通知を受けた後に、受信したフレームのＩＰ、ＵＤＰ等のサム計算や受信バッファからネットワーク上位ソフトウェアのワークエリアへのコピー等の処理を行う。ネットワーク上位ソフトウェア４１１は、前述したように、廃棄対象でないフレームのＩＰ、ＵＤＰ等のサム計算や受信バッファからネットワーク上位ソフトウェアのワークエリアへのコピー等の処理を行えばよく、ネットワーク上位ソフトウェアで不要なデータに対してＩＰ、ＵＤＰ等のサム計算、ワークエリアへのコピー、データ廃棄を行う必要が無くなり、他の通信装置からブロードキャストによるデータの送信が頻発した場合にも、従来技術の場合に比べてネットワーク上位ソフトウェアの処理負荷、すなわち、ＣＰＵ４１１の処理負荷が低減することになる。
【００３７】
図６は受信フレーム廃棄判定ブロック４３９が廃棄判定を行い、ＬＡＮコントローラドライバ４１２がフレームを廃棄するまでの処理動作を説明するフローチャートであり、次に、図６を参照して、受信フレームを廃棄する際の処理を詳細に説明する。本発明の実施形態における図６に示すフローの例では、受信フレームのフレーム・タイプがＩＰ、かつ、プロトコル番号がＵＤＰ、かつ、宛先ＩＰアドレスがブロードキャスト、かつ、宛先ポート番号が自局受信許可でない場合に受信フレームの廃棄を行うこととしている。
【００３８】
（１）ＬＡＮコントローラ４４０は、他の通信装置からのフレーム４５０の受信待機状態から受信フレームの先頭を検出する（ステップ５００、５０１）。
【００３９】
（２）受信したフレームのフレームヘッダは、先頭から順にＬＳＩ４３０に入力されていく。ＬＳＩ４３０の受信フレーム廃棄判定ブロック４３９は、フレーム・タイプのアドレスレジスタ４３３の値と受信したフレーム４５０のアドレスとが一致したデータをスヌープし、フレーム・タイプがＩＰであるか否かを判定する。フレーム・タイプには、ＩＰとＡＲＰとの２種類があり、フレーム・タイプがＡＲＰの場合、ステップ５００からの処理に戻り、フレームの受信待機状態となる（ステップ５０２）。
【００４０】
（３）ステップ５０２の判定で、フレーム・タイプがＩＰであった場、受信フレーム廃棄判定ブロック４３９は、プロトコル番号のアドレスレジスタ４３４の値と受信したフレームのアドレスとが一致したデータをスヌープし、プロトコル番号がＵＤＰであるか否かを判定する。プロトコル番号がＵＤＰ以外であった場合、ステップ５００からの処理にもどり、フレームの受信待機状態となる（ステップ５０３）。
【００４１】
（４）ステップ５０３の判定で、プロトコル番号がＵＤＰであった場合、受信フレーム廃棄判定ブロック４３９は、宛先ＩＰアドレスのアドレスレジスタ４３５の値と受信したフレームのアドレスとが一致したデータをスヌープし、スヌープしたデータをサブネットマスク設定レジスタ４３６で指定された値でマスクする（ステップ５０４）。
【００４２】
（５）その後、受信フレーム廃棄判定ブロック４３９は、宛先ＩＰアドレスがブロードキャストであるか否かを判定し、宛先ＩＰアドレスが、個々の宛先を示している等でブロードキャストではなかった場合、ステップ５００からの処理に戻り、フレームの受信待機状態となる（ステップ５０５）。
【００４３】
（６）ステップ５０５の判定で、宛先ＩＰアドレスがブロードキャストであった場合、受信フレーム廃棄判定ブロック４３９は、宛先ポート番号のアドレスレジスタ４３７の値と受信フレームのアドレスとが一致したデータをスヌープすると共に、同時に、受信フレームのアドレスと受信バッファの主メモリアドレスレジスタ４３２の値とを比較することにより、受信バッファのケース番号をスヌープする（ステップ５０６）。
【００４４】
（７）次に、受信フレーム廃棄判定ブロック４３９は、スヌープした宛先ポート番号に対応する主メモリの自局受信許可ポート番号指定ビットエリア４２１をリードし、対応する自局受信許可ポート番号指定ビットエリアのビットが１か否かを判定して、スヌープした宛先ポート番号が廃棄対象であるか否かを判定し、宛先ポート番号が自局受信許可ポート番号となっていて、フレームが廃棄対象でないか否かを判定し、フレームが廃棄対象でなかった場合、ステップ５００からの処理に戻り、フレームの受信待機状態となる（ステップ５０７、５０８）。
