(57)【要約】【課題】アドレス情報を送信することなく、複数機器間で調歩同期ネットワーク通信を行なえるようにする。【解決手段】端末装置３０２では、各端末装置に設けたスクランブル回路３１６およびデスクランブル回路３１９により、当該端末装置に固有のスクランブル生成多項式を用いてエラーチェック情報を含む送信データフレームおよび受信データフレームをそれぞれスクランブルおよびデスクランブルして送受信する。局装置３０１では、局装置に設けたスクランブル回路３０６およびデスクランブル回路３０９により、通信を目的とする端末装置のスクランブル生成多項式を用いてエラーチェック情報（４０３）を含む送信データフレームおよび受信データフレームをそれぞれスクランブルおよびデスクランブルして送受信する。【選択図】図３
2007267061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バス接続の局装置および複数の端末装置から構成されたネットワークにおいて調歩同期方式で通信する通信方法において、
前記各端末装置では、各端末装置に設けたスクランブル手段およびデスクランブル手段により、当該端末装置に固有のスクランブル生成多項式を用いてエラーチェック情報を含む送信データフレームおよび受信データフレームをそれぞれスクランブルおよびデスクランブルして送受信し、
前記局装置では、局装置に設けたスクランブル手段およびデスクランブル手段により、通信を目的とする端末装置のスクランブル生成多項式を用いてエラーチェック情報を含む送信データフレームおよび受信データフレームをそれぞれスクランブルおよびデスクランブルして送受信することを特徴とする通信方法。
【請求項２】
請求項１に記載の通信方法を実施する通信装置において、前記スクランブル手段およびデスクランブル手段を有し、前記局装置として動作することを特徴とする通信装置。
【請求項３】
請求項１に記載の通信方法を実施する通信装置において、前記スクランブル手段およびデスクランブル手段を有し、前記端末装置として動作することを特徴とする通信装置。
【請求項４】
請求項３に記載の通信装置において、前記スクランブル手段およびデスクランブル手段を有し、前記端末装置として動作する通信装置であって、前記スクランブル手段およびデスクランブル手段で用いるスクランブル生成多項式を設定する設定手段を有することを特徴とする通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バス接続の局装置および複数の端末装置から構成されたネットワークにおいて調歩同期方式で通信する通信方法、および通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＲＳ４８５（ANSI/TIA/EIA-485-A-98）のような通信規格において、バス接続された複数端末で調歩同期通信を行なうネットワーク通信方式が知られている。
【０００３】
図１は、従来のバス接続され、調歩同期方式で通信する局装置および複数の端末装置からなるネットワークの構成例を示している。
【０００４】
図１のネットワークは、局装置１０１、およびバス接続された複数の端末装置１０２から構成されている。
【０００５】
局装置１０１は、送信用データおよびアドレスが格納されている送信メモリ１０３、送信メモリ１０３を制御する送信制御回路１０４、送信用データおよびアドレス情報をフレームフォーマットに沿ってシリアル信号に変換する送信回路１０５、ラインドライバー１０６、受信データからスタートビットを検出しビット同期をとる受信回路１０７、アドレス情報の判定を行なうアドレス検出回路１０８、データの誤りを検出するエラー検出回路１０９、受信メモリ１１１を制御する受信制御回路１１０、受信データを格納する受信メモリ１１１から構成されている。
【０００６】
端末装置１０２は、送信用データが格納されている送信メモリ１１２、送信メモリ１１２を制御する送信制御回路１１３、送信用データおよびアドレス情報をフレームフォーマットに沿ってシリアル信号に変換する送信回路１１４、ラインドライバー１１５、局装置１０１からの受信データからスタートビットを検出しビット同期をとる受信回路１１６、アドレス情報の判定を行なうアドレス検出回路１１７、データの誤りを検出するエラー検出回路１１８、受信メモリ１２０を制御する受信制御回路１１９、受信データを格納する受信メモリ１２０からなる。図１においては、端末装置１０２の構成は１つぶんのみ示してあるが、ブロックのみで示した他の端末装置１０２も上記同様の構成を有する。
【０００７】
