JPH0720118B2 - 複数ループを用いたデータ送受信方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、複数ループを持つスロッテドリング方式によ
るデータ通信システムにおいて、各ループに分散されて
自ノード宛に送信されたデータを、送信元でのデータの
順番を崩すことなく受信する方式に関する。

（従来技術） スロッテドリング方式により、大容量の通信システムを
構築する場合、第１図（Ｃ）に示すようにループの速度
の上昇をおさえるために、複数ループ構成とすることが
考えられる。その際、複数ループの各タイムスロットを
論理的に一本のループのタイムスロットとして扱うと、
複雑なループ選択アルゴリズムを用いることなく、種々
のデータで効率良く複数ループを使用することができ
る。その場合、送信側各ノードは自ノードからの情報を
論理的に一本となっているループの空きタイムスロット
に順に送り出していく。すなわち、情報は複数ループに
またがって送出される。受信側では各ループに分散され
て自ノード宛に送信されたデータを送信元でのデータの
順番を崩すことなくバッファメモリに格納し、端末ある
いは出力線に出力する必要がある。それには、複数ルー
プから同時に到着した自ノード宛タイムスロットの各々
が、当該送信ノードから何番目に送信されたものである
かを知らなければいけない。このため従来は複数ループ
に対して共通に各送信ノードごとのカウンタを設置し、
１タイムスロット時間ごとに各ループを順番に監視し、
前記カウンタにより各送信ごとに自ノード宛のタイムス
ロットの数をカウントし、そのカウント値により受信デ
ータのバッファメモリへの書き込みアドレスを決定して
いた。

従来の方式について第２図（ａ），（ｂ）を参照して説
明する。従来の複数ループを用いたデータ通信方式は、
第１図（ｃ）に示すようなループ構成をとり、各ノード
の受信部は第２図（ａ）のように構成されている。第２
図（ａ）の受信部は、ループからのデータを解析し、自
ノード宛データを取り込むデータ解析部30と、データ解
析部30から送られ、自ノード宛データを取り込んだこと
を示すデータ受信信号の個数を各送信ノードごとにフレ
ームの先頭からカウントするカウンタ群10と、各ループ
対応に各送信ノード別に設けられ、前記カウンタによっ
て計算されるアドレスに基づいて受信データを蓄えるバ
ッファメモリ20と、受信したデータを出回線へ出力する
データ出力部40からなる。

或ノードから自ノードへのデータは第２図（ｂ）に示す
ように複数のループを論理的に１本のループとみなして
送られる。たとえば、ループ１の第１スロットには１番
目のデータを、ループ３の第１スロットには２番目のデ
ータを、ループ４の第２スロットには３番目のデータ
を、ループ２の第３スロットには４番目のデータを、ル
ープ１の第４スロットには５番目のデータを、ループ４
の第４スロットには６番目のデータを送る。第１図
（ｄ）に示す様に各タイムスロットのデータには、送信
ノードと受信ノードをしめすアドレス（SA,DA）を付け
て送る。受信ノードにおいては、データ解析部30でルー
プ上のデータのDAを見て、自ノード宛のデータをノード
内へ取り入れる。さらに、各SA対応に設けられているカ
ウンタ群10へそのデータのSAと前記データ受信番号を送
る。カウンタ群10は１タイムスロット内に全ループを順
に監視し、フレームヘッドよりSAごとに全ループを通じ
て自ノード宛にいくつタイムスロットが来ているかを数
える。すなわちカウンタ群10では、あるタイムスロット
で、あるループからデータが来ているとすると、そのデ
ータのSAに対応しているカウンタの値を１つ進め、それ
をアドレスとして、各SA対応にあるバッファメモリ20に
該データを書き込む。この動作を１タイムスロット時間
内に、全ループについて順番におこなう。すると第２図
（ａ）に示すように、例えば、各ループ対応のノードＡ
用バッファメモリ20にはノードＡから送られてきた順番
に対応した位置にデータが各々書き込まれる。例えば、
ノードＡから第２図（ｂ）に示すようにデータが送信さ
れたとすると、カウンタ群10の中のノードＡ用カウンタ
の初期値を０とすると、第１スロットではループ１で送
信ノードＡ用カウンタを１アップしてループ１のアドレ
ス１の位置にデータが書き込まれる。ループ３では、さ
らにノードＡ用カウンタが１アップされ、ループ３のア
ドレス２の位置にデータが書き込まれる。以上のように
してデータ１〜データ６は、それぞれが送られてきたル
ープに対応するメモリのデータの送信順に対応したアド
レス１〜アドレス６に書き込まれる。以上は或送信アド
レス１つのみについて説明したが、他の送信アドレスに
ついてもそのアドレスに対応したカウンタならびにバッ
ファメモリによって以上の動作が同様かつ並列に行われ
る。なお、第２図（ａ）からわかるようにループ対応の
バッファメモリにはデータが飛々に書き込まれるため、
バッファメモリの空き領域をあらかじめすべて０にして
おき、データを出回線へ出力する時には全ループのバッ
ファメモリに同一のアドレスを与え、全ループのバッフ
ァメモリの出力の論理和をとって出力する。以上の機能
をデータ出力部40に与えておけば、第２図（ａ）に示す
ようにデータが送信ノードから送出された順番に出回線
に出力される。