【００４５】
（８）ステップ５０８の判定で、フレームが廃棄対象であった場合、フレーム・タイプ、プロトコル番号、宛先ＩＰアドレス、宛先ポート番号の全てで受信したフレームが廃棄対象であることを示していたため、既にスヌープしてある受信バッファのケース番号に対応する廃棄ステータスレジスタ４３１にデータの廃棄を意味する１をセットする。なお、フレームが廃棄対象であると判定するのは、フレーム・タイプ、プロトコル番号、宛先ＩＰアドレス、宛先ポート番号の全てが、受信したフレームが廃棄対象であることを示していなくても、それらの一部だけであってもよい（ステップ５０９）。
【００４６】
（９）他の装置からのフレーム４５０の受信が終了すると、ＬＡＮコントローラ４４０がＬＡＮコントローラドライバ４１２に対して受信完了を通知する割込通知を行うので、これを受けたＬＡＮコントローラドライバ４１２は、ＬＳＩ４３０内の廃棄ステータスレジスタ４３１の値をリードすることにより、受信したフレームの廃棄が指示されていた場合、その受信したフレームのデータの廃棄を行った後、ステップ５００からの処理に戻り、フレームの受信待機状態となる（ステップ５１０）。
【００４７】
本発明の実施形態による通信装置は、前述で説明したような処理を行うことにより、ＬＡＮコントローラドライバ４１２が、廃棄すべきフレームのデータを廃棄し、フレームの受信通知をネットワーク上位ソフトウェア４１１へ行うことがない。
【００４８】
このため、ネットワーク上位ソフトウェア４１１は、廃棄対象でないフレームのＩＰ、ＵＤＰ等のサム計算や受信バッファからネットワーク上位ソフトウェアのワークエリアへのコピー等の処理を行えばよく、ネットワーク上位ソフトウェアで不要なデータに対してＩＰ、ＵＤＰ等のサム計算、ワークエリアへのコピー、データ廃棄を行う必要が無くなり、他の通信装置からブロードキャストによるデータの送信が頻発した場合にも、従来技術の場合に比べてネットワーク上位ソフトウェア４１１の処理負荷、すなわち、ＣＰＵ４１０の処理負荷が低減することになる。
【００４９】
図７は主メモリ４２０の受信バッファ領域４２２内の各ケースと、データ廃棄ステータスレジスタ４３１との対応を説明する図である。図７に示す例では、図７（ａ）に示すように、主メモリ６００の領域のうち、受信バッファ６０１の容量を１２８ＫＢ、すなわち、受信フレーム最大６４ケース分であるとする。また、データ廃棄ステータスレジスタ６１０のビットの数は、図７（ｂ）に示すように、受信バッファのケース数と等しくするため、計６４ビットとする。
【００５０】
図７において、受信バッファのケース０（６０２）に格納した他の局通信装置からの受信データが廃棄対象である場合、データ廃棄ステータスレジスタ６１０の最上位ビットである６３ビット目６１１に１がセットされる。また、受信バッファのケース６３（６０３）に格納した他の通信装置からの受信データが廃棄対象である場合、データ廃棄ステータスレジスタ６１０の最下位ビットである０ビット目（６１２）に１がセットされる。ＬＡＮコントローラドライバは、このようなレジスタ値をリードして、受信したデータが廃棄対象であるか否かを判別している。
【００５１】
前述した本発明の実施形態での処理は、プログラムにより構成し、本発明が備えるＣＰＵに実行させることができ、また、それらのプログラムは、ＦＤ、ＣＤＲＯＭ、ＤＶＤ等の記録媒体に格納して提供することができ、また、ネットワークを介してディジタル情報により提供することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１００、１１０ 通信装置Ａ、Ｂ
１０１ ネットワーク
４００ 通信装置Ａ
４１０ ＣＰＵ
４１１ ネットワーク上位ソフトウェア
４１２ ＬＡＮコントローラドライバ
４２０ 主メモリ
