專利名稱：通信控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于控制在諸如過(guò)程控制的工業(yè)應(yīng)用中進(jìn)行的通信的通信控制系統(tǒng)。具體地講，本發(fā)明涉及這樣一種通信控制系統(tǒng)，該通信控制系統(tǒng)采用了一種裝置，通過(guò)使用以太網(wǎng)(注冊(cè)商標(biāo))和諸如UDP/IP(用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議)的標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議來(lái)提供實(shí)時(shí)通信。
背景技術(shù)：
工業(yè)應(yīng)用中的通信包括例如過(guò)程控制中的通信。由分布式控制系統(tǒng)執(zhí)行過(guò)程控制。在諸如石油化工、鋼鐵、紙漿和電力的廣泛領(lǐng)域內(nèi)，分布式控制系統(tǒng)用于工廠操作控制。將以分布式控制系統(tǒng)為例來(lái)描述工業(yè)應(yīng)用中的通信。
圖1示出了一種通用分布式控制系統(tǒng)的示例性結(jié)構(gòu)。
在圖1中，操作監(jiān)視設(shè)備1和控制器2與控制總線3連接。控制器2在操作監(jiān)視設(shè)備1的監(jiān)視下控制工廠4。操作監(jiān)視設(shè)備1負(fù)責(zé)工廠操作和監(jiān)視。操作監(jiān)視設(shè)備1顯示控制操作和監(jiān)視的屏幕。根據(jù)工廠的規(guī)模，多個(gè)控制器被分布在工廠中。操作監(jiān)視設(shè)備1和控制器2經(jīng)由控制總線3彼此通信來(lái)控制工廠。
工廠4中的傳感器裝置5和6檢測(cè)溫度、壓力、液位等的過(guò)程值。閥門(mén)7和8的打開(kāi)程度由從控制器2提供的操作信號(hào)控制。從傳感器裝置5和6輸出的1到20mA和1到5V的模擬信號(hào)被輸入到控制器2?；谶@種輸入，控制器2中的控制單元(未示出)執(zhí)行控制算法操作并且獲得操作量。該操作量以1到20mA和1到5V的模擬信號(hào)輸出。這個(gè)輸出用于控制閥門(mén)7和8的打開(kāi)程度。例如，通過(guò)控制打開(kāi)反應(yīng)爐的閥門(mén)的程度，控制了溫度和壓力的過(guò)程量。
傳統(tǒng)的分布式控制系統(tǒng)中的控制總線專用于過(guò)程控制。由該控制總線使用的協(xié)議專用于過(guò)程控制。
近來(lái)，隨著IT(信息技術(shù))和有關(guān)web技術(shù)的顯著發(fā)展，分布式控制系統(tǒng)的控制總線需要開(kāi)放結(jié)構(gòu)。在這種背景下，正在試驗(yàn)將通用總線和標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議應(yīng)用到控制總線中。為了將通用總線和標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議應(yīng)用到控制總線，必須滿足在工業(yè)應(yīng)用中的通信的需要。
專利文獻(xiàn)1描述了一種通信系統(tǒng)，該通信系統(tǒng)確定附在接收數(shù)據(jù)上的標(biāo)識(shí)符是否享有優(yōu)先級(jí)，并且根據(jù)確定結(jié)果來(lái)執(zhí)行通信的優(yōu)先級(jí)控制，從而確保優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)的通信的實(shí)時(shí)性。
專利文獻(xiàn)1第3457636號(hào)日本專利通常，為了提供實(shí)時(shí)通信，基于以太網(wǎng)(注冊(cè)商標(biāo))和TCP/IP(傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議)的現(xiàn)有的工業(yè)應(yīng)用中的通信在UDP服務(wù)上實(shí)現(xiàn)了周期性掃描發(fā)送。盡管這個(gè)通信系統(tǒng)(傳統(tǒng)通信系統(tǒng))沒(méi)有充分滿足可伸縮性和靈活性，但是其在一定程度上可以確保實(shí)時(shí)性。下面將對(duì)其進(jìn)行描述。
為了在諸如分布式控制系統(tǒng)的大規(guī)模系統(tǒng)中執(zhí)行數(shù)據(jù)交換，對(duì)傳統(tǒng)通信系統(tǒng)的使用需要大容量的存儲(chǔ)區(qū)域。
由于分布式控制系統(tǒng)執(zhí)行廣播通信，所以大量數(shù)據(jù)交換可以反映出在傳統(tǒng)通信系統(tǒng)中接收通信頻帶不足。因此，傳統(tǒng)通信系統(tǒng)在應(yīng)用于大規(guī)模系統(tǒng)或交換大量數(shù)據(jù)時(shí)沒(méi)有優(yōu)勢(shì)，并且沒(méi)有充分滿足工業(yè)應(yīng)用的需要。
在傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)中，通信站之間交換的數(shù)據(jù)被固定。例如，給定通信站A、B、C和D，通信站A被設(shè)置為與通信站B、C和D交換數(shù)據(jù)。通信站A沒(méi)有設(shè)置為單獨(dú)地與通信站C交換數(shù)據(jù)。通信站A為了與通信站C單獨(dú)地交換數(shù)據(jù)，通信站A必須改變其設(shè)置。
因此，不可能選擇性地從網(wǎng)絡(luò)上的大量信息中獲得必要信息。即使當(dāng)這成為可能時(shí)，用戶也需要時(shí)間和工作量來(lái)改變?cè)O(shè)置。
因此，在靈活性方面，傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)不能夠充分滿足工業(yè)應(yīng)用的需要。
實(shí)施本發(fā)明來(lái)解決這些問(wèn)題。本發(fā)明的目的在于提供一種通信控制系統(tǒng)，該通信控制系統(tǒng)通過(guò)使用以太網(wǎng)(注冊(cè)商標(biāo))上的UDP服務(wù)和諸如UDP/IP的標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通信協(xié)議，從而在實(shí)時(shí)性以及可伸縮性和靈活性方面滿足工業(yè)應(yīng)用的需要。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決以上問(wèn)題，本發(fā)明構(gòu)成如下(1)一種通信控制系統(tǒng)，所述通信控制系統(tǒng)用于使得根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議執(zhí)行通信的通信站基于通信頻帶的時(shí)間劃分來(lái)執(zhí)行復(fù)用通信，所述通信控制系統(tǒng)包括時(shí)隙分配部分，用于將作為時(shí)間劃分的基本周期性的通信周期分成多個(gè)時(shí)隙，并且將一通信站組和通信部分的一種類(lèi)型分配到每個(gè)時(shí)隙；和時(shí)分復(fù)用通信部分，用于根據(jù)由所述時(shí)隙分配部分分配的通信站組和通信部分的類(lèi)型在時(shí)隙期間內(nèi)執(zhí)行通信。
(2)如(1)所述的通信控制系統(tǒng)，其中，通過(guò)基于所述各個(gè)通信站的地址將所述通信站分組來(lái)產(chǎn)生所述通信站組。
(3)如(1)或(2)所述的通信控制系統(tǒng)，其中，所述通信部分的類(lèi)型包括時(shí)間同步通信、1對(duì)N非周期性數(shù)據(jù)通信、1對(duì)N周期性數(shù)據(jù)通信、1對(duì)1非周期性數(shù)據(jù)通信和1對(duì)1周期性數(shù)據(jù)通信中的至少一個(gè)。
