(57)【要約】  時分割方式における周期（Ｔ）のデータ通信サブスロット（ＤＳＳ１〜ＤＳＳ４）を通信装置（３−１〜３−４）に割り当て、メンテナンス通信サブスロット（ＭＳＳ１）をマスタ通信装置として動作する通信装置（３−１）に割り当て、各通信装置（３−１〜３−４）は、自装置に割り当てられたデータ通信サブスロット（ＤＳＳ１〜ＤＳＳ４）を用いてデータ通信を行うとともに、通信装置（３−１）は、メンテナンス通信サブスロット（ＭＳＳ１）を用いて、通信装置（３−２〜３−４）の時分割方式における通信に関する情報の変更またはモニタリングを行う。
2008068795.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信装置毎に予め定められた周期を分割したサブスロットを割り当て、各通信装置が自装置に割り当てられたサブスロット内にデータを送信する時分割方式によって通信を行う通信システムにおいて、
前記周期は、
各通信装置にデータ通信用に割り当てられる複数のデータ通信サブスロットと、
各通信装置のメンテナンス通信に用いる１〜複数のメンテナンス通信サブスロットと、
を含み、
前記各通信装置は、
前記時分割方式における前記周期、データ通信サブスロット、およびメンテナンス通信サブスロットに関する各種設定値が設定される通信設定レジスタと、
前記通信設定レジスタの各種通信設定値に基づいて前記時分割方式による通信を制御して、自装置に割り当てられたデータ通信サブスロット内に送信すべきデータを含むデータフレームを送信するとともに、他の通信装置に割り当てられたデータ通信サブスロット内に受信したデータフレームに含まれるデータを用いて自装置を制御する通信制御部と、
を備え、
前記各通信装置の中でマスタ通信装置として動作する１〜複数の通信装置は、
メンテナンス通信に関する設定／モニタリングに関する情報が登録されるコンフィグレーションレジスタ、
をさらに備え、
前記マスタ通信装置として動作する通信装置の通信制御部は、
自装置に割り当てられたメンテナンス通信サブスロットを用いて、他の通信装置の通信設定レジスタに設定された各種設定値の変更またはモニタリングすること、
を特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記コンフィグレーションレジスタは、
メンテナンス通信における動作モードが設定される動作モードレジスタと、メンテナンス通信の対象となる通信装置の情報が設定される対象ユニット情報レジスタと、更新すべき設定値またはモニタリングした設定値を格納するデータ設定用レジスタと、
を備え、
前記マスタ通信装置として動作する通信装置の通信制御部は、
前記動作モードレジスタの設定値が書き込みモードを示す場合には、自装置に割り当てられたメンテナンス通信サブスロット内にデータ設定レジスタに設定された各種通信設定値を含むコンフィグライトフレームを生成し、生成したコンフィグライトフレームを前記対象ユニット情報レジスタに設定された通信装置に送信し、前記動作モードレジスタの設定値が読み込みモードを示す場合には、自装置に割り当てられたメンテナンス通信サブスロット内にコンフィグリードフレームを生成し、生成したコンフィグリードフレームを前記対象ユニット情報レジスタに設定された通信装置に送信するとともに、コンフィグリードレスポンスフレームに含まれる各種通信設定値をデータ設定値に設定し、
前記各通信装置の中でスレーブ通信装置として動作する１〜複数の通信装置の通信制御部は、
前記コンフィグライトフレームを受信した場合には該コンフィグライトフレームに含まれる各種通信設定値を自装置の通信設定レジスタに設定し、前記コンフィグリードフレームを受信した場合には自装置の通信設定レジスタに設定されている各種通信設定値を含むコンフィグリードレスポンスフレームを生成し、生成したコンフィグリードフレームを、前記コンフィグリードフレームを送信したマスタ通信装置として動作する通信装置に送信すること、
を特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記対象ユニット情報レジスタに設定されるメンテナンス通信の対象となる通信装置の情報を、メンテナンス通信の対象となる通信装置を識別するための通信装置識別子と、メンテナンス通信の対象とするコンフィグレーションレジスタの領域の先頭アドレスおよびデータ長を示す領域情報とし、
前記マスタ通信装置として動作する通信装置の通信制御部は、
前記コンフィグライトフレームを生成する際には、自装置のデータ設定レジスタの先頭アドレスから前記領域情報のデータ長が示す領域の各種通信設定値と、前記対象ユニット情報レジスタに設定された領域情報とを含ませ、前記コンフィグリードフレームを生成する際には、前記対象ユニット情報レジスタに設定された領域情報を含ませ、
前記スレーブ通信装置として動作する通信装置の通信制御部は、
前記コンフィグライトフレームを受信した場合には、自装置の通信設定レジスタの領域の中で、前記コンフィグライトフレームに含まれる領域情報が示す領域に前記コンフィグライトフレームに含まれる通信設定値を設定し、前記コンフィグリードフレームを受信した場合には、自装置の通信設定レジスタに設定された各種通信設定値のうち、前記コンフィグリードフレームに含まれる領域情報が示す領域に設定された通信設定値を含ませること、
を特徴とする請求項２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記通信装置は、
通信装置固有の装置内の通信を制御する各種設定値が設定される内部通信レジスタ、
をさらに備え、
前記スレーブ通信装置として動作する通信装置の通信制御部は、
前記コンフィグリードフレームに含まれる領域情報が、前記内部通信レジスタの一部または全ての領域を示す場合には、前記領域情報が示す前記内部通信レジスタの一部または全ての領域に設定されている各種設定値を前記コンフィグリードレスポンスフレームに含めること、
を特徴とする請求項３に記載の通信システム。
【請求項５】
前記通信装置は、
通信装置固有の装置内の通信を制御する各種設定値が設定される内部通信レジスタ、
をさらに備え、
前記スレーブ通信装置として動作する通信装置の通信制御部は、
前記コンフィグライトフレームに含まれる領域情報が、前記内部通信レジスタの一部または全ての領域を示す場合には、前記領域情報が示す前記内部通信レジスタの一部または全ての領域に、前記コンフィグライトフレームに含まれる設定値を設定すること、
を特徴とする請求項３に記載の通信システム。
【請求項６】
予め定められた周期を分割したサブスロットが割り当てられ、割り当てられたサブスロット内にデータを送信する時分割方式によって通信を行う通信システムに適用される通信装置であって、
前記周期は、
各通信装置にデータ通信用に割り当てられる複数のデータ通信サブスロットと、
各通信装置のメンテナンス通信に用いる１〜複数のメンテナンス通信サブスロットと、
を含み、
前記時分割方式における前記周期、データ通信サブスロット、およびメンテナンス通信サブスロットに関する各種設定値が設定される通信設定レジスタと、
メンテナンス通信に関する設定／モニタリングに関する情報が登録されるコンフィグレーションレジスタと、
前記通信設定レジスタの各種通信設定値に基づいて前記時分割方式による通信を制御して、自装置に割り当てられたデータ通信サブスロット内に送信すべきデータを含むデータフレームを送信するとともに、他の通信装置に割り当てられたデータ通信サブスロット内に受信したデータフレームに含まれるデータを用いて自装置を制御する通信制御部と、
を備え、
前記通信制御部は、
マスタ通信装置として動作する場合には、自装置に割り当てられたメンテナンス通信サブスロットを用いて、他の通信装置の通信設定レジスタに設定された各種設定値の変更またはモニタリングすること、
を特徴とする通信装置。
【請求項７】
前記コンフィグレーションレジスタは、
メンテナンス通信における動作モードが設定される動作モードレジスタと、メンテナンス通信の対象となる通信装置の情報が設定される対象ユニット情報レジスタと、更新すべき設定値またはモニタリングした設定値を格納するデータ設定用レジスタと、
を備え、
前記通信制御部は、自装置がマスタ通信装置として動作する際には、前記動作モードレジスタの設定値が書き込みモードを示す場合、自装置に割り当てられたメンテナンス通信サブスロット内にデータ設定レジスタに設定された各種通信設定値を含むコンフィグライトフレームを生成し、生成したコンフィグライトフレームを前記対象ユニット情報レジスタに設定された通信装置に送信し、前記動作モードレジスタの設定値が読み込みモードを示す場合、自装置に割り当てられたメンテナンス通信サブスロット内にコンフィグリードフレームを生成し、生成したコンフィグリードフレームを前記対象ユニット情報レジスタに設定された通信装置に送信するとともに、コンフィグリードレスポンスフレームに含まれる各種通信設定値をデータ設定値に設定し、自装置がスレーブ通信装置として動作する際には、前記コンフィグライトフレームを受信した場合には該コンフィグライトフレームに含まれる各種通信設定値を自装置の通信設定レジスタに設定し、前記コンフィグリードフレームを受信した場合には自装置の通信設定レジスタに設定されている各種通信設定値を含むコンフィグリードレスポンスフレームを生成し、生成したコンフィグリードフレームを、前記コンフィグリードフレームを送信したマスタ通信装置として動作する通信装置に送信すること、
を特徴とする請求項６に記載の通信装置。
【請求項８】
前記対象ユニット情報レジスタに設定されるメンテナンス通信の対象となる通信装置の情報を、メンテナンス通信の対象となる通信装置を識別するための通信装置識別子と、メンテナンス通信の対象とするコンフィグレーションレジスタの領域の先頭アドレスおよびデータ長を示す領域情報とし、
前記通信制御部は、
マスタ通信装置として動作する場合には、前記コンフィグライトフレームを生成する際には、自装置のデータ設定レジスタの先頭アドレスから前記領域情報のデータ長が示す領域の各種通信設定値と、前記対象ユニット情報レジスタに設定された領域情報とを含ませ、前記コンフィグリードフレームを生成する際には、前記対象ユニット情報レジスタに設定された領域情報を含ませ、スレーブ通信装置として動作する場合には、前記コンフィグライトフレームを受信した場合には、自装置の通信設定レジスタの領域の中で、前記コンフィグライトフレームに含まれる領域情報が示す領域に前記コンフィグライトフレームに含まれる通信設定値を設定し、前記コンフィグリードフレームを受信した場合には、自装置の通信設定レジスタに設定された各種通信設定値のうち、前記コンフィグリードフレームに含まれる領域情報が示す領域に設定された通信設定値を含ませること、
を特徴とする請求項７に記載の通信装置。
【請求項９】
通信装置固有の装置内の通信を制御する各種設定値が設定される内部通信レジスタ、
をさらに備え、
前記通信制御部は、
スレーブ通信装置として動作する場合には、前記コンフィグリードフレームに含まれる領域情報が、前記内部通信レジスタの一部または全ての領域を示す場合、前記領域情報が示す前記内部通信レジスタの一部または全ての領域に設定されている各種設定値を前記コンフィグリードレスポンスフレームに含めること、
を特徴とする請求項８に記載の通信装置。
【請求項１０】
通信装置固有の装置内の通信を制御する各種設定値が設定される内部通信レジスタ、
をさらに備え、
前記通信制御部は、
スレーブ通信装置として動作する場合には、前記コンフィグライトフレームに含まれる領域情報が、前記内部通信レジスタの一部または全ての領域を示す場合には、前記領域情報が示す前記内部通信レジスタの一部または全ての領域に、前記コンフィグライトフレームに含まれる設定値を設定すること、
を特徴とする請求項８に記載の通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＦＡ（Factory  Automation）の通信に関するものであり、特に、時分割通信方式を用いたＦＡのメンテナンス通信に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、ＦＡシステムにおける通信は、シーケンサやサーボコントローラなどのＣＰＵユニット（通信装置）を複数備え、これら通信装置をバスによって接続し、予め定められた周期を分割したスロットを各通信装置に割り当てる時分割方式が用いられることが多い。時分割方式を用いた従来の通信システムに関する技術として、たとえば、特許文献１、特許文献２、および非特許文献１がある。特許文献１には、シリアルバスの時間的リソースを複数の通信装置で分割する技術が開示されている。また、特許文献２には、複数の通信装置を周期毎に送信する技術が開示されている。また、非特許文献１には、ＦＡの分野での標準の時分割方式として用いられるアイソクロナスパケット転送方式に関する技術が開示されている。【０００３】
【特許文献１】特許第３５６６３０４号
【特許文献２】特開２００５−２９３５６９号公報
【非特許文献１】ＩＥＥＥ１３９４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１、特許文献２、および非特許文献１に記載の従来技術では、自装置に割り当てられたスロットをデータ通信に用いているため、データ通信を実行中は通信に関する設定（通信装置の送受信や同期設定のタイミング等の通信に関する時分割方式の各種設定値）を変更することができない。すなわち、上記特許文献１、特許文献２、および非特許文献１に記載の従来技術は、通信に関する設定を変更する場合には、一旦データ通信を中止して通信に関する設定を変更した後に再度データ通信を再開しなければならず、データ通信のスループットが低下してしまうという問題があった。【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、時分割方式を用いてデータ通信を行う際に、データ通信を中断することなく時分割方式の通信に関する各種設定値を更新またはモニタリングすることができる通信システムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、通信装置毎に予め定められた周期を分割したサブスロットを割り当て、各通信装置が自装置に割り当てられたサブスロット内にデータを送信する時分割方式によって通信を行う通信システムにおいて、前記周期は、各通信装置にデータ通信用に割り当てられる複数のデータ通信サブスロットと、各通信装置のメンテナンス通信に用いる１〜複数のメンテナンス通信サブスロットと、を含み、前記各通信装置は、前記時分割方式における前記周期、データ通信サブスロット、およびメンテナンス通信サブスロットに関する各種設定値が設定される通信設定レジスタと、前記通信設定レジスタの各種通信設定値に基づいて前記時分割方式による通信を制御して、自装置に割り当てられたデータ通信サブスロット内に送信すべきデータを含むデータフレームを送信するとともに、他の通信装置に割り当てられたデータ通信サブスロット内に受信したデータフレームに含まれるデータを用いて自装置を制御する通信制御部と、を備え、前記各通信装置の中でマスタ通信装置として動作する１〜複数の通信装置は、メンテナンス通信に関する設定／モニタリングに関する情報が登録されるコンフィグレーションレジスタ、をさらに備え、前記マスタ通信装置として動作する通信装置の通信制御部は、自装置に割り当てられたメンテナンス通信サブスロットを用いて、他の通信装置の通信設定レジスタに設定された各種設定値の変更またはモニタリングすること、を特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明にかかる通信システムは、時分割方式における周期を、各通信装置にデータ通信用に割り当てられる複数のデータ通信サブスロットと、各通信装置のメンテナンス通信に用いるメンテナンス通信サブスロットとし、マスタ通信装置として動作する通信装置は、メンテナンス通信サブスロットを用いて、メンテナンス通信に関する設定／モニタリングに関する情報が登録されるコンフィグレーションレジスタに基づいて、スレーブ通信装置として動作する通信装置の時分割方式における周期、データ通信サブスロット、およびメンテナンス通信サブスロットに関する各種設定値が設定される通信設定レジスタの変更またはモニタリングを行うようにしているため、データ通信を中断することなく時分割方式の通信に関する各種設定値を更新またはモニタリングすることができる通信システムを得ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、この発明における通信システムの実施の形態１の構成を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態１の通信システムの通信タイミングを説明するための図である。
