本發(fā)明涉及一種多個節(jié)點裝置通過通信線連接，并在每個規(guī)定周期進行數(shù)據(jù)交換的控制用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

控制用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(設(shè)備控制用傳送系統(tǒng)等)中，構(gòu)成系統(tǒng)的各機器(節(jié)點)必須在保證實時性的基礎(chǔ)上，相互交換大容量數(shù)據(jù)。保證實時性是指，例如在固定周期的各期間內(nèi)完成需要進行數(shù)據(jù)交換的所有機器間的數(shù)據(jù)交換。各機器以例如固定周期收集表示此時該機器的狀態(tài)等的數(shù)據(jù)，并將其傳輸至其他所有機器。反之，各機器會以例如固定周期獲得其他所有機器的各狀態(tài)數(shù)據(jù)等，并使用該獲取數(shù)據(jù)實施某些規(guī)定的處理。

另外，上述各機器(節(jié)點)是管理某些控制對象機器的裝置等，隨時收集例如表示控制管理機器的現(xiàn)狀的數(shù)據(jù)(溫度、壓力、轉(zhuǎn)速等)。然后，必須在所有機器(節(jié)點)中共享各機器(節(jié)點)的收集數(shù)據(jù)。

如果根據(jù)各機器(節(jié)點)中搭載的應(yīng)用程序產(chǎn)生的訪問請求，采用在事件性上進行相互訪問的傳送方式，則網(wǎng)絡(luò)負(fù)載依賴于應(yīng)用程序，無法保證實時性。因此，通過采用在各機器上設(shè)置虛擬的共用存儲器(commonmemory)，各機器在每個通信周期(掃描時間)以分時復(fù)用方式(互不相同的定時)通過將自身節(jié)點數(shù)據(jù)發(fā)送至網(wǎng)絡(luò)上的所有節(jié)點的傳送方式，實現(xiàn)了保證實時性的數(shù)據(jù)交換方式。另外，各節(jié)點利用接收到的數(shù)據(jù)更新上述共用存儲器的相應(yīng)區(qū)域的數(shù)據(jù)，從而應(yīng)用程序?qū)灿么鎯ζ鬟M行訪問，獲得其他節(jié)點的最新數(shù)據(jù)，并使用該最新數(shù)據(jù)實施某些處理。

關(guān)于用來實現(xiàn)上述數(shù)據(jù)交換的網(wǎng)絡(luò)上的高效率的廣播通信(broadcastcommunication)方法，已經(jīng)提出了各種方法，此處作為一例列舉專利文獻1的發(fā)明。

專利文獻1的發(fā)明中，通過并用利用各節(jié)點的內(nèi)置計時器實施的分時復(fù)用訪問方式、以及根據(jù)來自主節(jié)點的同步化幀實施從屬節(jié)點的內(nèi)置計時器修正，從而防止來自各節(jié)點的發(fā)送定時重復(fù)，并且實現(xiàn)高效率的傳送。

或者例如專利文獻2中也公開了一種與專利文獻1大致相同的現(xiàn)有技術(shù)。

圖14表示采用上述專利文獻1、2等現(xiàn)有方法進行數(shù)據(jù)交換的具體例。

該現(xiàn)有方法中，各站(節(jié)點)具備循環(huán)計時器和發(fā)送計時器這2種計時器。循環(huán)計時器是用來生成數(shù)據(jù)交換周期(掃描時間)的計時器，在所有站中設(shè)定相同的時間?，F(xiàn)有方法中，針對利用同步幀實現(xiàn)所有站的循環(huán)計時器的同步化，沒有作特別說明。

發(fā)送計時器是用來生成各站的數(shù)據(jù)發(fā)送定時的計時器，所有站中設(shè)定為互不相同的值。發(fā)送計時器在循環(huán)計時器的計時結(jié)束時啟動，并在與上述設(shè)定值相應(yīng)的定時計時結(jié)束，因此所有站會在互不相同的定時計時結(jié)束。因此，例如圖14所示，所有站的數(shù)據(jù)發(fā)送定時互不相同。