(4)如(3)所述的通信控制系統(tǒng)，其中，所述1對(duì)1非周期性數(shù)據(jù)通信是確認(rèn)型通信和否定確認(rèn)型通信中的至少一個(gè)，所述確認(rèn)型通信是所述1對(duì)1非周期性數(shù)據(jù)通信，其中，當(dāng)接收站正常地接收數(shù)據(jù)時(shí)，接收站將確認(rèn)返回到發(fā)送站，所述否定確認(rèn)型通信是所述1對(duì)1非周期性數(shù)據(jù)通信，其中，當(dāng)接收站不能夠正常地接收到數(shù)據(jù)時(shí)，接收站將否定確認(rèn)返回到發(fā)送站。
(5)如(1)、(2)或(4)所述的通信控制系統(tǒng)，其中，每個(gè)通信站配備有定時(shí)器部分和時(shí)間同步通信部分，并且每個(gè)通信站的定時(shí)器部分的時(shí)間與所有通信站的時(shí)隙由所述時(shí)間同步通信部分同步。
(6)如(1)所述的通信控制系統(tǒng)，其中，所述通信部分是用于執(zhí)行1對(duì)N非周期性數(shù)據(jù)通信的通信部分，并且，
所述通信部分包括數(shù)據(jù)發(fā)送部分，用于將數(shù)據(jù)包播發(fā)到作為多個(gè)通信站的目的的組地址；和數(shù)據(jù)接收部分，用于當(dāng)發(fā)送的數(shù)據(jù)包的目的地址是本地通信站所屬的組地址時(shí)，接收發(fā)送的數(shù)據(jù)包。
(7)如(1)所述的通信控制系統(tǒng)，其中，所述通信部分是用于執(zhí)行1對(duì)N周期性數(shù)據(jù)通信的通信部分，并且所述通信部分包括數(shù)據(jù)發(fā)送部分，用于在固定的周期內(nèi)將數(shù)據(jù)包播發(fā)到作為多個(gè)通信站的目的的組地址；多個(gè)接收緩沖器，其中的每個(gè)接收緩沖器將接收到的數(shù)據(jù)包的接收時(shí)間和數(shù)據(jù)包作為一對(duì)存儲(chǔ)；包接收部分，當(dāng)所述接收到的數(shù)據(jù)包的目的地址是本地通信站所屬的組地址時(shí)，所述包接收部分將所述接收時(shí)間附在所述接收到的數(shù)據(jù)包上并且將所述數(shù)據(jù)包逐個(gè)地順序存儲(chǔ)在所述多個(gè)接收緩沖器中；和接收緩沖器讀取部分，用于從所述多個(gè)接收緩沖器中具有最近接收時(shí)間的接收緩沖器讀取所述數(shù)據(jù)包，在短于廣播的周期性的期間內(nèi)完成讀取，并且將所述數(shù)據(jù)包發(fā)送到高層側(cè)。
(8)如(1)所述的通信控制系統(tǒng)，其中，所述通信部分是用于執(zhí)行1對(duì)1非周期性數(shù)據(jù)通信和立即響應(yīng)型通信的通信部分，并且所述通信部分包括數(shù)據(jù)發(fā)送部分，用于將數(shù)據(jù)包發(fā)送到單一通信站，并且在在預(yù)定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有從接收站返回正常確認(rèn)的情況下重新發(fā)送所述數(shù)據(jù)包；和數(shù)據(jù)接收部分，用于當(dāng)正常地接收到數(shù)據(jù)包時(shí)發(fā)送正常確認(rèn)。
(9)如(8)所述通信控制系統(tǒng)，其中，所述數(shù)據(jù)發(fā)送部分獨(dú)立于所述時(shí)隙重新發(fā)送所述數(shù)據(jù)包。
(10)如(8)所述的通信控制系統(tǒng)，其中，所述數(shù)據(jù)接收部分獨(dú)立于所述時(shí)隙來(lái)發(fā)送所述正常確認(rèn)。
(11)如(1)所述的通信控制系統(tǒng)，其中，所述通信部分是用于執(zhí)行1對(duì)1非周期性數(shù)據(jù)通信和否定確認(rèn)型通信的通信部分，并且所述通信部分包括數(shù)據(jù)發(fā)送部分，用于發(fā)送附有序列號(hào)的數(shù)據(jù)包，針對(duì)每次發(fā)送改變所述序列號(hào)；和數(shù)據(jù)接收部分，用于每次接收到數(shù)據(jù)包時(shí)，檢查附在所述數(shù)據(jù)包上的序列號(hào)，并且當(dāng)作為檢查結(jié)果檢測(cè)到丟失的序列號(hào)時(shí)，將否定確認(rèn)包發(fā)送到發(fā)送站。
(12)如(11)所述的通信控制系統(tǒng)，其中，所述數(shù)據(jù)接收部分將指定最近正常接收到的數(shù)據(jù)包的序列號(hào)附在所述否定確認(rèn)包上，并且當(dāng)所述數(shù)據(jù)發(fā)送部分接收到所述否定確認(rèn)包時(shí)，所述數(shù)據(jù)發(fā)送部分從未傳遞的數(shù)據(jù)包開(kāi)始順序地重新發(fā)送數(shù)據(jù)包，所述未傳遞的數(shù)據(jù)包由附在所述否定確認(rèn)包上的序列號(hào)指定。
(13)如(11)所述的通信控制系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述數(shù)據(jù)發(fā)送部分在完成數(shù)據(jù)包的發(fā)送之后預(yù)定時(shí)間內(nèi)不發(fā)送后繼數(shù)據(jù)包時(shí)，所述數(shù)據(jù)發(fā)送部分將傳遞確認(rèn)包發(fā)送到接收站，當(dāng)由返回的確認(rèn)包指定的序列號(hào)沒(méi)有指示最近發(fā)送的數(shù)據(jù)包時(shí)，所述數(shù)據(jù)發(fā)送部分從由所述返回的確認(rèn)包指定的未傳遞的數(shù)據(jù)包開(kāi)始順序地重新發(fā)送數(shù)據(jù)包，并且當(dāng)所述數(shù)據(jù)接收部分接收到所述傳遞確認(rèn)包時(shí)，所述數(shù)據(jù)接收部分把指定最近接收到的數(shù)據(jù)包的序列號(hào)被附在其上的確認(rèn)包返回到發(fā)送站。
(14)如(11)到(13)中的任何一個(gè)所述的通信控制系統(tǒng)，其中，所述數(shù)據(jù)接收部分獨(dú)立于時(shí)隙執(zhí)行所述否定確認(rèn)包和所述確認(rèn)包的發(fā)送。
(15)如(1)所述的通信控制系統(tǒng)，其中，所述通信部分是用于執(zhí)行1對(duì)1周期性數(shù)據(jù)通信的通信部分，并且所述通信部分包括發(fā)送請(qǐng)求部分，用于基于數(shù)據(jù)獲取請(qǐng)求通過(guò)開(kāi)始請(qǐng)求包來(lái)請(qǐng)求周期性發(fā)送尋址到特定通信站的數(shù)據(jù)包；停止請(qǐng)求部分，用于通過(guò)停止請(qǐng)求包來(lái)請(qǐng)求停止周期性發(fā)送數(shù)據(jù)包；數(shù)據(jù)發(fā)送部分，當(dāng)接收到所述開(kāi)始請(qǐng)求包時(shí)，所述數(shù)據(jù)發(fā)送部分在由所述開(kāi)始請(qǐng)求包指定的周期內(nèi)開(kāi)始把由所述開(kāi)始請(qǐng)求包指定的數(shù)據(jù)包發(fā)送到請(qǐng)求源的通信站，并且當(dāng)接收到停止請(qǐng)求包時(shí)停止發(fā)送數(shù)據(jù)包；和數(shù)據(jù)接收部分，用于接收所述數(shù)據(jù)包。