【図３】図３は、図１に示した通信装置の構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、図１に示した通信装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】図５は、マスタとして動作する通信装置のメンテナンス通信処理の動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】図６は、スレーブとして動作する通信装置のメンテナンス通信処理の動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】図７は、従来の時分割方式による通信システムの通信タイミングを説明するための図である。
【図８】図８は、従来の時分割方式による通信システムの状態遷移図である。
【図９】図９は、この発明における実施の形態１の通信システムの状態遷移図である。
【図１０】図１０は、実施の形態２の通信システムの通信タイミングを説明するための図である。
【図１１】図１１は、実施の形態３の通信装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、この発明における通信システムの別の構成を示す図である。
【符号の説明】
【０００９】
１  ＰＣ
３−１，３−２，３−３，３−４  通信装置
５  データ分配装置
３１  ＣＰＵ
３２ａ，３２ｂ  交信メモリ
３３  コンフィグレーションレジスタ
３４  データ送信部
３５  データ受信部
３６  通信設定レジスタ
３７  ＣＰＵ内部通信レジスタ
３３１  メンテナンス通信モードレジスタ
３３２  対象ユニット情報レジスタ
３３３  データ設定レジスタ
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明における通信システムおよび通信装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。【００１１】
実施の形態１．
図１〜図９を用いて本発明の実施の形態１を説明する。図１は、本発明における通信システムの実施の形態１の構成を示すブロック図である。図１において、通信システムは、パーソナルコンピュータ（以下、ＰＣとする）１と、複数（この場合は４台）の通信装置３（３−１〜３−４を示す）と、データ分配装置５とを備えている。【００１２】
ＰＣ１は、通信装置３の動作を制御する各種レジスタやメモリの設定する機能を備え、通信装置３を制御する上位装置である。通信装置３は、ＦＡ（Factory  Automation）におけるシーケンサやサーボコントローラなどのＣＰＵユニットであって、バスによって接続される分配装置３を介して他の通信装置３とデータのやり取りを行う。図１においては、ＰＣ１と接続された通信装置３−１は、通信装置３−２〜３−４に対して送受信や同期設定のタイミング等の通信設定制御を行うマスタ通信装置（マスタユニット）であり、通信装置３−１によって通信設定制御される通信装置３−２〜３−４はスレーブ通信装置（スレーブユニット）である。データ分配装置５は、自身がフレームを生成して送信することなく、通信装置３から送信されたフレームを転送する。【００１３】
本発明における通信システムにおいては、予め定められた周期を分割したスロットを通信装置３に割り当て、通信装置３は、割り当てられたスロットにおいてフレームを送信する時分割方式を用いて通信が行われる。図２は、この発明における実施の形態１の通信システムの通信タイミングを示す図である。図２において、周期Ｔは、データ通信に用いられるシステム内の通信装置３の台数分（この場合は４つ）のデータ通信サブスロットＤＳＳ（ＤＳＳ１〜ＤＳＳ４を示す）と、マスタ通信装置（マスタユニット）の台数分（この場合は１つ）のメンテナンス通信サブスロットＭＳＳ１とで構成される。図２においては、データ通信サブスロットＤＳＳ１およびメンテナンス通信サブスロットＭＳＳ１を通信装置３−１に割り当て、データ通信サブスロットＤＳＳ２を通信装置３−２に割り当て、データ通信サブスロットＤＳＳ３を通信装置３−３に割り当て、データ通信サブスロットＤＳＳ４を通信装置３−４に割り当てている。なお、図２においては、データ通信サブスロットＤＳＳ１，ＤＳＳ２，ＤＳＳ３，ＤＳＳ４、メンテナンス通信サブスロットＭＳＳ１の順としたが、周期Ｔ内のデータ通信サブスロットＤＳＳ１，ＳＤＤ２，ＤＳＳ３，ＤＳＳ４、およびメンテナンス通信サブスロットＭＳＳ１の順番はこれに限るものではなく、たとえば、メンテナンス通信サブスロットＭＳＳ１が、データ通信サブスロットＤＳＳ１とデータ通信サブスロットＤＳＳ２との間に位置してもよいし、周期の先頭に位置してもよい。【００１４】
通信装置３は、自身に割り当てられたデータ通信サブスロットＤＳＳにおいてデータフレームＤＦ（ＤＦ１〜ＤＦ４を示す）を送信し、自身以外の通信装置３に割り当てられたデータ通信サブスロットＤＳＳにおいてはデータフレームを受信する。また、マスタ通信装置である通信装置３−１は、メンテナンス通信サブスロットＭＳＳ１において任意のスレーブ通信装置（ここでは、通信装置３−２）にメンテナンスフレームＭＦを送信し、メンテナンスフレームＭＦの宛先となる通信装置３−２は、メンテナンスフレームＭＦを受信した後に応答フレームであるメンテナンスレスポンスフレームＲＦを通信装置３−１に送信する。【００１５】
図３は、先の図１に示した通信装置３の構成を示すブロック図である。図３において、通信装置３は、ＣＰＵ３１、交信メモリ３２ａ、交信メモリ３２ｂ、コンフィグレーションレジスタ３３、通信設定レジスタ３６、データ送信部３４、およびデータ受信部３５を備えている。【００１６】
通信設定レジスタ３６には、通信装置の送受信や同期設定のタイミング等の通信に関する各種設定値が設定される。具体的には、たとえば、時分割方式における周期Ｔ、メンテナンス通信サブスロットＭＳＳ１の時間、データ通信サブスロットＤＳＳの時間、自装置に割り当てられたデータ通信サブスロットＤＳＳの情報などが設定される。【００１７】
ＣＰＵ３１は、図示しないメモリに記憶されているプログラムを実行することによって通信装置３に所望の動作をさせるとともに、通信装置３の各構成要素を統括的に制御して通信設定レジスタ３６の各種設定値に基づいて時分割方式による通信を行う。また、ＣＰＵ３１は、送信すべきデータを交信メモリ３２ａに書き込み、交信メモリ３２ｂに書き込まれた受信データを読み込む。また、ＣＰＵ３１は、上位装置であるＰＣ１からの指定に基づいてコンフィグレーションレジスタ３３にアクセスして、データの書き込み／読み込みを行う。【００１８】
交信メモリ３２ａは、ＣＰＵ３１から書き込まれる他の通信装置３への送信データを保持する送信メモリとして用いられる。交信メモリ３２ｂは、データ受信部３５から書き込まれる他の通信装置３からの受信データを保持する受信メモリとして用いられる。なお、図３においては、送信データを保持する送信メモリを交信メモリ３２ａとし、受信データを保持する受信メモリを交信メモリ３２ｂとしたが、物理的に１つのメモリの一部を交信メモリ３２ａおよび交信メモリ３２ｂとして用いる構成であってもかまわない。【００１９】
コンフィグレーションレジスタ３３は、メンテナンス通信に関する情報が設定されるレジスタの総称であり、メンテナンス通信モードレジスタ３３１と、対象ユニット情報レジスタ３３２と、データ設定レジスタ３３３とを備えている。コンフィグレーションレジスタ３３には、システム起動時や通信装置３の起動時にＣＰＵ３１が初期状態のプログラム実行時に設定値が設定される。【００２０】
メンテナンス通信モードレジスタ３３１には、メンテナンス通信における動作モードが設定される。動作モードには、対象となる通信装置３の通信設定レジスタ３６の設定値を変更する書き込みモードと、対象となる通信装置３の通信設定レジスタ３６の設定値を読み込む（モニタリングする）読み込みモードと、メンテナンス通信による通信設定レジスタ３６へのアクセス（読み込み／書き込み）を行わないメンテナンス通信ＯＦＦモードとの３種類とがある。マスタ通信装置として動作する場合には、３種類のモードのいずれかが設定され、スレーブ通信装置として動作する場合には、メンテナンス通信ＯＦＦモードが設定される。【００２１】
対象ユニット情報レジスタ３３２には、アクセス（設定値の更新またはモニタリング）すべき通信設定レジスタ３６に関する情報が設定される。具体的には、アクセスする（対象となる）通信装置３を識別するための通信装置識別子、アクセスすべき通信設定レジスタ３６の領域情報が設定される。領域情報とは、アクセスすべき領域の先頭アドレスおよびデータ長である。データ設定レジスタ３３３には、更新すべき各種通信設定値またはモニタリングした各種通信設定値が格納される。【００２２】
なお、マスタ通信装置として動作する通信装置３−１のメンテナンス通信モードレジスタ３３１、対象ユニット情報レジスタ３３２、およびデータ設定レジスタ３３３の設定値は、初期状態による設定のほか、ＰＣ１から設定可能となっている。【００２３】
データ送信部３４は、自装置のデータ送信タイミング時に、交信メモリ３２ａに保持されている送信データからデータフレームを生成し、生成したデータフレームをデータ分配装置５に送信する。また、自装置がマスタ通信装置の場合、データ送信部３４は、メンテナンス通信タイミング時に、コンフィグレーションレジスタ３３の設定値に基づいてメンテナンスフレームを生成し、生成したメンテナンスフレームをデータ分配装置５に送信する。データ送信部３４は、自装置宛のメンテナンスフレームに対する応答フレームであるメンテナンスレスポンスフレームを生成してデータ分配装置５に送信する。【００２４】
データ受信部３５は、データ受信タイミング時に、データ分配装置５からデータフレームを受信し、データフレームからデータを抽出し、抽出したデータを交信メモリ３２ｂに保持させる。また、自装置がスレーブ通信装置の場合、データ受信部３５は、データ分配装置５からメンテナンスフレームを受信し、受信したメンテナンスフレームが自装置宛のメンテナンスフレームであるか否かを判定する。データ受信部３５は、受信したデータフレームが自装置宛のメンテナンスフレームであると判定した場合、メンテナンスフレームに基づいて通信設定レジスタ３６の設定を行う。【００２５】
つぎに、図１〜図７を用いてこの発明における通信システムの実施の形態１の動作を説明する。まず、図４のフローチャートを参照して、通信装置３の動作について説明する。なお、通信装置３のコンフィグレーションレジスタ３３には、各種情報が設定されているものとする。また、通信設定レジスタ３６に設定された通信に関する情報に基づいて、先の図２に示したデータ通信サブスロットＤＳＳの開始時刻（当該データ通信サブスロットが割り当てられた通信装置のデータ送信タイミングおよびデータ受信タイミング）、メンテナンス通信サブスロットＭＳＳ１の開始時刻（メンテナンス通信タイミング）は、図示しない計時機能が計測してＣＰＵ３１に通知するものとする。【００２６】
データ送信タイミングになると、ＣＰＵ３１はデータ送信処理を実行する（ステップＳ１００，Ｓ１０１）。具体的には、データ送信タイミングになると、ＣＰＵ３１は、送信すべきデータ（データの宛先アドレスを含む）を交信メモリ３２ａに書き込む。データ送信部３４は、交信メモリ３２ａに書き込まれたデータを読み出して、予め定められたフレームフォーマットのデータフレームを生成する。データ送信部３４は、生成したデータフレームをデータ分配装置５に送信する。送信されたデータフレームは、データ分配装置５によって、データフレームの宛先アドレスが示す通信装置３に転送される。【００２７】
データ受信タイミングになると、ＣＰＵ３１は、データ受信処理を実行する（ステップＳ１０２，Ｓ１０３）。具体的には、データ受信タイミングになると、データ受信部３５はフレームの受信待ちとなる。データ分配装置５から転送されたデータフレームを受信すると、データ受信部３５は、受信したデータフレームからデータを抽出し、抽出したデータを交信メモリ３２ｂに書き込む。ＣＰＵ３１は、交信メモリ３２ｂに書き込まれたデータを読み出し、読み出したデータを用いて所定の処理を実行する。【００２８】
メンテナンス通信タイミングになると、通信装置３は、メンテナンス通信処理を実行する（ステップＳ１０４，Ｓ１０５）。メンテナンス通信処理の詳細な動作は後述するが、通信装置３は、電源がＯＦＦになるなどのシステムダウンを検出するまで、データ送信タイミングになるとデータ送信処理を実行し、データ受信タイミングになるとデータ受信処理を実行し、メンテナンス通信タイミングになるとメンテナンス通信処理を実行する動作を繰り返す（ステップＳ１００〜Ｓ１０６）。【００２９】
つぎに、通信装置３のメンテナンス通信処理の詳細な動作について説明する。メンテナンス通信処理は、マスタ通信装置とスレーブ通信装置とで異なる。まず、図５のフローチャートを参照して、マスタ通信装置である通信装置３−１のメンテナンス通信処理の動作を詳細に説明する。ＣＰＵ３１は、コンフィグレーションレジスタ３３内のメンテナンス通信モードレジスタ３３１の設定値が書き込みモードであるか否かを判定する（ステップＳ２００）。メンテナンス通信モードレジスタ３３１の設定値が書き込みモードである場合（ステップＳ２００，Ｙｅｓ）、ＣＰＵ３１は、書き込みモードのメンテナンスフレーム（コンフィグライトフレーム）を生成する旨をデータ送信部３４に通知する。【００３０】
