(57)【要約】【課題】１局のマスタとＮ局のスレーブが同じ伝送路に接続され、マスタとスレーブが定周期伝送に同期しながら定周期動作するとき、スレーブの同期処理を全スレーブ同時に起動できるようにする。【解決手段】伝送制御部１１、２１を備えた１局のマスタ１０とＮ局のスレーブ１が同じ伝送路３０に接続されてマスタとスレーブが定周期同期伝送をする同期通信システムに於いて、マスタ１０は、伝送制御部１１に同期フレーム送信先アドレス登録テーブル１４を具え、伝送周期毎に同期フレームの送信先を同期フレーム送信先アドレス登録テーブルの内容に切替えて送信し、スレーブ１は、伝送制御部２１に複数のアドレスを格納する同期アドレス登録テーブル２４を具え、受信データが同期アドレス登録テーブルに登録されたいずれかのアドレスと一致する場合に同期処理を開始する。【選択図】図１
2005229322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送制御部を備えた１局のマスタとＮ局のスレーブが同じ伝送路に接続されて前記マスタと前記スレーブが定周期同期伝送をする同期通信システムに於いて、
前記マスタは、前記伝送制御部に同期フレーム送信先アドレス登録テーブルを具え、伝送周期毎に同期フレームの送信先を前記同期フレーム送信先アドレス登録テーブルの内容に切替えて送信し、
前記スレーブは、前記伝送制御部に複数のアドレスを格納する同期アドレス登録テーブルを具え、受信データが前記同期アドレス登録テーブルに登録されたいずれかのアドレスと一致する場合に同期処理を開始する
ことを特徴とするマスタスレーブ同期通信システム。
【請求項２】
前記同期フレーム送信先アドレス登録テーブルは、
ブロードキャストアドレスまたは個別のスレーブアドレスと複数のスレーブを指定するマルチキャストアドレスとが伝送開始の前に予め登録されており、
伝送を開始すれば前記同期フレーム送信先アドレス登録テーブルに登録されたアドレスへ伝送周期毎に１つづつ送信するという動作を繰り返す
ことを特徴とする請求項１に記載のマスタスレーブ同期通信システム。
【請求項３】
前記同期アドレス登録テーブルは、
ブロードキャストアドレスと自局アドレスと複数スレーブを指定するマルチキャストアドレスとが伝送開始前に予め登録されており、
伝送路上のデータを検出する時は送信先アドレスと前記同期アドレス登録テーブルに登録されたアドレスを比較し、
登録された何れかのアドレスと一致する場合は同期処理を開始するとともに、自局アドレスと一致した場合は指令として受信バッファに格納する
ことを特徴とする請求項１に記載のマスタスレーブ同期通信システム。
【請求項４】
前記同期アドレス登録テーブルは、スレーブのＣＰＵによって伝送開始前に予め設定されていることを特徴とする請求項１に記載のマスタスレーブ同期通信システム。
【請求項５】
前記同期アドレス登録テーブルは、伝送路に接続されたマスタまたはエンジニアリング機器によって伝送開始前に予め設定されていることを特徴とする請求項１に記載のマスタスレーブ同期通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝送路上に接続された１局のマスタとＮ局のスレーブ間で、マスタが定周期で送信する同期フレームにスレーブが同期しながら、指令データと応答データを交換するマスタスレーブ同期通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
１局のマスタとＮ局のスレーブが同じ伝送路に接続されているとき、マスタが定周期でスレーブに指令データを送信してスレーブから応答データを受信する従来の通信システムについて説明する（例えば、特許文献１参照）。その従来の通信システムというのは、マスタと複数台のスレーブが同期フレームで同期を取りながら、任意に指定した固有フレームで制御データを交換している。その特許文献１では、マスタが軸軍管理器、スレーブが数値制御装置、同期フレームがスレーブの全てを指定した共通フレームとなっている。
一般に１局のマスタから複数局のスレーブへデータを転送する場合、ハイレベル・データ・リンク（JLS C-6363）形式が使用されるが、同期フレームのアドレス部には全スレーブが共通して受信するブロードキャストアドレス（グローバルアドレス）を指定し、スレーブ別固有フレームのアドレス部には当該スレーブの局アドレスを指定していた。このことを図を用いて説明する。