(16)如(15)所述的通信控制系統(tǒng)，其中，所述數(shù)據(jù)接收部分包括多個(gè)接收緩沖器，其中每個(gè)接收緩沖器將所述接收到的數(shù)據(jù)包的接收時(shí)間和所述數(shù)據(jù)包作為一對(duì)進(jìn)行存儲(chǔ)；包接收部分，用于將所述接收時(shí)間附在所述接收到的數(shù)據(jù)包上，并且逐個(gè)順序地將所述數(shù)據(jù)包存儲(chǔ)在所述多個(gè)接收緩沖器中；和接收緩沖器讀取部分，用于從所述多個(gè)接收緩沖器中的具有最近接收時(shí)間的接收緩沖器讀取所述數(shù)據(jù)包，在短于由所述開(kāi)始請(qǐng)求包指定的周期的期間內(nèi)完成讀取，并且將所述數(shù)據(jù)包發(fā)送到高層側(cè)。
(17)一種通信控制系統(tǒng)，用于根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議控制在多個(gè)通信站之間進(jìn)行的通信，所述通信控制系統(tǒng)包括多個(gè)發(fā)送隊(duì)列部分，其存在于OSI分層模型的預(yù)定層之間，針對(duì)每種類(lèi)型的通信提供所述發(fā)送隊(duì)列部分，并且所述發(fā)送隊(duì)列部分構(gòu)成了發(fā)送包隊(duì)列；多個(gè)接收隊(duì)列部分，其存在于OSI分層模型的預(yù)定層之間，并且針對(duì)每種類(lèi)型的通信提供所述接收隊(duì)列部分，并且所述接收隊(duì)列部分構(gòu)成了接收包隊(duì)列；發(fā)送部分，用于根據(jù)預(yù)定的優(yōu)先級(jí)順序來(lái)發(fā)送附有優(yōu)先級(jí)信息的所述多個(gè)發(fā)送隊(duì)列部分中的包，所述優(yōu)先級(jí)信息對(duì)應(yīng)于所述發(fā)送隊(duì)列部分；接收部分，用于根據(jù)所述優(yōu)先級(jí)信息將接收到的包分布并存儲(chǔ)在所述多個(gè)接收隊(duì)列部分中；和讀取部分，用于根據(jù)預(yù)定的優(yōu)先級(jí)順序來(lái)讀取存儲(chǔ)在所述多個(gè)接收隊(duì)列部分中的數(shù)據(jù)，并且將所述數(shù)據(jù)發(fā)送到高層側(cè)。
(18)如(17)所述的通信控制系統(tǒng)，其中，在數(shù)據(jù)不存在于具有比特定發(fā)送隊(duì)列部分的優(yōu)先級(jí)高的優(yōu)先級(jí)的發(fā)送隊(duì)列部分中的情況下，所述發(fā)送部分執(zhí)行所述多個(gè)發(fā)送隊(duì)列部分中的所述特定發(fā)送隊(duì)列部分的發(fā)送處理。
(19)如(17)所述的通信控制系統(tǒng)，其中，在數(shù)據(jù)不存在于具有高于特定接收隊(duì)列部分的優(yōu)先級(jí)的優(yōu)先級(jí)的接收隊(duì)列部分中的情況下，所述讀取部分對(duì)所述多個(gè)接收隊(duì)列部分中的所述特定接收隊(duì)列部分執(zhí)行讀取處理。
(20)如(1)或(17)所述的通信控制系統(tǒng)，其中，所述發(fā)送隊(duì)列部分和所述接收隊(duì)列部分存在于OSI分層模型的第二層和第三層之間。
(21)如(1)或(17)所述的通信控制系統(tǒng)，其中，所述標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議是UDP或IP。
從上述討論中可以看出，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)在以太網(wǎng)(注冊(cè)商標(biāo))和諸如UDP/IP的標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議上實(shí)現(xiàn)使用UDP服務(wù)的實(shí)時(shí)通信協(xié)議。通信周期被分成多個(gè)時(shí)隙。每個(gè)時(shí)隙被分配一通信站組和通信部分的一種類(lèi)型，并且執(zhí)行通信。這樣，根據(jù)信息的特性每個(gè)時(shí)隙被分配了恰當(dāng)?shù)耐ㄐ畔到y(tǒng)。
這提供了一種在可伸縮性和靈活性方面滿足工業(yè)應(yīng)用的需要的通信控制系統(tǒng)。
(2)基于時(shí)間劃分使用時(shí)隙來(lái)執(zhí)行復(fù)用通信，從而各個(gè)通信系統(tǒng)彼此互不影響。
(3)僅僅當(dāng)有必要時(shí)，通信站才與另一通信站執(zhí)行通信。這減少了由通信站處理的數(shù)據(jù)量，從而減少了通信站的存儲(chǔ)區(qū)域。這樣的結(jié)構(gòu)輕松地支持大量通信站或大量通信數(shù)據(jù)，從而在可伸縮性方面滿足了工業(yè)應(yīng)用的需要。
圖1示出了一般分布式控制系統(tǒng)的示例性結(jié)構(gòu)；圖2是示出本發(fā)明的實(shí)施例的框圖；圖3是示出如何將分配信息分配到時(shí)隙的說(shuō)明性的圖；
圖4是示出本發(fā)明的另一實(shí)施例的框圖；圖5是示出本發(fā)明的另一實(shí)施例的框圖；圖6是示出本發(fā)明的另一實(shí)施例的框圖；圖7示出通信站的連接例子；圖8是示出圖7中的通信站的通信過(guò)程的時(shí)序圖；圖9是示出本發(fā)明的另一實(shí)施例的框圖；圖10說(shuō)明了圖9所示的實(shí)施例的操作；圖11說(shuō)明了圖9所示的實(shí)施例的操作；圖12是示出本發(fā)明的另一實(shí)施例的框圖；圖13示出了圖12所示的數(shù)據(jù)接收部分的示例性結(jié)構(gòu)；和圖14是示出本發(fā)明的另一實(shí)施例的框圖。
具體實(shí)施例方式
將對(duì)照附圖來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明。
(1)第一實(shí)施例圖2是示出本發(fā)明的實(shí)施例的框圖。
在圖2中，通信站10連接到通信路徑20。通信路徑20例如是分布式控制系統(tǒng)中的控制總線。
通信站10根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議執(zhí)行通信。標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議例如是UDP或IP。通信站10通過(guò)通信頻帶的時(shí)間劃分來(lái)負(fù)責(zé)復(fù)用通信。
在通信站10中，時(shí)隙分配部分101將具有一定時(shí)間長(zhǎng)度并且用作時(shí)間劃分的基本周期的通信周期分成多個(gè)時(shí)隙，并且將一通信站組和通信部分的一種類(lèi)型分配到每個(gè)時(shí)隙。
通過(guò)基于每個(gè)通信站的地址對(duì)通信站進(jìn)行分組來(lái)產(chǎn)生通信站組。分組方法包括基于網(wǎng)絡(luò)地址進(jìn)行分組和基于MAC(介質(zhì)訪問(wèn)控制)地址進(jìn)行分組。
通信部分的類(lèi)型包括時(shí)間同步通信、1對(duì)n非周期性數(shù)據(jù)通信(N是等于或大于2的整數(shù))、1對(duì)n周期性數(shù)據(jù)通信、1對(duì)1非周期性數(shù)據(jù)通信和1對(duì)1周期性數(shù)據(jù)通信。
1對(duì)1非周期性數(shù)據(jù)通信包括確認(rèn)型通信和否定確認(rèn)型通信。
在確認(rèn)型通信中，當(dāng)接收站成功地接收到數(shù)據(jù)時(shí)，接收站將確認(rèn)返回到發(fā)送站。在否定確認(rèn)型通信中，當(dāng)接收站沒(méi)有成功地接收到數(shù)據(jù)時(shí)，接收站將否定確認(rèn)返回到發(fā)送站。
存儲(chǔ)部分102存儲(chǔ)分配信息103，該分配信息103指示分配到每個(gè)時(shí)隙的通信站組和通信部分的類(lèi)型。
