(57)【要約】診断ツール（２０）は、ネットワークセグメントからのＤＬＰＤＵを読み出し、セグメント上にて、ＤＬＰＤＵを同時に計測するための、パケットベースネットワーク媒体接続ユニット（２２）、計測インターフェース（２６）、ネットワークインターフェース（２８）、およびマイクロプロセッサ（３０）を有する。計測データがマイクロプロセッサ（３０）によって読み出されたときに、ＤＬＰＤＵがネットワークセグメント上にていまだにアクティブである場合、計測データは、格納されたＤＬＰＤＵに関連付けられる。診断ツール（２０）は、現在アクティブ属性を利用し、ＤＬＰＤＵの状態を決定する。
2007532050.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセス制御ネットワークのセグメントを診断するための方法であって、
該プロセス制御ネットワーク上にてＤＬＰＤＵを受信する工程と、
該ＤＬＰＤＵネットワークを計測し、計測データを抽出する工程と、
該ＤＬＰＤＵが現在アクティブであるかどうかを決定するために、状態指示子を試験する工程と、
該状態指示子が真である場合、該計測データを該ＤＬＰＤＵに関連付ける工程と
を包含する、方法。
【請求項２】
前記ＤＬＰＤＵが受信される間において、前記状態指示子を真にセットする工程をさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記状態指示子がブール属性である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記受信する工程が、
抵抗のフリーブロックを選択する工程と、
ＤＬＰＤＵデータを該抵抗のフリーブロックに書き込む工程と、
前記状態指示子を真にセットする工程と
を包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記プロセス制御ネットワークから前記ＤＬＰＤＵにおけるアクティビティ終了フィールドの受信において、前記状態受信器を偽にセットする工程をさらに包含する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記プロセス制御ネットワークがフィールドバスネットワークである、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
プロセス制御ネットワーク上にて、計測データをＤＬＰＤＵに関連付けるための方法であって、
計測データを引き出すために、ネットワークセグメント上にて受信されたＤＬＰＤＵオブジェクトを計測する工程と、
現在アクティブ属性が、該計測データが取られた後に真である場合、該受信されたＤＬＰＤＵオブジェクトを該計測データに関連付ける工程と
を包含する、方法。
【請求項８】
前記ＤＬＰＤＵオブジェクトのアクティビティ開始デリミタを受信した後、現在アクティブ属性を真にセットする工程と、
該ＤＬＰＤＵオブジェクトのアクティビティ終了デリミタを受信した後、現在アクティブ属性を偽にセットする工程と
をさらに包含する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記ＤＬＰＤＵオブジェクトが前記プロセス制御ネットワーク上にてアクティブである間において、前記計測する工程が実行される、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記受信されたＤＬＰＤＵオブジェクトを示すＤＬＰＤＵデータが、該ＤＬＰＤＵデータが受信された順序に従うキューから読み出される、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
プロセス制御ループ上にて、計測データを受信されたプロセス信号に関連付ける方法であって、該方法は、
該プロセス制御ループに接続された診断ツールを用いて、該プロセス制御ループからのプロセス信号を受信する工程と、
計測データを引き出すために、該受信されたプロセス信号を計測する工程と、
現在アクティブ属性に沿って、該プロセス信号を表すデータをメモリキューに書き込む工程と、
