(57)【要約】【課題】高速データ伝送速度とともに非常に経済的に実装することのできる、自動制御装置におけるプロセスデータの伝送方法を提供する。特に周期的な反復時間間隔で大量のプロセスデータのシリアル伝送を可能にする。【解決手段】プロセスデータ受信機はシンボルレートよりも所定の倍率の分だけ高いサンプリングレートで、シリアル送信データストリーム(66)をサンプリングすることによって、データシンボル(68)ごとに複数のサンプリング値(72)を有するシリアル受信機データストリーム(70)を生成する。シリアル受信機データストリーム(70)を、所定の第１数のサンプリング値(72)をそれぞれ有するデータパケット(86)に細分し、各データパケット(86)から所定の第２数のサンプリング値(72’)を選択する。第２数は第１数よりも所定の倍率の分だけ小さく、各データパケット(86)から選択するサンプリング値(72’)は互いに等距離である。選択したサンプリング値(72’)を受信したプロセスデータとして処理する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動制御装置においてプロセスデータを伝送する方法であって、
所定の反復時間間隔で、それぞれ現在のプロセスデータをデータライン（２６）を介して伝送するプロセスデータ送信機（１４）を提供するステップと、
前記プロセスデータを前記データライン（２６）を介して受信するプロセスデータ受信機（１８）を提供するステップとを含み、
前記プロセスデータ送信機（１４）は前記プロセスデータを所定のシンボルレートで複数のデータシンボル（６８）をもつシリアル送信データストリーム（６６）の形態で前記データライン（２６）を介して伝送し、
前記プロセスデータ受信機（１８）は前記シリアル送信データストリーム（６６）を前記シンボルレートよりも所定の倍率の分だけ高いサンプリングレートでサンプリングすることによって、データシンボル（６８）ごとに複数のサンプリング値（７２）をもつシリアル受信機データストリーム（７０）を生成し、
前記プロセスデータ受信機（１８）は前記シリアル受信機データストリーム（７０）を、所定の第１数のサンプリング値（７２）をそれぞれ有するデータパケット（８６）に細分し、
前記プロセスデータ受信機（１８）は前記各データパケット（８６）から所定の第２数のサンプリング値（７２）を選択し、
前記第２数は前記第１数よりも前記所定の倍率の分だけ小さく、
各データパケット（８６）から選択する前記サンプリング値（７２’）は互いに等距離であり、
前記プロセスデータ受信機は前記選択されたサンプリング値（７２’）を受信したプロセスデータとして処理することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記プロセスデータ受信機（１８）は前記各データパケット（８６）から前記所定の第２数のサンプリング値（７２’）を同時に選択することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記プロセスデータ受信機は前記データパケット（８６）を時間的に連続するステップで形成することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
選択した各サンプリング値（７２’）は右隣および左隣（９２、９４）を有しており、前記プロセスデータ受信機（１８）は複数の比較結果を判断するために、前記選択したサンプリング値（７２’）とそのそれぞれの右隣および左隣（９２、９４）とを比較することを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記プロセスデータ受信機（１８）は前記比較結果に基づいて前記データパケット（８６）を形成することを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記プロセスデータ受信機（１８）は前記比較結果に基づいて前記第２数のサンプリング値（７２’）を選択することを特徴とする、請求項４または請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記プロセスデータ受信機は第１データパケット（８６）から第１等距離のサンプリング値（７２’）を選択し、第２データパケット（８６’）から第２等距離のサンプリング値（７２’’）を選択し、前記第１サンプリング値（７２’）とそのそれぞれの右隣および左隣（９２、９４）が個々の場合において等しい場合に、前記第１および第２のサンプリング値（７２’、７２’’）は等距離に分布していることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
少なくとも１つの第１サンプリング値（７２’）がその右隣または左隣（９２、９４）と等しくない場合に、前記第２サンプリング値（７２’’）は前記第１サンプリング値（７２’）に対してシフトされることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記プロセスデータ送信機（１４）は、各データパケット（８６）で少なくとも１つのシンボル変化（９６）が起こるように設計されている伝送路符号、特に４Ｂ５Ｂ伝送路符号を用いて、前記現在のプロセスデータを伝送することを特徴とする、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記倍率は少なくとも４に等しく、好ましくは厳密に４に等しく、前記第２数は好ましくは５に等しいことを特徴とする、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記プロセスデータ受信機（１８）は９０°位相シフトされている第１および第２のクロック信号（７４、７６）を生成し、前記プロセスデータ受信機は前記第１および前記第２のクロック信号（７４、７６）の各個々のエッジ（７８）をもつ前記送信データストリームをサンプリングすることを特徴とする、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１および第２のクロック信号（７４、７６）はそれぞれが前記所定のシンボルレートに対応するクロック周波数を有することを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記プロセスデータ受信機（１８）は互いにパラレルな複数のデータパス（６０）をもつ論理アレイ（５８）を有しており、前記パラレルデータパス（６０）は前記所定のシンボルレートに対応するクロック周波数で動作することを特徴とする、請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記プロセスデータ受信機（１８）は、更新された送信データストリームを生成するために、前記シリアルデータストリーム（６６）からプロセスデータを修正し、前記プロセスデータ受信機は前記更新された送信データストリームを別のデータライン（３０）を介して伝送することを特徴とする、請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