時(shí)分復(fù)用通信部分104在對(duì)應(yīng)時(shí)隙內(nèi)根據(jù)由時(shí)隙分配部分101分配的通信站組和通信部分的類(lèi)型來(lái)執(zhí)行通信。時(shí)分復(fù)用通信部分104中設(shè)置了通信部分，用于執(zhí)行所有類(lèi)型的通信(時(shí)間同步通信、1對(duì)N非周期性數(shù)據(jù)通信、1對(duì)N周期性數(shù)據(jù)通信、1對(duì)1非周期性數(shù)據(jù)通信和1對(duì)1周期性數(shù)據(jù)通信)。
每個(gè)通信站設(shè)置有時(shí)間同步通信部分105和定時(shí)器部分106。
當(dāng)時(shí)間同步通信部分105將時(shí)間同步通信幀發(fā)送到每個(gè)站時(shí)，所有通信站的定時(shí)器部分106被同步。這將所有通信站的時(shí)隙同步。
圖3是示出如何將分配信息分配到時(shí)隙的說(shuō)明性示圖。
在圖3中，以表格形式給出了分配信息103。該表格的垂直軸表示通信站組G1到G4，而表格的水平軸表示通信部組C1到C4。
通信幀110中的通信周期111是具有一定長(zhǎng)度的基本周期。通信周期111被分成多個(gè)時(shí)隙112。每個(gè)時(shí)隙被分配了一個(gè)通信站組和一種類(lèi)型的通信部分。例如，第一時(shí)隙被分配了通信站組G1和通信部分組C1。第二時(shí)隙被分配了通信站組G2和通信部分組C2。每個(gè)時(shí)隙根據(jù)分配的通信站組和通信部分類(lèi)型來(lái)執(zhí)行通信。
這樣，通信幀被分成多個(gè)時(shí)隙，用于復(fù)用通信。
根據(jù)圖2所示的實(shí)施例，通信周期被分成多個(gè)時(shí)隙，并且根據(jù)信息的特性，每個(gè)時(shí)隙被分配了恰當(dāng)?shù)耐ㄐ畔到y(tǒng)。這就提供了一種通信控制系統(tǒng)，該通信控制系統(tǒng)在實(shí)時(shí)性、可伸縮性和靈活性方面滿足了工業(yè)應(yīng)用的需要。
(2)第二實(shí)施例圖4是示出本發(fā)明的另一實(shí)施例的框圖。圖4示出了設(shè)置在時(shí)分復(fù)用通信部分104中的通信部分的示例性結(jié)構(gòu)。
在圖4中，通信部分30是用于執(zhí)行1對(duì)N非周期性數(shù)據(jù)通信的通信部分。
數(shù)據(jù)發(fā)送部分301將數(shù)據(jù)包播發(fā)到作為多個(gè)通信站的目的的組地址。組地址可以從網(wǎng)絡(luò)地址或MAC地址產(chǎn)生。
當(dāng)發(fā)送的數(shù)據(jù)包的目的地址是本地通信站所屬的組地址時(shí)，數(shù)據(jù)接收部分302接收發(fā)送的數(shù)據(jù)包。
地址文件303存儲(chǔ)用于通信的組地址304。
(3)第三實(shí)施例圖5是示出本發(fā)明的另一實(shí)施例的框圖。圖5示出了設(shè)置在時(shí)分復(fù)用通信部分104中的通信部分的示例性結(jié)構(gòu)。
在圖5中，通信部分40是用于執(zhí)行1對(duì)N周期性數(shù)據(jù)通信的通信部分。盡管為了簡(jiǎn)潔，圖5中沒(méi)有示出通信站，但是通信部分40位于通信站中。
數(shù)據(jù)發(fā)送部分401在固定周期性內(nèi)將數(shù)據(jù)包播發(fā)到作為多個(gè)通信站的目的的組地址。
接收緩沖器402a和402b將接收到的數(shù)據(jù)包的接收時(shí)間和該數(shù)據(jù)包作為一對(duì)進(jìn)行存儲(chǔ)。
當(dāng)經(jīng)由通信路徑20接收到的數(shù)據(jù)包的目的地址是本地通信站所屬的組地址時(shí)，數(shù)據(jù)接收部分403將接收時(shí)間附在每個(gè)接收到的數(shù)據(jù)包上并且逐包地將數(shù)據(jù)包存儲(chǔ)到接收緩沖器402a和402b中。從定時(shí)器部分404獲取接收時(shí)間。
地址文件405存儲(chǔ)用于通信的組地址406。
接收緩沖器讀取部分407從包含最近接收時(shí)間的接收緩沖器402a或402b讀取數(shù)據(jù)包。接收緩沖器讀取部分407經(jīng)由通信路徑20將讀取的數(shù)據(jù)包發(fā)送到高層PC 430。此時(shí)，接收緩沖器讀取部分407在短于數(shù)據(jù)發(fā)送部分401的廣播通信的周期的時(shí)間內(nèi)完成讀取過(guò)程。
存儲(chǔ)在接收緩沖器402a和402b中的數(shù)據(jù)包是經(jīng)由廣播通信從另外通信站發(fā)送的數(shù)據(jù)包。
將描述圖5所示的實(shí)施例的操作。
在圖5中，假定數(shù)據(jù)包a、b、c和d以這樣的順序被從通信路徑20發(fā)送出，并且由包接收部分403接收到，并且每個(gè)數(shù)據(jù)包的目的地址是通信部分40所屬的目的地址。數(shù)據(jù)包a、b、c和d通過(guò)廣播通信從位于另外通信站的數(shù)據(jù)發(fā)送部分401被發(fā)送出。
包接收部分403將接收時(shí)間t1、t2、t3和t4分別附在數(shù)據(jù)包a、b、c和d上。
第一個(gè)接收到的數(shù)據(jù)包a和接收時(shí)間t1被存儲(chǔ)在接收緩沖器402a中。
第二個(gè)接收到的數(shù)據(jù)包b和接收時(shí)間t2被存儲(chǔ)在接收緩沖器402b中。
以相似的方法，存儲(chǔ)被交替改變；數(shù)據(jù)包c(diǎn)和接收時(shí)間t3被存儲(chǔ)在接收緩沖器402a中，數(shù)據(jù)包d和接收時(shí)間t4被存儲(chǔ)在接收緩沖器402b中。
接收緩沖器讀取部分407從包含最近接收時(shí)間的接收緩沖器402a或402b讀取數(shù)據(jù)包。
在數(shù)據(jù)包a和接收時(shí)間t1被存儲(chǔ)在接收緩沖器402a中的時(shí)間點(diǎn)，接收緩沖器讀取部分407從接收緩沖器402a讀取數(shù)據(jù)包a和接收時(shí)間t1。
在數(shù)據(jù)包b和接收時(shí)間t2被存儲(chǔ)在接收緩沖器402b中的時(shí)間點(diǎn)，接收時(shí)間t2是最近時(shí)間。接收緩沖器讀取部分407從接收緩沖器402b讀取數(shù)據(jù)包b和接收時(shí)間t2。
以相似的方法，數(shù)據(jù)包c(diǎn)和接收時(shí)間t3作為一對(duì)以及數(shù)據(jù)包d和接收時(shí)間t4作為一對(duì)以這樣順序被讀取。
接收緩沖器讀取部分407在短于數(shù)據(jù)包發(fā)送的周期(數(shù)據(jù)發(fā)送部分401的廣播通信周期)的時(shí)間內(nèi)完成讀取過(guò)程。數(shù)據(jù)包a、b、c和d被讀取。
接收緩沖器讀取部分407將讀取的數(shù)據(jù)包和接收時(shí)間發(fā)送到高層PC 430。換言之，最近數(shù)據(jù)被發(fā)送到PC 430。
根據(jù)圖5所示的實(shí)施例，可以讀取最近數(shù)據(jù)包，這使得高層側(cè)能夠監(jiān)視最近數(shù)據(jù)。例如，可以從高層側(cè)監(jiān)視監(jiān)視點(diǎn)的開(kāi)關(guān)的最近狀態(tài)。
盡管在本實(shí)施例中提供了兩個(gè)接收緩沖器，但是也可以提供三個(gè)或更多接收緩沖器。當(dāng)提供了三個(gè)接收緩沖器A、B、和C時(shí)，接收到的數(shù)據(jù)包以A、B和C的順序逐個(gè)地存儲(chǔ)在這三個(gè)接收緩沖器中。