データ送信部３４は、コンフィグレーションレジスタ３３内の対象ユニット情報レジスタ３３２の設定内容に基づいてコンフィグライトフレームを生成する（ステップＳ２０１）。具体的には、データ送信部３４は、対象ユニット情報レジスタ３３２の設定値、すなわち対象となる通信装置３を識別するための通信装置識別子と、アクセスすべき通信設定レジスタ３６の領域情報（先頭アドレスおよびアクセスするデータ長）とを読み出す。データ送信部３４は、データ設定レジスタ３３３の先頭アドレスから読み出したデータ長分の設定値を読み出す。データ送信部３４は、対象ユニット情報レジスタ３３２から読み出した先頭アドレスおよびデータ長と、データ設定レジスタ３３３から読み出した設定値を含んだ対象ユニット情報レジスタ３３２から読み出した通信装置識別子宛のコンフィグライトフレームを生成する。データ送信部３４は、生成したコンフィグライトフレームをデータ分配装置５に送信する（ステップＳ２０２）。【００３１】
データ送信部３４がコンフィグライトフレームを送信した後、データ受信部３５は、コンフィグライトフレームの応答フレームであるコンフィグライトレスポンスフレームの受信待ちとなる（ステップＳ２０３）。コンフィグライトレスポンスフレームを受信すると、データ受信部３５は、受信したコンフィグライトレスポンスフレームが自装置宛のコンフィグライトレスポンスフレームであるか否かを判定する。受信したコンフィグライトレスポンスフレームが自装置宛のコンフィグライトレスポンスフレームである場合、データ受信部３５は、コンフィグライトレスポンスフレームを受信した旨をＣＰＵ３１に通知する。ＣＰＵ３１は、所定の処理を実行して（ステップＳ２０４）メンテナンス通信処理を終了する。【００３２】
一方、コンフィグレーションレジスタ３３内のメンテナンス通信モードレジスタ３３１の設定値が書き込みモードではないことを示す場合（ステップＳ２００，Ｎｏ）、ＣＰＵ３１は、メンテナンス通信モードレジスタ３３１の設定値が読み込みモードであるか否かを判定する（ステップＳ２０５）。メンテナンス通信モードレジスタ３３１の設定値が読み込みモードである場合（ステップＳ２０５，Ｙｅｓ）、ＣＰＵ３１は、読み込みモードのメンテナンスフレーム（コンフィグリードフレーム）を生成する旨をデータ送信部３４に通知する。【００３３】
データ送信部３４は、コンフィグレーションレジスタ３３内の対象ユニット情報レジスタ３３２の設定内容に基づいてコンフィグリードフレームを生成する（ステップＳ２０６）。具体的には、データ送信部３４は、対象ユニット情報レジスタ３３２の設定値、すなわち対象となる通信装置３を識別するための通信装置識別子と、アクセスすべき通信設定レジスタ３６の領域情報（先頭アドレスおよびアクセスするデータ長）とを読み出す。データ送信部３４は、読み出した領域情報を含んだ対象ユニット情報レジスタ３３２から読み出した通信装置識別子宛のコンフィグリードフレームを生成する。データ送信部３４は、送信したコンフィグリードフレームをデータ分配装置５に送信する（ステップＳ２０７）。【００３４】
データ送信部３４がコンフィグリードフレームを送信した後、データ受信部３５は、コンフィグリードフレームの応答フレームであるコンフィグリードレスポンスフレームの受信待ちとなる（ステップＳ２０８）。コンフィグリードレスポンスフレームを受信すると、データ受信部３５は、受信したコンフィグリードレスポンスフレームが自装置宛のコンフィグリードレスポンスフレームであるか否かを判定する。詳細には、後述するが、コンフィグリードレスポンスフレームには、コンフィグリードフレームによって要求した通信設定レジスタ３６の一部または全ての設定値が含まれている。受信したコンフィグリードレスポンスフレームが自装置宛のコンフィグリードレスポンスフレームであると判定した場合、データ受信部３５は、コンフィグリードレスポンスフレームから設定値を抽出し、抽出した設定値（読み込みデータ）をデータ設定レジスタ３３３に書き込み、その旨をＣＰＵ３１に通知する。ＣＰＵ３１は、データ設定レジスタ３３３に書き込まれた設定値を読み出して所定の処理を実行して（ステップＳ２０９）メンテナンス通信処理を終了する。【００３５】
一方、コンフィグレーションレジスタ３３内のメンテナンス通信モードレジスタ３３１の設定値が読み込みモードではない場合（ステップＳ２０６，Ｎｏ）、すなわちメンテナンス通信モードレジスタ３３１の設定値がメンテナンス通信ＯＦＦを示す場合、ＣＰＵ３１はメンテナンス通信を行うことなくメンテナンス通信処理を終了する。【００３６】
つぎに、図６のフローチャートを参照して、スレーブ通信装置３−２〜３−４のメンテナンス通信処理の動作を詳細に説明する。メンテナンス通信タイミングになると、データ受信部３５は、メンテナンスフレーム（コンフィグライトフレームまたはコンフィグリードフレーム）の受信待ちとなる。メンテナンスフレームを受信すると、データ受信部３５は、受信したメンテナンスフレームが自装置宛であるか否かを判定する（ステップＳ３００）。受信したメンテナンスフレームが自装置宛でない場合、データ受信部３５は、受信したメンテナンスフレームを廃棄してメンテナンス通信処理を終了する。【００３７】
受信したメンテナンスフレームが自装置宛である場合、データ受信部３５は、メンテナンスフレームがコンフィグライトフレームであるか否かを判定する（ステップＳ３０１）。受信したメンテナンスフレームがコンフィグライトフレームである場合、データ受信部３５は、コンフィグライトフレームの内容に基づいて通信設定レジスタ３６の設定値を更新する（ステップＳ３０２）。具体的には、データ受信部３５は、コンフィグライトフレームから先頭アドレス、データ長、および設定値を抽出する。データ受信部３５は、抽出した先頭アドレスが示す通信設定レジスタ３６の領域から順にデータ長分の設定値を設定する。【００３８】
データ受信部３５が通信設定レジスタ３６にデータを設定した後、データ送信部３４は、コンフィグライトフレームに基づいて通信設定レジスタ３６を設定したことを示すマスタ通信装置３−１宛のコンフィグライトレスポンスフレームを生成してデータ分配装置５に送信して（ステップＳ３０３）メンテナンス通信処理を終了する。送信されたコンフィグライトレスポンスフレームは、データ分配装置５によってマスタ通信装置３−１に転送され、マスタ通信装置３−１はコンフィグライトフレームによって対象となるスレーブ通信装置３−２〜３−４の通信設定レジスタ３６が更新されたことを認識する。【００３９】
一方、受信したメンテナンスフレームがコンフィグライトフレームではない場合（ステップＳ３０１，Ｎｏ）、すなわち受信したメンテナンスフレームがコンフィグリードフレームの場合、データ受信部３５は、コンフィグリードフレームから領域情報である先頭アドレスおよびデータ長を抽出し、抽出した先頭アドレスおよびデータ長をデータ送信部３４に通知する。【００４０】
データ送信部３４は、通知された先頭アドレスおよびデータ長に基づいて通信設定レジスタ３６の設定値を含むコンフィグリードフレームの応答フレームであるコンフィグリードレスポンスフレームを生成し、生成したコンフィグリードレスポンスフレームを送信して（ステップＳ３０４）メンテナンス通信処理を終了する。具体的には、データ送信部３４は、通知された先頭アドレスが示す通信設定レジスタ３６の領域から順に通知されたデータ長分の設定値を読み込む。データ送信部３４は、読み込んだ設定値を含み、コンフィグリードフレームの送信元であるマスタ通信装置３−１宛のコンフィグリードレスポンスフレームを生成する。データ送信部３４は、生成したコンフィグリードレスポンスフレームをデータ分配装置５に送信する。データ分配装置５に送信されたコンフィグリードレスポンスフレームは、データ分配装置５によって通信装置３−１に転送され、コンフィグリードレスポンスフレームに含まれる設定値によって、通信装置３−１は対象となるスレーブ通信装置３−２〜３−４の通信設定レジスタ３６の設定値を認識する。【００４１】
つぎに、先の図２を参照して通信システムの動作について説明する。上述したように、通信装置３−１にはデータ通信サブスロットＤＳＳ１およびメンテナンス通信サブスロットＭＳＳ１が割り当てられ、通信装置３−２にはデータ通信サブスロットＤＳＳ２が割り当てられ、通信装置３−３にはデータ通信サブスロットＤＳＳ３が割り当てられ、通信装置３−４にはデータ通信サブスロットＤＳＳ４が割り当てられている。【００４２】
データ通信サブスロットＤＳＳ１の開始時刻（通信装置３−１のデータ送信タイミング）において、マスタユニットである通信装置３−１は、上述したデータ転送処理によってデータフレームＤＦ１を生成してデータ分配装置５に送信する。一方、通信装置３−１に割り当てられたデータ通信サブスロットＤＳＳ１において、スレーブユニットである通信装置３−２〜３−３およびデータ分配装置５は受信待ちとなっている。データ分配装置５は、データフレームＤＦ１を解析して宛先となるスレーブユニットである通信装置３−２〜３−４を認識し、宛先となる通信装置３−２〜３−４にデータフレームＤＦ１を転送する。通信装置３−２〜３−４は、データフレームＤＦ１を受信して上述したデータ受信処理を実行する。【００４３】
データ通信サブスロットＤＳＳ２〜ＤＳＳ４の開始時刻（通信装置３−２〜３−４のデータ送信タイミング）においては、通信装置３−１と同様に通信装置３−２〜３−４は、自装置のデータ送信タイミングになると上述したデータ転送処理によってデータフレームＤＦ２〜ＤＦ４を生成してデータ分配装置５に送信する。データ分配装置５は、データフレームＤＦ２〜ＤＦ４を解析して宛先となる通信装置３−１〜３−４を認識し、宛先となる通信装置３−１〜３−４にデータフレームＤＦ２〜ＤＦ４を転送する。通信装置３−１〜３−４は、データフレームＤＦ２〜ＤＦ４を受信して上述したデータ受信処理を実行する。【００４４】
メンテナンス通信サブスロットＭＳＳ１の開始時刻（メンテナンス通信タイミング）においては、マスタユニットである通信装置３−１は、上述したマスタ通信装置のメンテナンス通信処理によってメンテナンスフレーム（コンフィグライトフレームまたはコンフィグリードフレーム）を生成してデータ分配装置５に送信する。ここでは、通信装置３−１は、通信装置３−２宛のメンテナンスフレームを送信する。データ分配装置５は、メンテナンスフレームを解析して宛先となるスレーブユニットである通信装置３−２を認識し、通信装置３−２にメンテナンスフレームを転送する。通信装置３−２は、メンテナンスフレームを受信して上述したスレーブ通信装置のメンテナンス通信処理を実行してメンテナンスフレームの応答フレームであるメンテナンスレスポンスフレームＲＦ（コンフィグライトレスポンスフレームまたはコンフィグリードレスポンスフレーム）を生成してデータ分配装置５に送信する。データ分配装置５は、メンテナンスレスポンスフレームＲＦを受信して解析し宛先となる通信装置３−１を認識し、通信装置３−１にメンテナンスレスポンスフレームＲＦを転送する。通信装置３−１は、メンテナンスレスポンスフレームを受信することで、メンテナンス通信（対象となる通信装置の通信に関する設定値の変更または通信値のモニタリング）が完了したことを認識する。【００４５】
つぎに、この発明における通信システムと従来の時分割方式による通信システムの通信周期の分割を比較する。図７は、従来の時分割方式による通信システムの通信タイミングを示す図である。図７において、周期Ｔは、周期Ｔをシステム内の通信装置の台数分（この場合は４つ）に分割したサブスロットＤＳＳ１１〜ＤＳＳ１４で構成され、サブスロットＤＳＳ１１は通信装置＃１に割り当てられ、サブスロットＤＳＳ１２は通信装置＃２に割り当てられ、サブスロットＤＦＦ１３は通信装置＃３に割り当てられ、サブスロットＤＳＳ１４は通信装置＃４に割り当てられている。すなわち、従来の時分割方式による通信システムの通信タイミングは、周期Ｔにおいて各通信装置＃１〜＃４がデータフレームＤＦ１〜ＤＦ４を送信するサブスロットＤＳＳ１１〜ＤＳＳ１４のみで構成され、周期Ｔにおいてはデータ通信のみを行う。そのため、データ通信を実行中の通常状態では、通信装置＃１〜＃４に対する送受信や同期設定のタイミング等の通信に関する各種設定値の設定を行うことはできない。よって、図８の状態遷移図に示すように、従来の時分割方式による通信システムは、データ通信を行っていない初期状態５０において、通信に関する各種設定値の設定を設定した後に通常状態５１に遷移してデータ通信を行う。そして、通信に関する各種設定値の設定を更新する際には通常状態５１から初期状態５０に遷移して設定を更新した後に、通常状態５１に遷移してデータ通信を再開する。【００４６】
これに対して、この発明における実施の形態１の通信システムは、先の図２に示したように、周期Ｔをデータ通信に用いる複数のデータ通信サブスロットＤＳＳと通信に関する各種設定値の設定／モニタリングするメンテナンス通信に用いるメンテナンス通信サブスロットＭＳＳとで構成するようにしているため、図９の状態遷移図に示すように、システム起動時には初期状態６０において通信に関する各種設定値を設定して通常状態６１に遷移し、データ通信を開始する。その後は、データ通信サブスロットＤＳＳにおいて通常のデータ通信を行い、メンテナンス通信サブスロットＭＳＳ１において通信に関する各種設定値の設定／モニタリングするメンテナンス通信を行うため、初期状態６０に遷移することなく通常状態６１において通信に関する情報の各種設定値の設定／モニタリングを行うことができる。一般的に、通信に関する情報の各種設定値のデータ量は、通常のデータ通信のデータ量と比較してきわめてデータ量が少ない。そのため、周期Ｔ内にメンテナンス通信サブスロットＭＳＳ１を設けてもデータ通信を継続して行うことができるため、通信システムのスループットを低下させることはない。【００４７】
以上説明したように、この実施の形態１においては、時分割方式における周期Ｔを、各通信装置３にデータ通信用に割り当てられるデータ通信サブスロットＤＳＳと、各通信装置３のメンテナンス通信に用いるメンテナンス通信サブスロットＭＳＳ１とし、マスタ通信装置３−１は、メンテナンス通信サブスロットＭＳＳ１を用いて、メンテナンス通信に関する設定／モニタリングに関する情報が登録されるコンフィグレーションレジスタ３３に基づいて、スレーブ通信装置３−２〜３−４の時分割方式における周期Ｔ、データ通信サブスロットＤＳＳ、およびメンテナンス通信サブスロットＭＳＳ１に関する各種設定値が設定される通信設定レジスタ３６の変更またはモニタリングを行うようにしているため、データ通信を中断することなく時分割方式の通信に関する各種設定値を更新またはモニタリングすることができる。【００４８】
また、この実施の形態１においては、マスタ通信装置３−１がスレーブ通信装置３−２〜３−４の通信設定レジスタ３６の更新またはモニタリングを要求するメンテナンスフレームＭＦに、先頭アドレスおよびデータ長からなる領域情報を含めるようにしているため、通信設定レジスタ３６の全ての設定値をやりとりすることなく、必要な設定値のみを更新またはモニタリングすることが可能となり、時分割方式における周期Ｔ内にメンテナンス通信サブスロットＭＳＳ１を設けてもデータ通信のデータ量の低減を抑制することができる。【００４９】
なお、この実施の形態１においては、コンフィグレーションレジスタ３３内のメンテナンス通信モードレジスタ３３１にメンテナンス通信ＯＦＦモードを設定することでスレーブ通信装置として動作させるようにしたが、スレーブ通信装置は、必ずしもコンフィグレーションレジスタ３３を備える必要はない。【００５０】