プロセスデータ送信機（１４）が所定の反復時間間隔でデータライン（２６）を介してそれぞれ現在のプロセスデータを伝送する自動制御装置においてプロセスデータを受信するプロセスデータ受信機であって、
前記プロセスデータ送信機は、前記プロセスデータを所定のシンボルレートで複数のデータシンボル（６８）を有するシリアル送信データストリーム（６６）の形態で前記データライン（２６）を介して伝送し、
前記シリアル送信データストリームを受信する入力（２４）と、前記シリアル送信データストリーム（６６）から前記プロセスデータを抽出する通信モジュール（２２）と、出力（３４）とを備えており、
前記通信モジュール（２２）は前記シンボルレートよりも所定の倍率の分だけ高いサンプリングレートで前記シリアル送信データストリーム（６６）をサンプリングすることによって、データシンボル（６８）ごとに複数のサンプリング値（７２）をもつシリアル受信機データストリームを生成し、
前記通信モジュール（２２）は前記シリアル受信機データストリームをそれぞれ所定の第１数のサンプリング値（７２）を有するデータパケット（８６）に細分し、
前記通信モジュール（２２）は前記各データパケット（８６）から所定の第２数のサンプリング値（７２’）を選択し、
前記第２数は前記第１数よりも前記所定の倍率の分だけ小さく、各データパケット（８６）から選択される前記サンプリング値（７２’）は互いに等距離であり、前記通信モジュール（２２）は前記選択されたサンプリング値を前記出力（３４）で利用できるようにすることを特徴とする、プロセスデータ受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動制御装置におけるプロセスデータ伝送方法、および当該方法によりプロセスデータを受信するように設計されている対応するプロセスデータ受信機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１は、人へのリスクを回避するためにフェイルセーフ動作が要求されるセーフティクリティカルなプロセスを制御する方法およびデバイスを記述している。特に、これはその動作が人に傷害のリスクを与える自動化された方式で動作する装置のモニタリングおよび制御に関わる。
【０００３】
この種の装置は通常、保護柵、保護ドア、ライトバリア、ライトグリッド、非常停止スイッチおよび他の安全センサによって保護されている。保護ドアが開き、ライトバリアが遮断され、または非常停止スイッチが起動するとすぐに、装置は停止し、または別の形で安全状態に移行しなければならない。これは通常、所定の反復時間間隔で保護ドア、ライトグリッド、非常停止スイッチ等の状態信号を評価するフェイルセーフ設計のコントローラと、それに基づいて、例えば、装置の電気ドライブへの電力供給路に配設されているコンタクタなどの安全関連のアクチュエータとを始動させることによって達成される。
【０００４】
センサおよびアクチュエータはコントローラから物理的に離れていることが多い。多くのセンサやアクチュエータを備える大規模な装置では、コントローラはバスシステムを介してセンサおよびアクチュエータに接続していることが適切である。バスシステムはセンサおよびアクチュエータの状態を表すデジタルデータと、コントローラの制御コマンドとの交換を可能にする。これらのデータを以下一般にプロセスデータという。さらに、プロセスデータは装置の動作に重要な診断情報および／または構成情報を含むことができる。
【０００５】
特許文献１は、複数のＩ／Ｏユニットがバスシステムを介してプロセスデータを制御ユニットに伝送する方法および対応するデバイスを記述している。制御ユニットはＩ／Ｏユニットが伝送するプロセスデータを符号化する可変キーワードを生成する。符号化が変化するので、例えば保護ドアの状態が変わらないためにプロセスデータ自体が長期間同じままでも、伝送されるデータは変化する。可変キーワードを用いて所定の動的挙動が生じるので、コントローラはＩ／Ｏユニットをフェイルセーフ動作に関して検査することができる。この方法および対応するデバイスは実運用でうまくいくことが証明されている。
【０００６】
しかし、自動化された方式で制御される装置においてプロセスデータの伝送を一層最適化したいという要望が存在する。特に、できるだけ多くのプロセスデータをできるだけ短い時間間隔で、単純かつ経済的に実施できるバスシステムを介して伝送するために、データ伝送速度を高めたいという要望が存在する。
【０００７】
下記特許文献２は、反復時間間隔でプロセスデータを伝送する物理的に分散されたステーションを備える別の制御システムを記述している。第１ステーションは複数のデータフィールドを備えるデータフレームを生成する。データフレームは一連の別のステーションによってバケツリレー方式で伝送される。別のステーションはそれぞれプロセスデータをデータフレームに書き込み、すべてのステーションによって埋められたデータフレームが一連のステーションによって第１ステーションに再び送り返されると、他のステーションからプロセスデータを読み取る。この方法は単一の通信サイクル内で制御システムのどのステーション間でも相互通信の実施を可能にする。
【０００８】
前述した２つの特許文献は、自動制御装置において、ＯＳＩ参照モデルの高次のプロトコルレイヤでプロセスデータを伝送する方法を記述している。より正確にいうと、これは通信が進行するルールに関わる。
【０００９】
プロセスデータを伝送する電気信号または光学信号は、提案される方法にとって二次的に重要である。特に、プロセスデータを個別のデータおよびクロックラインを用いて伝送するかどうか、またはプロセスデータおよび送信クロックを１つの信号に結合するかどうかは、提案される方法には関係ない。クロック信号が伝送速度を決定するので、伝送ラインの数を最小限にするためには１つの信号への結合が望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】国際特許出願公開第２００４／０９７５３９  Ａ１
【特許文献２】国際特許出願公開第２００６／０６９６９１  Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
先行技術には、クロック信号およびデータを１つの共通信号に結合するのを可能にする方法がすでに存在する。これらの方法は、通例、データ受信機側にＰＬＬを必要とする。ＰＬＬ（位相同期回路）とは、それ自体を外部から送られる信号と同期させるクロック信号を生成する制御回路である。そのため、クロック信号はＰＬＬを使用してデータストリームから生成することができ、さらに前記クロック信号はデータストリームの個々のデータシンボルの一義的な再構成を可能にする。残念ながら、比較的単純で経済的なプロセスデータ受信機を複数実装しようとする場合には、ＰＬＬはかなり複雑で、コスト高である。
【００１２】