(4)第四實(shí)施例圖6是示出本發(fā)明的另一實(shí)施例的框圖。圖6示出了設(shè)置在時(shí)分復(fù)用通信部分104中的通信部分的示例性結(jié)構(gòu)。
在圖6中，通信部分50是用于執(zhí)行1對(duì)1非周期性立即響應(yīng)數(shù)據(jù)通信的通信部分。盡管為了簡(jiǎn)潔圖6中沒(méi)有示出通信站，但是通信部分50位于通信站中。
數(shù)據(jù)發(fā)送部分501將數(shù)據(jù)包播發(fā)到單一通信站，并且在在預(yù)定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有從接收站返回正常確認(rèn)的情況下重新發(fā)送數(shù)據(jù)包。數(shù)據(jù)發(fā)送部分501基于定時(shí)器部分502的時(shí)間計(jì)數(shù)來(lái)識(shí)別已經(jīng)經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間。
當(dāng)正常地接收到數(shù)據(jù)包時(shí)數(shù)據(jù)接收部分503發(fā)送正常確認(rèn)。
數(shù)據(jù)發(fā)送部分501獨(dú)立于分配到本地通信站的時(shí)隙重新發(fā)送數(shù)據(jù)包。
數(shù)據(jù)接收部分503獨(dú)立于分配到本地通信站的時(shí)隙發(fā)送正常確認(rèn)。
基于特定例子來(lái)描述其。
圖7示出了通信站的連接例子。
在圖7中，通信站1A、1B和1C連接到通信路徑20。這些通信站1A、1B和1C被分別分配時(shí)隙。通信站1A、1B和1C使用通信路徑20來(lái)執(zhí)行基于時(shí)分的通信。通信站1A、1B和1C被分別稱作通信站A、通信站B和通信站C。
圖8是示出圖7中的通信站的通信過(guò)程的時(shí)序圖。
如圖8所示，通信站A、通信站B和通信站C被分別分配時(shí)隙TA、TB和TC(TC沒(méi)有示出)。
在時(shí)隙TA中，通信站A將數(shù)據(jù)包發(fā)送到另一通信站。在所示例子中，通信站A將數(shù)據(jù)包1發(fā)送到通信站C。即使在時(shí)隙TA的時(shí)間區(qū)域內(nèi)通信站C將正常確認(rèn)510返回到通信站A。通信站C獨(dú)立于本地通信站的時(shí)隙返回正常確認(rèn)510。
圖中的實(shí)線箭頭表示在本地通信站的時(shí)隙內(nèi)的通信。圖中的虛線箭頭表示本地通信站的時(shí)隙以外的時(shí)隙內(nèi)執(zhí)行的通信。
相似地，通信站B和通信站C在時(shí)隙TB和TC內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)包。
假定通信站A在時(shí)隙TA內(nèi)已經(jīng)將數(shù)據(jù)包2發(fā)送到通信站C，并且來(lái)自通信站C的正常確認(rèn)丟失并在經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間以后沒(méi)有從通信站C返回正常確認(rèn)。此時(shí)，通信站A獨(dú)立于時(shí)隙TA重新發(fā)送數(shù)據(jù)包。在圖中，在步驟520中，通信站A在時(shí)隙TB內(nèi)將數(shù)據(jù)包2重新發(fā)送到通信站C。與此響應(yīng)，通信站C在時(shí)隙TB內(nèi)返回正常確認(rèn)。
根據(jù)圖6的實(shí)施例，數(shù)據(jù)包的重新發(fā)送和正常確認(rèn)獨(dú)立于涉及的通信站的時(shí)隙而被執(zhí)行。即使在存在大量通信站的環(huán)境下，這也防止了通信的響應(yīng)延遲時(shí)間的增加。因此，可以提供適于大規(guī)模通信系統(tǒng)的通信控制系統(tǒng)。
(5)第五實(shí)施例圖9是示出本發(fā)明的另一實(shí)施例的框圖。圖9示出了設(shè)置在時(shí)分復(fù)用通信部分104中的通信部分的示例性結(jié)構(gòu)。
在圖9中，通信部分60是用于執(zhí)行1對(duì)1非周期性否定確認(rèn)數(shù)據(jù)通信的通信部分。
數(shù)據(jù)發(fā)送部分601發(fā)送附有序列號(hào)的數(shù)據(jù)包，每次執(zhí)行發(fā)送時(shí)該序列號(hào)改變。
數(shù)據(jù)接收部分602每當(dāng)接收到數(shù)據(jù)包時(shí)，檢查附在數(shù)據(jù)包上的序列號(hào)，并且當(dāng)作為檢查的結(jié)果檢測(cè)到丟失的序列號(hào)時(shí)，將否定確認(rèn)包發(fā)送到發(fā)送站。
存儲(chǔ)部分603存儲(chǔ)了用于通信的序列號(hào)604。
在該通信部分60，當(dāng)檢測(cè)到丟失的序列號(hào)時(shí)，數(shù)據(jù)接收部分602發(fā)送否定確認(rèn)包，該否定確認(rèn)包附有指定最近正常接收到的數(shù)據(jù)包的序列號(hào)。
當(dāng)發(fā)送站中的數(shù)據(jù)發(fā)送部分601接收到否定確認(rèn)包時(shí)，其順序地從未傳遞的數(shù)據(jù)包開(kāi)始重新發(fā)送數(shù)據(jù)包，該未傳遞的數(shù)據(jù)包由附在該否定確認(rèn)包上的序列號(hào)指定。
當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)送部分601在數(shù)據(jù)包發(fā)送完成后的預(yù)定時(shí)間內(nèi)不發(fā)送后續(xù)數(shù)據(jù)包時(shí)，其發(fā)送傳遞確認(rèn)包。在響應(yīng)于該傳遞確認(rèn)包從接收站返回的確認(rèn)包所指示的序列號(hào)不表示最近發(fā)送的數(shù)據(jù)包的情況下，數(shù)據(jù)發(fā)送部分601從由返回的確認(rèn)包所指定的未傳遞的數(shù)據(jù)包開(kāi)始順序地重新發(fā)送數(shù)據(jù)包。
當(dāng)數(shù)據(jù)接收部分602接收到該傳遞確認(rèn)包時(shí)，其將確認(rèn)包返回到發(fā)送站，該確認(rèn)包附有指定最近接收到的數(shù)據(jù)包的序列號(hào)。
圖10是示出圖9所示的實(shí)施例的通信過(guò)程的示例的流程圖。
發(fā)送站中的數(shù)據(jù)發(fā)送部分601順序地將附有序列號(hào)的數(shù)據(jù)包發(fā)送到接收站。每次執(zhí)行發(fā)送時(shí)數(shù)據(jù)發(fā)送部分601改變將被附在數(shù)據(jù)包上的序列號(hào)，例如，S1、S2等。
假定具有序列號(hào)S1到S7的數(shù)據(jù)包已經(jīng)被發(fā)送而對(duì)應(yīng)于序列號(hào)S6的數(shù)據(jù)沒(méi)有被接收到。在這種情況下，接收站中的數(shù)據(jù)接收部分602在接收到序列號(hào)S7的數(shù)據(jù)時(shí)檢測(cè)到了序列號(hào)S6的丟失。
當(dāng)接收站中的數(shù)據(jù)接收部分602接收到序列號(hào)S7時(shí)，其立即將否定確認(rèn)包S6’通知發(fā)送站，該否定確認(rèn)包S6’包括關(guān)于丟失的數(shù)據(jù)的序列號(hào)S6的信息。當(dāng)發(fā)送站接收到該通知時(shí)，其從序列號(hào)S6開(kāi)始以S6、S7、S8等順序來(lái)重新發(fā)送數(shù)據(jù)包。