以下說明圖14的具體例。

如圖所示，通過上述循環(huán)計時器生成數(shù)據(jù)交換周期(通信周期)即掃描時間101。掃描時間101由用于時刻校準(zhǔn)的圖示的tc頻帶102以及用于數(shù)據(jù)交換的圖示的ts頻帶103構(gòu)成。另外，tc頻帶、ts頻帶如例如專利文獻2所述，此處不作特別說明。

例如，tc頻帶中，利用專利文獻2等所記載的節(jié)點同步方法等，將用來進行時刻同步的同步幀104通過主節(jié)點發(fā)送至傳送路徑上，從而使各從屬節(jié)點的循環(huán)計時器同步化。而且，ts頻帶中，各節(jié)點以分配至本站的發(fā)送定時將本站的數(shù)據(jù)廣播發(fā)送至通信路徑上。各個節(jié)點以本站的循環(huán)計時器為基礎(chǔ)，在各通信循環(huán)的開始定時啟動本站的發(fā)送計時器，發(fā)送計時器計時結(jié)束的定時為上述發(fā)送定時。

因此，如圖14所示，所有站的發(fā)送計時器會在互不相同的定時計時結(jié)束，因此幀數(shù)據(jù)(107、110等)會以互不相同的定時廣播發(fā)送至未圖示的通信路徑上。換言之，通過對掃描時間101分時并將互不相同的發(fā)送時隙(105、108等)分配至各站。

專利文獻1的發(fā)明中，傳送路徑構(gòu)成為通過總線或串行電纜進行連接的網(wǎng)絡(luò)，但最近在工業(yè)用網(wǎng)絡(luò)中也開始使用以太網(wǎng)(ethernet)，考慮到與信息系統(tǒng)設(shè)備的聯(lián)動，在控制器級網(wǎng)絡(luò)中，其將繼續(xù)成為主流。

專利文獻1:日本專利特開2005-159754號公報

專利文獻2:國際公開編號wo2013/121568號

技術(shù)實現(xiàn)要素：

上述專利文獻1、2等的現(xiàn)有方法中，將物理層設(shè)為總線或串行電纜的級聯(lián)，因此能夠通過廣播一次向所有其他站發(fā)送數(shù)據(jù)。能夠假設(shè)廣播發(fā)送的數(shù)據(jù)的接收定時在各節(jié)點為同時或者幾乎能夠忽略時間差。

另一方面，在例如將100base-tx、1000base-t等以太網(wǎng)作為傳送路徑的全雙工線路等、且采用環(huán)型或線型作為拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的情況下，其構(gòu)成為，各站(節(jié)點)為了與相鄰站以外的站進行通信，要以通過位于本站與通信對象站之間的1個以上的站進行中繼為前提來實施傳送。也就是說，采用該結(jié)構(gòu)時，只有相鄰站才能實現(xiàn)各站的直接通信。如果某節(jié)點從相鄰站所發(fā)送的幀數(shù)據(jù)并非向本站發(fā)送時，會將其中繼至其他相鄰站。通過重復(fù)該中繼，最終幀數(shù)據(jù)會到達發(fā)送目標(biāo)站。

另外，上述相鄰站是指，直接通過通信線與本站連接的其他站。此外，由于是全雙工線路，所以通信線設(shè)有上行和下行2種。也就是說，設(shè)有用于從本站向相鄰站發(fā)送數(shù)據(jù)的通信線以及用于接收從相鄰站發(fā)送出的數(shù)據(jù)的通信線。

一般通過fw或lsi等將幀數(shù)據(jù)中繼至鄰接節(jié)點時，會發(fā)生固定的中繼延遲，因此將任意節(jié)點的幀數(shù)據(jù)廣播通信至所有節(jié)點時，最大情況需要“‘構(gòu)成節(jié)點數(shù)-1’×中繼延遲時間+傳送時間”的時間。