あるいは、オーバーサンプリングを用いてシリアルデータストリームからデータシンボルを再構成する可能性が存在する。この場合、データ受信機は、データストリーム自体のシンボルレートよりも実質的に高いクロック周波数で受信したデータストリームを処理しなければならない。これは、データストリームのシンボルレート、したがってデータ伝送速度を高くしようとする場合には、非常に高速の、したがってコスト高の回路が受信機側に必要となるので問題が多い。そのため、オーバーサンプリングは通例、例えば、１９６０年代から周知のＲＳ−２３２データ伝送など、比較的遅いデータ伝送でしか使用されない。ＲＳ−２３２データ伝送におけるオーバーサンプリングは、例えば、アメリカ合衆国カリフォルニア州サニーベールに拠点を置くマキシム・インテグレーテッド・プロダクツ社のアプリケーションノート第２１４１号に記述されている。
【００１３】
以上の背景に照らし、本発明の目的は、高速データ伝送速度とともに非常に経済的に実装することのできる、自動制御装置におけるプロセスデータの伝送方法を提供することである。所望の用途のために、本発明の方法は特に周期的な反復時間間隔で大量のプロセスデータのシリアル伝送を可能にすることが意図される。本発明の別の目的は、自動制御装置において周期的に反復するプロセスデータを受信するのに適した経済的なプロセスデータ受信機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の第１の態様によると、前記本発明の目的は、
所定の反復時間間隔で、それぞれ現在のプロセスデータをデータラインを介して伝送するプロセスデータ送信機を提供するステップと、
前記プロセスデータを前記データラインを介して受信するプロセスデータ受信機を提供するステップとを含み、
前記プロセスデータ送信機は前記プロセスデータを所定のシンボルレートで複数のデータシンボルを有するシリアル送信データストリームの形態で前記データラインを介して伝送し、前記プロセスデータ受信機は前記シリアル送信データストリームを前記シンボルレートよりも所定の倍率の分だけ高いサンプリングレートでサンプリングすることによって、データシンボルごとに複数のサンプリング値をもつシリアル受信機データストリームを生成し、前記プロセスデータ受信機は前記シリアル受信機データストリームを所定の第１数のサンプリング値をそれぞれ有するデータパケットに細分し、前記プロセスデータ受信機は前記各データパケットから所定の第２数のサンプリング値を選択し、前記第２数は前記第１数より前記所定の倍率の分だけ小さく、各データパケットから選択される前記サンプリング値は互いに等距離であり、前記プロセスデータ受信機は前記選択されたサンプリング値を受信したプロセスデータとして処理することを特徴とする、自動制御装置におけるプロセスデータ伝送方法によって達成される。
【００１５】
別の態様によると、前記本発明の目的は、プロセスデータ送信機が所定の反復時間間隔でデータラインを介してそれぞれ現在のプロセスデータを伝送する自動制御装置においてプロセスデータを受信するプロセスデータ受信機であって、前記プロセスデータ送信機は前記プロセスデータを所定のシンボルレートで複数のデータシンボルを有するシリアル送信データストリームの形態で前記データラインを介して伝送し、前記シリアル送信データストリームを受信するための入力と、前記シリアル送信データストリームから前記プロセスデータを抽出する通信モジュールと、出力とを備えており、前記通信モジュールは前記シンボルレートよりも所定の倍率の分だけ高いサンプリングレートで前記シリアル送信データストリームをサンプリングすることによって、データシンボルごとに複数のサンプリング値をもつシリアル受信機データストリームを生成し、前記通信モジュールは前記シリアル受信機データストリームをそれぞれ所定の第１数のサンプリング値を有するデータパケットに細分し、前記通信モジュールは前記各データパケットから所定の第２数のサンプリング値を選択し、前記第２数は前記第１数より前記所定の倍率の分だけ小さく、各データパケットから選択される前記サンプリング値は互いに等距離であり、前記通信モジュールは前記サンプリング値を前記出力で利用できるようにすることを特徴とするプロセスデータ受信機によって達成される。
【００１６】
本発明の方法およびそれに対応するプロセスデータ受信機は、オーバーサンプリング原理に従い動作する、つまり送信データストリームは各データシンボルにつき複数のサンプリング値を供給するサンプリングレートでサンプリングされる。それから、プロセスデータ受信機に統合されている通信モジュールは、データシンボルごとに複数のサンプリング値から、データシンボルごとに１つのサンプリング値を選択する。このようにプロセスデータ受信機は、送信データストリームのシンボルレートおよび／またはプロセスデータ送信機のクロック信号と同期するクロック信号を必要とせずに、送信データストリームからプロセスデータを再構成する。そのため、本発明の方法および対応するプロセスデータ受信機はＰＬＬを必要とせず、経済的な実施を可能にする。
【００１７】
同期されるクロック信号がないため、利用できるサンプリング値の全体集合から各データシンボルの「正しい」サンプリング値を選択することは困難である。本発明の方法によると、選択はブロックごとまたはグループごとに行われ、プロセスデータ受信機は受信機データストリームをデータパケットに細分してから、データパケットから適切なサンプリング値をブロックごとまたはグループごとに選択する。これにより、互いにパラレルなデータパスで、適切なまたは正しいサンプリング値の選択を実施することが可能である。パラレル化により、プロセスデータ受信機を複数のシンボルレートのクロック周波数で動作させなくても、データシンボルごとに多くのサンプリング値を同時に評価することができる。そのため、本発明の方法はＰＬＬまたは「超高速」モジュールのいずれも必要とせずに特に経済的に実施することができる。
【００１８】
正しいサンプリング値を選択するある基準とは、各データパケットについて選択されるサンプリング値を互いに等距離にすることである。つまり、検討される各データパケット内で選択されるあるサンプリング値と次に選択されるサンプリング値との間の時間間隔はまったく同じである。しかし、選択される２つのサンプリング値の時間間隔はデータパケット間では変動してもよく、これは送信データストリームの速度変動および／または送信機と受信機との異なるクロック基準を等化するには有利である。
【００１９】
選択の別の基準は、データパケットから選択されるサンプリング値の数に関係する。この（第２の）数は、サンプリング値の（第１の）数が送信データストリームのデータシンボル数よりも高い同じ倍率の分だけ小さい。その結果、本発明の方法はデータシンボルごとに厳密に１つのサンプリング値を供給する。選択したサンプリング値が互いに等距離である状態と合わせたブロックごとの選択により、それぞれの「正しい」サンプリング値を経済的にかつ高精度に判断することができる。特に、ブロックごとの選択により、送信データストリームのクロック周波数が低い場合のオーバーサンプリングでも実施することのできるデータ処理が可能になる。そのため、前述の目的は完全に達成される。