図２は、図１のバス接続ネットワークにおいて用いられる調歩同期通信のフレームフォーマットの一例である。図２のフレームはデータの先頭を示すスタートビット２０１、バス接続された複数の端末装置１０２に設定された個々のアドレス情報２０２、バス接続された複数の端末装置１０２と送受信するデータ情報２０３、データの誤りを監視するエラーチェック情報２０４、データの最後を示すストップビット２０５から構成されている。
【０００８】
上記のような従来構成において、局装置１０１はバス接続された複数の端末装置１０２に対し、ＤＩＰスイッチやロータリースイッチ、基板ジャンパーなどであらかじめ個々の端末装置１０２に設定されたアドレス情報２０２をフレームフォーマットに多重化した送信データを送出し、個々の端末装置１０２は受信したデータからアドレス情報２０２を取り出し、自局のアドレス情報と一致し、尚且つデータにエラーの発生が無い場合に、自局の再生データとして受信メモリ１２０に格納することにより、通信が行なわれていた。
【０００９】
従来のこの種のネットワークにおける通信の例としては、たとえば、下記の特許文献１に示されるように、モードを変更したい任意の端末装置のアドレスと変更すべきモードに関するデータをバスに送信し、該当端末装置は、アドレスによって自己が対象であることを認識し、自己のモードを変更するものがある。
【特許文献１】特開２００４−３１７２６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来のバス接続で複数の端末装置と通信する通信方式では、図２のようなフレームフォーマットによりアドレス情報を多重化して伝送する必要がある。
【００１１】
しかし、お互いの装置が非同期で通信を行っている調歩同期通信では、フレーム当たりのビット長に制限があるためビット長全体を長くすることはできない。そして、１フレームには必ずアドレス情報を格納する必要があるため、その分、１フレーム当たりのデータ情報のビット数を減らして通信を行なっていることになる。
【００１２】
すなわち、従来方式では、アドレス情報のオーバヘッドにより、伝送すべきデータを送受信し終るまでに、そのデータ量よりも大きなフレームデータを余計に送信する必要があり、非常に伝送効率が悪く、通信時間がかかる、という問題があった。もし、アドレス情報を送信せずに、複数機器間で調歩同期ネットワーク通信を行なうことができれば、大きく通信の効率を改善できる、と考えられる。
【００１３】
本発明の課題は、アドレス情報を送信することなく、複数機器間で調歩同期ネットワーク通信を行なえるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するため、本発明においては、バス接続の局装置および複数の端末装置から構成されたネットワークにおいて調歩同期方式で通信する通信方法および通信装置において、前記各端末装置では、各端末装置に設けたスクランブル手段およびデスクランブル手段により、当該端末装置に固有のスクランブル生成多項式を用いてエラーチェック情報を含む送信データフレームおよび受信データフレームをそれぞれスクランブルおよびデスクランブルして送受信し、前記局装置では、局装置に設けたスクランブル手段およびデスクランブル手段により、通信を目的とする端末装置のスクランブル生成多項式を用いてエラーチェック情報を含む送信データフレームおよび受信データフレームをそれぞれスクランブルおよびデスクランブルして送受信する構成を採用した。
【発明の効果】
【００１５】
上記構成によれば、局装置から各端末装置への通信において、各端末装置固有のスクランブル生成多項式を用いて送信データをスクランブルし送信することで、同一のスクランブル生成多項式を持った該当する端末装置のみがデータを正しく再生できるので、フレームフォーマットにアドレス情報を多重化する必要がなくなり、１フレーム当たりのデータ情報のビット数を減らすことなく通信することができるため、伝送効率が向上し、通信時間を短縮することができる、という優れた効果がある。また、局装置と各端末装置間の通信において、各端末装置固有のスクランブル生成多項式を用いて送受信データフレームをスクランブルするようにしたので、外部より受信再生されることを防止でき、通信情報の秘話性に優れたネットワークシステムを提供できる、という優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、発明を実施するための最良の形態の一例として、バス接続され、調歩同期方式で通信する局装置および複数の端末装置から構成されたネットワークに関する実施例を示す。
【実施例１】
【００１７】