【０００３】
図５は、従来のマスタの内部構成を示すブロック図である。
図５において、マスタ５０は伝送制御部５１を介して伝送路３０に接続されている。伝送制御部５１には、制御指令データをスレーブ毎に格納するためのスレーブ別送信バッファ１５と、受信した制御応答データをスレーブ別に格納するスレーブ別受信バッファ１６と、同期フレームを格納する同期フレーム送信バッファ１３を具えている。
伝送制御部５１はＣＰＵ１２と内部バスで接続されており、受信データと送信データの交換を行う。ＣＰＵ１２が作成した同期フレームデータは、内部バスを経由して伝送制御部５１の同期フレーム送信バッファ１３へ格納され、スレーブ別の指令データは、内部バス経由でスレーブ別送信バッファ１５に格納される。
伝送制御部５１は、伝送周期毎に同期フレーム送信バッファ１３を読み出し、伝送路３０に同期フレームを送信する。この時、同期フレームのアドレス部にはブロードキャストアドレスが格納されている。続いて伝送制御部５１は、次の同期フレーム送信タイミングまでにスレーブ別送信バッファ１５の格納データをスレーブ単位に読み出して伝送路３０へ送信すると共に、伝送路３０を介してスレーブから受信したデータをスレーブ別受信バッファ１６に格納する。
【０００４】
図６は、従来のスレーブの構成を示すブロック図である。
図６において、スレーブ１の伝送制御部４１は伝送路３０に接続されている。伝送制御部４１には、制御指令データを受信するための受信バッファ２６と送信する制御応答データを格納する送信バッファ２７と、受信データのアドレスを判定して同期フレームと制御指令データの何れであるかを判定するアドレス判定部２５と、登録された自局アドレスを格納する自局アドレス登録エリア２３を具えている。
伝送制御部４１はＣＰＵ２２と内部バスで接続されており、受信データと送信データの交換を行う。また、伝送制御部 ４１とＣＰＵ２２の同期には、伝送制御部４１の割り込み出力信号が使用される。
伝送路３０を介してマスタの情報を受信すると、アドレス判定部２５によって受信フレームのアドレスが判定される。伝送制御部４１は、アドレスが自局アドレス登録エリア２３の内容と一致すれば、その受信データを制御指令データとして受信バッファ２６に格納する。伝送制御部４１は、アドレスが全スレーブを示すブロードキャストアドレスの場合、受信データを同期フレームとして判断し、ＣＰＵ２２の割り込み信号を出力する。伝送制御部４１の割り込みを入力したＣＰＵ２２は、その割り込みに同期して受信バッファ２６に格納された制御指令データを読み出す。
【特許文献１】特公平６−１９６６０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のマスタは同期フレームをブロードキャストアドレス（グローバルアドレス）で全スレーブ宛てに一斉同報するため、伝送路に接続された全てのスレーブが同じ周期で同期処理をしていた。コントローラやサーボ、Ｉ／Ｏが伝送路で接続された制御システムでは、伝送速度の高速化に伴って伝送周期を短縮し制御性能を上げる傾向にあるが、Ｉ／Ｏのようにサーボに比べて遅い制御周期で十分な機器が混在した場合でも、同じ短い伝送周期で同期処理されることになり、ＣＰＵにとって大きな負荷となっていた。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、スレーブ機器に応じた周期で同期処理させ、ＣＰＵの負荷を削減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題を解決するため、本発明は、次のようにしたのである。
請求項１に記載の発明は、伝送制御部を備えた１局のマスタとＮ局のスレーブが同じ伝送路に接続されて前記マスタと前記スレーブが定周期同期伝送をする同期通信システムに於いて、前記マスタは、前記伝送制御部に同期フレーム送信先アドレス登録テーブルを具え、伝送周期毎に同期フレームの送信先を前記同期フレーム送信先アドレス登録テーブルの内容に切替えて送信し、前記スレーブは、前記伝送制御部に複数のアドレスを格納する同期アドレス登録テーブルを具え、受信データが前記同期アドレス登録テーブルに登録されたいずれかのアドレスと一致する場合に同期処理を開始することを特徴としている。