（従来技術の問題点） 以上説明した従来のデータの送受信方式においては、バ
ッファメモリは各ループ対応に設けられるため各々ルー
プ１本分の速度で動作すればよいが、カウンタは全ノー
ド共通にあり、１タイムスロット時間内に全ループを監
視しなければならず、全ループより自ノード宛データが
一度にくると、カウンタはループ速度のループ本数倍で
動作しなければならない。ところが、ループ上には多数
の回線のデータが集まってくるので、ループの速度は個
々の回線の速度よりはるかに高く、ループを多数設置し
たときの速度に耐えられるカウンタを実現するのが困難
であり、カウンタの動作速度が全ループの伝送容量に制
限を与えていた。

（発明の目的） 本発明の目的は、受信したデータを送信ノードから送出
された順番に出回線に出力する装置全体の動作速度を、
ループが複数存在する時にもループ対応の速度以下に落
とすことにある。

（発明の構成） 本発明は、複数ループを論理的に一本のループとみなし
てデータを送受信する際に、データの送受信装置のすべ
ての部分がループ対応の速度以下で動作できるように、
従来高速部にあって、ループからのデータの記憶アドレ
スを複数ループに対応した速度で発生していたカウンタ
にかわって、各ループからのデータを出回線に出力する
所でデータの順番を認識して、各ループ対応の受信バッ
ファメモリからデータを選んで出回線に出力する低速の
セレクタを置き、データを送受信するものである。すな
わち本発明は、複数ノード間を複数ループによって結
び、各ループ上に一定時間周期のフレームを設け、該フ
レームを複数のタイムスロットに分割し、全ループのフ
レーム、タイムスロットの位相を同期させ、各ノードは
送信すべきデータを前記複数ループ上の任意の空きタイ
ムスロットを用いて送信することにより、ノード間で通
信を行うスロッテドリンク方式のデータ通信システムに
おける複数ループを用いたデータ送受信方法において、 各ノードにはループ対応に、相手ノードごとに設置され
た受信タイムスロット数カウンタと受信バッファメモリ
を設け、さらに各ノードには前記受信バッファメモリか
ら出回線へ出力するデータを選択するセレクタを設け、 各ノードは、送信すべきデータをタイムスロット単位に
分割し、分割したデータには送信ノード番号、受信ノー
ド番号を付与して、各ループの空きタイムスロットにル
ープの順位にしたがって自ノードから送信すべき情報を
送出し、かつ、各ノードは、ループ上を流れている自ノ
ード宛データを取り込み、前記ループ対応に相手ノード
ごとに設置された前記受信タイムスロット数カウンタ
は、当該相手ノードから当該ループを通じて送られてく
る自ノード宛データを数え、該受信タイムスロット数カ
ウンタの値をアドレスとして該データ、および該データ
の送られたタイムスロット番号を当該相手ノードに対応
する前記受信バッファメモリへ記憶し、 さらに、各ノードは、相手ノードごとに前記受信バッフ
ァメモリのアドレスの順番に、当該相手ノードに対応す
る各ループの前記受信バッファメモリに受信データと共
に記憶されたタイムスロット番号を読み出し、前記セレ
クタにより、該タイムスロット番号の中で最も小さいも
のに対応するデータ、あるいは最も小さいタイムスロッ
ト番号に対応するデータが複数存在する場合には、該デ
ータの中で予め定められた優先順位が最も高いループの
データを決定し、当該データを前記受信バッファメモリ
から読み出し、出回線へ出力することを特徴とする、複
数ループを用いたデータ送受信方法である。