該診断ツールを用いて、該メモリキューにおいて最初に格納された該データが最初に処理されるように該メモリキューのフロントにおける該データを処理する工程と、
該キューからの該データに関連付けらた現在アクティブ属性が、処理する工程において真である場合、該計測データを該メモリキューからの該データに関連付ける工程と
を包含する、方法。
【請求項１２】
前記診断ツールが前記プロセス制御ループから電力を供給される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記処理する工程がソフトウェアにおいて実行される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記処理する工程が回路によって実行される、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、プロセス制御システムを用いた使用のための診断装置に関する。より詳細には、本発明は、通信パケットをネットワーク上の問題を診断する目的のための特定のフィールド装置に関連付けるために、プロセス制御システムにおけるパケットベースネットワーク（フィールドバスなどの）とインターフェースするための、および、ネットワークにリンクされるフィールド装置の通信とインターフェースする携帯用診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業的な状況において、制御システムは、在庫、産業および化学プロセスなどを監視および制御する。典型的には、制御システムは、産業上のプロセスにおけるキーとなる場所に配布され、プロセス制御ループによって制御空間における制御回路に結合されるフィールド装置を使用するこれらの機能を実行する。用語「フィールド装置」とは、配布された制御システムにおける機能を実行する任意の装置のことをいい、制御技術において現在周知とされる全ての装置を含む。
【０００３】
一般に、それぞれのフィールド装置は変換器またはアクチュエータを含む。変換器（アクチュエータを含む）は、物理的入力に基づく出力信号を生成するか、または入力信号に基づく物理的出力を生成する装置のいずれかを意味すると理解される。典型的には、変換器は入力信号を、異なる形を有する出力に変換する。しばしば、一つのシステムは、変換器をアクチュエートする電力を提供し、次に、通常、別の形において電力を第２のシステムに供給する。例えば、スピーカは電気信号を音声エネルギーへと変換する変換器である。変換器のタイプは、典型的には、様々な分析器具、センサ、圧力センサ、サーミスター、熱電対、歪みゲージ、フロートランスミッタ、ポジショナー、アクチュエータ、ソレノイド、指示子ライトなどを含む。
【０００４】
通信ネットワークは、コントローラを、フィールドに配置されたセンサおよびアクチュエータにリンクさせる。一つのそのような通信ネットワークは、フィールドバスなどのようなパケットベースネットワークである。フィールドバスは、産業上の応用において、コントローラ、アクチュエータ、およびセンサなどの、独立したフィールド装置を接続するための、デジタル、双方向、マルチドロップ、シリアル通信ネットワークを記載するために使用される汎用的な用語である。アメリカ計測学会（ＩＳＡ）はフィールドバス通信のための規格を採用し、それは、ＩＳＡ  ＳＰ５０．０２として認識される。ＩＳＡ規格のフィールドバスシステムは二つのワイヤバスを利用して、同時性のデジタル通信およびＤＣ電流を、遠隔に配置されたフィールド装置に提供する。
【０００５】
一般に、フィールドバス通信プロトコルは、多くのプロセス制御ネットワークにおいて用いられる周知の公開の通信プロトコルである。一般に、フィールドバスは、ネットワークバス上において、同時性の（すなわち、スケジュールされた）通信および非同時性の（たとえばトークンリング）通信を提供する。スケジュールされた／同時性の通信は、実際のプロセス制御活動に関連する信号のために使用されるが、その一方で、非同時性の通信は、第２の情報（ユーザへの、およびユーザからの通信、あるいは、プロセス制御に直接には関連しない計測のための）を搬送するために使用される。
【０００６】
