(57)【要約】【課題】システムを複雑にすることなく、通信モジュールの設定状態や接続状態を迅速にチェックできる通信システムを提供する。【解決手段】送信手段２２は、内部スイッチ２１の設定状態に基づいて認識される通信モジュール２の機能（マスターモジュール／スレーブモジュール）を、中継バス１を介して通信モジュール３に送信する。照合手段２３は、通信モジュール３から送信された機能（マスターモジュール／スレーブモジュール）と自ら認識される通信モジュール２の機能とを照合する。停止手段２４は、照合手段２３における照合結果に応じて通信モジュール２からのデータの出力を停止する。【選択図】図１
2008109325.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の通信モジュールおよび第２の通信モジュールを中継バスで接続して構成された通信システムにおいて、
前記第１の通信モジュールは、
当該第１の通信モジュールの機能を認識する第１の認識手段と、
前記第１の認識手段で認識された機能を、前記中継バスを介して前記第２の通信モジュールに送信する送信手段と、
を具備し、
前記第２の通信モジュールは、
当該第２の通信モジュールの機能を認識する第２の認識手段と、
前記送信手段で送信された前記機能と、前記第２の認識手段で認識された前記機能とを照合する照合手段と、
を具備することを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記第１の通信モジュールおよび前記第２の通信モジュールは、共通の通信モジュールとして構成され、
前記共通の通信モジュールは、
前記第１の認識手段および前記第２の認識手段として機能するとともに、当該共通の通信モジュールの機能を前記第１の通信モジュールとしての機能と、前記第２の通信モジュールとしての機能との間で切り替える切替手段を具備することを特徴とする通信システム。
【請求項３】
前記第１の通信モジュールには外部モジュールとの間の通信のための第１のバスが、前記第２の通信モジュールには外部モジュールとの間の通信のための第２のバスが、それぞれ接続され、
前記中継バスの通信周波数が前記第１のバスの通信周波数および前記第２のバスの通信周波数よりも高くされていることを特徴とする請求項１または２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記中継バスの通信周波数は、前記第１のバスおよび前記第２のバスの通信周波数の整数倍であ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】
前記中継バスのビット数を前記第１のバスおよび前記第２のバスのビット数よりも大きくしたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項６】
前記照合手段における照合結果に応じて前記第２の通信モジュールからのデータの出力を停止する停止手段を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項７】
前記第１の通信モジュールの機能および前記第２の通信モジュールの機能は、それぞれマスターモジュールあるいはスレーブモジュールとしての機能であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の通信モジュールを互いにバスで接続して構成された通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
プラントのフィールド制御システムなどでは、監視用端末とフィールド機器、あるいはフィールド機器間で通信を行うことで、プロセス制御を実行している。通信距離などの都合で通信経路に光通信その他の中継バスが設けられる場合、中継バスの両端にそれぞれ通信モジュールが接続される。
【０００３】
図３は、中継バス１０１の両端に通信モジュール１０２および通信モジュール１０３を設けた例を示している。上流側ないし上位側の通信モジュール１０２にはバス１０４が、下流側ないし下位側の通信モジュール１０３にはバス１０５がそれぞれ接続されている。
【０００４】
通信モジュール１０２および通信モジュール１０３は共通の通信モジュールとして構成されており、内部スイッチによりその機能が切り替えられる。この例では、上流側ないし上位側をマスターモジュール、下流側ないし下位側をスレーブモジュールに設定することで、正常な通信状態を確保できる。すなわち、図３に示すように、通信モジュール１０２の内部スイッチ１０２ａはマスターの側に、通信モジュール１０３の内部スイッチ１０３ａはスレーブの側に、それぞれ設定される。
【０００５】