実施の形態２．
図１０を用いてこの発明の実施の形態２を説明する。先の実施の形態１では、通信システム内の通信装置の内１台の通信装置を通信設定レジスタ３６の変更またはモニタリングするマスタ通信装置としたが、この実施の形態２では、マスタ通信装置が複数存在する場合について説明する。【００５１】
この発明における実施の形態２の通信システムは、先の図１に示した実施の形態１の通信システムとほぼ同じであり、相違点は、先の実施の形態１では通信装置３−２〜３−４がスレーブ通信装置として動作するのに対して、この実施の形態２では通信装置３−２〜３−４がマスタ通信装置として動作し、ＰＣ１から通信装置３−１〜３−４のコンフィグレーションレジスタ３３への設定値の設定が可能となっている点である。通信装置３の構成は、先の図３に示した通信装置３の構成と同じであるので、ここではその説明を省略する。【００５２】
図１０は、この発明における実施の形態２の通信システムの通信タイミングを示す図である。図１０において、周期Ｔは、データ通信に用いられるシステム内の通信装置３の台数分（この場合は４つ）のデータ通信サブスロットＤＳＳ（ＤＳＳ１〜ＤＳＳ４を示す）と、マスタ通信装置として動作する通信装置３の台数分（この場合は４つ）の通信設定制御の通信に用いられるメンテナンス通信サブスロットＭＳＳ（ＭＳＳ１〜ＭＳＳ４）とで構成され、データ通信サブスロットＤＳＳ１およびメンテナンス通信サブスロットＭＳＳ１を通信装置３−１に割り当て、データ通信サブスロットＤＳＳ２およびメンテナンス通信サブスロットＭＳＳ２を通信装置３−２に割り当て、データ通信サブスロットＤＳＳ３およびメンテナンス通信サブスロットＭＳＳ３を通信装置３−３に割り当て、データ通信サブスロットＤＳＳ４およびメンテナンス通信サブスロットＭＳＳ４を通信装置３−４に割り当てている。なお、図１０においては、データ通信サブスロットＤＳＳのあとにメンテナンス通信サブスロットＭＳＳが位置するようにしているがこれに限るものではなく、たとえば、メンテナンス通信サブスロットＭＳＳの後にデータ通信サブスロットＤＳＳが位置してもよいし、データ通信サブスロットＤＳＳ１、メンテナンス通信サブスロットＭＳＳ１、データ通信サブスロットＤＳＳ２、メンテナンス通信サブスロットＭＳＳ２、データ通信サブスロットＤＳＳ３、メンテナンス通信サブスロットＭＳＳ３、データ通信サブスロットＤＳＳ４、メンテナンス通信サブスロットＭＳＳ４の順であってもかまわない。【００５３】
つぎに、この実施の形態２の通信システムの動作を説明する。なお、データ通信サブスロットＤＳＳにおけるデータ通信の動作は、先の実施の形態１と同様であるので、ここではその説明を省略し、メンテナンス通信サブスロットＭＳＳにおけるメンテナンス通信の動作のみを説明する。また、先の実施の形態１と同じ動作については、その詳細な説明を省略する。【００５４】
メンテナンス通信サブスロットＭＳＳ１の開始時刻（通信装置３−１のメンテナンス通信タイミング）においては、通信装置３−１は、先の図５のフローチャートを参照して説明したマスタ通信装置のメンテナンス通信処理によって任意の通信装置（この場合は通信装置３−２）宛のメンテナンスフレーム（コンフィグライトフレームまたはコンフィグリードフレーム）を生成してデータ分配装置５に送信する。データ分配装置５は、メンテナンスフレームＭＦ１を解析して送信先となる通信装置３−２にメンテナンスフレームＭＦ１を転送する。自装置に割り当てられたメンテナンス通信サブスロットＭＳＳ以外のメンテナンス通信サブスロットＭＳＳでは、通信装置３は、受信待ち状態であり、メンテナンスフレームＭＦ１を受信すると先の図６を参照して説明したスレーブ通信装置のメンテナンス通信処理を実行する。ここでは、通信装置３−２がスレーブ通信装置として動作して、メンテナンスレスポンスフレームＲＦ１（コンフィグライトレスポンスフレームまたはコンフィグリードレスポンスフレーム）を生成してデータ分配装置５に送信する。データ分配装置５は、メンテナンスレスポンスフレームＲＦ１を解析して宛先となる通信装置（この場合は通信装置３−１）にメンテナンスレスポンスフレームＲＦ１を転送する。通信装置３−１は、メンテナンスレスポンスフレームを受信することで、メンテナンス通信（対象となる通信装置３−２の通信に関する設定値の変更または通信値のモニタリング）が完了したことを認識する。【００５５】
メンテナンス通信サブスロットＭＳＳ２の開始時刻（通信装置３−２のメンテナンス通信タイミング）においては、通信装置３−２は、先の図５のフローチャートを参照して説明したマスタ通信装置のメンテナンス通信処理によって任意の通信装置（この場合は通信装置３−１）宛のメンテナンスフレーム（コンフィグライトフレームまたはコンフィグリードフレーム）を生成してデータ分配装置５に送信する。データ分配装置５は、メンテナンスフレームＭＦ２を解析して送信先となる通信装置３−１にメンテナンスフレームＭＦ２を転送する。自装置に割り当てられたメンテナンス通信サブスロットＭＳＳ以外のメンテナンス通信サブスロットＭＳＳでは、通信装置３は、受信待ち状態であり、メンテナンスフレームＭＦ１を受信すると先の図６を参照して説明したスレーブ通信装置のメンテナンス通信処理を実行する。ここでは、通信装置３−１がスレーブ通信装置として動作して、メンテナンスレスポンスフレームＲＦ２（コンフィグライトレスポンスフレームまたはコンフィグリードレスポンスフレーム）を生成してデータ分配装置５に送信する。データ分配装置５は、メンテナンスレスポンスフレームＲＦ２を解析して宛先となる通信装置（この場合は通信装置３−２）にメンテナンスレスポンスフレームＲＦ２を転送する。通信装置３−２は、メンテナンスレスポンスフレームを受信することで、メンテナンス通信（対象となる通信装置３−１の通信に関する設定値の変更または通信値のモニタリング）が完了したことを認識する。【００５６】
メンテナンス通信サブスロットＭＳＳ３の開始時刻（通信装置３−３のメンテナンス通信タイミング）においては、通信装置３−３は、先の図５のフローチャートを参照して説明したマスタ通信装置のメンテナンス通信処理によって任意の通信装置（この場合は通信装置３−２）宛のメンテナンスフレーム（コンフィグライトフレームまたはコンフィグリードフレーム）を生成してデータ分配装置５に送信する。データ分配装置５は、メンテナンスフレームＭＦ３を解析して送信先となる通信装置３−２にメンテナンスフレームＭＦ３を転送する。自装置に割り当てられたメンテナンス通信サブスロットＭＳＳ以外のメンテナンス通信サブスロットＭＳＳでは、通信装置３は、受信待ち状態であり、メンテナンスフレームＭＦ１を受信すると先の図６を参照して説明したスレーブ通信装置のメンテナンス通信処理を実行する。ここでは、通信装置３−２がスレーブ通信装置として動作して、メンテナンスレスポンスフレームＲＦ３（コンフィグライトレスポンスフレームまたはコンフィグリードレスポンスフレーム）を生成してデータ分配装置５に送信する。データ分配装置５は、メンテナンスレスポンスフレームＲＦ３を解析して宛先となる通信装置（この場合は通信装置３−３）にメンテナンスレスポンスフレームＲＦ３を転送する。通信装置３−３は、メンテナンスレスポンスフレームを受信することで、メンテナンス通信（対象となる通信装置３−２の通信に関する設定値の変更または通信値のモニタリング）が完了したことを認識する。【００５７】
メンテナンス通信サブスロットＭＳＳ４の開始時刻（通信装置３−４のメンテナンス通信タイミング）においては、通信装置３−４は、先の図５のフローチャートを参照して説明したマスタ通信装置のメンテナンス通信処理によって任意の通信装置（この場合は通信装置３−２）宛のメンテナンスフレーム（コンフィグライトフレームまたはコンフィグリードフレーム）を生成してデータ分配装置５に送信する。データ分配装置５は、メンテナンスフレームＭＦ４を解析して送信先となる通信装置３−２にメンテナンスフレームＭＦ４を転送する。自装置に割り当てられたメンテナンス通信サブスロットＭＳＳ以外のメンテナンス通信サブスロットＭＳＳでは、通信装置３は、受信待ち状態であり、メンテナンスフレームＭＦ１を受信すると先の図６を参照して説明したスレーブ通信装置のメンテナンス通信処理を実行する。ここでは、通信装置３−２がスレーブ通信装置として動作して、メンテナンスレスポンスフレームＲＦ４（コンフィグライトレスポンスフレームまたはコンフィグリードレスポンスフレーム）を生成してデータ分配装置５に送信する。データ分配装置５は、メンテナンスレスポンスフレームＲＦ４を解析して宛先となる通信装置（この場合は通信装置３−４）にメンテナンスレスポンスフレームＲＦ４を転送する。通信装置３−４は、メンテナンスレスポンスフレームを受信することで、メンテナンス通信（対象となる通信装置３−２の通信に関する設定値の変更または通信値のモニタリング）が完了したことを認識する。【００５８】
以上説明したように、この実施の形態２においては、他の通信装置の通信設定レジスタ３６の変更またはモニタリングするマスタ通信装置３を複数備えるようにしたため、マスタ通信装置３の１台が故障した場合でも、他のマスタ通信装置３から通信設定レジスタ３６の更新またはモニタリングを行うことができる。【００５９】
なお、この実施の形態２においては、通信システム内のすべての通信装置３がマスタ通信装置として動作する場合を例に挙げて説明したが、２台以上の通信装置３がマスタ通信装置として動作すればよく、他の通信装置３はスレーブ通信装置としてのみ動作するようにしてもかまわない。【００６０】
実施の形態３．
図１１を用いてこの発明の実施の形態３を説明する。先の実施の形態１および２では、メンテナンス通信において各通信装置３に共通する通信に関する情報、すなわち通信設定レジスタ３６に設定される時分割通信に関する設定値の設定／モニタリングをするようにしたが、この実施の形態３は、通信設定レジスタ３６への時分割通信に関する設定値の更新／モニタリングに加えて、各通信装置３固有の通信に関する情報（ユニット内の通信設定情報）の更新／モニタリングを行うものである。【００６１】
この発明における実施の形態３の通信システムは、先の実施の形態１または２の通信システムの通信装置３−１〜３−４の代わりに、通信装置３ａ−１〜３ａ−４を備えている。図１１は、通信装置３ａ（３ａ−１〜３ａ−４を示す）の構成を示すブロック図である。図１１に示した通信装置３ａは、先の図３に示した実施の形態１の通信装置３に、ＣＰＵ内部通信レジスタ３７が追加されている。先の図３に示した実施の形態１の通信装置と同じ機能を持つ構成部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。【００６２】
ＣＰＵ内部通信レジスタ３７には、ユニット内の通信設定情報（ユニット内における送受信や通信タイミングの情報）が設定される。ＣＰＵ３１は、ＣＰＵ内部通信レジスタ３７の設定値に基づいてユニット内の通信を行い、通信設定レジスタ３６の設定値に基づいて時分割方式によるデータ通信を行う。【００６３】
ＣＰＵ内部通信レジスタ３７の更新またはモニタリングを行う際には、ＰＣ１は、マスタ通信装置として動作する通信装置３ａのコンフィグレーションレジスタ３３内の対象ユニット情報レジスタ３３２にＣＰＵ内部通信レジスタ３７の領域の一部または全てを示す領域情報を設定する。これにより、マスタ通信装置として動作する通信装置３ａは、先の図５に示したマスタ通信装置のメンテナンス通信処理によって、ＣＰＵ内部通信レジスタ３７の一部または全ての領域を示す領域情報を含むメンテナンスフレーム（コンフィグライトフレームまたはコンフィグリードフレーム）を生成し、生成したメンテナンスフレームを対象となる通信装置３ａに送信する。【００６４】
メンテナンスフレームを受信した通信装置３ａは、メンテナンスフレームに含まれる領域情報がＣＰＵ内部通信レジスタ３７の一部または全ての領域を示す場合には、ＣＰＵ内部通信レジスタ３７をアクセス対象とする。具体的には、領域情報がＣＰＵ内部通信レジスタ３７の一部または全ての領域を示すコンフィグライトフレームを受信した場合には、領域情報が示すＣＰＵ内部通信レジスタ３７の領域に、コンフィグライトフレームに含まれる各種設定値を設定し、領域情報がＣＰＵ内部通信レジスタ３７の一部または全ての領域を示すコンフィグリードフレームを受信した場合には、領域情報が示すＣＰＵ内部通信レジスタ３７の設定値を含むコンフィグリードレスポンスフレームを生成して送信する。【００６５】
以上説明したように、この実施の形態３においては、上位装置であるＰＣ１が、マスタ通信装置として動作する通信装置３ａのコンフィグレーションレジスタ３３の対象ユニット情報レジスタ３３２に、領域情報としてＣＰＵ内部通信レジスタ３７の一部または全てを示す領域情報を設定することにより、データ転送を中断させることなく、各通信装置３ａ固有の内部通信に関する設定値の更新またはモニタリングすることができる。【００６６】
なお、実施の形態１〜３においては、データ分配装置５がフレームを転送する構成としたが、図１２に示すように、データ分配装置５を用いることなく、通信装置３をバス７によって接続する構成であってもよい。このような構成において、本発明を用いることにより、通信装置３または通信装置３ａを含むシーケンサ、モーションコントローラ、ロボットコントローラの等のＣＰＵ間のデータ転送速度がより向上することが期待できる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
以上のように、本発明における通信システムは、時分割方式を用いた通信システムに有用であり、特に、ＦＡ（Factory  Automation）に用いる通信システムに適している。
【図１】
2008068795.tif 000003
【図２】
2008068795.tif 000004
【図３】
2008068795.tif 000005
【図４】
2008068795.tif 000006
【図５】
2008068795.tif 000007
【図６】
2008068795.tif 000008
【図７】
2008068795.tif 000009
【図８】
2008068795.tif 000010
【図９】
2008068795.tif 000011
【図１０】
2008068795.tif 000012
【図１１】
2008068795.tif 000013
【図１２】
2008068795.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成19年7月11日(2007.7.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信装置毎に予め定められた周期を分割したサブスロットを割り当て、各通信装置が自装置に割り当てられたサブスロット内にデータを送信する時分割方式によって通信を行う通信システムにおいて、
前記周期は、
各通信装置にデータ通信用に割り当てられる複数のデータ通信サブスロットと、
各通信装置のメンテナンス通信に用いる１〜複数のメンテナンス通信サブスロットと、
を含み、
前記各通信装置は、
前記時分割方式における前記周期、データ通信サブスロット、およびメンテナンス通信サブスロットに関する各種設定値が設定される通信設定レジスタと、