フィールド装置は、２線式バスから電力を引き出し、中央コントローラへデータを送信し、中央コントローラからメッセージを受信する。中央コントローラは、物理的にもフィールド装置から分離されている。特定のフィールド装置と通信することにおいて問題が生じた場合、あるいは、フィールド装置から受信されたデータが正常ではない場合、その問題を手動にて診断する必要がある場合もある。
【０００７】
一部の試みは、個々のフィールド装置内において、診断回路要素を組み込むようになされ、そのフィールド装置がそれ自体を診断することができるようにする。しかしながら、そのような追加の回路は個々のフィールド装置にかかるコストを増加させる。付け加えて、送信エラーが生じた場合、そのような内部回路は適切に問題を把握するには不十分であり得、問題が実際に存在する場合であっても、そのフィールド装置がＯＫであるということを示すメッセージを送信する。さらに、そのような余分の回路は、多くの時間において不必要であるフィールドバス電力供給において電力消耗（ｄｒａｉｎ）を配置し、その結果、無駄に電力を散逸してしまう。
【０００８】
また、オレゴン州、Ｆｏｒｅｓｔ  Ｇｒｏｖｅ所在の、ＲＥＬＣＯＭ，  Ｉｎｃによって製造された、Ｆｉｅｌｄｂｕｓ  Ｍｏｎｉｔｏｒ  ＦＢＴ−３などの装置に接続し、その動作とインターフェースすることなく、「生の」（ｌｉｖｅ）フィールドバスネットワークを試すことも可能である。そのような装置は、ネットワーク動作を検証し、処理することを意図されているが、しかし、それ自体は、フィールドバスセグメント上にて通信することはできない。
【０００９】
前述したように、フィールドバスは、産業上の応用において、コントローラ、アクチュエータ、および、センサあるいは送信器などの独立したフィールド装置を接続するためのシリアル通信ネットワークのタイプである。典型的には、ネットワークは直接か、またはジャンクションボックスを介してのいずれかにおいて、様々なフィールド装置と制御センターを接続するホームラン（ｈｏｍｅｒｕｎ）ケーブルを含み、一つ以上のシリアル装置をネットワークへ接続する。通常、フィールドバスが可能なフィールド装置は、フィールドバスインターフェースチップおよびセンサ、変換器、アクチュエータ、またはネットワーク上で機能するための他の同様な回路要素を含む。
【００１０】
それぞれのフィールド装置の正確な要求は変化するゆえに、フィールドバスインターフェースチップからの直接なインターフェースをフィールド装置の計測回路に提供することが常に可能ではない。さらに、「生の」フィールドバスネットワークにおいて、複数のデータリンクプロトコルデータユニット（ＤＬＰＤＵ）は、迅速な継続（ｓｕｃｃｅｓｓｉｏｎ）において、通信経路を行き来し得る。これは、診断回路が正確にＤＬＰＤＵをそのソースに関連付けることが可能であることを要求する。
【００１１】
現在の診断装置および方法を用いて、フィールド装置に関連付けられる通信問題および設定エラーを処理することは困難である。結果として、システムレベルにおけるユーザは、容易に問題のソースを識別することが出来ず、通常は、システムによって、全体のプロセスが適切に動作していないことだけを知らされる。そのような警告が生じた場合、正常ではないフィールド装置を識別し修正することは困難である。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
診断システムはデータリンクプロトコルデータユニット（ＤＬＰＤＵ）を、計測インターフェースを用いた計測回路によって取られたデータに関連付ける。計測インターフェースは、計測回路およびマイクロプロセッサと通信し、フィールドバスセグメント上にてＤＬＰＤＵデータを計測する。ＤＬＰＤＵは、メッセージキューマネージャに従い、受信メッセージキューに書き込まれる。ＤＬＰＤＵデータは、ＤＬＰＤＵがフィールドバスセグメント上にて生じた順序におけるキューから読み出される。その診断ツールは、フィールドバスセグメント上のＤＬＰＤＵを計測し、計測データを抽出する。そのツールは、その計測データをソフトウェアキューに書き込む。