(57)【要約】  【課題】  ネットワークに接続された複数の通信機器が互いにタイミングを合わせてデータの送受信を行うと共に、単純な構成でかつトラフィックを低減させることのできるネットワークシステムを提供すること。  【解決手段】  バス４と通信可能に接続され、時刻を計時する内部タイマ８を有する通信機器１、通信機器２、および通信機器３を備え、これらのうち何れか１つの通信機器が、時刻情報が含まれるトークンを他の通信機器に送信し、自己宛のトークンを受信した通信機器となる受信機器は、受信したトークンに含まれる時刻情報が示す同期時刻を内部タイマ８に計時させ、内部タイマ８は、同期時刻の経過を計時した場合、受信機器は、所定の処理時間を同期時刻に加算し、加算した時刻を表す時刻情報が含まれるトークンを他の通信機器に送信するように構成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークと通信可能に接続され、時刻を計時する計時手段を有する複数の通信機器を備え、
前記複数の通信機器のうち何れか１つの通信機器が、時刻情報が含まれるトークンを他の通信機器に送信し、
自己宛の前記トークンを受信した通信機器となる受信機器の受信したトークンに含まれる時刻情報が示す同期時刻を前記計時手段に計時させ、
前記計時手段は、前記同期時刻の経過を計時した場合、前記受信機器の所定の処理時間を前記同期時刻に加算し、加算した時刻を表す時刻情報が含まれるトークンを他の通信機器に送信することを特徴とするネットワークシステム。
【請求項２】
前記計時手段が前記時刻の経過を計時し、かつ、前記受信機器がデータを送信する場合、
前記受信機器は、前記データを送信するときの送信処理時間および所定の処理時間を前記同期時刻に加算し、加算した時刻を表す時刻情報が含まれるトークンを他の通信機器に送信することを特徴とする請求項１に記載のネットワークシステム。
【請求項３】
それぞれの前記計時手段が計時する時刻は、所定の周期毎に初期化され、前記加算した時刻が前記周期を経過したとき、
前記受信機器は、前記加算した時刻を補正し、補正した時刻を表す時刻情報が含まれるトークンを他の通信機器に送信することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のネットワークシステム。
【請求項４】
前記送信処理時間は、前記データを送信するときのデータ量およびデータの転送速度に基づいて算出されることを特徴とする請求項１から請求項３までの何れかに記載のネットワークシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データを送受する複数の通信機器によって構成されるネットワークシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の通信機器それぞれの間で同期処理を行うネットワークシステムとしては、内部タイマに基づく一定周期のブロードキャストにより同期基準パケットを送信する基準機器と、基準機器からの同期基準パケットの受信タイミングに基づき内部タイマをリセット処理して動作する機器とが、トークンパッシングを用いたＬＡＮに接続されるように構成されており、この同期基準パケットにより他の接続機器の内部タイマが基準機器の内部タイマに対して同期するものが知られている（例えば特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２０００−１３４２４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述のネットワークシステムでは、基準機器の内部タイマと他の接続機器の内部タイマとが同期するように、基準の機器が同期基準パケットを送信するため、基準の機器の設置が必要であり、また同期基準パケットを一定間隔でブロードキャストすることからネットワークのトラフィックが増加するという問題があった。
【０００４】
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、ネットワークに接続された複数の通信機器が互いにタイミングを合わせてデータの送受信を行うと共に、単純な構成でかつトラフィックを低減させることができるネットワークシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のネットワークシステムは、ネットワークと通信可能に接続され、時刻を計時する計時手段を有する複数の通信機器を備え、前記複数の通信機器のうち何れか１つの通信機器が、時刻情報が含まれるトークンを他の通信機器に送信し、自己宛の前記トークンを受信した通信機器となる受信機器は、受信したトークンに含まれる時刻情報が示す同期時刻を前記計時手段に計時させ、前記計時手段は、前記同期時刻の経過を計時した場合、前記受信機器の所定の処理時間を前記同期時刻に加算し、加算した時刻を表す時刻情報が含まれるトークンを他の通信機器に送信する構成を有している。