【００２０】
本発明の好適な改良形態では、プロセスデータ受信機は各データパケットから所定の第２数のサンプリング値を同時に選択する。
【００２１】
原則として、データパケットを用いて適切なサンプリング値をブロックごとに選択するが、例えば、選択される各サンプリング値につき、選択を実施する論理パスを再び、そのため複数回通過することから、時間的に連続して各ブロックで選択されるサンプリング値を判断することが考えられる。しかし、より低コストのコンポーネントでプロセスデータをより高速に再構成できるため、パラレルデータパスを用いる同時選択が好ましい。そのため、この設計では、データシンボルごとに複数のサンプリング値をブロックごとに処理することは、適切なサンプリング値を選択するための基準としてだけに用いられるのではなく、選択自体がパラレル化され、好ましくはデータパケットごとに選択しなければならないサンプリング値とまったく同じ数のデータパスの間に分散される。
【００２２】
以下詳細に説明する特に好適な実施形態では、送信データストリームは、各データシンボルに４つのサンプリング値が存在するように４倍でオーバーサンプリングされる。さらに互いにパラレルな５つのデータパスで２０のサンプリング値を各データパケットについて処理するので、２０のサンプリング値から５つのサンプリング値が同時に選択される。選択された各サンプリング値は送信データストリームのデータシンボルを表す。そのため、その場合には互いにパラレルなデータパスの数、そのため同時に選択されたサンプリング値の数はサンプリングレート自体がシンボルレートよりも高い倍率よりも高い。この種のパラレル化は、送信データストリームのシンボルレートと一致するまたはそれよりもさらに低いクロック周波数で、各データパスを動作させるのが特に簡単になる。
【００２３】
別の改良形態では、プロセスデータ受信機は時間的に連続するステップでデータパケットを形成する。好ましくは、プロセスデータ受信機は各「ブロック選択」ごとにそれぞれのデータパケットを形成し、少なくとも３つのデータシンボルのうちの１つのサンプリング値がそれぞれ各データパケットから選択される。さらに、シリアル受信機データストリームをデータパケットに細分するために、プロセスデータ受信機がオーバーサンプリングから得られたサンプリング値を、所定の第１数のサンプリング値を並列して読み取るシフトレジスタに書き込むと好ましい。
【００２４】
この改良形態では、受信機側で伝送されたプロセスデータを再構成するために送信データストリーム全体を「一括して」分析するのではなく、むしろプロセスデータ受信機は逐次処理のために受信機のデータストリームのデータパケットへの細分を利用する。しかし、好適な事例では、上記説明した利点を達成するために、各データパケットについてパラレル処理を行う。この改良形態は「オンザフライ」でのプロセスデータの再構成を可能にする、つまりプロセスデータ受信機が送信データストリームを完全に受信する前に、プロセスデータの再構成をすでに開始することができる。この設計は、送信データストリームが複数のステーションを連続して通過する場合には特に有利であり、各ステーションは送信データストリームから割当情報を個々に読み取る、および／または現在のプロセスデータを送信データストリームに挿入する。そのため、この改良形態は、それに基づいてアクチュエータの制御コマンドを判断するために、中央制御ユニットが複数のセンサおよびアクチュエータからプロセスデータを「収集する」アプリケーションには特に適する。
【００２５】
別の改良形態において、選択された各サンプリング値は右隣および左隣を有しており、プロセスデータ受信機は複数の比較結果を判断するために選択されたサンプリング値とそのそれぞれの右隣および左隣とを比較する。
【００２６】
この改良形態の比較結果は、選択されたサンプリング値とそのそれぞれの隣との隣接関係を表す。この隣接関係を用いると、選択されたサンプリング値が個々の場合においてそれが代表するデータシンボルの中央に主に位置するのかどうか、または選択されたサンプリング値が代わりにエッジ、特に関連データシンボルの信号エッジの領域に位置するのかどうかを確定するのが簡単である。
【００２７】
後者は、サンプリング値が関連データシンボルの情報を不正確に表すリスクを伴うため好ましくない。言い換えると、選択されたサンプリング値はそれぞれが、それが代表する対応データシンボルの中央に主に位置する場合が好ましい。選択されたサンプリング値とその右隣および左隣、つまり選択されたサンプリング値の時間的に直前または直後の選択されていないサンプリング値との比較により、非常に単純で速く実施できる選択されたサンプリング値の検査が可能になる。
【００２８】
データシンボルがバイナリシンボルである好適な事例では、選択されたサンプリング値が「うまく」選択されているかどうかを確定するには、単純な同一性比較で十分である。選択されたサンプリング値がその隣接するサンプリング値と等しい場合、選択されたサンプリング値は送信データストリームの信号エッジに配置することはできない。しかし、隣のうちの１つが選択されたサンプリング値以外のレベル値を有する場合、選択されたサンプリング値は送信データストリームの信号エッジに配置される。この場合、少なくとも次のサンプリング値の選択を信号エッジへの距離が増えるように行うことが有利である。さらに、選択されたサンプリング値は、プロセスデータの再構成におけるエラーを回避するために、信頼性検査を受けることができる。
【００２９】
データシンボルがバイナリデータシンボルである好適な実施形態では、選択されたサンプリング値はその右隣とのＸＯＲ比較を用いるとともに、その左隣との別のＸＯＲ比較を用いて連結される。ＸＯＲ連結結果が論理０に一致する場合、選択されたサンプリング値およびその対応する隣接値は等しい。対して、論理１は、選択されたサンプリング値とその隣が互いに異なることを示す。そのため、ＸＯＲ連結は、選択されたサンプリング値が「適して」いるかどうかの検査を非常に単純で速く可能にする。
【００３０】
別の改良形態では、プロセスデータ受信機は比較結果に基づいてデータパケットを形成する。新しい各データパケットは、選択されたサンプリング値が時間的に先行するデータパケットから供給する比較結果に基づいて形成されるのが好ましい。この改良形態の結果として、データパケットの境界は選択されたサンプリング値と送信データストリームの信号エッジとの間の時間間隔に基づいて変化する。サンプリング値の選択は現在の送信データストリームに最適に適応する。結果として、サンプリング値は２つの連続したデータパケットに二重に含まれていることがあり、または個々のサンプリング値がどのデータパケットにも含まれていないことがあり、したがって選択のために全く利用できない。
【００３１】
別の改良形態では、プロセスデータ受信機は比較結果に基づいてサンプリング値の第２数を選択する。
【００３２】