そのソフトウェアは、ＤＬＰＤＵが現在アクティブであるかどうかを決定するために、計測データに関連される状態指示子を試験する。計測データが取られたＤＬＰＤＵが、まだアクティブである場合、その計測データはＤＬＰＤＵに関連付けられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、ホームランケーブル１４を介して複数のフィールドデバイス１６に接続された制御センター１２を有することにより、制御ネットワーク１８を形成する産業制御システム１０を示す。診断ツール２０は、ネットワーク１８に接続されている。ホームランケーブル１４は、破線で延びる。必要に応じて、ホームランケーブル１４が延び得、フィールドデバイス１６が追加されて制御ネットワーク１８を拡大し得ることを示すように、さらなるフィールドデバイス１６も破線で示されている。
【００１４】
概して、ホームランケーブル１４は、従来のフィールドバスネットワークで用いるように、２−ワイヤ、３−ワイヤまたは４−ワイヤのツイストペアのケーブルであり得る。典型的なプラントでは、ホームランケーブル１４は、数千メートル延び得、複数のフィールドデバイス１６は、ケーブル１４を介して制御センター１２に接続され得（コネクタ、直接配線またはジャンクションボックスを介して）、ネットワーク１８を非常に大きくする。
【００１５】
図に示すように、診断ツール２０は、制御ネットワーク１８に関する問題を識別するために、ホームランケーブル１４に接続されている。概して、診断ツール２０は、オペレータによって保持され得、ネットワーク１８の任意の点において設置され得るハンドヘルド型装置である。診断ツール２０は、物理層におけるネットワーク１８への診断ツール２０の接続を容易にするように設計された開口部またはリード線を有する。診断ツール１８は、ネットワーク１８によって電源供給され得る。あるいは、バッテリ、太陽電池パネル、またはプラント内の既存の電力回路網（例えば、２または３つのプロング型壁出口を備えた標準的なＡＣ電力回路）などの、独立電源によって電源供給され得る。
【００１６】
フィールドバスネットワーク１８では、フィールドデバイス１６は、「データリンクプロトコルデータユニット」（ＤＬＰＤＵ）と称されるフレームパケットにおいてデータを伝送する。概して、データリンクプロトコルは、物理層（ケーブル）から利用可能なサービスを利用することによって、データリンクサービスを提供する。各ＤＬＰＤＵは、複数のフィールドまたはデリミタ（ＤＬＰＤＵの型を特定し、ＤＬＰＤＵのサイズパラメータを伝えるフレーム制御フィールド；各々がＤＬアドレスを含み、全てが同じ長さである０〜３つの明示アドレスフィールド；ＤＬＰＤＵのさらなるパラメータ；大抵のＤＬＰＤＵに対するユーザデータフィールド；および、受信したＤＬＰＤＵの保全性をチェックするために用いられるフレームチェックシーケンス（ＦＣＳ））を含む。各ＤＬＰＤＵには、プリアンブルおよび開始データ（ＳＤ）デリミタがアペンドされている。ＤＬＰＤＵは、データストリングの最後を示す最終データ（ＥＤ）デリミタによって終了される。一連のビットは、組み合わされてＤＬＰＤＵを構成するが、データの各ビットは、物理層プロトコルデータユニット（ＰＬＰＤＵ）と見なされ得る。
【００１７】
概して、一つ以上のＤＬＰＤＵは、フィールドバスケーブル１４上で伝送される。診断ツール２０は、各ＤＬＰＤＵを独立に観察または検出する。診断ツール２０が、一度に一つのＤＬＰＤＵのみを受信および処理可能であるフィールドバスインタフェースチップ（ＦＩＣ）を有する場合では、ＤＬＰＤＵに関連した測定データは、受信アクティビティ信号（ＲｘＡ）の状態をチェックすることによって、シンプルに確認することができる。ソフトウェアがデータ測定を行った後においてこの信号がアクティブである場合では、この測定は、受信したＤＬＰＤＵに正しく関連する。
【００１８】
これとは対照的に、本発明の診断ツール２０は、複数のＤＬＰＤＵをキューイングすることが可能であるＦＩＣを有する。ソフトウェアのレイテンシーを許容するようにＦＩＣが複数の受信したＤＬＰＤＵをキューイングすることが可能であるので、ＲｘＡ信号は、もはや、ＤＬＰＤＵの関連に対して測定データを確認するためのメカニズムとしては使用され得ない。キューイングのために、キューのフロントにおけるＤＬＰＤＵは、必ずしも、フィールドバスセグメント上で現在アクティブなＤＬＰＤＵである必要はなくあり得る。