また請求項２に記載の発明は、前記同期フレーム送信先アドレス登録テーブルは、ブロードキャストアドレスまたは個別のスレーブアドレスと複数のスレーブを指定するマルチキャストアドレスとが伝送開始の前に予め登録されており、伝送を開始すれば前記同期フレーム送信先アドレス登録テーブルに登録されたアドレスへ伝送周期毎に１つづつ送信するという動作を繰り返すことを特徴としている。
また請求項３に記載の発明は、前記同期アドレス登録テーブルは、ブロードキャストアドレスと自局アドレスと複数スレーブを指定するマルチキャストアドレスとが伝送開始前に予め登録されており、伝送路上のデータを検出する時は送信先アドレスと前記同期アドレス登録テーブルに登録されたアドレスを比較し、登録された何れかのアドレスと一致する場合は同期処理を開始するとともに、自局アドレスと一致した場合は指令として受信バッファに格納することを特徴としている。
また請求項４に記載の発明は、前記同期アドレス登録テーブルは、スレーブのＣＰＵによって伝送開始前に予め設定されていることを特徴としている。
また請求項５に記載の発明は、前記同期アドレス登録テーブルは、伝送路に接続されたマスタまたはエンジニアリング機器によって伝送開始前に予め設定されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、スレーブ機器に応じた周期で同期処理してＣＰＵの負荷を削減することができるため、スレーブに低速のＣＰＵを採用できてコストダウンすることができるという効果がある。
また、スレーブが同期するアドレスの登録にはネットワークを経由してマスタから指定できるため、スレーブでの登録作業を不要とし、システムのスタートアップ作業を軽減することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の具体的実施例について、図に基づいて説明する。
図３は、本発明を適用した制御通信システムの接続図であり、１局のマスタ１０とＮ局のスレーブ１〜ｎが同じ伝送路３０に接続されている。
図１は、本発明のマスタのブロック図である。
図１において、マスタ１０の伝送制御部１１は伝送路３０に接続されている。伝送制御部１１には、制御指令データをスレーブ別に格納するためのスレーブ別送信バッファ１５と、受信した制御応答データをスレーブ別に格納するスレーブ別受信バッファ１６と、同期フレームを格納する同期フレーム送信バッファ１３と、同期フレーム送信先アドレス登録テーブル１４を具えている。
伝送制御部１１はＣＰＵ１２と内部バスで接続されており、受信データと送信データを交換する。ＣＰＵ１２が作成した同期フレームデータは、内部バス経由で伝送制御部１１の同期フレーム送信バッファ１３に格納され、スレーブ別の指令データは、内部バス経由でスレーブ別送信バッファ１５に格納される。ＣＰＵ１２が作成した同期フレーム送信先は、内部バス経由で同期フレーム送信先アドレス登録テーブル１４に格納される。
伝送制御部１１は、伝送周期毎に同期フレーム送信バッファ１３を読み出し、伝送路３０に同期フレームを送信する。この時、伝送制御部１１は、同期フレーム送信先アドレス登録テーブル１４の内容に従って、同期フレームのアドレス部を作成する。続いて伝送制御部１１が、次の同期フレーム送信タイミングまでにスレーブ別送信バッファ１５の格納データをスレーブ単位に読み出して伝送路３０へ送信すると共に、伝送路３０を介してスレーブから受信したデータをスレーブ別の受信バッファ１６に格納する。
【０００９】
図４は同期フレーム送信先アドレス登録テーブル１４の具体例である。
同期フレーム送信先アドレス登録テーブル１４は、送信先アドレス・テーブル６４とその格納先を示す送信先アドレス・テーブル・ポインタ６１、送信先アドレス・テーブル６４に登録されたアドレスの個数を格納する登録個数６２、伝送周期毎に更新され次の伝送周期で更新された同期フレーム送信先アドレスの格納先を指す次回送信先インデックス６３から構成される。