図４は通信タイミングを示すタイミング図である。マスターモジュールとして機能する通信モジュール１０２は、バス１０４からデータ（データＡおよびデータＢ）を受信し、通信モジュール１０２の動作クロックに同期してデータを中継バス１０１に出力する。スレーブモジュールとして機能する通信モジュール１０３は中継バス１０１からデータを受信し、通信モジュール１０３の動作クロックに同期してデータをバス１０５に出力する。同様に、バス１０５からバス１０４に向けた逆方向のデータ転送も可能とされている。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２３９１９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、通信モジュール１０２または通信モジュール１０３の内部スイッチの設定に誤りがあった場合、受信されるデータには相手方の通信モジュールを識別する識別要因がないため、通信モジュール１０２または通信モジュール１０３が誤動作し、バス１０４またはバス１０５に誤データが出力される。誤データの出力が継続した場合、システムに悪影響を与えるおそれがある。
【０００８】
このような誤動作を防止するため、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check；巡回冗長検査）を用いてデータをチェックすることも考えられるが、ＣＲＣではデータ全てをバッファする必要があり、回路規模が大きくなるとともに、データ転送の大幅な遅延が発生するため好ましくない。
【０００９】
本発明の目的は、システムを複雑にすることなく、通信モジュールの設定状態や接続状態を迅速にチェックできる通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の通信システムは、第１の通信モジュールおよび第２の通信モジュールを中継バスで接続して構成された通信システムにおいて、前記第１の通信モジュールは、当該第１の通信モジュールの機能を認識する第１の認識手段と、前記第１の認識手段で認識された機能を、前記中継バスを介して前記第２の通信モジュールに送信する送信手段と、を具備し、前記第２の通信モジュールは、当該第２の通信モジュールの機能を認識する第２の認識手段と、前記送信手段で送信された前記機能と、前記第２の認識手段で認識された前記機能とを照合する照合手段と、を具備することを特徴とする。
この通信システムによれば、送信手段で送信された機能と、第２の認識手段で認識された機能とを照合するので、システムを複雑にすることなく、通信モジュールの設定状態や接続状態を迅速にチェックできる。
【００１１】
前記第１の通信モジュールおよび前記第２の通信モジュールは、共通の通信モジュールとして構成され、前記共通の通信モジュールは、前記第１の認識手段および前記第２の認識手段として機能するとともに、当該共通の通信モジュールの機能を前記第１の通信モジュールとしての機能と、前記第２の通信モジュールとしての機能との間で切り替える切替手段を具備してもよい。
【００１２】
前記第１の通信モジュールには外部モジュールとの間の通信のための第１のバスが、前記第２の通信モジュールには外部モジュールとの間の通信のための第２のバスが、それぞれ接続され、前記中継バスの通信周波数が前記第１のバスの通信周波数および前記第２のバスの通信周波数よりも高くされていてもよい。
【００１３】
前記中継バスの通信周波数は、前記第１のバスおよび前記第２のバスの通信周波数の整数倍であってもよい。
【００１４】
前記中継バスのビット数を前記第１のバスおよび前記第２のバスのビット数よりも大きくしてもよい。
【００１５】
前記照合手段における照合結果に応じて前記第２の通信モジュールからのデータの出力を停止する停止手段を備えてもよい。
【００１６】
前記第１の通信モジュールの機能および前記第２の通信モジュールの機能は、それぞれマスターモジュールあるいはスレーブモジュールとしての機能であってもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の通信システムによれば、送信手段で送信された機能と、第２の認識手段で認識された機能とを照合するので、システムを複雑にすることなく、通信モジュールの設定状態や接続状態を迅速にチェックできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図１〜図２を参照して、本発明による通信システムの一実施形態について説明する。
【００１９】
図１は、本実施形態の通信システムの構成を示すブロック図である。
【００２０】
図１に示すように、本実施形態の通信システムは、中継バス１の両端に通信モジュール２および通信モジュール３を接続して構成される。上流側ないし上位側の通信モジュール２は、バス４を介して外部の通信モジュール（不図示）に接続されている。また、下流側ないし下位側の通信モジュール３は、バス５を介して外部の通信モジュール（不図示）に接続されている。
【００２１】
通信モジュール２および通信モジュール３には、共通のモジュールが用いられており、切替手段および認識手段としての内部スイッチにより機能を設定している。すなわち、通信モジュール２の内部スイッチ２１をマスター側に、通信モジュール３の内部スイッチ３１をスレーブ側に、それぞれ設定することにより、通信モジュール２をマスターモジュール（上流側ないし上位側のモジュール）として、通信モジュール３をスレーブモジュール（下流側ないし下位側のモジュール）として、それぞれ使用している。
