(57)【要約】リング型ＬＡＮで構成されるデータ伝送システムは、一部の送受信が不可能になった場合、物理層（送受信部４）の初期化処理を繰り返すことによって断線部位から遡って電気通信の最上流に位置するデータ伝送装置をマスタに設定する。そのデータ伝送装置をマスタとして他のデータ伝送装置とのクロック同期等の物理層の初期設定を確立し、データリンク層の初期化処理を行うことによって、その後のデータ送受信を可能としている。つまり、リング型ＬＡＮで構成される上記データ伝送システムは、一部の送受信が不可能になった場合でも、故障箇所を除いた伝送路を用いて通信を行うことができる。
2005039121.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送路を介してリング型に接続された複数のデータ伝送装置を含み、それぞれのデータ伝送装置がクロック同期を確立して一方向の電気通信を行うデータ伝送システムであって、
前記データ伝送装置は、それぞれ、
送受信するデータを所定の通信プロトコルに基づいて処理する処理部と、
前段のデータ伝送装置から受信したデータを前記処理部に出力し、前記処理部の処理結果を後段のデータ伝送装置に送信する送受信部と、
自装置を、保持する基準クロックに同期した信号を後段のデータ伝送装置に送出するマスタ、あるいは、前段のデータ伝送装置から受信した信号からクロック同期の確立を行い後段のデータ伝送装置に信号を送出するスレーブに設定する制御部と、
初期動作の際に、ロック信号を送出するロック信号送出手段と、
前段のデータ伝送装置が送出した前記ロック信号を受信して前記クロック同期の確立を行うクロック同期手段と、
データ通信開始のタイミングを示すスタート信号を送出するスタート信号送出手段と、
自装置が前記マスタに設定されているとき、前記ロック信号送出手段が前記ロック信号を送出してから所定の時間経過後、前記スタート信号の送出タイミングを示すスタート信号送出開始信号を前記スタート信号送出手段に出力するスタート信号開始タイミング生成手段と、
前段のデータ伝送装置から受信する信号の有無を検出する信号検出部とを備え、
前記ロック信号送出手段は、
自装置が前記マスタに設定されているとき、保持する基準クロックに同期した前記ロック信号を後段のデータ伝送装置に送出し、
自装置が前記スレーブに設定されているとき、前段のデータ伝送装置が送出した前記ロック信号を受信してクロック同期の確立を行い、当該クロック同期を確立すると、前記ロック信号をさらに後段のデータ伝送装置に送出し、
前記スタート信号送出手段は、
自装置が前記マスタに設定されているとき、前記スタート信号開始タイミング生成手段から前記スタート信号送出開始信号を受信した後、後段のデータ伝送装置に前記スタート信号を送出し、
自装置が前記スレーブに設定されているとき、前段のデータ伝送装置から送出された前記スタート信号の受信に応じて後段のデータ伝送装置に前記スタート信号を送出し、それによって、
前記データ伝送装置がそれぞれ初期化を行うことを特徴とする、データ伝送システム。
【請求項２】
前記制御部は、前記信号検出部における信号検出の有無に基づいて自装置をマスタあるいはスレーブに設定し、それによって、
一部に前記電気通信が不可の部位があるとき、当該部位から遡って前記電気通信の最上流に位置する前記データ伝送装置を前記マスタに設定することを特徴とする、請求項１に記載のデータ伝送システム。
【請求項３】
前記制御部は、
前記初期動作において自装置が前記マスタに設定されているとき、前記ロック信号送出手段に前記ロック信号を送出させ、前記信号検出部が所定の時間内に前段のデータ伝送装置からの信号を検出しないことを確認した後、自装置の前記信号検出部が前段のデータ伝送装置からの信号を検出したとき、自装置をスレーブに設定するものであり、自装置の前記信号検出部が前段のデータ伝送装置からの信号を検出しなかったとき、自装置をマスタに設定するものであり、
前記初期動作において自装置が前記スレーブに設定されており、自装置の前記信号検出部が前段のデータ伝送装置からの信号を検出したとき、自装置をスレーブに設定するものであり、自装置の前記信号検出部が前段のデータ伝送装置からの信号を検出しなかったとき、自装置をマスタに設定するものであることを特徴とする、請求項２に記載のデータ伝送システム。
【請求項４】
前記制御部は、
前記初期動作において自装置が前記マスタに設定されているとき、前記ロック信号送出手段に前記ロック信号を送出させ、前記信号検出部が所定の時間内に前段のデータ伝送装置からの信号を検出しないことによって前記マスタに設定して第１のダイアグモードに移行する第１の移行手段と、
前記初期動作において自装置が前記スレーブに設定されているとき、前記信号検出部が所定の時間内に前段のデータ伝送装置からの信号を検出しないことによって自装置を前記マスタに設定して前記第１のダイアグモードに移行する第２の移行手段と、
前記初期動作において自装置が前記スレーブに設定されているとき、前記信号検出部が所定の時間内に前段のデータ伝送装置からの信号を検出することによって自装置を前記スレーブに設定して前記第１のダイアグモードに移行する第３の移行手段と、
前記第１のダイアグモードにおいて自装置が前記マスタに設定されているとき、前記ロック信号送出手段に前記ロック信号を送出させ、当該第１のダイアグモード中に前記信号検出部が前段のデータ伝送装置からの信号を検出することによって自装置を前記スレーブに設定して第２のダイアグモードに移行する第４の移行手段と、
前記第１のダイアグモードにおいて、自装置が前記マスタに設定されているとき、前記ロック信号送出手段に前記ロック信号を送出させ、前記信号検出部が前段のデータ伝送装置からの信号を検出しないことによって自装置を前記マスタに設定して前記第２のダイアグモードに移行する第５の移行手段と、
前記第１のダイアグモードにおいて、自装置が前記スレーブに設定されているとき、自装置を前記スレーブに設定して前記第２のダイアグモードに移行する第６の移行手段とを含み、
前記第２のダイアグモードにおいて、
前記ロック信号送出手段は、
自装置が前記マスタに設定されているとき、保持する基準クロックに同期した前記ロック信号を後段のデータ伝送装置に送出し、
自装置が前記スレーブに設定されているとき、前段のデータ伝送装置が送出した前記ロック信号を受信してクロック同期の確立を行い、当該クロック同期を確立すると、前記ロック信号をさらに後段のデータ伝送装置に送出し、
前記スタート信号送出手段は、
自装置が前記マスタに設定されているとき、前記スタート信号開始タイミング生成手段から前記スタート信号送出開始信号を受信した後、後段のデータ伝送装置に前記スタート信号を送出し、
自装置が前記スレーブに設定されているとき、前段のデータ伝送装置から送出された前記スタート信号の受信に応じて後段のデータ伝送装置に前記スタート信号を送出することを特徴とする、請求項２に記載のデータ伝送システム。
【請求項５】
前記制御部は、
前記初期動作において自装置が前記マスタに設定されているとき、前記ロック信号送出手段に前記ロック信号を送出させ、前記信号検出部が所定の時間内に前段のデータ伝送装置からの信号を検出することによって前記マスタに設定して第３のダイアグモードに移行する第７の移行手段と、
前記第３のダイアグモードにおいて自装置が前記マスタに設定されているとき、前記ロック信号送出手段に前記ロック信号を送出させ、自装置を前記マスタに設定して前記第２のダイアグモードに移行する第８の移行手段とを、さらに含むことを特徴とする、請求項４に記載のデータ伝送システム。
【請求項６】
前記信号検出部は、前段のデータ伝送装置から受信する前記ロック信号の有無により信号検出を行うことを特徴とする、請求項５に記載のデータ伝送システム。
【請求項７】
前記信号検出部は、自装置における前記クロック同期の確立の有無により信号検出を行うことを特徴とする、請求項５に記載のデータ伝送システム。
【請求項８】
前記信号検出部は、前段のデータ伝送装置から受信する前記スタート信号の有無により信号検出を行うことを特徴とする、請求項５に記載のデータ伝送システム。
【請求項９】
前記処理部が用いる通信プロトコルは、ＭＯＳＴ（Ｍｅｄｉａ  Ｏｒｉｅｎｔｅｄ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）で定義されることを特徴とする、請求項２に記載のデータ伝送システム。
【請求項１０】
前記処理部は、前記マスタに設定されたデータ伝送装置に対する段数位置をカウントするカウント手段を含む、請求項５に記載のデータ伝送システム。
【請求項１１】
複数のノードが伝送路を介してリング型に接続され、それぞれのノードが所定の通信プロトコルを用いてクロック同期を確立して一方向の電気通信を行うデータ伝送方法であって、
初期動作で行う、
前記複数のノードの１つに対して基準クロックを保持するマスタに設定し、他のノードをスレーブに設定するステップと、
前記ノードがマスタに設定されているとき、前記基準クロックに同期したロック信号を後段のノードに送出する第１のロック信号送出ステップと、
前段のノードから送出された前記ロック信号を用いて前記クロック同期を確立するクロック同期ステップと、
前記スレーブに設定されたノードが前記クロック同期を確立した後、後段のノードに前記ロック信号を送出する第２のロック信号送出ステップと、
前記ノードからデータ通信開始のタイミングを示すスタート信号を送出するスタート信号送出ステップとを含み、
前記マスタに設定されたノードは、前記第１のロック信号送出ステップの実行から所定の時間経過後、前記スタート信号送出ステップを実行し、
前記スレーブに設定されたノードは、前段のノードから前記スタート信号を受信することに応じて前記スタート信号送出ステップを実行し、それによって、
前記ノードがそれぞれ初期化を行うことを特徴とする、データ伝送方法。
【請求項１２】
さらに、前段のノードから受信する信号の有無に基づいて自ノードを前記マスタあるいはスレーブに再設定する再設定ステップを含み、これによって、
一部に前記電気通信が不可の部位がある場合、当該部位から遡って前記電気通信の最上流に位置するノードが最終的に前記マスタに設定されて他のノードとのクロック同期が確立されることを特徴とする、請求項１１に記載のデータ伝送方法。
【請求項１３】
前記再設定ステップは、前記初期動作の際に、前記第１のロック信号送出ステップを実行させ、
前記再設定ステップは、
前記初期動作の際に、前記マスタに設定されたノードが、所定の時間内に前段の前記ノードからの信号を検出しないことを確認した後、前段のノードからの信号を検出したノードをスレーブに設定し、前段のノードからの信号を検出しなかったノードをマスタに設定するステップと、
前記初期動作の際に、前記スレーブに設定されたノードが、前段のノードからの信号を検出したノードをスレーブに設定し、前段のノードからの信号を検出しなかったノードをマスタに設定するステップとを含むことを特徴とする、請求項１２に記載のデータ伝送方法。
【請求項１４】
前記再設定ステップは、
前記初期動作で行う、
前記第１のロック信号送出ステップ実行後、前記マスタに設定されたノードが、所定の時間内に前段のノードからの信号を検出しないことによって、当該ノードを前記マスタに設定して第１のダイアグモードに移行する第１の移行ステップと、
前記スレーブに設定されたノードの内、所定の時間内に前段のノードからの信号を検出しなかったノードを前記マスタに設定して前記第１のダイアグモードに移行する第２の移行ステップと、
前記スレーブに設定されたノードの内、所定の時間内に前段のノードからの信号を検出したノードを前記スレーブに設定して前記第１のダイアグモードに移行する第３の移行ステップと、
前記第１のダイアグモードで行う、
前記マスタに設定されたノードが前記ロック信号を後段の前記ノードに送出するステップと、
前記マスタに設定されたノードの内、前段のノードからの信号を検出したノードを前記スレーブに設定して第２のダイアグモードに移行する第４の移行ステップと、
前記マスタに設定されたノードの内、前段のノードからの信号を検出しなかったノードを前記マスタに設定して第２のダイアグモードに移行する第５の移行ステップと、
前記スレーブに設定されたノードを、前記スレーブに設定して前記第２のダイアグモードに移行する第６の移行ステップとを含み、
前記第２のダイアグモードにおいて、
前記第１のロック信号送出ステップと、前記クロック同期ステップと、前記第２のロック信号送出ステップとを実行し、
前記マスタに設定されたノードは、前記第１のロック信号送出ステップの実行から所定の時間経過後、前記スタート信号送出ステップを実行し、
前記スレーブに設定されたノードは、前段のノードから前記スタート信号を受信することに応じて前記スタート信号送出ステップを実行することを特徴とする、請求項１２に記載のデータ伝送方法。
【請求項１５】
前記再設定ステップは、
前記初期動作で行う、前記第１のロック信号送出ステップ実行後、前記マスタに設定されたノードが、所定の時間内に前段のノードからの信号を検出することによって、当該ノードを前記マスタに設定して第３のダイアグモードに移行する第７の移行ステップと、
前記第３のダイアグモードで行う、前記マスタに設定されたノードが前記ロック信号を後段のノードに送出し、当該ノードを前記マスタに設定して前記第２のダイアグモードに移行する第８の移行ステップとを、さらに含むことを特徴とする、請求項１４に記載のデータ伝送方法。
【請求項１６】
前記再設定ステップは、前段のノードから受信する前記ロック信号の検出の有無により、自ノードを前記マスタあるいはスレーブに再設定することを特徴とする、請求項１５に記載のデータ伝送方法。
【請求項１７】
前記再設定ステップは、自ノードにおける前記クロック同期の確立の有無により、当該ノードを前記マスタあるいはスレーブに再設定することを特徴とする、請求項１５に記載のデータ伝送方法。
【請求項１８】
前記再設定ステップは、前段のノードから受信する前記スタート信号の検出の有無により、自ノードを前記マスタあるいはスレーブに再設定することを特徴とする、請求項１５に記載のデータ伝送方法。
【請求項１９】
前記ノードが用いる通信プロトコルは、ＭＯＳＴ（Ｍｅｄｉａ  Ｏｒｉｅｎｔｅｄ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）で定義されることを特徴とする、請求項１２に記載のデータ伝送方法。
【請求項２０】
さらに、前記ノードそれぞれに対して、前記マスタに設定されたノードに対する段数位置をそれぞれカウントするステップを含む、請求項１５に記載のデータ伝送方法。
【請求項２１】
リング型のデータ伝送システムに接続され、伝送路を介して他の装置とクロック同期を確立して一方向の電気通信を行うデータ伝送装置であって、
送受信するデータを所定の通信プロトコルに基づいて処理する処理部と、
前段の装置から受信したデータを前記処理部に出力し、前記処理部の処理結果を後段の装置に送信する送受信部と、
自装置を、保持する基準クロックに同期した信号を後段の装置に送出するマスタ、あるいは、前段の装置から受信した信号からクロック同期の確立を行い後段の装置に信号を送出するスレーブに設定する制御部と、
初期動作の際に、ロック信号を送出するロック信号送出手段と、
前段の装置が送出した前記ロック信号を受信して前記クロック同期の確立を行うクロック同期手段と、
データ通信開始のタイミングを示すスタート信号を送出するスタート信号送出手段と、
自装置が前記マスタに設定されているとき、前記ロック信号送出手段が前記ロック信号を送出してから所定の時間経過後、前記スタート信号の送出タイミングを示すスタート信号送出開始信号を前記スタート信号送出手段に出力するスタート信号開始タイミング生成手段と、
前段の装置から受信する信号の有無を検出する信号検出部とを備え、
前記ロック信号送出手段は、
自装置が前記マスタに設定されているとき、保持する基準クロックに同期した前記ロック信号を後段の装置に送出し、
自装置が前記スレーブに設定されているとき、前段の装置が送出した前記ロック信号を受信してクロック同期の確立を行い、当該クロック同期を確立すると、前記ロック信号をさらに後段の装置に送出し、
前記スタート信号送出手段は、
自装置が前記マスタに設定されているとき、前記スタート信号開始タイミング生成手段から前記スタート信号送出開始信号を受信した後、後段の装置に前記スタート信号を送出し、
自装置が前記スレーブに設定されているとき、前段の装置から送出された前記スタート信号の受信に応じて後段の装置に前記スタート信号を送出することを特徴とする、データ伝送装置。
【請求項２２】
前記制御部は、前記信号検出部における信号検出の有無に基づいて自装置をマスタあるいはスレーブに設定し、それによって、
前記データ伝送システムの一部に前記電気通信が不可の部位があり、当該部位から遡って前記電気通信の最上流に自装置が位置するとき、自装置が前記マスタに設定されることを特徴とする、請求項２１に記載のデータ伝送装置。
【請求項２３】
前記制御部は、
前記初期動作において自装置が前記マスタに設定されているとき、前記ロック信号送出手段に前記ロック信号を送出させ、前記信号検出部が所定の時間内に前段の装置からの信号を検出しないことを確認した後、自装置の前記信号検出部が前段の装置からの信号を検出したとき、自装置をスレーブに設定するものであり、自装置の前記信号検出部が前段の装置からの信号を検出しなかったとき、自装置をマスタに設定するものであり、
前記初期動作において自装置が前記スレーブに設定されており、自装置の前記信号検出部が前段の装置からの信号を検出したとき、自装置をスレーブに設定するものであり、自装置の前記信号検出部が前段の装置からの信号を検出しなかったとき、自装置をマスタに設定するものであることを特徴とする、請求項２２に記載のデータ伝送装置。
【請求項２４】
前記制御部は、
前記初期動作において自装置が前記マスタに設定されているとき、前記ロック信号送出手段に前記ロック信号を送出させ、前記信号検出部が所定の時間内に前段の装置からの信号を検出しないことによって前記マスタに設定して第１のダイアグモードに移行する第１の移行手段と、
前記初期動作において自装置が前記スレーブに設定されているとき、前記信号検出部が所定の時間内に前段の装置からの信号を検出しないことによって自装置を前記マスタに設定して前記第１のダイアグモードに移行する第２の移行手段と、
前記初期動作において自装置が前記スレーブに設定されているとき、前記信号検出部が所定の時間内に前段の装置からの信号を検出することによって自装置を前記スレーブに設定して前記第１のダイアグモードに移行する第３の移行手段と、
前記第１のダイアグモードにおいて自装置が前記マスタに設定されているとき、前記ロック信号送出手段に前記ロック信号を送出させ、当該第１のダイアグモード中に前記信号検出部が前段の装置からの信号を検出することによって自装置を前記スレーブに設定して第２のダイアグモードに移行する第４の移行手段と、
前記第１のダイアグモードにおいて、自装置が前記マスタに設定されているとき、前記ロック信号送出手段に前記ロック信号を送出させ、前記信号検出部が前段の装置からの信号を検出しないことによって自装置を前記マスタに設定して前記第２のダイアグモードに移行する第５の移行手段と、
前記第１のダイアグモードにおいて、自装置が前記スレーブに設定されているとき、自装置を前記スレーブに設定して前記第２のダイアグモードに移行する第６の移行手段を含み、
前記第２のダイアグモードにおいて、
前記ロック信号送出手段は、
自装置が前記マスタに設定されているとき、保持する基準クロックに同期した前記ロック信号を後段の装置に送出し、
自装置が前記スレーブに設定されているとき、前段の装置が送出した前記ロック信号を受信してクロック同期の確立を行い、当該クロック同期を確立すると、前記ロック信号をさらに後段の装置に送出し、
前記スタート信号送出手段は、
自装置が前記マスタに設定されているとき、前記スタート信号開始タイミング生成手段から前記スタート信号送出開始信号を受信した後、後段の装置に前記スタート信号を送出し、
自装置が前記スレーブに設定されているとき、前段の装置から送出された前記スタート信号の受信に応じて後段の装置に前記スタート信号を送出することを特徴とする、請求項２２に記載のデータ伝送装置。
【請求項２５】
前記制御部は、
前記初期動作において自装置が前記マスタに設定されているとき、前記ロック信号送出手段に前記ロック信号を送出させ前記信号検出部が所定の時間内に前段の装置からの信号を検出することによって前記マスタに設定して第３のダイアグモードに移行する第７の移行手段と、
前記第３のダイアグモードにおいて自装置が前記マスタに設定されているとき、前記ロック信号送出手段に前記ロック信号を送出させ、自装置を前記マスタに設定して前記第２のダイアグモードに移行する第８の移行手段とを、さらに含むことを特徴とする、請求項２４に記載のデータ伝送装置。
【請求項２６】
前記信号検出部は、前段の装置から受信する前記ロック信号の有無により信号検出を行うことを特徴とする、請求項２５に記載のデータ伝送装置。
【請求項２７】
前記信号検出部は、自装置における前記クロック同期の確立の有無により信号検出を行うことを特徴とする、請求項２５に記載のデータ伝送装置。
【請求項２８】
前記信号検出部は、前段の装置から受信する前記スタート信号の有無により信号検出を行うことを特徴とする、請求項２５に記載のデータ伝送装置。
【請求項２９】
前記処理部が用いる通信プロトコルは、ＭＯＳＴ（Ｍｅｄｉａ  Ｏｒｉｅｎｔｅｄ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）で定義されることを特徴とする、請求項２２に記載のデータ伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、データ伝送システム、データ伝送装置、およびその方法に関し、より特定的には、リング型に各データ伝送装置を伝送路によって接続し、互いに同期を確立して一方向の電気通信を行うデータ伝送システム、データ伝送装置、およびその方法に関する。
【背景技術】  近年、カーナビゲーションやＩＴＳ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）といったインターネットや画像情報を自動車内等の空間において伝送する場合、大容量かつ高速な通信が要求される。このようなデジタル化した映像や音声データ、あるいはコンピュータデータ等のデジタルデータを伝送するための通信方式の検討が盛んに行われ、自動車内等の空間においてもデジタルデータを伝送するネットワークの導入が本格化してきている。この車内ネットワークは、例えば、物理的なトポロジをリング・トポロジとし、複数のノードをリング・トポロジで接続させることによって一方向のリング型ＬＡＮを形成し、オーディオ機器、ナビゲーション機器、あるいは情報端末機器等対して統合化した接続を目指している。上記リング型ＬＡＮで用いられる情報系の通信プロトコルとしては、例えば、Ｍｅｄｉａ  Ｏｒｉｅｎｔｅｄ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ（以下、ＭＯＳＴと記載する）がある。このＭＯＳＴでは、通信プロトコルだけでなく、分散システムの構築方法まで言及しており、ＭＯＳＴネットワークのデータは、フレームを基本単位として伝送され、各ノードを次々にフレームが一方向に伝送される。
ところで、車内等に設けられるリング型ＬＡＮの場合、放射ノイズが自動車等に搭載された他の電子機器の誤動作の原因になることがあり、また、他の機器からの放射ノイズの影響を受けることなく正確に伝送する必要もある。このため、従来のＭＯＳＴを用いたリング型ＬＡＮでは、各ノードを光ファイバーケーブルで接続することによって、電磁波の発生を防止しながら耐ノイズ性を向上させている。一方、国際公開第０２／３００７９号パンフレットでは、ツイストペア線や同軸ケーブルのような安価なケーブルを用いた電気通信を行い、放射ノイズが少なく耐ノイズ性を向上しながら２０Ｍｂｐｓを超えるような高速なデータ伝送を可能にしているものが開示されている。
図２５を参照して、各ノードが安価なケーブルで接続されたリング型ネットワークについて説明する。なお、図２５は、当該リング型ネットワークの構成を示すブロック図である。
図２５において、当該リング型ネットワークは、各ノードがデータの送信および受信を行うｎ段のデータ伝送装置１００ａ〜１００ｎで構成され、それぞれのデータ伝送装置には、データ伝送装置により伝送したデータに基づいて処理を行い、その結果をデータ伝送装置に出力する接続機器（図示せず）が接続されている。それぞれのデータ伝送装置１００ａ〜１００ｎは、同軸ケーブルやツイストペア線で構成される伝送路１３０ａ〜１３０ｎを介してリング状に接続されている。それぞれのデータ伝送装置１００ａ〜１００ｎは、同一の構成であり、送信部および受信部（図示せず）を有している。例えば、データ伝送装置１００ａに設けられる送信部は、伝送路１３０ａを介してデータ伝送装置１００ｂに設けられる受信部に対してデータを出力する。また、データ伝送装置１００ａに設けられる受信部は、伝送路１３０ｎを介してデータ伝送装置１００ｎに設けられた送信部からのデータを受信する。
それぞれのデータ伝送装置１００ａ〜１００ｎが伝送路１３０ａ〜１３０ｎに出力するデータ伝送方法について説明する。それぞれのデータ伝送装置１００ａ〜１００ｎに接続された接続機器等からのデジタルデータ列は、それぞれの送信部によって所定のビット毎にまとめてデータシンボルとし、変換テーブルによるマッピングおよびフィルタリング処理を経てアナログ信号に変換され、それぞれの伝送路１３０ａ〜１３０ｎに出力される。上記アナログ信号は、マッピングされた信号レベルが所定周期の波形となって出力される。そして、それぞれのデータ伝送装置１００ａ〜１００ｎの受信部は、上記アナログ信号を受信し、フィルタリング処理および逆マッピングを経てデータシンボルに復号し、デジタルデータ列に変換される。
このように構成されるリング型ネットワークでは、機械的な接続を規定するためにプロトコルの物理層の初期化動作が行われ、その初期化動作の中で各データ伝送装置のクロック同期の確立およびデータ判定の基準となる判定レベルの設定が行われる。以下、図２６を参照して、上記リング型ネットワークにおける初期化動作を説明する。なお、図２６は、当該リング型ネットワークにおける初期化動作シーケンスであり、ここでは３段のデータ伝送装置１００ａ〜１００ｃにより構成されているリング型ネットワークを示している。
図２６において、データ伝送装置１００ａは、自装置のクロックによりデータを送信するマスタであり、他のデータ伝送装置１００ｂおよび１００ｃは、マスタより受信したクロック同期を確立するためのロック信号ＬＳによりクロック同期を確立するスレーブである。まず、マスタのデータ伝送装置１００ａは、電源投入時に自装置のクロックにロックした後、上記ロック信号ＬＳを自装置のクロックに基づいてデータ伝送装置１００ｂに送出する。スレーブのデータ伝送装置１００ｂは、受信するロック信号ＬＳを用いてクロック再生を行い周波数をロックしてクロック同期を確立した後、さらに次段に接続されたデータ伝送装置１００ｃにロック信号ＬＳを送出する。スレーブのデータ伝送装置１００ｃも、受信するロック信号ＬＳを用いてクロック再生を行い周波数をロックしてクロック同期を確立した後、マスタのデータ伝送装置１００ａにロック信号ＬＳを送出する。そして、マスタのデータ伝送装置１００ａは、受信するロック信号ＬＳを用いてクロック再生を行い再び周波数をロックしてクロック同期を確立することによって、ネットワーク全体のクロック同期を確立させる。
ネットワーク全体のクロック同期が確立した後、マスタのデータ伝送装置１００ａは、データ通信開始のタイミングを示し、かつ、データ判定の基準となる判定レベルの設定を行うことが可能なスタート信号ＴＳをデータ伝送装置１００ｂに送出する。スレーブのデータ伝送装置１００ｂは、受信するスタート信号ＴＳを用いてデータ伝送装置１００ａとの間の判定レベルの設定を行いながら、自装置のスタート信号ＴＳをデータ伝送装置１００ｃに送出する。スレーブのデータ伝送装置１００ｃも、受信するスタート信号ＴＳを用いてデータ伝送装置１００ｂとの間の判定レベルの設定を行いながら、自装置のスタート信号ＴＳをデータ伝送装置１００ａに送出する。そして、マスタのデータ伝送装置１００ａは、受信するスタート信号ＴＳを用いてデータ伝送装置１００ｃとの間の判定レベルの設定を行うことによって、ネットワーク全体の判定レベルが設定され、リング型ネットワークが初期化される。リング型ネットワークの初期化が完了すると、各データ伝送装置１００ａ〜１００ｃは、ネットワークを介してのデータ通信を行う。
【発明の開示】
しかしながら、上述したリング型ネットワークを構成する伝送路１３０ａ〜１３０ｎの一部が断線したり、データ伝送装置１００ａ〜１００ｎの一つが故障等によってデータ送信あるいは受信が不能となった場合、各データ伝送装置１００ａ〜１００ｎから出力されるロック信号ＬＳは、その故障箇所以降に送出不可能となる。つまり、ネットワーク全体のクロック同期の確立や判定レベルの設定がされないため、上記初期化動作が正常に行われず、各データ伝送装置１００ａ〜１００ｎは、全てデータ通信ができなくなる。したがって、リング型ネットワークに上記不具合が発生した場合、そのネットワークに接続されている全ての接続機器は、他の接続機器と通信をして実現する機能が停止してしまい、また、不具合箇所の検出も困難であった。