前記通信設定レジスタの各種通信設定値に基づいて前記時分割方式による通信を制御して、自装置に割り当てられたデータ通信サブスロット内に送信すべきデータを含むデータフレームを送信するとともに、他の通信装置に割り当てられたデータ通信サブスロット内に受信したデータフレームに含まれるデータを用いて自装置を制御する通信制御部と、
を備え、
前記各通信装置の中でマスタ通信装置として動作する１〜複数の通信装置は、
メンテナンス通信に関する設定／モニタリングに関する情報が登録されるコンフィグレーションレジスタ、
をさらに備え、
前記データ通信サブスロットの期間は、各通信装置とデータフレームを用いてデータ通信を行い、自装置に割り当てられた前記メンテナンス通信サブスロットの期間は、前記コンフィグレーションレジスタに登録された情報に基づいて、前記メンテナンスフレームを用いて他の通信装置の通信設定レジスタに設定された各種設定値の変更またはモニタリングし、
前記各通信装置の中でスレーブ通信装置として動作する１〜複数の通信装置の通信制御部は、
前記データ通信サブスロットの期間は、各通信装置とデータフレームを用いてデータ通信を行い、自装置に割り当てられた前記メンテナンス通信サブスロットの期間は、自装置宛のメンテナンスフレームに基づいて前記通信レジスタの設定または前記通信レジスタの設定内容をメンテナンスフレームの送信元のマスタ通信装置に送信し、
各通信装置がデータ量が多く高速な通信レートを要するデータ通信と、前記周期、データ通信サブスロット、およびメンテナンス通信サブスロットに関する各種設定値のモニタリングおよび変更するメンテナンス通信とを前記時分割方式の周期内に行うこと、
を特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記コンフィグレーションレジスタは、
メンテナンス通信における動作モードが設定される動作モードレジスタと、メンテナンス通信の対象となる通信装置の情報が設定される対象ユニット情報レジスタと、更新すべき設定値またはモニタリングした設定値を格納するデータ設定用レジスタと、
を備え、
前記マスタ通信装置として動作する通信装置の通信制御部は、
前記動作モードレジスタの設定値が書き込みモードを示す場合には、自装置に割り当てられたメンテナンス通信サブスロット内にデータ設定レジスタに設定された各種通信設定値を含むコンフィグライトフレームを生成し、生成したコンフィグライトフレームを前記対象ユニット情報レジスタに設定された通信装置に送信し、前記動作モードレジスタの設定値が読み込みモードを示す場合には、自装置に割り当てられたメンテナンス通信サブスロット内にコンフィグリードフレームを生成し、生成したコンフィグリードフレームを前記対象ユニット情報レジスタに設定された通信装置に送信するとともに、コンフィグリードレスポンスフレームに含まれる各種通信設定値をデータ設定値に設定し、
前記各通信装置の中でスレーブ通信装置として動作する１〜複数の通信装置の通信制御部は、
前記コンフィグライトフレームを受信した場合には該コンフィグライトフレームに含まれる各種通信設定値を自装置の通信設定レジスタに設定し、前記コンフィグリードフレームを受信した場合には自装置の通信設定レジスタに設定されている各種通信設定値を含むコンフィグリードレスポンスフレームを生成し、生成したコンフィグリードフレームを、前記コンフィグリードフレームを送信したマスタ通信装置として動作する通信装置に送信すること、
を特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記対象ユニット情報レジスタに設定されるメンテナンス通信の対象となる通信装置の情報を、メンテナンス通信の対象となる通信装置を識別するための通信装置識別子と、メンテナンス通信の対象とするコンフィグレーションレジスタの領域の先頭アドレスおよびデータ長を示す領域情報とし、
前記マスタ通信装置として動作する通信装置の通信制御部は、
前記コンフィグライトフレームを生成する際には、自装置のデータ設定レジスタの先頭アドレスから前記領域情報のデータ長が示す領域の各種通信設定値と、前記対象ユニット情報レジスタに設定された領域情報とを含ませ、前記コンフィグリードフレームを生成する際には、前記対象ユニット情報レジスタに設定された領域情報を含ませ、
前記スレーブ通信装置として動作する通信装置の通信制御部は、
前記コンフィグライトフレームを受信した場合には、自装置の通信設定レジスタの領域の中で、前記コンフィグライトフレームに含まれる領域情報が示す領域に前記コンフィグライトフレームに含まれる通信設定値を設定し、前記コンフィグリードフレームを受信した場合には、自装置の通信設定レジスタに設定された各種通信設定値のうち、前記コンフィグリードフレームに含まれる領域情報が示す領域に設定された通信設定値を含ませること、
を特徴とする請求項２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記通信装置は、
通信装置固有の装置内の通信を制御する各種設定値が設定される内部通信レジスタ、
をさらに備え、
前記スレーブ通信装置として動作する通信装置の通信制御部は、
前記コンフィグリードフレームに含まれる領域情報が、前記内部通信レジスタの一部または全ての領域を示す場合には、前記領域情報が示す前記内部通信レジスタの一部または全ての領域に設定されている各種設定値を前記コンフィグリードレスポンスフレームに含めること、
を特徴とする請求項３に記載の通信システム。
【請求項５】
前記通信装置は、
通信装置固有の装置内の通信を制御する各種設定値が設定される内部通信レジスタ、
をさらに備え、
前記スレーブ通信装置として動作する通信装置の通信制御部は、
前記コンフィグライトフレームに含まれる領域情報が、前記内部通信レジスタの一部または全ての領域を示す場合には、前記領域情報が示す前記内部通信レジスタの一部または全ての領域に、前記コンフィグライトフレームに含まれる設定値を設定すること、
を特徴とする請求項３に記載の通信システム。
【請求項６】
予め定められた周期を分割したサブスロットが割り当てられ、割り当てられたサブスロット内にデータを送信する時分割方式によって通信を行う通信システムに適用される通信装置であって、
前記周期は、
各通信装置にデータ通信用に割り当てられる複数のデータ通信サブスロットと、
各通信装置のメンテナンス通信に用いる１〜複数のメンテナンス通信サブスロットと、
を含み、
前記時分割方式における前記周期、データ通信サブスロット、およびメンテナンス通信サブスロットに関する各種設定値が設定される通信設定レジスタと、
メンテナンス通信に関する設定／モニタリングに関する情報が登録されるコンフィグレーションレジスタと、
前記通信設定レジスタの各種通信設定値に基づいて前記時分割方式による通信を制御して、自装置に割り当てられたデータ通信サブスロット内に送信すべきデータを含むデータフレームを送信するとともに、他の通信装置に割り当てられたデータ通信サブスロット内に受信したデータフレームに含まれるデータを用いて自装置を制御する通信制御部と、
を備え、
前記通信制御部は、
マスタ通信装置として動作する場合には、前記データ通信サブスロットの期間は、各通信装置とデータフレームを用いてデータ通信を行い、自装置に割り当てられた前記メンテナンス通信サブスロットの期間は、前記コンフィグレーションレジスタに登録された情報に基づいて、前記メンテナンスフレームを用いて他の通信装置の通信設定レジスタに設定された各種設定値の変更またはモニタリングし、スレーブ通信装置として動作する場合には、前記データ通信サブスロットの期間は、各通信装置とデータフレームを用いてデータ通信を行い、自装置に割り当てられた前記メンテナンス通信サブスロットの期間は、自装置宛のメンテナンスフレームに基づいて前記通信レジスタの設定または前記通信レジスタの設定内容をメンテナンスフレームの送信元のマスタ通信装置に送信し、データ量が多く高速な通信レートを要するデータ通信と、前記周期、データ通信サブスロット、およびメンテナンス通信サブスロットに関する各種設定値のモニタリングおよび変更するメンテナンス通信とを前記時分割方式の周期内に行うこと、
を特徴とする通信装置。
【請求項７】
前記コンフィグレーションレジスタは、
メンテナンス通信における動作モードが設定される動作モードレジスタと、メンテナンス通信の対象となる通信装置の情報が設定される対象ユニット情報レジスタと、更新すべき設定値またはモニタリングした設定値を格納するデータ設定用レジスタと、
を備え、
前記通信制御部は、自装置がマスタ通信装置として動作する際には、前記動作モードレジスタの設定値が書き込みモードを示す場合、自装置に割り当てられたメンテナンス通信サブスロット内にデータ設定レジスタに設定された各種通信設定値を含むコンフィグライトフレームを生成し、生成したコンフィグライトフレームを前記対象ユニット情報レジスタに設定された通信装置に送信し、前記動作モードレジスタの設定値が読み込みモードを示す場合、自装置に割り当てられたメンテナンス通信サブスロット内にコンフィグリードフレームを生成し、生成したコンフィグリードフレームを前記対象ユニット情報レジスタに設定された通信装置に送信するとともに、コンフィグリードレスポンスフレームに含まれる各種通信設定値をデータ設定値に設定し、自装置がスレーブ通信装置として動作する際には、前記コンフィグライトフレームを受信した場合には該コンフィグライトフレームに含まれる各種通信設定値を自装置の通信設定レジスタに設定し、前記コンフィグリードフレームを受信した場合には自装置の通信設定レジスタに設定されている各種通信設定値を含むコンフィグリードレスポンスフレームを生成し、生成したコンフィグリードフレームを、前記コンフィグリードフレームを送信したマスタ通信装置として動作する通信装置に送信すること、
を特徴とする請求項６に記載の通信装置。
【請求項８】
前記対象ユニット情報レジスタに設定されるメンテナンス通信の対象となる通信装置の情報を、メンテナンス通信の対象となる通信装置を識別するための通信装置識別子と、メンテナンス通信の対象とするコンフィグレーションレジスタの領域の先頭アドレスおよびデータ長を示す領域情報とし、
前記通信制御部は、
マスタ通信装置として動作する場合には、前記コンフィグライトフレームを生成する際には、自装置のデータ設定レジスタの先頭アドレスから前記領域情報のデータ長が示す領域の各種通信設定値と、前記対象ユニット情報レジスタに設定された領域情報とを含ませ、前記コンフィグリードフレームを生成する際には、前記対象ユニット情報レジスタに設定された領域情報を含ませ、スレーブ通信装置として動作する場合には、前記コンフィグライトフレームを受信した場合には、自装置の通信設定レジスタの領域の中で、前記コンフィグライトフレームに含まれる領域情報が示す領域に前記コンフィグライトフレームに含まれる通信設定値を設定し、前記コンフィグリードフレームを受信した場合には、自装置の通信設定レジスタに設定された各種通信設定値のうち、前記コンフィグリードフレームに含まれる領域情報が示す領域に設定された通信設定値を含ませること、
を特徴とする請求項７に記載の通信装置。
【請求項９】
通信装置固有の装置内の通信を制御する各種設定値が設定される内部通信レジスタ、
をさらに備え、
前記通信制御部は、
スレーブ通信装置として動作する場合には、前記コンフィグリードフレームに含まれる領域情報が、前記内部通信レジスタの一部または全ての領域を示す場合、前記領域情報が示す前記内部通信レジスタの一部または全ての領域に設定されている各種設定値を前記コンフィグリードレスポンスフレームに含めること、
を特徴とする請求項８に記載の通信装置。
【請求項１０】
通信装置固有の装置内の通信を制御する各種設定値が設定される内部通信レジスタ、
をさらに備え、
前記通信制御部は、
スレーブ通信装置として動作する場合には、前記コンフィグライトフレームに含まれる領域情報が、前記内部通信レジスタの一部または全ての領域を示す場合には、前記領域情報が示す前記内部通信レジスタの一部または全ての領域に、前記コンフィグライトフレームに含まれる設定値を設定すること、
を特徴とする請求項８に記載の通信装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】              明細書
【発明の名称】          通信システムおよび通信装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＦＡ（Factory  Automation）の通信に関するものであり、特に、時分割通信方式を用いたＦＡのメンテナンス通信に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、ＦＡシステムにおける通信は、シーケンサやサーボコントローラなどのＣＰＵユニット（通信装置）を複数備え、これら通信装置をバスによって接続し、予め定められた周期を分割したスロットを各通信装置に割り当てる時分割方式が用いられることが多い。時分割方式を用いた従来の通信システムに関する技術として、たとえば、特許文献１、特許文献２、および非特許文献１がある。特許文献１には、シリアルバスの時間的リソースを複数の通信装置で分割する技術が開示されている。また、特許文献２には、複数の通信装置を周期毎に送信する技術が開示されている。また、非特許文献１には、ＦＡの分野での標準の時分割方式として用いられるアイソクロナスパケット転送方式に関する技術が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】  特許第３５６６３０４号公報
【特許文献２】  特開２００５−２９３５６９号公報
