(57)【要約】【課題】オンザフライ通信プロトコルのパケットを通信する指令機器Ｍとプロトコル変換機器Ｔとを備え、プロトコル変換機器Ｔが、時分割ネットワークに接続された制御機器と時分割通信プロトコルにより通信するプロトコル変換システムにおいて、通信周期を短縮する。【解決手段】指令機器Ｔは、オンザフライネットワークの通信周期Ｔｏの２倍のオンザフライ通信周期ＯＴ（ＯＴ＝２×Ｔｏ）で、オンザフライ通信プロトコル用パケットを生成してプロトコル変換機器Ｔへ送信するとともに、上記プロトコル変換機器Ｔは、上記オンザフライ通信周期ＯＴ（ＯＴ＝２×Ｔｏ）と、上記オンザフライネットワークの通信周期Ｔｏと時分割ネットワークの通信周期Ｔｔとを加算した通信周期Ｔｏ＋Ｔｔとのうち、大きいほうの時分割通信周期ＭＴ（ＭＴ＝Ｍａｘ（２×Ｔｏ，Ｔｏ＋Ｔｔ））で、制御機器Ｓｔｊと通信をする。【選択図】図１
2010206252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オンザフライネットワークに接続され、オンザフライ通信プロトコル用パケットと時分割通信プロトコル用パケットとをオンザフライ通信プロトコルのパケットとして通信する指令機器とプロトコル変換機器とを備え、
プロトコル変換機器が、時分割通信プロトコル用パケットを時分割通信プロトコルのパケットに変換して、時分割通信プロトコルのパケットを時分割ネットワークに接続された制御機器と時分割通信プロトコルにより通信するプロトコル変換システムにおいて、
上記指令機器は、
オンザフライネットワークの通信周期Ｔｏの２倍のオンザフライ通信周期ＯＴ（ＯＴ＝２×Ｔｏ）で、オンザフライ通信プロトコル用パケットを生成してプロトコル変換機器へ送信するとともに、
上記プロトコル変換機器は、
上記オンザフライ通信周期ＯＴ（ＯＴ＝２×Ｔｏ）と、上記オンザフライネットワークの通信周期Ｔｏと時分割ネットワークの通信周期Ｔｔとを加算した通信周期Ｔｏ＋Ｔｔとのうち、大きいほうの時分割通信周期ＭＴ（ＭＴ＝Ｍａｘ（２×Ｔｏ，Ｔｏ＋Ｔｔ））で、制御機器と通信をする
ことを特徴とするプロトコル変換システム。
【請求項２】
上記指令機器は、
受信したパケットがオンザフライ通信プロトコル用パケットと時分割通信プロトコル用パケットとのいずれのパケットであるかを判定する指令機器用パケット判定装置と、
オンザフライ通信周期ＯＴ（ＯＴ＝２×Ｔｏ）で、オンザフライ通信プロトコル用パケットを指示パケットとして生成するとともに、指令機器用パケット判定装置が時分割通信プロトコル用パケットを受信したと判定した場合に、時分割通信プロトコル用パケットを指示パケットとして生成するパケット生成装置と、
指令機器用パケット生成装置が生成した指示パケットを記録する指令機器用送信バッファと、
指令機器用送信バッファに記録された指示パケットを通信路が空くまで待機させてから送信する指令機器用下り送信装置と
を備えたことを特徴とする請求項１記載のプロトコル変換システム。
【請求項３】
上記プロトコル変換機器は、
受信したパケットがオンザフライ通信プロトコル用パケットと時分割通信プロトコル用パケットとのいずれのパケットであるかを判定する変換機器用パケット判定装置と、
変換機器用パケット判定装置が時分割通信プロトコル用パケットを受信したと判定した場合に、時分割通信周期ＭＴ（ＭＴ＝Ｍａｘ（２×Ｔｏ，Ｔｏ＋Ｔｔ））で、時分割通信プロトコル用パケットを分解して時分割通信プロトコルのパケットを生成するパケット分割装置と、
パケット分割装置が生成した時分割通信プロトコルのパケットを記録する変換機器用下り送信バッファと、
変換機器用下り送信バッファに記録された送信パケットを通信路が空くまで待機させてから送信する変換機器用下り送信装置と
を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載のプロトコル変換システム。
【請求項４】
上記変換機器用パケット判定装置は、オンザフライ通信プロトコル用パケットを受信したと判定した場合に、オンザフライ通信プロトコル用パケットを応答パケットとして生成し、
上記プロトコル変換機器は、さらに、
制御機器から受信したパケットを合成して時分割通信プロトコル用パケットを応答パケットとして合成するパケット合成装置と、
変換機器用パケット判定装置が生成した応答パケットと、パケット合成装置が生成した応答パケットとを記録する変換機器用上り送信バッファと、
変換機器用上り送信バッファに記録された送信パケットを通信路が空くまで待機させてから送信する変換機器用上り送信装置と
を備えたことを特徴とする請求項３記載のプロトコル変換システム。
【請求項５】
オンザフライネットワークに接続され、オンザフライ通信プロトコル用パケットと時分割通信プロトコル用パケットとをオンザフライ通信プロトコルのパケットとして通信する指令機器において、
受信したパケットがオンザフライ通信プロトコル用パケットと時分割通信プロトコル用パケットとのいずれのパケットであるかを判定する指令機器用パケット判定装置と、
オンザフライネットワークの通信周期Ｔｏの２倍のオンザフライ通信周期ＯＴ（ＯＴ＝２×Ｔｏ）で、オンザフライ通信プロトコル用パケットを指示パケットとして生成するとともに、指令機器用パケット判定装置が時分割通信プロトコル用パケットを受信したと判定した場合に、時分割通信プロトコル用パケットを指示パケットとして生成するパケット生成装置と、
指令機器用パケット生成装置が生成した指示パケットを記録する指令機器用送信バッファと、
指令機器用送信バッファに記録された指示パケットを通信路が空くまで待機させてから送信する指令機器用下り送信装置と
を備えたことを特徴とする指令機器。
【請求項６】
オンザフライネットワークと時分割ネットワークとに接続され、オンザフライ通信プロトコル用パケットと時分割通信プロトコル用パケットとをオンザフライ通信プロトコルのパケットとして指令機器と通信し、時分割通信プロトコル用パケットを時分割通信プロトコルのパケットに変換して、時分割通信プロトコルのパケットを時分割ネットワークに接続された制御機器と時分割通信プロトコルにより通信するプロトコル変換機器において、
オンザフライネットワークの通信周期Ｔｏの２倍のオンザフライ通信周期ＯＴ（ＯＴ＝２×Ｔｏ）と、上記オンザフライネットワークの通信周期Ｔｏと時分割ネットワークの通信周期Ｔｔとを加算した通信周期Ｔｏ＋Ｔｔとのうち、大きいほうの時分割通信周期ＭＴ（ＭＴ＝Ｍａｘ（２×Ｔｏ，Ｔｏ＋Ｔｔ））で、制御機器と通信をする
ことを特徴とするプロトコル変換機器。
【請求項７】
上記プロトコル変換機器は、
受信したパケットがオンザフライ通信プロトコル用パケットと時分割通信プロトコル用パケットとのいずれのパケットであるかを判定し、オンザフライ通信プロトコル用パケットを受信したと判定した場合に、オンザフライ通信プロトコル用パケットを応答パケットとして生成する変換機器用パケット判定装置と、
変換機器用パケット判定装置が時分割通信プロトコル用パケットを受信したと判定した場合に、時分割通信周期ＭＴ（ＭＴ＝Ｍａｘ（２×Ｔｏ，Ｔｏ＋Ｔｔ））で、時分割通信プロトコル用パケットを分解して時分割通信プロトコルのパケットを生成するパケット分割装置と、
パケット分割装置が生成した時分割通信プロトコルのパケットを記録する変換機器用下り送信バッファと、
変換機器用下り送信バッファに記録された送信パケットを通信路が空くまで待機させてから送信する変換機器用下り送信装置と、
制御機器から受信したパケットを合成して時分割通信プロトコル用パケットを応答パケットとして合成するパケット合成装置と、
変換機器用パケット判定装置が生成した応答パケットと、パケット合成装置が生成した応答パケットとを記録する変換機器用上り送信バッファと、
変換機器用上り送信バッファに記録された送信パケットを通信路が空くまで待機させてから送信する変換機器用上り送信装置と
を備えたことを特徴とする請求項６記載のプロトコル変換機器。
【請求項８】
オンザフライネットワークと時分割ネットワークとに接続され、オンザフライ通信プロトコル用パケットと時分割通信プロトコル用パケットとをオンザフライ通信プロトコルのパケットとして通信する指令機器とプロトコル変換機器とを備え、
プロトコル変換機器が、時分割通信プロトコル用パケットを時分割通信プロトコルのパケットに変換して、時分割通信プロトコルのパケットを時分割ネットワークに接続された制御機器と時分割通信プロトコルにより通信するプロトコル変換システムのプロトコル変換方法において、
上記指令機器において、
指令機器用パケット判定装置が、
受信したパケットがオンザフライ通信プロトコル用パケットと時分割通信プロトコル用パケットとのいずれのパケットであるかを判定し、
指令機器用パケット生成装置が、
オンザフライネットワークの通信周期Ｔｏの２倍のオンザフライ通信周期ＯＴ（ＯＴ＝２×Ｔｏ）で、オンザフライ通信プロトコル用パケットを指示パケットとして生成するとともに、指令機器用パケット判定装置が時分割通信プロトコル用パケットを受信したと判定した場合に、時分割通信プロトコル用パケットを指示パケットとして生成し、
指令機器用送信バッファが、
指令機器用パケット生成装置が生成した指示パケットを記録し、
指令機器用下り送信装置が、
指令機器用送信バッファに記録された指示パケットを通信路が空くまで待機させてから送信し、
上記プロトコル変換機器において、
変換機器用パケット判定装置が、
受信したパケットがオンザフライ通信プロトコル用パケットと時分割通信プロトコル用パケットとのいずれのパケットであるかを判定し、オンザフライ通信プロトコル用パケットを受信したと判定した場合に、オンザフライ通信プロトコル用パケットを応答パケットとして生成し、
パケット分割装置が、
変換機器用パケット判定装置が時分割通信プロトコル用パケットを受信したと判定した場合に、
上記オンザフライ通信周期ＯＴ（ＯＴ＝２×Ｔｏ）と、上記オンザフライネットワークの通信周期Ｔｏと時分割ネットワークの通信周期Ｔｔとを加算した通信周期Ｔｏ＋Ｔｔとのうち、時分割通信周期ＭＴ（ＭＴ＝Ｍａｘ（２×Ｔｏ，Ｔｏ＋Ｔｔ））で、時分割通信プロトコル用パケットを分解して時分割通信プロトコルのパケットを生成し、
変換機器用下り送信バッファが、
パケット分割装置が生成した時分割通信プロトコルのパケットを記録し、
変換機器用下り送信装置が、
変換機器用下り送信バッファが記録した送信パケットを通信路が空くまで待機させてから送信し、
パケット合成装置が、
制御機器から受信したパケットを合成して時分割通信プロトコル用パケットを応答パケットとして合成し、
変換機器用上り送信バッファが、
変換機器用パケット判定装置が生成した応答パケットと、パケット合成装置が生成した応答パケットとを記録し、