（本発明の作用・原理） 先に述べたように、複数ループを用いたデータ送受信方
式においては、複数ループに渡ってデータが送信されて
くる。よって同一タイムスロット内において複数ループ
から一度にデータが来た時に、データを受信するノード
では、相手ノードから送出されたデータの順序をくずす
ことなく出回線に出力しなければならない。そのために
本発明では、データを受信したループ上のタイムスロッ
ト番号をデータと共に記憶しておく。そしてデータの順
序の管理はループ側より一般に速度の遅い出回線側で行
うことにより高速動作となることをさける。すなわち、
データと共に記憶しておいたタイムスロット番号を用
い、タイムスロット番号が同一のものが多数ある時は、
予め定められている順位の高いループから送られたデー
タを出力することによって相手ノードより送出された順
序をくずすことなく出回線に出力する。

（実施例） 以下、図面を参照しながら本発明の実施例を説明する。

第１図（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は本発明の複数
ループを用いたデータ送受信方式の１実施例を示す概略
図である。本実施例の複数ループを用いたデータ送受信
方式は、第１図（ｃ）に示すようにデータを複数のデー
タ伝送路120に送出する機能と、複数のデータ伝送路120
からデータを受信する機能を持つノード110,130と、ノ
ード110,130を結びループを形成しているデータ伝送路1
20からなる。さらに、ノード110,130の受信部は第１図
（ａ）に示すように構成される。すなわち、各ループ対
応に設けられ、ループ上の各タイムスロットからDA,SA
を抽出し、自ノード宛データをSA別に受信バッファメモ
リ160へ出力するデータ解析部140と、受信バッファメモ
リ160を先頭から順番に読み書きするために各ループ対
応、各SA対応に設けられたカウンタ150と、やはりルー
プ対応、各SA対応に設けられ受信したデータを出回線へ
出力するために一時記憶し、また同時にデータの送信さ
れてきたタイムスロット番号記憶しておく受信バッファ
メモリ160と、出回線へデータを出力する時にタイムス
ロット番号の最も若いデータあるいは最も若いタイムス
ロット番号のデータが多数あるときには、予め定められ
た順位の高いループからのデータから順番に出回線に出
力するセレクタ170からなる。

なお、第１図（ａ）には或SAに対応したカウンタ150、
バッファメモリ160のみを示している。他のSAに対応し
たカウンタ150、バッファメモリ160は第１図（ａ）に示
したカウンタ150、バッファメモリ160と同様にデータ解
析部140につながっている。

次に、本実施例の複数ループを用いたデータ送受信方式
の動作を第１図（ａ），（ｂ），（ｃ）を参照して説明
する。第１図（ｂ）に示す様に、データをタイムスロッ
ト６個に分割し、スロッテドリング方式を用いて、ノー
ド110からノード130宛にデータ１〜データ６として送出
したとする。各データには第１図（ｄ）に示すようにD
A,SAが付加されている。このときデータは従来例と同様
に複数のデータ伝送路120を論理的に１本とみなしてデ
ータ１からデータ６の順番に送出される。送出されたデ
ータはフレームヘッドから順番にノード130に入ってく
る。ノード130では、各ループ対応に設置したデータ解
析部140により、ループから入って来たデータのSA,DAを
解析し、DAがノード130を示していれば該データをそのS
Aに対応するバッファメモリ160へ出力する。バッファメ
モリ160ではデータ解析部140よりデータが出力される
と、該バッファメモリ160に対応しているカウンタ150の
値が示すアドレスへデータとデータの送られてきたタイ
ムスロット番号を書き込み、該カウンタ150の値を１つ
進める。これらの動作はすべて各ループで独立に行われ
るため、カウンタ150の動作はループ対応の動作速度で
よい。以上のようにして１フレーム中にノード130へ送
出されたデータは全てSAごとに分けられて、第１図
（ａ）に示すように、該ループから送られてきた順にル
ープ対応に置かれたバッファメモリ160へ書き込まれ
る。また、バッファメモリ160の中のデータには、全て
そのデータが送られてきたタイムスロット番号が付与さ
れている。次にバッファメモリ160の中に記憶されたデ
ータを出回線へ出力するには、ノードから送出された順
序をくずさないように出力する必要がある。ところで、
ノードからデータを複数のデータ伝送路120に送出する
時には、複数のデータ伝送路を論理的に一本とみなして
データを送出しているので、データは必ずタイムスロッ
ト番号の若いものから、また同一タイムスロットでは順
位の高いループのタイムスロットから並んでいる。よっ
てループ対応に設けられたバッファメモリ160の中のデ
ータでもノードから送出された順序関係は保たれてい
る。したがってセレクタ170は、各ループ対応に設けら
れたバッファメモリ160の中のカウンタ150の値をアドレ
スとするデータの中でもっとも該データの送られたタイ
ムスロット番号の若いものから、またもっとも若いタイ
ムスロットで送られたデータが多数のループに存在する
ならば、ループにつけた優先順位の高いものから順番に
出力していく。またデータを出回線に出力するごとにそ
のループに対応してカウンタ150を１つ進め、次のデー
タに対応するタイムスロット番号を読み出して、次に他
のタイムスロット番号と比較できるようにする。