【００２２】
図１に示すように、通信モジュール２は、内部スイッチ２１の設定状態に基づいて認識される通信モジュール２の機能（マスターモジュール／スレーブモジュール）を、中継バス１を介して通信モジュール３に送信する送信手段２２と、通信モジュール３から送信された機能（マスターモジュール／スレーブモジュール）と自ら認識される通信モジュール２の機能とを照合する照合手段２３と、照合手段２３における照合結果に応じて通信モジュール２からのデータの出力を停止する停止手段２４と、を構成する。
【００２３】
また、通信モジュール３は、内部スイッチ３１の設定状態に基づいて認識される通信モジュール３の機能（マスターモジュール／スレーブモジュール）を、中継バス１を介して通信モジュール２に送信する送信手段３２と、通信モジュール２から送信された機能（マスターモジュール／スレーブモジュール）と自ら認識される通信モジュール３の機能（マスターモジュール／スレーブモジュール）とを照合する照合手段３３と、照合手段３３における照合結果に応じて通信モジュール３からのデータの出力を停止する停止手段３４と、を構成する。
【００２４】
バス４、バス５および中継バス１はいずれも５ビットであるが、通信周波数は同一ではなく、バス４およびバス５では３２ＭＨｚであるのに対し、中継バス１では６４ＭＨｚである。
【００２５】
バス４から通信モジュール２に転送されたデータは、通信モジュール２の動作クロックに同期して中継バス１に出力される。さらに通信モジュール３で受信されたデータは、通信モジュール３の動作クロックに同期してバス５に出力される。
【００２６】
また、バス５から通信モジュール３に転送されたデータは、通信モジュール３の動作クロックに同期して中継バス１に出力される。さらに通信モジュール２で受信されたデータは、通信モジュール２の動作クロックに同期してバス４に出力される。
【００２７】
図２は、中継バス１を介するデータの通信タイミングを示すタイミング図である。
【００２８】
図２（ａ）の例では、バス４からバス５へのデータ転送を示しており、バス４を転送された「データＡ」および「データＢ」が、一定の遅延時間をもって通信モジュール２から中継バス１に出力される。
【００２９】
また、通信モジュール２の送信手段２２は、内部スイッチ２１により設定された通信モジュール２の機能（マスターモジュール／スレーブモジュール）を識別する識別データ１１を中継バス１に出力する。例えば、内部スイッチ２１が図１に示す状態の場合には、マスターモジュールとしての機能を示す識別データ１１が出力される。中継バス１の通信周波数は６４ＭＨｚであるため、図２（ａ）に示すように、バス４を３２ＭＨｚで転送されてきた「データＡ」および「データＢ」は、１／２の時間長に圧縮され、転送データ中に識別データ１１を挿入することが可能となる。
【００３０】
中継バス１を転送された識別データ１１は、通信モジュール３により受信される。
【００３１】
通信モジュール３の照合手段３３は、内部スイッチ３１により設定された通信モジュール３の機能（マスターモジュール／スレーブモジュール）と、通信モジュール２から送信されてきた識別データ１１が示す機能とを照合する。
【００３２】
例えば、図１に示す場合には、識別データ１１に基づいて通信モジュール２はマスターモジュールとして機能していると判断される。また、内部スイッチ３１の状態に基づいて、通信モジュール３はスレーブモジュールとして機能していると認識される。このため、照合手段３３における照合結果は「正常」となる。一方、内部スイッチ２１または内部スイッチ３１の設定が誤っていた場合には、通信モジュール２および通信モジュール３の機能がいずれもマスターモジュールまたはスレーブモジュールと判定されるため、照合手段３３における照合結果は「異常」となる。この場合、停止手段３４により通信モジュール３からバス５へのデータの出力が停止され、システムへの悪影響が抑制される。
【００３３】
一方、図２（ｂ）の例では、バス５からバス１へのデータ転送を示しており、バス５を転送された「データＣ」および「データＤ」が、一定の遅延時間をもって通信モジュール３から中継バス１に出力される。
【００３４】
また、通信モジュール３の送信手段３２は、内部スイッチ３１により設定された通信モジュール３の機能（マスターモジュール／スレーブモジュール）を識別する識別データ１２を中継バス１に出力する。例えば、内部スイッチ３１が図１に示す状態の場合には、スレーブモジュールとしての機能を示す識別データ１２が出力される。中継バス１の通信周波数は６４ＭＨｚであるため、図２（ｂ）に示すように、バス５を３２ＭＨｚで転送されてきた「データＣ」および「データＤ」は、１／２の時間長に圧縮され、転送データ中に識別データ１２を挿入することが可能となる。
【００３５】
中継バス１を転送された識別データ１２は、通信モジュール２により受信される。
【００３６】
通信モジュール２の照合手段２３は、内部スイッチ２１により設定された通信モジュール２の機能（マスターモジュール／スレーブモジュール）と、通信モジュール３から送信されてきた識別データ１２が示す機能とを照合する。
【００３７】