それ故に、本発明の目的は、リング型ネットワークを構成する各装置あるいは伝送路の一部が通信不能となった場合にもネットワーク全体が通信不能とならずに通信を可能とし、さらに、その故障箇所を検出して当該故障箇所以外の部分で通信を可能にするデータ伝送システム、データ伝送装置、およびその方法を提供することである。
上記目的を達成するために、本発明は、以下に述べるような特徴を有している。
本発明のデータ伝送システムは、伝送路を介してリング型に接続された複数のデータ伝送装置を含み、それぞれのデータ伝送装置がクロック同期を確立して一方向の電気通信を行う。データ伝送装置は、それぞれ、送受信するデータを所定の通信プロトコルに基づいて処理する処理部と、前段のデータ伝送装置から受信したデータを処理部に出力し、処理部の処理結果を後段のデータ伝送装置に送信する送受信部と、自装置を、保持する基準クロックに同期した信号を後段のデータ伝送装置に送出するマスタ、あるいは、前段のデータ伝送装置から受信した信号からクロック同期の確立を行い後段のデータ伝送装置に信号を送出するスレーブに設定する制御部と、初期動作の際に、ロック信号を送出するロック信号送出手段と、前段のデータ伝送装置が送出したロック信号を受信してクロック同期の確立を行うクロック同期手段と、データ通信開始のタイミングを示すスタート信号を送出するスタート信号送出手段と、自装置がマスタに設定されているとき、ロック信号送出手段がロック信号を送出してから所定の時間経過後、スタート信号の送出タイミングを示すスタート信号送出開始信号をスタート信号送出手段に出力するスタート信号開始タイミング生成手段と、前段のデータ伝送装置から受信する信号の有無を検出する信号検出部とを備える。ロック信号送出手段は、自装置がマスタに設定されているとき、保持する基準クロックに同期したロック信号を後段のデータ伝送装置に送出し、自装置がスレーブに設定されているとき、前段のデータ伝送装置が送出したロック信号を受信してクロック同期の確立を行い、そのクロック同期を確立すると、ロック信号をさらに後段のデータ伝送装置に送出する。スタート信号送出手段は、自装置がマスタに設定されているとき、スタート信号開始タイミング生成手段からスタート信号送出開始信号を受信した後、後段のデータ伝送装置にスタート信号を送出し、自装置がスレーブに設定されているとき、前段のデータ伝送装置から送出されたスタート信号の受信に応じて後段のデータ伝送装置にスタート信号を送出する。それによって、データ伝送装置がそれぞれ初期化を行う。
上記制御部は、信号検出部における信号検出の有無に基づいて自装置をマスタあるいはスレーブに設定してもかまわない。それによって、一部に電気通信が不可の部位があるとき、その部位から遡って電気通信の最上流に位置するデータ伝送装置をマスタに設定する。さらに、制御部は、初期動作において自装置がマスタに設定されているとき、ロック信号送出手段にロック信号を送出させ、信号検出部が所定の時間内に前段のデータ伝送装置からの信号を検出しないことを確認した後、自装置の信号検出部が前段のデータ伝送装置からの信号を検出したとき、自装置をスレーブに設定するものであり、自装置の信号検出部が前段のデータ伝送装置からの信号を検出しなかったとき、自装置をマスタに設定するものであってもよく、初期動作において自装置がスレーブに設定されており、自装置の信号検出部が前段のデータ伝送装置からの信号を検出したとき、自装置をスレーブに設定するものであり、自装置の信号検出部が前段のデータ伝送装置からの信号を検出しなかったとき、自装置をマスタに設定するものであってもよい。
制御部は、初期動作において自装置がマスタに設定されているとき、ロック信号送出手段にロック信号を送出させ、信号検出部が所定の時間内に前段のデータ伝送装置からの信号を検出しないことによってマスタに設定して第１のダイアグモードに移行する第１の移行手段と、初期動作において自装置がスレーブに設定されているとき、信号検出部が所定の時間内に前段のデータ伝送装置からの信号を検出しないことによって自装置をマスタに設定して第１のダイアグモードに移行する第２の移行手段と、初期動作において自装置がスレーブに設定されているとき、信号検出部が所定の時間内に前段のデータ伝送装置からの信号を検出することによって自装置をスレーブに設定して第１のダイアグモードに移行する第３の移行手段と、第１のダイアグモードにおいて自装置がマスタに設定されているとき、ロック信号送出手段にロック信号を送出させ、その第１のダイアグモード中に信号検出部が前段のデータ伝送装置からの信号を検出することによって自装置をスレーブに設定して第２のダイアグモードに移行する第４の移行手段と、第１のダイアグモードにおいて、自装置がマスタに設定されているとき、ロック信号送出手段にロック信号を送出させ、信号検出部が前段のデータ伝送装置からの信号を検出しないことによって自装置をマスタに設定して第２のダイアグモードに移行する第５の移行手段と、第１のダイアグモードにおいて、自装置がスレーブに設定されているとき、自装置をスレーブに設定して第２のダイアグモードに移行する第６の移行手段とを含んでもかまわない。この場合、第２のダイアグモードにおいて、ロック信号送出手段は、自装置がマスタに設定されているとき、保持する基準クロックに同期したロック信号を後段のデータ伝送装置に送出し、自装置がスレーブに設定されているとき、前段のデータ伝送装置が送出したロック信号を受信してクロック同期の確立を行い、そのクロック同期を確立すると、ロック信号をさらに後段のデータ伝送装置に送出する。そして、スタート信号送出手段は、自装置がマスタに設定されているとき、スタート信号開始タイミング生成手段からスタート信号送出開始信号を受信した後、後段のデータ伝送装置にスタート信号を送出し、自装置がスレーブに設定されているとき、前段のデータ伝送装置から送出されたスタート信号の受信に応じて後段のデータ伝送装置にスタート信号を送出する。さらに、制御部は、初期動作において自装置がマスタに設定されているとき、ロック信号送出手段にロック信号を送出させ、信号検出部が所定の時間内に前段のデータ伝送装置からの信号を検出することによってマスタに設定して第３のダイアグモードに移行する第７の移行手段と、第３のダイアグモードにおいて自装置がマスタに設定されているとき、ロック信号送出手段にロック信号を送出させ、自装置をマスタに設定して第２のダイアグモードに移行する第８の移行手段とを含んでもかまわない。
第１の例として、信号検出部は、前段のデータ伝送装置から受信するロック信号の有無により信号検出を行う。第２の例として、信号検出部は、自装置におけるクロック同期の確立の有無により信号検出を行う。第３の例として、信号検出部は、前段のデータ伝送装置から受信するスタート信号の有無により信号検出を行う。
処理部が用いる通信プロトコルは、ＭＯＳＴで定義されてもかまわない。
また、処理部は、マスタに設定されたデータ伝送装置に対する段数位置をカウントするカウント手段を含んでもよい。
本発明のデータ伝送方法は、複数のノードが伝送路を介してリング型に接続され、それぞれのノードが所定の通信プロトコルを用いてクロック同期を確立して一方向の電気通信を行う。データ伝送方法は、初期動作で行う、複数のノードの１つに対して基準クロックを保持するマスタに設定し、他のノードをスレーブに設定するステップと、ノードがマスタに設定されているとき、基準クロックに同期したロック信号を後段のノードに送出する第１のロック信号送出ステップと、前段のノードから送出されたロック信号を用いてクロック同期を確立するクロック同期ステップと、スレーブに設定されたノードがクロック同期を確立した後、後段のノードにロック信号を送出する第２のロック信号送出ステップと、ノードからデータ通信開始のタイミングを示すスタート信号を送出するスタート信号送出ステップとを含む。マスタに設定されたノードは、第１のロック信号送出ステップの実行から所定の時間経過後、スタート信号送出ステップを実行し、スレーブに設定されたノードは、前段のノードからスタート信号を受信することに応じてスタート信号送出ステップを実行する。それによって、ノードがそれぞれ初期化を行う。
さらに、前段のノードから受信する信号の有無に基づいて自ノードをマスタあるいはスレーブに再設定する再設定ステップを含んでもかまわない。これによって、一部に電気通信が不可の部位がある場合、その部位から遡って電気通信の最上流に位置するノードが最終的にマスタに設定されて他のノードとのクロック同期が確立される。また、再設定ステップは、初期動作の際に、第１のロック信号送出ステップを実行させ、初期動作の際に、マスタに設定されたノードが、所定の時間内に前段のノードからの信号を検出しないことを確認した後、前段のノードからの信号を検出したノードをスレーブに設定し、前段のノードからの信号を検出しなかったノードをマスタに設定するステップと、初期動作の際に、スレーブに設定されたノードが、前段のノードからの信号を検出したノードをスレーブに設定し、前段のノードからの信号を検出しなかったノードをマスタに設定するステップとを含んでもかまわない。
再設定ステップは、初期動作で行う、第１のロック信号送出ステップ実行後、マスタに設定されたノードが、所定の時間内に前段のノードからの信号を検出しないことによって、そのノードをマスタに設定して第１のダイアグモードに移行する第１の移行ステップと、スレーブに設定されたノードの内、所定の時間内に前段のノードからの信号を検出しなかったノードをマスタに設定して第１のダイアグモードに移行する第２の移行ステップと、スレーブに設定されたノードの内、所定の時間内に前段のノードからの信号を検出したノードをスレーブに設定して第１のダイアグモードに移行する第３の移行ステップと、第１のダイアグモードで行う、マスタに設定されたノードがロック信号を後段のノードに送出するステップと、マスタに設定されたノードの内、前段のノードからの信号を検出したノードをスレーブに設定して第２のダイアグモードに移行する第４の移行ステップと、マスタに設定されたノードの内、前段のノードからの信号を検出しなかったノードをマスタに設定して第２のダイアグモードに移行する第５の移行ステップと、スレーブに設定されたノードを、スレーブに設定して第２のダイアグモードに移行する第６の移行ステップとを含んでもかまわない。この場合、第２のダイアグモードにおいて、第１のロック信号送出ステップと、クロック同期ステップと、第２のロック信号送出ステップとを実行し、マスタに設定されたノードは、第１のロック信号送出ステップの実行から所定の時間経過後、スタート信号送出ステップを実行し、スレーブに設定されたノードは、前段のノードからスタート信号を受信することに応じてスタート信号送出ステップを実行する。さらに、再設定ステップは、初期動作で行う、第１のロック信号送出ステップ実行後、マスタに設定されたノードが、所定の時間内に前段のノードからの信号を検出することによって、そのノードをマスタに設定して第３のダイアグモードに移行する第７の移行ステップと、第３のダイアグモードで行う、マスタに設定されたノードがロック信号を後段のノードに送出し、そのノードをマスタに設定して第２のダイアグモードに移行する第８の移行ステップとを含んでもかまわない。
第１の例として、再設定ステップは、前段のノードから受信するロック信号の検出の有無により、自ノードをマスタあるいはスレーブに再設定する。第２の例として、再設定ステップは、自ノードにおけるクロック同期の確立の有無により、そのノードをマスタあるいはスレーブに再設定する。第３の例として、再設定ステップは、前段のノードから受信するスタート信号の検出の有無により、自ノードをマスタあるいはスレーブに再設定する。
ノードが用いる通信プロトコルは、ＭＯＳＴで定義されてもかまわない。
また、ノードそれぞれに対して、マスタに設定されたノードに対する段数位置をそれぞれカウントするステップを含んでもかまわない。
本発明のデータ伝送装置は、リング型のデータ伝送システムに接続され、伝送路を介して他の装置とクロック同期を確立して一方向の電気通信を行う。データ伝送装置は、送受信するデータを所定の通信プロトコルに基づいて処理する処理部と、前段の装置から受信したデータを処理部に出力し、処理部の処理結果を後段の装置に送信する送受信部と、自装置を、保持する基準クロックに同期した信号を後段の装置に送出するマスタ、あるいは、前段の装置から受信した信号からクロック同期の確立を行い後段の装置に信号を送出するスレーブに設定する制御部と、初期動作の際に、ロック信号を送出するロック信号送出手段と、前段の装置が送出したロック信号を受信してクロック同期の確立を行うクロック同期手段と、データ通信開始のタイミングを示すスタート信号を送出するスタート信号送出手段と、自装置がマスタに設定されているとき、ロック信号送出手段がロック信号を送出してから所定の時間経過後、スタート信号の送出タイミングを示すスタート信号送出開始信号をスタート信号送出手段に出力するスタート信号開始タイミング生成手段と、前段の装置から受信する信号の有無を検出する信号検出部とを備える。ロック信号送出手段は、自装置がマスタに設定されているとき、保持する基準クロックに同期したロック信号を後段の装置に送出し、自装置がスレーブに設定されているとき、前段の装置が送出したロック信号を受信してクロック同期の確立を行い、そのクロック同期を確立すると、ロック信号をさらに後段の装置に送出する。スタート信号送出手段は、自装置がマスタに設定されているとき、スタート信号開始タイミング生成手段からスタート信号送出開始信号を受信した後、後段の装置にスタート信号を送出し、自装置がスレーブに設定されているとき、前段の装置から送出されたスタート信号の受信に応じて後段の装置にスタート信号を送出する。
制御部は、信号検出部における信号検出の有無に基づいて自装置をマスタあるいはスレーブに設定してもかまわない。それによって、データ伝送システムの一部に電気通信が不可の部位があり、その部位から遡って電気通信の最上流に自装置が位置するとき、自装置がマスタに設定される。また、制御部は、初期動作において自装置がマスタに設定されているとき、ロック信号送出手段にロック信号を送出させ、信号検出部が所定の時間内に前段の装置からの信号を検出しないことを確認した後、自装置の信号検出部が前段の装置からの信号を検出したとき、自装置をスレーブに設定するものであり、自装置の信号検出部が前段の装置からの信号を検出しなかったとき、自装置をマスタに設定するものであってもよく、初期動作において自装置がスレーブに設定されており、自装置の信号検出部が前段の装置からの信号を検出したとき、自装置をスレーブに設定するものであり、自装置の信号検出部が前段の装置からの信号を検出しなかったとき、自装置をマスタに設定するものであってもよい。
制御部は、初期動作において自装置がマスタに設定されているとき、ロック信号送出手段にロック信号を送出させ、信号検出部が所定の時間内に前段の装置からの信号を検出しないことによってマスタに設定して第１のダイアグモードに移行する第１の移行手段と、初期動作において自装置がスレーブに設定されているとき、信号検出部が所定の時間内に前段の装置からの信号を検出しないことによって自装置をマスタに設定して第１のダイアグモードに移行する第２の移行手段と、初期動作において自装置がスレーブに設定されているとき、信号検出部が所定の時間内に前段の装置からの信号を検出することによって自装置をスレーブに設定して第１のダイアグモードに移行する第３の移行手段と、第１のダイアグモードにおいて自装置がマスタに設定されているとき、ロック信号送出手段にロック信号を送出させ、その第１のダイアグモード中に信号検出部が前段の装置からの信号を検出することによって自装置をスレーブに設定して第２のダイアグモードに移行する第４の移行手段と、第１のダイアグモードにおいて、自装置がマスタに設定されているとき、ロック信号送出手段にロック信号を送出させ、信号検出部が前段の装置からの信号を検出しないことによって自装置をマスタに設定して第２のダイアグモードに移行する第５の移行手段と、第１のダイアグモードにおいて、自装置がスレーブに設定されているとき、自装置をスレーブに設定して第２のダイアグモードに移行する第６の移行手段を含んでもかまわない。その場合、第２のダイアグモードにおいて、ロック信号送出手段は、自装置がマスタに設定されているとき、保持する基準クロックに同期したロック信号を後段の装置に送出し、自装置がスレーブに設定されているとき、前段の装置が送出したロック信号を受信してクロック同期の確立を行い、そのクロック同期を確立すると、ロック信号をさらに後段の装置に送出する。そして、スタート信号送出手段は、自装置がマスタに設定されているとき、スタート信号開始タイミング生成手段からスタート信号送出開始信号を受信した後、後段の装置にスタート信号を送出し、自装置がスレーブに設定されているとき、前段の装置から送出されたスタート信号の受信に応じて後段の装置にスタート信号を送出する。さらに、制御部は、初期動作において自装置がマスタに設定されているとき、ロック信号送出手段にロック信号を送出させ信号検出部が所定の時間内に前段の装置からの信号を検出することによってマスタに設定して第３のダイアグモードに移行する第７の移行手段と、第３のダイアグモードにおいて自装置がマスタに設定されているとき、ロック信号送出手段にロック信号を送出させ、自装置をマスタに設定して第２のダイアグモードに移行する第８の移行手段を含んでもかまわない。
第１の例として、信号検出部は、前段の装置から受信するロック信号の有無により信号検出を行う。第２の例として、信号検出部は、自装置におけるクロック同期の確立の有無により信号検出を行う。第３の例として、信号検出部は、前段の装置から受信するスタート信号の有無により信号検出を行う。
処理部が用いる通信プロトコルは、ＭＯＳＴで定義されてもかまわない。
本発明のデータ伝送システムによれば、複数のデータ伝送装置がリング型に伝送路を介して接続されており、その一部の送受信が不可能になった場合でも、マスタから電気通信が不可能な部位までの通信を可能となる。さらに、電気通信が不可能な部位に対して一方向の電気通信におけるその部位から遡って電気通信の最上流に位置するデータ伝送装置を、伝送路からのデータ受信がないことによって容易に検出することができ、そのデータ伝送装置をマスタに設定することによって、他のデータ伝送装置との通信を行うことが可能となる。
また、電気通信が不可能な部位に対して一方向の電気通信におけるその部位から遡って電気通信の最上流に位置するデータ伝送装置は、前段のデータ伝送装置からのロック信号を受信しない、ロック信号を用いたクロック同期が確立しない、スタート信号を受信しない、等を条件として、容易に検出することができる。
また、リング型に接続された複数のデータ伝送装置が通信プロトコルとしてＭＯＳＴを用いて電気通信を行う場合、その一部の送受信が不可能になっても故障箇所を除いた伝送路を用いてクロック同期を確立することができる。
また、マスタに設定されたデータ伝送装置に対する段数位置をカウントするカウント手段を含む場合、その一部の送受信が不可能になったときに、データ伝送装置の段数位置からその箇所を容易に検出することができる。これにより、データ伝送システムにおける送受信が不可能になった部位に対するメンテナンスが容易になる。
また、本発明のデータ伝送方法およびデータ伝送装置によれば、上述したデータ伝送システムと同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明の第１の実施形態に係るデータ伝送システムの構成を示すブロック図である。
図２は、図１のデータ伝送装置１の構成を示す機能ブロック図である。
図３は、第１の実施形態に係るデータ伝送システムにおける初期化動作を示すフローチャートである。
図４は、第１の実施形態に係るデータ伝送システムにおけるダイアグモードの１回目の再立ち上げ動作を示すフローチャートである。
図５は、第１の実施形態に係るデータ伝送システムにおけるダイアグモードの２回目の再立ち上げ動作を示すフローチャートである。
図６は、第１の実施形態に係るデータ伝送システムの伝送路８０ｄが断線した一例を説明するためのブロック図である。
図７は、図６のデータ伝送システムのダイアグモードにおいて、１回目の再立ち上げ動作のときの状態を示すブロック図である。
図８は、図６のデータ伝送システムのダイアグモードにおいて、２回目の再立ち上げ動作のときの状態を示すブロック図である。
図９は、第２の実施形態に係るデータ伝送システムにおいて、電源投入時にマスタとして立ち上がるデータ伝送装置１における初期化動作を示すフローチャートである。
図１０は、第２の実施形態に係るデータ伝送システムにおいて、電源投入時にスレーブとして立ち上がるデータ伝送装置１における初期化動作を示すフローチャートである。
図１１は、図９および図１０のマスタクロック同期ダイアグ処理で行われる詳細な動作を示すサブルーチンである。
図１２は、図９および図１０のマスタクロック同期処理で行われる詳細な動作を示すサブルーチンである。
図１３は、図９および図１０のスレーブクロック同期処理で行われる詳細な動作を示すサブルーチンである。
図１４は、図９および図１０のマスタトレーニング処理で行われる詳細な動作を示すサブルーチンである。
図１５は、図９および図１０のスレーブトレーニング処理で行われる詳細な動作を示すサブルーチンである。
図１６は、図９および図１０のマスタトレーニングダイアグ処理で行われる詳細な動作を示すサブルーチンである。
図１７は、第２の実施形態に係るデータ伝送システムにおいて、電源投入時のマスタが設定された状態を示すブロック図である。
図１８は、図１７のデータ伝送システムのマスタからロック信号ＬＳが送出された状態を示すブロック図である。
図１９は、図１７のデータ伝送システムの断線部位に応じて、マスタが設定された状態を示すブロック図である。
図２０は、図１９で設定されたマスタからロック信号ＬＳが送出された状態を示すブロック図である。
図２１は、図１７のデータ伝送システムの断線部位から遡って電気通信の最上流に位置するデータ伝送装置がマスタに設定された状態を示すブロック図である。
図２２は、図２１で設定されたマスタからロック信号ＬＳが送出された状態を示すブロック図である。
図２３は、図２１で設定されたマスタからスタート信号ＴＳが送出された状態を示すブロック図である。
図２４は、図１７のデータ伝送システムの断線部位から遡って電気通信の最上流に位置するデータ伝送装置をマスタとしたデータ通信を示すブロック図である。
図２５は、従来のリング型ネットワークの構成を示すブロック図である。
図２６は、図２５のリング型ネットワークにおける初期化動作を示すシーケンス図である。
【発明を実施するための最良の形態】  （第１の実施形態）
図１を参照して、本発明の第１の実施形態に係るデータ伝送システムについて説明する。なお、図１は、当該データ伝送システムの構成を示すブロック図である。
図１において、第１の実施形態に係るデータ伝送システムは、物理的なトポロジをリング・トポロジとし、複数のノードをリング・トポロジで接続することによって一方向のリング型ＬＡＮを形成している。以下、上記データ伝送システムの一例として、各ノードを６段のデータ伝送装置１ａ〜１ｆによって構成し、それぞれ伝送路８０ａ〜８０ｆによってリング型に接続し、伝送されるデータが伝送路８０ａ〜８０ｆを介して一方向に伝送されるシステムを説明する。各データ伝送装置１ａ〜１ｆには、それぞれデータ伝送システムを伝送したデータに基づいて処理を行い、その結果をデータ伝送システムに出力する接続機器（例えば、オーディオ機器、ナビゲーション機器、あるいは情報端末機器）１０ａ〜１０ｆが接続されている。なお、一般的なハードウエアの形態としては、それぞれのデータ伝送装置１ａ〜１ｆおよび接続機器１０ａ〜１０ｆが一体的に構成される。
上記データ伝送システムで用いられる通信プロトコルとしては、例えば、Ｍｅｄｉａ  Ｏｒｉｅｎｔｅｄ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ（以下、ＭＯＳＴと記載する）がある。ＭＯＳＴを通信プロトコルとして伝送されるデータは、フレームを基本単位として伝送され、各データ伝送装置１の間を次々にフレームが一方向に伝送される。つまり、データ伝送装置１ａは、伝送路８０ａを介してデータ伝送装置１ｂに対してデータを出力する。また、データ伝送装置１ｂは、伝送路８０ｂを介してデータ伝送装置１ｃに対してデータを出力する。また、データ伝送装置１ｃは、伝送路８０ｃを介してデータ伝送装置１ｄに対してデータを出力する。また、データ伝送装置１ｄは、伝送路８０ｄを介してデータ伝送装置１ｅに対してデータを出力する。また、データ伝送装置１ｅは、伝送路８０ｅを介してデータ伝送装置１ｆに対してデータを出力する。そして、データ伝送装置１ｆは、伝送路８０ｆを介してデータ伝送装置１ａに対してデータを出力する。伝送路８０ａ〜８０ｆにはツイストペア線や同軸ケーブルのような安価なケーブルが用いられ、データ伝送装置１は、互いに電気通信を行う。ここで、当該データ伝送システムの電源投入時においては、データ伝送装置１ａが自装置のクロックによりデータを送信するマスタであり、他のデータ伝送装置１ｂ〜１ｆがマスタで生成されるクロックに周波数をロックするスレーブである。
次に、図２を参照して、データ伝送装置１の構成について説明する。なお、図２は、データ伝送装置１の構成を示す機能ブロック図である。なお、上述した複数のデータ伝送装置１ａ〜１ｆは、それぞれ同様の構成である。
図１において、データ伝送装置１は、コントローラ２、マイクロコンピュータ（ＭＰＵ）３、および送受信部４を備えている。以下、当該データ伝送システムで用いる通信プロトコルの一例として、ＭＯＳＴを用いて説明を行う。
コントローラ２には、データ伝送システムを伝送したデータに基づいて処理を行い、その結果をデータ伝送システムに出力する接続機器１０が接続されている。そして、コントローラ２は、その機能の一つとして、接続された接続機器１０からのデータをＭＯＳＴで規定されるプロトコルに変換して送受信部４にデジタルデータＴＸを出力し、送受信部４から出力されるデジタルデータＲＸがコントローラ２に入力し、接続された接続機器１０に伝送する。
ＭＰＵ３は、データ伝送装置１が有する各伝送モードに基づいて、コントローラ２、送受信部４、および上記接続機器１０を制御する。例えば、ＭＰＵ３は、データ伝送装置１のリセット機能、電源制御（省エネモードの切り替え）、マスタ／スレーブの選択処理、およびダイアグモードへの移行処理等を制御する。
送受信部４は、典型的にはＬＳＩで構成され、受信部５、送信部６、クロック制御部７を有している。受信部５は、伝送路８０から入力する他のデータ伝送装置１からの電気信号を受信し、その電気信号をデジタル信号ＲＸに変換してコントローラ２に出力する。また、受信部５は、上記電気信号に含まれるクロック成分を再生して、クロック制御部７に出力する。送信部６は、クロック制御部７のクロックに基づいて、コントローラ２から出力されるデジタルデータＴＸを電気信号に変換して、伝送路８０を介して他のデータ伝送装置１に出力する。
クロック制御部７は、データ伝送装置１のクロックを制御し、例えば、他のデータ伝送装置１で使用されるクロックを再生したり、コントローラ２のクロックを再生したり、送信側の信号処理部で用いられるクロックを出力したりする。具体的には、クロック制御部７は、データ伝送装置１がマスタである場合、送信側ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ）で再生したクロックを出力し、スレーブである場合、受信側ＰＬＬで再生したクロックを出力する。
送信部６は、セレクタ６１、Ｓ／Ｐ（シリアル／パラレル）変換部６２、マッピング部６３、ロールオフフィルタ６４、ＤＡＣ（デジタル・アナログ・コンバータ）６５、差動ドライバ６６、およびスタート信号発生部６７を有している。なお、Ｓ／Ｐ変換部６２、マッピング部６３、およびロールオフフィルタ６４によって、送信側の信号処理部を形成しており、以下、説明を具体的にするために、当該信号処理部がデジタルデータを８値マッピングしたアナログ電気信号に変換して出力する場合について説明する。
セレクタ６１は、クロック制御部７によって制御されるクロックに基づいて、送信部６から送信するデータ（例えば、デジタルデータＴＸまたはデジタルデータＲＸ）を選択してＳ／Ｐ変換部６２へ出力する。
Ｓ／Ｐ変換部６２は、多値化伝送を行うために、コントローラ２から出力されるシリアルのデジタルデータＴＸを２ビット毎のパラレルデータに変換する。マッピング部６３は、Ｓ／Ｐ変換部６２で変換された２ビット毎のパラレルデータや後述するスタート信号発生部６７から出力されるスタート信号ＴＳを、上記システムクロックに基づいて８値のシンボルのいずれかにマッピングを行う。このマッピングは、受信側に配置される他のデータ伝送装置１でクロック再生を行うために、２ビット毎のパラレルデータを８値のシンボルのうち上位４シンボルと下位４シンボルとに交互に割り当てられる。また、送信および受信との間の直流成分の変動や差の影響を除外するために、前値との差分によってマッピングが行われる。ロールオフフィルタ６４は、送信する電気信号の帯域制限および符号間干渉を抑えるための波形整形フィルタである。例えば、ロールオフ率１００％のＦＩＲフィルタを使用する。