変換機器用上り送信装置が、
変換機器用上り送信バッファに記録された送信パケットを通信路が空くまで待機させてから送信する
ことを特徴とするプロトコル変換方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、異なるプロトコルで通信する２つのネットワーク間でデータ通信を行うプロトコル変換システム及びその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＦＡ（Ｆａｃｔｏｒｙ  Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）ネットワークは、１台の指令機器（以下、マスタ）で複数の制御機器（以下、スレーブ）を連動制御するためのネットワークであり、マスタから各スレーブに周期的に指令を送信する。この周期（通信周期、または、サイクルタイム）が短いほど、スレーブには短い周期で指令が通知されるため、スレーブをきめ細かく制御できる。
【０００３】
このようなＦＡネットワークの分野において、近年、ＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）などのより短い通信周期を実現できるオンザフライ通信プロトコルが登場している。ユーザはすでにあるオンザフライ通信プロトコルのネットワークにて、過去の既存の時分割通信プロトコル対応スレーブを利用したいと考えている。しかし、これまでに開発された既存の時分割通信プロトコル対応スレーブは時分割通信プロトコルにしか対応していないため、そのままではオンザフライ通信プロトコルに対応することができない。
【０００４】
この課題の解決方法として、オンザフライ通信プロトコル対応のスレーブを開発する方法と、オンザフライ通信プロトコルと時分割通信プロトコルを変換するプロトコル変換機器を開発する方法が考えられる。特に複数種類のスレーブをオンザフライ通信プロトコルに対応させる場合、オンザフライ通信プロトコル対応のスレーブを開発する方法では、開発するスレーブの種類ごとに開発が必要となり、膨大なコストが必要となり現実的ではない。一方、時分割通信プロトコルとオンザフライ通信プロトコルを変換するプロトコル変換機器を開発する方法では、プロトコル変換機器がネットワークの通信内容を変更するため、プロトコル変換機器１台の開発によりネットワーク上の時分割通信プロトコル対応の全スレーブを一括してオンザフライ通信プロトコルに対応させることができ、開発コストの圧縮が可能となる。したがって、以下ではオンザフライ通信プロトコルと時分割通信プロトコルを扱うプロトコル変換機器について考える。
【０００５】
まず、オンザフライ通信プロトコルについて説明する。
図１４はオンザフライ通信プロトコルと時分割通信プロトコルのトポロジを示したものであり、オンザフライ通信プロトコルのネットワークトポロジはマスタを末端とするライントポロジとなる。また、図１５はオンザフライ通信プロトコルの通信方式を示す。オンザフライ通信プロトコルの通信は、マスタもしくは末端のスレーブから送信された複数台のスレーブ宛のデータを含んだ単一の複数宛先パケットを各スレーブが中継することで実施する。通信は、マスタからの指示、末端のスレーブからの応答の順に実行され、これを繰り返す。この通信周期をＴｏとする。
【０００６】
次に、時分割通信プロトコルについて説明する。
時分割通信プロトコルのネットワークトポロジは、オンザフライ通信プロトコルと同様に図１４のようになる。また、図１６は、時分割通信プロトコルの通信方式を示す。時分割通信プロトコルの通信は、１台のスレーブ宛のデータを含んだ単一宛先パケットを用いて、順番に全スレーブに対する通信を実施する。この通信周期をＴｔとする。通信は第１サイクルのみマスタからの指示を実施し、第２サイクル目以降、マスタからの指示と各スレーブからの前のサイクルの指示に対する応答を並行して実施する。
【０００７】
ここで、プロトコル変換機器を用いてオンザフライ通信プロトコルのネットワークに時分割通信プロトコル対応スレーブを参入したときのネットワークについて説明する。
図１７はプロトコル変換機器を用いたネットワークトポロジを示す。ネットワークは、オンザフライ通信プロトコルの末端のスレーブにさらにプロトコル変換機器、時分割通信プロトコル対応スレーブの順に接続したものとなる。以下、従来方式による通信方式を説明する。
【０００８】
まず、プロトコル変換機器を用いた一般的な通信方式を説明する。
図１８はプロトコル変換機器を用いた一般的な通信方式を示す。プロトコル変換機器を用いる場合、オンザフライ通信プロトコルの通信と時分割通信プロトコルの通信を交互に繰り返す。このとき、両通信周期は２×Ｔｏ＋Ｔｔとなり、通信周期は長くなる。
【０００９】
次に、プロトコル変換機器を用いた従来の通信方式を説明する。
図１９は従来の通信方式を示す。従来の通信方式では、オンザフライ通信プロトコルの通信周期Ｔｏと時分割通信プロトコルの通信周期Ｔｔをそれぞれ定数倍化し、通信周期を共通化する（例えば、特許文献１では、異なるクロックをそれぞれ定数倍しクロックを同期することで、システムの動作タイミングを同期する）。
【００１０】
さらに、通信周期が不足する場合、共通化した通信周期をさらに逓倍化（ｎ倍）する。（特許文献２では、周期通信を実施するネットワークの通信周期と新たに参入するマスタの通信周期は同じため、通信タイミング同期済みだが、通信帯域が不足する場合には通信周期を定数倍し、通信帯域を確保する。）このとき、通信周期の比をＴｏ：Ｔｔ＝Ｌ：Ｐ（Ｌ，Ｐはともに自然数で、互いに素）をすると、通信周期はｎ×Ｐ×Ｔｏ（＝ｎ×Ｌ×Ｔｔ）となり、通信周期が長くなる。
【００１１】
以上のように、従来の産業用ネットワークでは、マスタと複数のスレーブで定期通信（通信周期をサイクルタイムと定義する）を実施する。マスタと一部のスレーブのプロトコルおよびサイクルタイムとが他のスレーブと異なる場合、マスタと複数のスレーブの各機器はサイクルタイムの逓倍時間を待ち合わせ、通信タイミングを一致させる必要がある。この手法による最短のサイクルタイムは、両プロトコルのサイクルタイムの最小公倍数となるが、スレーブのサイクルタイム（＝制御周期）が本来のスレーブのプロトコルのサイクルタイムより大幅に長くなり、マスタからの複数のスレーブの制御が粗くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００７−２８２０１６号公報  第６頁、図２
【特許文献２】特開２００５−３２８５１４号公報  第４頁、図２、図３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
プロトコルＡのサイクルタイムとプロトコルＢのサイクルタイムが異なる場合、両プロトコルがそれぞれ独立に通信を実施すると、サイクルタイムの長短により、通信に必要な情報が到達しないことや、通信回数の不足による伝達漏れなどといった問題が発生する。サイクルタイムを両プロトコルのサイクルタイムの最小公倍数にすると、以上の問題は解決するものの、サイクルタイムは大幅に長くなる。このように、従来方式では通信周期が長くなるという課題があった。本発明は、通信周期を短縮することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明に係るプロトコル変換システムは、オンザフライネットワークに接続され、オンザフライ通信プロトコル用パケットと時分割通信プロトコル用パケットとをオンザフライ通信プロトコルのパケットとして通信する指令機器とプロトコル変換機器とを備え、
プロトコル変換機器が、時分割通信プロトコル用パケットを時分割通信プロトコルのパケットに変換して、時分割通信プロトコルのパケットを時分割ネットワークに接続された制御機器と時分割通信プロトコルにより通信するプロトコル変換システムにおいて、
上記指令機器は、
オンザフライネットワークの通信周期Ｔｏの２倍のオンザフライ通信周期ＯＴ（ＯＴ＝２×Ｔｏ）で、オンザフライ通信プロトコル用パケットを生成してプロトコル変換機器へ送信するとともに、
上記プロトコル変換機器は、
上記オンザフライ通信周期ＯＴ（ＯＴ＝２×Ｔｏ）と、上記オンザフライネットワークの通信周期Ｔｏと時分割ネットワークの通信周期Ｔｔとを加算した通信周期Ｔｏ＋Ｔｔとのうち、大きいほうの時分割通信周期ＭＴ（ＭＴ＝Ｍａｘ（２×Ｔｏ，Ｔｏ＋Ｔｔ））で、制御機器と通信をする
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、プロトコルＡの単独ネットワークの場合の通信周期とプロトコルＢの単独ネットワークの場合の通信周期が異なっていても、両ネットワークを結合した場合に、通信周期を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施の形態１のプロトコル変換システム１００の通信方式を示す図。
【図２】本実施の形態１のプロトコル変換システム１００のマスタ１とオンザフライスレーブ２との構成図。
【図３】本実施の形態１のプロトコル変換システム１００のプロトコル変換機器３と時分割スレーブ４との構成図。
【図４】マスタ１の動作フローチャート（１／２）。
【図５】マスタ１の動作フローチャート（２／２）。
【図６】オンザフライスレーブ２の動作フローチャート。
【図７】プロトコル変換機器３の動作フローチャート（１／４）。
【図８】プロトコル変換機器３の動作フローチャート（２／４）。
【図９】プロトコル変換機器３の動作フローチャート（３／４）。
【図１０】プロトコル変換機器３の動作フローチャート（４／４）。
【図１１】時分割スレーブ４の動作フローチャート（１／２）。
【図１２】時分割スレーブ４の動作フローチャート（２／２）。
【図１３】本実施の形態１のプロトコル変換システム１００のハードウェア資源図。
【図１４】オンザフライ通信プロトコルと時分割通信プロトコルのトポロジ。
【図１５】オンザフライ通信プロトコルの通信方式を示す図。
【図１６】時分割通信プロトコルの通信方式を示す図。
【図１７】プロトコル変換機器を用いたネットワークトポロジを示す図。
【図１８】プロトコル変換機器を用いた一般的な通信方式を示す図。
【図１９】従来技術を適用した通信方式を示す図。
【図２０】Ｔｏ≦Ｔｔの場合の通信図。
【図２１】Ｔｏ＞Ｔｔの場合の通信図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
実施の形態１．
図１は、本実施の形態１のプロトコル変換システム１００の通信方式を示す図である。
【００１８】
「機器構成概要」
図１のプロトコル変換システム１００の機器構成の概要を説明する。