この改良形態では、プロセスデータ受信機は等距離の穴を有するマスクを事実上形成し、当該マスクは比較結果に基づいて選択に利用できるサンプリング値に重ねられている。サンプリング値に対するマスクの位置は比較結果に基づく。この設計は現在受信した送信データストリームに非常に速く適応させるために適したサンプリング値の選択を助ける。
【００３３】
別の改良形態では、プロセスデータ受信機は第１データパケットから第１等距離のサンプリング値を選択し、第２データパケットから第２等距離のサンプリング値を選択し、第１サンプリング値とそのそれぞれの右隣および左隣が各々の場合において等しい場合、第１および第２のサンプリング値は全体的に互いから等距離に分布している。
【００３４】
この改良形態では、プロセスデータ受信機は、選択されたサンプリング値が送信データストリームの信号エッジの領域に配置されているというしるしを比較結果が含まない限り、その後の第２データパケットから第２サンプリング値の選択のためにも、第１データパケットから第１サンプリング値を選択した「マスク位置」を保持する。その結果、選択したサンプリング値は複数のデータパケットにわたり等距離に分布する。この設計は適したサンプリング値の非常に単純で速い選択を可能にする。
【００３５】
別の改良形態では、少なくとも１つの第１サンプリング値がその右隣または左隣と等しくない場合、第２サンプリング値は第１サンプリング値に対してシフトされる。
【００３６】
この改良形態では、第１データパケットから少なくとも１つのサンプリング値が送信データストリームの信号エッジの領域に配置されている場合、プロセスデータ受信機は第２データパケットから第２サンプリング値の選択のためにマスク位置を変更する。この設計を用いると、プロセスデータ受信機はサンプリング値の好ましくない選択に対して非常に速く応答する。それに応じて、プロセスデータ受信機の再構成におけるエラーが最小限になる。
【００３７】
別の改良形態では、プロセスデータ送信機は、各データパケットで少なくとも１つのシンボルの変更が起こるように設計されている伝送路符号、特に４Ｂ５Ｂ伝送路符号で現在のプロセスデータを伝送する。
【００３８】
伝送路符号は送信データストリームを物理レイヤ、つまりＯＳＩ参照モデルの最下層レイヤでどのように伝送するかを定義する。本発明の方法および本発明のプロセスデータ受信機は、２つの異なる信号状態が論理状態０および１を表すバイナリ伝送路符号を使用することが好ましい。
【００３９】
しかし、原則として、本発明の方法およびそれに対応するプロセスデータ受信機は、ターナリ伝送路符号などの多値伝送路符号でも実施することができる。いずれの場合も、例えば、装置のセンサが長期間非作動状態（＝論理０）を有するために、伝送するプロセスデータの論理状態が長期間変化しなくても、伝送路符号が信号変化を含むと有利である。各データパケットで少なくとも１つのシンボル変化が起こるようにデータパケットの長さが選択される場合、選択されたサンプリング値と前述したそのそれぞれの隣との比較を用いて、選択されたサンプリング値がエラーなしで伝送されるプロセスデータの再構成に適することを確保することができる。好適な変型例では、そのためこの改良形態は長い論理０または１のシーケンスでもシンボル変化を生成する伝送路符号の使用を含み、データパケットの長さは各データパケットで少なくとも１つのシンボル変化が起こるように選択される。
【００４０】
別の改良形態では、倍率は４に等しく、第２数は好ましくは５に等しい。
【００４１】
４Ｂ５Ｂ伝送路符号は、それぞれ４バイナリ有効データビットをまとめて表す５バイナリデータシンボルを伝送する。そのため、４Ｂ５Ｂ伝送路符号は冗長ビットを送信データストリームに挿入し、したがってエラー補正または少なくともエラー検出を可能にする。さらに、４Ｂ５Ｂ符号は、少なくとも４つの等しいデータシンボルの後でシンボル変化が起こることを確保する。そのため、４Ｂ５Ｂ伝送路符号は本発明の方法の低コストの実装に非常によく適する。そして、オーバーサンプリング倍率も４に等しく選択され、第２数、つまり各データパケットから選択されたサンプリング値の数が５に等しい場合、各データパケットは５ビットを供給し、それから送信データストリームの４有効データビットは非常に単純に速く再構成することができる。
【００４２】
別の改良形態では、プロセスデータ受信機は互いに対して９０°位相シフトされている第１および第２のクロック信号を生成し、プロセスデータ受信機は第１および第２のクロック信号の各個々のエッジをもつ送信データストリームをサンプリングする。
【００４３】
この改良形態は送信データストリームの４倍オーバーサンプリングを非常に単純かつ経済的に可能にし、プロセスデータ受信機は、クロック周波数が送信データストリームのシンボルレートに一致する位相シフトされた２つのクロック信号しか必要としない。好適な実施形態では、第１および第２のクロック信号のクロック周波数は１００ＭＨｚ、特に１２５ＭＨｚより上である。この場合、４倍サンプリングのサンプリングレートは５００ＭＨｚである。
【００４４】
別の改良形態では、プロセスデータ受信機は互いにパラレルな複数のデータパスをもつ論理アレイを有しており、パラレルデータパスは所定のシンボルレートに対応するクロック周波数で動作する。前述の実施形態では、シンボルレートは１２５ＭＨｚであり、したがって、パラレルデータパスはそれぞれが１２５ＭＨｚで動作する。本発明の方法により、データ再構成に使用するデータパスを５００ＭＨｚの高いクロック周波数で動作させなくても、プロセスデータを４倍オーバーサンプリングで再構成することが可能である。
【００４５】
別の改良形態では、プロセスデータ受信機は更新した送信データストリームを生成するために、シリアルデータストリームから所定のプロセスデータを修正し、プロセスデータ受信機は更新した送信データストリームを別のデータラインを介して伝送する。プロセスデータ受信機は好ましくはオンザフライで更新した送信データフレームを伝送し、つまり、異なるプロセスデータ送信機の送信データストリームをまだ受信しているときにすでに更新した送信データストリームを伝送する。
【００４６】
この改良形態は、装置内に論理シーケンスで配列されている複数のステーションからプロセスデータの「収集」を可能にするため、本発明の方法を非常に有利に活用する。各ステーションは「その」送信データをステーションからステーションに伝送される循環データストリームに挿入することができる。この設計は本発明の方法の利点を、自動制御装置でのプロセスデータの伝送中に生じる要件に最適な形で結び付ける。
【００４７】
言うまでもなく、上記述べた特徴および以下説明する特徴はそれぞれ示す組合せだけでなく、本発明の範囲を超えることなく、他の組合せまたは単独で使用できる。
【００４８】
本発明の実施形態を図面に図示し、以下の明細で詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の方法および本発明のプロセスデータ受信機の実施形態を使用する自動化装置の安全関連制御用モジュラーコントローラの簡略図を示す。