【０００６】
この構成により、受信機器が所定の処理時間を加算した時刻を表す時刻情報が含まれるトークンを送信することにより、それぞれの通信機器が互いにタイミングを合わせてデータの送受信を行うため、基準の機器の設置を不要とし、ネットワークシステムを単純な構成にすることができる。また、一定間隔でトークンをブロードキャストしないため、トラフィックを低減させることができる。
【０００７】
また、本発明のネットワークシステムは、前記計時手段が前記時刻の経過を計時し、かつ、前記受信機器がデータを送信する場合、前記受信機器は、前記データを送信するときの送信処理時間および所定の処理時間を前記同期時刻に加算し、加算した時刻を表す時刻情報が含まれるトークンを他の通信機器に送信する構成を有している。
【０００８】
この構成により、受信機器がデータを送信する場合でも、所定の処理時間に加えて送信処理時間も同期時刻に加算してトークンを他の通信機器に送信するため、それぞれの通信機器における同期のタイミングを損なうことなくデータの送受信を行うことができる。
【０００９】
また、本発明のネットワークシステムにおいて、それぞれの前記計時手段が計時する時刻は、所定の周期毎に初期化され、前記加算した時刻が前記周期を経過したとき、前記受信機器は、前記加算した時刻を補正し、補正した時刻を表す時刻情報が含まれるトークンを他の通信機器に送信する構成を有している。
【００１０】
この構成により、計時する時刻が所定の周期毎に初期化される場合において、加算した時刻が周期を経過したとき、受信機器が加算した時刻を補正し、補正した時刻を表す時刻情報が含まれるトークンを他の通信機器に送信するため、それぞれの通信機器における同期のタイミングを損なうことなくデータの送受信を行うことができる。
【００１１】
また、本発明のネットワークシステムにおいて、前記送信処理時間は、前記データを送信するときのデータ量およびデータの転送速度に基づいて算出される構成を有している。
【００１２】
この構成により、送信処理時間がデータ量およびデータの転送速度に基づいて算出されるため、他の通信機器に送信するためのデータ量が可変量となるときでも対応可能である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、ネットワークに接続された複数の通信機器が互いにタイミングを合わせてデータの送受信を行うと共に、単純な構成でかつトラフィックを低減させることのできるネットワークシステムを提供することを目的とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態に係るネットワークシステムについて、図面を用いて説明する。
【００１５】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係るネットワークシステムのブロック構成図を図１に示す。本発明の第１の実施の形態に係るネットワークシステム１０は、通信機器１、通信機器２、および通信機器３がバス４と通信可能に接続された構成を有している。なお、ネットワークシステム１０は、改良型トークンパッシング型ＬＡＮのＡＲＣＮＥＴ（Attached Resource Computer NETwork）に適用された場合のネットワーク構成である。また、図１に示したネットワークシステム１０においては、通信機器を３つ図示しているが、３つに限定されず、多数の通信機器を備えるようにしてもよい。
【００１６】
通信機器１、通信機器２、および通信機器３は、時刻を計時する内部タイマ８を備えている。通信機器１、通信機器２、および通信機器３の内部タイマ８を、それぞれ内部タイマ８ａ、内部タイマ８ｂ、内部タイマ８ｃとして示す。その他、それぞれの通信機器は、ネットワーク上に接続された機器と通信するためのネットワークインタフェースやプログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）などを備えている。なお、内部タイマ８に関わる処理や通信機器が行う処理は、プログラムとして機能させるようにしてもよい。
【００１７】