４２１ 自局受信許可ポート番号指定ビットエリア
４２２ 受信バッファ
４２３ ケースＮ
４３０ ＬＳＩ
４３１ 廃棄ステータスレジスタ
４３２ 受信バッファの主メモリアドレスレジスタ
４３３ フレーム・タイプのアドレスレジスタ
４３４ プロトコル番号のアドレスレジスタ
４３５ 宛先ＩＰアドレスのアドレスレジスタ
４３６ サブネットマスク設定レジスタ
４３７ 宛先ポート番号のアドレスレジスタ
４３８ ビットエリアの主メモリアドレスレジスタ
４３９ 受信フレーム廃棄判定ブロック
４４０ ＬＡＮコントローラ
４５０ フレーム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の通信装置がネットワークにより相互に通信可能に接続されて構成された通信システムにおいて、
前記複数の通信装置のそれぞれは、ネットワーク上位ソフトウェア及びＬＡＮコントローラドライバを有する中央演算処理装置と、主メモリと、受信フレーム廃棄判定手段と、伝送フレームを廃棄するか否かを示す情報を一時保管する廃棄ステータスレジスタとを有し、それぞれの通信装置が前記主メモリ内に保持しているデータを他の通信装置が保持するデータと一致化させるために相互に伝送フレームの送受信を行い、
他の通信装置から送信されてきた伝送フレームを受信した通信装置は、前記受信フレーム廃棄判定手段が、受信した伝送フレームに含まれる情報である宛先番号としての宛先ＩＰアドレス及び宛先ポート番号と、自通信装置の記憶装置に格納されている自通信装置が受付処理を行ってよいか否かを示す宛先ＩＰアドレス及び宛先ポート番号とを比較して、受信した伝送フレームを自通信装置で受付処理を行うべきか否かを判定し、判定結果を前記廃棄ステータスレジスタに保持させ、
前記ＬＡＮコントローラドライバは、前記廃棄ステータスレジスタが、前記受信した伝送フレームが自通信装置で受付処理を行うべきものでないことを示していた場合、前記伝送フレームの廃棄処理を行い、
前記ネットワーク上位ソフトウェアは、前記受信した伝送フレームが自通信装置で受付処理を行うべきものであることを示していた場合、前記伝送フレームの受付処理を行うことを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記受信フレーム廃棄判定手段が、前記受信した伝送フレームが自通信装置で受付処理を行うべきか否かの判定に使用する情報として、前記宛先番号に加えて、フレーム・タイプ及びプロトコル番号を使用することを特徴とする請求項１記載の通信システム。
【請求項３】
前記廃棄ステータスレジスタの各ビットと前記受信した個々の伝送フレームを格納している前記主メモリの領域とが関連付けられていることを特徴とする請求項１または２記載の通信システム
【請求項４】
前記受信した個々の伝送フレームを格納する主メモリの領域は、伝送フレームの最大長より大きく、かつ、２のべき乗であることを特徴とする請求項３記載の通信システム。
【請求項５】
複数の通信装置がネットワークにより相互に通信可能に接続されて構成された通信システムにおける通信装置において、
前記複数の通信装置のそれぞれは、ネットワーク上位ソフトウェア及びＬＡＮコントローラドライバを有する中央演算処理装置と、主メモリと、受信フレーム廃棄判定手段と、伝送フレームを廃棄するか否かを示す情報を一時保管する廃棄ステータスレジスタとを有し、それぞれの通信装置が前記主メモリ内に保持しているデータを他の通信装置が保持するデータと一致化させるために相互に伝送フレームの送受信を行い、
他の通信装置から送信されてきた伝送フレームを受信した通信装置は、前記受信フレーム廃棄判定手段が、受信した伝送フレームに含まれる情報である宛先番号としての宛先ＩＰアドレス及び宛先ポート番号と、自通信装置の記憶装置に格納されている自通信装置が受付処理を行ってよいか否かを示す宛先ＩＰアドレス及び宛先ポート番号とを比較して、受信した伝送フレームを自通信装置で受付処理を行うべきか否かを判定し、判定結果を前記廃棄ステータスレジスタに保持させ、