図１のプロトコル変換システムは、１台の指令機器Ｍ（以下、マスタ）と、複数の制御機器（以下、スレーブ）とプロトコル変換機器Ｔとを備えている。
【００１９】
スレーブには、以下の２種類がある。
Ｓｏｉ：オンザフライ通信プロトコル対応スレーブ（ｉ＝１，２，・・・，ｍ）
Ｓｔｊ：時分割通信プロトコル対応スレーブ（ｊ＝１，２，・・・，ｎ）
【００２０】
図１のプロトコル変換システムは、１台のマスタで複数のスレーブを連動制御するためのネットワークシステムであり、マスタから各スレーブに周期的に指令を送信する。この周期（通信周期、または、サイクルタイム）が短いほど、スレーブには短い周期で指令が通知されるため、スレーブをきめ細かく制御できる。
なお、プロトコル変換システム１００の各機器はカスケードに接続されているので、パケットは隣接する機器以外には転送できないのもとする。
【００２１】
「通信プロトコルの概要」
本実施の形態１のプロトコル変換システム１００の通信プロトコルの概要を説明する。
マスタＭと複数のスレーブがカスケードに接続されているネットワークにおいて、マスタとスレーブは毎サイクルタイム以下の通信をするものとする。つまり、サイクルタイムは、マスタＭと複数のスレーブがカスケードに接続されているネットワークにおいて、マスタＭと複数のスレーブが最低でも１往復の通信ができるように設定されなければならない。
【００２２】
スレーブのうち、一部のスレーブは同じプロトコル（以下、プロトコルＡ）だが、他のスレーブとは異なるプロトコル（以下、プロトコルＢ）である。各プロトコルの動作は以下の通りである。
【００２３】
プロトコルＡ
プロトコルＡは、半二重通信を行うので、同時に１方向通信ができる。
マスタから、カスケードに接続された端のスレーブに向けパケットを送信する。このパケットを受信した端のスレーブは、マスタに向けパケットを送信する。マスタがパケットを送信してから、受信するまでを所定のサイクルタイム以下とする。
【００２４】
プロトコルＢ
プロトコルＢは、全二重通信を行うので、同時に両方向通信ができる。
マスタから、カスケードに接続された下流のスレーブに向け順にパケットを送信する。これと同時に、下流のスレーブは、マスタに向け順にパケットを送信する。マスタと下流の全スレーブの通信時間が所定のサイクルタイム以下にならなければならない。マスタから全スレーブへの通信は１つ前のサイクルでの全スレーブからの通信を受けてから、実施される。
【００２５】
この２つのプロトコル間での通信を実現するため、プロトコル変換機器を、プロトコルＡの端のスレーブとし、かつ、プロトコルＢのマスタにする。プロトコル変換機器によってプロトコルＡとプロトコルＢの間のプロトコル変換を実施している。
【００２６】
プロトコル変換機器はマスタからの通信（以下、下り通信）とスレーブからの通信（以下、上り通信）において、以下の動作を行う。
【００２７】
上り通信
プロトコルＢのスレーブからの通信を受け、パケットを変換し、マスタに送信する。
【００２８】
下り通信
マスタからの通信を受け、パケットの変換を行い、プロトコルＢのスレーブのサイクルタイムに合わせて、マスタからの通信を各スレーブに送信する。
【００２９】
上流のプロトコルＡの機器は、下流のプロトコルＢからの通信を中継（以下、中継通信という）する。
【００３０】
「通信周期」
本実施の形態１のプロトコル変換システム１００の通信周期とは、パケットを送信してから、その後、次のパケットを送信するまでの期間をいう。
たとえば、「通信周期＝５秒」の場合は、５秒間隔で次のパケットを送信することになる。システムは通信周期による時間が到来するまでは次のパケットの送信をしない。したがって、システムがパケットを往復させて次の通信処理をするような場合には、通信周期をパケットの最大往復時間よりも大きな値に設定しなければならない。
【００３１】
本実施の形態１のプロトコル変換システム１００は、通信周期を設定する場合は、以下の点を満足する通信周期を設定しなければならない。
マスタは、プロトコルＢのスレーブからの上り通信データを受け取ったら、即座に下り通信用のデータを送り返すものとする。しかし、マスタは、プロトコルＡの通信中により通信路が使用できない場合は、プロトコルＢのための通信の待ち合わせをする。逆に、マスタは、プロトコルＢのための通信中により通信路が使用できない場合は、プロトコルＡの通信の待ち合わせをする。マスタは、先着順に通信を実施する。
プロトコル変換機器は、中継通信中で通信路が使用できない場合は、待ち合わせをする。
プロトコル変換機器は、そのサイクルで下り通信を実施済みなら、次のサイクルまで待ち合わせをする。
以下、通信周期という場合には、各機器内部での処理時間は無視することにするが、各機器内部の処理時間を加算して通信周期としてもよい。
【００３２】
「実現方法の概要」
本実施の形態１のプロトコル変換システム１００は、以下の３点に特徴がある。これにより両プロトコルは変更後のサイクルタイムでの通信が可能となる。
１．上流のプロトコルＡの機器は任意のタイミングで、下流のプロトコルＢからの通信を中継（中継通信）する。
２．マスタとプロトコル変換機器に、先着順に通信を実施する待ち合わせ機能を持たせる。
３．各プロトコルのサイクルタイムを以下の時間より長く設定する。
上流のプロトコルＡ：２×Ｔｏ
下流のプロトコルＢ：Ｔｏ＋Ｔｔ（Ｔｏ＜Ｔｔのとき）と２×Ｔｏ（Ｔｏ≧Ｔｔのとき）との大きいほうの時間
（ここで、
Ｔｏ：プロトコルＡの本来のサイクルタイム
Ｔｔ：プロトコルＢの本来のサイクルタイム
である。）
【００３３】
「効果の概要」
本実施の形態１のプロトコル変換システム１００によれば、従来技術と比べると、一方のプロトコルのサイクルタイムが他方のサイクルタイムの逓倍となるケースは除き、短いサイクルタイムでの動作が可能になる。
【００３４】
以下、本実施の形態１のプロトコル変換システム１００の詳細について説明する。
【００３５】
「用語の定義」
本実施の形態の説明のために、以下の用語を用いる。図１のネットワークにおいて、マスタＭ側を「上流」と表現する。
図１のネットワークにおいて、時分割通信プロトコル対応スレーブＳｔｎ側を「下流」と表現する。
オンザフライ通信プロトコル対応スレーブＳｏｉを「オンザフライスレーブＳｏｉ」と表現する。
【００３６】
時分割通信プロトコル対応スレーブＳｔｊを「時分割スレーブＳｔｊ」と表現する。
マスタＭからプロトコル変換機器Ｔまでのオンザフライ通信プロトコル対応のネットワークを「オンザフライネットワーク」と表現する。
プロトコル変換機器Ｔから時分割通信プロトコル対応スレーブＳｔｎまでの時分割通信プロトコル対応のネットワークを「時分割ネットワーク」と表現する。
マスタＭ、スレーブ、プロトコル変換機器Ｔを「機器」と表現する。
【００３７】
「パケットの説明」
また、この本実施の形態では、以下、６種類のパケットを用いる。
オンザフライ通信プロトコル用複数宛先指示パケット（以下、オンザフライ複数宛先指示パケットＰｏｍｏ）、
オンザフライ通信プロトコル用複数宛先応答パケット（以下、オンザフライ複数宛先応答パケットＰｏｍｒ）、
時分割通信プロトコル用複数宛先指示パケット（以下、時分割複数宛先指示パケットＰｔｍｏ）、
時分割通信プロトコル用単一宛先指示パケット（以下、単一宛先指示パケットＰｔｓｏ）、
時分割通信プロトコル用複数宛先応答パケット（以下、時分割複数宛先応答パケットＰｔｍｒ）、
時分割通信プロトコル用単一宛先応答パケット（以下、単一宛先応答パケットＰｔｓｒ）
【００３８】
単に、複数宛先指示パケットという場合は、オンザフライ複数宛先指示パケットＰｏｍｏと時分割複数宛先指示パケットＰｔｍｏを指す。
【００３９】
単に、複数宛先応答パケットという場合は、オンザフライ複数宛先応答パケットＰｏｍｒと時分割複数宛先応答パケットＰｔｍｒを指す。
【００４０】
複数宛先パケットという場合は、以下の４種のパケットを指す。
１．オンザフライ複数宛先指示パケットＰｏｍｏ、
２．オンザフライ複数宛先応答パケットＰｏｍｒ、
３．時分割複数宛先指示パケットＰｔｍｏ、
４．時分割複数宛先応答パケットＰｔｍｒ。
【００４１】
単一宛先パケット（分割パケット）という場合は、以下の２種のパケットを指す。
１．単一宛先指示パケットＰｔｓｏ、
２．単一宛先応答パケットＰｔｓｒ。
【００４２】
オンザフライ通信プロトコルのパケットとは、以下の４種のパケットを指す。
オンザフライ複数宛先指示パケットＰｏｍｏ、
オンザフライ複数宛先応答パケットＰｏｍｒ、
（上記２種のパケットをオンザフライ通信プロトコル用パケットという）
時分割複数宛先指示パケットＰｔｍｏ、
時分割複数宛先応答パケットＰｔｍｒ、
（上記２種のパケットを時分割通信プロトコル用パケットという）
【００４３】
時分割通信プロトコルのパケットという場合は、以下の２種のパケットを指す。
単一宛先指示パケットＰｔｓｏ、
単一宛先応答パケットＰｔｓｒ。
【００４４】
この６種類の全パケットに対しパケットの種類の情報が付加されており、さらに単一宛先指示パケットには時分割ネットワークの通信周期同期用の情報が付加されている。また、複数宛先パケットは予めパケットの先頭からの位置により、各スレーブへの領域の割り当てが決まっており、単一宛先パケット（分割パケット）では、通信相手のスレーブを特定するためのアドレスが格納されている。
【００４５】
「通信周期の説明」
時分割ネットワークが存在しないオンザフライネットワークのみの通信周期（図１６のネットワークのオンザフライ通信プロトコルの通信周期）を、「オンザフライネットワークの通信周期Ｔｏ」または「通信周期Ｔｏ」と表現する。
【００４６】
オンザフライネットワークが存在しない時分割ネットワークのみの通信周期（図１６のネットワークの時分割通信プロトコルの通信周期）を、「時分割ネットワークの通信周期Ｔｔ」または「通信周期Ｔｔ」と表現する。「時分割ネットワークの通信周期Ｔｔ」または「通信周期Ｔｔ」とは、１台のスレーブ宛のデータを含んだ単一宛先指示パケットを用いて、順番に全スレーブに対する通信を実施して終了するまでの指示時間と、１台のスレーブからのデータを含んだ単一宛先応答パケットを用いて、順番に全スレーブからマスタに対する通信を実施して終了するまでの応答時間との両方を満足する時間である（通常は、指示時間＝応答時間である）。
【００４７】
本実施の形態のマスタＭは、まず、最初のオンザフライ通信プロトコル用パケットと最初の時分割通信プロトコル用パケットを非同期に生成して、オンザフライネットワークと時分割ネットワークとが結合された図１のネットワークの下流に送信する。
【００４８】
マスタＭは、２番目以降のオンザフライ通信プロトコル用パケットを、オンザフライ通信プロトコル用パケットの通信周期に基づいて、順次生成して送信する。