図３は本発明を採用したネットワークの構成例を示している。図３のネットワークは、バス接続され、調歩同期方式で通信する局装置３０１および複数の端末装置３０２、３０２…から構成される。
【００１８】
図３のネットワークにおいて、局装置３０１および複数の端末装置３０２、３０２…は、調歩同期方式、たとえばＲＳ４８５規格に基づき通信を行なう。
【００１９】
端末装置３０２は、たとえば産業用機器や測定装置として構成される。通信の目的は、たとえば、産業用機器や測定装置として構成された端末装置３０２へのセットアップ／制御データの送信、端末装置３０２からの動作状態データや測定データの収集などさまざまであるが、いずれにしても局装置３０１の主導で局装置３０１といずれかの端末装置３０２の間での通信が行なわれる。すなわち、端末装置３０２にデータフレームを送信するにしても、また、端末装置３０２からデータフレームを受信するにしても、局装置３０１側が最初に目的の送信データを伝送するデータフレーム、あるいは受信データを要求するデータフレームを送信する。このように局装置３０１を置き、集中的に局装置３０１が通信を管理する構成は、産業用機器や測定装置のネットワークにおいて特に有用なものである。
【００２０】
図３の局装置３０１において、符号３０３は送信用データおよびスクランブル生成多項式Ｎｏが格納されている送信メモリ、３０４は送信メモリ３０３を制御する送信制御回路、３０５は送信用データをフレームフォーマットに沿ってシリアル信号に変換する送信回路、３０６はシリアル信号を宛先の端末装置に固有のスクランブル生成多項式Ｎｏによりスクランブルするスクランブル回路、３０７はラインドライバー、３０８は端末装置３０２からの受信データからスタートビットを検出しビット同期をとる受信回路、３０９は受信データを当該局装置３０１に固有のスクランブル生成多項式Ｎｏによりデスクランブルするデスクランブル回路、３１０はデータの誤りを検出するエラー検出回路、３１１は受信メモリ３１２を制御する受信制御回路、３１２は受信データを格納する受信メモリである。
【００２１】
また、端末装置３０２において、符号３１３は端末装置３０２側の送信用データが格納されている送信メモリ、３１４は送信メモリ３１３を制御する送信制御回路、３１５は送信用データをフレームフォーマットに沿ってシリアル信号に変換する送信回路、３１６はシリアル信号を宛先の局装置（または端末装置）に固有のスクランブル生成多項式Ｎｏによりスクランブルするスクランブル回路、３１７はラインドライバー、３１８は局装置３０１からの受信データからスタートビットを検出しビット同期をとる受信回路、３１９は受信データを当該端末装置３０２に固有のスクランブル生成多項式Ｎｏによりデスクランブルするデスクランブル回路、３２０はデータの誤りを検出するエラー検出回路、３２１は受信メモリ３２２を制御する受信制御回路、３２２は受信データを格納する受信メモリである。
【００２２】
上記構成は、端末装置３０２、３０２…に、それぞれ各端末装置３０２に固有のスクランブル生成多項式Ｎｏにより送受信データフレームをスクランブル／デスクランブルするスクランブル回路３１６およびデスクランブル回路３１９を設け、局装置３０１には、端末装置３０２、３０２…ごとに異なるスクランブル生成多項式Ｎｏを用いたスクランブル通信を行なうためのスクランブル回路３０６、デスクランブル回路３０９を設けた点に特徴がある。
【００２３】
各端末装置３０２には、ＤＩＰスイッチやロータリースイッチ、基板ジャンパーなどからなる設定手段３２３が設けられており、設定手段３２３で各端末装置３０２で固有となるようにスクランブル生成多項式Ｎｏ（後述の例では３ビット）をあらかじめ設定しておく。
【００２４】
これらの各端末装置３０２の設定手段３２３の設定情報（スクランブル生成多項式Ｎｏ）は、各端末装置３０２固有のいわばＩＤ情報として用いられるもので、各端末装置３０２の設定後、設定手段３２３に設定されたスクランブル生成多項式Ｎｏは、送信制御回路３０４（あるいは不図示の主制御部）のメモリなどに登録しておく。
【００２５】
そして、局装置３０１が特定の端末装置３０２と通信する必要が生じた時に、送信制御回路３０４が当該の端末装置３０２のスクランブル生成多項式Ｎｏをスクランブル回路３０６、デスクランブル回路３０９に設定する。
【００２６】
このように、局装置３０１／端末装置３０２に固有のスクランブル生成多項式Ｎｏを付与し、宛先装置のスクランブル生成多項式Ｎｏにより送受信フレームをスクランブル／デスクランブルする構成により、ネットワークで送受信されるフレーム内にアドレス情報を含める必要がなくなる。
【００２７】