【図２】オーバーサンプリングの実施形態を示す図である。
【図３】送信データストリームと受信機データストリームとの関係を説明する簡略図を示す。
【図４】適したサンプリング値の選択をシンボル化するマスクを備える図３の受信機データストリームを示す図である。
【図５】適したサンプリング値が選択される２つのデータパケットとともに図３および図４の受信機データストリームを示す図である。
【図６】選択したサンプリング値とそのそれぞれの隣との比較に基づいた選択マスクの適応を示す図である。
【図７】選択マスクの適応の別の実施例を示す図である。
【図８】第１データパケットのサンプリング値の比較の結果に基づいて第２データパケットが判断される別の実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
図１は、本発明の方法および本発明のプロセスデータ受信機の実施形態を使用するデバイスを示しており、その全体を参照番号１０で表す。
【００５１】
この場合、デバイス１０は技術装置を自動化された方式で制御するように設計されているモジュラーコントローラである。例えば、技術装置はその動作が装置の周囲エリアにいる人に危険を与える自動車製造者の生産ライン、空港または別の装置のコンベヤベルトであってもよい。
【００５２】
好適な実施形態では、コントローラは安全関連機能と標準機能とを制御することができる。後者は装置の通常の動作プロセスに関係する機能である。前者はとりわけ装置の動作による事故や傷害を回避する働きをする機能である。
【００５３】
原則として、本発明の方法および対応するプロセスデータ受信機は他のコントローラ、特に装置の通常の動作機能を専ら制御するコントローラ、または安全機能を専ら制御する純粋な安全コントローラでも使用することができる。
【００５４】
コントローラ１０はヘッド部１２を有しており、この場合フェイルセーフ評価制御ユニット１４を備える。好適な実施形態では、評価制御ユニット１４は、互いに対して制御プログラムを冗長的に実行し、互いを相互にモニタリングする少なくとも２つのプロセッサ１６ａ、１６ｂを有する。これは図１に二重矢印１７で簡略形式で示す。
【００５５】
フェイルセーフとは、ここではヘッド部１２が国際規格ＩＥＣ  ６１５０８のＳＩＬ２に従う要求事項および／または規格ＥＮ  ＩＳＯ  １３８４９−１に従うＰＬｄの要求事項または同等の要求事項を少なくとも満たすことを意味する。
【００５６】
コントローラ１０は一連のＩ／Ｏユニット１８ａ、１８ｂ、・・・１８ｎ・・・をさらに備える。Ｉ／Ｏユニット１８は、コントローラ１０が装置の動作に影響を与える信号を受信して出力する働きをする。
【００５７】
ある好適な実施形態では、Ｉ／Ｏユニットは、図１に簡略形式で示すように、ヘッド部１２に電気的および機械的に接続されている。他の実施形態では、Ｉ／Ｏユニットをヘッド部１２から分離して、またはヘッド部１２に対応するコントローラから分離して配設して、以下詳細に説明する通信接続を単に介してヘッド部１２と通信することが可能である。
【００５８】
本実施形態では、各Ｉ／Ｏユニット１８は、例えば、マイクロコントローラを用いて、実装されている制御モジュール２０を有する。マイクロコントローラの代わりに、制御モジュール２０はよりパワフルなマイクロプロセッサを用いてまたは同等の論理モジュールを用いて、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡとしても実装することができる。
【００５９】
また、各Ｉ／Ｏユニット１８は、好適な実施形態ではＦＰＧＡとして実装されている通信モジュール２２を有する。原則として、通信モジュール２２および制御モジュール２０は統合して共通の通信制御モジュールにする、ならびに／または通信モジュール２２の機能をマイクロコントローラの適したプログラミングで実施することが可能である。
【００６０】
通信モジュール２２は第１データライン２６が接続されている入力２４と、第２データライン３０が接続されている出力２８とを有する（図１では、Ｉ／Ｏユニット１８ｎの実施例を用いて示されている）。
【００６１】
好適な実施形態では、第１データライン２６および第２データライン３０はともにシリアルデータラインを形成し、Ｉ／Ｏユニット１８のすべての通信モジュール２２を経由する。図示する実施形態では、シリアルデータラインはＩ／Ｏユニット１８をヘッド部１２に接続している。一連の最後の通信モジュール２２から、別のデータライン３２がヘッド部１２の評価制御ユニット１４にフィードバックされているので、全体としてヘッド部１２の評価制御ユニット１４がＩ／Ｏユニット１８と通信することのできるループが形成されている。
【００６２】
この実施形態では、各通信モジュール２２がその入力２４で前の通信モジュール２２のプロセスデータを受信し、その出力２８で（必要なら修正された）プロセスデータを伝送するため、各Ｉ／Ｏユニット１８はプロセスデータ受信機でもありプロセスデータ送信機でもある。ここでは、評価制御ユニット１４にも同じことがいえ、原則としてＩ／Ｏユニット（ここでは図示せず）として同じＦＰＧＡを内蔵してもよい。
【００６３】
本発明の方法はここに示すループに制限されない。同様に他のトポロジとともに、例えば、単純なポイントツーポイント接続とともに、星形トポロジ内またはツリー型トポロジ内で使用してもよい。しかし、この方法は図示するライン型トポロジおよび／またはループ型トポロジに特に適する。
【００６４】
ここでは、各通信モジュール２２は、通信モジュール２２が制御モジュール２０用のプロセスデータを供給する別の出力３４を有する。出力３４はレジスタもしくはストレージエリア、または通信モジュール２２が制御モジュール２０に統合されている場合にはプロセスプログラムの論理データ中継点であってもよい。
【００６５】
逆に、通信モジュール２２は制御モジュール２０からプロセスデータを受信して、それを出力２８を介して次の通信モジュールに伝送されるシリアルデータストリームに統合することができる。それに応じて、出力３４は双方向入出力インターフェースであってもよい。
【００６６】
各Ｉ／Ｏユニット１８は、センサおよび／またはアクチュエータを接続することのできる複数の接続部３８を有する。ここでは実施例として、保護ドアスイッチ４０、ライトグリッド４２、非常停止ボタン４４および２つのコンタクタ４６ａ、４６ｂが図示されている。コンタクタ４６ａ、４６ｂを用いて、コントローラ１０は、例えば、保護ドアセンサ４０が保護ドアが開いていることを示す場合に、電気モータ４８への電力供給を遮断することができる。
【００６７】
実施例として、センサ４０、４２、４４およびアクチュエータ４６、４８がここでは図示されている。実際には、回転速度センサ、温度センサ、位置センサまたは磁気バルブなど、別のセンサおよび／またはアクチュエータがコントローラ１０に接続されていてもよい。
【００６８】