図４では、送信先アドレス・テーブル６４の先頭にブロードキャストアドレスのＦＦｈ、続いてマルチキャストアドレスのＦＥｈが３個、合計４個のアドレスが登録されている。従って、伝送周期が125μsであれば送信先アドレス・テーブルの各要素は500μs毎に読み出され、同期フレームのアドレス部に格納される。すなわち、マスタは500μs毎にアドレスＦＦｈの同期フレームを送信し、続いて125μs毎にアドレスＦＥｈの同期フレームの送信を３回繰り返す。例えば伝送路に３局のスレーブが接続されたシステムにおいて、スレーブ１、２の同期アドレス登録テーブルにはＦＦｈとＦＥｈ、スレーブ３の同期アドレス登録テーブルにはＦＦｈのみが登録されていた場合は、スレーブ１、２は125μs毎に同期処理を起動し、スレーブ３は500μs周期で同期処理を起動することができるのである。
【００１０】
図２は、本発明の実施例に係るスレーブのブロック図である。
図２において、スレーブ１の伝送制御部２１は伝送路３０に接続されている。伝送制御部２１には、制御指令データを受信するための受信バッファ２６と、送信する制御応答データを格納する送信バッファ２７と、受信データのアドレスを判定して同期フレームと制御指令データのいずれであるかを判定するアドレス判定部２５と、登録された自局アドレスを格納する自局アドレス登録エリア２３と、同期フレームと見なされたアドレスを格納する同期アドレス登録テーブル２４を具えている。
伝送制御部２１はＣＰＵ２２と内部バスで接続されており、受信データと送信データを交換する。伝送制御部２１とＣＰＵ２２の同期には、伝送制御部２１の割り込み出力信号が使用される。
【００１１】
伝送路３０を介してマスタの受信フレームを検出したときは、アドレス判定部２５によって受信フレームのアドレスが判定される。伝送制御部２１は、アドレスが自局アドレス登録エリア２３の内容と一致すれば、受信データを制御指令データとして受信バッファ２６に格納する。同時に、伝送制御部２１は、アドレスが同期アドレス登録テーブル２４の内容と比較し、登録されたいずれかのアドレスと一致すれば受信データを同期フレームとして判断し、ＣＰＵ２２へ割り込み信号を出力する。伝送制御部２１の割り込み信号を入力したＣＰＵ２２は、同期処理として、受信バッファ２６に格納された制御指令データを読み出し処理する。
同期アドレス登録テーブル２４には、ブロードキャストアドレスと、スレーブアドレスと、マルチキャストアドレスを登録することができ、それぞれ、全スレーブ一斉、スレーブ個別、複数スレーブ一斉の同期処理をするときに指定される。
同期アドレス登録テーブル２４は、制御伝送開始前に事前に設定される。スレーブ自身のＣＰＵ２２によって設定するときは、スレーブ機器に実装されたスイッチの設定値をＣＰＵ２２が読み出して設定する方法と、スレーブ機器個別に接続されたエンジニアリングツールによって入力された入力データをＣＰＵ２２が設定するという２つの方法がある。
また、同期アドレス登録テーブル２４へ登録する他の方法として、伝送路に接続されたマスタまたはエンジニアリング機器から伝送路を介して設定する方法があり、この場合はメッセージ伝送などの制御通信とは別の手順がとられる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のマスタのブロック図
【図２】本発明のスレーブのブロック図
【図３】制御通信システムの接続図
【図４】同期フレーム送信先アドレス登録テーブル
【図５】従来のマスタのブロック図
【図６】従来のスレーブのブロック図
【符号の説明】
【００１３】
１０、５０  マスタ、                        ３０  伝送路、
１１、５１、２１、４１  伝送制御部、        １２、２２  ＣＰＵ、
１５  スレーブ別送信バッファ、              １６  スレーブ別受信バッファ、
１３  同期フレーム送信バッファ、
１４  同期フレーム送信先アドレス登録テーブル、
２５  アドレス判定部、                      ２３  自局アドレス登録エリア、
２４  同期アドレス登録テーブル、            ２６  受信バッファ、
２７  送信バッファ、
６１  送信先アドレス・テーブル・ポインタ、  ６２  送信先アドレスの登録個数、
６３  次回送信先インデックス、              ６４  送信先アドレス・テーブル
【図１】
2005229322.tif 000003
【図２】
2005229322.tif 000004
【図３】
2005229322.tif 000005
【図４】
2005229322.tif 000006
【図５】
2005229322.tif 000007
【図６】
2005229322.tif 000008