【００４９】
ここで、図１のネットワークのオンザフライネットワークのオンザフライ通信プロトコル用パケットの通信周期（図１のプロトコル変換システム１００のオンザフライネットワークの通信周期）を「オンザフライ通信周期ＯＴ」または「通信周期ＯＴ」と表現する。プロトコル変換システム１００は、「オンザフライ通信周期ＯＴ」として、オンザフライ通信プロトコル用パケットと時分割通信プロトコル用パケットが、オンザフライネットワークを通信されてもコンフリクトが起きない周期を設定しなければならない。
【００５０】
マスタＭは、２番目以降の時分割通信プロトコル用パケットを、時分割通信プロトコル用パケットの通信周期に基づいて、順次、生成して送信する。
【００５１】
ここで、図１のネットワークの時分割ネットワークの時分割通信プロトコル用パケットの通信周期（図１のプロトコル変換システム１００のオンザフライネットワークと時分割ネットワークとの合計通信周期）を、「時分割通信周期ＭＴ」または「通信周期ＭＴ」と表現する。プロトコル変換システム１００は、「時分割通信周期ＭＴ」として、オンザフライ通信プロトコル用パケットと時分割通信プロトコル用パケットが、オンザフライネットワークを通信されてもコンフリクトが起きず、かつ、時分割通信プロトコルのパケットが時分割ネットワークを通信されてもコンフリクトが起きない周期を設定しなければならない。
【００５２】
「通信プロトコルの詳細」
次に、本実施の形態１のプロトコル変換システム１００の通信プロトコルの詳細を説明する。
本実施の形態では、プロトコル変換機器Ｔは、オンザフライネットワーク内でカスケードに接続された端のスレーブとなり、かつ、時分割ネットワークのマスタとなるので、本実施の形態では、プロトコルＡとプロトコルＢは、以下の通りである。
【００５３】
スレーブのうち、マスタＭとオンザフライスレーブＳｏｉはオンザフライネットワークに属し同じプロトコル（以下、プロトコルＡ）だが、時分割ネットワークに属する時分割スレーブＳｔｊとは異なるプロトコル（以下、プロトコルＢ）である。各プロトコルの動作は以下の通りである。
【００５４】
オンザフライネットワークのプロトコルＡ（以下、オンザフライ通信プロトコルという）
マスタＭから、オンザフライネットワーク内でカスケードに接続された端のスレーブ（プロトコル変換機器Ｔ）に向けパケットを送信する。このパケットを受信した端のスレーブ（プロトコル変換機器Ｔ）は、マスタＭに向けパケットを送信する。マスタＭがパケットを送信してから、受信するまでが、オンザフライネットワークの所定のサイクルタイム以下にならなければならない。
【００５５】
時分割ネットワークのプロトコルＢ（以下、時分割通信プロトコルという）
プロトコル変換機器Ｔ（時分割ネットワークのマスタ）から、カスケードに接続された下流の時分割スレーブＳｔｊに向け順にパケットを送信する。これと同時に、下流の時分割スレーブＳｔｊは、プロトコル変換機器Ｔに向けパケットを送信する。プロトコル変換機器Ｔは１台のスレーブ宛のデータを含んだ単一宛先パケットを用いて、順番に全スレーブに対する通信を実施する。下流のすべての時分割スレーブＳｔｊとの通信時間が、時分割ネットワークの所定のサイクルタイム以下にならなければならない。プロトコル変換機器Ｔから時分割スレーブＳｔｎへの通信は１つ前のサイクルでの各スレーブからの通信を受けてから、実施される。
【００５６】
この２つのプロトコル間での通信を実現するため、プロトコル変換機器Ｔによってこの間のプロトコル変換を実施している。プロトコル変換機器ＴはマスタＭからの通信（以下、下り通信）とスレーブからの通信（以下、上り通信）において、以下の動作を行う。
【００５７】
上り通信のプロトコル変換機器Ｔの動作
プロトコルＢの時分割スレーブＳｔｊからの通信を受け、パケットを変換し、マスタＭに送信する。
【００５８】
下り通信のプロトコル変換機器Ｔの動作
マスタＭからの通信を受け、パケットの変換を行い、プロトコルＢの時分割スレーブＳｔｊのサイクルタイムに合わせて、マスタＭからの通信を各時分割スレーブＳｔｊに送信する。
【００５９】
「ネットワーク機器内の装置構成」
図２と図３はこの実施の形態に用いるネットワーク機器内の装置構成を示す構成図である。オンザフライスレーブ２（制御機器２）はマスタ１（指令機器１）とプロトコル変換機器３の間に、時分割スレーブ４（制御機器４）はプロトコル変換機器３の下流にそれぞれ０台以上接続される。
【００６０】
マスタ１は、
オンザフライ通信プロトコルの通信周期ＯＴ（ＯＴ＝２×Ｔｏ）ごとのオンザフライ複数宛先指示パケットＰｏｍｏの送信、
時分割複数宛先応答パケットＰｔｍｒ受信時の受信処理と時分割複数宛先指示パケットＰｔｍｏの送信、
オンザフライ複数宛先応答パケットＰｏｍｒ受信時の受信処理を行う機器である。
【００６１】
オンザフライスレーブ２は、
指示パケット受信時のオンザフライ複数宛先指示パケットＰｏｍｏの受信処理と中継、
オンザフライ複数宛先応答パケットＰｏｍｒ受信時の状態データ上書きと中継、
時分割複数宛先指示パケットＰｔｍｏ受信時の中継、
時分割複数宛先応答パケットＰｔｍｒ受信時の中継を行う機器である。
【００６２】
プロトコル変換機器３は、
オンザフライ複数宛先指示パケットＰｏｍｏ受信時のオンザフライ複数宛先応答パケットＰｏｍｒの送信、
時分割ネットワークの通信周期ＭＴ（ＭＴ＝Ｍａｘ（２×Ｔｏ，Ｔｏ＋Ｔｔ）、
ここで、Ｍａｘ（Ｘ，Ｙ）は、Ｘ，Ｙのうち値が大きいほうの値を意味する。）ごとの受信した時分割複数宛先指示パケットＰｔｍｏを分割した単一宛先指示パケットＰｔｓｏの送信、
時分割ネットワーク上の全時分割スレーブ４から単一宛先応答パケットＰｔｓｒ完了時の受信した単一宛先応答パケットＰｔｓｒを結合した時分割複数宛先応答パケットＰｔｍｒの送信を行う機器である。
【００６３】
時分割スレーブ４は、
時分割スレーブ４宛の単一宛先指示パケットＰｔｓｏ受信時の受信処理と時分割ネットワークの通信周期への同期、
時分割スレーブ４より下流の時分割スレーブ宛の単一宛先指示パケットＰｔｓｏ受信時の中継、
時分割スレーブ４に割り当てられたタイムスロットごとの単一宛先応答パケットＰｔｓｒの送信、
時分割スレーブ４より下流の時分割スレーブからの単一宛先応答パケットＰｔｓｒを受信時の中継を行う機器である。
【００６４】
以下、各ネットワーク機器内の装置構成を説明する。
マスタ１内の装置構成を説明する。
周期開始タイマ１１は、経過時間カウンタを持ち、オンザフライ通信プロトコルの周期開始を通知する回路、
パケット生成装置１２は、オンザフライ通信プロトコルの周期開始の通知を受けた時、オンザフライ複数宛先指示パケットＰｏｍｏの生成と、
時分割複数宛先応答パケットＰｔｍｒの受信の通知を受けた時、時分割複数宛先指示パケットＰｔｍｏの生成を行う回路、
送信バッファ１３は、複数宛先指示パケットを記録する回路、
下り送信装置１４は、下流に隣接するオンザフライスレーブ２もしくはプロトコル変換機器３への通信路が空き次第、複数宛先指示パケットを送信する回路、
上り受信装置１５は、複数宛先応答パケットを受信する回路、
パケット判定装置１６は、複数宛先応答パケットを判定し、時分割複数宛先応答パケットＰｔｍｒの受信を通知する回路、
受信処理装置１７は、複数宛先応答パケットの受信処理をする回路である。
【００６５】
オンザフライスレーブ２内の装置構成を説明する。
下り受信装置２１は、複数宛先指示パケットを受信する回路、
受信処理装置２２は、オンザフライ複数宛先指示パケットＰｏｍｏのみを受信処理する回路、
下り送信装置２３は、複数宛先指示パケットを送信する回路、
上り受信装置２４は、複数宛先応答パケットを受信する回路、
パケット判定装置２５は、複数宛先応答パケットを判定し、オンザフライ複数宛先応答パケットＰｏｍｒと時分割複数宛先指示パケットＰｔｍｏを振り分ける回路、
パケット上書装置２６は、オンザフライ複数宛先応答パケットＰｏｍｒにオンザフライスレーブ２の状態データを上書きする回路、
上り送信装置２７は、複数宛先応答パケットを送信する回路である。
【００６６】
プロトコル変換機器３内の装置構成を説明する。
下り受信装置３０１は、複数宛先指示パケットを受信する回路、
パケット判定装置３０２は、複数宛先指示パケットを判定し、オンザフライ複数宛先指示パケットＰｏｍｏと時分割複数宛先指示パケットＰｔｍｏを振り分ける回路、
周期開始タイマ３０３は、経過時間カウンタを持ち、時分割ネットワークの周期開始を通知する回路、
パケット分割装置３０４は、時分割複数宛先指示パケットＰｔｍｏを単一宛先指示パケットＰｔｓｏに分割する回路、
下り送信バッファ３０５は、単一宛先指示パケットＰｔｓｏを記録する回路、
下り送信装置３０６は、送信可否レジスタを持ち、時分割ネットワークの周期開始の通知を受けた時、単一宛先指示パケットＰｔｓｏを送信する回路、
上り受信装置３０７は、単一宛先応答パケットＰｔｓｒを受信する回路、
受信バッファ３０８は、受信した単一宛先応答パケットＰｔｓｒを記録する回路、
パケット結合装置３０９は、受信パケット数カウンタを持ち、受信した単一宛先応答パケットＰｔｓｒを時分割複数宛先応答パケットＰｔｍｒに結合する回路、
上り送信装置３１０は、上流に隣接するマスタ１もしくはオンザフライスレーブ２への通信路が空き次第、複数宛先応答パケットを送信する回路、
上り送信バッファ３１１は、複数宛先応答パケットを記録する回路である。
【００６７】
時分割スレーブ４内の装置構成を説明する。
下り受信装置４１は、単一宛先指示パケットＰｔｓｏを受信する回路、
パケット判定装置４２は、受信した単一宛先指示パケットＰｔｓｏの宛先が時分割スレーブ４か否かにより、振り分ける回路、
受信処理装置４３は、受信した宛先が時分割スレーブ４の単一宛先指示パケットＰｔｓｏを受信処理する回路、
下り送信装置４４は、受信した宛先が時分割スレーブ４でない単一宛先指示パケットＰｔｓｏを送信する回路、
上り受信装置４５は、単一宛先応答パケットＰｔｓｒを受信する回路、
送信開始タイマ４６は、時分割スレーブ４に割り当てられたタイムスロットの通知を行うとともに、宛先が時分割スレーブ４の単一宛先指示パケットＰｔｓｏによる時分割ネットワークの通信周期への同期を行う回路、
パケット生成装置４７は、経過時間カウンタを持ち、タイムスロットの通知を受けた時、単一宛先応答パケットＰｔｓｒを生成する回路、
上り送信装置４８は、単一宛先応答パケットＰｔｓｒを送信する回路である。
【００６８】
次に、本実施の形態１のプロトコル変換システム１００のプロトコル変換方法を、各機器の動作に基づいて説明する。
マスタ１の動作を図４と図５で説明する。