圖15是采用環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的全雙工線路的控制用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的具體例。

圖示的例子中，4個節(jié)點(站1、站2、站3、站4)分別通過上述上行和下行2條通信線，如圖所示連接成環(huán)型，將整個網(wǎng)絡(luò)中向右旋轉(zhuǎn)(順時針旋轉(zhuǎn))的通信路徑設(shè)為線路a，將向左旋轉(zhuǎn)(逆時針旋轉(zhuǎn))的通信路徑設(shè)為線路b。在線路a的情況下，例如來自站1的發(fā)送數(shù)據(jù)會按照站1→站3→站2→站4→站1的順序，依次通過站3、站2、站4中繼，并返回站1。同樣地，在線路b的情況下，例如來自站1的發(fā)送數(shù)據(jù)會按照站1→站4→站2→站3→站1的順序，依次通過站4、站2、站3中繼，并返回站1。

圖16表示采用圖15的系統(tǒng)中現(xiàn)有的通信方式的控制用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的動作的一例。另外，圖16是上述線路a的動作例，線路b也大致相同。

如上所述，控制用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，在固定周期的各掃描時間內(nèi)，所有站必須將本站的數(shù)據(jù)發(fā)送給其他所有站。圖16中示出了在例如圖15所示的環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)中實現(xiàn)該動作時的動作例。

圖16的示例為令牌方式，獲得令牌(發(fā)送權(quán))的站能夠發(fā)送本站的數(shù)據(jù)，其他站則接收并中繼該數(shù)據(jù)。

圖中的示例中，首先，站1獲得令牌，然后將本站的數(shù)據(jù)發(fā)送至下游的相鄰站。在線路a的情況下，圖15的結(jié)構(gòu)中下游的相鄰站為站3。在線路a的情況下，圖15的結(jié)構(gòu)中站1的上游的相鄰站為站4。另外，圖16中，矩形表示收發(fā)數(shù)據(jù)幀(信息包)，并且各站的上側(cè)表示接收，下側(cè)表示發(fā)送。此外，橫軸為時間。矩形中的數(shù)字表示發(fā)送源的站，例如‘1’表示發(fā)送源為站1，記作信息包‘站1’。獲得上述令牌的站1會對站3發(fā)送信息包‘站1’。另外，矩形中的‘t’表示令牌。

站3接收上述信息包‘站1’后，在獲得該信息包的同時向下游的相鄰站(站2)中繼。收到該信息包‘站1’的站2也同樣地，在獲得的同時向下游的相鄰站(站4)中繼。收到該信息包‘站1’的站4也同樣地，在獲得的同時向下游的相鄰站(站1)中繼。

由此，站1會接收本站的發(fā)送數(shù)據(jù)幀，并釋放令牌。此處，令牌中包含權(quán)限站信息，在釋放時會更新權(quán)限站。此處，假設(shè)權(quán)限站以‘1’→‘2’→‘3’→‘4’→‘1’→‘2’→等的方式，在每次釋放時進行更新。此處，在上述站1的令牌釋放時，權(quán)限站會更新為‘2’。

然后，站1的下游的相鄰站即站3接收令牌，但由于權(quán)限站并非本站，所以會直接中繼至本站的下游的相鄰站即站2。站2接收令牌后，由于權(quán)限站為本站，所以獲得發(fā)送權(quán)，發(fā)送本站的數(shù)據(jù)(信息包‘站2’)。當(dāng)然會將本站的數(shù)據(jù)發(fā)送至本站的下游的相鄰站即站4。該信息包‘站2’也與上述信息包‘站1’大致同樣地，按照站2→站4→站1→站3的順序依次進行接收、中繼，最后站2接收本站的發(fā)送數(shù)據(jù)，并釋放令牌。