ＤＡＣ６５は、ロールオフフィルタ６４で帯域制限された信号をアナログ信号に変換する。差動ドライバ６６は、ＤＡＣ６５から出力されるアナログ信号の強度を増幅して差動信号に変換して伝送路８０に送出する。差動ドライバ６６は、伝送路８０が有する２本１組の導線に対して、送出する電気信号を伝送路８０の一方側（プラス側）導線に送信し、当該電気信号と正負反対の信号を伝送路８０の他方側（マイナス側）に送信する。これによって、伝送路８０には、プラス側とマイナス側との電気信号が１つのペアとして伝送するため、お互いの電気信号の変化をお互いの電気信号が打ち消しあい、伝送路８０からの放射ノイズおよび外部からの電気的影響を軽減することができる。
スタート信号発生部６７は、データ通信開始のタイミングを示し、かつ、受信側に配置される他のデータ伝送装置１との間でデータ判定の基準となる判定レベルの設定を行うことが可能な所定のスタート信号ＴＳを生成する。スタート信号発生部６７で生成されたスタート信号ＴＳは、マッピング部６３に送出される。
受信部５は、差動レシーバ５１、ＡＤＣ（アナログ・デジタル・コンバータ）５２、ロールオフフィルタ５３、逆マッピング部５４、Ｐ／Ｓ（パラレル／シリアル）変換部５５、クロック再生部５６を有している。なお、ロールオフフィルタ５３、逆マッピング部５４、およびＰ／Ｓ変換部５５によって、受信側の信号処理部を形成している。
差動レシーバ５１は、伝送路８０から入力する差動信号を電圧信号に変換してＡＤＣ５２に出力する。上述したように、伝送路８０が有する２本１組の導線に対してプラス側とマイナス側との電気信号が１つのペアとして伝送しており、差動レシーバ５１は、プラス側とマイナス側との差から信号を判断するため、外部からの電気的影響に対して効力を発揮する。そして、ＡＤＣ５２は、差動レシーバ５１から出力される電圧信号をデジタル信号に変換する。
ロールオフフィルタ５３は、例えば、ＡＤＣ５２から出力されるデジタル信号のノイズ除去を行う波形整形用のＦＩＲフィルタが使用される。上述した送信側のロールオフフィルタ６４と合わせ、符号間干渉のないロールオフ特性を実現する。逆マッピング部５４は、後述するクロック再生部５６で再生したクロックに基づいて、受信したデータ値と前値との差分から送信側のマッピング部６３でマッピングする前のデータを再生する。逆マッピング部５４における差分処理は、上述したスタート信号ＴＳによって設定された判定レベルを基準に行われ、当該判定レベルは、差分値の理想値としても用いることができる。この逆マッピング部５４における逆マッピング処理によって、受信した信号がパラレルデータに変換される。Ｐ／Ｓ変換部５５は、逆マッピング部５４で判定されたパラレルデータをシリアルのデジタルデータＲＸに変換して、コントローラ２に出力する。
クロック再生部５６は、ＡＤＣ５２から出力される伝送路８０から受信した信号のクロック成分を再生することによって、伝送路クロック再生を行い、受信側の信号処理部のクロックとして用いられる。また、クロック再生部５６で再生されたクロックは、クロック制御部７に出力され受信側ＰＬＬのリファレンスクロック入力として用いられる。
次に、データ伝送システムにおける初期化処理について説明する。上述したデータ伝送システムでは、システム全体の電源投入時等において、機械的な接続を規定するためにプロトコルの物理層の初期化動作が行われ、その初期化動作の中で各データ伝送装置のクロック同期の確立およびデータ判定の基準となる判定レベルの設定が行われる。以下、図３〜図５を参照して、データ伝送システムにおける初期化動作を説明する。なお、図３〜図５は、データ伝送システムにおける初期化動作を示すフローチャートである。
まず、図３を参照して、データ伝送システムが初期化動作を経て、データ送受信を行う通常動作に移行する手順について説明する。以下、説明するデータ伝送装置の初期化動作においては、複数のデータ伝送装置１がリング型に接続されたシステムに適用可能であるが、説明を具体的にするために６段のデータ伝送装置１ａ〜１ｆが伝送路８０ａ〜８０ｆを介してそれぞれリング型に接続された一例（図１参照）を説明する。なお、上述したようにデータ伝送システムの電源投入時においては、データ伝送装置１ａが自装置のクロックによりデータを送信するマスタであり、他のデータ伝送装置１ｂ〜１ｆがマスタで生成されるクロックに周波数をロックするスレーブである。
図３において、データ伝送システムに接続された全てのデータ伝送装置１ａ〜１ｆの電源がＯＮされることによって、データ伝送システムのパワーがＯＮされる（ステップＳ１０およびＳ７０）。そして、データ伝送装置１ａ〜１ｆに設けられたＭＰＵ３ａ〜３ｆからそれぞれのコントローラ２ａ〜２ｆおよび送受信部４ａ〜４ｆへリセット信号が出力されることによって、コントローラ２ａ〜２ｆおよび送受信部４ａ〜４ｆのリセット状態が解除される（ステップＳ１１およびＳ７１）。このリセット処理によって、データ伝送装置１ａ〜１ｆにおけるそれぞれの送受信部４ａ〜４ｆ（物理層）およびコントローラ２ａ〜２ｆ（データリンク層）が初期化動作へ移行する。
次に、マスタのデータ伝送装置１ａは、自装置のクロック制御部７で制御される送信ＰＬＬに基づいて、ロック信号ＬＳを伝送路８０ａに送信する（ステップＳ１３）。このロック信号ＬＳは、例えば、マスタのデータ伝送装置１ａが有する送信ＰＬＬのクロック周波数に基づいた正弦波信号である。
一方、スレーブのデータ伝送装置１ｂは、伝送路８０ａからロック信号ＬＳが受信されたか否かの判断（ステップＳ７２）を、所定の時間をタイムアウトするまで（ステップＳ７８）継続している。上記ステップＳ１３においてマスタのデータ伝送装置１ａから伝送路８０ａを介して送信されたロック信号ＬＳを受信した場合、スレーブのデータ伝送装置１ｂは、自装置のクロック再生部５６によってクロック再生を行って受信ＰＬＬへリファレンスクロックとして入力を行い、当該受信ＰＬＬの再生クロックに基づいてロック信号ＬＳを伝送路８０ｂに送信する（ステップＳ７３）。他のスレーブのデータ伝送装置１ｃ〜１ｆについても、同様にロック信号ＬＳの受信待ち（ステップＳ７２）を継続しており、それぞれ自装置の上流側のデータ伝送装置から送出されたロック信号ＬＳを受信してクロック再生を行った後、下流側のデータ伝送装置にロック信号ＬＳを送信する（ステップＳ７３）。
マスタのデータ伝送装置１ａは、伝送路８０ｆからロック信号ＬＳが受信されたか否かの判断（ステップＳ１４）を、所定の時間をタイムアウトするまで（ステップＳ１９）継続し、その間、ロック信号ＬＳの送信（ステップＳ１３）を継続している。データ伝送装置１ｆが上記ステップＳ７３を実行することによって、マスタのデータ伝送装置１ａは、自装置のクロック再生部５６によってクロック再生を行って受信ＰＬＬを設定し、処理を次のステップＳ１５に進める。
ステップＳ１５では、マスタのデータ伝送装置１ａは、データ通信開始のタイミングを示し、かつ、下流のデータ伝送装置１ｂとの間のデータ判定基準となる判定レベルの設定を行うことが可能なスタート信号ＴＳを、自装置のスタート信号発生部６７で生成し、伝送路８０ａに送信する。
スレーブのデータ伝送装置１ｂは、伝送路８０ａからスタート信号ＴＳが受信されたか否かの判断（ステップＳ７４）を継続している。上記ステップＳ１５においてマスタのデータ伝送装置１ａから伝送路８０ａを介して送信されたスタート信号ＴＳを受信した場合、スレーブのデータ伝送装置１ｂは、直ちに下流のデータ伝送装置１ｃとの間のスタート信号ＴＳを、自装置のスタート信号発生部６７で生成し、伝送路８０ｂに送信する（ステップＳ７５）。そして、データ伝送装置１ｂは、自装置の逆マッピング部５４において、データ伝送装置１ａから受信したスタート信号ＴＳを用いて判定レベルの設定を行い、当該判定値を保持して、処理を次のステップＳ７７に進める。
他のスレーブのデータ伝送装置１ｃ〜１ｆについても、同様にスタート信号ＴＳの受信待ち（ステップＳ７４）を継続しており、それぞれ自装置の上流側のデータ伝送装置から送出されたスタート信号ＴＳを受信した場合、直ちに下流側のデータ伝送装置に自装置のスタート信号ＴＳを送信する（ステップＳ７５）。そして、他のスレーブのデータ伝送装置１ｃ〜１ｆについても、同様に自装置の逆マッピング部５４において、上流側のデータ伝送装置から受信したスタート信号ＴＳを用いて判定レベルの設定を行い、当該判定値を保持して、処理を次のステップＳ７７に進める。
マスタのデータ伝送装置１ａは、伝送路８０ｆからスタート信号ＴＳが受信されたか否かの判断（ステップＳ１６）を継続している。データ伝送装置１ｆが上記ステップＳ７５を実行することによって、データ伝送装置１ａは、自装置の逆マッピング部５４において、データ伝送装置１ｆから受信したスタート信号ＴＳを用いて判定レベルの設定を行い、当該判定値を保持する。
次に、マスタのデータ伝送装置１ａは、データ伝送システム全体がネットワークロックされたか否かの判断を継続する（ステップＳ１７）。このネットワークロックの判断は、自装置のＭＰＵ３によって、後述するダイアグモードに移行されずに上記ロック信号ＬＳがデータ伝送システムを一周して受信することによって設定されるものである。そして、ネットワークロックを設定することによって、データ伝送システム全体が断線等の故障が無く正常に通信可能であることを示す識別子が生成される。データ伝送装置１ａは、自装置のＭＰＵ３によってネットワークロックが設定された場合、所定のデータフレームにネットワークロックを示す識別子を付与して、他のスレーブのデータ伝送装置１ｂ〜１ｆ全てに対して当該データフレームを送信し（ステップＳ１８）、マスタとしての通常動作に移行する。
一方、ステップＳ７７において、スレーブのデータ伝送装置１ｂ〜１ｆは、上流のデータ伝送装置１から上記ネットワークロックを示す識別子が付与されたデータフレームが受信されたか否かの判断を、所定の時間をタイムアウトするまで（ステップＳ７９）継続している。そして、上記ステップＳ１８によってマスタのデータ伝送装置１ａから送信された上記ネットワークロックを示す識別子が付与されたデータフレームを受信することによって、スレーブとしての通常動作に移行する。
次に、データ伝送システムにおいて、伝送路８０の断線やデータ伝送装置１の送受信機能が故障することによって、一部の送受信が不可能になった場合の初期化動作について説明する。以下、説明するデータ伝送装置の初期化動作においても、複数のデータ伝送装置１がリング型に接続されたシステムにおいてどの部位が故障しても適用可能である。ここでは、説明を具体的にするために６段のデータ伝送装置１ａ〜１ｆが伝送路８０ａ〜８０ｆを介してそれぞれリング型に接続されたデータ伝送システムにおいて、伝送路８０ｄが断線した一例（図６参照）を説明する。
図３において、マスタのデータ伝送装置１ａが行うステップＳ１０〜Ｓ１３の手順、およびスレーブのデータ伝送装置１ｂ〜１ｆが行うステップＳ７０〜７２の手順については、上述と同様であるため説明を省略する。
ステップＳ１４において、上述したようにマスタのデータ伝送装置１ａは、伝送路８０ｆからロック信号ＬＳが受信されたか否かの判断を、所定の時間をタイムアウトするまで（ステップＳ１９）継続し、その間、ロック信号ＬＳの送信（ステップＳ１３）を継続している。しかしながら、上述したように伝送路８０ｄが断線しているため、データ伝送装置１ｄおよび１ｅの間のクロック同期が確立しない。したがって、データ伝送装置１ｆから伝送路８０ｆにはロック信号ＬＳの送信が行われないため、データ伝送装置１ａの処理は、上記ステップＳ１９における所定の時間が経過することによってタイムアウトする。上記ステップＳ１９でタイムアウトすると、データ伝送装置１ａは、上記ステップＳ１５と同様に伝送路８０ａを介してスタート信号ＴＳを送信する（ステップＳ２０）。
次に、マスタのデータ伝送装置１ａは、上記ステップＳ２０で送信したスタート信号ＴＳの送信を完了し（ステップＳ２１）、所定の時間をタイムアウトするまで（ステップＳ２３）、データ伝送システム全体のネットワークロックを確認する（ステップＳ２２）。しかしながら、伝送路８０ｄが断線しているため、データ伝送システムを一周したロック信号ＬＳは受信できず、自装置のＭＰＵ３はネットワークロックできない。したがって、データ伝送装置１ａは、上記ステップＳ２３における所定の時間が経過することによってタイムアウトし、ダイアグモードに移行する。なお、データ伝送装置１ａは、ダイアグモードにおいてもマスタとして再立ち上げ（１回目）される。
スレーブのデータ伝送装置１ｂ〜１ｆは、上述したようにステップＳ７２においてそれぞれ受信する伝送路８０ａ〜８０ｅからロック信号ＬＳが受信されたか否かの判断を、所定の時間をタイムアウトするまで（ステップＳ７８）継続している。データ伝送装置１ｂ〜１ｄは、それぞれロック信号ＬＳおよびスタート信号ＴＳの受信が可能であるため、上記ステップＳ７３〜Ｓ７５の処理を経て、上記ステップＳ７７における上流のデータ伝送装置から上記ネットワークロックを示す識別子が付与されたデータフレームが受信されたか否かの判断を、所定の時間をタイムアウトするまで（ステップＳ７９）継続する。しかしながら、上述したようにマスタのデータ伝送装置１ａは、ネットワークロックできないため、データ伝送システムには上記ネットワークロックを示す識別子が付与されたデータフレームが伝送されない。したがって、データ伝送装置１ｂ〜１ｄは、上記ステップＳ７９における所定の時間が経過することによってタイムアウトし、ダイアグモードに移行する。なお、データ伝送装置１ｂ〜１ｄは、ダイアグモードにおいてもスレーブとして再立ち上げ（１回目）される。
一方、スレーブのデータ伝送装置１ｅおよび１ｆは、伝送路８０ｄが断線しているためにロック信号ＬＳを受信できない。したがって、データ伝送装置１ｅおよび１ｆは、上記ステップＳ７８における所定の時間が経過することによってタイムアウトし、ダイアグモードに移行する。なお、データ伝送装置１ｅおよび１ｆは、ダイアグモードにおいてマスタとして再立ち上げ（１回目）される。
図４を参照して、データ伝送システムのダイアグモード移行後の再立ち上げ動作（１回目）について説明する。なお、説明を具体的にするために６段のデータ伝送装置１ａ〜１ｆが伝送路８０ａ〜８０ｆを介してそれぞれリング型に接続されたデータ伝送システムにおいて、同様に伝送路８０ｄが断線した一例を説明する。ここで、伝送路８０ｄが断線している場合、上述した手順によってデータ伝送装置１ａ、１ｅ、および１ｆがマスタとして再立ち上げされ、データ伝送装置１ｂ〜１ｄがスレーブとして再立ち上げされる（図７参照）。
図４において、まず、データ伝送装置１ａ〜１ｆに設けられたＭＰＵ３ａ〜３ｆからそれぞれのコントローラ２ａ〜２ｆおよび送受信部４ａ〜４ｆへリセット信号が出力されることによって、コントローラ２ａ〜２ｆおよび送受信部４ａ〜４ｆがリセットされる（ステップＳ３０およびＳ８０）。このリセット処理によって、データ伝送装置１ａ〜１ｆにおけるそれぞれの送受信部４ａ〜４ｆ（物理層）およびコントローラ２ａ〜２ｆ（データリンク層）が再立ち上げ動作（１回目）へ移行する。
次に、マスタのデータ伝送装置１ａ、１ｅ、および１ｆは、それぞれ自装置のクロック制御部７で制御される送信ＰＬＬに基づいて、ロック信号ＬＳを伝送路８０ａ、８０ｅおよび８０ｆに送信する（ステップＳ３２）。
一方、スレーブのデータ伝送装置１ｂは、伝送路８０ａからロック信号ＬＳを受信し（ステップＳ８１）、自装置のクロック再生部５６によってクロック再生を行って受信ＰＬＬを設定した後、当該受信ＰＬＬに基づいてロック信号ＬＳを伝送路８０ｂに送信する（ステップＳ８２）。他のスレーブのデータ伝送装置１ｃおよび１ｄについても、それぞれ同様にロック信号ＬＳを受信し（ステップＳ８１）、クロック再生を行った後、下流側のデータ伝送装置にロック信号ＬＳを送信する（ステップＳ８２）。
マスタのデータ伝送装置１ａ、１ｅ、および１ｆは、それぞれ伝送路８０ｆ、８０ｄ、および８０ｅからロック信号ＬＳが受信されたか否かの判断（ステップＳ３３）を、所定の時間をタイムアウトするまで（ステップＳ３８）継続し、その間、ロック信号ＬＳの送信（ステップＳ３２）を継続している。データ伝送装置１ａは、データ伝送装置１ｆが上記ステップＳ３２を実行することによって伝送路８０ｆにロック信号ＬＳを送信しているため、自装置のクロック再生部５６によってクロック再生を行って受信ＰＬＬを設定し、処理を次のステップＳ３４に進める。同様に、データ伝送装置１ｆも、データ伝送装置１ｅが上記ステップＳ３２を実行することによって伝送路８０ｅにロック信号ＬＳを送信しているため、自装置のクロック再生部５６によってクロック再生を行って受信ＰＬＬを設定し、処理を次のステップＳ３４に進める。一方、データ伝送装置１ｅは、伝送路８０ｄが断線しているため、伝送路８０ｄからロック信号ＬＳを受信できない。したがって、データ伝送装置１ｅは、上記ステップＳ３８における所定の時間が経過することによってタイムアウトし、処理を次のステップＳ３９に進める。
ステップＳ３４では、マスタのデータ伝送装置１ａおよび１ｆは、下流のデータ伝送装置に対してスタート信号ＴＳを自装置のスタート信号発生部６７で生成し、伝送路８０ａおよび８０ｆに送信する。また、マスタのデータ伝送装置１ｅは、上記ステップＳ３８でタイムアウトすると、ステップＳ３９において、上記ステップＳ３４と同様に伝送路８０ｅを介してスタート信号ＴＳを送信する。
一方、スレーブのデータ伝送装置１ｂ〜１ｄは、スタート信号ＴＳの受信待ちを継続しており（ステップＳ８３）、それぞれ自装置の上流側のデータ伝送装置から送出されたスタート信号ＴＳを受信した場合、直ちに下流側のデータ伝送装置に自装置のスタート信号ＴＳを送信する（ステップＳ８４）。そして、データ伝送装置１ｂ〜１ｄは、自装置の逆マッピング部５４において、上流側のデータ伝送装置から受信したスタート信号ＴＳを用いて判定レベルの設定を行い、当該判定値を保持して、次のステップＳ８６に処理を進める。
マスタのデータ伝送装置１ａは、伝送路８０ｆからスタート信号ＴＳが受信されたか否かの判断（ステップＳ３５）を継続している。データ伝送装置１ｆが上記ステップＳ３４を実行することによって、データ伝送装置１ａは、自装置の逆マッピング部５４において、データ伝送装置１ｆから受信したスタート信号ＴＳを用いて判定レベルの設定を行い、当該判定値を保持する。同様に、マスタのデータ伝送装置１ｆも、伝送路８０ｅからスタート信号ＴＳが受信されたか否かの判断（ステップＳ３５）を継続している。データ伝送装置１ｅが上記ステップＳ３９を実行することによって、データ伝送装置１ｆは、自装置の逆マッピング部５４において、データ伝送装置１ｅから受信したスタート信号ＴＳを用いて判定レベルの設定を行い、当該判定値を保持する。
次に、マスタのデータ伝送装置１ａおよび１ｆは、所定の時間をタイムアウトするまで（ステップＳ３７）、データ伝送システム全体のネットワークロックを確認する（ステップＳ３６）。ダイアグモードにおいては、既に上記ネットワークロックができないことが確認されているため、共に自装置のＭＰＵ３がネットワークロックをしない。したがって、データ伝送装置１ａおよび１ｆは、上記ステップＳ３７における所定の時間が経過することによってタイムアウトし、ダイアグモードのスレーブ再立ち上げ（２回目）に移行する。つまり、ダイアグモードのマスタ再立ち上げ（１回目）に移行したデータ伝送装置１ａおよび１ｆは、それぞれ上流のデータ伝送装置からロック信号ＬＳ等のデータを受信しているため、データ伝送における故障部位直後の下流ではないと判断され、スレーブに変更される。
一方、マスタのデータ伝送装置１ｅは、上記ステップＳ３９で送信したスタート信号ＴＳの送信を完了し（ステップＳ４０）、所定の時間をタイムアウトするまで（ステップＳ４２）、データ伝送システム全体のネットワークロックを確認する（ステップＳ４１）。上述したようにダイアグモードにおいては、既に上記ネットワークロックができないことが確認されているため、自装置のＭＰＵ３がネットワークロックをしない。したがって、データ伝送装置１ｅは、上記ステップＳ４２における所定の時間が経過することによってタイムアウトし、ダイアグモードのマスタ再立ち上げ（２回目）に移行する。つまり、ダイアグモードのマスタ再立ち上げ（１回目）に移行したデータ伝送装置１ｅは、上流のデータ伝送装置からロック信号ＬＳ等のデータを受信していないため、データ伝送における故障部位直後の下流に配置されたデータ伝送装置であると判断され、引き続きマスタとして再立ち上げされる。
ステップＳ８６において、スレーブのデータ伝送装置１ｂ〜１ｄは、上流のデータ伝送装置から上記ネットワークロックを示す識別子が付与されたデータフレームの受信待ちを、所定の時間をタイムアウトするまで（ステップＳ８７）継続する。しかしながら、上述したようにマスタのデータ伝送装置１ａ、１ｅ、および１ｆは、ネットワークロックできないため、データ伝送システムには上記ネットワークロックを示す識別子が付与されたデータフレームが伝送されない。したがって、データ伝送装置１ｂ〜１ｄは、上記ステップＳ８７における所定の時間が経過することによってタイムアウトし、ダイアグモードのスレーブ再立ち上げ（２回目）に移行する。つまり、ダイアグモードのスレーブ再立ち上げ（１回目）に移行したデータ伝送装置１ｂ〜１ｄは、それぞれ上流のデータ伝送装置からロック信号ＬＳ等のデータを受信しているため、データ伝送における故障部位直後の下流ではないと判断され、引き続きスレーブとして再立ち上げされる。
図５を参照して、データ伝送システムのダイアグモード移行後の再立ち上げ動作（２回目）について説明する。なお、説明を具体的にするために６段のデータ伝送装置１ａ〜１ｆが伝送路８０ａ〜８０ｆを介してそれぞれリング型に接続されたデータ伝送システムにおいて、同様に伝送路８０ｄが断線した一例を説明する。ここで、伝送路８０ｄが断線している場合、上述した手順によってデータ伝送装置１ｅをマスタとして２回目の再立ち上げが行われ、データ伝送装置１ａ〜１ｄおよび１ｆをスレーブとして２回目の再立ち上げが行われる（図８参照）。
図５において、まず、データ伝送装置１ａ〜１ｆに設けられたＭＰＵ３ａ〜３ｆからそれぞれのコントローラ２ａ〜２ｆおよび送受信部４ａ〜４ｆへリセット信号が出力されることによって、コントローラ２ａ〜２ｆおよび送受信部４ａ〜４ｆがリセットされる（ステップＳ５０およびＳ９０）。このリセット処理によって、データ伝送装置１ａ〜１ｆにおけるそれぞれの送受信部４ａ〜４ｆ（物理層）およびコントローラ２ａ〜２ｆ（データリンク層）が再立ち上げ動作（２回目）へ移行する。
次に、マスタのデータ伝送装置１ｅは、自装置のクロック制御部７で制御される送信ＰＬＬに基づいて、所定の時間をタイムアウトするまで（ステップＳ５３）、伝送路８０ｅへのロック信号ＬＳの送信を継続する（ステップＳ５２）。
一方、スレーブのデータ伝送装置１ｆは、伝送路８０ｅからロック信号ＬＳを受信し（ステップＳ９１）、自装置のクロック再生部５６によってクロック再生を行って受信ＰＬＬを設定した後、当該受信ＰＬＬに基づいてロック信号ＬＳを伝送路８０ａに送信する（ステップＳ９２）。他のスレーブのデータ伝送装置１ａ〜１ｄについても、それぞれ同様にロック信号ＬＳを受信し（ステップＳ９１）、クロック再生を行った後、下流側のデータ伝送装置にロック信号ＬＳを送信する（ステップＳ９２）。
データ伝送装置１ｅは、上記ステップＳ５３における所定の時間が経過することによってタイムアウトし、処理を次のステップＳ５４に進める。ステップＳ５４では、マスタのデータ伝送装置１ｅは、スレーブのデータ伝送装置１ｆに対してスタート信号ＴＳを自装置のスタート信号発生部６７で生成し、伝送路８０ｅに送信する。
スレーブのデータ伝送装置１ｆは、伝送路８０ｅからスタート信号ＴＳが受信されたか否かの判断（ステップＳ９３）を継続している。上記ステップＳ５４においてマスタのデータ伝送装置１ｅから伝送路８０ｅを介して送信されたスタート信号ＴＳを受信した場合、データ伝送装置１ｆは、直ちに下流のデータ伝送装置１ａとの間のスタート信号ＴＳを、自装置のスタート信号発生部６７で生成し、伝送路８０ｆに送信する（ステップＳ９４）。そして、データ伝送装置１ｆは、自装置の逆マッピング部５４において、データ伝送装置１ｅから受信したスタート信号ＴＳを用いて判定レベルの設定を行い、当該判定値を保持して処理を次のステップＳ９６に進める。
他のスレーブのデータ伝送装置１ａ〜１ｄについても、同様にスタート信号ＴＳの受信待ち（ステップＳ９３）を継続しており、それぞれ自装置の上流側のデータ伝送装置から送出されたスタート信号ＴＳを受信した場合、直ちに下流側のデータ伝送装置に自装置のスタート信号ＴＳを送信する（ステップＳ９４）。そして、他のスレーブのデータ伝送装置１ａ〜１ｄについても、同様に自装置の逆マッピング部５４において、上流側のデータ伝送装置から受信したスタート信号ＴＳを用いて判定レベルの設定を行い、当該判定値を保持して処理を次のステップＳ９６に進める。
次に、マスタのデータ伝送装置１ｅは、上記ステップＳ５４で送信したスタート信号ＴＳの送信を完了し（ステップＳ５５）、所定の時間をタイムアウトするまで（ステップＳ５７）、データ伝送システム全体のネットワークロックを確認する（ステップＳ５６）。上述したようにダイアグモードにおいては、既に上記ネットワークロックができないことが確認されているため、自装置のＭＰＵ３がネットワークロックをしない。したがって、データ伝送装置１ｅは、上記ステップＳ５７における所定の時間が経過することによってタイムアウトする。このステップＳ５７のタイムアウトによって、データ伝送装置１ｅのＭＰＵ３は、ネットワークロック確認のためのタイムアウトの回数、あるいは再立ち上げの回数等に基づいて、ダイアグモードを終了させ、他のデータ伝送装置１ａ〜１ｄおよび１ｆとのデータ送受信を開始する。
一方、スレーブのデータ伝送装置１ａ〜１ｄおよび１ｆは、それぞれ上流のデータ伝送装置から上記ネットワークロックを示す識別子が付与されたデータフレームの受信待ち（ステップＳ９６）を、所定の時間をタイ厶アウトするまで（ステップＳ９７）継続する。しかしながら、上述したようにマスタのデータ伝送装置１ｅは、ネットワークロックできないため、データ伝送システムには上記ネットワークロックを示す識別子が付与されたデータフレームが伝送されない。したがって、データ伝送装置１ａ〜１ｄおよび１ｆは、それぞれ上記ステップＳ９７における所定の時間が経過することによってタイムアウトする。このステップＳ９７のタイムアウトによって、データ伝送装置１ａ〜１ｄおよび１ｆが有するそれぞれのＭＰＵ３は、それぞれネットワークロック確認のためのタイムアウトの回数、あるいは再立ち上げの回数等に基づいて、ダイアグモードを終了させ、他のデータ伝送装置とのデータ送受信を開始する。
このように、第１の実施形態に係るデータ伝送システムは、伝送路の断線やデータ伝送装置の送受信機能が故障することによって一部の送受信が不可能になった場合、ダイアグモードに移行する。次に、ダイアグモードの１回目の再立ち上げ動作によって、故障箇所直後の下流に位置するデータ伝送装置を検出する。そして、ダイアグモードの２回目の再立ち上げ動作によって、最上流に位置するデータ伝送装置をマスタとして他のデータ伝送装置とのクロック同期等の物理層の設定を確立し、ダイアグモードを終了することによって、その後のデータ送受信を可能としている。つまり、リング型ＬＡＮで構成される上記データ伝送システムは、一部の送受信が不可能になった場合でも、故障箇所を除いた伝送路を用いて通信を行うことができる。
なお、それぞれのデータ伝送装置１が有するコントローラ２は、他のデータ伝送装置との通信によって、自装置のシステム上の位置を検出する機能を有する。上記自装置のシステム上の位置（以下、Ｎと記載する）は、上述した初期化動作の中で、マスタに対してＮ＝０に設定され、スレーブに対して下流方向に順次Ｎが＋１されて設定される。つまり、図８に示したデータ伝送システムの例では、マスタのデータ伝送装置１ｅがＮ＝０、スレーブのデータ伝送装置１ｆがＮ＝１、データ伝送装置１ａがＮ＝２、…、データ伝送装置１ｄがＮ＝５に設定される。したがって、上記データ伝送システムにおける故障箇所は、上記自装置のシステム上の位置を読み出せば、容易に検出することができる。これにより、データ伝送システムにおける上記故障部位に対するメンテナンスが容易になる。
また、データ伝送システムの一部に電気通信が不可の部位があるとき、上述したデータ伝送システムの動作ではロック信号ＬＳを受信しない（例えば、上記ステップＳ３３でＮＯが選ばれる）データ伝送装置１が最終的にマスタに設定されるが、他の態様でマスタを設定してもかまわない。例えば、自装置のクロック再生部５６によってクロック再生を行って受信ＰＬＬを設定することによるクロック同期の確立ができないデータ伝送装置１をマスタに設定してもかまわない。また、スタート信号ＴＳを受信しないデータ伝送装置１をマスタに設定してもかまわない。