前記ＬＡＮコントローラドライバは、前記廃棄ステータスレジスタが、前記受信した伝送フレームが自通信装置で受付処理を行うべきものでないことを示していた場合、前記伝送フレームの廃棄処理を行い、
前記ネットワーク上位ソフトウェアは、前記受信した伝送フレームが自通信装置で受付処理を行うべきものであることを示していた場合、前記伝送フレームの受付処理を行うことを特徴とする通信装置。
【請求項６】
複数の通信装置がネットワークにより相互に通信可能に接続されて構成された通信システムにおける通信方法において、
前記複数の通信装置のそれぞれは、ネットワーク上位ソフトウェア及びＬＡＮコントローラドライバを有する中央演算処理装置と、主メモリと、受信フレーム廃棄判定手段と、伝送フレームを廃棄するか否かを示す情報を一時保管する廃棄ステータスレジスタとを有し、それぞれの通信装置が前記主メモリ内に保持しているデータを他の通信装置が保持するデータと一致化させるために相互に伝送フレームの送受信を行い、
他の通信装置から送信されてきた伝送フレームを受信した通信装置は、前記受信フレーム廃棄判定手段が、受信した伝送フレームに含まれる情報である宛先番号としての宛先ＩＰアドレス及び宛先ポート番号と、自通信装置の記憶装置に格納されている自通信装置が受付処理を行ってよいか否かを示す宛先ＩＰアドレス及び宛先ポート番号とを比較して、受信した伝送フレームを自通信装置で受付処理を行うべきか否かを判定し、判定結果を前記廃棄ステータスレジスタに保持させ、
前記ＬＡＮコントローラドライバは、前記廃棄ステータスレジスタが、前記受信した伝送フレームが自通信装置で受付処理を行うべきものでないことを示していた場合、前記伝送フレームの廃棄処理を行い、
前記ネットワーク上位ソフトウェアは、前記受信した伝送フレームが自通信装置で受付処理を行うべきものであることを示していた場合、前記伝送フレームの受付処理を行うことを特徴とする通信方法。
【請求項１】
複数の通信装置がネットワークにより相互に通信可能に接続されて構成された通信システムにおいて、
前記複数の通信装置のそれぞれは、ネットワーク上位ソフトウェア及びＬＡＮコントローラドライバを有する中央演算処理装置と、主メモリと、受信フレーム廃棄判定手段と、伝送フレームを廃棄するか否かを示す情報を一時保管する廃棄ステータスレジスタとを有し、それぞれの通信装置が前記主メモリ内に保持しているデータを他の通信装置が保持するデータと一致化させるために相互に伝送フレームの送受信を行い、
他の通信装置から送信されてきた伝送フレームを受信した通信装置は、前記受信フレーム廃棄判定手段が、受信した伝送フレームに含まれる情報である宛先番号としての宛先ＩＰアドレス及び宛先ポート番号と、自通信装置の記憶装置に格納されている自通信装置が受付処理を行ってよいか否かを示す宛先ＩＰアドレス及び宛先ポート番号とを比較して、受信した伝送フレームを自通信装置で受付処理を行うべきか否かを判定し、判定結果を前記廃棄ステータスレジスタに保持させ、
前記ＬＡＮコントローラドライバは、前記廃棄ステータスレジスタが、前記受信した伝送フレームが自通信装置で受付処理を行うべきものでないことを示していた場合、前記伝送フレームの廃棄処理を行い、
前記ネットワーク上位ソフトウェアは、前記受信した伝送フレームが自通信装置で受付処理を行うべきものであることを示していた場合、前記伝送フレームの受付処理を行うことを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記受信フレーム廃棄判定手段が、前記受信した伝送フレームが自通信装置で受付処理を行うべきか否かの判定に使用する情報として、前記宛先番号に加えて、フレーム・タイプ及びプロトコル番号を使用することを特徴とする請求項１記載の通信システム。
【請求項３】
前記廃棄ステータスレジスタの各ビットと前記受信した個々の伝送フレームを格納している前記主メモリの領域とが関連付けられていることを特徴とする請求項１または２記載の通信システム