図１に示したように、例えば通信機器１が、時刻情報が含まれるトークン１２を他の通信機器それぞれに送信するようになっている。なお、通信機器１が送信したときのトークン１２には、通信機器２のアドレスを示す情報が付加され、時刻情報には、時刻ｔ２が設定されている。また、トークンは、データ送信のための権利を表す信号であり、トークンを受信した通信機器が、バス４を介して他の通信機器にデータを送信することができる権利を有する。また、トークンに含まれる時刻情報が示す時刻を同期時刻という。
【００１８】
トークン１２を受信した通信機器のうち、自己宛のトークン１２を受信した通信機器２は、同期時刻ｔ２を内部タイマ８ｂに計時させるようになっている。その後、通信機器２がデータを送信せずに内部タイマ８ｂが、同期時刻ｔ２の経過を計時した場合、通信機器２は、同期時刻ｔ２に所定の処理時間を加算した時刻を表す時刻情報が含まれるトークン２２を他の通信機器に送信するようになっている。なお、通信機器２が送信したときのトークン２２には、通信機器３のアドレスを示す情報が付加される。
【００１９】
以下、本発明の第１の実施の形態に係るネットワークシステムの処理について、図面を参照して説明する。
【００２０】
図２は、各通信機器におけるデータ送受信のタイミングの関係を示したタイムチャートである。なお、図２には、通信機器１および通信機器２が送信するデータを持っておらず、通信機器３だけが通信機器１に送信するためのデータを持っており、通信機器３が通信機器１にデータを送信する様子が示されている。また、周期Ｔは、内部タイマ８ａ、内部タイマ８ｂ、および内部タイマ８ｃそれぞれを同期させるための周期であり、それぞれの内部タイマ８が計時する時刻は、周期Ｔ毎に初期化される。
【００２１】
まず、通信機器１は、トークン１２の送信タイミングである時刻ｔ１と、トークン１２を送信してから通信機器２が応答を開始するまでの処理時間Ｔｔと、を加算した時刻ｔ２を表す時刻情報が含まれるトークン１２を他の通信機器に送信する。なお、トークン１２には通信機器２のアドレスを示す情報が付加される。
【００２２】
次に、トークン１２を受信した通信機器２および通信機器３は、受信したトークン１２に含まれる同期時刻ｔ２を内部タイマ８に計時させる。このとき、通信機器２は、トークン１２が自己宛であり、他の通信機器に送信するためのデータがない、と判定する。その後、内部タイマ８ｂが同期時刻ｔ２の経過を計時した場合、通信機器２は、同期時刻ｔ２に処理時間Ｔｔを加算した時刻ｔ３を表す時刻情報が含まれるトークン２２を他の通信機器に送信する。なお、トークン２２には通信機器３のアドレスを示す情報が付加される。
【００２３】
次に、トークン２２を受信した通信機器１および通信機器３は、同期時刻ｔ３をそれぞれの内部タイマ８に計時させる。このとき、通信機器３は、トークン２２が自己宛であり、通信機器１に送信するためのデータを有していると判定するため、データを通信機器１に送信する。
【００２４】
ところで、データを送受信するためには、ＡＲＣＮＥＴのような通信規格に従って一連の手順を踏む必要となる場合がある。一連の手順としては、図２に示すように、送信先の通信機器のバッファが空きか否かを問い合わせるための信号ＦＢＥが、送信元の通信機器から送信先の通信機器に送信され、信号ＦＢＥに対する応答信号ＡＣＫが、送信先の通信機器から送信元の通信機器に送信され、データを送信するための信号ＰＡＣが、送信元の通信機器から送信先の通信機器に送信され、信号ＰＡＣに対する応答信号ＡＣＫが、送信先の通信機器から送信元の通信機器に送信される。
【００２５】
また、通信機器３は、データの送信に要した送信処理時間Ｔｄおよび処理時間Ｔｔを同期時刻ｔ３に加算した時刻である時刻ｔ４を算出する。ところが、時刻ｔ４は周期Ｔ以上になるため、通信機器３は、時刻ｔ４を（１）式で求め、時刻ｔ４を補正し、補正した時刻ｔ４を表す時刻情報が含まれるトークン３２を他の通信機器に送信する。
【００２６】
(数１)
ｔ４＝ｔ３＋Ｔｄ＋Ｔｔ−Ｔ  ・・・（１）
なお、通信機器３が送信するトークン３２には、通信機器１のアドレスを示す情報が付加される。各通信機器間でトークンを巡回させることにより、ネットワークシステム１０におけるデータの送信タイミングを同期させる。また、第１の実施の形態においては、送信するデータの量が一定であり、それぞれの通信機器は、送信処理時間Ｔｄの値を定数として予め用意していてもよい。なお、それぞれの通信機器は、処理時間Ｔｔの値を定数として予め用意していてもよい。
【００２７】
図３は、本発明の第１の実施の形態に係る各通信機器が行う処理を示すフローチャートである。
【００２８】
まず、トークンが通信機器によって受信されたとき（Ｓ１）、同期時刻が、内部タイマ８によって計時され（Ｓ２）、受信されたトークンが自己宛であるか否かを判定する（Ｓ３）。自己宛でないと判定した場合には、再度トークンの受信を待ち合わせ、自己宛であると判定した場合には、他の通信機器に送信するためのデータがあるか否かを判定する（Ｓ４）。