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係るデータ伝送システムについて説明する。上述した第１の実施形態に対して、当該データ伝送システムは、初期化処理の手順が異なる。具体的には、第１の実施形態がデータ伝送システムの物理層およびデータリンク層を同時に初期化する手順を示していることに対して、第２の実施形態ではデータ伝送システムの物理層の初期化を完了した後にデータリンク層の初期化を開始する手順で初期化処理を行う。なお、第２の実施形態に係るデータ伝送システムの構成および当該データ伝送システムに含まれる複数のデータ伝送装置の構成は、図１および図２を用いて説明した第１の実施形態と同様である。したがって、同一の構成要素に対しては同一の参照符号を付して、詳細な説明を省略する。
第２の実施形態に係るデータ伝送システムにおける初期化処理について説明する。当該データ伝送システムでは、システム全体の電源投入時等において、最初にプロトコルの物理層（送受信部４）の初期化動作が行われ、その初期化動作の中で各送受信部４のクロック同期の確立およびデータ判定の基準となる判定レベルの設定が行われる。そして、物理層の初期化処理が完了してデータ通信可能な状態に移行した後に、データリンク層の初期化処理が行われる。以下、図９〜図２４を参照して、データ伝送システムにおける初期化動作を説明する。なお、図９は電源投入時にマスタとして立ち上がるデータ伝送装置１における初期化動作を示すフローチャートであり、図１０は電源投入時にスレーブとして立ち上がるデータ伝送装置１における初期化動作を示すフローチャートであり、図１１〜図１６は図９および図１０の各ステップで行われる詳細な動作を示すサブルーチンである。また、図１７〜図２４は、図９および図１０に基づいた各動作において、データ伝送システムの状態を示す概略図である。
以下に説明するデータ伝送装置１の初期化動作においては、複数のデータ伝送装置１がリング型に接続されたシステムに適用可能であるが、説明を具体的にするために６段のデータ伝送装置１ａ〜１ｆが伝送路８０ａ〜８０ｆを介してそれぞれリング型に接続された一例（図１７参照）を説明する。また、データ伝送システムの電源投入時においては、データ伝送装置１ａが自装置のクロックによりデータを送信するマスタであり、他のデータ伝送装置１ｂ〜１ｆがマスタで生成されるクロックに周波数をロックするスレーブである。また、全てのデータ伝送装置１が互いにデータ伝送可能な例と、伝送路８０ｄが断線した例とを用いて説明する。なお、図１７〜図２４では、データ伝送システムの接続機器１０ａ〜１０ｆを省略して示す。また、以下に説明する物理層の初期化処理においては、既にデータ伝送システム全体の電源がＯＮされており、それら物理層間のデータ通信状態を診断した後にその診断結果に応じたマスタを設定して初期化処理を行うダイアグモードについて説明する。
図９を参照して、電源投入時にマスタとして立ち上がるデータ伝送裝置１における初期化動作について説明する。まず、データ伝送システムに接続された電源投入時にマスタとして設定されたデータ伝送装置１ａは、マスタクロック同期ダイアグ処理を行い（図１８の状態。ステップＳ１０１）、処理を次のステップに進める。以下、図１１を参照して、マスタクロック同期ダイアグ処理における詳細な動作について説明する。なお、上記ステップＳ１０１では、マスタに設定されているデータ伝送装置１ａに含まれるコントローラ２ａ、ＭＰＵ３ａ、および送受信部４ａが処理の対象となるが、マスタクロック同期ダイアグ処理は他のデータ伝送装置も処理対象となることがあるため、全ての構成部をデータ伝送装置１、コントローラ２、ＭＰＵ３、送受信部４、伝送路８０と総称して説明を行う。
図１１において、マスタに設定されているデータ伝送装置１のＭＰＵ３から送受信部４へリセット信号が出力されることによって、送受信部４がリセットされる（ステップＳ３０１）。なお、このステップＳ３０１では、コントローラ２に対してリセット信号が出力されないため、コントローラ２はリセット状態を継続（つまり、初期化動作をしない）している。そして、上記ステップＳ３０１でリセットされたマスタの送受信部４は、自装置のクロック制御部７で制御される送信ＰＬＬに基づいて、ロック信号ＬＳを伝送路８０に送信する（ステップＳ３０２）。このロック信号ＬＳは、第１の実施形態と同様にマスタのデータ伝送装置１が有する送信ＰＬＬのクロック周波数に基づいた正弦波信号である。
次に、上記ステップＳ３０１およびＳ３０２で処理対象となっているＭＰＵ３および送受信部４は、所定の時間のタイムアウトを待ち（ステップＳ３０３）、当該サブルーチンによる処理を終了する。
図９に戻り、電源投入時にマスタとして設定されたデータ伝送装置１ａは、送受信部４ａが上流のデータ伝送装置１ｆからロック信号ＬＳを受信したか否かを判断する（ステップＳ１０２）。ここで、電源投入時にスレーブとして設定されたデータ伝送装置１ｂ〜１ｆは、それぞれ上流のデータ伝送装置１からロック信号ＬＳが出力された場合、そのロック信号ＬＳを用いてクロック同期の確立を行って下流のデータ伝送装置１へロック信号を送出する（詳細なスレーブの動作は後述する）。したがって、スレーブのデータ伝送装置１ｂ〜１ｆにおいて正常にクロック同期が確立した場合、マスタのデータ伝送装置１ａへ上流のデータ伝送装置１ｆからロック信号ＬＳが送出される。一方、伝送路８０ａ〜８０ｆの何れかが断線、あるいは送受信部４ａ〜４ｆの何れかの送受信機能の異常等が発生している場合、上流のデータ伝送装置１ｆからロック信号ＬＳが送出されない（図１８の状態）。つまり、上記ステップＳ１０２において、送受信部４ａが上流のデータ伝送装置１ｆからロック信号ＬＳを受信したとき、データ伝送システム全体のデータ通信機能が正常（つまり、伝送路８０の断線なし）であると判断することができる。
上記ステップＳ１０２で送受信部４ａが上流のデータ伝送装置１ｆからロック信号ＬＳを受信した場合、データ伝送装置１ａは、再度上記マスタクロック同期ダイアグ処理を行う（ステップＳ１０３）。なお、このステップＳ１０３で行うマスタクロック同期ダイアグ処理は、上述したステップＳ３０１〜Ｓ３０３の動作と同様であるため、詳細な説明を省略する。
次に、データ伝送装置１ａは、マスタクロック同期処理を行い（ステップＳ１０４）、処理を次のステップに進める。以下、図１２を参照して、マスタクロック同期処理における詳細な動作について説明する。
図１２において、マスタに設定されているデータ伝送装置１ａのＭＰＵ３ａから送受信部４ａへリセット信号が出力されることによって、送受信部４ａがリセットされる（ステップＳ３０６）。なお、このステップＳ３０６では、コントローラ２ａに対してリセット信号が出力されないため、コントローラ２ａはリセット状態を継続（つまり、初期化動作をしない）している。そして、上記ステップＳ３０６でリセットされたマスタの送受信部４ａは、自装置のクロック制御部７で制御される送信ＰＬＬに基づいて、ロック信号ＬＳを伝送路８０ａに送信する（ステップＳ３０７）。このロック信号ＬＳは、第１の実施形態と同様にマスタのデータ伝送装置１が有する送信ＰＬＬのクロック周波数に基づいた正弦波信号である。
そして、送受信部４ａは、伝送路８０ｆからロック信号ＬＳの受信を待つ（ステップＳ３０８）。そして、データ伝送装置１ｆがロック信号ＬＳを送出した場合、マスタの送受信部４ａは、自装置のクロック再生部５６によってクロック再生を行って受信ＰＬＬを設定する。さらに、ＭＰＵ３ａおよび送受信部４ａは、所定の時間のタイムアウトを待って（ステップＳ３０９）、当該サブルーチンによる処理を終了する。
図９に戻り、電源投入時にマスタとして設定されたデータ伝送装置１ａは、マスタトレーニング処理を行い（ステップＳ１０５）、処理を次のステップＳ１１２に進める。以下、図１４を参照して、マスタトレーニング処理における詳細な動作について説明する。
図１４において、マスタに設定されているデータ伝送装置１ａの送受信部４ａは、データ通信開始のタイミングを示し、かつ、下流のデータ伝送装置１ｂとの間のデータ判定基準となる判定レベルの設定を行うことが可能なスタート信号ＴＳを、自装置のスタート信号発生部６７で生成し、伝送路８０ａに送信する（ステップＳ５０１）。ここで、送受信部４ａがスタート信号ＴＳの送出を開始するタイミングは、ＭＰＵ３ａから与えられる。そして、マスタに設定されているデータ伝送装置１ａの送受信部４ａは、上流のデータ伝送装置１ｆから送出されたスタート信号ＴＳの受信を待つ（ステップＳ５０２）。なお、スタート信号ＴＳの送出を開始するタイミングは、ＭＰＵ３ａから与えられるとしたが、送受信部４ａ内部でスタート信号ＴＳの送出を開始するタイミングを生成してもかまわない。
ここで、スレーブの送受信部４ｂ〜４ｆは、伝送路８０ａ〜８０ｅからそれぞれスタート信号ＴＳを受信した場合、直ちに下流のデータ伝送装置１との間のスタート信号ＴＳを、自装置のスタート信号発生部６７で生成し、伝送路８０に送信する（詳細なスレーブの動作は後述する）。つまり、データ伝送システム全体のデータ通信機能が正常である場合、上流のデータ伝送装置１ｆからマスタのデータ伝送装置１ａへスタート信号ＴＳが送出される。したがって、上記ステップＳ５０２において、マスタに設定されているデータ伝送装置１ａの送受信部４ａは、上流のデータ伝送装置１ｆからスタート信号ＴＳを受信することができる。そして、マスタのデータ伝送装置１ａは、自装置の逆マッピング部５４において、上流のデータ伝送装置１ｆから受信したスタート信号ＴＳを用いて判定レベルの設定を行い、当該判定値を保持する。さらに、マスタのデータ伝送装置１ａは、所定の時間のタイムアウトを待って（ステップＳ５０３）、当該サブルーチンによる処理を終了する。
図９に戻り、ステップＳ１１２において、ＭＰＵ３ａは、リセット信号をコントローラ２ａ（データリンク層）に出力して、コントローラ２ａのリセット状態を解除する。そして、ＭＰＵ３ａは、コントローラ２ａに対して初期設定を行う制御信号をコントローラ２ａに出力して、コントローラ２ａの初期化処理が行われる（ステップＳ１１３）。例えば、ＭＰＵ３ａは、この制御信号によって、コントローラ２ａのマスタ／スレーブの選択指示等のデータ伝送システムにおける固定的な初期設定を指示する。そして、上記ステップＳ１１３の処理が終了後、データ伝送装置１ａは、他のデータ伝送装置１とのデータ通信を開始する。
一方、上記ステップＳ１０２で送受信部４ａが上流のデータ伝送装置１ｆからロック信号ＬＳを受信しなかった場合（例えば、伝送路８０ｄが断線）、データ伝送装置１ａは、新たに上記マスタクロック同期ダイアグ処理を行い（ステップＳ１０６）、処理を次のステップに進める。なお、ステップＳ１０６で行うマスタクロック同期ダイアグ処理は、上述したステップＳ３０１〜Ｓ３０３の動作と同様であるため、詳細な説明を省略する。
次に、電源投入時にマスタとして設定されたデータ伝送装置１ａは、送受信部４ａが上流のデータ伝送装置１ｆからロック信号ＬＳを受信したか否かを判断する（ステップＳ１０７）。ここで、電源投入時にスレーブとして設定されたデータ伝送装置１ｂ〜１ｆは、１回目のクロック同期を確立する処理において、上流のデータ伝送装置１からロック信号ＬＳを受信しなかった場合、マスタとして設定される。そして、マスタとして設定されたデータ伝送装置１は、上記ステップＳ１０６の処理と同期してロック信号ＬＳを下流のデータ伝送装置１へ送出する（図２０参照。詳細な動作は後述する）。したがって、マスタのデータ伝送装置１ａへ上流のデータ伝送装置１ｆからロック信号ＬＳを受信した場合、データ伝送装置１ａが断線部位から遡って電気通信の最上流に位置しないことになる（図２０の状態）。一方、マスタのデータ伝送装置１ａへ上流のデータ伝送装置１ｆからロック信号ＬＳを受信しない場合、データ伝送装置１ａが断線部位から遡って電気通信の最上流に位置することになる。
上記ステップＳ１０７で送受信部４ａが上流のデータ伝送装置１ｆからロック信号ＬＳを受信した場合（つまり、データ伝送装置１ａが断線部位から遡って電気通信の最上流に位置しない）、データ伝送装置１ａは、スレーブとして設定される（図２１の状態）。そして、スレーブとして設定されたデータ伝送装置１ａは、スレーブクロック同期処理を行い（図２２の状態。ステップＳ１０８）、処理を次のステップに進める。以下、図１３を参照して、スレーブクロック同期処理における詳細な動作について説明する。なお、上記ステップＳ１０８では、スレーブに設定されたデータ伝送装置１ａに含まれるコントローラ２ａ、ＭＰＵ３ａ、および送受信部４ａが処理の対象となるが、スレーブクロック同期処理は他のデータ伝送装置も処理対象となることがあるため、全ての構成部をデータ伝送装置１、コントローラ２、ＭＰＵ３、送受信部４、伝送路８０と総称して説明を行う。
図１３において、スレーブに設定されているデータ伝送装置１のＭＰＵ３から送受信部４へリセット信号が出力されることによって、送受信部４がリセットされる（ステップＳ４０１）。なお、このステップＳ４０１では、コントローラ２に対してリセット信号が出力されないため、コントローラ２はリセット状態を継続（つまり、初期化動作をしない）している。そして、上記ステップＳ４０１でリセットされたスレーブの送受信部４は、上流のデータ伝送装置１から伝送路８０を介して送出されるロック信号ＬＳの受信を待つ（ステップＳ４０２）。そして、上流のデータ伝送装置１がロック信号ＬＳを送出した場合、スレーブの送受信部４は、自装置のクロック再生部５６によってクロック再生を行って受信ＰＬＬを設定する。そして、スレーブの送受信部４は、自装置のクロック制御部７で制御される送信ＰＬＬに基づいて、ロック信号ＬＳを下流のデータ伝送装置１へ伝送路８０を介して送信する（ステップＳ４０３）。
次に、上記ステップＳ４０１〜４０３で処理対象となっているＭＰＵ３および送受信部４は、所定の時間のタイムアウトを待ち（ステップＳ４０４）、当該サブルーチンによる処理を終了する。
図９に戻り、上記ステップＳ１０８の動作の後、スレーブとして設定されたデータ伝送装置１ａは、スレーブトレーニング処理を行い（図２３の状態。ステップＳ１０９）、処理を次のステップＳ１１２に進める。以下、図１５を参照して、スレーブトレーニング処理における詳細な動作について説明する。なお、上記ステップＳ１０９では、スレーブに設定されたデータ伝送装置１ａに含まれるコントローラ２ａ，ＭＰＵ３ａ、および送受信部４ａが処理の対象となるが、スレーブトレーニング処理は他のデータ伝送装置も処理対象となることがあるため、全ての構成部をデータ伝送装置１、コントローラ２、ＭＰＵ３、送受信部４、伝送路８０と総称して説明を行う。
図１５において、スレーブに設定されているデータ伝送装置１の送受信部４は、上流のデータ伝送装置１から送出されたスタート信号ＴＳの受信を待つ（ステップＳ６０１）。ここで、スレーブに設定されたデータ伝送装置１は、断線部位から遡って電気通信の最上流に位置しないため、必ず上流のデータ伝送装置１からスタート信号ＴＳが送出される。したがって、スレーブの送受信部４は、上流のデータ伝送装置１から送出されたスタート信号ＴＳを受信した場合、直ちに下流側のデータ伝送装置１に自装置のスタート信号ＴＳを送信する（ステップＳ６０２）。さらに、ＭＰＵ３および送受信部４は、所定の時間のタイムアウトを待って（ステップＳ６０３）、当該サブルーチンによる処理を終了する。そして、送受信部４は、自装置の逆マッピング部５４において、上流のデータ伝送装置１から受信したスタート信号ＴＳを用いて判定レベルの設定を行い、当該判定値を保持する。
一方、上記ステップＳ１０７で送受信部４ａが上流のデータ伝送装置１ｆからロック信号ＬＳを受信しない場合（つまり、データ伝送装置１ａが断線部位から遡って電気通信の最上流に位置する）、データ伝送装置１ａは、引き続いてマスタとして設定される。そして、マスタとして設定されたデータ伝送装置１ａは、上記マスタクロック同期ダイアグ処理を行い（ステップＳ１１０）、処理を次のステップに進める。なお、ステップＳ１１０で行うマスタクロック同期ダイアグ処理は、上述したステップＳ３０１〜Ｓ３０３の動作と同様であるため、詳細な説明を省略する。
次に、マスタのデータ伝送装置１ａは、マスタトレーニングダイアグ処理を行い（ステップＳ１１１）、処理を次のステップＳ１１２に進める。以下、図１６を参照して、マスタトレーニングダイアグ処理における詳細な動作について説明する。なお、上記ステップＳ１１１では、マスタに設定されたデータ伝送装置１ａに含まれるコントローラ２ａ、ＭＰＵ３ａ、および送受信部４ａが処理の対象となるが、マスタトレーニングダイアグ処理は他のデータ伝送装置も処理対象となることがあるため、全ての構成部をデータ伝送装置１、コントローラ２、ＭＰＵ３、送受信部４、伝送路８０と総称して説明を行う。
図１６において、マスタに設定されているデータ伝送装置１の送受信部４は、データ通信開始のタイミングを示し、かつ、下流のデータ伝送装置１との間のデータ判定基準となる判定レベルの設定を行うことが可能なスタート信号ＴＳを、自装置のスタート信号発生部６７で生成し、伝送路８０に送信する（ステップＳ５０６）。ここで、送受信部４がスタート信号ＴＳの送出を開始するタイミングは、ＭＰＵ３から与えられる。また、スタート信号ＴＳの送出を開始するタイミングを、送受信部４内部で生成してもかまわない。
次に、上記ステップＳ５０６で処理対象となっているＭＰＵ３および送受信部４は、所定の時間のタイムアウトを待ち（ステップＳ５０７）、当該サブルーチンによる処理を終了する。
次に、図１０を参照して、電源投入時にスレーブとして立ち上がるデータ伝送装置１における初期化動作について説明する。まず、データ伝送システムに接続された電源投入時にスレーブとして設定されたデータ伝送装置１ｂ〜１ｆ（図１７参照）は、スレーブクロック同期処理を行い（図１８の状態。ステップＳ２０１）、処理を次のステップに進める。なお、ステップＳ２０１で行うスレーブクロック同期処理は、上述したステップＳ４０１〜Ｓ４０４の動作と同様であるため、詳細な説明を省略する。
次に、電源投入時にスレーブとして設定されたデータ伝送装置１ｂ〜１ｆは、送受信部４ｂ〜４ｆがそれぞれ上流のデータ伝送装置１からロック信号ＬＳを受信したか否かを判断する（ステップＳ２０２）。ここで、マスタのデータ伝送装置１ａは、下流のデータ伝送装置１ｂへロック信号ＬＳを送出している。そして、スレーブとして設定されたデータ伝送装置１ｂ〜１ｆは、それぞれ上流のデータ伝送装置１からロック信号ＬＳが出力された場合、そのロック信号ＬＳを用いてクロック同期の確立を行って下流のデータ伝送装置１ヘロック信号を送出している。したがって、データ伝送装置１ａ〜１ｆにおいて正常にクロック同期が確立した場合、全てのデータ伝送装置１ｂ〜１ｆが上流のデータ伝送装置１からロック信号ＬＳを受信する。また、伝送路８０ｄが断線している場合、断線部位から遡ってマスタのデータ伝送装置１ａまでに位置するスレーブ（つまり、データ伝送装置１ｂ〜１ｄ；図１８参照）も上流のデータ伝送装置１からロック信号ＬＳを受信する。一方、伝送路８０ｄが断線している場合、マスタのデータ伝送装置１ａから遡って断線部位までに位置するスレーブ（つまり、データ伝送装置１ｅおよび１ｆ；図１８参照）は上流のデータ伝送装置１からロック信号ＬＳを受信しない。
上記ステップＳ２０２で上流のデータ伝送装置１からロック信号ＬＳを受信したスレーブの送受信部４ｂ〜４ｆ（例えば、正常にクロック同期が確立したときの送受信部４ｂ〜４ｆ。伝送路８０ｄが断線しているときの送受信部４ｂ〜４ｄ）は、新たに上記スレーブクロック同期処理を２回行う（ステップＳ２０３およびＳ２０４）。なお、これらステップＳ２０３およびＳ２０４で行うスレーブクロック同期処理は、上述したステップＳ４０１〜Ｓ４０４の動作と同様であるため、詳細な説明を省略する。
次に、上記ステップＳ２０４の動作を経たスレーブの送受信部４ｂ〜４ｆは、上記スレーブトレーニング処理を行い（ステップＳ２０５）、処理を次のステップＳ２１２に進める。なお、このステップＳ２０５で行うスレーブトレーニング処理は、上述したステップＳ６０１〜Ｓ６０３の動作と同様であるため、詳細な説明を省略する。
ステップＳ２１２において、ＭＰＵ３ｂ〜３ｆは、それぞれリセット信号をコントローラ２ｂ〜２ｆ（データリンク層）に出力して、コントローラ２ｂ〜２ｆのリセット状態を解除する。そして、ＭＰＵ３ｂ〜３ｆは、それぞれコントローラ２ｂ〜２ｆに対して初期設定を行う制御信号をコントローラ２ｂ〜２ｆに出力して、コントローラ２ｂ〜２ｆの初期化処理が行われる（ステップＳ２１３）。例えば、ＭＰＵ３ｂ〜３ｆは、この制御信号によって、コントローラ２ｂ〜２ｆのマスタ／スレーブの選択指示等のデータ伝送システムにおける固定的な初期設定を指示する。そして、上記ステップＳ２１３の処理が終了後、データ伝送装置１ｂ〜１ｆは、それぞれ他のデータ伝送装置１とのデータ通信を開始する。
一方、伝送路８０ｄが断線している場合、上記ステップＳ２０２で上流のデータ伝送装置１からロック信号ＬＳを受信しないスレーブのデータ伝送装置１ｅおよび１ｆは、マスタとして設定される（図１９の状態）。マスタの送受信部４ｅおよび４ｆ、上記マスタクロック同期ダイアグ処理を行い（図２０の状態。ステップＳ２０６）、処理を次のステップに進める。なお、ステップＳ２０６で行うマスタクロック同期ダイアグ処理は、上述したステップＳ３０１〜Ｓ３０３の動作と同様であるため、詳細な説明を省略する。
次に、データ伝送装置１ｅおよび１ｆは、送受信部４ｅおよび４ｆがそれぞれ上流のデータ伝送装置１からロック信号ＬＳを受信したか否かを判断する（ステップＳ２０７）。ここで、マスタとして設定されたデータ伝送装置１ａ、１ｅ、および１ｆは、上記ステップＳ１０６およびＳ２０６でロック信号ＬＳを下流のデータ伝送装置１へ送出している（図２０の状態）。したがって、マスタのデータ伝送装置１ｅおよび１ｆが上流のデータ伝送装置１からロック信号ＬＳを受信した場合、データ伝送装置１ｅおよび１ｆが断線部位から遡って電気通信の最上流に位置しないことになる（図２０におけるデータ伝送装置１ｆ）。一方、マスタのデータ伝送装置１ｅおよび１ｆが上流のデータ伝送装置１ｆからロック信号ＬＳを受信しない場合、データ伝送装置１ｅおよび１ｆが断線部位から遡って電気通信の最上流に位置することになる（図２０におけるデータ伝送装置１ｅ）。
上記ステップＳ２０７で上流のデータ伝送装置１からロック信号ＬＳを受信したデータ伝送装置１ｅおよび１ｆ（つまり、断線部位から遡って電気通信の最上流に位置しない図２０におけるデータ伝送装置１ｆ）は、スレーブとして設定される（図２１の状態）。そして、スレーブとして設定されたデータ伝送装置１ｆは、スレーブクロック同期処理を行い（図２２の状態。ステップＳ２０８）、処理を次のステップに進める。なお、このステップＳ２０８で行うスレーブクロック同期処理は、上述したステップＳ４０１〜Ｓ４０４の動作と同様であるため、詳細な説明を省略する。
次に、上記ステップＳ２０８の動作を経たスレーブの送受信部４ｆは、上記スレーブトレーニング処理を行い（図２３の状態。ステップＳ２０９）、処理を次のステップＳ２１２に進める。なお、このステップＳ２０９で行うスレーブトレーニング処理は、上述したステップＳ６０１〜Ｓ６０３の動作と同様であるため、詳細な説明を省略する。
一方、上記ステップＳ２０７で上流のデータ伝送装置１からロック信号ＬＳを受信しないデータ伝送装置１ｅ（つまり、断線部位から遡って電気通信の最上流に位置する図２０におけるデータ伝送装置１ｅ）は、引き続いてマスタとして設定される。そして、マスタとして設定されたデータ伝送装置１ｅは、上記マスタクロック同期ダイアグ処理を行い（図２２の状態。ステップＳ２１０）、処理を次のステップに進める。なお、ステップＳ２１０で行うマスタクロック同期ダイアグ処理は、上述したステップＳ３０１〜Ｓ３０３の動作と同様であるため、詳細な説明を省略する。
次に、マスタのデータ伝送装置１ｅは、マスタトレーニングダイアグ処理を行い（図２３の状態。ステップＳ２１１）、処理を次のステップＳ２１２に進める。なお、ステップＳ２１１で行うマスタクロック同期ダイアグ処理は、上述したステップＳ５０６およびＳ５０７の動作と同様であるため、詳細な説明を省略する。
上述した図９および図１０のフローチャートによる初期化処理を行うことによって、図１７で示したデータ伝送システムは、図２４で示した状態で初期化される。図１７で示すように、データ伝送システムは、電源投入時にデータ伝送装置１ａがマスタとして設定されて伝送路８０ｄが断線している。この場合、図２４に示すように、断線部位から遡って電気通信の最上流に位置するデータ伝送装置１ｅがマスタとして設定されてデータリンク層および物理層の初期化処理が行われる。
このように、第２の実施形態に係るデータ伝送システムは、伝送路の断線やデータ伝送装置の送受信機能が故障することによって一部の送受信が不可能になった場合、物理層（送受信部４）の初期化処理を繰り返すことによって断線部位から遡って電気通信の最上流に位置するデータ伝送装置をマスタに設定する。そして、そのデータ伝送装置をマスタとして他のデータ伝送装置とのクロック同期等の物理層の設定を確立し、その後データリンク層の初期化処理を行うことによって、その後のデータ送受信を可能としている。つまり、リング型ＬＡＮで構成される上記データ伝送システムは、一部の送受信が不可能になった場合でも、故障箇所を除いた伝送路を用いて通信を行うことができる。
また、第２の実施形態に係るデータ伝送システムにおけるデータリンク層の初期化処理は、それぞれの物理層の初期化処理が完了した後開始されるため、それぞれのデータリンク層が互いにデータ通信可能な状態で行われる。したがって、データリンク層の初期化期間において物理層が通信可能な状態を想定して設計された初期化プログラム（初期化が不要な物理層を用いることを想定して提供されるＡＰＩ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｇｒａｍ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ：アプリケーションプログラムインターフェイス））を、互いに電気通信を行うデータ伝送システムにその前提条件を満たしながら用いることができる。つまり、当該データ伝送システムに上記初期化プログラムを用いることによる不測の不具合を防止しながらデータ通信の初期化処理を行うことができる。また、上記初期化プログラムを当該データ伝送システムに用いる際に、物理層の初期化期間に関する修正が不要であり、開発コストの増大は生じない。
なお、第２の実施形態においても、データ伝送システムの一部に電気通信が不可の部位があるとき、上述したデータ伝送システムの動作ではロック信号ＬＳを受信しない（例えば、上記ステップＳ１０７またはＳ２０７でＮＯが選ばれる）データ伝送装置１が最終的にマスタに設定されるが、他の態様でマスタを設定してもかまわない。例えば、自装置のクロック再生部５６によってクロック再生を行って受信ＰＬＬを設定することによるクロック同期の確立ができないデータ伝送装置１をマスタに設定してもかまわない。また、スタート信号ＴＳを受信しないデータ伝送装置１をマスタに設定してもかまわない。
【産業上の利用可能性】  本発明にかかるデータ伝送システム、データ伝送装置、およびその方法は、伝送路の断線やデータ伝送装置の送受信機能が故障することによって一部の送受信が不可能になった場合でも故障箇所を除いた伝送路を用いて通信を行うことができ、リング型ＬＡＮ等で構成されるデータ伝送システム等の用途に有用である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
2005039121.tif 000025
【図２４】
2005039121.tif 000026
【図２５】
2005039121.tif 000027
【図２６】
2005039121.tif 000028
【手続補正書】
【提出日】平成17年6月28日(2005.6.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送路を介してリング型に接続された複数のデータ伝送装置を含み、それぞれのデータ伝送装置がクロック同期を確立して一方向の電気通信を行うデータ伝送システムであって、
前記データ伝送装置は、それぞれ、
送受信するデータを所定の通信プロトコルに基づいて処理する処理部と、
前段のデータ伝送装置から受信したデータを前記処理部に出力し、前記処理部の処理結果を後段のデータ伝送装置に送信する送受信部と、
自装置を、保持する基準クロックに同期した信号を後段のデータ伝送装置に送出するマスタ、あるいは、前段のデータ伝送装置から受信した信号からクロック同期の確立を行い後段のデータ伝送装置に信号を送出するスレーブに設定する制御部と、
初期動作の際に、ロック信号を送出するロック信号送出手段と、
前段のデータ伝送装置が送出した前記ロック信号を受信して前記クロック同期の確立を行うクロック同期手段と、
データ通信開始のタイミングを示すスタート信号を送出するスタート信号送出手段と、
自装置が前記マスタに設定されているとき、前記ロック信号送出手段が前記ロック信号を送出してから所定の時間経過後、前記スタート信号の送出タイミングを示すスタート信号送出開始信号を前記スタート信号送出手段に出力するスタート信号開始タイミング生成手段と、
前段のデータ伝送装置から受信する信号の有無を検出する信号検出部とを備え、