図４は、本発明で用いられるバス接続された局装置３０１および端末装置３０２で送受信されるフレームフォーマットの一例を示している。図４において、符号４０１はデータの先頭を示すスタートビット、４０２はバス接続された複数の端末装置３０２と送受信するデータ情報、４０３はデータの誤りを監視するためのエラーチェック情報（たとえばＣＲＣ）、４０４はデータの最後を示すストップビットである。上記のスクランブル回路３０６、３１６によるスクランブル範囲は、図示のようにスタートビット４０１およびストップビット４０４を除いたデータ情報４０２およびエラーチェック情報４０３の部分である。このようなスクランブルを行なうことにより、図２および図４の比較から明らかなように、本発明ではフレーム内にアドレス情報を格納することなく通信を行なうことができる。
【００２８】
局装置３０１が送信したデータフレームは、バス接続された全ての端末装置３０２で受信されるが、上記のようにスクランブル回路３０６により宛先の端末装置３０２のスクランブル生成多項式Ｎｏでデータフレームをスクランブルするようにしているので、当該の宛先装置ではデータ情報４０２およびエラーチェック情報４０３が正しく再生され、目的のデータを受信することができる。しかし、他の装置ではデータ情報４０２およびエラーチェック情報４０３を復元することができず、エラーチェック情報４０３による伝送エラーチェックが成功しないので、受信したデータフレームは捨てられることになる。
【００２９】
端末装置３０２から局装置３０１への送信が続いて行なわれる場合は、端末装置３０２のスクランブル回路３１６でデータフレームがスクランブルされ、局装置３０１でデータフレームがデスクランブルされる。
【００３０】
以上のようにして、アドレスデータをフレーム内に含めることなく、目的の宛先装置にデータフレームを送信することができる。
【００３１】
図３のスクランブル回路３０６、３１６は、たとえば図５に示すように構成することができる。図５において、符号５０１は排他的論理和回路、５０２はフリップフロップ、５０３はセレクタである。
【００３２】
すなわち、図５の回路は、シリアルに接続されたフリップフロップ５０２と、各フリップフロップ５０２の出力と１ビット前、２ビット前、３ビット前のデータをＸＯＲする排他的論理和回路５０１、排他的論理和回路５０１の信号を用いるか否かを決定するセレクタ５０３から構成されている。
【００３３】
セレクタ５０３の制御入力には、３ビットの宛先装置のスクランブル生成多項式Ｎｏが入力される。セレクタ５０３は、制御入力ビットが１か０かに応じて、前段のセレクタ５０３か排他的論理和回路５０１の出力を選択する。そして、最初の排他的論理和回路５０１から得られる入力データと、最後のセレクタ５０３の出力データのＸＯＲが出力データとなる。
【００３４】
図５のようにスクランブル回路３０６、および３１６を構成することにより、送信するデータフレームをスクランブルすることができる。
【００３５】
デスクランブル回路３０９、および３１９は、たとえば図６に示すように構成することができる。図６において、符号６０１は排他的論理和回路、６０２はフリップフロップ、６０３はセレクタである。
【００３６】
すなわち、図６の回路は、シリアルに接続されたフリップフロップ６０２と、各フリップフロップ６０２の出力と１ビット前、２ビット前、３ビット前のデータをＸＯＲする排他的論理和回路６０１、排他的論理和回路６０１の信号を用いるか否かを決定するセレクタ６０３から構成されている。
【００３７】
セレクタ６０３の制御入力には、３ビットの宛先装置のスクランブル生成多項式Ｎｏが入力される。セレクタ６０３は、制御入力ビットが１か０かに応じて、前段のセレクタ６０３か排他的論理和回路６０１の出力を選択する。そして、最後の排他的論理和回路６０１における入力データと、最後のセレクタ６０３の出力データのＸＯＲが出力データとなる。
【００３８】
次に以上の構成における各部の動作につき詳細に説明する。
【００３９】
まず、局装置３０１が端末装置３０２に通信を行なう場合、その端末装置３０２固有のスクランブル生成多項式Ｎｏ情報および送信データを送信メモリ３０３に格納することにより、送信制御回路３０４がその情報を読出し、送信データは送信回路３０５でシリアル信号に変換され、スクランブル回路３０６において該当する端末装置３０２のスクランブル生成多項式Ｎｏを用いて送信データにスクランブルをかけ、端末装置３０２へ送出する。
【００４０】