然后，站3、站4也獲得令牌并取得發(fā)送權(quán)，發(fā)送本站的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)依次通過其他站中繼后，返回本站。

如此，所有站1、2、3、4發(fā)送本站的數(shù)據(jù)，并且其他站全都接收、獲取該數(shù)據(jù)。也就是說，所有站將本站的數(shù)據(jù)發(fā)送給其他所有站。

控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，必須以例如固定周期、例如在循環(huán)計時器從啟動至計時結(jié)束為止的時間(掃描時間)內(nèi)，完成需要交換數(shù)據(jù)的所有站(節(jié)點)相互彼此的數(shù)據(jù)交換。也就是說，所有站必須分別將本站的數(shù)據(jù)發(fā)送至其他所有站。想要通過環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)該動作時，例如通過令牌方式來進行的情況下，會進行上述圖16所示的動作。也就是說，將發(fā)送信息包在各站巡回一圈(至返回本站為止)所用的時間設(shè)為ta，將站數(shù)設(shè)為m時，最少也要花費“ta×m”的時間。也就是說，非常耗費時間，因此必須將上述掃描時間設(shè)定得非常長。換言之，會產(chǎn)生數(shù)據(jù)交換周期變長的問題。

本發(fā)明的課題在于提供一種控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及其節(jié)點裝置等，能夠在連接至網(wǎng)絡(luò)的所有節(jié)點裝置相互進行數(shù)據(jù)交換的控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，提高傳送效率并以比現(xiàn)有技術(shù)更短的時間完成數(shù)據(jù)交換。

本發(fā)明的控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)即多個節(jié)點裝置相互進行交換數(shù)據(jù)的控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，所述各節(jié)點裝置具有下述各結(jié)構(gòu)：

·數(shù)據(jù)發(fā)送單元，該數(shù)據(jù)發(fā)送單元在每個規(guī)定的數(shù)據(jù)交換周期以規(guī)定的定時向相鄰站發(fā)送本裝置的數(shù)據(jù)；以及

·中繼單元，該中繼單元在接收到來自任意相鄰站的發(fā)送數(shù)據(jù)時，獲取該發(fā)送數(shù)據(jù)并且將該發(fā)送數(shù)據(jù)向其他相鄰站進行中繼；

而且，將所有節(jié)點裝置的所述規(guī)定的定時設(shè)為相同定時。

附圖說明

圖1(a)、(b)是本例的控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖。

圖2(a)、(b)是表示節(jié)點的驅(qū)動器的處理的流程圖(其1)。

圖3是表示節(jié)點的驅(qū)動器的處理的流程圖(其2)。

圖4是表示節(jié)點的驅(qū)動器的處理的流程圖(其3)。

圖5是表示節(jié)點的處理部的處理的流程圖。

圖6是表示采用本方法的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的本站數(shù)據(jù)發(fā)送所涉及的動作的圖。

圖7是表示采用本方法的系統(tǒng)整體的數(shù)據(jù)收發(fā)動作的圖(其1)。

圖8是表示采用本方法的系統(tǒng)整體的數(shù)據(jù)收發(fā)動作的圖(其2)。

圖9(a)、(b)是步驟s21、s23、s24、s26的處理示意圖。

圖10是本例的控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的其他例。

圖11是本例的控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的功能框圖。

圖12是線型的全雙工線路的控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)例。

圖13是環(huán)型的單線路的控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)例。

圖14是表示采用現(xiàn)有方法的數(shù)據(jù)交換的具體例的圖。

圖15是采用環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的全雙工線路的控制用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的具體例。

圖16是表示采用圖15的系統(tǒng)中現(xiàn)有的通信方式的控制用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的動作的一例的圖。

具體實施方式

以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。

圖1(a)、(b)是本例的控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖。

另外，圖1中例示了全雙工線路等且以環(huán)型作為拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，但本例的控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)并不限定于此例。例如，也可以并非環(huán)型而是線型，也可以是以下圖示的其他類型。此外，并不限定于全雙工線路，也可以是例如二倍的線路數(shù)(稱為全四工線路)等，或者也可以是單線路。此外，圖1中例示的構(gòu)成節(jié)點為4個，當(dāng)然不限于此例。