【非特許文献１】  ＩＥＥＥ１３９４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１、特許文献２、および非特許文献１に記載の従来技術では、自装置に割り当てられたスロットをデータ通信に用いているため、データ通信を実行中は通信に関する設定（通信装置の送受信や同期設定のタイミング等の通信に関する時分割方式の各種設定値）を変更することができない。すなわち、上記特許文献１、特許文献２、および非特許文献１に記載の従来技術は、通信に関する設定を変更する場合には、一旦データ通信を中止して通信に関する設定を変更した後に再度データ通信を再開しなければならず、データ通信のスループットが低下してしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、時分割方式を用いてデータ通信を行う際に、データ通信を中断することなく時分割方式の通信に関する各種設定値を更新またはモニタリングすることができる通信システムを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、通信装置毎に予め定められた周期を分割したサブスロットを割り当て、各通信装置が自装置に割り当てられたサブスロット内にデータを送信する時分割方式によって通信を行う通信システムにおいて、前記周期は、各通信装置にデータ通信用に割り当てられる複数のデータ通信サブスロットと、各通信装置のメンテナンス通信に用いる１〜複数のメンテナンス通信サブスロットと、を含み、前記各通信装置は、前記時分割方式における前記周期、データ通信サブスロット、およびメンテナンス通信サブスロットに関する各種設定値が設定される通信設定レジスタと、前記通信設定レジスタの各種通信設定値に基づいて前記時分割方式による通信を制御して、自装置に割り当てられたデータ通信サブスロット内に送信すべきデータを含むデータフレームを送信するとともに、他の通信装置に割り当てられたデータ通信サブスロット内に受信したデータフレームに含まれるデータを用いて自装置を制御する通信制御部と、を備え、前記各通信装置の中でマスタ通信装置として動作する１〜複数の通信装置は、メンテナンス通信に関する設定／モニタリングに関する情報が登録されるコンフィグレーションレジスタ、をさらに備え、前記データ通信サブスロットの期間は、各通信装置とデータフレームを用いてデータ通信を行い、自装置に割り当てられた前記メンテナンス通信サブスロットの期間は、前記コンフィグレーションレジスタに登録された情報に基づいて、前記メンテナンスフレームを用いて他の通信装置の通信設定レジスタに設定された各種設定値の変更またはモニタリングし、前記各通信装置の中でスレーブ通信装置として動作する１〜複数の通信装置の通信制御部は、前記データ通信サブスロットの期間は、各通信装置とデータフレームを用いてデータ通信を行い、自装置に割り当てられた前記メンテナンス通信サブスロットの期間は、自装置宛のメンテナンスフレームに基づいて前記通信レジスタの設定または前記通信レジスタの設定内容をメンテナンスフレームの送信元のマスタ通信装置に送信し、各通信装置がデータ量が多く高速な通信レートを要するデータ通信と、前記周期、データ通信サブスロット、およびメンテナンス通信サブスロットに関する各種設定値のモニタリングおよび変更するメンテナンス通信とを前記時分割方式の周期内に行うこと、を特徴とする。
【背景技術】
【発明の効果】
【０００７】
本発明にかかる通信システムは、時分割方式における周期を、各通信装置にデータ通信用に割り当てられる複数のデータ通信サブスロットと、各通信装置のメンテナンス通信に用いるメンテナンス通信サブスロットとし、マスタ通信装置として動作する通信装置は、メンテナンス通信サブスロットを用いて、メンテナンス通信に関する設定／モニタリングに関する情報が登録されるコンフィグレーションレジスタに基づいて、スレーブ通信装置として動作する通信装置の時分割方式における周期、データ通信サブスロット、およびメンテナンス通信サブスロットに関する各種設定値が設定される通信設定レジスタの変更またはモニタリングを行うようにしているため、データ通信を中断することなく時分割方式の通信に関する各種設定値を更新またはモニタリングすることができる通信システムを得ることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に、本発明における通信システムおよび通信装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【０００９】
実施の形態１．
図１〜図９を用いて本発明の実施の形態１を説明する。図１は、本発明における通信システムの実施の形態１の構成を示すブロック図である。図１において、通信システムは、パーソナルコンピュータ（以下、ＰＣとする）１と、複数（この場合は４台）の通信装置３（３−１〜３−４を示す）と、データ分配装置５とを備えている。
【００１０】
ＰＣ１は、通信装置３の動作を制御する各種レジスタやメモリの設定する機能を備え、通信装置３を制御する上位装置である。通信装置３は、ＦＡ（Factory  Automation）におけるシーケンサやサーボコントローラなどのＣＰＵユニットであって、バスによって接続される分配装置３を介して他の通信装置３とデータのやり取りを行う。図１においては、ＰＣ１と接続された通信装置３−１は、通信装置３−２〜３−４に対して送受信や同期設定のタイミング等の通信設定制御を行うマスタ通信装置（マスタユニット）であり、通信装置３−１によって通信設定制御される通信装置３−２〜３−４はスレーブ通信装置（スレーブユニット）である。データ分配装置５は、自身がフレームを生成して送信することなく、通信装置３から送信されたフレームを転送する。
【００１１】
本発明における通信システムにおいては、予め定められた周期を分割したスロットを通信装置３に割り当て、通信装置３は、割り当てられたスロットにおいてフレームを送信する時分割方式を用いて通信が行われる。図２は、この発明における実施の形態１の通信システムの通信タイミングを示す図である。図２において、周期Ｔは、データ通信に用いられるシステム内の通信装置３の台数分（この場合は４つ）のデータ通信サブスロットＤＳＳ（ＤＳＳ１〜ＤＳＳ４を示す）と、マスタ通信装置（マスタユニット）の台数分（この場合は１つ）のメンテナンス通信サブスロットＭＳＳ１とで構成される。図２においては、データ通信サブスロットＤＳＳ１およびメンテナンス通信サブスロットＭＳＳ１を通信装置３−１に割り当て、データ通信サブスロットＤＳＳ２を通信装置３−２に割り当て、データ通信サブスロットＤＳＳ３を通信装置３−３に割り当て、データ通信サブスロットＤＳＳ４を通信装置３−４に割り当てている。なお、図２においては、データ通信サブスロットＤＳＳ１，ＤＳＳ２，ＤＳＳ３，ＤＳＳ４、メンテナンス通信サブスロットＭＳＳ１の順としたが、周期Ｔ内のデータ通信サブスロットＤＳＳ１，ＳＤＤ２，ＤＳＳ３，ＤＳＳ４、およびメンテナンス通信サブスロットＭＳＳ１の順番はこれに限るものではなく、たとえば、メンテナンス通信サブスロットＭＳＳ１が、データ通信サブスロットＤＳＳ１とデータ通信サブスロットＤＳＳ２との間に位置してもよいし、周期の先頭に位置してもよい。
【００１２】
通信装置３は、自身に割り当てられたデータ通信サブスロットＤＳＳにおいてデータフレームＤＦ（ＤＦ１〜ＤＦ４を示す）を送信し、自身以外の通信装置３に割り当てられたデータ通信サブスロットＤＳＳにおいてはデータフレームを受信する。また、マスタ通信装置である通信装置３−１は、メンテナンス通信サブスロットＭＳＳ１において任意のスレーブ通信装置（ここでは、通信装置３−２）にメンテナンスフレームＭＦを送信し、メンテナンスフレームＭＦの宛先となる通信装置３−２は、メンテナンスフレームＭＦを受信した後に応答フレームであるメンテナンスレスポンスフレームＲＦを通信装置３−１に送信する。
【００１３】
図３は、先の図１に示した通信装置３の構成を示すブロック図である。図３において、通信装置３は、ＣＰＵ３１、交信メモリ３２ａ、交信メモリ３２ｂ、コンフィグレーションレジスタ３３、通信設定レジスタ３６、データ送信部３４、およびデータ受信部３５を備えている。
【００１４】
通信設定レジスタ３６には、通信装置の送受信や同期設定のタイミング等の通信に関する各種設定値が設定される。具体的には、たとえば、時分割方式における周期Ｔ、メンテナンス通信サブスロットＭＳＳ１の時間、データ通信サブスロットＤＳＳの時間、自装置に割り当てられたデータ通信サブスロットＤＳＳの情報などが設定される。
【００１５】
ＣＰＵ３１は、図示しないメモリに記憶されているプログラムを実行することによって通信装置３に所望の動作をさせるとともに、通信装置３の各構成要素を統括的に制御して通信設定レジスタ３６の各種設定値に基づいて時分割方式による通信を行う。また、ＣＰＵ３１は、送信すべきデータを交信メモリ３２ａに書き込み、交信メモリ３２ｂに書き込まれた受信データを読み込む。また、ＣＰＵ３１は、上位装置であるＰＣ１からの指定に基づいてコンフィグレーションレジスタ３３にアクセスして、データの書き込み／読み込みを行う。
【００１６】
交信メモリ３２ａは、ＣＰＵ３１から書き込まれる他の通信装置３への送信データを保持する送信メモリとして用いられる。交信メモリ３２ｂは、データ受信部３５から書き込まれる他の通信装置３からの受信データを保持する受信メモリとして用いられる。なお、図３においては、送信データを保持する送信メモリを交信メモリ３２ａとし、受信データを保持する受信メモリを交信メモリ３２ｂとしたが、物理的に１つのメモリの一部を交信メモリ３２ａおよび交信メモリ３２ｂとして用いる構成であってもかまわない。
【００１７】
コンフィグレーションレジスタ３３は、メンテナンス通信に関する情報が設定されるレジスタの総称であり、メンテナンス通信モードレジスタ３３１と、対象ユニット情報レジスタ３３２と、データ設定レジスタ３３３とを備えている。コンフィグレーションレジスタ３３には、システム起動時や通信装置３の起動時にＣＰＵ３１が初期状態のプログラム実行時に設定値が設定される。
【００１８】
メンテナンス通信モードレジスタ３３１には、メンテナンス通信における動作モードが設定される。動作モードには、対象となる通信装置３の通信設定レジスタ３６の設定値を変更する書き込みモードと、対象となる通信装置３の通信設定レジスタ３６の設定値を読み込む（モニタリングする）読み込みモードと、メンテナンス通信による通信設定レジスタ３６へのアクセス（読み込み／書き込み）を行わないメンテナンス通信ＯＦＦモードとの３種類とがある。マスタ通信装置として動作する場合には、３種類のモードのいずれかが設定され、スレーブ通信装置として動作する場合には、メンテナンス通信ＯＦＦモードが設定される。
【００１９】
対象ユニット情報レジスタ３３２には、アクセス（設定値の更新またはモニタリング）すべき通信設定レジスタ３６に関する情報が設定される。具体的には、アクセスする（対象となる）通信装置３を識別するための通信装置識別子、アクセスすべき通信設定レジスタ３６の領域情報が設定される。領域情報とは、アクセスすべき領域の先頭アドレスおよびデータ長である。データ設定レジスタ３３３には、更新すべき各種通信設定値またはモニタリングした各種通信設定値が格納される。
【００２０】
なお、マスタ通信装置として動作する通信装置３−１のメンテナンス通信モードレジスタ３３１、対象ユニット情報レジスタ３３２、およびデータ設定レジスタ３３３の設定値は、初期状態による設定のほか、ＰＣ１から設定可能となっている。
【００２１】
データ送信部３４は、自装置のデータ送信タイミング時に、交信メモリ３２ａに保持されている送信データからデータフレームを生成し、生成したデータフレームをデータ分配装置５に送信する。また、自装置がマスタ通信装置の場合、データ送信部３４は、メンテナンス通信タイミング時に、コンフィグレーションレジスタ３３の設定値に基づいてメンテナンスフレームを生成し、生成したメンテナンスフレームをデータ分配装置５に送信する。データ送信部３４は、自装置宛のメンテナンスフレームに対する応答フレームであるメンテナンスレスポンスフレームを生成してデータ分配装置５に送信する。
【００２２】
データ受信部３５は、データ受信タイミング時に、データ分配装置５からデータフレームを受信し、データフレームからデータを抽出し、抽出したデータを交信メモリ３２ｂに保持させる。また、自装置がスレーブ通信装置の場合、データ受信部３５は、データ分配装置５からメンテナンスフレームを受信し、受信したメンテナンスフレームが自装置宛のメンテナンスフレームであるか否かを判定する。データ受信部３５は、受信したデータフレームが自装置宛のメンテナンスフレームであると判定した場合、メンテナンスフレームに基づいて通信設定レジスタ３６の設定を行う。
【００２３】
つぎに、図１〜図７を用いてこの発明における通信システムの実施の形態１の動作を説明する。まず、図４のフローチャートを参照して、通信装置３の動作について説明する。なお、通信装置３のコンフィグレーションレジスタ３３には、各種情報が設定されているものとする。また、通信設定レジスタ３６に設定された通信に関する情報に基づいて、先の図２に示したデータ通信サブスロットＤＳＳの開始時刻（当該データ通信サブスロットが割り当てられた通信装置のデータ送信タイミングおよびデータ受信タイミング）、メンテナンス通信サブスロットＭＳＳ１の開始時刻（メンテナンス通信タイミング）は、図示しない計時機能が計測してＣＰＵ３１に通知するものとする。
【００２４】
データ送信タイミングになると、ＣＰＵ３１はデータ送信処理を実行する（ステップＳ１００，Ｓ１０１）。具体的には、データ送信タイミングになると、ＣＰＵ３１は、送信すべきデータ（データの宛先アドレスを含む）を交信メモリ３２ａに書き込む。データ送信部３４は、交信メモリ３２ａに書き込まれたデータを読み出して、予め定められたフレームフォーマットのデータフレームを生成する。データ送信部３４は、生成したデータフレームをデータ分配装置５に送信する。送信されたデータフレームは、データ分配装置５によって、データフレームの宛先アドレスが示す通信装置３に転送される。
【００２５】
データ受信タイミングになると、ＣＰＵ３１は、データ受信処理を実行する（ステップＳ１０２，Ｓ１０３）。具体的には、データ受信タイミングになると、データ受信部３５はフレームの受信待ちとなる。データ分配装置５から転送されたデータフレームを受信すると、データ受信部３５は、受信したデータフレームからデータを抽出し、抽出したデータを交信メモリ３２ｂに書き込む。ＣＰＵ３１は、交信メモリ３２ｂに書き込まれたデータを読み出し、読み出したデータを用いて所定の処理を実行する。
【００２６】
メンテナンス通信タイミングになると、通信装置３は、メンテナンス通信処理を実行する（ステップＳ１０４，Ｓ１０５）。メンテナンス通信処理の詳細な動作は後述するが、通信装置３は、電源がＯＦＦになるなどのシステムダウンを検出するまで、データ送信タイミングになるとデータ送信処理を実行し、データ受信タイミングになるとデータ受信処理を実行し、メンテナンス通信タイミングになるとメンテナンス通信処理を実行する動作を繰り返す（ステップＳ１００〜Ｓ１０６）。
【００２７】
つぎに、通信装置３のメンテナンス通信処理の詳細な動作について説明する。メンテナンス通信処理は、マスタ通信装置とスレーブ通信装置とで異なる。まず、図５のフローチャートを参照して、マスタ通信装置である通信装置３−１のメンテナンス通信処理の動作を詳細に説明する。ＣＰＵ３１は、コンフィグレーションレジスタ３３内のメンテナンス通信モードレジスタ３３１の設定値が書き込みモードであるか否かを判定する（ステップＳ２００）。メンテナンス通信モードレジスタ３３１の設定値が書き込みモードである場合（ステップＳ２００，Ｙｅｓ）、ＣＰＵ３１は、書き込みモードのメンテナンスフレーム（コンフィグライトフレーム）を生成する旨をデータ送信部３４に通知する。
【００２８】
データ送信部３４は、コンフィグレーションレジスタ３３内の対象ユニット情報レジスタ３３２の設定内容に基づいてコンフィグライトフレームを生成する（ステップＳ２０１）。具体的には、データ送信部３４は、対象ユニット情報レジスタ３３２の設定値、すなわち対象となる通信装置３を識別するための通信装置識別子と、アクセスすべき通信設定レジスタ３６の領域情報（先頭アドレスおよびアクセスするデータ長）とを読み出す。データ送信部３４は、データ設定レジスタ３３３の先頭アドレスから読み出したデータ長分の設定値を読み出す。データ送信部３４は、対象ユニット情報レジスタ３３２から読み出した先頭アドレスおよびデータ長と、データ設定レジスタ３３３から読み出した設定値を含んだ対象ユニット情報レジスタ３３２から読み出した通信装置識別子宛のコンフィグライトフレームを生成する。データ送信部３４は、生成したコンフィグライトフレームをデータ分配装置５に送信する（ステップＳ２０２）。