マスタ１は起動すると、周期開始タイマ１１は周期開始タイマ１１の経過時間カウンタをオンザフライ通信プロトコルの通信周期ＯＴ（ＯＴ＝２×Ｔｏ）に設定する。また、パケット生成装置１２は、最初の時分割複数宛先指示パケットＰｔｍｏを生成し、下り送信装置１４に送信する（Ｓ１０１）。図１に示すように、時分割複数宛先指示パケットＰｔｍｏを生成するタイミングは、最初のオンザフライ複数宛先応答パケットＰｏｍｒを受信してからでも構わない。また、パケット生成装置１２は、オンザフライ通信プロトコル用パケットの生成や送受信とは非同期に、最初の時分割複数宛先指示パケットＰｔｍｏを生成して任意の時刻に送信して構わない。
【００６９】
次に、周期開始タイマ１１の経過時間カウンタのカウントダウンを開始する（Ｓ１０２）。並行して、常時、周期開始タイマ１１は周期開始タイマ１１の経過時間カウンタが０と一致したか（Ｓ１０３）、および、上り受信装置１５は応答パケットを受信したか（Ｓ１１０）を判定する。
【００７０】
オンザフライ通信プロトコルの通信周期ＯＴ（ＯＴ＝２×Ｔｏ）ごとのオンザフライ複数宛先指示パケットＰｏｍｏの送信の動作を説明する。周期開始タイマ１１は周期開始タイマ１１の経過時間カウンタが０と一致した場合（Ｓ１０３でＹＥＳ）、周期開始タイマ１１の経過時間カウンタをオンザフライ通信プロトコルの通信周期ＯＴ（ＯＴ＝２×Ｔｏ）に設定し、パケット生成装置１２に周期開始を通知する（Ｓ１０４）。パケット生成装置１２はオンザフライ複数宛先指示パケットＰｏｍｏを生成し、下り送信装置１４に送信する（Ｓ１０５）。下り送信装置１４は送信バッファ１３に受信したパケットを記録し（Ｓ１０６）、下り送信装置１４から下流に隣接するオンザフライスレーブ２もしくはプロトコル変換機器３への通信路が空いているか、確認する（Ｓ１０７）。下り送信装置１４は、下り送信装置１４から隣接するオンザフライスレーブ２もしくはプロトコル変換機器３への通信路が空いていない場合のみ、下り送信装置１４から下流に隣接するオンザフライスレーブ２もしくはプロトコル変換機器３への通信路が空くまで待機する（Ｓ１０８）。下り送信装置１４は、下り送信装置１４から隣接するオンザフライスレーブ２もしくはプロトコル変換機器３への通信路が空いた場合（通信路が空き次第）、送信バッファ１３から直前に記録したパケットを読み出し、下流に隣接するオンザフライスレーブ２もしくはプロトコル変換機器３に送信する（Ｓ１０９）。
【００７１】
この実施の形態では、通信周期が十分に確保されているので、送信バッファ１３には、直前に記録したパケットのみが存在する。送信バッファ１３を用いるのは、通信路が空くまで待機するためである。マスタは、スレーブからの上り通信データを受け取ったら、即座に下り通信用のデータを送り返すのが原則であるが、通信中により通信路が使用できない場合は、送信バッファ１３を用いて待ち合わせをする。直前にオンザフライネットワークにパケットが送信された場合そのパケットの処理はオンザフライネットワークの中継通信時間Ｔｏで終了するから、送信バッファ１３による待ち合わせの最大時間は、通信周期Ｔｏと同じである。
【００７２】
時分割複数宛先応答パケットＰｔｍｒ受信時の受信処理と時分割複数宛先指示パケットＰｔｍｏの送信の動作を説明する。上り受信装置１５は、応答パケットを受信した場合（Ｓ１１０でＹＥＳ）、受信した応答パケットをパケット判定装置１６に送信する（Ｓ１１１）。パケット判定装置１６は受信した応答パケットが時分割複数宛先応答パケットＰｔｍｒであるか、判定する（Ｓ１１２）。パケット判定装置１６は受信した応答パケットが時分割複数宛先応答パケットＰｔｍｒである場合、パケット生成装置１２に時分割複数宛先応答パケットＰｔｍｒの受信を通知と受信処理装置１７に受信したパケットを送信する（Ｓ１１３）。パケット生成装置１２は時分割複数宛先指示パケットＰｔｍｏを生成し、下り送信装置１４に送信、受信処理装置１７は受信したパケットを受信処理する（Ｓ１１４）。下り送信装置１４は送信バッファ１３に受信したパケットを記録し（Ｓ１０６）、下り送信装置１４から隣接するオンザフライスレーブ２もしくはプロトコル変換機器３への通信路が空いているか、確認する（Ｓ１０７）。下り送信装置１４は、下り送信装置１４から下流に隣接するオンザフライスレーブ２もしくはプロトコル変換機器３への通信路が空いていない場合のみ、下り送信装置１４から隣接するオンザフライスレーブ２もしくはプロトコル変換機器３への通信路が空くまで待機する（Ｓ１０８）。下り送信装置１４は、下り送信装置１４から下流に隣接するオンザフライスレーブ２もしくはプロトコル変換機器３への通信路が空いた場合（通信路が空き次第）、送信バッファ１３に直前に記録したパケットを読み出し、下流に隣接するオンザフライスレーブ２もしくはプロトコル変換機器３に送信する（Ｓ１０９）。
【００７３】
この実施の形態では、通信周期が十分に確保されているので、送信バッファ１３には、直前に記録したパケットのみが存在する。送信バッファ１３を用いるのは、通信路が空くまで待機するためである。直前にオンザフライネットワークにパケットを送信した場合そのパケットの処理はオンザフライネットワークの中継通信時間Ｔｏで終了するから、送信バッファ１３による待ち合わせの最大時間は、通信周期Ｔｏと同じである。
【００７４】
複数宛先応答パケット受信時の受信処理の動作を説明する。
上り受信装置１５は、応答パケットを受信した場合（Ｓ１１０）、受信した応答パケットをパケット判定装置１６に送信する（Ｓ１１１）。パケット判定装置１６は、受信した応答パケットが時分割複数宛先応答パケットＰｔｍｒであるか、判定する（Ｓ１１２）。パケット判定装置１６は、受信した応答パケットが時分割複数宛先応答パケットＰｔｍｒでない場合、受信処理装置１７に受信したパケットを送信する（Ｓ１１５）。受信処理装置１７は受信したパケットを受信処理する（Ｓ１１６）。
【００７５】
オンザフライスレーブ２の動作を図６で説明する。
オンザフライスレーブ２が起動すると、常時、下り受信装置２１は指示パケットを受信したか（Ｓ２０１）、および、上り受信装置２４は応答パケットを受信したか（Ｓ２０４）を判定する。
【００７６】
指示パケット受信時のオンザフライ複数宛先指示パケットＰｏｍｏの受信処理と中継の動作を説明する。下り受信装置２１は、指示パケットを受信した場合（Ｓ２０１でＹＥＳ）、受信処理装置２２と下り送信装置２３に受信した指示パケットを送信する（Ｓ２０２）。受信処理装置２２は受信した指示パケットがオンザフライ複数宛先指示パケットＰｏｍｏのときのみ、受信処理を行い、下り送信装置２３は下流に隣接するオンザフライスレーブ２もしくはプロトコル変換機器３に受信した指示パケットを送信する（Ｓ２０３）。
【００７７】
オンザフライ複数宛先応答パケットＰｏｍｒ受信時の状態データ上書きと中継の動作を説明する。
上り受信装置２４は、応答パケットを受信した場合（Ｓ２０４でＹＥＳ）、パケット判定装置２５に受信した応答パケットを送信する（Ｓ２０５）。パケット判定装置２５は受信した応答パケットがオンザフライ複数宛先応答パケットＰｏｍｒであるか、判定する（Ｓ２０６）。パケット判定装置２５は、受信した応答パケットがオンザフライ複数宛先応答パケットＰｏｍｒである場合、パケット上書装置２６に受信したパケットを送信する（Ｓ２０７）。パケット上書装置２６は受信したパケットに状態データを上書きし、上り送信装置２７に送信する（Ｓ２０８）。上り送信装置２７は上流に隣接するマスタ１もしくはオンザフライスレーブ２に受信したパケットを送信する（Ｓ２０９）。
【００７８】
時分割複数宛先指示パケットＰｔｍｏと時分割複数宛先応答パケットＰｔｍｒ受信時の中継の動作を説明する。
上り受信装置２４は、応答パケットを受信した場合（Ｓ２０４）、パケット判定装置２５に受信した応答パケットを送信する（Ｓ２０５）。パケット判定装置２５は受信した応答パケットがオンザフライ複数宛先応答パケットＰｏｍｒであるか、判定する（Ｓ２０６）。パケット判定装置２５は、受信した応答パケットがオンザフライ複数宛先応答パケットＰｏｍｒでない場合、上り送信装置２７に受信したパケットを送信する（Ｓ２１０）。上り送信装置２７は上流に隣接するマスタ１もしくはオンザフライスレーブ２に受信したパケットを送信する（Ｓ２０９）。
【００７９】
プロトコル変換機器３の動作を図７と図８，図９，図１０で説明する。
プロトコル変換機器３が起動すると、周期開始タイマ３０３は周期開始タイマ３０３の経過時間カウンタを時分割ネットワークの通信周期ＭＴ（ＭＴ＝Ｍａｘ（２×Ｔｏ，Ｔｏ＋Ｔｔ））に設定し、下り送信装置３０６の送信可否レジスタを不可に設定、パケット結合装置３０９の受信パケット数カウンタを時分割ネットワーク上の時分割スレーブ４の数に設定した後（Ｓ３０１）、周期開始タイマ３０３の経過時間カウンタのカウントダウンを開始する（Ｓ３０２）。並行して、常時、周期開始タイマ３０３は周期開始タイマ３０３の経過時間カウンタが０と一致したか（Ｓ３０３）、下り受信装置３０１は指示パケットを受信したか（Ｓ３０８）、上り受信装置３０７は単一宛先応答パケットＰｔｓｒを受信したか（Ｓ３１５）を判定する。
【００８０】
時分割ネットワークの通信周期ＭＴ（ＭＴ＝Ｍａｘ（２×Ｔｏ，Ｔｏ＋Ｔｔ））ごとの受信した時分割複数宛先指示パケットＰｔｍｏを分割した単一宛先指示パケットＰｔｓｏの送信の動作を説明する。この動作は２種類のパターンが存在する。
【００８１】
（１）周期開始タイマ３０３は周期開始タイマ３０３の経過時間カウンタが０と一致した場合（Ｓ３０３でＹＥＳ）、周期開始タイマ３０３は周期開始タイマ３０３の経過時間カウンタを時分割ネットワークの通信周期ＭＴ（ＭＴ＝Ｍａｘ（２×Ｔｏ，Ｔｏ＋Ｔｔ））に設定し、下り送信装置３０６に周期開始を通知する（Ｓ３０４）。下り送信装置３０６は下り送信装置３０６の送信可否レジスタを可能に設定し（Ｓ３０５）、下り送信バッファ３０５に未送信の単一宛先指示パケットＰｔｓｏが格納されているか、確認する（Ｓ３０６）。下り送信装置３０６は、下り送信バッファ３０５に未送信の単一宛先指示パケットＰｔｓｏが格納されている場合、下り送信装置３０６の送信可否レジスタを不可に設定し、下り送信バッファ３０５から単一宛先指示パケットＰｔｓｏをすべて読み出し、下流に隣接する時分割スレーブ４に送信する（Ｓ３０７）。
【００８２】