此外，本例的控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，如上所述，構(gòu)成系統(tǒng)的各機器(節(jié)點)也必須相互進行數(shù)據(jù)交換，并且必須在保證實時性的基礎(chǔ)上進行數(shù)據(jù)交換。因此，必須在例如通過上述循環(huán)計時器規(guī)定的數(shù)據(jù)交換周期的時間內(nèi)(掃描時間內(nèi))完成所有節(jié)點間的數(shù)據(jù)交換。也就是說，其前提為所有節(jié)點必須在掃描時間內(nèi)將自身節(jié)點的數(shù)據(jù)發(fā)送至其他所有節(jié)點。換言之，如上所述，其前提為，構(gòu)成系統(tǒng)的各機器(站；節(jié)點)必須在保證實時性的基礎(chǔ)上相互進行交換數(shù)據(jù)。

圖1(a)所示的例子的控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與上述圖15同樣地，圖示的4個節(jié)點10(站1、站2、站3、站4)通過全雙工通信線路12、13連接，并且將整個網(wǎng)絡(luò)中向右旋轉(zhuǎn)(順時針旋轉(zhuǎn))的通信路徑設(shè)為線路a，將向左旋轉(zhuǎn)(逆時針旋轉(zhuǎn))的通信路徑設(shè)為線路b。如圖15所示，通信線路12、13為例如上行和下行的通信線，例如站1與站2之間的通信中，站1通過通信線路12向站2發(fā)送數(shù)據(jù)，站2通過通信線路13向站1發(fā)送數(shù)據(jù)。

更詳細(xì)地說，如圖1(b)所示，各節(jié)點10具有例如驅(qū)動器11，上述線路a所涉及的通信線路12(12a、12b、12c、12d)和上述線路b所涉及的通信線路13(13a、13b、13c、13d)分別如圖所示連接至各節(jié)點10的驅(qū)動器11。

此處，通信線路12、13分別由多根通信線(串行線等)而非1根通信線(串行線等)構(gòu)成。也就是說，例如通信線路12由圖示的通信線12a、12b、12c、12d構(gòu)成。各通信線連接在任意的2個節(jié)點10之間。圖示的例子中，通信線12a連接在站1-站2之間，通信線12b連接在站2-站3之間，通信線12c連接在站3-站4之間，通信線12d連接在站4-站1之間。

通信線路13也是同樣的。也就是說，通信線路13由圖示的通信線13a、13b、13c、13d構(gòu)成。各通信線連接在任意的2個節(jié)點10之間。圖示的例子中，通信線13a連接在站1-站2之間，通信線13b連接在站2-站3之間，通信線13c連接在站3-站4之間，通信線13d連接在站4-站1之間。

而且，例如對于站1-站2間通信，站1通過通信線12a向站2發(fā)送數(shù)據(jù)幀(信息包)，站2通過通信線13a向站1發(fā)送數(shù)據(jù)幀(信息包)。因此，即使站1與站2同時相互發(fā)送信息包，由于使用的通信線不同，所以不會發(fā)生信息包沖突。其他站間的通信也同樣如此，作為整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，即使所有站同時發(fā)送信息包，由于各自發(fā)送信息包時使用的通信線不同，所以不會發(fā)生信息包沖突。

此外，各節(jié)點10除了上述驅(qū)動器11以外，還具有處理部14、循環(huán)計時器15以及發(fā)送計時器16。循環(huán)計時器15、發(fā)送計時器16已在上述專利文獻1、2中進行了說明，此處省略說明。處理部14執(zhí)行節(jié)點10的主要處理，例如未圖示的控制對象機器的處理、表示其狀態(tài)的數(shù)據(jù)等的收集、循環(huán)計時器15及發(fā)送計時器16的設(shè)定、啟動的管理以及發(fā)送數(shù)據(jù)幀(信息包)的生成等各種處理。