評価制御ユニット１４は、（好ましくは周期的な）反復時間間隔で、個々の場合においてセンサおよびアクチュエータの現状を表すプロセスデータをＩ／Ｏユニット１８を介して収集する。評価制御ユニット１４は収集したプロセスデータを処理して、それに基づいて、Ｉ／Ｏユニット１８の制御モジュール２０に伝送される別のプロセスデータを生成する。別のプロセスデータは、例えば、モータ４８の電力供給をコンタクタ４６によって遮断させる制御コマンドを含んでいてもよい。また、プロセスデータはＩ／Ｏユニット自体の現状、特に診断情報および／または構成情報に関する情報を含んでいてもよい。
【００６９】
ある実施形態では、評価制御ユニット１４は、あるＩ／Ｏユニット１８から次のものに、データライン２６、３０、３２を介して転送する送信データストリームを周期的な反復間隔で生成する。各Ｉ／Ｏユニット１８は受信した送信データストリームから割当データを読み取り、現在のプロセスデータを次のＩ／Ｏユニットに伝送され、最終的には評価制御ユニット１４に伝送される送信データストリームに書き込む。このように、評価制御ユニット１４は接続されているすべてのＩ／Ｏユニット１８のプロセスデータを収集することができ、個々のＩ／Ｏユニット１８と通信することができる。さらに、例えば、保護ドア４０が開いた場合にモータ４８を速く局部的に遮断するために必要な場合には、Ｉ／Ｏユニット間の相互通信も原則として可能である。
【００７０】
好適な実施形態では、Ｉ／Ｏユニット１８への「内部」通信接続に加えて、コントローラ１０は、図１に二重矢印５０で簡略形式で示す外部通信接続も有する。外部通信接続はヘッド部１２が他のユニット、例えば、異なるコントローラ５２と通信するフィールドバスであってもよい。
【００７１】
本発明の方法は、Ｉ／Ｏユニット１８のプロセスデータを収集し、Ｉ／Ｏユニット１８に別のプロセスデータを出力するために、評価制御ユニット１４のＩ／Ｏユニット１８との周期的通信に特によく適する。しかし、本発明の方法は、原則として、評価制御ユニット１４とＩ／Ｏユニット１８との間の非周期的通信および／または外部通信接続５０を介した周期的もしくは非周期的通信にも使用することができる。
【００７２】
図２では、参照番号５８は４つのパラレルデータパス６０ａ、６０ｂ、６０ｃおよび６０ｄを有する論理アレイを表す。各データパス６０は直列で接続されている３つのフリップフロップ６２を有する。各第１フリップフロップ６２ａ、６２ｂ、６２ｃおよび６２ｄは、通信モジュール２２が入力２６を介して受信する送信データストリームに接続されている。
【００７３】
図３は送信データストリーム６６を模式図で示している。送信データストリーム６６は複数の直列に連続するデータシンボル６８からなる。好ましくは、データシンボル６８はデータライン上の高電圧レベルまたは低電圧レベルのいずれかに対応するバイナリシンボルである。高電圧レベルの複数のデータシンボルが次々に続く場合、これが複数のデータシンボルにわたり高電圧レベルを生む。しかし、個々のデータシンボルは互いに区別可能であり、これは図３では文字ａ、ｂ、ｃ、・・・を用いて参照番号６６で示している。
【００７４】
複数のサンプリング値７２を含む受信機データストリーム７０は、図３では送信データストリーム６６の下に示されている。図示する実施形態では、受信機データストリーム７０は送信データストリーム６６の４倍オーバーサンプリングから生成される。それに応じて各データシンボル６８にはサンプリングされたデータシンボルの論理値を有する４つのサンプリング値７２が存在する。
【００７５】
ある好適な実施形態では、通信モジュール２２は互いに対して９０°位相シフトされている２つのクロック信号７４、７６を使用する。サンプリング値７２は２つのクロック信号の各個々のエッジ７８をもつ送信データストリーム６６から生成される。
【００７６】
実際の実施態様では、４倍オーバーサンプリングは、各データパス６０のそれぞれの第１フリップフロップ６２ａ〜６２ｄが２つのクロック信号７４、７６の４つの異なるエッジに応答する論理アレイ５８によって行われる。図示する事例では、第１データパス６０ａのフリップフロップ６２ａは、第１クロック信号７４の各正のエッジ７８の場合に出力２６に現れるデータシンボルのレベル値を呈する。第２データパス６０ｂの第１フリップフロップ６２ｂは、第２クロック信号７６の各正のエッジの場合に出力２６に現れるデータシンボルのレベル値を呈する。２つのクロック信号７４、７６は互いに対して９０°位相シフトされているため、２つのフリップフロップ６２ａ、６２ｂは異なる時点で出力２６に現れるデータシンボルをサンプリングする。第３データパス６０ｃのフリップフロップ６２ｃは、第１クロック信号７４の各立下りエッジの場合に出力２６に現れるデータシンボルのレベル値を呈する。第４データパス６０ｄのフリップフロップ６２ｄは、第２クロック信号７６の各立下りエッジの場合に出力２６に現れるデータシンボルのそれぞれのレベル値を呈する。そのため、全体として、４つのパラレルなフリップフロップ６２ａ〜６２ｃは、４つの異なる連続した時間インスタンスで入力２６に現れる送信データストリームをサンプリングする。
【００７７】
好適な実施形態の２つのクロック信号７４、７６のクロック周波数は送信データストリーム６６のシンボルレートにほぼ等しいため、フリップフロップ６２ａ〜６２ｄは送信データストリーム６６の各データシンボル６８につき４つの連続したサンプリング値を供給する。データパス６０ａ〜６０ｄのそれぞれの別のフリップフロップを用いて、サンプリング値は共通の受信機システムクロックに同期されてから、図２に記号で図示されるシフトレジスタ８０にブロックごとに書き込まれる。論理アレイ５８およびシフトレジスタ８０はともに通信モジュール２２の一部を形成している。
【００７８】
受信機データストリーム７０からプロセスデータを再構成するためには、各データシンボル６８について個々の場合において「適した」サンプリング値を選択すれば十分である。そのため、図４に図示するように、互いに等距離の複数のマスク開口８４を備えるシンボリックマスク８２は受信機データストリーム７０に重ねることができ、マスク開口８４でそれぞれマスクされていないサンプリング値を選択することができる。しかし、サンプリング値７２の選択のために、受信機データストリーム７０全体を「まとめて」分析する必要はない。代わりに、受信機データストリーム７０をセグメントごとに分析して、適したサンプリング値７２をセグメントごとまたはブロックごとに選択すれば十分である。これを図５を参照して以下説明する。
【００７９】
参照番号８６で図５は窓を示しており、実施形態では、個々の場合において２０のサンプリング値７２を収容する。４倍オーバーサンプリングのために、これは５つのデータシンボルに対応する。窓８６が厳密に５つのデータシンボルを収容する必要はない。代わりに、図５に図示するように、個々の場合において窓８６は最初と最後のデータシンボルを「切り取る」ことが許容される。しかし、互いに等距離の５つのサンプリング値７２’を合計で２０のサンプリング値からブロックごとに選択することが可能であり、選択された各サンプリング値７２’は送信データストリーム６０のうちの厳密に１つのデータシンボル６８に対応する。