在這種情況下，盡管序列號(hào)S7的數(shù)據(jù)包由接收通信站接收兩次，但是相同數(shù)據(jù)被覆寫(xiě)在接收到的數(shù)據(jù)文件上，從而不產(chǎn)生問(wèn)題。
這樣，圖9中的實(shí)施例的通信是否定確認(rèn)型通信，其中，接收方將任何丟失的接收包的非正常性通知發(fā)送方。
圖11是示出圖9所示的實(shí)施例中的傳遞確認(rèn)包和確認(rèn)包的通信過(guò)程的流程圖。
在來(lái)自發(fā)送站的傳遞完成序列號(hào)是S7的情況下，包括S7的傳遞確認(rèn)包被從發(fā)送站發(fā)送到接收站。接收站確認(rèn)S7的接收并且將包括關(guān)于S7的信息的確認(rèn)包S7’發(fā)送到發(fā)送站。
根據(jù)這樣的通信過(guò)程，發(fā)送站和接收站知道最近發(fā)送完成序列號(hào)，從而保持下一個(gè)數(shù)據(jù)包發(fā)送的序列號(hào)的相等。
在如上所述的發(fā)送站和接收站之間的使用序列號(hào)的通信過(guò)程中，兩個(gè)站擁有序列號(hào)的共同信息。
例如，發(fā)送站和接收站擁有共同規(guī)則，該共同規(guī)則是序列號(hào)從1增加并且最大值是逐次加1而獲得。序列號(hào)可以不從1增加。例如，只要共同規(guī)則由發(fā)送站和接收站擁有，則序列號(hào)可以是遞增的偶數(shù)或奇數(shù)或者是隨機(jī)可變數(shù)。在存儲(chǔ)部分603中的共同規(guī)則由發(fā)送站和接收站擁有。
數(shù)據(jù)接收部分602可以獨(dú)立于對(duì)應(yīng)的時(shí)隙來(lái)發(fā)送否定確認(rèn)包和確認(rèn)包。在這種情況下使用的通信過(guò)程與圖7所示的通信過(guò)程相似。
通過(guò)圖9所示的實(shí)施例獲得了以下優(yōu)點(diǎn)。
接收站檢查每個(gè)數(shù)據(jù)包的序列號(hào)，并且當(dāng)檢測(cè)到序列號(hào)丟失時(shí)將否定確認(rèn)包發(fā)送到發(fā)送站。這提供了以下優(yōu)點(diǎn)(1)沒(méi)有必要每次執(zhí)行發(fā)送時(shí)都產(chǎn)生正常確認(rèn)。因此，可以保證數(shù)據(jù)包傳輸?shù)淖畲笸掏铝俊?br>
(2)當(dāng)在接收到的包中檢測(cè)到序列號(hào)丟失時(shí)，否定確認(rèn)包被發(fā)送到發(fā)送站，而非在預(yù)定數(shù)目的包被發(fā)送以后進(jìn)行接收確認(rèn)。這使得可以實(shí)時(shí)檢測(cè)故障。
(6)第六實(shí)施例圖12是示出本發(fā)明的另一實(shí)施例的框圖。圖12示出了設(shè)置在時(shí)分復(fù)用通信部分104中的通信部分的示例性結(jié)構(gòu)。
在圖9中，通信部分70是用于執(zhí)行1對(duì)1周期性數(shù)據(jù)通信的通信部分。
在圖12中，發(fā)送請(qǐng)求部分701基于數(shù)據(jù)獲取請(qǐng)求通過(guò)開(kāi)始請(qǐng)求包來(lái)請(qǐng)求周期性發(fā)送尋址到特定通信站的數(shù)據(jù)包。
停止請(qǐng)求部分702通過(guò)停止請(qǐng)求包來(lái)請(qǐng)求停止周期性發(fā)送數(shù)據(jù)包。
當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)送部分703接收到開(kāi)始請(qǐng)求包時(shí)，其在由該開(kāi)始請(qǐng)求包指定的周期中開(kāi)始將由該開(kāi)始請(qǐng)求包指定的數(shù)據(jù)包發(fā)送到請(qǐng)求通信站。當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)送部分703接收到停止請(qǐng)求包時(shí)，其停止發(fā)送數(shù)據(jù)包。
數(shù)據(jù)接收部分704接收數(shù)據(jù)包。
圖13示出了數(shù)據(jù)接收部分704的示例性結(jié)構(gòu)。
在圖13中，接收緩沖器720a和720b、包接收部分721、定時(shí)器部分722和接收緩沖器讀取部分723分別具有與接收緩沖器402a和402b、包接收部分403、定時(shí)器部分404和接收緩沖器讀取部分407的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)。
數(shù)據(jù)接收部分704也將接收時(shí)間附在接收到的數(shù)據(jù)包上，并且將數(shù)據(jù)包逐個(gè)地存儲(chǔ)到多個(gè)接收緩沖器中。數(shù)據(jù)接收部分704從該多個(gè)接收緩沖器讀取附有最近接收時(shí)間的數(shù)據(jù)包，并且將其發(fā)送到高層側(cè)。
在圖12所示的實(shí)施例中，通信站不主動(dòng)地發(fā)送數(shù)據(jù)包，而是當(dāng)接收到數(shù)據(jù)獲取請(qǐng)求時(shí)才將數(shù)據(jù)包發(fā)送到請(qǐng)求通信站。當(dāng)接收到停止請(qǐng)求時(shí)，該通信站停止發(fā)送。即，僅僅當(dāng)必要時(shí)，該通信站才與另一目標(biāo)通信站進(jìn)行通信。與1對(duì)N廣播通信相比較，這降低了整體通信量，從而減少了該通信站的存儲(chǔ)區(qū)域。對(duì)大量通信站或大量通信數(shù)據(jù)而言，這種結(jié)構(gòu)尤其有效。
(7)第七實(shí)施例圖14是示出本發(fā)明的另一實(shí)施例的框圖。
在圖14中，通信站80連接到通信路徑20。該通信站根據(jù)諸如UDP或IP的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議來(lái)執(zhí)行通信。
發(fā)送隊(duì)列部分801a到801c存在于OSI(開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián))分層模型的第二層和第三層之間，并且組成了發(fā)送包的隊(duì)列。每個(gè)通信類(lèi)型都設(shè)置了這樣的發(fā)送隊(duì)列部分801a到801c。
接收隊(duì)列部分802a到802c存在于OSI(開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián))分層模型的第二層和第三層之間，并且組成了接收包的隊(duì)列。每個(gè)通信類(lèi)型都設(shè)置了這樣的接收隊(duì)列部分802a到802c。
發(fā)送部分803具有OSI分層模型的第一和第二層的功能，并且以預(yù)定的優(yōu)先級(jí)順序發(fā)送發(fā)送隊(duì)列部分801a到801c中的包，該包附有對(duì)應(yīng)于發(fā)送隊(duì)列部分801a到801c的優(yōu)先級(jí)信息。
接收部分804具有OSI分層模型的第一和第二層的功能，并且根據(jù)所附的優(yōu)先級(jí)信息來(lái)劃分和存儲(chǔ)接收隊(duì)列部分802a到802c中的接收到的包。
讀取部分805根據(jù)預(yù)定的優(yōu)先級(jí)順序來(lái)讀取存儲(chǔ)在接收隊(duì)列部分802a到802c中的數(shù)據(jù)，并且將該數(shù)據(jù)發(fā)送到高層PC 430。
發(fā)送隊(duì)列部分801a、801b、801c具有降序的優(yōu)先級(jí)。發(fā)送隊(duì)列部分801a、801b、801c中分別設(shè)置有用于高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)、中優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)和低優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)的隊(duì)列。