（２）下り受信装置３０１は、指示パケットを受信した場合（Ｓ３０８でＹＥＳ）、パケット判定装置３０２に受信した指示パケットを送信する（Ｓ３０９）。パケット判定装置３０２は受信した指示パケットが時分割複数宛先指示パケットＰｔｍｏであるか、判定する（Ｓ３１０）。パケット判定装置３０２は、受信した指示パケットが時分割複数宛先指示パケットＰｔｍｏである場合、パケット分割装置３０４に受信したパケットを送信する（Ｓ３１１）。パケット分割装置３０４は受信したパケットを単一宛先指示パケットＰｔｓｏに分割し、下り送信装置３０６に送信する（Ｓ３１２）。下り送信装置３０６は下り送信バッファ３０５に受信したパケットを記録し（Ｓ３１３）、下り送信装置３０６の送信可否レジスタが可能に設定されているか、確認する（Ｓ３１４）。下り送信装置３０６は、下り送信装置３０６の送信可否レジスタが可能に設定されている場合、下り送信装置３０６の送信可否レジスタを送信不可に設定し、下り送信バッファ３０５から単一宛先指示パケットＰｔｓｏをすべて読み出し、下流に隣接する時分割スレーブ４に送信する（Ｓ３０７）。
【００８３】
オンザフライ複数宛先指示パケットＰｏｍｏ受信時のオンザフライ複数宛先応答パケットＰｏｍｒの送信の動作について説明する。
下り受信装置３０１は、指示パケットを受信した場合（Ｓ３０８）、受信した指示パケットをパケット判定装置３０２に送信する（Ｓ３０９）。パケット判定装置３０２は受信した指示パケットが時分割複数宛先指示パケットＰｔｍｏであるか、判定する（Ｓ３１０）。パケット判定装置３０２は、受信した指示パケットが時分割複数宛先指示パケットＰｔｍｏでない場合（＝オンザフライ複数宛先指示パケットＰｏｍｏである場合）、受信した指示パケットをオンザフライ複数宛先応答パケットＰｏｍｒに変更して、上り送信装置３１０に送信する（Ｓ３１０１）。上り送信装置３１０は受信したパケットを上り送信バッファ３１１に記憶し（Ｓ３１０２）、上り送信装置３１０から上流に隣接するマスタ１もしくはオンザフライスレーブ２への通信路が空いているか、確認する（Ｓ３１０３）。上り送信装置３１０は、上り送信装置３１０から上流に隣接するマスタ１もしくはオンザフライスレーブ２への通信路が空いていない場合のみ、上り送信装置３１０から上流に隣接するマスタ１もしくはオンザフライスレーブ２への通信路が空くまで待機する（Ｓ３１０４）。上り送信装置３１０は、上り送信装置３１０から上流に隣接するマスタ１もしくはオンザフライスレーブ２への通信路が空いた場合（通信路が空き次第）、上り送信バッファ３１１から直前に記録したパケットを読み出し、上流に隣接するマスタ１もしくはオンザフライスレーブ２に送信する（Ｓ３１０５）。
【００８４】
この実施の形態では、通信周期が十分に確保されているので、上り送信バッファ３１１には、直前に記録したパケットのみが存在する。上り送信バッファ３１１を用いるのは、通信路が空くまで待機するためである。直前にオンザフライネットワークにパケットが送信された場合そのパケットの処理はオンザフライネットワークの中継通信時間Ｔｏで終了するから、上り送信バッファ３１１による待ち合わせの最大時間は、通信周期Ｔｏと同じである。
【００８５】
時分割ネットワーク上の全時分割スレーブ４から単一宛先応答パケットＰｔｓｒ完了時の受信した単一宛先応答パケットＰｔｓｒを結合した時分割複数宛先応答パケットＰｔｍｒの送信の動作について説明する。
上り受信装置３０７は、単一宛先応答パケットＰｔｓｒを受信した場合（Ｓ３１５でＹＥＳ）、パケット結合装置３０９に受信したパケットを送信する（Ｓ３２０１）。パケット結合装置３０９は受信バッファ３０８に受信したパケットを記録し、受信パケット数カウンタをカウントダウンし（Ｓ３２０２）、パケット結合装置３０９の受信パケット数カウンタが０と一致したか判定する（Ｓ３２０３）。パケット結合装置３０９は、パケット結合装置３０９の受信パケット数カウンタが０と一致した場合、受信パケット数カウンタを時分割ネットワーク上の時分割スレーブ４の数に設定し、受信バッファ３０８から受信したパケットを読み出し、時分割複数宛先応答パケットＰｔｍｒに結合し、上り送信装置３１０に送信する（Ｓ３２０４）。上り送信装置３１０は上り送信バッファ３１１に受信したパケットを記憶し（Ｓ３２０５）、上り送信装置３１０から上流に隣接するマスタ１もしくはオンザフライスレーブ２への通信路が空いているか、確認する（Ｓ３２０６）。上り送信装置３１０は、上り送信装置３１０から上流に隣接するマスタ１もしくはオンザフライスレーブ２への通信路が空いていない場合のみ、上り送信装置３１０から上流に隣接するマスタ１もしくはオンザフライスレーブ２への通信路が空くまで待機する（Ｓ３２０７）。上り送信装置３１０は、上り送信装置３１０から上流に隣接するマスタ１もしくはオンザフライスレーブ２への通信路が空いた場合（通信路が空き次第）、上り送信バッファ３１１から直前に記録したパケットを読み出し、上流に隣接するマスタ１もしくはオンザフライスレーブ２に送信する（Ｓ３２０８）。
【００８６】
この実施の形態では、通信周期が十分に確保されているので、上り送信バッファ３１１には、直前に記録したパケットのみが存在する。上り送信バッファ３１１を用いるのは、通信路が空くまで待機するためである。直前にオンザフライネットワークにパケットが送信された場合そのパケットの処理はオンザフライネットワークの中継通信時間Ｔｏで終了するから、上り送信バッファ３１１による待ち合わせの最大時間は、通信周期Ｔｏと同じである。
【００８７】
時分割スレーブ４の動作を図１１と図１２で説明する。
時分割スレーブ４が起動すると、送信開始タイマ４６は送信開始タイマ４６の経過時間カウンタに、時分割ネットワークの周期開始から送信開始タイマ４６を含む時分割スレーブ４に割り当てられたタイムスロット開始までの時間を設定した後（Ｓ４０１）、送信開始タイマ４６の経過時間カウンタのカウントダウンを開始する（Ｓ４０２）。並行して、常時、送信開始タイマ４６は送信開始タイマ４６の経過時間カウンタが０と一致したか（Ｓ４０３）、および、上り受信装置４５は単一宛先応答パケットＰｔｓｒを受信したか（Ｓ４０７）、および、下り受信装置４１は単一宛先指示パケットＰｔｓｏを受信したか（Ｓ４０９）を判定する。
【００８８】
時分割スレーブ４宛の単一宛先指示パケットＰｔｓｏ受信時の受信処理と時分割ネットワークの通信周期への同期の動作について説明する。
下り受信装置４１は単一宛先指示パケットＰｔｓｏを受信した場合（Ｓ４０９でＹＥＳ）、パケット判定装置４２に単一宛先指示パケットＰｔｓｏを送信する（Ｓ４１０）。パケット判定装置４２は受信した単一宛先指示パケットＰｔｓｏの宛先がパケット判定装置４２を含む時分割スレーブ４か判定する（Ｓ４１１）。パケット判定装置４２は受信した単一宛先指示パケットＰｔｓｏの宛先がパケット判定装置４２を含む時分割スレーブ４である場合、受信処理装置４３と送信開始タイマ４６に受信した単一宛先指示パケットＰｔｓｏを送信する（Ｓ４１２）。受信処理装置４３は受信した単一宛先指示パケットＰｔｓｏを受信処理し、送信開始タイマ４６は（単一宛先指示パケットＰｔｓｏの受信を同期信号とみなし）、経過時間カウンタを時分割ネットワークの周期開始から、送信開始タイマ４６を含む時分割スレーブ４に割り当てられたタイムスロット開始までの時間に設定する（Ｓ４１３）。
【００８９】
時分割スレーブ４より下流の時分割スレーブ宛の単一宛先指示パケットＰｔｓｏ受信時の中継の動作について説明する。
下り受信装置４１は単一宛先指示パケットＰｔｓｏを受信した場合（Ｓ４０９でＹＥＳ）、パケット判定装置４２に単一宛先指示パケットＰｔｓｏを送信する（Ｓ４１０）。パケット判定装置４２は受信した単一宛先指示パケットＰｔｓｏの宛先がパケット判定装置４２を含む時分割スレーブ４か判定する（Ｓ４１１）。パケット判定装置４２は受信した単一宛先指示パケットＰｔｓｏの宛先がパケット判定装置４２を含む時分割スレーブ４でない場合、下り送信装置４４に受信した単一宛先指示パケットＰｔｓｏを送信する（Ｓ４１４）。下り送信装置４４は下流に隣接する時分割スレーブ４に受信した単一宛先指示パケットＰｔｓｏを送信する（Ｓ４１５）。
【００９０】
時分割スレーブ４に割り当てられたタイムスロットごとの単一宛先応答パケットＰｔｓｒの送信について説明する。
送信開始タイマ４６の経過時間カウンタが０と一致した場合（Ｓ４０３でＹＥＳ）、送信開始タイマ４６は経過時間カウンタを時分割ネットワークの通信周期ＭＴ（ＭＴ＝Ｍａｘ（２×Ｔｏ，Ｔｏ＋Ｔｔ））に設定し、パケット生成装置４７に送信開始を通知する（Ｓ４０４）。パケット生成装置４７は時分割通信プロトコルの単一宛先応答パケットＰｔｓｒを生成し、上り送信装置４８に送信する（Ｓ４０５）。上り送信装置４８は上流に隣接するプロトコル変換機器３もしくは時分割スレーブ４に受信した単一宛先応答パケットＰｔｓｒを送信する（Ｓ４０６）。送信開始タイマ４６の経過時間カウンタが０と一致しなかった場合（Ｓ４０３でＮＯ）、Ｓ４０７へ進む。
【００９１】
時分割スレーブ４より下流の時分割スレーブからの単一宛先応答パケットＰｔｓｒを受信時の中継の動作について説明する。
上り受信装置４５は単一宛先応答パケットＰｔｓｒを受信した場合（Ｓ４０７でＹＥＳ）、上り送信装置４８に受信した単一宛先応答パケットＰｔｓｒを送信する（Ｓ４０８）。上り送信装置４８は上流に隣接するプロトコル変換機器３もしくは時分割スレーブ４に受信した単一宛先応答パケットＰｔｓｒを送信する（Ｓ４０６）。
【００９２】
以上のように、本実施の形態１のプロトコル変換システム１００は、オンザフライ通信プロトコルの通信周期ＯＴを２×Ｔｏ、時分割ネットワークの通信周期ＭＴをＭａｘ（２×Ｔｏ，Ｔｏ＋Ｔｔ）とし、さらに、通信タイミングが重複した場合、通信路が空き次第、パケットを送信することで、サイクルタイムが異なるプロトコル間の通信において、より少ないサイクルタイムの増加により、マスタからの２種類のプロトコルのスレーブへの定期通信を実現する。
【００９３】
以上の構成の本実施の形態１のプロトコル変換システム１００によれば、オンザフライ通信プロトコルの通信周期ＯＭを２×Ｔｏに設定し、時分割ネットワークの通信周期ＭＴをＭａｘ（２×Ｔｏ，Ｔｏ＋Ｔｔ）に設定するので、毎周期、マスタから全スレーブへの通信と全スレーブからマスタへの通信をそれぞれ実現することができる。
【００９４】
本実施の形態１のプロトコル変換システム１００は、マスタ１に、通信周期ＯＭを設定し、送信バッファ１３とパケット判定装置１６を備え、通信周期ＯＭに基づく通信を実現し、プロトコル変換機器３に、通信周期ＭＴを設定し、パケット判定装置３０２と上り送信バッファ３１１を備え、通信周期ＭＴに基づく通信を実現する。
【００９５】
「短い通信周期の実現」
以下、本実施の形態のプロトコル変換システム１００にて、通信周期を定数倍し共通化する比較技術と比べ、本実施の形態のプロトコル変換システム１００が短い通信周期を実現できることを説明する。
比較技術では、通信周期の比をＴｏ：Ｔｔ＝Ｌ：Ｐ（Ｌ，Ｐはともに自然数で、互いに素）とすると、通信周期はＰ×Ｔｏ（＝Ｌ×Ｔｔ）となり、通信周期が長くなる。