【００８０】
言い換えると、受信機データストリーム７０は窓によってデータパケット８６に細分される。それから各データパケット８６から所定の数のサンプリング値７２’が選択される。選択されたサンプリング値７２’は、図５のシンボリックマスク８２で示されるように、互いに等距離である。好適な実施形態では、データパケット８６からのサンプリング値７２’の選択はシリアルシフトレジスタ８０に接続されている互いにパラレルなデータパス８８によって行われる。
【００８１】
好適な実施形態では、通信モジュール２２は個々の場合においてデータパケット８６ごとに５つのサンプリング値７２’の同時選択を可能にする５つのパラレルデータパス８８を有する。５つのサンプリング値７２’が同時に選択されたらすぐに新たなデータパケット８６’が形成されて、次のサンプリング値７２’’が同時に選択される。好適な実施形態では、データパケット８６、８６’の形成は、矢印９０で示すように、シフトレジスタ８０によって複数のサンプリング値７２をもつ受信機データストリーム７０を順次シフトすることによって実施する。
【００８２】
そのため、要約すると、通信モジュール２２は各Ｉ／Ｏユニット１８で受信したプロセスデータの一部をステップごとまたはブロックごとに再構成する。送信データがまずパラレルデータパス６０をもつ論理アレイを介してオーバーサンプリングされる。オーバーサンプリングされた受信機データがシリアルシフトレジスタ８０（図２を参照）に書き込まれる。シリアルシフトレジスタから、個々の場合においてデータシンボルごとに複数のサンプリング値からデータシンボルごとに１つのサンプリング値７２’を選択することによって、プロセスデータが再構成される。パラレルデータパス８８を用いてデータパケット８６を評価することによって、個々の場合において選択はブロックごとに行われる。
【００８３】
図示する実施形態では、データパケット８６ごとのサンプリング値７２の数Ｎは、オーバーサンプリング倍率と処理ステップで再構成されたビット数との積である。好ましくは少なくとも３ビットが同時に選択され、特に好ましくは個々の場合において５ビットが同時に選択される結果、図示する実施形態ではデータパケットごとにＮ＝４×５＝２０のサンプリング値となる。
【００８４】
選択したサンプリング値７２’、７２’’の等距離分布は、選択マスク８２が個々の場合においてデータパケット８６に対して「正しく」位置付けられている限り、エラーのないプロセスデータの再構成を保証する。好適な実施形態では、選択マスク８２の正しい位置付けは、それぞれ選択されたサンプリング値７２’、７２’’とそのそれぞれの隣接サンプリング値９２、９４とを比較することによって検証される。
【００８５】
これを図６にサンプリング値「ｄ」の実施例によって示す。左隣９２は同様にデータシンボル「ｄ」を表す。したがって、選択されたサンプリング値「ｄ」と左隣９２は等しい。逆に、隣接するサンプリング値９４はすでに次のデータシンボル「ｅ」を表しているため、選択したサンプリング値「ｄ」とその右隣９４は等しくない。したがって、選択したサンプリング値「ｄ」は送信データストリーム６６の信号エッジ９６の領域に配置され（図３を参照）、プロセスデータのエラーのない再生の点で好ましくない。
【００８６】
そのため、選択マスク８２は次のデータパケット８６’でサンプリング値１つ分だけ左にシフトするので、そのとき選択されるサンプリング値７２’’はデータシンボル８６に対して主に中央に配置される。これを図６に記号で示しており、その結果、選択されたサンプリング値「ｅ」と選択したサンプリング値「ｆ」との間隔は、第１データパケット８６で選択したサンプリング値間の対応する間隔より小さい。
【００８７】
図示する事例では、信号エッジ９６は選択したサンプリング値「ｄ」の右に配置されており、そのため選択マスク８２はサンプリング値１つ分だけ右にシフトしている。
【００８８】
図７は反対の状況を示しており、選択したサンプリング値「ｅ」はその左隣９２と等しくない。そのため、選択マスク８２は次のデータパケット８６’でサンプリング値１つ分だけ右にシフトしている。そのため、選択したサンプリング値「ｅ」と選択したサンプリング値「ｆ」との相対的な間隔は５（選択していない）サンプリング値であり、そのため他の選択したサンプリング値間の相対的な間隔よりも大きい。
【００８９】
そのため、一般に、本発明の方法は、選択したサンプリング値７２’、７２’’をそのそれぞれの隣９２、９４と比較して差が明らかになる場合には、必ず選択マスク８２をサンプリング値１つ分だけ左または右にシフトし、個々の場合においてマスク８２は等しくないと認められる隣接サンプリング値から遠ざかる方にシフトされる。
【００９０】
プロセスデータ受信機の通信モジュール２２のクロック信号７４、７６がプロセスデータ送信機の対応する送信クロックよりも進んでいるまたは遅れている場合、選択マスク８２は、マスク開口８４が窓８６またはそれによって代表されるデータパケットを外さなければ、複数のサイクル後に前述したルールに従いシフトできないようにすることが可能である。
【００９１】
例えば、図８に図示する状況では、サンプリング値「ａ」を選択するにはマスク開口８４が外れなければ、ステップｎのマスク８２をさらに左にシフトさせることはできない。このような場合、好適な実施形態では、図８にステップｎ＋１で示すように、マスク８２を窓の反対エッジに完全にシフトさせる。この場合、そうしなければ対応するデータシンボルのサンプリング値「ｆ」が失われるため、データシンボル「ｆ」のサンプリング値が含まれるようにデータパケット８６’を判断するのが有利である。
【００９２】
そのため、図８に図示するように、データパケット８６’はデータパケット８６から再び最後の４つのサンプリング値を含まなければならず、つまり、データパケット８６、８６’は含まれるサンプリング値に関して互いに一部重複する。逆に、選択マスク８２が反対方向に完全にシフトされていた場合（ここでは図示せず）、データパケット８６’は複数のサンプリング値をスキップする。そのため、選択した各サンプリング値とその右隣および左隣との比較の結果に基づいて、それに応じて受信機データストリーム７０のデータパケット８６、８６’への細分が行われる。
【図１】
2015513285.tif 000003
【図２】
2015513285.tif 000004
【図３】
2015513285.tif 000005
【図４】
2015513285.tif 000006
【図５】
2015513285.tif 000007
【図６】
2015513285.tif 000008
【図７】
2015513285.tif 000009
【図８】
2015513285.tif 000010
【国際調査報告】
2015513285.tif 000011
2015513285.tif 000012
2015513285.tif 000013
2015513285.tif 000014