【００２９】
送信するためのデータがない場合には、同期時刻に処理時間Ｔｔを加算した値が周期Ｔの値以上か否かを判定する（Ｓ６）。周期Ｔの値を超えない場合には、同期時刻に処理時間Ｔｔを加算し、加算して得られた時刻を示す時刻情報をトークンに設定する（Ｓ９）。周期Ｔの値以上の場合には、同期時刻に処理時間Ｔｔを加算し、加算して得られた時刻に周期Ｔを減算し、減算して得られた時刻を示す時刻情報をトークンに設定する（Ｓ１０）。このとき、時刻情報が設定されたトークンは、他の通信機器に送信される（Ｓ１２）。
【００３０】
また、送信するためのデータがある場合には、同期時刻に処理時間Ｔｔおよび送信処理時間Ｔｄを加算した値が周期Ｔの値以上か否かを判定する（Ｓ５）。周期Ｔの値を超えない場合には、同期時刻に処理時間Ｔｔおよび送信処理時間Ｔｄを加算し、加算して得られた時刻を示す時刻情報をトークンに設定する（Ｓ７）。周期Ｔの値以上の場合には、同期時刻に処理時間Ｔｔおよび送信処理時間Ｔｄを加算し、加算して得られた時刻に周期Ｔを減算し、減算して得られた時刻を示す時刻情報をトークンに設定する（Ｓ８）。このとき、データが特定の通信機器に送信される（Ｓ１１）。データの送信後、時刻情報が設定されたトークンは、他の通信機器に送信される（Ｓ１２）。
【００３１】
以上説明したように、本発明の第１の実施の形態に係るネットワークシステムは、トークンを受信した通信機器（以下、受信機器という。）が、所定の処理時間を加算した時刻を表す時刻情報が含まれるトークンを送信することにより、それぞれの通信機器が互いにタイミングを合わせてデータの送受信を行うため、基準の機器の設置を不要とし、ネットワークシステムを単純な構成にすることができる。また、一定間隔でトークンをブロードキャストしないため、トラフィックを低減させることができる。
【００３２】
また、受信機器がデータを送信する場合でも、所定の処理時間に加えて送信処理時間をも同期時刻に加算してトークンを他の通信機器に送信するため、それぞれの通信機器における同期のタイミングを損なうことなくデータの送受信を行うことができる。
【００３３】
また、計時する時刻が所定の周期毎に初期化される場合において、加算した時刻が周期を経過したとき、受信機器が加算した時刻を補正し、補正した時刻を表す時刻情報が含まれるトークンを他の通信機器に送信するため、それぞれの通信機器における同期のタイミングを損なうことなくデータの送受信を行うことができる。
【００３４】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係るネットワークシステムのブロック構成図を図４に示す。また、第１の実施の形態においては、送信するデータの量が一定であったが、第２の実施の形態においては、任意のデータ量を送受信可能にしたネットワークシステムについて説明する。
【００３５】
本発明の第２の実施の形態に係るネットワークシステム２０は、通信機器５、通信機器６、および通信機器７がバス４と通信可能に接続された構成を有している。なお、ネットワークシステム２０は、改良型トークンパッシング型ＬＡＮのＡＲＣＮＥＴ（Attached Resource Computer NETwork）に適用された場合のネットワーク構成である。また、図４に示したネットワークシステム２０においては、通信機器を３つ図示しているが、３つに限定されず、多数の通信機器を備えるようにしてもよい。
【００３６】
なお、本発明の第２の実施の形態に係るネットワークシステムを構成する構成要素のうち、本発明の第１の実施の形態に係るネットワークシステムを構成する構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、それぞれの説明を省略する。また、通信機器５、通信機器６、および通信機器７は、時刻を計時する内部タイマ８を備えている。通信機器５、通信機器６、および通信機器７の内部タイマ８を、それぞれ内部タイマ８ｄ、内部タイマ８ｅ、内部タイマ８ｆとして示す。
【００３７】
図４に示したように、例えば通信機器５は、内部タイマ８ｄが同期時刻ｔ５の経過を計時し、時刻情報が含まれるトークン４２を他の通信機器それぞれに送信するようになっている。なお、通信機器５が送信したときのトークン４２には、通信機器６のアドレスを示す情報および時刻情報が付加されている。
【００３８】
以下、本発明の第２の実施の形態に係るネットワークシステムの処理について、図面を参照して説明する。
【００３９】