驅(qū)動器11是經(jīng)由通信線路12、13進行通信處理的處理部(通信專用處理器等)，所述處理部例如根據(jù)來自上述處理部14的請求，將上述發(fā)送數(shù)據(jù)幀發(fā)送至其他節(jié)點，或者接收來自其他節(jié)點的發(fā)送數(shù)據(jù)幀后將其傳輸至處理部14等。

不論是通信線路12、13中的哪一個，驅(qū)動器11接收到由上游側(cè)發(fā)送的信息包后，會在判斷為要將其中繼時，將其向下游側(cè)發(fā)送。例如，若以站1為例，則線路a中站4為上游側(cè)，站2為下游側(cè)，線路b中站4為下游側(cè)，站2為上游側(cè)。

因此，站1的驅(qū)動器11經(jīng)由通信線12d接收來自站4的發(fā)送信息包(數(shù)據(jù)幀)后，在要對其進行中繼的情況下，經(jīng)由通信線12a將其傳輸至站2。另外，在進行中繼時，獲得數(shù)據(jù)幀的內(nèi)容(數(shù)據(jù))，并根據(jù)需要傳輸至處理部14。同樣地，經(jīng)由通信線13a接收來自站2的信息包后，在對其進行中繼時，經(jīng)由通信線13d將其發(fā)送至站4。此外，在站1發(fā)送本站的數(shù)據(jù)時，站1的驅(qū)動器11將該數(shù)據(jù)幀發(fā)送至線路a、線路b兩個系統(tǒng)。也就是說，將該數(shù)據(jù)幀經(jīng)由通信線12a發(fā)送至站2，并且經(jīng)由通信線13d將其發(fā)送至站4。

圖2(a)、(b)是表示節(jié)點10的處理的流程圖。

圖2(a)表示發(fā)送本站數(shù)據(jù)時驅(qū)動器11的處理。

節(jié)點10具有的上述處理部14(cpu/mpu等)通過執(zhí)行規(guī)定的軟件(程序)等，執(zhí)行規(guī)定的控制處理等。然后，作為該處理之一，在發(fā)生了發(fā)送本站的數(shù)據(jù)的事件的情況下，將該數(shù)據(jù)及發(fā)送請求傳輸至驅(qū)動器11。

驅(qū)動器11接收上述數(shù)據(jù)及發(fā)送請求后(步驟s11)，將該數(shù)據(jù)幀發(fā)送至上述線路a、線路b兩個系統(tǒng)(步驟s12)。如上所述，這兩個系統(tǒng)均向下游側(cè)發(fā)送。因此，在站1的情況下，線路a中經(jīng)由通信線路12a發(fā)送至站2，線路b中經(jīng)由通信線路13d發(fā)送至站4。

如果正常，則上述所發(fā)送的本站數(shù)據(jù)(信息包)會在網(wǎng)絡(luò)中巡回一圈后返回本站。此外，有時也會接收其他站的發(fā)送數(shù)據(jù)(信息包)。

圖2(b)表示數(shù)據(jù)接收時的驅(qū)動器11的處理。

驅(qū)動器11經(jīng)由上述線路a、b中的任一個接收任意的信息包后，實施圖2(b)的處理。首先，檢查接收信息包的發(fā)送源，在發(fā)送源為本站的情況下(步驟s21為否)，則放棄該信息包(步驟s23)。此時，本站在上述步驟s12中發(fā)送的信息包應(yīng)當(dāng)在網(wǎng)絡(luò)中巡回一圈并返回。

另一方面，在接收信息包的發(fā)送源是其他站(本站以外)(步驟s21為是)，中繼接收信息包(步驟s22)。也就是說，將接收信息包傳輸至下游的相鄰站。當(dāng)然，通過線路a接收到的情況下向線路a中的下游中繼，通過線路b接收到的情況下向線路b中的下游中繼。此外，即使在中繼時，接收信息包也殘留在未圖示的緩存等中，在下述步驟s24、s25的處理時進行利用。