【００１９】
図２は、この点を示すために、フィールドバスネットワーク１８に接続された診断ツール２０に対するタイミング図を示す。図に示すように、一連のＤＬＰＤＵは、フィールドバスネットワークを介して伝送される。時間内の第１のＤＬＰＤＵは、ＤＬＰＤＵ（Ｎ）としてラベル付けされた正弦波として示されており、次のＤＬＰＤＵは、ＤＬＰＤＵ（Ｎ＋１）としてラベル付けされている。
【００２０】
ＤＬＰＤＵメッセージパケットを読み込むために、パケットをサンプリングする必要がある。典型的には、外部回路がチップ割り込み要求（チップＩＲＱ）を生成する。次いで、チップ割り込み要求は、ソフトウェア割り込みをトリガする。典型的には、一度チップ割り込み要求の前縁が受信されると、ソフトウェアをウェイクアップするのにかかる時間は短い。チップＩＲＱの前縁の受信とソフトウェア割り込みに対するウェイクアップ時間との間の遅延が、レイテンシー時間である。
【００２１】
図に示すように、ＤＬＰＤＵ（Ｎ）がフィールドバスネットワーク上でアクティブであるときにおいて、外部回路はチップＩＲＱを生成する。チップＩＲＱは、次いでチップにフィールドバスライン上において信号をサンプリングさせるソフトウェア割り込みを引き起こす。チップがサンプリングを終了すると、同一のＤＬＰＤＵがウィンドウ内にある場合では、その結果生じるサンプリングは優れている。しかしながら、チップ割り込み要求とチップ上のソフトウェアのウェイクアップとの間のレイテンシー遅延を仮定し、ネットワーク上のＤＬＰＤＵの長さおよび間隔が劇的に変化し得ると仮定すると、アナログデジタルサンプリングが生じるときにおいて、ＤＬＰＤＵがウィンドウから消えることが起こり得る。ＤＬＰＤＵ（Ｎ＋１）に関連して示したように、ＤＬＰＤＵが終了した後に、アナログデジタルサンプリングが開始する。第２のＤＬＰＤＵ（Ｎ＋２）がＤＬＰＤＵ（Ｎ＋１）の直後に伝送される場合では、アナログデジタルサンプリングは、ＤＬＰＤＵ（Ｎ＋１）の後縁またはＤＬＰＤＵ（Ｎ＋２）の前縁をとらえ得る。あるいは、このサンプリングは、単に、その後縁においてキャリア信号を検出する。ＤＬＰＤＵがウィンドウから消えようと、次のＤＬＰＤＵと交換されようと、この読み込みは範囲外であり、この信号の読み取りをＤＬＰＤＵに関連付けることは不可能である。
【００２２】
診断ツール２０が、ＦＩＣによって受信される各ＤＬＰＤＵオブジェクトに対して、ブール属性または状態指示子「現在アクティブ」を用いる。ＦＩＣは複数のＤＬＰＤＵオブジェクトをキューイングすることが可能であるので、ＦＩＣハードウェアメモリには、一組のＰ個のＤＬＰＤＵオブジェクトが存在する（Ｐ＞１）。ＤＬＰＤＵオブジェクトが入力マルチプレクサによって選択されると、現在アクティブ属性は、アクティビティ開始デリミタの受信後（すなわち、受信アクティビティ「ＲｘＡ」信号が真である場合）において、真に設定される。現在アクティブ属性は、アクティビティ終了デリミタの受信後（すなわち、受信アクティビティ「ＲｘＡ」信号が偽である場合）において、偽に再設定される。
【００２３】
図３に示すように、概して、本発明の診断ツール２０は、フィールドバス媒体接続ユニット（ＭＡＵ）２２と、アナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器２４と、測定インタフェースと、フィールドバスインタフェースチップ（ＦＩＣ）２８と、マイクロプロセッサ３０と、ユーザインタフェース３２（キーボードおよびディスプレイ、または類似インタフェース）を有する。本質的には、ＭＡＵ２２は、フィールドバスセグメント上の信号の測定を行う。信号の振幅がＡ／Ｄ変換器２４に送られ、この変換器は、デジタル情報を測定インタフェース２６に送る。測定されたＤＬＰＤＵはまた、ＦＩＣ２８に送られる。測定インタフェース２６およびＦＩＣ２８は、それぞれのデータをマイクロプロセッサ３０に送る。このマイクロプロセッサは、ＤＬＰＤＵおよびデジタル測定データを利用して、ユーザインタフェース３２にディスプレイ情報を提供する。