【請求項４】
前記受信した個々の伝送フレームを格納する主メモリの領域は、伝送フレームの最大長より大きく、かつ、２のべき乗であることを特徴とする請求項３記載の通信システム。
【請求項５】
複数の通信装置がネットワークにより相互に通信可能に接続されて構成された通信システムにおける通信装置において、
前記複数の通信装置のそれぞれは、ネットワーク上位ソフトウェア及びＬＡＮコントローラドライバを有する中央演算処理装置と、主メモリと、受信フレーム廃棄判定手段と、伝送フレームを廃棄するか否かを示す情報を一時保管する廃棄ステータスレジスタとを有し、それぞれの通信装置が前記主メモリ内に保持しているデータを他の通信装置が保持するデータと一致化させるために相互に伝送フレームの送受信を行い、
他の通信装置から送信されてきた伝送フレームを受信した通信装置は、前記受信フレーム廃棄判定手段が、受信した伝送フレームに含まれる情報である宛先番号としての宛先ＩＰアドレス及び宛先ポート番号と、自通信装置の記憶装置に格納されている自通信装置が受付処理を行ってよいか否かを示す宛先ＩＰアドレス及び宛先ポート番号とを比較して、受信した伝送フレームを自通信装置で受付処理を行うべきか否かを判定し、判定結果を前記廃棄ステータスレジスタに保持させ、
前記ＬＡＮコントローラドライバは、前記廃棄ステータスレジスタが、前記受信した伝送フレームが自通信装置で受付処理を行うべきものでないことを示していた場合、前記伝送フレームの廃棄処理を行い、
前記ネットワーク上位ソフトウェアは、前記受信した伝送フレームが自通信装置で受付処理を行うべきものであることを示していた場合、前記伝送フレームの受付処理を行うことを特徴とする通信装置。
【請求項６】
複数の通信装置がネットワークにより相互に通信可能に接続されて構成された通信システムにおける通信方法において、
前記複数の通信装置のそれぞれは、ネットワーク上位ソフトウェア及びＬＡＮコントローラドライバを有する中央演算処理装置と、主メモリと、受信フレーム廃棄判定手段と、伝送フレームを廃棄するか否かを示す情報を一時保管する廃棄ステータスレジスタとを有し、それぞれの通信装置が前記主メモリ内に保持しているデータを他の通信装置が保持するデータと一致化させるために相互に伝送フレームの送受信を行い、
他の通信装置から送信されてきた伝送フレームを受信した通信装置は、前記受信フレーム廃棄判定手段が、受信した伝送フレームに含まれる情報である宛先番号としての宛先ＩＰアドレス及び宛先ポート番号と、自通信装置の記憶装置に格納されている自通信装置が受付処理を行ってよいか否かを示す宛先ＩＰアドレス及び宛先ポート番号とを比較して、受信した伝送フレームを自通信装置で受付処理を行うべきか否かを判定し、判定結果を前記廃棄ステータスレジスタに保持させ、
前記ＬＡＮコントローラドライバは、前記廃棄ステータスレジスタが、前記受信した伝送フレームが自通信装置で受付処理を行うべきものでないことを示していた場合、前記伝送フレームの廃棄処理を行い、
前記ネットワーク上位ソフトウェアは、前記受信した伝送フレームが自通信装置で受付処理を行うべきものであることを示していた場合、前記伝送フレームの受付処理を行うことを特徴とする通信方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−１１０５８６（Ｐ２０１３−１１０５８６Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５４０４１（Ｐ２０１１−２５４０４１）
【出願日】平成２３年１１月２１日（２０１１．１１．２１）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２１日（２０１１．１１．２１）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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