以下の説明では、現実的にＬ，Ｐが１又は２の場合はまれであるので、以下に示ように、Ｌ，Ｐが１又は２の場合を除く。
Ｔｏ：Ｔｔ＝Ｌ：Ｐ＝１：１＝２：２
Ｔｏ：Ｔｔ＝Ｌ：Ｐ＝２：１
Ｔｏ：Ｔｔ＝Ｌ：Ｐ＝１：２
したがって、以下の説明では、Ｌ，Ｐがともに互いに素である２以上の自然数であることを想定する。
【００９６】
本実施の形態と比較技術の通信周期は以下のようになる。
（プロトコルＡをオンザフライ通信プロトコルとし、プロトコルＢを時分割通信プロトコルとする）
プロトコル名（条件）                  実施の形態１    比較技術
プロトコルＡ（なし）――――――――  ２×Ｔｏ        Ｐ×Ｔｏ
プロトコルＢ（Ｔｏ＜Ｔｔの場合）――  Ｔｏ＋Ｔｔ      Ｌ×Ｔｔ
プロトコルＢ（Ｔｏ≧Ｔｔの場合）――  ２×Ｔｏ        Ｌ×Ｔｔ
【００９７】
本実施の形態での通信周期が比較技術の通信周期より短くなる条件は以下の通り。
２×Ｔｏ≦Ｐ×Ｔｏ      （式１）
Ｔｏ＋Ｔｔ≦Ｌ×Ｔｔ    （式２）
２×Ｔｏ≦Ｌ×Ｔｔ      （式１’）
Ｐ×Ｔｏ＝Ｌ×Ｔｔより、（式１）と（式１’）は同じ式であるため、（式１’）の証明は省略する。
【００９８】
（式１）はＴｔ≧０より、両辺をＴｔで割ることにより以下のように変形できる。
２≦Ｐ                  （式３）
Ｐは２以上なので、（式３）よりオンザフライ通信プロトコルの通信周期は本実施の形態のほうが通信周期は短くなるといえる。
【００９９】
（式２）は以下のように変形できる。
Ｔｏ＋Ｔｔ＝（Ｌ／Ｐ）×Ｔｔ＋Ｔｔ≦Ｌ×Ｔｔ  （式４）
Ｌ≧０，Ｔｔ≧０より、両辺をＬ，Ｔｔで割ると、
（１／Ｌ）＋（１／Ｐ）≦１                    （式５）
Ｌ，Ｐは２以上なので、（１／Ｌ），（１／Ｐ）はともに１／２以下となり、常に（式５）が成り立つ。また、Ｌ，Ｐが２以上なので、（式３）が成り立つため（式１’）も成り立つ。このことから時分割ネットワークの通信周期でも本実施の形態のほうが短くなるといえる。
【０１００】
「毎周期の通信の実現」
本実施の形態において通信周期ＯＴ（ＯＴ＝２×Ｔｏ）と通信周期ＭＴ（ＭＴ＝Ｍａｘ（２×Ｔｏ，Ｔｏ＋Ｔｔ））の時間を確保すれば通信可能であることを概説する。
【０１０１】
プロトコルＡ
オンザフライネットワークでプロトコルＡとプロトコルＢとの中継通信を実施する必要があり、サイクルタイムはプロトコルＡの中継通信でＴｏ、プロトコルＢの中継通信で同じくＴｏかかるから、最短で２×Ｔｏにする必要がある。
すなわち、プロトコルＢのサイクルタイムＭＴは、Ｍａｘ（２×Ｔｏ，Ｔｏ＋Ｔｔ）であり、常に２×Ｔｏより大きいため、プロトコルＡのサイクルタイムＯＴが２×Ｔｏとした場合、サイクルタイムＯＴ内でプロトコルＢのオンザフライネットワークでの中継通信は最大で１回しか発生しない。よって、プロトコルＡのサイクルタイムＯＴは２×Ｔｏでよい。
【０１０２】
また、サイクルタイムＯＴ＝２×Ｔｏであれば、プロトコルＢのパケットの中継通信によるオンザフライネットワークでの遅延は最大でＴｏなので、残りのＴｏでオンザフライネットワークでのプロトコルＡのパケットは必ず通信可能である。
【０１０３】
プロトコルＢ
「Ｔｏ≦Ｔｔの場合」」（図２０参照）
時分割ネットワークでの全スレーブとの上り通信と下り通信とからなる２回の通信を行う場合（２サイクルの通信をする場合）、プロトコルＢの時分割ネットワークの上り通信と、オンザフライネットワークの中継通信と、時分割ネットワークの下り通信との３つの通信を実施する必要がある。プロトコルＢの時分割ネットワークの上り通信時間はＴｔであり、オンザフライネットワークの中継通信時間はＴｏであり、時分割ネットワークの下り通信時間はＴｔである。プロトコルＡによる通信の待ち合わせを考慮しなければ、時分割ネットワークでの２サイクルの通信時間はＴｏ＋２×Ｔｔとなる。
【０１０４】
オンザフライネットワークの中継通信において、プロトコルＡによる通信の待ち合わせを考慮すると、オンザフライネットワークの最大で中継通信時間Ｔｏだけ待たされる場合があり、オンザフライネットワークの中継通信の通信時間は、２×Ｔｏとなる。
よって、時分割ネットワークでの全スレーブとの上り通信と下り通信とからなる２回の通信を行う場合（２サイクルの通信をする場合）の通信時間は、２×（Ｔｏ＋Ｔｔ）以上となる。よって１サイクルタイムＭＯは、Ｔｏ＋Ｔｔ以上必要になる。
【０１０５】
「Ｔｏ＞Ｔｔの場合」（図２１参照）
Ｔｏ＞Ｔｔのとき、プロトコルＢの上り通信は直前のプロトコルＢによる通信の待ち合わせが発生する可能性がある。Ｔｔだけ待てば時分割ネットワークでの上り通信は終了するので最大待ち受け時間はＴｔであり、Ｔｏ＞Ｔｔであるから最長でＴｏの待ち合わせが発生する。さらに、オンザフライネットワークでＴｏだけ待たされる場合があり、このプロトコルＡによる通信の待ち合わせＴｏを考慮すると、サイクルタイムＭＴは、２×Ｔｏ以上必要になる。
【０１０６】
次に、本実施の形態にて、毎周期、マスタから全スレーブへの通信と全スレーブからマスタへの通信をそれぞれ実現することができることを詳細に説明する。
まず、オンザフライ通信プロトコルの通信周期について述べる。オンザフライ通信プロトコルの通信周期ＯＴ（ＯＴ＝２×Ｔｏ）は時分割ネットワークの通信周期ＭＴ（ＭＴ＝Ｍａｘ（２×Ｔｏ，Ｔｏ＋Ｔｔ））と同じか短くなるため（ＯＴ≦ＭＴ）、オンザフライ通信プロトコルの通信周期ＯＴの１周期の間に時分割ネットワークの複数宛先パケット（時分割複数宛先指示パケットＰｔｍｏ、時分割複数宛先応答パケットＰｔｍｒ）は１回ずつしか送信されない。この時分割ネットワークの複数宛先パケットの１回ずつの通信に必要な時間は、マスタ、オンザフライスレーブ、プロトコル変換機器の内部処理時間を考慮しなければ、オンザフライ通信プロトコルの周期通信と経路が同じため、オンザフライ通信プロトコルのもともとの通信周期Ｔｏとなる。
よって、オンザフライ通信プロトコルの通信周期ＯＴは時分割ネットワークの複数宛先パケットの通信時間Ｔｏを加算した、２×Ｔｏとすることで、オンザフライ通信プロトコルのパケットの通信を実現できるようになる。
【０１０７】
次に、時分割ネットワークの通信周期について述べる。
「Ｔｏ≦Ｔｔの場合」
時分割ネットワークでは、各スレーブとの上り通信と下り通信とからなる２回の通信（２周期の通信）間に、
１．全時分割スレーブからの単一宛先応答パケットＰｔｓｒの送信、
２．時分割複数宛先応答パケットＰｔｍｒの送信、
３．時分割複数宛先指示パケットＰｔｍｏの送信、
４．各時分割スレーブへの単一宛先指示パケットＰｔｓｏの送信
からなる４つの送信を実施する必要がある。
【０１０８】
上記１の全時分割スレーブからの単一宛先応答パケットＰｔｓｒの送信時間は時分割ネットワークのもともとの通信周期Ｔｔとなる。
上記４の各時分割スレーブへの単一宛先指示パケットＰｔｓｏの送信時間は時分割ネットワークのもともとの通信周期Ｔｔとなる。
そして、
上記２の時分割複数宛先応答パケットＰｔｍｒの送信時間と、
上記３の時分割複数宛先指示パケットＰｔｍｏの送信時間とは合わせて、
オンザフライ通信プロトコルのもともとの通信周期Ｔｏとなるが、
オンザフライ通信プロトコルの通信待ち合わせにより、最大でオンザフライ通信プロトコルの周期通信が１回完了するまでの時間Ｔｏ待ち合わせる必要がある場合があり、
その結果、上記２と上記３の合計時間として、もともとの通信周期Ｔｏと待ち合わせ時間Ｔｏを合計した２×Ｔｏの時間が必要となる。
よって、Ｔｏ≦Ｔｔの場合、オンザフライ通信プロトコルで２周期あたり必要な時間は（Ｔｔ＋２×Ｔｏ＋Ｔｔ）となり、１周期あたりの通信周期は少なくとも（Ｔｏ＋Ｔｔ）となる。
【０１０９】
「Ｔｏ＞Ｔｔの場合」
Ｔｏ＞Ｔｔのとき、たとえば、プロトコルＢの上り通信を連続して行おうとする場合、直前の時分割ネットワークの周期通信が完了していない可能性がある。プロトコルＢの上り通信を連続して行う場合、Ｔｔだけ待てば時分割ネットワークでの上り通信は終了するので最大待ち受け時間はＴｔである。そして、ここでは、Ｔｏ＞Ｔｔであるから、時分割ネットワークで最長でＴｏの待ち合わせが発生する。さらに、オンザフライネットワークで最大で中継通信時間Ｔｏだけ待たされる場合があり、このプロトコルＡによる通信の待ち合わせを加算すると、サイクルタイムＭＴは、「時分割ネットワークでの待ち合わせ時間Ｔｏ＋オンザフライネットワークでの中継通信時間Ｔｏ」となり、２×Ｔｏ以上必要になる。
【０１１０】
このように、Ｔｏ＞Ｔｔのとき、直前の時分割ネットワークの周期通信から２×Ｔｏだけ経過していれば、オンザフライの通信周期と同様の理由で、必ずオンザフライ通信プロトコルでの通信は完了している。そのため、オンザフライ通信プロトコルの通信周期は少なくとも、２×Ｔｏ以上であればよい。
【０１１１】
以上より、時分割ネットワークの通信周期を、Ｍａｘ（２×Ｔｏ，Ｔｏ＋Ｔｔ）以上とすることで、通信を実現できるようになる。
【０１１２】
本実施の形態のプロトコル変換システム１００は、
オンザフライネットワークに接続され、オンザフライ通信プロトコル用パケットと時分割通信プロトコル用パケットとをオンザフライ通信プロトコルのパケットとして通信する指令機器１とプロトコル変換機器３とを備え、
プロトコル変換機器３が、時分割通信プロトコル用パケットを時分割通信プロトコルのパケットに変換して、時分割通信プロトコルのパケットを時分割ネットワークに接続された制御機器４と時分割通信プロトコルにより通信する。
【０１１３】
本実施の形態のプロトコル変換システム１００において、
上記指令機器１は、オンザフライネットワーク単独のみの場合の通信周期Ｔｏの２倍のオンザフライ通信周期ＯＴ（ＯＴ＝２×Ｔｏ）で、オンザフライ通信プロトコル用パケットを生成してプロトコル変換機器３へ送信するとともに、
上記プロトコル変換機器３は、上記オンザフライ通信周期ＯＴ（ＯＴ＝２×Ｔｏ）と、上記オンザフライネットワーク単独のみの場合の通信周期Ｔｏと時分割ネットワーク単独のみの場合の通信周期Ｔｔとを加算した通信周期Ｔｏ＋Ｔｔとのうち、大きいほうの時分割通信周期ＭＴ（ＭＴ＝Ｍａｘ（２×Ｔｏ，Ｔｏ＋Ｔｔ））で、制御機器４と通信をすることを特徴とする。
【０１１４】
本実施の形態のプロトコル変換システム１００には、オンザフライネットワークの制御機器２が存在していなくても構わない。
【０１１５】
また、本実施の形態のプロトコル変換システム１００は、
オンザフライ通信プロトコルと時分割通信プロトコルのいずれのプロトコルのパケットかを判定するパケット判定装置１６と、送信パケットを記録する送信バッファ１３を持つオンザフライ通信プロトコルに対応した１台の指令機器１と、
オンザフライ通信プロトコルに対応した複数の制御機器２と、