接收隊(duì)列部分802a、802b、802c具有降序的優(yōu)先級(jí)。接收隊(duì)列部分802a、802b、802c中分別設(shè)置有用于高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)、中優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)和低優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)的隊(duì)列。
當(dāng)給定這樣的優(yōu)先級(jí)時(shí)，例如，當(dāng)發(fā)送隊(duì)列部分801a中不存在數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)送部分803執(zhí)行發(fā)送隊(duì)列部分801b的發(fā)送處理。
當(dāng)接收隊(duì)列部分802a和802b中不存在數(shù)據(jù)時(shí)，讀取部分805執(zhí)行接收隊(duì)列部分802c的接收處理。
可以在圖14所示的實(shí)施例中執(zhí)行圖2所示的實(shí)施例的使用時(shí)隙的時(shí)分復(fù)用通信。
根據(jù)圖14所示的實(shí)施例，提供了給定特性的緩沖器。這使得在需要實(shí)時(shí)性的傳輸路徑上優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)能夠超越非優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)通信。
在如上所述的實(shí)施例中，通信站位于操作監(jiān)視設(shè)備或分布式控制系統(tǒng)的控制器中。
權(quán)利要求
1.一種通信控制系統(tǒng)，所述通信控制系統(tǒng)用于使得根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議執(zhí)行通信的通信站基于通信頻帶的時(shí)間劃分來(lái)執(zhí)行復(fù)用通信，所述通信控制系統(tǒng)包括時(shí)隙分配部分，用于將作為時(shí)間劃分的基本周期的通信周期分成多個(gè)時(shí)隙，并且將一通信站組和通信部分的一種類(lèi)型分配到每個(gè)時(shí)隙；和時(shí)分復(fù)用通信部分，用于根據(jù)由所述時(shí)隙分配部分分配的通信站組和通信部分類(lèi)型在時(shí)隙期間內(nèi)執(zhí)行通信。
2.如權(quán)利要求1所述的通信控制系統(tǒng)，其中，通過(guò)基于所述各個(gè)通信站的地址將所述通信站分組來(lái)產(chǎn)生所述通信站組。
3.如權(quán)利要求1或2所述的通信控制系統(tǒng)，其中，所述通信部分類(lèi)型包括時(shí)間同步通信、1對(duì)N非周期性數(shù)據(jù)通信、1對(duì)N周期性數(shù)據(jù)通信、1對(duì)1非周期性數(shù)據(jù)通信和1對(duì)1周期性數(shù)據(jù)通信中的至少一個(gè)。
4.如權(quán)利要求3所述的通信控制系統(tǒng)，其中，所述1對(duì)1非周期性數(shù)據(jù)通信是確認(rèn)型通信和否定確認(rèn)型通信中的至少一個(gè)，所述確認(rèn)型通信是所述1對(duì)1非周期性數(shù)據(jù)通信，其中，當(dāng)接收站正常地接收到數(shù)據(jù)時(shí)，接收站將確認(rèn)返回到發(fā)送站，所述否定確認(rèn)型通信是所述1對(duì)1非周期性數(shù)據(jù)通信，其中，當(dāng)接收站不能夠正常地接收到數(shù)據(jù)時(shí)，接收站將否定確認(rèn)返回到發(fā)送站。
5.如權(quán)利要求1、2或4所述的通信控制系統(tǒng)，其中，每個(gè)通信站配備有定時(shí)器部分和時(shí)間同步通信部分，并且每個(gè)通信站的定時(shí)器部分的時(shí)間與所有通信站的時(shí)隙由所述時(shí)間同步通信部分來(lái)同步。
6.如權(quán)利要求1所述的通信控制系統(tǒng)，其中，所述通信部分是用于執(zhí)行1對(duì)N非周期性數(shù)據(jù)通信的通信部分，并且，所述通信部分包括數(shù)據(jù)發(fā)送部分，用于將數(shù)據(jù)包播發(fā)到作為多個(gè)通信站的目的的組地址；和數(shù)據(jù)接收部分，用于當(dāng)發(fā)送的數(shù)據(jù)包的目的地址是本地通信站所屬的組地址時(shí)，接收發(fā)送的數(shù)據(jù)包。
7.如權(quán)利要求1所述的通信控制系統(tǒng)，其中，所述通信部分是用于執(zhí)行1對(duì)N周期性數(shù)據(jù)通信的通信部分，并且所述通信部分包括數(shù)據(jù)發(fā)送部分，用于在固定的周期內(nèi)將數(shù)據(jù)包播發(fā)到作為多個(gè)通信站的目的的組地址；多個(gè)接收緩沖器，其中的每個(gè)緩沖器將接收到的數(shù)據(jù)包的接收時(shí)間和數(shù)據(jù)包作為一對(duì)存儲(chǔ)；包接收部分，用于當(dāng)所述接收到的數(shù)據(jù)包的目的地址是本地通信站所屬的組地址時(shí)，所述包接收部分將所述接收時(shí)間附在所述接收到的數(shù)據(jù)包上并且將所述數(shù)據(jù)包逐個(gè)地順序存儲(chǔ)在所述多個(gè)接收緩沖器中；和接收緩沖器讀取部分，用于從所述多個(gè)接收緩沖器中的具有最近接收時(shí)間的接收緩沖器讀取所述數(shù)據(jù)包，在短于廣播的周期的期間內(nèi)完成讀取，并且將所述數(shù)據(jù)包發(fā)送到高層側(cè)。
8.如權(quán)利要求1所述的通信控制系統(tǒng)，其中，所述通信部分是用于執(zhí)行1對(duì)1非周期性數(shù)據(jù)通信和立即響應(yīng)型通信的通信部分，并且所述通信部分包括數(shù)據(jù)發(fā)送部分，用于將數(shù)據(jù)包發(fā)送到單一通信站，并且在在預(yù)定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有從接收站返回正常確認(rèn)的情況下重新發(fā)送所述數(shù)據(jù)包；和數(shù)據(jù)接收部分，用于當(dāng)正常地接收到數(shù)據(jù)包時(shí)發(fā)送正常確認(rèn)。
9.如權(quán)利要求8所述通信控制系統(tǒng)，其中，所述數(shù)據(jù)發(fā)送部分獨(dú)立于所述時(shí)隙重新發(fā)送所述數(shù)據(jù)包。
10.如權(quán)利要求8所述的通信控制系統(tǒng)，其中，所述數(shù)據(jù)接收部分獨(dú)立于所述時(shí)隙來(lái)發(fā)送所述正常確認(rèn)。
11.如權(quán)利要求1所述的通信控制系統(tǒng)，其中，所述通信部分是用于執(zhí)行1對(duì)1非周期性數(shù)據(jù)通信和否定確認(rèn)型通信的通信部分，并且所述通信部分包括數(shù)據(jù)發(fā)送部分，用于發(fā)送附有序列號(hào)的數(shù)據(jù)包，針對(duì)每次發(fā)送改變所述序列號(hào)；和數(shù)據(jù)接收部分，用于每次接收到數(shù)據(jù)包時(shí)，檢查附在所述數(shù)據(jù)包上的序列號(hào)，并且當(dāng)作為檢查的結(jié)果檢測(cè)到丟失的序列號(hào)時(shí)，將否定確認(rèn)包發(fā)送到發(fā)送站。