前記ロック信号送出手段は、
自装置が前記マスタに設定されているとき、保持する基準クロックに同期した前記ロック信号を後段のデータ伝送装置に送出し、
自装置が前記スレーブに設定されているとき、前段のデータ伝送装置が送出した前記ロック信号を受信してクロック同期の確立を行い、当該クロック同期を確立すると、前記ロック信号をさらに後段のデータ伝送装置に送出し、
前記スタート信号送出手段は、
自装置が前記マスタに設定されているとき、前記スタート信号開始タイミング生成手段から前記スタート信号送出開始信号を受信した後、後段のデータ伝送装置に前記スタート信号を送出し、
自装置が前記スレーブに設定されているとき、前段のデータ伝送装置から送出された前記スタート信号の受信に応じて後段のデータ伝送装置に前記スタート信号を送出し、それによって、
前記データ伝送装置がそれぞれ初期化を行うことを特徴とする、データ伝送システム。
【請求項２】
前記制御部は、前記信号検出部における信号検出の有無に基づいて自装置をマスタあるいはスレーブに設定し、それによって、
一部に前記電気通信が不可の部位があるとき、当該部位から遡って前記電気通信の最上流に位置する前記データ伝送装置を前記マスタに設定することを特徴とする、請求項１に記載のデータ伝送システム。
【請求項３】
前記制御部は、
前記初期動作において自装置が前記マスタに設定されているとき、前記ロック信号送出手段に前記ロック信号を送出させ、前記信号検出部が所定の時間内に前段のデータ伝送装置からの信号を検出しないことを確認した後、自装置の前記信号検出部が前段のデータ伝送装置からの信号を検出したとき、自装置をスレーブに設定するものであり、自装置の前記信号検出部が前段のデータ伝送装置からの信号を検出しなかったとき、自装置をマスタに設定するものであり、
前記初期動作において自装置が前記スレーブに設定されており、自装置の前記信号検出部が前段のデータ伝送装置からの信号を検出したとき、自装置をスレーブに設定するものであり、自装置の前記信号検出部が前段のデータ伝送装置からの信号を検出しなかったとき、自装置をマスタに設定するものであることを特徴とする、請求項２に記載のデータ伝送システム。
【請求項４】
前記制御部は、
前記初期動作において自装置が前記マスタに設定されているとき、前記ロック信号送出手段に前記ロック信号を送出させ、前記信号検出部が所定の時間内に前段のデータ伝送装置からの信号を検出しないことによって前記マスタに設定して第１のダイアグモードに移行する第１の移行手段と、
前記初期動作において自装置が前記スレーブに設定されているとき、前記信号検出部が所定の時間内に前段のデータ伝送装置からの信号を検出しないことによって自装置を前記マスタに設定して前記第１のダイアグモードに移行する第２の移行手段と、
前記初期動作において自装置が前記スレーブに設定されているとき、前記信号検出部が所定の時間内に前段のデータ伝送装置からの信号を検出することによって自装置を前記スレーブに設定して前記第１のダイアグモードに移行する第３の移行手段と、
前記第１のダイアグモードにおいて自装置が前記マスタに設定されているとき、前記ロック信号送出手段に前記ロック信号を送出させ、当該第１のダイアグモード中に前記信号検出部が前段のデータ伝送装置からの信号を検出することによって自装置を前記スレーブに設定して第２のダイアグモードに移行する第４の移行手段と、
前記第１のダイアグモードにおいて、自装置が前記マスタに設定されているとき、前記ロック信号送出手段に前記ロック信号を送出させ、前記信号検出部が前段のデータ伝送装置からの信号を検出しないことによって自装置を前記マスタに設定して前記第２のダイアグモードに移行する第５の移行手段と、
前記第１のダイアグモードにおいて、自装置が前記スレーブに設定されているとき、自装置を前記スレーブに設定して前記第２のダイアグモードに移行する第６の移行手段とを含み、
前記第２のダイアグモードにおいて、
前記ロック信号送出手段は、
自装置が前記マスタに設定されているとき、保持する基準クロックに同期した前記ロック信号を後段のデータ伝送装置に送出し、
自装置が前記スレーブに設定されているとき、前段のデータ伝送装置が送出した前記ロック信号を受信してクロック同期の確立を行い、当該クロック同期を確立すると、前記ロック信号をさらに後段のデータ伝送装置に送出し、
前記スタート信号送出手段は、
自装置が前記マスタに設定されているとき、前記スタート信号開始タイミング生成手段から前記スタート信号送出開始信号を受信した後、後段のデータ伝送装置に前記スタート信号を送出し、
自装置が前記スレーブに設定されているとき、前段のデータ伝送装置から送出された前記スタート信号の受信に応じて後段のデータ伝送装置に前記スタート信号を送出することを特徴とする、請求項２に記載のデータ伝送システム。
【請求項５】
前記制御部は、
前記初期動作において自装置が前記マスタに設定されているとき、前記ロック信号送出手段に前記ロック信号を送出させ、前記信号検出部が所定の時間内に前段のデータ伝送装置からの信号を検出することによって前記マスタに設定して第３のダイアグモードに移行する第７の移行手段と、
前記第３のダイアグモードにおいて自装置が前記マスタに設定されているとき、前記ロック信号送出手段に前記ロック信号を送出させ、自装置を前記マスタに設定して前記第２のダイアグモードに移行する第８の移行手段とを、さらに含むことを特徴とする、請求項４に記載のデータ伝送システム。
【請求項６】
前記信号検出部は、前段のデータ伝送装置から受信する前記ロック信号の有無により信号検出を行うことを特徴とする、請求項５に記載のデータ伝送システム。
【請求項７】
前記信号検出部は、自装置における前記クロック同期の確立の有無により信号検出を行うことを特徴とする、請求項５に記載のデータ伝送システム。
【請求項８】
前記信号検出部は、前段のデータ伝送装置から受信する前記スタート信号の有無により信号検出を行うことを特徴とする、請求項５に記載のデータ伝送システム。
【請求項９】
前記処理部が用いる通信プロトコルは、ＭＯＳＴ（Ｍｅｄｉａ  Ｏｒｉｅｎｔｅｄ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）で定義されることを特徴とする、請求項２に記載のデータ伝送システム。
【請求項１０】
前記処理部は、前記マスタに設定されたデータ伝送装置に対する段数位置をカウントするカウント手段を含む、請求項５に記載のデータ伝送システム。
【請求項１１】
複数のノードが伝送路を介してリング型に接続され、それぞれのノードが所定の通信プロトコルを用いてクロック同期を確立して一方向の電気通信を行うデータ伝送方法であって、
初期動作で行う、
前記複数のノードの１つに対して基準クロックを保持するマスタに設定し、他のノードをスレーブに設定するステップと、
前記ノードがマスタに設定されているとき、前記基準クロックに同期したロック信号を後段のノードに送出する第１のロック信号送出ステップと、
前段のノードから送出された前記ロック信号を用いて前記クロック同期を確立するクロック同期ステップと、
前記スレーブに設定されたノードが前記クロック同期を確立した後、後段のノードに前記ロック信号を送出する第２のロック信号送出ステップと、
前記ノードからデータ通信開始のタイミングを示すスタート信号を送出するスタート信号送出ステップとを含み、
前記マスタに設定されたノードは、前記第１のロック信号送出ステップの実行から所定の時間経過後、前記スタート信号送出ステップを実行し、
前記スレーブに設定されたノードは、前段のノードから前記スタート信号を受信することに応じて前記スタート信号送出ステップを実行し、それによって、
前記ノードがそれぞれ初期化を行うことを特徴とする、データ伝送方法。
【請求項１２】
さらに、前段のノードから受信する信号の有無に基づいて自ノードを前記マスタあるいはスレーブに再設定する再設定ステップを含み、これによって、
一部に前記電気通信が不可の部位がある場合、当該部位から遡って前記電気通信の最上流に位置するノードが最終的に前記マスタに設定されて他のノードとのクロック同期が確立されることを特徴とする、請求項１１に記載のデータ伝送方法。
【請求項１３】
前記再設定ステップは、前記初期動作の際に、前記第１のロック信号送出ステップを実行させ、
前記再設定ステップは、
前記初期動作の際に、前記マスタに設定されたノードが、所定の時間内に前段の前記ノードからの信号を検出しないことを確認した後、前段のノードからの信号を検出したノードをスレーブに設定し、前段のノードからの信号を検出しなかったノードをマスタに設定するステップと、
前記初期動作の際に、前記スレーブに設定されたノードが、前段のノードからの信号を検出したノードをスレーブに設定し、前段のノードからの信号を検出しなかったノードをマスタに設定するステップとを含むことを特徴とする、請求項１２に記載のデータ伝送方法。
【請求項１４】
前記再設定ステップは、
前記初期動作で行う、
前記第１のロック信号送出ステップ実行後、前記マスタに設定されたノードが、所定の時間内に前段のノードからの信号を検出しないことによって、当該ノードを前記マスタに設定して第１のダイアグモードに移行する第１の移行ステップと、
前記スレーブに設定されたノードの内、所定の時間内に前段のノードからの信号を検出しなかったノードを前記マスタに設定して前記第１のダイアグモードに移行する第２の移行ステップと、
前記スレーブに設定されたノードの内、所定の時間内に前段のノードからの信号を検出したノードを前記スレーブに設定して前記第１のダイアグモードに移行する第３の移行ステップと、
前記第１のダイアグモードで行う、
前記マスタに設定されたノードが前記ロック信号を後段の前記ノードに送出するステップと、
前記マスタに設定されたノードの内、前段のノードからの信号を検出したノードを前記スレーブに設定して第２のダイアグモードに移行する第４の移行ステップと、
前記マスタに設定されたノードの内、前段のノードからの信号を検出しなかったノードを前記マスタに設定して第２のダイアグモードに移行する第５の移行ステップと、
前記スレーブに設定されたノードを、前記スレーブに設定して前記第２のダイアグモードに移行する第６の移行ステップとを含み、
前記第２のダイアグモードにおいて、
前記第１のロック信号送出ステップと、前記クロック同期ステップと、前記第２のロック信号送出ステップとを実行し、
前記マスタに設定されたノードは、前記第１のロック信号送出ステップの実行から所定の時間経過後、前記スタート信号送出ステップを実行し、
前記スレーブに設定されたノードは、前段のノードから前記スタート信号を受信することに応じて前記スタート信号送出ステップを実行することを特徴とする、請求項１２に記載のデータ伝送方法。
【請求項１５】
前記再設定ステップは、
前記初期動作で行う、前記第１のロック信号送出ステップ実行後、前記マスタに設定されたノードが、所定の時間内に前段のノードからの信号を検出することによって、当該ノードを前記マスタに設定して第３のダイアグモードに移行する第７の移行ステップと、
前記第３のダイアグモードで行う、前記マスタに設定されたノードが前記ロック信号を後段のノードに送出し、当該ノードを前記マスタに設定して前記第２のダイアグモードに移行する第８の移行ステップとを、さらに含むことを特徴とする、請求項１４に記載のデータ伝送方法。
【請求項１６】
前記再設定ステップは、前段のノードから受信する前記ロック信号の検出の有無により、自ノードを前記マスタあるいはスレーブに再設定することを特徴とする、請求項１５に記載のデータ伝送方法。
【請求項１７】
前記再設定ステップは、自ノードにおける前記クロック同期の確立の有無により、当該ノードを前記マスタあるいはスレーブに再設定することを特徴とする、請求項１５に記載のデータ伝送方法。
【請求項１８】
前記再設定ステップは、前段のノードから受信する前記スタート信号の検出の有無により、自ノードを前記マスタあるいはスレーブに再設定することを特徴とする、請求項１５に記載のデータ伝送方法。
【請求項１９】
前記ノードが用いる通信プロトコルは、ＭＯＳＴ（Ｍｅｄｉａ  Ｏｒｉｅｎｔｅｄ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）で定義されることを特徴とする、請求項１２に記載のデータ伝送方法。
【請求項２０】
さらに、前記ノードそれぞれに対して、前記マスタに設定されたノードに対する段数位置をそれぞれカウントするステップを含む、請求項１５に記載のデータ伝送方法。
【請求項２１】
リング型のデータ伝送システムに接続され、伝送路を介して他の装置とクロック同期を確立して一方向の電気通信を行うデータ伝送装置であって、
送受信するデータを所定の通信プロトコルに基づいて処理する処理部と、
前段の装置から受信したデータを前記処理部に出力し、前記処理部の処理結果を後段の装置に送信する送受信部と、
自装置を、保持する基準クロックに同期した信号を後段の装置に送出するマスタ、あるいは、前段の装置から受信した信号からクロック同期の確立を行い後段の装置に信号を送出するスレーブに設定する制御部と、
初期動作の際に、ロック信号を送出するロック信号送出手段と、
前段の装置が送出した前記ロック信号を受信して前記クロック同期の確立を行うクロック同期手段と、
データ通信開始のタイミングを示すスタート信号を送出するスタート信号送出手段と、
自装置が前記マスタに設定されているとき、前記ロック信号送出手段が前記ロック信号を送出してから所定の時間経過後、前記スタート信号の送出タイミングを示すスタート信号送出開始信号を前記スタート信号送出手段に出力するスタート信号開始タイミング生成手段と、
前段の装置から受信する信号の有無を検出する信号検出部とを備え、
前記ロック信号送出手段は、
自装置が前記マスタに設定されているとき、保持する基準クロックに同期した前記ロック信号を後段の装置に送出し、
自装置が前記スレーブに設定されているとき、前段の装置が送出した前記ロック信号を受信してクロック同期の確立を行い、当該クロック同期を確立すると、前記ロック信号をさらに後段の装置に送出し、
前記スタート信号送出手段は、
自装置が前記マスタに設定されているとき、前記スタート信号開始タイミング生成手段から前記スタート信号送出開始信号を受信した後、後段の装置に前記スタート信号を送出し、
自装置が前記スレーブに設定されているとき、前段の装置から送出された前記スタート信号の受信に応じて後段の装置に前記スタート信号を送出することを特徴とする、データ伝送装置。
【請求項２２】
前記制御部は、前記信号検出部における信号検出の有無に基づいて自装置をマスタあるいはスレーブに設定し、それによって、
前記データ伝送システムの一部に前記電気通信が不可の部位があり、当該部位から遡って前記電気通信の最上流に自装置が位置するとき、自装置が前記マスタに設定されることを特徴とする、請求項２１に記載のデータ伝送装置。
【請求項２３】
前記制御部は、
前記初期動作において自装置が前記マスタに設定されているとき、前記ロック信号送出手段に前記ロック信号を送出させ、前記信号検出部が所定の時間内に前段の装置からの信号を検出しないことを確認した後、自装置の前記信号検出部が前段の装置からの信号を検出したとき、自装置をスレーブに設定するものであり、自装置の前記信号検出部が前段の装置からの信号を検出しなかったとき、自装置をマスタに設定するものであり、
前記初期動作において自装置が前記スレーブに設定されており、自装置の前記信号検出部が前段の装置からの信号を検出したとき、自装置をスレーブに設定するものであり、自装置の前記信号検出部が前段の装置からの信号を検出しなかったとき、自装置をマスタに設定するものであることを特徴とする、請求項２２に記載のデータ伝送装置。
【請求項２４】
前記制御部は、
前記初期動作において自装置が前記マスタに設定されているとき、前記ロック信号送出手段に前記ロック信号を送出させ、前記信号検出部が所定の時間内に前段の装置からの信号を検出しないことによって前記マスタに設定して第１のダイアグモードに移行する第１の移行手段と、
前記初期動作において自装置が前記スレーブに設定されているとき、前記信号検出部が所定の時間内に前段の装置からの信号を検出しないことによって自装置を前記マスタに設定して前記第１のダイアグモードに移行する第２の移行手段と、
前記初期動作において自装置が前記スレーブに設定されているとき、前記信号検出部が所定の時間内に前段の装置からの信号を検出することによって自装置を前記スレーブに設定して前記第１のダイアグモードに移行する第３の移行手段と、
前記第１のダイアグモードにおいて自装置が前記マスタに設定されているとき、前記ロック信号送出手段に前記ロック信号を送出させ、当該第１のダイアグモード中に前記信号検出部が前段の装置からの信号を検出することによって自装置を前記スレーブに設定して第２のダイアグモードに移行する第４の移行手段と、
前記第１のダイアグモードにおいて、自装置が前記マスタに設定されているとき、前記ロック信号送出手段に前記ロック信号を送出させ、前記信号検出部が前段の装置からの信号を検出しないことによって自装置を前記マスタに設定して前記第２のダイアグモードに移行する第５の移行手段と、
前記第１のダイアグモードにおいて、自装置が前記スレーブに設定されているとき、自装置を前記スレーブに設定して前記第２のダイアグモードに移行する第６の移行手段を含み、
前記第２のダイアグモードにおいて、
前記ロック信号送出手段は、
自装置が前記マスタに設定されているとき、保持する基準クロックに同期した前記ロック信号を後段の装置に送出し、
自装置が前記スレーブに設定されているとき、前段の装置が送出した前記ロック信号を受信してクロック同期の確立を行い、当該クロック同期を確立すると、前記ロック信号をさらに後段の装置に送出し、
前記スタート信号送出手段は、
自装置が前記マスタに設定されているとき、前記スタート信号開始タイミング生成手段から前記スタート信号送出開始信号を受信した後、後段の装置に前記スタート信号を送出し、
自装置が前記スレーブに設定されているとき、前段の装置から送出された前記スタート信号の受信に応じて後段の装置に前記スタート信号を送出することを特徴とする、請求項２２に記載のデータ伝送装置。
【請求項２５】
前記制御部は、
前記初期動作において自装置が前記マスタに設定されているとき、前記ロック信号送出手段に前記ロック信号を送出させ前記信号検出部が所定の時間内に前段の装置からの信号を検出することによって前記マスタに設定して第３のダイアグモードに移行する第７の移行手段と、
前記第３のダイアグモードにおいて自装置が前記マスタに設定されているとき、前記ロック信号送出手段に前記ロック信号を送出させ、自装置を前記マスタに設定して前記第２のダイアグモードに移行する第８の移行手段とを、さらに含むことを特徴とする、請求項２４に記載のデータ伝送装置。
【請求項２６】
前記信号検出部は、前段の装置から受信する前記ロック信号の有無により信号検出を行うことを特徴とする、請求項２５に記載のデータ伝送装置。
【請求項２７】
前記信号検出部は、自装置における前記クロック同期の確立の有無により信号検出を行うことを特徴とする、請求項２５に記載のデータ伝送装置。
【請求項２８】
前記信号検出部は、前段の装置から受信する前記スタート信号の有無により信号検出を行うことを特徴とする、請求項２５に記載のデータ伝送装置。
【請求項２９】
前記処理部が用いる通信プロトコルは、ＭＯＳＴ（Ｍｅｄｉａ  Ｏｒｉｅｎｔｅｄ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）で定義されることを特徴とする、請求項２２に記載のデータ伝送装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データ伝送システム、データ伝送装置、およびその方法に関し、より特定的には、リング型に各データ伝送装置を伝送路によって接続し、互いに同期を確立して一方向の電気通信を行うデータ伝送システム、データ伝送装置、およびその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、カーナビゲーションやＩＴＳ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）といったインターネットや画像情報を自動車内等の空間において伝送する場合、大容量かつ高速な通信が要求される。このようなデジタル化した映像や音声データ、あるいはコンピュータデータ等のデジタルデータを伝送するための通信方式の検討が盛んに行われ、自動車内等の空間においてもデジタルデータを伝送するネットワークの導入が本格化してきている。この車内ネットワークは、例えば、物理的なトポロジをリング・トポロジとし、複数のノードをリング・トポロジで接続させることによって一方向のリング型ＬＡＮを形成し、オーディオ機器、ナビゲーション機器、あるいは情報端末機器等対して統合化した接続を目指している。上記リング型ＬＡＮで用いられる情報系の通信プロトコルとしては、例えば、Ｍｅｄｉａ  Ｏｒｉｅｎｔｅｄ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ（以下、ＭＯＳＴと記載する）がある。このＭＯＳＴでは、通信プロトコルだけでなく、分散システムの構築方法まで言及しており、ＭＯＳＴネットワークのデータは、フレームを基本単位として伝送され、各ノードを次々にフレームが一方向に伝送される。
【０００３】
ところで、車内等に設けられるリング型ＬＡＮの場合、放射ノイズが自動車等に搭載された他の電子機器の誤動作の原因になることがあり、また、他の機器からの放射ノイズの影響を受けることなく正確に伝送する必要もある。このため、従来のＭＯＳＴを用いたリング型ＬＡＮでは、各ノードを光ファイバーケーブルで接続することによって、電磁波の発生を防止しながら耐ノイズ性を向上させている。一方、ツイストペア線や同軸ケーブルのような安価なケーブルを用いた電気通信を行い、放射ノイズが少なく耐ノイズ性を向上しながら２０Ｍｂｐｓを超えるような高速なデータ伝送を可能にしているものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図２５を参照して、各ノードが安価なケーブルで接続されたリング型ネットワークについて説明する。なお、図２５は、当該リング型ネットワークの構成を示すブロック図である。
【０００５】
図２５において、当該リング型ネットワークは、各ノードがデータの送信および受信を行うｎ段のデータ伝送装置１００ａ〜１００ｎで構成され、それぞれのデータ伝送装置には、データ伝送装置により伝送したデータに基づいて処理を行い、その結果をデータ伝送装置に出力する接続機器（図示せず）が接続されている。それぞれのデータ伝送装置１００ａ〜１００ｎは、同軸ケーブルやツイストペア線で構成される伝送路１３０ａ〜１３０ｎを介してリング状に接続されている。それぞれのデータ伝送装置１００ａ〜１００ｎは、同一の構成であり、送信部および受信部（図示せず）を有している。例えば、データ伝送装置１００ａに設けられる送信部は、伝送路１３０ａを介してデータ伝送装置１００ｂに設けられる受信部に対してデータを出力する。また、データ伝送装置１００ａに設けられる受信部は、伝送路１３０ｎを介してデータ伝送装置１００ｎに設けられた送信部からのデータを受信する。
【０００６】
それぞれのデータ伝送装置１００ａ〜１００ｎが伝送路１３０ａ〜１３０ｎに出力するデータ伝送方法について説明する。それぞれのデータ伝送装置１００ａ〜１００ｎに接続された接続機器等からのデジタルデータ列は、それぞれの送信部によって所定のビット毎にまとめてデータシンボルとし、変換テーブルによるマッピングおよびフィルタリング処理を経てアナログ信号に変換され、それぞれの伝送路１３０ａ〜１３０ｎに出力される。上記アナログ信号は、マッピングされた信号レベルが所定周期の波形となって出力される。そして、それぞれのデータ伝送装置１００ａ〜１００ｎの受信部は、上記アナログ信号を受信し、フィルタリング処理および逆マッピングを経てデータシンボルに復号し、デジタルデータ列に変換される。
【０００７】
このように構成されるリング型ネットワークでは、機械的な接続を規定するためにプロトコルの物理層の初期化動作が行われ、その初期化動作の中で各データ伝送装置のクロック同期の確立およびデータ判定の基準となる判定レベルの設定が行われる。以下、図２６を参照して、上記リング型ネットワークにおける初期化動作を説明する。なお、図２６は、当該リング型ネットワークにおける初期化動作シーケンスであり、ここでは３段のデータ伝送装置１００ａ〜１００ｃにより構成されているリング型ネットワークを示している。
【０００８】
図２６において、データ伝送装置１００ａは、自装置のクロックによりデータを送信するマスタであり、他のデータ伝送装置１００ｂおよび１００ｃは、マスタより受信したクロック同期を確立するためのロック信号ＬＳによりクロック同期を確立するスレーブである。まず、マスタのデータ伝送装置１００ａは、電源投入時に自装置のクロックにロックした後、上記ロック信号ＬＳを自装置のクロックに基づいてデータ伝送装置１００ｂに送出する。スレーブのデータ伝送装置１００ｂは、受信するロック信号ＬＳを用いてクロック再生を行い周波数をロックしてクロック同期を確立した後、さらに次段に接続されたデータ伝送装置１００ｃにロック信号ＬＳを送出する。スレーブのデータ伝送装置１００ｃも、受信するロック信号ＬＳを用いてクロック再生を行い周波数をロックしてクロック同期を確立した後、マスタのデータ伝送装置１００ａにロック信号ＬＳを送出する。そして、マスタのデータ伝送装置１００ａは、受信するロック信号ＬＳを用いてクロック再生を行い再び周波数をロックしてクロック同期を確立することによって、ネットワーク全体のクロック同期を確立させる。
【０００９】
ネットワーク全体のクロック同期が確立した後、マスタのデータ伝送装置１００ａは、データ通信開始のタイミングを示し、かつ、データ判定の基準となる判定レベルの設定を行うことが可能なスタート信号ＴＳをデータ伝送装置１００ｂに送出する。スレーブのデータ伝送装置１００ｂは、受信するスタート信号ＴＳを用いてデータ伝送装置１００ａとの間の判定レベルの設定を行いながら、自装置のスタート信号ＴＳをデータ伝送装置１００ｃに送出する。スレーブのデータ伝送装置１００ｃも、受信するスタート信号ＴＳを用いてデータ伝送装置１００ｂとの間の判定レベルの設定を行いながら、自装置のスタート信号ＴＳをデータ伝送装置１００ａに送出する。そして、マスタのデータ伝送装置１００ａは、受信するスタート信号ＴＳを用いてデータ伝送装置１００ｃとの間の判定レベルの設定を行うことによって、ネットワーク全体の判定レベルが設定され、リング型ネットワークが初期化される。リング型ネットワークの初期化が完了すると、各データ伝送装置１００ａ〜１００ｃは、ネットワークを介してのデータ通信を行う。
【特許文献１】国際公開第０２／３００７９号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述したリング型ネットワークを構成する伝送路１３０ａ〜１３０ｎの一部が断線したり、データ伝送装置１００ａ〜１００ｎの一つが故障等によってデータ送信あるいは受信が不能となった場合、各データ伝送装置１００ａ〜１００ｎから出力されるロック信号ＬＳは、その故障箇所以降に送出不可能となる。つまり、ネットワーク全体のクロック同期の確立や判定レベルの設定がされないため、上記初期化動作が正常に行われず、各データ伝送装置１００ａ〜１００ｎは、全てデータ通信ができなくなる。したがって、リング型ネットワークに上記不具合が発生した場合、そのネットワークに接続されている全ての接続機器は、他の接続機器と通信をして実現する機能が停止してしまい、また、不具合箇所の検出も困難であった。
【００１１】
それ故に、本発明の目的は、リング型ネットワークを構成する各装置あるいは伝送路の一部が通信不能となった場合にもネットワーク全体が通信不能とならずに通信を可能とし、さらに、その故障箇所を検出して当該故障箇所以外の部分で通信を可能にするデータ伝送システム、データ伝送装置、およびその方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明は、以下に述べるような特徴を有している。