【００２９】
データ送信部３４がコンフィグライトフレームを送信した後、データ受信部３５は、コンフィグライトフレームの応答フレームであるコンフィグライトレスポンスフレームの受信待ちとなる（ステップＳ２０３）。コンフィグライトレスポンスフレームを受信すると、データ受信部３５は、受信したコンフィグライトレスポンスフレームが自装置宛のコンフィグライトレスポンスフレームであるか否かを判定する。受信したコンフィグライトレスポンスフレームが自装置宛のコンフィグライトレスポンスフレームである場合、データ受信部３５は、コンフィグライトレスポンスフレームを受信した旨をＣＰＵ３１に通知する。ＣＰＵ３１は、所定の処理を実行して（ステップＳ２０４）メンテナンス通信処理を終了する。
【００３０】
一方、コンフィグレーションレジスタ３３内のメンテナンス通信モードレジスタ３３１の設定値が書き込みモードではないことを示す場合（ステップＳ２００，Ｎｏ）、ＣＰＵ３１は、メンテナンス通信モードレジスタ３３１の設定値が読み込みモードであるか否かを判定する（ステップＳ２０５）。メンテナンス通信モードレジスタ３３１の設定値が読み込みモードである場合（ステップＳ２０５，Ｙｅｓ）、ＣＰＵ３１は、読み込みモードのメンテナンスフレーム（コンフィグリードフレーム）を生成する旨をデータ送信部３４に通知する。
【００３１】
データ送信部３４は、コンフィグレーションレジスタ３３内の対象ユニット情報レジスタ３３２の設定内容に基づいてコンフィグリードフレームを生成する（ステップＳ２０６）。具体的には、データ送信部３４は、対象ユニット情報レジスタ３３２の設定値、すなわち対象となる通信装置３を識別するための通信装置識別子と、アクセスすべき通信設定レジスタ３６の領域情報（先頭アドレスおよびアクセスするデータ長）とを読み出す。データ送信部３４は、読み出した領域情報を含んだ対象ユニット情報レジスタ３３２から読み出した通信装置識別子宛のコンフィグリードフレームを生成する。データ送信部３４は、送信したコンフィグリードフレームをデータ分配装置５に送信する（ステップＳ２０７）。
【００３２】
データ送信部３４がコンフィグリードフレームを送信した後、データ受信部３５は、コンフィグリードフレームの応答フレームであるコンフィグリードレスポンスフレームの受信待ちとなる（ステップＳ２０８）。コンフィグリードレスポンスフレームを受信すると、データ受信部３５は、受信したコンフィグリードレスポンスフレームが自装置宛のコンフィグリードレスポンスフレームであるか否かを判定する。詳細には、後述するが、コンフィグリードレスポンスフレームには、コンフィグリードフレームによって要求した通信設定レジスタ３６の一部または全ての設定値が含まれている。受信したコンフィグリードレスポンスフレームが自装置宛のコンフィグリードレスポンスフレームであると判定した場合、データ受信部３５は、コンフィグリードレスポンスフレームから設定値を抽出し、抽出した設定値（読み込みデータ）をデータ設定レジスタ３３３に書き込み、その旨をＣＰＵ３１に通知する。ＣＰＵ３１は、データ設定レジスタ３３３に書き込まれた設定値を読み出して所定の処理を実行して（ステップＳ２０９）メンテナンス通信処理を終了する。
【００３３】
一方、コンフィグレーションレジスタ３３内のメンテナンス通信モードレジスタ３３１の設定値が読み込みモードではない場合（ステップＳ２０６，Ｎｏ）、すなわちメンテナンス通信モードレジスタ３３１の設定値がメンテナンス通信ＯＦＦを示す場合、ＣＰＵ３１はメンテナンス通信を行うことなくメンテナンス通信処理を終了する。
【００３４】
つぎに、図６のフローチャートを参照して、スレーブ通信装置３−２〜３−４のメンテナンス通信処理の動作を詳細に説明する。メンテナンス通信タイミングになると、データ受信部３５は、メンテナンスフレーム（コンフィグライトフレームまたはコンフィグリードフレーム）の受信待ちとなる。メンテナンスフレームを受信すると、データ受信部３５は、受信したメンテナンスフレームが自装置宛であるか否かを判定する（ステップＳ３００）。受信したメンテナンスフレームが自装置宛でない場合、データ受信部３５は、受信したメンテナンスフレームを廃棄してメンテナンス通信処理を終了する。
【００３５】
受信したメンテナンスフレームが自装置宛である場合、データ受信部３５は、メンテナンスフレームがコンフィグライトフレームであるか否かを判定する（ステップＳ３０１）。受信したメンテナンスフレームがコンフィグライトフレームである場合、データ受信部３５は、コンフィグライトフレームの内容に基づいて通信設定レジスタ３６の設定値を更新する（ステップＳ３０２）。具体的には、データ受信部３５は、コンフィグライトフレームから先頭アドレス、データ長、および設定値を抽出する。データ受信部３５は、抽出した先頭アドレスが示す通信設定レジスタ３６の領域から順にデータ長分の設定値を設定する。
【００３６】
データ受信部３５が通信設定レジスタ３６にデータを設定した後、データ送信部３４は、コンフィグライトフレームに基づいて通信設定レジスタ３６を設定したことを示すマスタ通信装置３−１宛のコンフィグライトレスポンスフレームを生成してデータ分配装置５に送信して（ステップＳ３０３）メンテナンス通信処理を終了する。送信されたコンフィグライトレスポンスフレームは、データ分配装置５によってマスタ通信装置３−１に転送され、マスタ通信装置３−１はコンフィグライトフレームによって対象となるスレーブ通信装置３−２〜３−４の通信設定レジスタ３６が更新されたことを認識する。
【００３７】
一方、受信したメンテナンスフレームがコンフィグライトフレームではない場合（ステップＳ３０１，Ｎｏ）、すなわち受信したメンテナンスフレームがコンフィグリードフレームの場合、データ受信部３５は、コンフィグリードフレームから領域情報である先頭アドレスおよびデータ長を抽出し、抽出した先頭アドレスおよびデータ長をデータ送信部３４に通知する。
【００３８】
データ送信部３４は、通知された先頭アドレスおよびデータ長に基づいて通信設定レジスタ３６の設定値を含むコンフィグリードフレームの応答フレームであるコンフィグリードレスポンスフレームを生成し、生成したコンフィグリードレスポンスフレームを送信して（ステップＳ３０４）メンテナンス通信処理を終了する。具体的には、データ送信部３４は、通知された先頭アドレスが示す通信設定レジスタ３６の領域から順に通知されたデータ長分の設定値を読み込む。データ送信部３４は、読み込んだ設定値を含み、コンフィグリードフレームの送信元であるマスタ通信装置３−１宛のコンフィグリードレスポンスフレームを生成する。データ送信部３４は、生成したコンフィグリードレスポンスフレームをデータ分配装置５に送信する。データ分配装置５に送信されたコンフィグリードレスポンスフレームは、データ分配装置５によって通信装置３−１に転送され、コンフィグリードレスポンスフレームに含まれる設定値によって、通信装置３−１は対象となるスレーブ通信装置３−２〜３−４の通信設定レジスタ３６の設定値を認識する。
【００３９】
つぎに、先の図２を参照して通信システムの動作について説明する。上述したように、通信装置３−１にはデータ通信サブスロットＤＳＳ１およびメンテナンス通信サブスロットＭＳＳ１が割り当てられ、通信装置３−２にはデータ通信サブスロットＤＳＳ２が割り当てられ、通信装置３−３にはデータ通信サブスロットＤＳＳ３が割り当てられ、通信装置３−４にはデータ通信サブスロットＤＳＳ４が割り当てられている。
【００４０】
データ通信サブスロットＤＳＳ１の開始時刻（通信装置３−１のデータ送信タイミング）において、マスタユニットである通信装置３−１は、上述したデータ転送処理によってデータフレームＤＦ１を生成してデータ分配装置５に送信する。一方、通信装置３−１に割り当てられたデータ通信サブスロットＤＳＳ１において、スレーブユニットである通信装置３−２〜３−３およびデータ分配装置５は受信待ちとなっている。データ分配装置５は、データフレームＤＦ１を解析して宛先となるスレーブユニットである通信装置３−２〜３−４を認識し、宛先となる通信装置３−２〜３−４にデータフレームＤＦ１を転送する。通信装置３−２〜３−４は、データフレームＤＦ１を受信して上述したデータ受信処理を実行する。
【００４１】
データ通信サブスロットＤＳＳ２〜ＤＳＳ４の開始時刻（通信装置３−２〜３−４のデータ送信タイミング）においては、通信装置３−１と同様に通信装置３−２〜３−４は、自装置のデータ送信タイミングになると上述したデータ転送処理によってデータフレームＤＦ２〜ＤＦ４を生成してデータ分配装置５に送信する。データ分配装置５は、データフレームＤＦ２〜ＤＦ４を解析して宛先となる通信装置３−１〜３−４を認識し、宛先となる通信装置３−１〜３−４にデータフレームＤＦ２〜ＤＦ４を転送する。通信装置３−１〜３−４は、データフレームＤＦ２〜ＤＦ４を受信して上述したデータ受信処理を実行する。
【００４２】
メンテナンス通信サブスロットＭＳＳ１の開始時刻（メンテナンス通信タイミング）においては、マスタユニットである通信装置３−１は、上述したマスタ通信装置のメンテナンス通信処理によってメンテナンスフレーム（コンフィグライトフレームまたはコンフィグリードフレーム）を生成してデータ分配装置５に送信する。ここでは、通信装置３−１は、通信装置３−２宛のメンテナンスフレームを送信する。データ分配装置５は、メンテナンスフレームを解析して宛先となるスレーブユニットである通信装置３−２を認識し、通信装置３−２にメンテナンスフレームを転送する。通信装置３−２は、メンテナンスフレームを受信して上述したスレーブ通信装置のメンテナンス通信処理を実行してメンテナンスフレームの応答フレームであるメンテナンスレスポンスフレームＲＦ（コンフィグライトレスポンスフレームまたはコンフィグリードレスポンスフレーム）を生成してデータ分配装置５に送信する。データ分配装置５は、メンテナンスレスポンスフレームＲＦを受信して解析し宛先となる通信装置３−１を認識し、通信装置３−１にメンテナンスレスポンスフレームＲＦを転送する。通信装置３−１は、メンテナンスレスポンスフレームを受信することで、メンテナンス通信（対象となる通信装置の通信に関する設定値の変更または通信値のモニタリング）が完了したことを認識する。
【００４３】
つぎに、この発明における通信システムと従来の時分割方式による通信システムの通信周期の分割を比較する。図７は、従来の時分割方式による通信システムの通信タイミングを示す図である。図７において、周期Ｔは、周期Ｔをシステム内の通信装置の台数分（この場合は４つ）に分割したサブスロットＤＳＳ１１〜ＤＳＳ１４で構成され、サブスロットＤＳＳ１１は通信装置＃１に割り当てられ、サブスロットＤＳＳ１２は通信装置＃２に割り当てられ、サブスロットＤＦＦ１３は通信装置＃３に割り当てられ、サブスロットＤＳＳ１４は通信装置＃４に割り当てられている。すなわち、従来の時分割方式による通信システムの通信タイミングは、周期Ｔにおいて各通信装置＃１〜＃４がデータフレームＤＦ１〜ＤＦ４を送信するサブスロットＤＳＳ１１〜ＤＳＳ１４のみで構成され、周期Ｔにおいてはデータ通信のみを行う。そのため、データ通信を実行中の通常状態では、通信装置＃１〜＃４に対する送受信や同期設定のタイミング等の通信に関する各種設定値の設定を行うことはできない。よって、図８の状態遷移図に示すように、従来の時分割方式による通信システムは、データ通信を行っていない初期状態５０において、通信に関する各種設定値の設定を設定した後に通常状態５１に遷移してデータ通信を行う。そして、通信に関する各種設定値の設定を更新する際には通常状態５１から初期状態５０に遷移して設定を更新した後に、通常状態５１に遷移してデータ通信を再開する。
【００４４】
これに対して、この発明における実施の形態１の通信システムは、先の図２に示したように、周期Ｔをデータ通信に用いる複数のデータ通信サブスロットＤＳＳと通信に関する各種設定値の設定／モニタリングするメンテナンス通信に用いるメンテナンス通信サブスロットＭＳＳとで構成するようにしているため、図９の状態遷移図に示すように、システム起動時には初期状態６０において通信に関する各種設定値を設定して通常状態６１に遷移し、データ通信を開始する。その後は、データ通信サブスロットＤＳＳにおいて通常のデータ通信を行い、メンテナンス通信サブスロットＭＳＳ１において通信に関する各種設定値の設定／モニタリングするメンテナンス通信を行うため、初期状態６０に遷移することなく通常状態６１において通信に関する情報の各種設定値の設定／モニタリングを行うことができる。一般的に、通信に関する情報の各種設定値のデータ量は、通常のデータ通信のデータ量と比較してきわめてデータ量が少ない。そのため、周期Ｔ内にメンテナンス通信サブスロットＭＳＳ１を設けてもデータ通信を継続して行うことができるため、通信システムのスループットを低下させることはない。
【００４５】
以上説明したように、この実施の形態１においては、時分割方式における周期Ｔを、各通信装置３にデータ通信用に割り当てられるデータ通信サブスロットＤＳＳと、各通信装置３のメンテナンス通信に用いるメンテナンス通信サブスロットＭＳＳ１とし、マスタ通信装置３−１は、メンテナンス通信サブスロットＭＳＳ１を用いて、メンテナンス通信に関する設定／モニタリングに関する情報が登録されるコンフィグレーションレジスタ３３に基づいて、スレーブ通信装置３−２〜３−４の時分割方式における周期Ｔ、データ通信サブスロットＤＳＳ、およびメンテナンス通信サブスロットＭＳＳ１に関する各種設定値が設定される通信設定レジスタ３６の変更またはモニタリングを行うようにしているため、データ通信を中断することなく時分割方式の通信に関する各種設定値を更新またはモニタリングすることができる。
【００４６】
また、この実施の形態１においては、マスタ通信装置３−１がスレーブ通信装置３−２〜３−４の通信設定レジスタ３６の更新またはモニタリングを要求するメンテナンスフレームＭＦに、先頭アドレスおよびデータ長からなる領域情報を含めるようにしているため、通信設定レジスタ３６の全ての設定値をやりとりすることなく、必要な設定値のみを更新またはモニタリングすることが可能となり、時分割方式における周期Ｔ内にメンテナンス通信サブスロットＭＳＳ１を設けてもデータ通信のデータ量の低減を抑制することができる。
【００４７】
なお、この実施の形態１においては、コンフィグレーションレジスタ３３内のメンテナンス通信モードレジスタ３３１にメンテナンス通信ＯＦＦモードを設定することでスレーブ通信装置として動作させるようにしたが、スレーブ通信装置は、必ずしもコンフィグレーションレジスタ３３を備える必要はない。
【００４８】
実施の形態２．
図１０を用いてこの発明の実施の形態２を説明する。先の実施の形態１では、通信システム内の通信装置の内１台の通信装置を通信設定レジスタ３６の変更またはモニタリングするマスタ通信装置としたが、この実施の形態２では、マスタ通信装置が複数存在する場合について説明する。
【００４９】
この発明における実施の形態２の通信システムは、先の図１に示した実施の形態１の通信システムとほぼ同じであり、相違点は、先の実施の形態１では通信装置３−２〜３−４がスレーブ通信装置として動作するのに対して、この実施の形態２では通信装置３−２〜３−４がマスタ通信装置として動作し、ＰＣ１から通信装置３−１〜３−４のコンフィグレーションレジスタ３３への設定値の設定が可能となっている点である。通信装置３の構成は、先の図３に示した通信装置３の構成と同じであるので、ここではその説明を省略する。