12.如權(quán)利要求11所述的通信控制系統(tǒng)，其中，所述數(shù)據(jù)接收部分把指定最近正常接收到的數(shù)據(jù)包的序列號(hào)附在所述否定確認(rèn)包上，并且當(dāng)所述數(shù)據(jù)發(fā)送部分接收到所述否定確認(rèn)包時(shí)，所述數(shù)據(jù)發(fā)送部分從未傳遞的數(shù)據(jù)包開(kāi)始順序地重新發(fā)送數(shù)據(jù)包，所述未傳遞的數(shù)據(jù)包由附在所述否定確認(rèn)包上的序列號(hào)指定。
13.如權(quán)利要求11所述的通信控制系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述數(shù)據(jù)發(fā)送部分在完成數(shù)據(jù)包的發(fā)送之后預(yù)定時(shí)間內(nèi)不發(fā)送后繼數(shù)據(jù)包時(shí)，所述數(shù)據(jù)發(fā)送部分將傳遞確認(rèn)包發(fā)送到接收站，當(dāng)由返回的確認(rèn)包指定的序列號(hào)沒(méi)有指示最近發(fā)送的數(shù)據(jù)包時(shí)，所述數(shù)據(jù)發(fā)送部分從由所述返回的確認(rèn)包指定的未傳遞的數(shù)據(jù)包開(kāi)始順序地重新發(fā)送數(shù)據(jù)包，并且當(dāng)所述數(shù)據(jù)接收部分接收到所述傳遞確認(rèn)包時(shí)，所述數(shù)據(jù)接收部分把指定最近接收到的數(shù)據(jù)包的序列號(hào)被附在其上的確認(rèn)包返回到發(fā)送站。
14.如權(quán)利要求11到13中的任何一個(gè)所述的通信控制系統(tǒng)，其中，所述數(shù)據(jù)接收部分獨(dú)立于時(shí)隙執(zhí)行所述否定確認(rèn)包和所述確認(rèn)包的發(fā)送。
15.如權(quán)利要求1所述的通信控制系統(tǒng)，其中，所述通信部分是用于執(zhí)行1對(duì)1周期性數(shù)據(jù)通信的通信部分，并且所述通信部分包括發(fā)送請(qǐng)求部分，用于基于數(shù)據(jù)獲取請(qǐng)求通過(guò)開(kāi)始請(qǐng)求包來(lái)請(qǐng)求周期性發(fā)送尋址到特定通信站的數(shù)據(jù)包；停止請(qǐng)求部分，用于通過(guò)停止請(qǐng)求包來(lái)請(qǐng)求停止周期性發(fā)送數(shù)據(jù)包；數(shù)據(jù)發(fā)送部分，用于當(dāng)接收到所述開(kāi)始請(qǐng)求包時(shí)，所述數(shù)據(jù)發(fā)送部分在由所述開(kāi)始請(qǐng)求包指定的周期內(nèi)開(kāi)始把由所述開(kāi)始請(qǐng)求包指定的數(shù)據(jù)包發(fā)送到請(qǐng)求源的通信站，并且當(dāng)接收到停止請(qǐng)求包時(shí)停止發(fā)送數(shù)據(jù)包；和數(shù)據(jù)接收部分，用于接收所述數(shù)據(jù)包。
16.如權(quán)利要求15所述的通信控制系統(tǒng)，其中，所述數(shù)據(jù)接收部分包括多個(gè)接收緩沖器，其中每個(gè)接收緩沖器將所述接收到的數(shù)據(jù)包的接收時(shí)間和所述數(shù)據(jù)包作為一對(duì)進(jìn)行存儲(chǔ)；包接收部分，用于將所述接收時(shí)間附在所述接收到的數(shù)據(jù)包上，并且逐個(gè)順序地將所述數(shù)據(jù)包存儲(chǔ)在所述多個(gè)接收緩沖器中；和接收緩沖器讀取部分，用于從所述多個(gè)接收緩沖器中的具有最近接收時(shí)間的接收緩沖器讀取所述數(shù)據(jù)包，在短于由所述開(kāi)始請(qǐng)求包指定的周期的期間內(nèi)完成讀取，并且將所述數(shù)據(jù)包發(fā)送到高層側(cè)。
17.一種通信控制系統(tǒng)，用于根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議控制在多個(gè)通信站之間進(jìn)行的通信，所述通信控制系統(tǒng)包括多個(gè)發(fā)送隊(duì)列部分，其存在于OSI分層模型的預(yù)定層之間，針對(duì)每種類(lèi)型通信提供所述發(fā)送隊(duì)列部分，并且所述接收隊(duì)列部分構(gòu)成了發(fā)送包隊(duì)列；多個(gè)接收隊(duì)列部分，其存在于OSI分層模型的預(yù)定層之間，針對(duì)每種類(lèi)型通信提供所述接收隊(duì)列部分，并且所述接收隊(duì)列部分構(gòu)成了接收包隊(duì)列；發(fā)送部分，用于根據(jù)預(yù)定的優(yōu)先級(jí)順序來(lái)發(fā)送附有優(yōu)先級(jí)信息的所述多個(gè)發(fā)送隊(duì)列部分中的包，所述優(yōu)先級(jí)信息對(duì)應(yīng)于所述發(fā)送隊(duì)列部分；接收部分，用于根據(jù)所述優(yōu)先級(jí)信息將接收到的包分布并存儲(chǔ)在所述多個(gè)接收隊(duì)列部分中；和讀取部分，用于根據(jù)預(yù)定的優(yōu)先級(jí)順序來(lái)讀取存儲(chǔ)在所述多個(gè)接收隊(duì)列部分中的數(shù)據(jù)，并且將所述數(shù)據(jù)發(fā)送到高層側(cè)。
18.如權(quán)利要求17所述的通信控制系統(tǒng)，其中，在數(shù)據(jù)不存在于具有比特定發(fā)送隊(duì)列部分的優(yōu)先級(jí)高的優(yōu)先級(jí)的發(fā)送隊(duì)列部分中的情況下，所述發(fā)送部分執(zhí)行所述多個(gè)發(fā)送隊(duì)列部分中的所述特定發(fā)送隊(duì)列部分的發(fā)送處理。
19.如權(quán)利要求17所述的通信控制系統(tǒng)，其中，在數(shù)據(jù)不存在于具有比特定接收隊(duì)列部分的優(yōu)先級(jí)高的優(yōu)先級(jí)的接收隊(duì)列部分中的情況下，所述讀取部分執(zhí)行所述多個(gè)接收隊(duì)列部分中的所述特定接收隊(duì)列部分的讀取處理。
20.如權(quán)利要求1或17所述的通信控制系統(tǒng)，其中，所述發(fā)送隊(duì)列部分和所述接收隊(duì)列部分存在于OSI分層模型的第二層和第三層之間。
21.如權(quán)利要求1或17所述的通信控制系統(tǒng)，其中，所述標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議是UDP或IP。
全文摘要
提供了一種在實(shí)時(shí)性、可伸縮性和靈活性方面滿足工業(yè)應(yīng)用的需要的通信控制系統(tǒng)。為此，本發(fā)明使得根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議執(zhí)行通信的通信站基于通信頻帶的時(shí)間劃分來(lái)執(zhí)行復(fù)用通信。通過(guò)將通信周期分成多個(gè)時(shí)隙以及將一通信站組和通信部分的一種類(lèi)型分配到每個(gè)時(shí)隙來(lái)執(zhí)行通信。
文檔編號(hào)H04L29/08GK1898909SQ200480038599
公開(kāi)日2007年1月17日 申請(qǐng)日期2004年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月22日
發(fā)明者出町公二, 江橋博道, 赤羽國(guó)治, 中島剛, 幅口健二, 村上真之, 橫井豐明, 本鄉(xiāng)健 申請(qǐng)人:橫河電機(jī)株式會(huì)社