本発明のデータ伝送システムは、伝送路を介してリング型に接続された複数のデータ伝送装置を含み、それぞれのデータ伝送装置がクロック同期を確立して一方向の電気通信を行う。データ伝送装置は、それぞれ、送受信するデータを所定の通信プロトコルに基づいて処理する処理部と、前段のデータ伝送装置から受信したデータを処理部に出力し、処理部の処理結果を後段のデータ伝送装置に送信する送受信部と、自装置を、保持する基準クロックに同期した信号を後段のデータ伝送装置に送出するマスタ、あるいは、前段のデータ伝送装置から受信した信号からクロック同期の確立を行い後段のデータ伝送装置に信号を送出するスレーブに設定する制御部と、初期動作の際に、ロック信号を送出するロック信号送出手段と、前段のデータ伝送装置が送出したロック信号を受信してクロック同期の確立を行うクロック同期手段と、データ通信開始のタイミングを示すスタート信号を送出するスタート信号送出手段と、自装置がマスタに設定されているとき、ロック信号送出手段がロック信号を送出してから所定の時間経過後、スタート信号の送出タイミングを示すスタート信号送出開始信号をスタート信号送出手段に出力するスタート信号開始タイミング生成手段と、前段のデータ伝送装置から受信する信号の有無を検出する信号検出部とを備える。ロック信号送出手段は、自装置がマスタに設定されているとき、保持する基準クロックに同期したロック信号を後段のデータ伝送装置に送出し、自装置がスレーブに設定されているとき、前段のデータ伝送装置が送出したロック信号を受信してクロック同期の確立を行い、そのクロック同期を確立すると、ロック信号をさらに後段のデータ伝送装置に送出する。スタート信号送出手段は、自装置がマスタに設定されているとき、スタート信号開始タイミング生成手段からスタート信号送出開始信号を受信した後、後段のデータ伝送装置にスタート信号を送出し、自装置がスレーブに設定されているとき、前段のデータ伝送装置から送出されたスタート信号の受信に応じて後段のデータ伝送装置にスタート信号を送出する。それによって、データ伝送装置がそれぞれ初期化を行う。
【００１３】
上記制御部は、信号検出部における信号検出の有無に基づいて自装置をマスタあるいはスレーブに設定してもかまわない。それによって、一部に電気通信が不可の部位があるとき、その部位から遡って電気通信の最上流に位置するデータ伝送装置をマスタに設定する。さらに、制御部は、初期動作において自装置がマスタに設定されているとき、ロック信号送出手段にロック信号を送出させ、信号検出部が所定の時間内に前段のデータ伝送装置からの信号を検出しないことを確認した後、自装置の信号検出部が前段のデータ伝送装置からの信号を検出したとき、自装置をスレーブに設定するものであり、自装置の信号検出部が前段のデータ伝送装置からの信号を検出しなかったとき、自装置をマスタに設定するものであってもよく、初期動作において自装置がスレーブに設定されており、自装置の信号検出部が前段のデータ伝送装置からの信号を検出したとき、自装置をスレーブに設定するものであり、自装置の信号検出部が前段のデータ伝送装置からの信号を検出しなかったとき、自装置をマスタに設定するものであってもよい。
【００１４】
制御部は、初期動作において自装置がマスタに設定されているとき、ロック信号送出手段にロック信号を送出させ、信号検出部が所定の時間内に前段のデータ伝送装置からの信号を検出しないことによってマスタに設定して第１のダイアグモードに移行する第１の移行手段と、初期動作において自装置がスレーブに設定されているとき、信号検出部が所定の時間内に前段のデータ伝送装置からの信号を検出しないことによって自装置をマスタに設定して第１のダイアグモードに移行する第２の移行手段と、初期動作において自装置がスレーブに設定されているとき、信号検出部が所定の時間内に前段のデータ伝送装置からの信号を検出することによって自装置をスレーブに設定して第１のダイアグモードに移行する第３の移行手段と、第１のダイアグモードにおいて自装置がマスタに設定されているとき、ロック信号送出手段にロック信号を送出させ、その第１のダイアグモード中に信号検出部が前段のデータ伝送装置からの信号を検出することによって自装置をスレーブに設定して第２のダイアグモードに移行する第４の移行手段と、第１のダイアグモードにおいて、自装置がマスタに設定されているとき、ロック信号送出手段にロック信号を送出させ、信号検出部が前段のデータ伝送装置からの信号を検出しないことによって自装置をマスタに設定して第２のダイアグモードに移行する第５の移行手段と、第１のダイアグモードにおいて、自装置がスレーブに設定されているとき、自装置をスレーブに設定して第２のダイアグモードに移行する第６の移行手段とを含んでもかまわない。この場合、第２のダイアグモードにおいて、ロック信号送出手段は、自装置がマスタに設定されているとき、保持する基準クロックに同期したロック信号を後段のデータ伝送装置に送出し、自装置がスレーブに設定されているとき、前段のデータ伝送装置が送出したロック信号を受信してクロック同期の確立を行い、そのクロック同期を確立すると、ロック信号をさらに後段のデータ伝送装置に送出する。そして、スタート信号送出手段は、自装置がマスタに設定されているとき、スタート信号開始タイミング生成手段からスタート信号送出開始信号を受信した後、後段のデータ伝送装置にスタート信号を送出し、自装置がスレーブに設定されているとき、前段のデータ伝送装置から送出されたスタート信号の受信に応じて後段のデータ伝送装置にスタート信号を送出する。さらに、制御部は、初期動作において自装置がマスタに設定されているとき、ロック信号送出手段にロック信号を送出させ、信号検出部が所定の時間内に前段のデータ伝送装置からの信号を検出することによってマスタに設定して第３のダイアグモードに移行する第７の移行手段と、第３のダイアグモードにおいて自装置がマスタに設定されているとき、ロック信号送出手段にロック信号を送出させ、自装置をマスタに設定して第２のダイアグモードに移行する第８の移行手段とを含んでもかまわない。
【００１５】
第１の例として、信号検出部は、前段のデータ伝送装置から受信するロック信号の有無により信号検出を行う。第２の例として、信号検出部は、自装置におけるクロック同期の確立の有無により信号検出を行う。第３の例として、信号検出部は、前段のデータ伝送装置から受信するスタート信号の有無により信号検出を行う。
【００１６】
処理部が用いる通信プロトコルは、ＭＯＳＴで定義されてもかまわない。
【００１７】
また、処理部は、マスタに設定されたデータ伝送装置に対する段数位置をカウントするカウント手段を含んでもよい。
【００１８】
本発明のデータ伝送方法は、複数のノードが伝送路を介してリング型に接続され、それぞれのノードが所定の通信プロトコルを用いてクロック同期を確立して一方向の電気通信を行う。データ伝送方法は、初期動作で行う、複数のノードの１つに対して基準クロックを保持するマスタに設定し、他のノードをスレーブに設定するステップと、ノードがマスタに設定されているとき、基準クロックに同期したロック信号を後段のノードに送出する第１のロック信号送出ステップと、前段のノードから送出されたロック信号を用いてクロック同期を確立するクロック同期ステップと、スレーブに設定されたノードがクロック同期を確立した後、後段のノードにロック信号を送出する第２のロック信号送出ステップと、ノードからデータ通信開始のタイミングを示すスタート信号を送出するスタート信号送出ステップとを含む。マスタに設定されたノードは、第１のロック信号送出ステップの実行から所定の時間経過後、スタート信号送出ステップを実行し、スレーブに設定されたノードは、前段のノードからスタート信号を受信することに応じてスタート信号送出ステップを実行する。それによって、ノードがそれぞれ初期化を行う。
【００１９】
さらに、前段のノードから受信する信号の有無に基づいて自ノードをマスタあるいはスレーブに再設定する再設定ステップを含んでもかまわない。これによって、一部に電気通信が不可の部位がある場合、その部位から遡って電気通信の最上流に位置するノードが最終的にマスタに設定されて他のノードとのクロック同期が確立される。また、再設定ステップは、初期動作の際に、第１のロック信号送出ステップを実行させ、初期動作の際に、マスタに設定されたノードが、所定の時間内に前段のノードからの信号を検出しないことを確認した後、前段のノードからの信号を検出したノードをスレーブに設定し、前段のノードからの信号を検出しなかったノードをマスタに設定するステップと、初期動作の際に、スレーブに設定されたノードが、前段のノードからの信号を検出したノードをスレーブに設定し、前段のノードからの信号を検出しなかったノードをマスタに設定するステップとを含んでもかまわない。
【００２０】
再設定ステップは、初期動作で行う、第１のロック信号送出ステップ実行後、マスタに設定されたノードが、所定の時間内に前段のノードからの信号を検出しないことによって、そのノードをマスタに設定して第１のダイアグモードに移行する第１の移行ステップと、スレーブに設定されたノードの内、所定の時間内に前段のノードからの信号を検出しなかったノードをマスタに設定して第１のダイアグモードに移行する第２の移行ステップと、スレーブに設定されたノードの内、所定の時間内に前段のノードからの信号を検出したノードをスレーブに設定して第１のダイアグモードに移行する第３の移行ステップと、第１のダイアグモードで行う、マスタに設定されたノードがロック信号を後段のノードに送出するステップと、マスタに設定されたノードの内、前段のノードからの信号を検出したノードをスレーブに設定して第２のダイアグモードに移行する第４の移行ステップと、マスタに設定されたノードの内、前段のノードからの信号を検出しなかったノードをマスタに設定して第２のダイアグモードに移行する第５の移行ステップと、スレーブに設定されたノードを、スレーブに設定して第２のダイアグモードに移行する第６の移行ステップとを含んでもかまわない。この場合、第２のダイアグモードにおいて、第１のロック信号送出ステップと、クロック同期ステップと、第２のロック信号送出ステップとを実行し、マスタに設定されたノードは、第１のロック信号送出ステップの実行から所定の時間経過後、スタート信号送出ステップを実行し、スレーブに設定されたノードは、前段のノードからスタート信号を受信することに応じてスタート信号送出ステップを実行する。さらに、再設定ステップは、初期動作で行う、第１のロック信号送出ステップ実行後、マスタに設定されたノードが、所定の時間内に前段のノードからの信号を検出することによって、そのノードをマスタに設定して第３のダイアグモードに移行する第７の移行ステップと、第３のダイアグモードで行う、マスタに設定されたノードがロック信号を後段のノードに送出し、そのノードをマスタに設定して第２のダイアグモードに移行する第８の移行ステップとを含んでもかまわない。
【００２１】
第１の例として、再設定ステップは、前段のノードから受信するロック信号の検出の有無により、自ノードをマスタあるいはスレーブに再設定する。第２の例として、再設定ステップは、自ノードにおけるクロック同期の確立の有無により、そのノードをマスタあるいはスレーブに再設定する。第３の例として、再設定ステップは、前段のノードから受信するスタート信号の検出の有無により、自ノードをマスタあるいはスレーブに再設定する。
【００２２】
ノードが用いる通信プロトコルは、ＭＯＳＴで定義されてもかまわない。
【００２３】
また、ノードそれぞれに対して、マスタに設定されたノードに対する段数位置をそれぞれカウントするステップを含んでもかまわない。
【００２４】
本発明のデータ伝送装置は、リング型のデータ伝送システムに接続され、伝送路を介して他の装置とクロック同期を確立して一方向の電気通信を行う。データ伝送装置は、送受信するデータを所定の通信プロトコルに基づいて処理する処理部と、前段の装置から受信したデータを処理部に出力し、処理部の処理結果を後段の装置に送信する送受信部と、自装置を、保持する基準クロックに同期した信号を後段の装置に送出するマスタ、あるいは、前段の装置から受信した信号からクロック同期の確立を行い後段の装置に信号を送出するスレーブに設定する制御部と、初期動作の際に、ロック信号を送出するロック信号送出手段と、前段の装置が送出したロック信号を受信してクロック同期の確立を行うクロック同期手段と、データ通信開始のタイミングを示すスタート信号を送出するスタート信号送出手段と、自装置がマスタに設定されているとき、ロック信号送出手段がロック信号を送出してから所定の時間経過後、スタート信号の送出タイミングを示すスタート信号送出開始信号をスタート信号送出手段に出力するスタート信号開始タイミング生成手段と、前段の装置から受信する信号の有無を検出する信号検出部とを備える。ロック信号送出手段は、自装置がマスタに設定されているとき、保持する基準クロックに同期したロック信号を後段の装置に送出し、自装置がスレーブに設定されているとき、前段の装置が送出したロック信号を受信してクロック同期の確立を行い、そのクロック同期を確立すると、ロック信号をさらに後段の装置に送出する。スタート信号送出手段は、自装置がマスタに設定されているとき、スタート信号開始タイミング生成手段からスタート信号送出開始信号を受信した後、後段の装置にスタート信号を送出し、自装置がスレーブに設定されているとき、前段の装置から送出されたスタート信号の受信に応じて後段の装置にスタート信号を送出する。
【００２５】
制御部は、信号検出部における信号検出の有無に基づいて自装置をマスタあるいはスレーブに設定してもかまわない。それによって、データ伝送システムの一部に電気通信が不可の部位があり、その部位から遡って電気通信の最上流に自装置が位置するとき、自装置がマスタに設定される。また、制御部は、初期動作において自装置がマスタに設定されているとき、ロック信号送出手段にロック信号を送出させ、信号検出部が所定の時間内に前段の装置からの信号を検出しないことを確認した後、自装置の信号検出部が前段の装置からの信号を検出したとき、自装置をスレーブに設定するものであり、自装置の信号検出部が前段の装置からの信号を検出しなかったとき、自装置をマスタに設定するものであってもよく、初期動作において自装置がスレーブに設定されており、自装置の信号検出部が前段の装置からの信号を検出したとき、自装置をスレーブに設定するものであり、自装置の信号検出部が前段の装置からの信号を検出しなかったとき、自装置をマスタに設定するものであってもよい。
【００２６】
制御部は、初期動作において自装置がマスタに設定されているとき、ロック信号送出手段にロック信号を送出させ、信号検出部が所定の時間内に前段の装置からの信号を検出しないことによってマスタに設定して第１のダイアグモードに移行する第１の移行手段と、初期動作において自装置がスレーブに設定されているとき、信号検出部が所定の時間内に前段の装置からの信号を検出しないことによって自装置をマスタに設定して第１のダイアグモードに移行する第２の移行手段と、初期動作において自装置がスレーブに設定されているとき、信号検出部が所定の時間内に前段の装置からの信号を検出することによって自装置をスレーブに設定して第１のダイアグモードに移行する第３の移行手段と、第１のダイアグモードにおいて自装置がマスタに設定されているとき、ロック信号送出手段にロック信号を送出させ、その第１のダイアグモード中に信号検出部が前段の装置からの信号を検出することによって自装置をスレーブに設定して第２のダイアグモードに移行する第４の移行手段と、第１のダイアグモードにおいて、自装置がマスタに設定されているとき、ロック信号送出手段にロック信号を送出させ、信号検出部が前段の装置からの信号を検出しないことによって自装置をマスタに設定して第２のダイアグモードに移行する第５の移行手段と、第１のダイアグモードにおいて、自装置がスレーブに設定されているとき、自装置をスレーブに設定して第２のダイアグモードに移行する第６の移行手段を含んでもかまわない。その場合、第２のダイアグモードにおいて、ロック信号送出手段は、自装置がマスタに設定されているとき、保持する基準クロックに同期したロック信号を後段の装置に送出し、自装置がスレーブに設定されているとき、前段の装置が送出したロック信号を受信してクロック同期の確立を行い、そのクロック同期を確立すると、ロック信号をさらに後段の装置に送出する。そして、スタート信号送出手段は、自装置がマスタに設定されているとき、スタート信号開始タイミング生成手段からスタート信号送出開始信号を受信した後、後段の装置にスタート信号を送出し、自装置がスレーブに設定されているとき、前段の装置から送出されたスタート信号の受信に応じて後段の装置にスタート信号を送出する。さらに、制御部は、初期動作において自装置がマスタに設定されているとき、ロック信号送出手段にロック信号を送出させ信号検出部が所定の時間内に前段の装置からの信号を検出することによってマスタに設定して第３のダイアグモードに移行する第７の移行手段と、第３のダイアグモードにおいて自装置がマスタに設定されているとき、ロック信号送出手段にロック信号を送出させ、自装置をマスタに設定して第２のダイアグモードに移行する第８の移行手段を含んでもかまわない。
【００２７】
第１の例として、信号検出部は、前段の装置から受信するロック信号の有無により信号検出を行う。第２の例として、信号検出部は、自装置におけるクロック同期の確立の有無により信号検出を行う。第３の例として、信号検出部は、前段の装置から受信するスタート信号の有無により信号検出を行う。
【００２８】
処理部が用いる通信プロトコルは、ＭＯＳＴで定義されてもかまわない。
【発明の効果】
【００２９】
本発明のデータ伝送システムによれば、複数のデータ伝送装置がリング型に伝送路を介して接続されており、その一部の送受信が不可能になった場合でも、マスタから電気通信が不可能な部位までの通信を可能となる。さらに、電気通信が不可能な部位に対して一方向の電気通信におけるその部位から遡って電気通信の最上流に位置するデータ伝送装置を、伝送路からのデータ受信がないことによって容易に検出することができ、そのデータ伝送装置をマスタに設定することによって、他のデータ伝送装置との通信を行うことが可能となる。
【００３０】
また、電気通信が不可能な部位に対して一方向の電気通信におけるその部位から遡って電気通信の最上流に位置するデータ伝送装置は、前段のデータ伝送装置からのロック信号を受信しない、ロック信号を用いたクロック同期が確立しない、スタート信号を受信しない、等を条件として、容易に検出することができる。
【００３１】
また、リング型に接続された複数のデータ伝送装置が通信プロトコルとしてＭＯＳＴを用いて電気通信を行う場合、その一部の送受信が不可能になっても故障箇所を除いた伝送路を用いてクロック同期を確立することができる。
【００３２】
また、マスタに設定されたデータ伝送装置に対する段数位置をカウントするカウント手段を含む場合、その一部の送受信が不可能になったときに、データ伝送装置の段数位置からその箇所を容易に検出することができる。これにより、データ伝送システムにおける送受信が不可能になった部位に対するメンテナンスが容易になる。
【００３３】
また、本発明のデータ伝送方法およびデータ伝送装置によれば、上述したデータ伝送システムと同様の効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
（第１の実施形態）
図１を参照して、本発明の第１の実施形態に係るデータ伝送システムについて説明する。なお、図１は、当該データ伝送システムの構成を示すブロック図である。
【００３５】
図１において、第１の実施形態に係るデータ伝送システムは、物理的なトポロジをリング・トポロジとし、複数のノードをリング・トポロジで接続することによって一方向のリング型ＬＡＮを形成している。以下、上記データ伝送システムの一例として、各ノードを６段のデータ伝送装置１ａ〜１ｆによって構成し、それぞれ伝送路８０ａ〜８０ｆによってリング型に接続し、伝送されるデータが伝送路８０ａ〜８０ｆを介して一方向に伝送されるシステムを説明する。各データ伝送装置１ａ〜１ｆには、それぞれデータ伝送システムを伝送したデータに基づいて処理を行い、その結果をデータ伝送システムに出力する接続機器（例えば、オーディオ機器、ナビゲーション機器、あるいは情報端末機器）１０ａ〜１０ｆが接続されている。なお、一般的なハードウエアの形態としては、それぞれのデータ伝送装置１ａ〜１ｆおよび接続機器１０ａ〜１０ｆが一体的に構成される。
【００３６】
上記データ伝送システムで用いられる通信プロトコルとしては、例えば、Ｍｅｄｉａ  Ｏｒｉｅｎｔｅｄ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ（以下、ＭＯＳＴと記載する）がある。ＭＯＳＴを通信プロトコルとして伝送されるデータは、フレームを基本単位として伝送され、各データ伝送装置１の間を次々にフレームが一方向に伝送される。つまり、データ伝送装置１ａは、伝送路８０ａを介してデータ伝送装置１ｂに対してデータを出力する。また、データ伝送装置１ｂは、伝送路８０ｂを介してデータ伝送装置１ｃに対してデータを出力する。また、データ伝送装置１ｃは、伝送路８０ｃを介してデータ伝送装置１ｄに対してデータを出力する。また、データ伝送装置１ｄは、伝送路８０ｄを介してデータ伝送装置１ｅに対してデータを出力する。また、データ伝送装置１ｅは、伝送路８０ｅを介してデータ伝送装置１ｆに対してデータを出力する。そして、データ伝送装置１ｆは、伝送路８０ｆを介してデータ伝送装置１ａに対してデータを出力する。伝送路８０ａ〜８０ｆにはツイストペア線や同軸ケーブルのような安価なケーブルが用いられ、データ伝送装置１は、互いに電気通信を行う。ここで、当該データ伝送システムの電源投入時においては、データ伝送装置１ａが自装置のクロックによりデータを送信するマスタであり、他のデータ伝送装置１ｂ〜１ｆがマスタで生成されるクロックに周波数をロックするスレーブである。
【００３７】
次に、図２を参照して、データ伝送装置１の構成について説明する。なお、図２は、データ伝送装置１の構成を示す機能ブロック図である。なお、上述した複数のデータ伝送装置１ａ〜１ｆは、それぞれ同様の構成である。
【００３８】
図１において、データ伝送装置１は、コントローラ２、マイクロコンピュータ（ＭＰＵ）３、および送受信部４を備えている。以下、当該データ伝送システムで用いる通信プロトコルの一例として、ＭＯＳＴを用いて説明を行う。
【００３９】
コントローラ２には、データ伝送システムを伝送したデータに基づいて処理を行い、その結果をデータ伝送システムに出力する接続機器１０が接続されている。そして、コントローラ２は、その機能の一つとして、接続された接続機器１０からのデータをＭＯＳＴで規定されるプロトコルに変換して送受信部４にデジタルデータＴＸを出力し、送受信部４から出力されるデジタルデータＲＸがコントローラ２に入力し、接続された接続機器１０に伝送する。
【００４０】
ＭＰＵ３は、データ伝送装置１が有する各伝送モードに基づいて、コントローラ２、送受信部４、および上記接続機器１０を制御する。例えば、ＭＰＵ３は、データ伝送装置１のリセット機能、電源制御（省エネモードの切り替え）、マスタ／スレーブの選択処理、およびダイアグモードへの移行処理等を制御する。
【００４１】
送受信部４は、典型的にはＬＳＩで構成され、受信部５、送信部６、クロック制御部７を有している。受信部５は、伝送路８０から入力する他のデータ伝送装置１からの電気信号を受信し、その電気信号をデジタル信号ＲＸに変換してコントローラ２に出力する。また、受信部５は、上記電気信号に含まれるクロック成分を再生して、クロック制御部７に出力する。送信部６は、クロック制御部７のクロックに基づいて、コントローラ２から出力されるデジタルデータＴＸを電気信号に変換して、伝送路８０を介して他のデータ伝送装置１に出力する。
【００４２】
クロック制御部７は、データ伝送装置１のクロックを制御し、例えば、他のデータ伝送装置１で使用されるクロックを再生したり、コントローラ２のクロックを再生したり、送信側の信号処理部で用いられるクロックを出力したりする。具体的には、クロック制御部７は、データ伝送装置１がマスタである場合、送信側ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ）で再生したクロックを出力し、スレーブである場合、受信側ＰＬＬで再生したクロックを出力する。
【００４３】
送信部６は、セレクタ６１、Ｓ／Ｐ（シリアル／パラレル）変換部６２、マッピング部６３、ロールオフフィルタ６４、ＤＡＣ（デジタル・アナログ・コンバータ）６５、差動ドライバ６６、およびスタート信号発生部６７を有している。なお、Ｓ／Ｐ変換部６２、マッピング部６３、およびロールオフフィルタ６４によって、送信側の信号処理部を形成しており、以下、説明を具体的にするために、当該信号処理部がデジタルデータを８値マッピングしたアナログ電気信号に変換して出力する場合について説明する。
【００４４】
セレクタ６１は、クロック制御部７によって制御されるクロックに基づいて、送信部６から送信するデータ（例えば、デジタルデータＴＸまたはデジタルデータＲＸ）を選択してＳ／Ｐ変換部６２へ出力する。
【００４５】
Ｓ／Ｐ変換部６２は、多値化伝送を行うために、コントローラ２から出力されるシリアルのデジタルデータＴＸを２ビット毎のパラレルデータに変換する。マッピング部６３は、Ｓ／Ｐ変換部６２で変換された２ビット毎のパラレルデータや後述するスタート信号発生部６７から出力されるスタート信号ＴＳを、上記システムクロックに基づいて８値のシンボルのいずれかにマッピングを行う。このマッピングは、受信側に配置される他のデータ伝送装置１でクロック再生を行うために、２ビット毎のパラレルデータを８値のシンボルのうち上位４シンボルと下位４シンボルとに交互に割り当てられる。また、送信および受信との間の直流成分の変動や差の影響を除外するために、前値との差分によってマッピングが行われる。ロールオフフィルタ６４は、送信する電気信号の帯域制限および符号間干渉を抑えるための波形整形フィルタである。例えば、ロールオフ率１００％のＦＩＲフィルタを使用する。
【００４６】
ＤＡＣ６５は、ロールオフフィルタ６４で帯域制限された信号をアナログ信号に変換する。差動ドライバ６６は、ＤＡＣ６５から出力されるアナログ信号の強度を増幅して差動信号に変換して伝送路８０に送出する。差動ドライバ６６は、伝送路８０が有する２本１組の導線に対して、送出する電気信号を伝送路８０の一方側（プラス側）導線に送信し、当該電気信号と正負反対の信号を伝送路８０の他方側（マイナス側）に送信する。これによって、伝送路８０には、プラス側とマイナス側との電気信号が１つのペアとして伝送するため、お互いの電気信号の変化をお互いの電気信号が打ち消しあい、伝送路８０からの放射ノイズおよび外部からの電気的影響を軽減することができる。
【００４７】
スタート信号発生部６７は、データ通信開始のタイミングを示し、かつ、受信側に配置される他のデータ伝送装置１との間でデータ判定の基準となる判定レベルの設定を行うことが可能な所定のスタート信号ＴＳを生成する。スタート信号発生部６７で生成されたスタート信号ＴＳは、マッピング部６３に送出される。
【００４８】
受信部５は、差動レシーバ５１、ＡＤＣ（アナログ・デジタル・コンバータ）５２、ロールオフフィルタ５３、逆マッピング部５４、Ｐ／Ｓ（パラレル／シリアル）変換部５５、クロック再生部５６を有している。なお、ロールオフフィルタ５３、逆マッピング部５４、およびＰ／Ｓ変換部５５によって、受信側の信号処理部を形成している。
【００４９】
差動レシーバ５１は、伝送路８０から入力する差動信号を電圧信号に変換してＡＤＣ５２に出力する。上述したように、伝送路８０が有する２本１組の導線に対してプラス側とマイナス側との電気信号が１つのペアとして伝送しており、差動レシーバ５１は、プラス側とマイナス側との差から信号を判断するため、外部からの電気的影響に対して効力を発揮する。そして、ＡＤＣ５２は、差動レシーバ５１から出力される電圧信号をデジタル信号に変換する。
【００５０】
ロールオフフィルタ５３は、例えば、ＡＤＣ５２から出力されるデジタル信号のノイズ除去を行う波形整形用のＦＩＲフィルタが使用される。上述した送信側のロールオフフィルタ６４と合わせ、符号間干渉のないロールオフ特性を実現する。逆マッピング部５４は、後述するクロック再生部５６で再生したクロックに基づいて、受信したデータ値と前値との差分から送信側のマッピング部６３でマッピングする前のデータを再生する。逆マッピング部５４における差分処理は、上述したスタート信号ＴＳによって設定された判定レベルを基準に行われ、当該判定レベルは、差分値の理想値としても用いることができる。この逆マッピング部５４における逆マッピング処理によって、受信した信号がパラレルデータに変換される。Ｐ／Ｓ変換部５５は、逆マッピング部５４で判定されたパラレルデータをシリアルのデジタルデータＲＸに変換して、コントローラ２に出力する。
【００５１】
クロック再生部５６は、ＡＤＣ５２から出力される伝送路８０から受信した信号のクロック成分を再生することによって、伝送路クロック再生を行い、受信側の信号処理部のクロックとして用いられる。また、クロック再生部５６で再生されたクロックは、クロック制御部７に出力され受信側ＰＬＬのリファレンスクロック入力として用いられる。
【００５２】
次に、データ伝送システムにおける初期化処理について説明する。上述したデータ伝送システムでは、システム全体の電源投入時等において、機械的な接続を規定するためにプロトコルの物理層の初期化動作が行われ、その初期化動作の中で各データ伝送装置のクロック同期の確立およびデータ判定の基準となる判定レベルの設定が行われる。以下、図３〜図５を参照して、データ伝送システムにおける初期化動作を説明する。なお、図３〜図５は、データ伝送システムにおける初期化動作を示すフローチャートである。
【００５３】