図５は、各通信機器におけるデータ送受信のタイミングの関係を示したタイムチャートである。なお、図５には、通信機器６および通信機器７が送信するデータを持っておらず、通信機器５だけが通信機器７に送信するためのデータを持っており、通信機器５が通信機器７にデータを送信する様子が示されている。
【００４０】
まず、通信機器５は、自己宛のトークンを受信し、通信機器７に送信するためのデータを有していると判定したとき、送信処理時間Ｔｄを算出する。ここで、信号ＦＢＥの送信に係る時間Ｔｆｂｅ、応答信号ＡＣＫの送信に係る時間Ｔａｃｋ、信号ＰＡＣの送信に係る時間ｔｄ、データ送信の完了から応答信号ＡＣＫを受信するまでの時間ｔｐとすれば、送信処理時間Ｔｄは、（２）式で表される。なお、時間Ｔｆｂｅ、時間Ｔａｃｋ、および時間ｔｐはネットワーク固有の定数である。
【００４１】
(数２)
Ｔｄ＝Ｔｆｂｅ＋Ｔａｃｋ＋ｔｄ＋ｔｐ＋Ｔａｃｋ  ・・・（２）
また、ネットワーク固有の定数である転送速度Ｓ、送信するときのデータ量ｎとすると、時間ｔｄは、（３）式で表される。なお、本実施の形態では、転送速度Ｓの単位をｂｐｓ、データ量ｎの単位をｂｉｔとする。
【００４２】
(数３)
ｔｄ＝ｎ／Ｓ  ・・・（３）
また、通信機器５は、算出した送信処理時間Ｔｄおよび処理時間Ｔｔを時刻ｔ５に加算した時刻である時刻ｔ６を算出する。ところが、時刻ｔ６は周期Ｔよりも大きいため、通信機器５は、時刻ｔ６を（４）式で求め、時刻ｔ６を補正し、補正した時刻ｔ６を表す時刻情報が含まれるトークン４２を他の通信機器に送信する。
【００４３】
(数４)
ｔ６＝ｔ５＋Ｔｄ＋Ｔｔ−Ｔ  ・・・（４）
図６は、本発明の第２の実施の形態に係る各通信機器が行う処理を示すフローチャートである。なお、本発明の第２の実施の形態に係る各通信機器が行う処理のうち、本発明の第１の実施の形態に係る各通信機器が行う処理と同一のものには同一の符号を付し、それぞれの説明を省略する。
【００４４】
受信されたトークンが自己宛であると判定した場合には、他の通信機器に送信するためのデータがあるか否かを判定する（Ｓ４）。送信するためのデータがある場合には、送信処理時間Ｔｄがデータを送信するときのデータ量およびデータの転送速度に基づいて算出され（Ｓ２０）、算出された送信処理時間Ｔｄおよび同期時刻に処理時間Ｔｔを加算した値が周期Ｔの値以上か否かを判定する（Ｓ５）。
【００４５】
以上説明したように、本発明の第２の実施の形態に係るネットワークシステムは、送信処理時間がデータ量およびデータの転送速度に基づいて算出されるため、他の通信機器に送信するためのデータ量が可変量となるときでも対応可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
以上のように、本発明に係るネットワークシステムは、ネットワークに接続された複数の通信機器が互いにタイミングを合わせてデータの送受信を行うと共に、単純な構成でかつトラフィックを低減させることができるという効果を有し、データを送受する複数の通信機器によって構成されるネットワークシステム等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るネットワークシステムのブロック構成図
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る各通信機器におけるデータ送受信のタイミングの関係を示したタイムチャート
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る各通信機器が行う処理を示すフローチャート
【図４】本発明の第２の実施の形態に係るネットワークシステムのブロック構成図
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る各通信機器におけるデータ送受信のタイミングの関係を示したタイムチャート
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る各通信機器が行う処理を示すフローチャート
【符号の説明】
【００４８】
１、２、３、５、６、７  通信機器
４  バス
８、８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅ、８ｆ  内部タイマ（計時手段）
１０、２０  ネットワークシステム
１２、２２、３２、４２  トークン
【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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