【００２４】
本質的には、ＭＡＵ２２は、ネットワーク上の信号の測定およびＤＬＰＤＵの取り出しを両方とも行い、さらなる処理のために、信号をＡ／Ｄ変換器２４に送り、ＤＬＰＤＵをＦＩＣ２８に送る。後述する図に関連して詳細に検討するように、ＦＩＣ２８内の回路網は、ＤＬＰＤＵがフィールドバスセグメント上でアクティブである場合において、ソフトウェア割り込み要求を生成する。ＲｘＡ信号は、ＭＡＵ２２からＤＬＰＤＵを受信するＦＩＣ２８内の状態マシーンをアクティブにする。次いで、ＤＬＰＤＵは、受信キューマネージャ５０（図６）によるキュー内において、レジスタのフリーなブロックにシフトされる。このマネージャは、受信メッセージキューを管理し、ＤＬＰＤＵがシフトされるレジスタを管理する。格納され記録されたデータは、フィールドバスセグメント上でアクティブなＤＬＰＤＵであるか否かに関して、識別され得る。
【００２５】
好適な実施形態では、キューは、３つの受信メッセージレジスタと単一の伝送レジスタとを含む。しかし、３つよりも多くのレジスタを用い得るということも考えられる。本例では、格納されたＤＬＰＤＵの数が３に達し、診断ツール２０が、格納されたＤＬＰＤＵのうちの一つの処理を開始しない場合では、診断ツール２０に関連する問題がある。診断ツール２０の診断は、それ自体はＤＬＰＤＵまたはツール２０に依存しないが、診断ツール２０が、典型的に、所与の時間の後において１つまたは２つよりも多くのメッセージを落とさないというのは、診断ツール２０に特有である。
【００２６】
図４は、診断ツール２０の内部のＦＩＣ２８の拡大図を示す。図に示すように、ＲｘＳ、ＲｘＡ、ＴｘＥおよびＴｘＳ信号は、ＦＩＣ２８の物理層インタフェース３４とインタラクトする。次いで、ＤＬＰＤＵデータは、ｂｕｓ＿ａｃｔｉｖｅフラグとともに受信メッセージキュー３６に送られる。ｂｕｓ＿ａｃｔｉｖｅフラグは、ＤＬＰＤＵが受信される限り、真のままである。ＤＬＰＤＵの最後において、ｂｕｓ＿ａｃｔｉｖｅフラグが偽に設定される。ＤＬＰＤＵは、受信された順で、受信メッセージキュー３６からマイクロプロセッサインタフェース３８へとシフトされる。次いで、読み込まれたＤＬＰＤＵはマイクロプロセッサに送られる。
【００２７】
マイクロプロセッサインタフェース３８はまた、伝送回路４０へとデータを送る。次いで、この伝送回路は、物理層インタフェース３４を介してフィールドバスセグメント（図示せず）にデータを伝送する。
【００２８】
図５は、受信されたメッセージ４２の構造を示す。図に示すように、受信されたメッセージ４２は、メッセージデータと、メッセージ状態情報（例えば、エラーデータ）と、タイムスタンプと、現在アクティブ状態指示子とを含む。現在アクティブ状態指示子を用いることによって、フィールドバスセグメントから取得された測定は、特定のＤＬＰＤＵに関連付けられ得る。
【００２９】
図６は、受信メッセージキュー３６を示す。図に示すように、メッセージは、入力マルチプレクサ（ＭＵＸ）４４に入力される。受信キューマネージャ５０によって選択された入力に従って、入力ＭＵＸ４４は、メッセージを、（受信された順で）、データオブジェクト４６Ａ、４６Ｂまたは４６Ｃによって示される受信メッセージキューのうちの一つにシフトする。受信キューマネージャ５０によって選択された出力に従って、出力ＭＵＸ４８は、選択されたデータオブジェクト４６Ａ、４６Ｂまたは４６Ｃからデータを読み込む。次いで、出力ＭＵＸ４８は、この情報をマイクロプロセッサインタフェース３８に送る。メッセージアクノリッジが、受信キューマネージャ５０へとマイクロプロセッサ３０によって送信され、データがデータオブジェクト４６Ａ、４６Ｂまたは４６Ｃのうちの１つから読み込まれたことを示す。それによって、受信キューマネージャ５０のポインタをインクリメントし、次の入力イベントおよび次の出力イベントが、順序どおりに次のデータオブジェクトから読み込むようにする。
【００３０】