まず、図３を参照して、データ伝送システムが初期化動作を経て、データ送受信を行う通常動作に移行する手順について説明する。以下、説明するデータ伝送装置の初期化動作においては、複数のデータ伝送装置１がリング型に接続されたシステムに適用可能であるが、説明を具体的にするために６段のデータ伝送装置１ａ〜１ｆが伝送路８０ａ〜８０ｆを介してそれぞれリング型に接続された一例（図１参照）を説明する。なお、上述したようにデータ伝送システムの電源投入時においては、データ伝送装置１ａが自装置のクロックによりデータを送信するマスタであり、他のデータ伝送装置１ｂ〜１ｆがマスタで生成されるクロックに周波数をロックするスレーブである。
【００５４】
図３において、データ伝送システムに接続された全てのデータ伝送装置１ａ〜１ｆの電源がＯＮされることによって、データ伝送システムのパワーがＯＮされる（ステップＳ１０およびＳ７０）。そして、データ伝送装置１ａ〜１ｆに設けられたＭＰＵ３ａ〜３ｆからそれぞれのコントローラ２ａ〜２ｆおよび送受信部４ａ〜４ｆへリセット信号が出力されることによって、コントローラ２ａ〜２ｆおよび送受信部４ａ〜４ｆのリセット状態が解除される（ステップＳ１１およびＳ７１）。このリセット処理によって、データ伝送装置１ａ〜１ｆにおけるそれぞれの送受信部４ａ〜４ｆ（物理層）およびコントローラ２ａ〜２ｆ（データリンク層）が初期化動作へ移行する。
【００５５】
次に、マスタのデータ伝送装置１ａは、自装置のクロック制御部７で制御される送信ＰＬＬに基づいて、ロック信号ＬＳを伝送路８０ａに送信する（ステップＳ１３）。このロック信号ＬＳは、例えば、マスタのデータ伝送装置１ａが有する送信ＰＬＬのクロック周波数に基づいた正弦波信号である。
【００５６】
一方、スレーブのデータ伝送装置１ｂは、伝送路８０ａからロック信号ＬＳが受信されたか否かの判断（ステップＳ７２）を、所定の時間をタイムアウトするまで（ステップＳ７８）継続している。上記ステップＳ１３においてマスタのデータ伝送装置１ａから伝送路８０ａを介して送信されたロック信号ＬＳを受信した場合、スレーブのデータ伝送装置１ｂは、自装置のクロック再生部５６によってクロック再生を行って受信ＰＬＬへリファレンスクロックとして入力を行い、当該受信ＰＬＬの再生クロックに基づいてロック信号ＬＳを伝送路８０ｂに送信する（ステップＳ７３）。他のスレーブのデータ伝送装置１ｃ〜１ｆについても、同様にロック信号ＬＳの受信待ち（ステップＳ７２）を継続しており、それぞれ自装置の上流側のデータ伝送装置から送出されたロック信号ＬＳを受信してクロック再生を行った後、下流側のデータ伝送装置にロック信号ＬＳを送信する（ステップＳ７３）。
【００５７】
マスタのデータ伝送装置１ａは、伝送路８０ｆからロック信号ＬＳが受信されたか否かの判断（ステップＳ１４）を、所定の時間をタイムアウトするまで（ステップＳ１９）継続し、その間、ロック信号ＬＳの送信（ステップＳ１３）を継続している。データ伝送装置１ｆが上記ステップＳ７３を実行することによって、マスタのデータ伝送装置１ａは、自装置のクロック再生部５６によってクロック再生を行って受信ＰＬＬを設定し、処理を次のステップＳ１５に進める。
【００５８】
ステップＳ１５では、マスタのデータ伝送装置１ａは、データ通信開始のタイミングを示し、かつ、下流のデータ伝送装置１ｂとの間のデータ判定基準となる判定レベルの設定を行うことが可能なスタート信号ＴＳを、自装置のスタート信号発生部６７で生成し、伝送路８０ａに送信する。
【００５９】
スレーブのデータ伝送装置１ｂは、伝送路８０ａからスタート信号ＴＳが受信されたか否かの判断（ステップＳ７４）を継続している。上記ステップＳ１５においてマスタのデータ伝送装置１ａから伝送路８０ａを介して送信されたスタート信号ＴＳを受信した場合、スレーブのデータ伝送装置１ｂは、直ちに下流のデータ伝送装置１ｃとの間のスタート信号ＴＳを、自装置のスタート信号発生部６７で生成し、伝送路８０ｂに送信する（ステップＳ７５）。そして、データ伝送装置１ｂは、自装置の逆マッピング部５４において、データ伝送装置１ａから受信したスタート信号ＴＳを用いて判定レベルの設定を行い、当該判定値を保持して、処理を次のステップＳ７７に進める。
【００６０】
他のスレーブのデータ伝送装置１ｃ〜１ｆについても、同様にスタート信号ＴＳの受信待ち（ステップＳ７４）を継続しており、それぞれ自装置の上流側のデータ伝送装置から送出されたスタート信号ＴＳを受信した場合、直ちに下流側のデータ伝送装置に自装置のスタート信号ＴＳを送信する（ステップＳ７５）。そして、他のスレーブのデータ伝送装置１ｃ〜１ｆについても、同様に自装置の逆マッピング部５４において、上流側のデータ伝送装置から受信したスタート信号ＴＳを用いて判定レベルの設定を行い、当該判定値を保持して、処理を次のステップＳ７７に進める。
【００６１】
マスタのデータ伝送装置１ａは、伝送路８０ｆからスタート信号ＴＳが受信されたか否かの判断（ステップＳ１６）を継続している。データ伝送装置１ｆが上記ステップＳ７５を実行することによって、データ伝送装置１ａは、自装置の逆マッピング部５４において、データ伝送装置１ｆから受信したスタート信号ＴＳを用いて判定レベルの設定を行い、当該判定値を保持する。
【００６２】
次に、マスタのデータ伝送装置１ａは、データ伝送システム全体がネットワークロックされたか否かの判断を継続する（ステップＳ１７）。このネットワークロックの判断は、自装置のＭＰＵ３によって、後述するダイアグモードに移行されずに上記ロック信号ＬＳがデータ伝送システムを一周して受信することによって設定されるものである。そして、ネットワークロックを設定することによって、データ伝送システム全体が断線等の故障が無く正常に通信可能であることを示す識別子が生成される。データ伝送装置１ａは、自装置のＭＰＵ３によってネットワークロックが設定された場合、所定のデータフレームにネットワークロックを示す識別子を付与して、他のスレーブのデータ伝送装置１ｂ〜１ｆ全てに対して当該データフレームを送信し（ステップＳ１８）、マスタとしての通常動作に移行する。
【００６３】
一方、ステップＳ７７において、スレーブのデータ伝送装置１ｂ〜１ｆは、上流のデータ伝送装置１から上記ネットワークロックを示す識別子が付与されたデータフレームが受信されたか否かの判断を、所定の時間をタイムアウトするまで（ステップＳ７９）継続している。そして、上記ステップＳ１８によってマスタのデータ伝送装置１ａから送信された上記ネットワークロックを示す識別子が付与されたデータフレームを受信することによって、スレーブとしての通常動作に移行する。
【００６４】
次に、データ伝送システムにおいて、伝送路８０の断線やデータ伝送装置１の送受信機能が故障することによって、一部の送受信が不可能になった場合の初期化動作について説明する。以下、説明するデータ伝送装置の初期化動作においても、複数のデータ伝送装置１がリング型に接続されたシステムにおいてどの部位が故障しても適用可能である。ここでは、説明を具体的にするために６段のデータ伝送装置１ａ〜１ｆが伝送路８０ａ〜８０ｆを介してそれぞれリング型に接続されたデータ伝送システムにおいて、伝送路８０ｄが断線した一例（図６参照）を説明する。
【００６５】
図３において、マスタのデータ伝送装置１ａが行うステップＳ１０〜Ｓ１３の手順、およびスレーブのデータ伝送装置１ｂ〜１ｆが行うステップＳ７０〜７２の手順については、上述と同様であるため説明を省略する。
【００６６】
ステップＳ１４において、上述したようにマスタのデータ伝送装置１ａは、伝送路８０ｆからロック信号ＬＳが受信されたか否かの判断を、所定の時間をタイムアウトするまで（ステップＳ１９）継続し、その間、ロック信号ＬＳの送信（ステップＳ１３）を継続している。しかしながら、上述したように伝送路８０ｄが断線しているため、データ伝送装置１ｄおよび１ｅの間のクロック同期が確立しない。したがって、データ伝送装置１ｆから伝送路８０ｆにはロック信号ＬＳの送信が行われないため、データ伝送装置１ａの処理は、上記ステップＳ１９における所定の時間が経過することによってタイムアウトする。上記ステップＳ１９でタイムアウトすると、データ伝送装置１ａは、上記ステップＳ１５と同様に伝送路８０ａを介してスタート信号ＴＳを送信する（ステップＳ２０）。
【００６７】
次に、マスタのデータ伝送装置１ａは、上記ステップＳ２０で送信したスタート信号ＴＳの送信を完了し（ステップＳ２１）、所定の時間をタイムアウトするまで（ステップＳ２３）、データ伝送システム全体のネットワークロックを確認する（ステップＳ２２）。しかしながら、伝送路８０ｄが断線しているため、データ伝送システムを一周したロック信号ＬＳは受信できず、自装置のＭＰＵ３はネットワークロックできない。したがって、データ伝送装置１ａは、上記ステップＳ２３における所定の時間が経過することによってタイムアウトし、ダイアグモードに移行する。なお、データ伝送装置１ａは、ダイアグモードにおいてもマスタとして再立ち上げ（１回目）される。
【００６８】
スレーブのデータ伝送装置１ｂ〜１ｆは、上述したようにステップＳ７２においてそれぞれ受信する伝送路８０ａ〜８０ｅからロック信号ＬＳが受信されたか否かの判断を、所定の時間をタイムアウトするまで（ステップＳ７８）継続している。データ伝送装置１ｂ〜１ｄは、それぞれロック信号ＬＳおよびスタート信号ＴＳの受信が可能であるため、上記ステップＳ７３〜Ｓ７５の処理を経て、上記ステップＳ７７における上流のデータ伝送装置から上記ネットワークロックを示す識別子が付与されたデータフレームが受信されたか否かの判断を、所定の時間をタイムアウトするまで（ステップＳ７９）継続する。しかしながら、上述したようにマスタのデータ伝送装置１ａは、ネットワークロックできないため、データ伝送システムには上記ネットワークロックを示す識別子が付与されたデータフレームが伝送されない。したがって、データ伝送装置１ｂ〜１ｄは、上記ステップＳ７９における所定の時間が経過することによってタイムアウトし、ダイアグモードに移行する。なお、データ伝送装置１ｂ〜１ｄは、ダイアグモードにおいてもスレーブとして再立ち上げ（１回目）される。
【００６９】
一方、スレーブのデータ伝送装置１ｅおよび１ｆは、伝送路８０ｄが断線しているためにロック信号ＬＳを受信できない。したがって、データ伝送装置１ｅおよび１ｆは、上記ステップＳ７８における所定の時間が経過することによってタイムアウトし、ダイアグモードに移行する。なお、データ伝送装置１ｅおよび１ｆは、ダイアグモードにおいてマスタとして再立ち上げ（１回目）される。
【００７０】
図４を参照して、データ伝送システムのダイアグモード移行後の再立ち上げ動作（１回目）について説明する。なお、説明を具体的にするために６段のデータ伝送装置１ａ〜１ｆが伝送路８０ａ〜８０ｆを介してそれぞれリング型に接続されたデータ伝送システムにおいて、同様に伝送路８０ｄが断線した一例を説明する。ここで、伝送路８０ｄが断線している場合、上述した手順によってデータ伝送装置１ａ、１ｅ、および１ｆがマスタとして再立ち上げされ、データ伝送装置１ｂ〜１ｄがスレーブとして再立ち上げされる（図７参照）。
【００７１】
図４において、まず、データ伝送装置１ａ〜１ｆに設けられたＭＰＵ３ａ〜３ｆからそれぞれのコントローラ２ａ〜２ｆおよび送受信部４ａ〜４ｆへリセット信号が出力されることによって、コントローラ２ａ〜２ｆおよび送受信部４ａ〜４ｆがリセットされる（ステップＳ３０およびＳ８０）。このリセット処理によって、データ伝送装置１ａ〜１ｆにおけるそれぞれの送受信部４ａ〜４ｆ（物理層）およびコントローラ２ａ〜２ｆ（データリンク層）が再立ち上げ動作（１回目）へ移行する。
【００７２】
次に、マスタのデータ伝送装置１ａ、１ｅ、および１ｆは、それぞれ自装置のクロック制御部７で制御される送信ＰＬＬに基づいて、ロック信号ＬＳを伝送路８０ａ、８０ｅおよび８０ｆに送信する（ステップＳ３２）。
【００７３】
一方、スレーブのデータ伝送装置１ｂは、伝送路８０ａからロック信号ＬＳを受信し（ステップＳ８１）、自装置のクロック再生部５６によってクロック再生を行って受信ＰＬＬを設定した後、当該受信ＰＬＬに基づいてロック信号ＬＳを伝送路８０ｂに送信する（ステップＳ８２）。他のスレーブのデータ伝送装置１ｃおよび１ｄについても、それぞれ同様にロック信号ＬＳを受信し（ステップＳ８１）、クロック再生を行った後、下流側のデータ伝送装置にロック信号ＬＳを送信する（ステップＳ８２）。
【００７４】
マスタのデータ伝送装置１ａ、１ｅ、および１ｆは、それぞれ伝送路８０ｆ、８０ｄ、および８０ｅからロック信号ＬＳが受信されたか否かの判断（ステップＳ３３）を、所定の時間をタイムアウトするまで（ステップＳ３８）継続し、その間、ロック信号ＬＳの送信（ステップＳ３２）を継続している。データ伝送装置１ａは、データ伝送装置１ｆが上記ステップＳ３２を実行することによって伝送路８０ｆにロック信号ＬＳを送信しているため、自装置のクロック再生部５６によってクロック再生を行って受信ＰＬＬを設定し、処理を次のステップＳ３４に進める。同様に、データ伝送装置１ｆも、データ伝送装置１ｅが上記ステップＳ３２を実行することによって伝送路８０ｅにロック信号ＬＳを送信しているため、自装置のクロック再生部５６によってクロック再生を行って受信ＰＬＬを設定し、処理を次のステップＳ３４に進める。一方、データ伝送装置１ｅは、伝送路８０ｄが断線しているため、伝送路８０ｄからロック信号ＬＳを受信できない。したがって、データ伝送装置１ｅは、上記ステップＳ３８における所定の時間が経過することによってタイムアウトし、処理を次のステップＳ３９に進める。
【００７５】
ステップＳ３４では、マスタのデータ伝送装置１ａおよび１ｆは、下流のデータ伝送装置に対してスタート信号ＴＳを自装置のスタート信号発生部６７で生成し、伝送路８０ａおよび８０ｆに送信する。また、マスタのデータ伝送装置１ｅは、上記ステップＳ３８でタイムアウトすると、ステップＳ３９において、上記ステップＳ３４と同様に伝送路８０ｅを介してスタート信号ＴＳを送信する。
【００７６】
一方、スレーブのデータ伝送装置１ｂ〜１ｄは、スタート信号ＴＳの受信待ちを継続しており（ステップＳ８３）、それぞれ自装置の上流側のデータ伝送装置から送出されたスタート信号ＴＳを受信した場合、直ちに下流側のデータ伝送装置に自装置のスタート信号ＴＳを送信する（ステップＳ８４）。そして、データ伝送装置１ｂ〜１ｄは、自装置の逆マッピング部５４において、上流側のデータ伝送装置から受信したスタート信号ＴＳを用いて判定レベルの設定を行い、当該判定値を保持して、次のステップＳ８６に処理を進める。
【００７７】
マスタのデータ伝送装置１ａは、伝送路８０ｆからスタート信号ＴＳが受信されたか否かの判断（ステップＳ３５）を継続している。データ伝送装置１ｆが上記ステップＳ３４を実行することによって、データ伝送装置１ａは、自装置の逆マッピング部５４において、データ伝送装置１ｆから受信したスタート信号ＴＳを用いて判定レベルの設定を行い、当該判定値を保持する。同様に、マスタのデータ伝送装置１ｆも、伝送路８０ｅからスタート信号ＴＳが受信されたか否かの判断（ステップＳ３５）を継続している。データ伝送装置１ｅが上記ステップＳ３９を実行することによって、データ伝送装置１ｆは、自装置の逆マッピング部５４において、データ伝送装置１ｅから受信したスタート信号ＴＳを用いて判定レベルの設定を行い、当該判定値を保持する。
【００７８】
次に、マスタのデータ伝送装置１ａおよび１ｆは、所定の時間をタイムアウトするまで（ステップＳ３７）、データ伝送システム全体のネットワークロックを確認する（ステップＳ３６）。ダイアグモードにおいては、既に上記ネットワークロックができないことが確認されているため、共に自装置のＭＰＵ３がネットワークロックをしない。したがって、データ伝送装置１ａおよび１ｆは、上記ステップＳ３７における所定の時間が経過することによってタイムアウトし、ダイアグモードのスレーブ再立ち上げ（２回目）に移行する。つまり、ダイアグモードのマスタ再立ち上げ（１回目）に移行したデータ伝送装置１ａおよび１ｆは、それぞれ上流のデータ伝送装置からロック信号ＬＳ等のデータを受信しているため、データ伝送における故障部位直後の下流ではないと判断され、スレーブに変更される。
【００７９】
一方、マスタのデータ伝送装置１ｅは、上記ステップＳ３９で送信したスタート信号ＴＳの送信を完了し（ステップＳ４０）、所定の時間をタイムアウトするまで（ステップＳ４２）、データ伝送システム全体のネットワークロックを確認する（ステップＳ４１）。上述したようにダイアグモードにおいては、既に上記ネットワークロックができないことが確認されているため、自装置のＭＰＵ３がネットワークロックをしない。したがって、データ伝送装置１ｅは、上記ステップＳ４２における所定の時間が経過することによってタイムアウトし、ダイアグモードのマスタ再立ち上げ（２回目）に移行する。つまり、ダイアグモードのマスタ再立ち上げ（１回目）に移行したデータ伝送装置１ｅは、上流のデータ伝送装置からロック信号ＬＳ等のデータを受信していないため、データ伝送における故障部位直後の下流に配置されたデータ伝送装置であると判断され、引き続きマスタとして再立ち上げされる。
【００８０】
ステップＳ８６において、スレーブのデータ伝送装置１ｂ〜１ｄは、上流のデータ伝送装置から上記ネットワークロックを示す識別子が付与されたデータフレームの受信待ちを、所定の時間をタイムアウトするまで（ステップＳ８７）継続する。しかしながら、上述したようにマスタのデータ伝送装置１ａ、１ｅ、および１ｆは、ネットワークロックできないため、データ伝送システムには上記ネットワークロックを示す識別子が付与されたデータフレームが伝送されない。したがって、データ伝送装置１ｂ〜１ｄは、上記ステップＳ８７における所定の時間が経過することによってタイムアウトし、ダイアグモードのスレーブ再立ち上げ（２回目）に移行する。つまり、ダイアグモードのスレーブ再立ち上げ（１回目）に移行したデータ伝送装置１ｂ〜１ｄは、それぞれ上流のデータ伝送装置からロック信号ＬＳ等のデータを受信しているため、データ伝送における故障部位直後の下流ではないと判断され、引き続きスレーブとして再立ち上げされる。
【００８１】
図５を参照して、データ伝送システムのダイアグモード移行後の再立ち上げ動作（２回目）について説明する。なお、説明を具体的にするために６段のデータ伝送装置１ａ〜１ｆが伝送路８０ａ〜８０ｆを介してそれぞれリング型に接続されたデータ伝送システムにおいて、同様に伝送路８０ｄが断線した一例を説明する。ここで、伝送路８０ｄが断線している場合、上述した手順によってデータ伝送装置１ｅをマスタとして２回目の再立ち上げが行われ、データ伝送装置１ａ〜１ｄおよび１ｆをスレーブとして２回目の再立ち上げが行われる（図８参照）。
【００８２】
図５において、まず、データ伝送装置１ａ〜１ｆに設けられたＭＰＵ３ａ〜３ｆからそれぞれのコントローラ２ａ〜２ｆおよび送受信部４ａ〜４ｆへリセット信号が出力されることによって、コントローラ２ａ〜２ｆおよび送受信部４ａ〜４ｆがリセットされる（ステップＳ５０およびＳ９０）。このリセット処理によって、データ伝送装置１ａ〜１ｆにおけるそれぞれの送受信部４ａ〜４ｆ（物理層）およびコントローラ２ａ〜２ｆ（データリンク層）が再立ち上げ動作（２回目）へ移行する。
【００８３】
次に、マスタのデータ伝送装置１ｅは、自装置のクロック制御部７で制御される送信ＰＬＬに基づいて、所定の時間をタイムアウトするまで（ステップＳ５３）、伝送路８０ｅへのロック信号ＬＳの送信を継続する（ステップＳ５２）。
【００８４】
一方、スレーブのデータ伝送装置１ｆは、伝送路８０ｅからロック信号ＬＳを受信し（ステップＳ９１）、自装置のクロック再生部５６によってクロック再生を行って受信ＰＬＬを設定した後、当該受信ＰＬＬに基づいてロック信号ＬＳを伝送路８０ａに送信する（ステップＳ９２）。他のスレーブのデータ伝送装置１ａ〜１ｄについても、それぞれ同様にロック信号ＬＳを受信し（ステップＳ９１）、クロック再生を行った後、下流側のデータ伝送装置にロック信号ＬＳを送信する（ステップＳ９２）。
【００８５】
データ伝送装置１ｅは、上記ステップＳ５３における所定の時間が経過することによってタイムアウトし、処理を次のステップＳ５４に進める。ステップＳ５４では、マスタのデータ伝送装置１ｅは、スレーブのデータ伝送装置１ｆに対してスタート信号ＴＳを自装置のスタート信号発生部６７で生成し、伝送路８０ｅに送信する。
【００８６】
スレーブのデータ伝送装置１ｆは、伝送路８０ｅからスタート信号ＴＳが受信されたか否かの判断（ステップＳ９３）を継続している。上記ステップＳ５４においてマスタのデータ伝送装置１ｅから伝送路８０ｅを介して送信されたスタート信号ＴＳを受信した場合、データ伝送装置１ｆは、直ちに下流のデータ伝送装置１ａとの間のスタート信号ＴＳを、自装置のスタート信号発生部６７で生成し、伝送路８０ｆに送信する（ステップＳ９４）。そして、データ伝送装置１ｆは、自装置の逆マッピング部５４において、データ伝送装置１ｅから受信したスタート信号ＴＳを用いて判定レベルの設定を行い、当該判定値を保持して処理を次のステップＳ９６に進める。
【００８７】
他のスレーブのデータ伝送装置１ａ〜１ｄについても、同様にスタート信号ＴＳの受信待ち（ステップＳ９３）を継続しており、それぞれ自装置の上流側のデータ伝送装置から送出されたスタート信号ＴＳを受信した場合、直ちに下流側のデータ伝送装置に自装置のスタート信号ＴＳを送信する（ステップＳ９４）。そして、他のスレーブのデータ伝送装置１ａ〜１ｄについても、同様に自装置の逆マッピング部５４において、上流側のデータ伝送装置から受信したスタート信号ＴＳを用いて判定レベルの設定を行い、当該判定値を保持して処理を次のステップＳ９６に進める。
【００８８】
次に、マスタのデータ伝送装置１ｅは、上記ステップＳ５４で送信したスタート信号ＴＳの送信を完了し（ステップＳ５５）、所定の時間をタイムアウトするまで（ステップＳ５７）、データ伝送システム全体のネットワークロックを確認する（ステップＳ５６）。上述したようにダイアグモードにおいては、既に上記ネットワークロックができないことが確認されているため、自装置のＭＰＵ３がネットワークロックをしない。したがって、データ伝送装置１ｅは、上記ステップＳ５７における所定の時間が経過することによってタイムアウトする。このステップＳ５７のタイムアウトによって、データ伝送装置１ｅのＭＰＵ３は、ネットワークロック確認のためのタイムアウトの回数、あるいは再立ち上げの回数等に基づいて、ダイアグモードを終了させ、他のデータ伝送装置１ａ〜１ｄおよび１ｆとのデータ送受信を開始する。
【００８９】
一方、スレーブのデータ伝送装置１ａ〜１ｄおよび１ｆは、それぞれ上流のデータ伝送装置から上記ネットワークロックを示す識別子が付与されたデータフレームの受信待ち（ステップＳ９６）を、所定の時間をタイムアウトするまで（ステップＳ９７）継続する。しかしながら、上述したようにマスタのデータ伝送装置１ｅは、ネットワークロックできないため、データ伝送システムには上記ネットワークロックを示す識別子が付与されたデータフレームが伝送されない。したがって、データ伝送装置１ａ〜１ｄおよび１ｆは、それぞれ上記ステップＳ９７における所定の時間が経過することによってタイムアウトする。このステップＳ９７のタイムアウトによって、データ伝送装置１ａ〜１ｄおよび１ｆが有するそれぞれのＭＰＵ３は、それぞれネットワークロック確認のためのタイムアウトの回数、あるいは再立ち上げの回数等に基づいて、ダイアグモードを終了させ、他のデータ伝送装置とのデータ送受信を開始する。
【００９０】
このように、第１の実施形態に係るデータ伝送システムは、伝送路の断線やデータ伝送装置の送受信機能が故障することによって一部の送受信が不可能になった場合、ダイアグモードに移行する。次に、ダイアグモードの１回目の再立ち上げ動作によって、故障箇所直後の下流に位置するデータ伝送装置を検出する。そして、ダイアグモードの２回目の再立ち上げ動作によって、最上流に位置するデータ伝送装置をマスタとして他のデータ伝送装置とのクロック同期等の物理層の設定を確立し、ダイアグモードを終了することによって、その後のデータ送受信を可能としている。つまり、リング型ＬＡＮで構成される上記データ伝送システムは、一部の送受信が不可能になった場合でも、故障箇所を除いた伝送路を用いて通信を行うことができる。
【００９１】
なお、それぞれのデータ伝送装置１が有するコントローラ２は、他のデータ伝送装置との通信によって、自装置のシステム上の位置を検出する機能を有する。上記自装置のシステム上の位置（以下、Ｎと記載する）は、上述した初期化動作の中で、マスタに対してＮ＝０に設定され、スレーブに対して下流方向に順次Ｎが＋１されて設定される。つまり、図８に示したデータ伝送システムの例では、マスタのデータ伝送装置１ｅがＮ＝０、スレーブのデータ伝送装置１ｆがＮ＝１、データ伝送装置１ａがＮ＝２、…、データ伝送装置１ｄがＮ＝５に設定される。したがって、上記データ伝送システムにおける故障箇所は、上記自装置のシステム上の位置を読み出せば、容易に検出することができる。これにより、データ伝送システムにおける上記故障部位に対するメンテナンスが容易になる。
【００９２】
また、データ伝送システムの一部に電気通信が不可の部位があるとき、上述したデータ伝送システムの動作ではロック信号ＬＳを受信しない（例えば、上記ステップＳ３３でＮＯが選ばれる）データ伝送装置１が最終的にマスタに設定されるが、他の態様でマスタを設定してもかまわない。例えば、自装置のクロック再生部５６によってクロック再生を行って受信ＰＬＬを設定することによるクロック同期の確立ができないデータ伝送装置１をマスタに設定してもかまわない。また、スタート信号ＴＳを受信しないデータ伝送装置１をマスタに設定してもかまわない。
【００９３】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係るデータ伝送システムについて説明する。上述した第１の実施形態に対して、当該データ伝送システムは、初期化処理の手順が異なる。具体的には、第１の実施形態がデータ伝送システムの物理層およびデータリンク層を同時に初期化する手順を示していることに対して、第２の実施形態ではデータ伝送システムの物理層の初期化を完了した後にデータリンク層の初期化を開始する手順で初期化処理を行う。なお、第２の実施形態に係るデータ伝送システムの構成および当該データ伝送システムに含まれる複数のデータ伝送装置の構成は、図１および図２を用いて説明した第１の実施形態と同様である。したがって、同一の構成要素に対しては同一の参照符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００９４】
第２の実施形態に係るデータ伝送システムにおける初期化処理について説明する。当該データ伝送システムでは、システム全体の電源投入時等において、最初にプロトコルの物理層（送受信部４）の初期化動作が行われ、その初期化動作の中で各送受信部４のクロック同期の確立およびデータ判定の基準となる判定レベルの設定が行われる。そして、物理層の初期化処理が完了してデータ通信可能な状態に移行した後に、データリンク層の初期化処理が行われる。以下、図９〜図２４を参照して、データ伝送システムにおける初期化動作を説明する。なお、図９は電源投入時にマスタとして立ち上がるデータ伝送装置１における初期化動作を示すフローチャートであり、図１０は電源投入時にスレーブとして立ち上がるデータ伝送装置１における初期化動作を示すフローチャートであり、図１１〜図１６は図９および図１０の各ステップで行われる詳細な動作を示すサブルーチンである。また、図１７〜図２４は、図９および図１０に基づいた各動作において、データ伝送システムの状態を示す概略図である。
【００９５】
以下に説明するデータ伝送装置１の初期化動作においては、複数のデータ伝送装置１がリング型に接続されたシステムに適用可能であるが、説明を具体的にするために６段のデータ伝送装置１ａ〜１ｆが伝送路８０ａ〜８０ｆを介してそれぞれリング型に接続された一例（図１７参照）を説明する。また、データ伝送システムの電源投入時においては、データ伝送装置１ａが自装置のクロックによりデータを送信するマスタであり、他のデータ伝送装置１ｂ〜１ｆがマスタで生成されるクロックに周波数をロックするスレーブである。また、全てのデータ伝送装置１が互いにデータ伝送可能な例と、伝送路８０ｄが断線した例とを用いて説明する。なお、図１７〜図２４では、データ伝送システムの接続機器１０ａ〜１０ｆを省略して示す。また、以下に説明する物理層の初期化処理においては、既にデータ伝送システム全体の電源がＯＮされており、それら物理層間のデータ通信状態を診断した後にその診断結果に応じたマスタを設定して初期化処理を行うダイアグモードについて説明する。
【００９６】
図９を参照して、電源投入時にマスタとして立ち上がるデータ伝送装置１における初期化動作について説明する。まず、データ伝送システムに接続された電源投入時にマスタとして設定されたデータ伝送装置１ａは、マスタクロック同期ダイアグ処理を行い（図１８の状態。ステップＳ１０１）、処理を次のステップに進める。以下、図１１を参照して、マスタクロック同期ダイアグ処理における詳細な動作について説明する。なお、上記ステップＳ１０１では、マスタに設定されているデータ伝送装置１ａに含まれるコントローラ２ａ、ＭＰＵ３ａ、および送受信部４ａが処理の対象となるが、マスタクロック同期ダイアグ処理は他のデータ伝送装置も処理対象となることがあるため、全ての構成部をデータ伝送装置１、コントローラ２、ＭＰＵ３、送受信部４、伝送路８０と総称して説明を行う。