例えば、第１図（ｂ）に示した様にデータ１〜データ６
が当該ノードにあてて送られてきたとする、するとデー
タ１〜データ６は第１図（ａ）のバッファメモリ160に
記された様に、アドレスの先頭からデータの送られてき
た順番に記憶される。このデータ１〜データ６を出回線
へ出力する時には、まず、全ループのカウンタ150をリ
セツトする。そしてカウンタ150の示すアドレス、すな
わち全ループの受信バッファメモリ160の０番地に記憶
されているデータのタイムスロット番号を比較する。す
るとループ１とループ３に一番早いタイムスロット１で
送られてきたデータがあることがわかる。この場合同じ
タイムスロットで送られてきたデータが２つあるので順
位の高いループ１のデータを先に出回線に出力し、ルー
プ１のカウンタ150を１つ進める。次に出力するデータ
を決定するために、また同様の比較動作を行い、１番早
いタイムスロットで送られてきたものが、ループ３のデ
ータ２であるので、これを出回線に出力し、ループ３の
カウンタ150の値を１つ進める。以上の動作を繰り返し
行うことにより、第１図（ａ）の出力に示すようにデー
タ１〜データ６が順に出回線に出力される。

なお同じタイムスロット番号で多数のデータが送られて
きた時、一番順位の高いループのデータを出力するとい
う機能は、データセレクタ170の中にプライオリティエ
ンコーダなどを入れることにより実現できる。以上述べ
たデータセレクタ170の動作速度は、出回線の速度が多
数の回線からのデータが流れているループの速度より遅
いため、出回線の出力速度に見あった速度でよい。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、複数ループから
同時に到着した高速データを一旦ループ対応の受信バッ
ファメモリ160に記憶し、低速の出回線側のセレクタ170
でデータの順序を判断して出回線へ出力することによ
り、セレクタ170を低速の出回線に対応した速度で動作
させ、バッファメモリ160、カウンタ150もループ対応の
速度で動作させればよいことから、ノード全体から複数
ループに対応して動作する高速動作部をのぞくことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は本発明の複数
ループを用いたデータ送受信方式の１実施例の概略図、
第２図（ａ），（ｂ）は従来の複数ループを用いたデー
タ送受信方式を示す概略図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数ノード間を複数ループによって結び、
   各ループ上に一定時間周期のフレームを設け、該フレー
   ムを複数のタイムスロットに分割し、全ループのフレー
   ム、タイムスロットの位相を同期させ、各ノードは送信
   すべきデータを前記複数ループ上の任意の空きタイムス
   ロットを用いて送信することにより、ノード間で通信を
   行うスロッテドリンク方式のデータ通信システムにおけ
   る複数ループを用いたデータ送受信方法において、 各ノードにはループ対応に、相手ノードごとに設置され
   た受信タイムスロット数カウンタと受信バッファメモリ
   を設け、さらに各ノードには前記受信バッファメモリか
   ら出回線へ出力するデータを選択するセレクタを設け、 各ノードは、送信すべきデータをタイムスロット単位に
   分割し、分割したデータには送信ノード番号、受信ノー
   ド番号を付与して、各ループの空きタイムスロットにル
   ープの順位にしたがって自ノードから送信すべき情報を
   送出し、かつ、各ノードは、ループ上を流れている自ノ
   ード宛データを取り込み、前記ループ対応に相手ノード
   ごとに設置された前記受信タイムスロット数カウンタ
   は、当該相手ノードから当該ループを通じて送られてく
   る自ノード宛データを数え、該受信タイムスロット数カ
   ウンタの値をアドレスとして該データ、および該データ
   の送られたタイムスロット番号を当該相手ノードに対応
   する前記受信バッファメモリへ記憶し、 さらに、各ノードは、相手ノードごとに前記受信バッフ
   ァメモリのアドレスの順番に、当該相手ノードに対応す
   る各ループの前記受信バッファメモリに受信データと共
   に記憶されたタイムスロット番号を読み出し、前記セレ
   クタにより、該タイムスロット番号の中で最も小さいも
   のに対応するデータ、あるいは最も小さいタイムスロッ
   ト番号に対応するデータが複数存在する場合には、該デ
   ータの中で予め定められた優先順位が最も高いループの
   データを決定し、当該データを前記受信バッファメモリ
   から読み出し、出回線へ出力することを特徴とする、複
   数ループを用いたデータ送受信方法。