診断ツール２０によって受信された第１のメッセージは、例えば、入力ＭＵＸ４４に送られる。受信キューマネージャ５０は、データオブジェクト４６Ａを指すデータ入力ポインタおよびデータ出力ポインタの両方を有する。このマネージャは、データオブジェクト４６Ａへと書き込まれ得る。次いで、受信キューマネージャ５０は、その入力ポインタを、データオブジェクト４６Ｂを指すように更新し、次の受信されるメッセージが４６Ａに格納されたデータを上書きしないようにする。マイクロプロセッサ３０が出力からデータを読み込む準備ができると、データオブジェクト４６Ａに格納されたデータは、出力ＭＵＸ４８を介して、また、マイクロプロセッサインタフェース３８上において、ゲートで制御される。データが出力ｍｕｘ４８から読み込まれるときにおいて、メッセージアクノリッジが受信キューマネージャ５０に送られる。それにより、受信キューマネージャ５０に、その出力ポインタ（図６のＯｕｔ）を更新させて、次のデータオブジェクト４６Ｂを指すようにする。以下も同様である。データオブジェクト４６Ｃが埋まっている場合では、ポインタは、リングバッファのように、４６Ａを指すように進む。
【００３１】
図７は、タイミング図を示す。図に示すように、一連のＤＬＰＤＵがフィールドバスセグメントから受信される。バスアクティブ（ＲｘＡ）は、各々の受信されたＤＬＰＤＵに対応する。図６に示される「Ｉｎ」選択は、ゼロ状態において開始し、事実上、（図６に示される）データオブジェクト４６Ａを選択する。第１のＤＬＰＤＵが読み込まれている間において、メッセージアクティブ０ラインは、データオブジェクト４６Ａに読み込まれているＤＬＰＤＵが現在アクティブであることを示す。一度ＤＬＰＤＵがフィールドバスセグメントから離れると、メッセージアクティブ０ラインは、ＤＬＰＤＵがもはやアクティブではないことを示すロー状態になる。「Ｉｎ」選択は、ゼロ状態から、次に受信されるＤＬＰＤＵがメッセージ１（図６のデータオブジェクト４６Ｂ）に格納されていることを示す一（１）へと変化する。以下も同様である。図に示すように、メッセージ１は、マイクロプロセッサ３０から認識されるように示され、第１のＤＬＰＤＵが測定データと関連付けられた。しかしながら、第２の受信されたＤＬＰＤＵは、メッセージアクノリッジが送信される前にセグメントに来てそのセグメントを離れた。したがって、ＤＬＰＤＵは、この測定データを関連付けることができなかった。しかしながら第３のメッセージは、測定データと関連付けることが可能であった。それは、メッセージがフィールドバスセグメント上でアクティブである間において、第３のＤＬＰＤＵがマイクロプロセッサ３０から認識されたためである。このように、診断ツール２０は、現在アクティブ状態指示子を用いて、測定データを受信したＤＬＰＤＵと関連付けることが可能であるか否かを決定する。
【００３２】
図８に示すように、ソフトウェアは、ＤＬＰＤＵが受信されているか受信されたかを通知するフィールドバスインタフェースチップから、割り込みを受信する（ステップ５２）。ソフトウェアは、外部回路に測定を行うように指示する（ステップ５４）。測定が行われた後において、ソフトウェアは、受信キューのフロントにおけるＤＬＰＤＵの「現在アクティブ」属性を読み込む（ステップ５６）。「現在アクティブ」属性をテストする（ステップ５８）。現在アクティブ属性が真である場合では、受信キューのフロントにおけるＤＬＰＤＵは、実際に測定されているＤＬＰＤＵであり、測定データは、ＤＬＰＤＵに関連する（ステップ６０）。現在アクティブ属性が偽である場合では、ＤＬＰＤＵの関連付けは、不可能である（ステップ６２）。
【００３３】
一般的に、フィールドチップは、ソフトウェアレイテンシーを許容するように複数の受信したＤＬＰＤＵをキューイングすることが可能である。受信アクティブ信号は、ＤＬＰＤＵの関連に対して測定データを確認するための機構としては使用されない。キューイングのために、キューのフロントにおけるＤＬＰＤＵは、必ずしも、フィールドバスセグメント上で現在アクティブなＤＬＰＤＵである必要はなくあり得る。このように、本発明は、フィールドチップによって受信され得るＤＬＰＤＵを表すフィールドバスチップハードウェア内の各オブジェクトに関して（現在アクティブな）、ブール属性を用いる。