【００９７】
図１１において、マスタに設定されているデータ伝送装置１のＭＰＵ３から送受信部４へリセット信号が出力されることによって、送受信部４がリセットされる（ステップＳ３０１）。なお、このステップＳ３０１では、コントローラ２に対してリセット信号が出力されないため、コントローラ２はリセット状態を継続（つまり、初期化動作をしない）している。そして、上記ステップＳ３０１でリセットされたマスタの送受信部４は、自装置のクロック制御部７で制御される送信ＰＬＬに基づいて、ロック信号ＬＳを伝送路８０に送信する（ステップＳ３０２）。このロック信号ＬＳは、第１の実施形態と同様にマスタのデータ伝送装置１が有する送信ＰＬＬのクロック周波数に基づいた正弦波信号である。
【００９８】
次に、上記ステップＳ３０１およびＳ３０２で処理対象となっているＭＰＵ３および送受信部４は、所定の時間のタイムアウトを待ち（ステップＳ３０３）、当該サブルーチンによる処理を終了する。
【００９９】
図９に戻り、電源投入時にマスタとして設定されたデータ伝送装置１ａは、送受信部４ａが上流のデータ伝送装置１ｆからロック信号ＬＳを受信したか否かを判断する（ステップＳ１０２）。ここで、電源投入時にスレーブとして設定されたデータ伝送装置１ｂ〜１ｆは、それぞれ上流のデータ伝送装置１からロック信号ＬＳが出力された場合、そのロック信号ＬＳを用いてクロック同期の確立を行って下流のデータ伝送装置１へロック信号を送出する（詳細なスレーブの動作は後述する）。したがって、スレーブのデータ伝送装置１ｂ〜１ｆにおいて正常にクロック同期が確立した場合、マスタのデータ伝送装置１ａへ上流のデータ伝送装置１ｆからロック信号ＬＳが送出される。一方、伝送路８０ａ〜８０ｆの何れかが断線、あるいは送受信部４ａ〜４ｆの何れかの送受信機能の異常等が発生している場合、上流のデータ伝送装置１ｆからロック信号ＬＳが送出されない（図１８の状態）。つまり、上記ステップＳ１０２において、送受信部４ａが上流のデータ伝送装置１ｆからロック信号ＬＳを受信したとき、データ伝送システム全体のデータ通信機能が正常（つまり、伝送路８０の断線なし）であると判断することができる。
【０１００】
上記ステップＳ１０２で送受信部４ａが上流のデータ伝送装置１ｆからロック信号ＬＳを受信した場合、データ伝送装置１ａは、再度上記マスタクロック同期ダイアグ処理を行う（ステップＳ１０３）。なお、このステップＳ１０３で行うマスタクロック同期ダイアグ処理は、上述したステップＳ３０１〜Ｓ３０３の動作と同様であるため、詳細な説明を省略する。
【０１０１】
次に、データ伝送装置１ａは、マスタクロック同期処理を行い（ステップＳ１０４）、処理を次のステップに進める。以下、図１２を参照して、マスタクロック同期処理における詳細な動作について説明する。
【０１０２】
図１２において、マスタに設定されているデータ伝送装置１ａのＭＰＵ３ａから送受信部４ａへリセット信号が出力されることによって、送受信部４ａがリセットされる（ステップＳ３０６）。なお、このステップＳ３０６では、コントローラ２ａに対してリセット信号が出力されないため、コントローラ２ａはリセット状態を継続（つまり、初期化動作をしない）している。そして、上記ステップＳ３０６でリセットされたマスタの送受信部４ａは、自装置のクロック制御部７で制御される送信ＰＬＬに基づいて、ロック信号ＬＳを伝送路８０ａに送信する（ステップＳ３０７）。このロック信号ＬＳは、第１の実施形態と同様にマスタのデータ伝送装置１が有する送信ＰＬＬのクロック周波数に基づいた正弦波信号である。
【０１０３】
そして、送受信部４ａは、伝送路８０ｆからロック信号ＬＳの受信を待つ（ステップＳ３０８）。そして、データ伝送装置１ｆがロック信号ＬＳを送出した場合、マスタの送受信部４ａは、自装置のクロック再生部５６によってクロック再生を行って受信ＰＬＬを設定する。さらに、ＭＰＵ３ａおよび送受信部４ａは、所定の時間のタイムアウトを待って（ステップＳ３０９）、当該サブルーチンによる処理を終了する。
【０１０４】
図９に戻り、電源投入時にマスタとして設定されたデータ伝送装置１ａは、マスタトレーニング処理を行い（ステップＳ１０５）、処理を次のステップＳ１１２に進める。以下、図１４を参照して、マスタトレーニング処理における詳細な動作について説明する。
【０１０５】
図１４において、マスタに設定されているデータ伝送装置１ａの送受信部４ａは、データ通信開始のタイミングを示し、かつ、下流のデータ伝送装置１ｂとの間のデータ判定基準となる判定レベルの設定を行うことが可能なスタート信号ＴＳを、自装置のスタート信号発生部６７で生成し、伝送路８０ａに送信する（ステップＳ５０１）。ここで、送受信部４ａがスタート信号ＴＳの送出を開始するタイミングは、ＭＰＵ３ａから与えられる。そして、マスタに設定されているデータ伝送装置１ａの送受信部４ａは、上流のデータ伝送装置１ｆから送出されたスタート信号ＴＳの受信を待つ（ステップＳ５０２）。なお、スタート信号ＴＳの送出を開始するタイミングは、ＭＰＵ３ａから与えられるとしたが、送受信部４ａ内部でスタート信号ＴＳの送出を開始するタイミングを生成してもかまわない。
【０１０６】
ここで、スレーブの送受信部４ｂ〜４ｆは、伝送路８０ａ〜８０ｅからそれぞれスタート信号ＴＳを受信した場合、直ちに下流のデータ伝送装置１との間のスタート信号ＴＳを、自装置のスタート信号発生部６７で生成し、伝送路８０に送信する（詳細なスレーブの動作は後述する）。つまり、データ伝送システム全体のデータ通信機能が正常である場合、上流のデータ伝送装置１ｆからマスタのデータ伝送装置１ａへスタート信号ＴＳが送出される。したがって、上記ステップＳ５０２において、マスタに設定されているデータ伝送装置１ａの送受信部４ａは、上流のデータ伝送装置１ｆからスタート信号ＴＳを受信することができる。そして、マスタのデータ伝送装置１ａは、自装置の逆マッピング部５４において、上流のデータ伝送装置１ｆから受信したスタート信号ＴＳを用いて判定レベルの設定を行い、当該判定値を保持する。さらに、マスタのデータ伝送装置１ａは、所定の時間のタイムアウトを待って（ステップＳ５０３）、当該サブルーチンによる処理を終了する。
【０１０７】
図９に戻り、ステップＳ１１２において、ＭＰＵ３ａは、リセット信号をコントローラ２ａ（データリンク層）に出力して、コントローラ２ａのリセット状態を解除する。そして、ＭＰＵ３ａは、コントローラ２ａに対して初期設定を行う制御信号をコントローラ２ａに出力して、コントローラ２ａの初期化処理が行われる（ステップＳ１１３）。例えば、ＭＰＵ３ａは、この制御信号によって、コントローラ２ａのマスタ／スレーブの選択指示等のデータ伝送システムにおける固定的な初期設定を指示する。そして、上記ステップＳ１１３の処理が終了後、データ伝送装置１ａは、他のデータ伝送装置１とのデータ通信を開始する。
【０１０８】
一方、上記ステップＳ１０２で送受信部４ａが上流のデータ伝送装置１ｆからロック信号ＬＳを受信しなかった場合（例えば、伝送路８０ｄが断線）、データ伝送装置１ａは、新たに上記マスタクロック同期ダイアグ処理を行い（ステップＳ１０６）、処理を次のステップに進める。なお、ステップＳ１０６で行うマスタクロック同期ダイアグ処理は、上述したステップＳ３０１〜Ｓ３０３の動作と同様であるため、詳細な説明を省略する。
【０１０９】
次に、電源投入時にマスタとして設定されたデータ伝送装置１ａは、送受信部４ａが上流のデータ伝送装置１ｆからロック信号ＬＳを受信したか否かを判断する（ステップＳ１０７）。ここで、電源投入時にスレーブとして設定されたデータ伝送装置１ｂ〜１ｆは、１回目のクロック同期を確立する処理において、上流のデータ伝送装置１からロック信号ＬＳを受信しなかった場合、マスタとして設定される。そして、マスタとして設定されたデータ伝送装置１は、上記ステップＳ１０６の処理と同期してロック信号ＬＳを下流のデータ伝送装置１へ送出する（図２０参照。詳細な動作は後述する）。したがって、マスタのデータ伝送装置１ａへ上流のデータ伝送装置１ｆからロック信号ＬＳを受信した場合、データ伝送装置１ａが断線部位から遡って電気通信の最上流に位置しないことになる（図２０の状態）。一方、マスタのデータ伝送装置１ａへ上流のデータ伝送装置１ｆからロック信号ＬＳを受信しない場合、データ伝送装置１ａが断線部位から遡って電気通信の最上流に位置することになる。
【０１１０】
上記ステップＳ１０７で送受信部４ａが上流のデータ伝送装置１ｆからロック信号ＬＳを受信した場合（つまり、データ伝送装置１ａが断線部位から遡って電気通信の最上流に位置しない）、データ伝送装置１ａは、スレーブとして設定される（図２１の状態）。そして、スレーブとして設定されたデータ伝送装置１ａは、スレーブクロック同期処理を行い（図２２の状態。ステップＳ１０８）、処理を次のステップに進める。以下、図１３を参照して、スレーブクロック同期処理における詳細な動作について説明する。なお、上記ステップＳ１０８では、スレーブに設定されたデータ伝送装置１ａに含まれるコントローラ２ａ、ＭＰＵ３ａ、および送受信部４ａが処理の対象となるが、スレーブクロック同期処理は他のデータ伝送装置も処理対象となることがあるため、全ての構成部をデータ伝送装置１、コントローラ２、ＭＰＵ３、送受信部４、伝送路８０と総称して説明を行う。
【０１１１】
図１３において、スレーブに設定されているデータ伝送装置１のＭＰＵ３から送受信部４へリセット信号が出力されることによって、送受信部４がリセットされる（ステップＳ４０１）。なお、このステップＳ４０１では、コントローラ２に対してリセット信号が出力されないため、コントローラ２はリセット状態を継続（つまり、初期化動作をしない）している。そして、上記ステップＳ４０１でリセットされたスレーブの送受信部４は、上流のデータ伝送装置１から伝送路８０を介して送出されるロック信号ＬＳの受信を待つ（ステップＳ４０２）。そして、上流のデータ伝送装置１がロック信号ＬＳを送出した場合、スレーブの送受信部４は、自装置のクロック再生部５６によってクロック再生を行って受信ＰＬＬを設定する。そして、スレーブの送受信部４は、自装置のクロック制御部７で制御される送信ＰＬＬに基づいて、ロック信号ＬＳを下流のデータ伝送装置１へ伝送路８０を介して送信する（ステップＳ４０３）。
【０１１２】
次に、上記ステップＳ４０１〜４０３で処理対象となっているＭＰＵ３および送受信部４は、所定の時間のタイムアウトを待ち（ステップＳ４０４）、当該サブルーチンによる処理を終了する。
【０１１３】
図９に戻り、上記ステップＳ１０８の動作の後、スレーブとして設定されたデータ伝送装置１ａは、スレーブトレーニング処理を行い（図２３の状態。ステップＳ１０９）、処理を次のステップＳ１１２に進める。以下、図１５を参照して、スレーブトレーニング処理における詳細な動作について説明する。なお、上記ステップＳ１０９では、スレーブに設定されたデータ伝送装置１ａに含まれるコントローラ２ａ、ＭＰＵ３ａ、および送受信部４ａが処理の対象となるが、スレーブトレーニング処理は他のデータ伝送装置も処理対象となることがあるため、全ての構成部をデータ伝送装置１、コントローラ２、ＭＰＵ３、送受信部４、伝送路８０と総称して説明を行う。
【０１１４】
図１５において、スレーブに設定されているデータ伝送装置１の送受信部４は、上流のデータ伝送装置１から送出されたスタート信号ＴＳの受信を待つ（ステップＳ６０１）。ここで、スレーブに設定されたデータ伝送装置１は、断線部位から遡って電気通信の最上流に位置しないため、必ず上流のデータ伝送装置１からスタート信号ＴＳが送出される。したがって、スレーブの送受信部４は、上流のデータ伝送装置１から送出されたスタート信号ＴＳを受信した場合、直ちに下流側のデータ伝送装置１に自装置のスタート信号ＴＳを送信する（ステップＳ６０２）。さらに、ＭＰＵ３および送受信部４は、所定の時間のタイムアウトを待って（ステップＳ６０３）、当該サブルーチンによる処理を終了する。そして、送受信部４は、自装置の逆マッピング部５４において、上流のデータ伝送装置１から受信したスタート信号ＴＳを用いて判定レベルの設定を行い、当該判定値を保持する。
【０１１５】
一方、上記ステップＳ１０７で送受信部４ａが上流のデータ伝送装置１ｆからロック信号ＬＳを受信しない場合（つまり、データ伝送装置１ａが断線部位から遡って電気通信の最上流に位置する）、データ伝送装置１ａは、引き続いてマスタとして設定される。そして、マスタとして設定されたデータ伝送装置１ａは、上記マスタクロック同期ダイアグ処理を行い（ステップＳ１１０）、処理を次のステップに進める。なお、ステップＳ１１０で行うマスタクロック同期ダイアグ処理は、上述したステップＳ３０１〜Ｓ３０３の動作と同様であるため、詳細な説明を省略する。
【０１１６】
次に、マスタのデータ伝送装置１ａは、マスタトレーニングダイアグ処理を行い（ステップＳ１１１）、処理を次のステップＳ１１２に進める。以下、図１６を参照して、マスタトレーニングダイアグ処理における詳細な動作について説明する。なお、上記ステップＳ１１１では、マスタに設定されたデータ伝送装置１ａに含まれるコントローラ２ａ、ＭＰＵ３ａ、および送受信部４ａが処理の対象となるが、マスタトレーニングダイアグ処理は他のデータ伝送装置も処理対象となることがあるため、全ての構成部をデータ伝送装置１、コントローラ２、ＭＰＵ３、送受信部４、伝送路８０と総称して説明を行う。
【０１１７】
図１６において、マスタに設定されているデータ伝送装置１の送受信部４は、データ通信開始のタイミングを示し、かつ、下流のデータ伝送装置１との間のデータ判定基準となる判定レベルの設定を行うことが可能なスタート信号ＴＳを、自装置のスタート信号発生部６７で生成し、伝送路８０に送信する（ステップＳ５０６）。ここで、送受信部４がスタート信号ＴＳの送出を開始するタイミングは、ＭＰＵ３から与えられる。また、スタート信号ＴＳの送出を開始するタイミングを、送受信部４内部で生成してもかまわない。
【０１１８】
次に、上記ステップＳ５０６で処理対象となっているＭＰＵ３および送受信部４は、所定の時間のタイムアウトを待ち（ステップＳ５０７）、当該サブルーチンによる処理を終了する。
【０１１９】
次に、図１０を参照して、電源投入時にスレーブとして立ち上がるデータ伝送装置１における初期化動作について説明する。まず、データ伝送システムに接続された電源投入時にスレーブとして設定されたデータ伝送装置１ｂ〜１ｆ（図１７参照）は、スレーブクロック同期処理を行い（図１８の状態。ステップＳ２０１）、処理を次のステップに進める。なお、ステップＳ２０１で行うスレーブクロック同期処理は、上述したステップＳ４０１〜Ｓ４０４の動作と同様であるため、詳細な説明を省略する。
【０１２０】
次に、電源投入時にスレーブとして設定されたデータ伝送装置１ｂ〜１ｆは、送受信部４ｂ〜４ｆがそれぞれ上流のデータ伝送装置１からロック信号ＬＳを受信したか否かを判断する（ステップＳ２０２）。ここで、マスタのデータ伝送装置１ａは、下流のデータ伝送装置１ｂへロック信号ＬＳを送出している。そして、スレーブとして設定されたデータ伝送装置１ｂ〜１ｆは、それぞれ上流のデータ伝送装置１からロック信号ＬＳが出力された場合、そのロック信号ＬＳを用いてクロック同期の確立を行って下流のデータ伝送装置１へロック信号を送出している。したがって、データ伝送装置１ａ〜１ｆにおいて正常にクロック同期が確立した場合、全てのデータ伝送装置１ｂ〜１ｆが上流のデータ伝送装置１からロック信号ＬＳを受信する。また、伝送路８０ｄが断線している場合、断線部位から遡ってマスタのデータ伝送装置１ａまでに位置するスレーブ（つまり、データ伝送装置１ｂ〜１ｄ；図１８参照）も上流のデータ伝送装置１からロック信号ＬＳを受信する。一方、伝送路８０ｄが断線している場合、マスタのデータ伝送装置１ａから遡って断線部位までに位置するスレーブ（つまり、データ伝送装置１ｅおよび１ｆ；図１８参照）は上流のデータ伝送装置１からロック信号ＬＳを受信しない。
【０１２１】
上記ステップＳ２０２で上流のデータ伝送装置１からロック信号ＬＳを受信したスレーブの送受信部４ｂ〜４ｆ（例えば、正常にクロック同期が確立したときの送受信部４ｂ〜４ｆ。伝送路８０ｄが断線しているときの送受信部４ｂ〜４ｄ）は、新たに上記スレーブクロック同期処理を２回行う（ステップＳ２０３およびＳ２０４）。なお、これらステップＳ２０３およびＳ２０４で行うスレーブクロック同期処理は、上述したステップＳ４０１〜Ｓ４０４の動作と同様であるため、詳細な説明を省略する。
【０１２２】
次に、上記ステップＳ２０４の動作を経たスレーブの送受信部４ｂ〜４ｆは、上記スレーブトレーニング処理を行い（ステップＳ２０５）、処理を次のステップＳ２１２に進める。なお、このステップＳ２０５で行うスレーブトレーニング処理は、上述したステップＳ６０１〜Ｓ６０３の動作と同様であるため、詳細な説明を省略する。
【０１２３】
ステップＳ２１２において、ＭＰＵ３ｂ〜３ｆは、それぞれリセット信号をコントローラ２ｂ〜２ｆ（データリンク層）に出力して、コントローラ２ｂ〜２ｆのリセット状態を解除する。そして、ＭＰＵ３ｂ〜３ｆは、それぞれコントローラ２ｂ〜２ｆに対して初期設定を行う制御信号をコントローラ２ｂ〜２ｆに出力して、コントローラ２ｂ〜２ｆの初期化処理が行われる（ステップＳ２１３）。例えば、ＭＰＵ３ｂ〜３ｆは、この制御信号によって、コントローラ２ｂ〜２ｆのマスタ／スレーブの選択指示等のデータ伝送システムにおける固定的な初期設定を指示する。そして、上記ステップＳ２１３の処理が終了後、データ伝送装置１ｂ〜１ｆは、それぞれ他のデータ伝送装置１とのデータ通信を開始する。
【０１２４】
一方、伝送路８０ｄが断線している場合、上記ステップＳ２０２で上流のデータ伝送装置１からロック信号ＬＳを受信しないスレーブのデータ伝送装置１ｅおよび１ｆは、マスタとして設定される（図１９の状態）。マスタの送受信部４ｅおよび４ｆ、上記マスタクロック同期ダイアグ処理を行い（図２０の状態。ステップＳ２０６）、処理を次のステップに進める。なお、ステップＳ２０６で行うマスタクロック同期ダイアグ処理は、上述したステップＳ３０１〜Ｓ３０３の動作と同様であるため、詳細な説明を省略する。
【０１２５】
次に、データ伝送装置１ｅおよび１ｆは、送受信部４ｅおよび４ｆがそれぞれ上流のデータ伝送装置１からロック信号ＬＳを受信したか否かを判断する（ステップＳ２０７）。ここで、マスタとして設定されたデータ伝送装置１ａ、１ｅ、および１ｆは、上記ステップＳ１０６およびＳ２０６でロック信号ＬＳを下流のデータ伝送装置１へ送出している（図２０の状態）。したがって、マスタのデータ伝送装置１ｅおよび１ｆが上流のデータ伝送装置１からロック信号ＬＳを受信した場合、データ伝送装置１ｅおよび１ｆが断線部位から遡って電気通信の最上流に位置しないことになる（図２０におけるデータ伝送装置１ｆ）。一方、マスタのデータ伝送装置１ｅおよび１ｆが上流のデータ伝送装置１ｆからロック信号ＬＳを受信しない場合、データ伝送装置１ｅおよび１ｆが断線部位から遡って電気通信の最上流に位置することになる（図２０におけるデータ伝送装置１ｅ）。
【０１２６】
上記ステップＳ２０７で上流のデータ伝送装置１からロック信号ＬＳを受信したデータ伝送装置１ｅおよび１ｆ（つまり、断線部位から遡って電気通信の最上流に位置しない図２０におけるデータ伝送装置１ｆ）は、スレーブとして設定される（図２１の状態）。そして、スレーブとして設定されたデータ伝送装置１ｆは、スレーブクロック同期処理を行い（図２２の状態。ステップＳ２０８）、処理を次のステップに進める。なお、このステップＳ２０８で行うスレーブクロック同期処理は、上述したステップＳ４０１〜Ｓ４０４の動作と同様であるため、詳細な説明を省略する。
【０１２７】
次に、上記ステップＳ２０８の動作を経たスレーブの送受信部４ｆは、上記スレーブトレーニング処理を行い（図２３の状態。ステップＳ２０９）、処理を次のステップＳ２１２に進める。なお、このステップＳ２０９で行うスレーブトレーニング処理は、上述したステップＳ６０１〜Ｓ６０３の動作と同様であるため、詳細な説明を省略する。
【０１２８】
一方、上記ステップＳ２０７で上流のデータ伝送装置１からロック信号ＬＳを受信しないデータ伝送装置１ｅ（つまり、断線部位から遡って電気通信の最上流に位置する図２０におけるデータ伝送装置１ｅ）は、引き続いてマスタとして設定される。そして、マスタとして設定されたデータ伝送装置１ｅは、上記マスタクロック同期ダイアグ処理を行い（図２２の状態。ステップＳ２１０）、処理を次のステップに進める。なお、ステップＳ２１０で行うマスタクロック同期ダイアグ処理は、上述したステップＳ３０１〜Ｓ３０３の動作と同様であるため、詳細な説明を省略する。
【０１２９】
次に、マスタのデータ伝送装置１ｅは、マスタトレーニングダイアグ処理を行い（図２３の状態。ステップＳ２１１）、処理を次のステップＳ２１２に進める。なお、ステップＳ２１１で行うマスタクロック同期ダイアグ処理は、上述したステップＳ５０６およびＳ５０７の動作と同様であるため、詳細な説明を省略する。
【０１３０】
上述した図９および図１０のフローチャートによる初期化処理を行うことによって、図１７で示したデータ伝送システムは、図２４で示した状態で初期化される。図１７で示すように、データ伝送システムは、電源投入時にデータ伝送装置１ａがマスタとして設定されて伝送路８０ｄが断線している。この場合、図２４に示すように、断線部位から遡って電気通信の最上流に位置するデータ伝送装置１ｅがマスタとして設定されてデータリンク層および物理層の初期化処理が行われる。
【０１３１】
このように、第２の実施形態に係るデータ伝送システムは、伝送路の断線やデータ伝送装置の送受信機能が故障することによって一部の送受信が不可能になった場合、物理層（送受信部４）の初期化処理を繰り返すことによって断線部位から遡って電気通信の最上流に位置するデータ伝送装置をマスタに設定する。そして、そのデータ伝送装置をマスタとして他のデータ伝送装置とのクロック同期等の物理層の設定を確立し、その後データリンク層の初期化処理を行うことによって、その後のデータ送受信を可能としている。つまり、リング型ＬＡＮで構成される上記データ伝送システムは、一部の送受信が不可能になった場合でも、故障箇所を除いた伝送路を用いて通信を行うことができる。
【０１３２】
また、第２の実施形態に係るデータ伝送システムにおけるデータリンク層の初期化処理は、それぞれの物理層の初期化処理が完了した後開始されるため、それぞれのデータリンク層が互いにデータ通信可能な状態で行われる。したがって、データリンク層の初期化期間において物理層が通信可能な状態を想定して設計された初期化プログラム（初期化が不要な物理層を用いることを想定して提供されるＡＰＩ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｇｒａｍ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ：アプリケーションプログラムインターフェイス））を、互いに電気通信を行うデータ伝送システムにその前提条件を満たしながら用いることができる。つまり、当該データ伝送システムに上記初期化プログラムを用いることによる不測の不具合を防止しながらデータ通信の初期化処理を行うことができる。また、上記初期化プログラムを当該データ伝送システムに用いる際に、物理層の初期化期間に関する修正が不要であり、開発コストの増大は生じない。
【０１３３】
なお、第２の実施形態においても、データ伝送システムの一部に電気通信が不可の部位があるとき、上述したデータ伝送システムの動作ではロック信号ＬＳを受信しない（例えば、上記ステップＳ１０７またはＳ２０７でＮＯが選ばれる）データ伝送装置１が最終的にマスタに設定されるが、他の態様でマスタを設定してもかまわない。例えば、自装置のクロック再生部５６によってクロック再生を行って受信ＰＬＬを設定することによるクロック同期の確立ができないデータ伝送装置１をマスタに設定してもかまわない。また、スタート信号ＴＳを受信しないデータ伝送装置１をマスタに設定してもかまわない。
【産業上の利用可能性】
【０１３４】
本発明にかかるデータ伝送システム、データ伝送装置、およびその方法は、伝送路の断線やデータ伝送装置の送受信機能が故障することによって一部の送受信が不可能になった場合でも故障箇所を除いた伝送路を用いて通信を行うことができ、リング型ＬＡＮ等で構成されるデータ伝送システム等の用途に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１３５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るデータ伝送システムの構成を示すブロック図
【図２】図１のデータ伝送装置１の構成を示す機能ブロック図
【図３】第１の実施形態に係るデータ伝送システムにおける初期化動作を示すフローチャート
【図４】第１の実施形態に係るデータ伝送システムにおけるダイアグモードの１回目の再立ち上げ動作を示すフローチャート
【図５】第１の実施形態に係るデータ伝送システムにおけるダイアグモードの２回目の再立ち上げ動作を示すフローチャート
【図６】第１の実施形態に係るデータ伝送システムの伝送路８０ｄが断線した一例を説明するためのブロック図
【図７】図６のデータ伝送システムのダイアグモードにおいて、１回目の再立ち上げ動作のときの状態を示すブロック図
【図８】図６のデータ伝送システムのダイアグモードにおいて、２回目の再立ち上げ動作のときの状態を示すブロック図
【図９】第２の実施形態に係るデータ伝送システムにおいて、電源投入時にマスタとして立ち上がるデータ伝送装置１における初期化動作を示すフローチャート
【図１０】第２の実施形態に係るデータ伝送システムにおいて、電源投入時にスレーブとして立ち上がるデータ伝送装置１における初期化動作を示すフローチャート
【図１１】図９および図１０のマスタクロック同期ダイアグ処理で行われる詳細な動作を示すサブルーチン
【図１２】図９および図１０のマスタクロック同期処理で行われる詳細な動作を示すサブルーチン
【図１３】図９および図１０のスレーブクロック同期処理で行われる詳細な動作を示すサブルーチン
【図１４】図９および図１０のマスタトレーニング処理で行われる詳細な動作を示すサブルーチン
【図１５】図９および図１０のスレーブトレーニング処理で行われる詳細な動作を示すサブルーチン
【図１６】図９および図１０のマスタトレーニングダイアグ処理で行われる詳細な動作を示すサブルーチン
【図１７】第２の実施形態に係るデータ伝送システムにおいて、電源投入時のマスタが設定された状態を示すブロック図
【図１８】図１７のデータ伝送システムのマスタからロック信号ＬＳが送出された状態を示すブロック図
【図１９】図１７のデータ伝送システムの断線部位に応じて、マスタが設定された状態を示すブロック図
【図２０】図１９で設定されたマスタからロック信号ＬＳが送出された状態を示すブロック図
【図２１】図１７のデータ伝送システムの断線部位から遡って電気通信の最上流に位置するデータ伝送装置がマスタに設定された状態を示すブロック図
【図２２】図２１で設定されたマスタからロック信号ＬＳが送出された状態を示すブロック図
【図２３】図２１で設定されたマスタからスタート信号ＴＳが送出された状態を示すブロック図
【図２４】図１７のデータ伝送システムの断線部位から遡って電気通信の最上流に位置するデータ伝送装置をマスタとしたデータ通信を示すブロック図
【図２５】従来のリング型ネットワークの構成を示すブロック図
【図２６】図２５のリング型ネットワークにおける初期化動作を示すシーケンス図
【符号の説明】
【０１３６】
１…データ伝送装置
２…コントローラ
３…ＭＰＵ
４…送受信部
５…受信部
５１…差動レシーバ
５２…ＡＤＣ
５３、６４…ロールオフフィルタ
５４…逆マッピング部
５５…Ｐ／Ｓ変換部
５６…クロック再生部
６…送信部
６１…セレクタ
６２…Ｓ／Ｐ変換部
６３…マッピング部
６５…ＤＡＣ
６６…差動ドライバ
６７…スタート信号発生部
７…クロック制御部
１０…接続機器
８０…伝送路
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2005039121.tif 000029
【図２】
2005039121.tif 000030
【図３】
2005039121.tif 000031
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2005039121.tif 000036
【図９】
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【図１０】
2005039121.tif 000038
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
2005039121.tif 000049
【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【国際調査報告】
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