【００５０】
図１０は、この発明における実施の形態２の通信システムの通信タイミングを示す図である。図１０において、周期Ｔは、データ通信に用いられるシステム内の通信装置３の台数分（この場合は４つ）のデータ通信サブスロットＤＳＳ（ＤＳＳ１〜ＤＳＳ４を示す）と、マスタ通信装置として動作する通信装置３の台数分（この場合は４つ）の通信設定制御の通信に用いられるメンテナンス通信サブスロットＭＳＳ（ＭＳＳ１〜ＭＳＳ４）とで構成され、データ通信サブスロットＤＳＳ１およびメンテナンス通信サブスロットＭＳＳ１を通信装置３−１に割り当て、データ通信サブスロットＤＳＳ２およびメンテナンス通信サブスロットＭＳＳ２を通信装置３−２に割り当て、データ通信サブスロットＤＳＳ３およびメンテナンス通信サブスロットＭＳＳ３を通信装置３−３に割り当て、データ通信サブスロットＤＳＳ４およびメンテナンス通信サブスロットＭＳＳ４を通信装置３−４に割り当てている。なお、図１０においては、データ通信サブスロットＤＳＳのあとにメンテナンス通信サブスロットＭＳＳが位置するようにしているがこれに限るものではなく、たとえば、メンテナンス通信サブスロットＭＳＳの後にデータ通信サブスロットＤＳＳが位置してもよいし、データ通信サブスロットＤＳＳ１、メンテナンス通信サブスロットＭＳＳ１、データ通信サブスロットＤＳＳ２、メンテナンス通信サブスロットＭＳＳ２、データ通信サブスロットＤＳＳ３、メンテナンス通信サブスロットＭＳＳ３、データ通信サブスロットＤＳＳ４、メンテナンス通信サブスロットＭＳＳ４の順であってもかまわない。
【００５１】
つぎに、この実施の形態２の通信システムの動作を説明する。なお、データ通信サブスロットＤＳＳにおけるデータ通信の動作は、先の実施の形態１と同様であるので、ここではその説明を省略し、メンテナンス通信サブスロットＭＳＳにおけるメンテナンス通信の動作のみを説明する。また、先の実施の形態１と同じ動作については、その詳細な説明を省略する。
【００５２】
メンテナンス通信サブスロットＭＳＳ１の開始時刻（通信装置３−１のメンテナンス通信タイミング）においては、通信装置３−１は、先の図５のフローチャートを参照して説明したマスタ通信装置のメンテナンス通信処理によって任意の通信装置（この場合は通信装置３−２）宛のメンテナンスフレーム（コンフィグライトフレームまたはコンフィグリードフレーム）を生成してデータ分配装置５に送信する。データ分配装置５は、メンテナンスフレームＭＦ１を解析して送信先となる通信装置３−２にメンテナンスフレームＭＦ１を転送する。自装置に割り当てられたメンテナンス通信サブスロットＭＳＳ以外のメンテナンス通信サブスロットＭＳＳでは、通信装置３は、受信待ち状態であり、メンテナンスフレームＭＦ１を受信すると先の図６を参照して説明したスレーブ通信装置のメンテナンス通信処理を実行する。ここでは、通信装置３−２がスレーブ通信装置として動作して、メンテナンスレスポンスフレームＲＦ１（コンフィグライトレスポンスフレームまたはコンフィグリードレスポンスフレーム）を生成してデータ分配装置５に送信する。データ分配装置５は、メンテナンスレスポンスフレームＲＦ１を解析して宛先となる通信装置（この場合は通信装置３−１）にメンテナンスレスポンスフレームＲＦ１を転送する。通信装置３−１は、メンテナンスレスポンスフレームを受信することで、メンテナンス通信（対象となる通信装置３−２の通信に関する設定値の変更または通信値のモニタリング）が完了したことを認識する。
【００５３】
メンテナンス通信サブスロットＭＳＳ２の開始時刻（通信装置３−２のメンテナンス通信タイミング）においては、通信装置３−２は、先の図５のフローチャートを参照して説明したマスタ通信装置のメンテナンス通信処理によって任意の通信装置（この場合は通信装置３−１）宛のメンテナンスフレーム（コンフィグライトフレームまたはコンフィグリードフレーム）を生成してデータ分配装置５に送信する。データ分配装置５は、メンテナンスフレームＭＦ２を解析して送信先となる通信装置３−１にメンテナンスフレームＭＦ２を転送する。自装置に割り当てられたメンテナンス通信サブスロットＭＳＳ以外のメンテナンス通信サブスロットＭＳＳでは、通信装置３は、受信待ち状態であり、メンテナンスフレームＭＦ１を受信すると先の図６を参照して説明したスレーブ通信装置のメンテナンス通信処理を実行する。ここでは、通信装置３−１がスレーブ通信装置として動作して、メンテナンスレスポンスフレームＲＦ２（コンフィグライトレスポンスフレームまたはコンフィグリードレスポンスフレーム）を生成してデータ分配装置５に送信する。データ分配装置５は、メンテナンスレスポンスフレームＲＦ２を解析して宛先となる通信装置（この場合は通信装置３−２）にメンテナンスレスポンスフレームＲＦ２を転送する。通信装置３−２は、メンテナンスレスポンスフレームを受信することで、メンテナンス通信（対象となる通信装置３−１の通信に関する設定値の変更または通信値のモニタリング）が完了したことを認識する。
【００５４】
メンテナンス通信サブスロットＭＳＳ３の開始時刻（通信装置３−３のメンテナンス通信タイミング）においては、通信装置３−３は、先の図５のフローチャートを参照して説明したマスタ通信装置のメンテナンス通信処理によって任意の通信装置（この場合は通信装置３−２）宛のメンテナンスフレーム（コンフィグライトフレームまたはコンフィグリードフレーム）を生成してデータ分配装置５に送信する。データ分配装置５は、メンテナンスフレームＭＦ３を解析して送信先となる通信装置３−２にメンテナンスフレームＭＦ３を転送する。自装置に割り当てられたメンテナンス通信サブスロットＭＳＳ以外のメンテナンス通信サブスロットＭＳＳでは、通信装置３は、受信待ち状態であり、メンテナンスフレームＭＦ１を受信すると先の図６を参照して説明したスレーブ通信装置のメンテナンス通信処理を実行する。ここでは、通信装置３−２がスレーブ通信装置として動作して、メンテナンスレスポンスフレームＲＦ３（コンフィグライトレスポンスフレームまたはコンフィグリードレスポンスフレーム）を生成してデータ分配装置５に送信する。データ分配装置５は、メンテナンスレスポンスフレームＲＦ３を解析して宛先となる通信装置（この場合は通信装置３−３）にメンテナンスレスポンスフレームＲＦ３を転送する。通信装置３−３は、メンテナンスレスポンスフレームを受信することで、メンテナンス通信（対象となる通信装置３−２の通信に関する設定値の変更または通信値のモニタリング）が完了したことを認識する。
【００５５】
メンテナンス通信サブスロットＭＳＳ４の開始時刻（通信装置３−４のメンテナンス通信タイミング）においては、通信装置３−４は、先の図５のフローチャートを参照して説明したマスタ通信装置のメンテナンス通信処理によって任意の通信装置（この場合は通信装置３−２）宛のメンテナンスフレーム（コンフィグライトフレームまたはコンフィグリードフレーム）を生成してデータ分配装置５に送信する。データ分配装置５は、メンテナンスフレームＭＦ４を解析して送信先となる通信装置３−２にメンテナンスフレームＭＦ４を転送する。自装置に割り当てられたメンテナンス通信サブスロットＭＳＳ以外のメンテナンス通信サブスロットＭＳＳでは、通信装置３は、受信待ち状態であり、メンテナンスフレームＭＦ１を受信すると先の図６を参照して説明したスレーブ通信装置のメンテナンス通信処理を実行する。ここでは、通信装置３−２がスレーブ通信装置として動作して、メンテナンスレスポンスフレームＲＦ４（コンフィグライトレスポンスフレームまたはコンフィグリードレスポンスフレーム）を生成してデータ分配装置５に送信する。データ分配装置５は、メンテナンスレスポンスフレームＲＦ４を解析して宛先となる通信装置（この場合は通信装置３−４）にメンテナンスレスポンスフレームＲＦ４を転送する。通信装置３−４は、メンテナンスレスポンスフレームを受信することで、メンテナンス通信（対象となる通信装置３−２の通信に関する設定値の変更または通信値のモニタリング）が完了したことを認識する。
【００５６】
以上説明したように、この実施の形態２においては、他の通信装置の通信設定レジスタ３６の変更またはモニタリングするマスタ通信装置３を複数備えるようにしたため、マスタ通信装置３の１台が故障した場合でも、他のマスタ通信装置３から通信設定レジスタ３６の更新またはモニタリングを行うことができる。
【００５７】
なお、この実施の形態２においては、通信システム内のすべての通信装置３がマスタ通信装置として動作する場合を例に挙げて説明したが、２台以上の通信装置３がマスタ通信装置として動作すればよく、他の通信装置３はスレーブ通信装置としてのみ動作するようにしてもかまわない。
【００５８】
実施の形態３．
図１１を用いてこの発明の実施の形態３を説明する。先の実施の形態１および２では、メンテナンス通信において各通信装置３に共通する通信に関する情報、すなわち通信設定レジスタ３６に設定される時分割通信に関する設定値の設定／モニタリングをするようにしたが、この実施の形態３は、通信設定レジスタ３６への時分割通信に関する設定値の更新／モニタリングに加えて、各通信装置３固有の通信に関する情報（ユニット内の通信設定情報）の更新／モニタリングを行うものである。
【００５９】
この発明における実施の形態３の通信システムは、先の実施の形態１または２の通信システムの通信装置３−１〜３−４の代わりに、通信装置３ａ−１〜３ａ−４を備えている。図１１は、通信装置３ａ（３ａ−１〜３ａ−４を示す）の構成を示すブロック図である。図１１に示した通信装置３ａは、先の図３に示した実施の形態１の通信装置３に、ＣＰＵ内部通信レジスタ３７が追加されている。先の図３に示した実施の形態１の通信装置と同じ機能を持つ構成部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００６０】
ＣＰＵ内部通信レジスタ３７には、ユニット内の通信設定情報（ユニット内における送受信や通信タイミングの情報）が設定される。ＣＰＵ３１は、ＣＰＵ内部通信レジスタ３７の設定値に基づいてユニット内の通信を行い、通信設定レジスタ３６の設定値に基づいて時分割方式によるデータ通信を行う。
【００６１】
ＣＰＵ内部通信レジスタ３７の更新またはモニタリングを行う際には、ＰＣ１は、マスタ通信装置として動作する通信装置３ａのコンフィグレーションレジスタ３３内の対象ユニット情報レジスタ３３２にＣＰＵ内部通信レジスタ３７の領域の一部または全てを示す領域情報を設定する。これにより、マスタ通信装置として動作する通信装置３ａは、先の図５に示したマスタ通信装置のメンテナンス通信処理によって、ＣＰＵ内部通信レジスタ３７の一部または全ての領域を示す領域情報を含むメンテナンスフレーム（コンフィグライトフレームまたはコンフィグリードフレーム）を生成し、生成したメンテナンスフレームを対象となる通信装置３ａに送信する。
【００６２】
メンテナンスフレームを受信した通信装置３ａは、メンテナンスフレームに含まれる領域情報がＣＰＵ内部通信レジスタ３７の一部または全ての領域を示す場合には、ＣＰＵ内部通信レジスタ３７をアクセス対象とする。具体的には、領域情報がＣＰＵ内部通信レジスタ３７の一部または全ての領域を示すコンフィグライトフレームを受信した場合には、領域情報が示すＣＰＵ内部通信レジスタ３７の領域に、コンフィグライトフレームに含まれる各種設定値を設定し、領域情報がＣＰＵ内部通信レジスタ３７の一部または全ての領域を示すコンフィグリードフレームを受信した場合には、領域情報が示すＣＰＵ内部通信レジスタ３７の設定値を含むコンフィグリードレスポンスフレームを生成して送信する。
【００６３】
以上説明したように、この実施の形態３においては、上位装置であるＰＣ１が、マスタ通信装置として動作する通信装置３ａのコンフィグレーションレジスタ３３の対象ユニット情報レジスタ３３２に、領域情報としてＣＰＵ内部通信レジスタ３７の一部または全てを示す領域情報を設定することにより、データ転送を中断させることなく、各通信装置３ａ固有の内部通信に関する設定値の更新またはモニタリングすることができる。
【００６４】
なお、実施の形態１〜３においては、データ分配装置５がフレームを転送する構成としたが、図１２に示すように、データ分配装置５を用いることなく、通信装置３をバス７によって接続する構成であってもよい。このような構成において、本発明を用いることにより、通信装置３または通信装置３ａを含むシーケンサ、モーションコントローラ、ロボットコントローラの等のＣＰＵ間のデータ転送速度がより向上することが期待できる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
以上のように、本発明における通信システムは、時分割方式を用いた通信システムに有用であり、特に、ＦＡ（Factory  Automation）に用いる通信システムに適している。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】  図１は、この発明における通信システムの実施の形態１の構成を示す図である。
【図２】  図２は、実施の形態１の通信システムの通信タイミングを説明するための図である。
【図３】  図３は、図１に示した通信装置の構成を示すブロック図である。
【図４】  図４は、図１に示した通信装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】  図５は、マスタとして動作する通信装置のメンテナンス通信処理の動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】  図６は、スレーブとして動作する通信装置のメンテナンス通信処理の動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】  図７は、従来の時分割方式による通信システムの通信タイミングを説明するための図である。
【図８】  図８は、従来の時分割方式による通信システムの状態遷移図である。
【図９】  図９は、この発明における実施の形態１の通信システムの状態遷移図である。
【図１０】  図１０は、実施の形態２の通信システムの通信タイミングを説明するための図である。
【図１１】  図１１は、実施の形態３の通信装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】  図１２は、この発明における通信システムの別の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
１  ＰＣ
３−１，３−２，３−３，３−４  通信装置
５  データ分配装置
３１  ＣＰＵ
３２ａ，３２ｂ  交信メモリ
３３  コンフィグレーションレジスタ
３４  データ送信部
３５  データ受信部
３６  通信設定レジスタ
３７  ＣＰＵ内部通信レジスタ
３３１  メンテナンス通信モードレジスタ
３３２  対象ユニット情報レジスタ
３３３  データ設定レジスタ
【国際調査報告】
2008068795.tif 000015
2008068795.tif 000016
2008068795.tif 000017