ＤＬＰＤＵメッセージコンテンツと特定のフィールドデバイスとの関連は、ＣＰＵおよび測定回路の両方と独立である。ソフトウェアドライバは、測定の妥当性を保証するために、測定値を取得した後において、現在アクティブ属性が真であることを確認するようにチェックすることを必要とするだけである。この関連の決定は、正しいと保証される。現在アクティブ属性が真である場合では、ＤＬＰＤＵは、確実に測定値と関連する。偽である場合では、可能な関連付けはない。従来の受信アクティブフラグ（ＲｘＡ）を用いて測定値をＤＬＰＤＵに関連付ける場合では、受信がアクティブであるときにおいてなされた測定は、真である可能性は高い（特に速いＣＰＵにおいて高い）とはいえ、受信キューにおけるＤＬＰＤＵとの関連は保証できない。
【００３４】
現在アクティブ属性をハードウェアにインプリメントすることによって、ＤＬＰＤＵの認証プロセスが必要とする追加のゲートは、非常に少なく、事実上、ハードウェアにコストを追加しない。この関連付けスキームは、全てのＤＬＰＤＵが測定値と関連付け可能であることは保証しないが、少なくとも、本発明は、測定データとＤＬＰＤＵとの関連付けがなされた場合において、その関連付けが妥当であることを保証する。最悪の場合では、測定値に関連付けられ得るＤＬＰＤＵはない。測定は、常に、ＤＬＰＤＵがフィールドバス上で実際にアクティブである間においてなされる必要があり、それは、複数のＤＬＰＤＵを保持し得る、受信キューよりもソフトウェアに対して顕著に厳しいレイテンシーの制限を課す。それにもかかわらず、以前の診断ツールは、複数のＤＬＰＤＵを読み込み得るが、ＤＬＰＤＵを特定のフィールドデバイスに関連付け出来ないか、一度に一つに対してしか出来ないが、本発明は、特定のフィールドデバイスに特定のＤＬＰＤＵを関連付けることを可能にする。これは、従来技術に対する顕著な改良点である。
【００３５】
フィールドバスネットワークを介して伝送されるＤＬＰＤＵに関連して本発明を記載したが、本発明の技術が、任意の型の処理制御ネットワークを介して伝送される処理制御信号に適用され得ることは、当業者に理解される。特に、本発明は、複数の処理制御信号が伝送および受信される現在アクティブな処理制御ネットワークとともに用いる診断ツールに適用され得る。
【００３６】
好適な実施形態を参照して本発明を記載してきたが、当業者は、本発明の精神および範囲から逸脱せずに、形態および詳細において変更がなされ得るということを、理解する。例えば、本明細書において特定の型のパケットベースネットワーク（すなわち、フィールドバス）を用いたが、本発明は、別の形態のパケットベースネットワーク（例えば、Ｍｕｌｔｉｄｒｏｐ  ＲＳ２３２）にも同様に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明による診断装置を備えた処理制御ネットワークの略ブロック図である。
【図２】不良なサンプルを生じさせるソフトウェアウェイクアップ間のレイテンシーを図示するタイミング図の一例であり、本発明を必要とする。
【図３】本発明による診断ツールのブロック図である。
【図４】図３の診断ツールの内部のフィールドバスインタフェースチップの拡大ブロック図である。
【図５】図４の受信メッセージキューに格納された受信メッセージのメッセージ構造のブロック図である。
【図６】図４の受信メッセージキューの拡大ブロック図である。
【図７】本発明の診断ツールのキューイングを示すタイミング図である。
【図８】本発明によるデータリンクプロトコルデータユニット（ＤＬＰＤＵ）に測定データを関連付ける方法のフロー図である。
【図１】
2007532050.tif 000003
【図２】
2007532050.tif 000004
【図３】
2007532050.tif 000005
【図４】
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【図５】
2007532050.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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