例えば、図１に示す場合には、識別データ１２に基づいて通信モジュール３はスレーブモジュールとして機能していると判断される。また、内部スイッチ２１の状態に基づいて、通信モジュール２はマスターモジュールとして機能していると認識される。このため、照合手段２３における照合結果は「正常」となる。一方、内部スイッチ２１または内部スイッチ３１の設定が誤っていた場合には、通信モジュール２および通信モジュール３の機能がいずれもマスターモジュールまたはスレーブモジュールと判定されるため、照合手段２３における照合結果は「異常」となる。この場合、停止手段２４により通信モジュール２からバス４へのデータの出力が停止され、システムへの悪影響が抑制される。
【００３８】
なお、識別データとして、通常の転送データ（例えば、「データＡ」、「データＢ」、「データＣ」あるいは「データＤ」）として出現しないパターンを選択すればよい。
【００３９】
また、データの転送順序は、図２（ａ）および図２（ｂ）の例に限定されない。例えば、「データＡ」と識別データ１１の転送順序を入れ替え、識別データを先に転送するようにしてもよい。
【００４０】
以上のように、本実施形態の通信システムによれば、ＣＲＣのチェックを行う場合のように複雑なシステム設計や大規模な変更を要することなく、各通信モジュールの設定状況を確認することができ、システムの信頼性を向上させることができる。また、データ転送の遅延を招くこともない。さらに、機能の照合は実質的にリアルタイムに実行されるため、設定状況に誤りがある場合には速やかにデータ転送が停止され、システムへ与える悪影響を最小限に抑えることができる。
【００４１】
上記実施形態では、中継バス１の通信周波数をバス４およびバス５の通信周波数の２倍としているが、中継バス１の通信周波数は任意に定めることができる。例えば、バス４およびバス５の通信周波数の整数倍（３倍以上）としてもよい。また、中継バス１のビット数をバス４およびバス５のビット数よりも大きくしてもよい。この場合、中継バス１の通信周波数はバス４およびバス５と同一でもよいし、異なっていてもよい。
【００４２】
さらに、中継バスの通信周波数およびビット数は、中継バスの単位時間当たりのデータ転送量が拡大できる範囲において任意に設定することができる。識別データを中継バスの転送データ中に挿入できるように構成すればよい。
【００４３】
また、上記実施形態では、同一のモジュールの設定を切り替えることで、マスターモジュール／スレーブモジュールを切り替えるようにしているが、それぞれのモジュールを専用機として用意してもよい。この場合には、誤ったモジュールを接続した場合に、照合手段における照合結果が「異常」となるように構成すればよい。なお、上記実施形態に示したように、マスターモジュールおよびスレーブモジュールを共通のモジュールとすることで、開発費用を削減することが可能となる。
【００４４】
また、上記実施形態では、２つの通信モジュール間で機能の照合を行っているが、３つ以上の通信モジュール間で機能の照合を行ってもよい。この場合、識別データの転送に必要な転送量を確保するために、通信周波数やビット数を適宜、選択することができる。
【００４５】
また、識別データによって示すべきデータが複数種類ある場合に、識別データを挿入するタイミングによって、その種別を示すようにしてもよい。中継バスを転送される転送データ中のどこに識別データを挿入するかにより、共通の識別データ（パターン）を用いつつ互いに異なる複数の種別を示すことができる。
【００４６】
以上説明したように、本発明の通信システムによれば、送信手段で送信された機能と、第２の認識手段で認識された機能とを照合するので、システムを複雑にすることなく、通信モジュールの設定状態や接続状態を迅速にチェックできる。また、照合結果が異常の場合、データの転送を停止することにより、システムへの悪影響を最小限に抑制できる。
【００４７】
本発明の適用範囲は上記実施形態に限定されることはない。本発明は、複数の通信モジュールを中継バスで接続して構成された通信システムに対し、広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】一実施形態の通信システムの構成を示すブロック図。
【図２】中継バスを介するデータの通信タイミングを示すタイミング図。
【図３】従来の通信システムの構成を示すブロック図。
【図４】従来の通信システムにおけるデータの通信タイミングを示すタイミング図。
【符号の説明】
【００４９】
１      中継バス
２      通信モジュール
３      通信モジュール
２１    内部スイッチ（第１の認識手段、第２の認識手段、切替手段）
２２    送信手段
２３    照合手段
２４    停止手段
３１    内部スイッチ（第１の認識手段、第２の認識手段、切替手段）
３２    送信手段
３３    照合手段
３４    停止手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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