オンザフライ通信プロトコルと時分割通信プロトコルのいずれのプロトコルのパケットかを判定するパケット判定装置３０２と、送信パケットを記録する上り送信バッファ３１１を持つオンザフライ通信プロトコルと時分割通信プロトコル間の通信を調停するプロトコル変換機器３と、
時分割通信プロトコルに対応した複数の制御機器４を備えたことを特徴とする。
【０１１６】
本実施の形態のプロトコル変換システム１００では、オンザフライネットワークにおいてオンザフライ通信プロトコル用パケットと時分割通信プロトコル用パケットとを非同期に送信・受信する。そこで、オンザフライネットワークの両端にある指令機器１とプロトコル変換機器３にパケット判定装置を持たせ、非同期に受信するパケットを区別する。
【０１１７】
また、オンザフライネットワークの両端にある指令機器１とプロトコル変換機器３に送信バッファを持たせ、非同期に送信するパケットの待ち合わせをする。
【０１１８】
以上より、本実施の形態のプロトコル変換システム１００の指令機器１とプロトコル変換機器３があれば、本実施の形態のプロトコルにて既存の機能を持ったスレーブを利用したい場合、本実施の形態のプロトコルに対応した個別のスレーブの開発が不要になる。これにより、本実施の形態のプロトコルに対応した既存機能を持った複数種類のスレーブが必要な場合でも、プロトコル変換機器３を用いることで、開発量を固定にできる。
【０１１９】
また、オンザフライ通信プロトコルの通信周期を２×Ｔｏ、時分割ネットワークの通信周期をＭａｘ（２×Ｔｏ，Ｔｏ＋Ｔｔ）とすることで、従来に比べ短い通信周期を実現できる。
【０１２０】
また、本実施の形態で通信周期の設定を変更することで、図１８、図１９の通信も実現することができる。
【０１２１】
また、本実施の形態では、通信周期比（Ｐ、Ｌ）を用いないことで、通信周期比が整数比で表せないネットワーク間の調停も可能になる。
【０１２２】
「機器のハードウェア資源」
図１３は、実施の形態１におけるプロトコル変換システム１００の各機器１，２，３，４のハードウェア資源の一例を示す図である。
機器によっては、図１３に示すハードウェア資源をすべて備えている必要はなく、機器の種類や機能によって、ハードウェア資源は追加削除あるいは取捨選択される。
【０１２３】
図１３において、プロトコル変換システム１００の機器は、プログラムを実行するＣＰＵ９１１（Ｃｅｎｔｒａｌ・Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ・Ｕｎｉｔ、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサともいう）を備えている。ＣＰＵ９１１は、バス９１２を介してＲＯＭ９１３、ＲＡＭ９１４、通信ボード９１５、表示装置９０１、キーボード９０２、マウス９０３、ＦＤＤ９０４、ＣＤＤ９０５、プリンタ装置９０６、スキャナ装置９０７、磁気ディスク装置９２０と接続され、これらのハードウェアデバイスを制御する。磁気ディスク装置９２０の代わりに、光ディスク装置、メモリカード読み書き装置などの記憶装置でもよい。
【０１２４】
ＲＡＭ９１４は、揮発性メモリの一例である。ＲＯＭ９１３、ＦＤＤ９０４、ＣＤＤ９０５、磁気ディスク装置９２０の記憶媒体は、不揮発性メモリの一例である。これらは、記憶装置あるいは記憶部の一例である。
通信ボード９１５、キーボード９０２、スキャナ装置９０７、ＦＤＤ９０４などは、入力部、入力装置の一例である。
また、通信ボード９１５、表示装置９０１、プリンタ装置９０６などは、出力部、出力装置の一例である。
【０１２５】
通信ボード９１５は、ファクシミリ機９３２、電話器９３１、ＬＡＮ９４２等に接続されている。通信ボード９１５は、ＬＡＮ９４２に限らず、インターネット９４０、ＩＳＤＮ等のＷＡＮ（ワイドエリアネットワーク）などに接続されていても構わない。インターネット９４０或いはＩＳＤＮ等のＷＡＮに接続されている場合、ゲートウェイ９４１は不用となる。
【０１２６】
磁気ディスク装置９２０には、オペレーティングシステム９２１（ＯＳ）、ウィンドウシステム９２２、プログラム群９２３、ファイル群９２４が記憶されている。プログラム群９２３のプログラムは、ＣＰＵ９１１、オペレーティングシステム９２１、ウィンドウシステム９２２により実行される。
【０１２７】
「機器のソフトウェア・データ・信号」
上記プログラム群９２３には、実施の形態の説明において「〜装置」として説明した機能を実行するプログラムが記憶されている。プログラムは、ＣＰＵ９１１により読み出され実行される。
【０１２８】
ファイル群９２４には、実施の形態の説明において、「〜の判定結果」、「〜の計算結果」、「〜の処理結果」として説明する情報やデータや信号値や変数値やパラメータが、「〜ファイル」や「〜データベース」の各項目として記憶されている。「〜ファイル」や「〜データベース」は、ディスクやメモリなどの記録媒体に記憶される。ディスクやメモリになどの記憶媒体に記憶された情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、読み書き回路を介してＣＰＵ９１１によりメインメモリやキャッシュメモリに読み出され、抽出・検索・参照・比較・演算・計算・処理・出力・印刷・表示などのＣＰＵの動作に用いられる。抽出・検索・参照・比較・演算・計算・処理・出力・印刷・表示・抽出のＣＰＵの動作の間、情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、メインメモリやキャッシュメモリやバッファメモリに一時的に記憶される。
【０１２９】
また、実施の形態の説明において説明したフローチャートの矢印の部分は主としてデータや信号の入出力を示し、データや信号値は、ＲＡＭ９１４のメモリ、ＦＤＤ９０４のフレキシブルディスク、ＣＤＤ９０５のコンパクトディスク、磁気ディスク装置９２０の磁気ディスク、その他光ディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ・Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ・Ｄｉｓｋ）等の記録媒体に記録される。また、データや信号は、バス９１２や信号線やケーブルその他の伝送媒体によりオンライン伝送される。
【０１３０】
また、実施の形態の説明において「〜装置」として説明したものは、「〜回路」、「〜部」、「〜機器」、「手段」であってもよく、また、「〜ステップ」、「〜手順」、「〜処理」であってもよい。すなわち、「〜装置」として説明したものは、ＲＯＭ９１３に記憶されたファームウェアで実現されていても構わない。或いは、ソフトウェアのみ、或いは、素子・デバイス・基板・配線などのハードウェアのみ、或いは、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせ、さらには、ファームウェアとの組み合わせで実施されても構わない。ファームウェアとソフトウェアは、プログラムとして、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ等の記録媒体に記憶される。プログラムはＣＰＵ９１１により読み出され、ＣＰＵ９１１により実行される。すなわち、プログラムは、「〜装置」としてコンピュータを機能させるものである。あるいは、「〜装置」の手順や方法をコンピュータに実行させるものである。
【０１３１】
実施の形態２．
上記実施の形態１と異なる点について説明する。
上記実施の形態１では、オンザフライネットワークと時分割ネットワークがカスケード接続された場合を示したが、カスケード接続以外のネットワークでも構わない。たとえが、リング接続やスター接続のネットワークでも構わない。
上記実施の形態１では、時分割ネットワークの場合を示したが、時分割ネットワークではなく周波数分割ネットワークでも構わない。また、時分割かつ周波数分割ネットワークでも構わない。また、既存のローカルエリアネットワークでも構わない。
上記実施の形態１では、プロトコルＢが時分割通信プロトコルの場合を示したが、既存のローカルエリアネットワークやインターネットのプロトコルでも構わない。
【０１３２】
本実施の形態２のプロトコル変換システム１００は、
ネットワークＡに接続され、プロトコルＡ用パケットとプロトコルＢ用パケットとをプロトコルＡのパケットとして通信する指令機器１とプロトコル変換機器３とを備え、
プロトコル変換機器３が、プロトコルＢ用パケットをプロトコルＢのパケットに変換して、プロトコルＢのパケットをネットワークＢに接続された制御機器４とプロトコルＢにより通信するプロトコル変換システムにおいて、
上記指令機器１は、
ネットワークＡのみの場合の通信周期Ｔｏの２倍の通信周期ＯＴ（ＯＴ＝２×Ｔｏ）で、プロトコルＡ用パケットを生成してプロトコル変換機器３へ送信するとともに、
上記プロトコル変換機器３は、
上記通信周期ＯＴ（ＯＴ＝２×Ｔｏ）と、上記ネットワークＡのみの場合の通信周期Ｔｏと時分割ネットワークのみの場合の通信周期Ｔｔとを加算した通信周期Ｔｏ＋Ｔｔとのうち、大きいほうの通信周期ＭＴ（ＭＴ＝Ｍａｘ（２×Ｔｏ，Ｔｏ＋Ｔｔ））で、制御機器４と通信をする
ことを特徴とする。
【符号の説明】
【０１３３】
１  指令機器、２  制御機器、３  プロトコル変換機器、４  制御機器、１１，３０３  周期開始タイマ、１２，４７  パケット生成装置、１３  送信バッファ、１４，２３，４４，３０６  下り送信装置、１５，２４，４５，３０７  上り受信装置、１６，２５，４２，３０２  パケット判定装置、１７，２２，４３  受信処理装置、２１，４１，３０１  下り受信装置、２７，４８  上り送信装置、２６  パケット上書装置、４６  送信開始タイマ、３０４  パケット分割装置、３０５  下り送信バッファ、３０９  パケット結合装置、３１１  上り送信バッファ、１００  プロトコル変換システム、９０１  表示装置、９０２  キーボード、９０３  マウス、９０４  ＦＤＤ、９０５  ＣＤＤ、９０６  プリンタ装置、９０７  スキャナ装置、９１０  システムユニット、９１１  ＣＰＵ、９１２  バス、９１３  ＲＯＭ、９１４  ＲＡＭ、９１５  通信ボード、９２０  磁気ディスク装置、９２１  ＯＳ、９２２  ウィンドウシステム、９２３  プログラム群、９２４  ファイル群、９３１  電話器、９３２  ファクシミリ機、９４０  インターネット、９４１  ゲートウェイ、９４２  ＬＡＮ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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