このとき、全ての端末装置３０２では同じデータを受信するが、局装置３０１内で行われたスクランブルと同一のスクランブル生成多項式Ｎｏを用いてスクランブルを解除しなければ、データを再生することができない。したがって、この場合は、該当する端末装置３０２のデスクランブル回路３１９によってのみ受信信号が正しくデスクランブルされ、再生データとして受信メモリ３２２に格納される。他の端末装置３０２では受信信号が正しくデスクランブルされないため、エラー検出回路３２０でエラーが発生し、受信メモリ３２２には格納されない。また、端末装置３０２から局装置３０１へ返信する場合も同様に、局装置３０１のデスクランブル回路３０９によって受信信号が正しくデスクランブルされ、エラー検出回路３１０でエラー発生がなければ、該当端末装置３０２からの返信と判断し、再生データとして受信メモリ３１２に格納される。
【００４１】
なお、以上では、ＤＩＰスイッチやロータリースイッチ、基板ジャンパーなどから成る設定手段３２３により端末装置３０２のスクランブル生成多項式Ｎｏが設定されるものと説明したが、たとえば端末装置３０２、ないしその通信インターフェース部分のベンダが機器固有のスクランブル生成多項式ＮｏをＲＯＭなどに格納して提供するようにしてもよい。また、端末装置３０２で適当な方法で自動的にスクランブル生成多項式Ｎｏを生成するようにしてもよい。
【００４２】
端末装置３０２のスクランブル生成多項式Ｎｏは、管理者が手動で端末装置３０２から収集し、局装置３０１に登録する方法が考えられるが、局装置３０１がスクランブル生成多項式Ｎｏ問い合せ用の特別なコマンドを端末装置３０２に送信し、これに応じて端末装置３０２が自機のスクランブル生成多項式Ｎｏをフレーム内にデータとして格納して返送し、返送されたスクランブル生成多項式Ｎｏを局装置３０１が自動的に登録する構成も考えられる。
【００４３】
このような自動登録の場合、スクランブル生成多項式Ｎｏ問い合せ用コマンドを送信するフレーム、およびスクランブル生成多項式Ｎｏを返送するフレームは、管理用の特別なスクランブル生成多項式Ｎｏを用いて送受信することが考えられる。これにより、スクランブル生成多項式Ｎｏが決まっていない段階でもスクランブル生成多項式Ｎｏの自動的な収集／登録が可能となる。
【００４４】
また、自動登録の場合、スクランブル生成多項式Ｎｏ問い合せ用コマンドを送信するフレーム、およびスクランブル生成多項式Ｎｏを返送するフレームをスクランブル無しで送受信するようにしてもよい。このためには、たとえばセレクタ回路やマルチプレクサ回路を介して局装置３０１および端末装置３０２のスクランブル／デスクランブル回路を信号ラインから取り外せるように回路を構成しておくことが考えられる。また、このように局装置３０１および端末装置３０２のスクランブル／デスクランブル回路を信号ラインから挿脱できるようにしておけば、図１および図２に示した従来のアドレス情報を用いる通信形態にも対応できる局装置３０１および端末装置３０２を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】従来の調歩同期方式で通信するバス接続の局装置および複数の端末装置から構成されたネットワークの構成を示したブロック図である。
【図２】図１の構成において伝送されるデータフレームの構成を示した説明図である。
【図３】本発明を採用した、調歩同期方式で通信するバス接続の局装置および複数の端末装置から構成されたネットワークの構成を示したブロック図である。
【図４】図１の構成において伝送されるデータフレームの構成を示した説明図である。
【図５】図３のスクランブル回路の構成を示したブロック図である。
【図６】図３のデスクランブル回路の構成を示したブロック図である。
【符号の説明】
【００４６】
３０１  局装置
３０２  端末装置
３０３  送信メモリ
３０４  送信制御回路
３０５  送信回路
３０６  スクランブル回路
３０７  ラインドライバー
３０８  受信回路
３０９  デスクランブル回路
３１０  エラー検出回路
３１１  受信制御回路
３１２  受信メモリ
３１３  送信メモリ
３１４  送信制御回路
３１５  送信回路
３１６  スクランブル回路
３１７  ラインドライバー
３１８  受信回路
３１９  デスクランブル回路
３２０  エラー検出回路
３２１  受信制御回路
３２２  受信メモリ
３２３  設定手段
【図１】
2007267061.tif 000003
【図２】
2007267061.tif 000004
【図３】
2007267061.tif 000005
【図４】
2007267061.tif 000006
【図５】
2007267061.tif 000007
【図６】
2007267061.tif 000008