在進行了步驟s22的處理的情況下，進一步判定該接收信息包與接收完成的信息包是否相同(步驟s24)。本例中，發(fā)送源節(jié)點在上述步驟s12中向線路a、線路b兩個系統(tǒng)發(fā)送信息包，因此如果正常，則其他站接收這2個信息包。因此，無需之后接收的信息包。然后，在所接收的信息包與接收完成的信息包相同的情況下(步驟s24為是)，則放棄接收信息包(步驟s26)。

另外，例如，發(fā)送源節(jié)點在上述步驟s12時，對要發(fā)送的2個信息包(數(shù)據(jù)幀)標(biāo)記相同的幀編號。通常，在每次發(fā)送數(shù)據(jù)幀時，標(biāo)記幀編號并進行發(fā)送。每次發(fā)送時，幀編號被更新(例如+1遞增)。因此，步驟s24的處理中，例如在接收信息包與接收完成的信息包的發(fā)送源節(jié)點相同且?guī)幪栂嗤那闆r下，判定為兩者相同。但這僅為一例，并不限定于此。

另一方面，在接收信息包為上述2個信息包中先接收到的任一個的情況下(步驟s24為否)，將該接收信息包的數(shù)據(jù)傳輸至處理部14(步驟s25)。雖然處理部14利用該數(shù)據(jù)進行某些處理，但本發(fā)明與其并無特別關(guān)系，因此省略說明。

此處，接收數(shù)據(jù)時驅(qū)動器11的處理并不限定于上述圖2(b)的處理例，也可以是例如圖3、圖4所示的處理。

圖3是接收數(shù)據(jù)時的驅(qū)動器11的處理流程圖(其2)。

圖4是接收數(shù)據(jù)時的驅(qū)動器11的處理流程圖(其3)。

以下，首先對圖3進行說明。

驅(qū)動器11經(jīng)由上述線路a、b中的任一個接收到任意的信息包后，執(zhí)行圖3的處理。首先，檢查接收信息包的發(fā)送源，在發(fā)送源為本站的情況下(步驟s31為否)，則放棄該信息包(步驟s35)。另外，步驟s31、s35的處理與上述步驟s21、s23的處理相同。

另一方面，在接收信息包的發(fā)送源為其他站的情況下(步驟s31為是)，接著判定接收信息包與接收完成的信息包是否相同(步驟s32)。該處理可以與上述步驟s24相同，此處不作特別說明。然后，在所接收的信息包與接收完成的信息包相同的情況下(步驟s32為是)，則放棄接收信息包(步驟s35)。步驟s35可以與上述步驟s26相同，進而步驟s26可以與步驟s23相同。由此，在圖3中，“放棄”處理匯總為一個來表示。

另一方面，在接收信息包為步驟s24中說明的2個信息包中先接收到的任一個的情況下(步驟s32為否)，中繼該接收信息包(先到信息包)(步驟s33)，并且將該數(shù)據(jù)傳輸至處理部14(步驟s34)。

步驟s33、s34可以與上述步驟s22、s25相同。

上述圖3的處理與圖2(b)的處理的不同點在于，接收信息包的發(fā)送源為其他站，并且在接收到首個信息包的情況下，進行該信息包的中繼處理。

也就是說，圖3的處理中，即使接收信息包的發(fā)送源為其他站，在所接收的信息包與接收完成的信息包相同的情況下，不進行該信息包的中繼。另一方面，圖2(b)的處理中，在此種情況下仍進行信息包的中繼。與圖2(b)的處理相比，圖3的處理能夠減少整個系統(tǒng)的中繼次數(shù)。圖3的處理中，例如可以視作使任意的節(jié)點10發(fā)送至線路a、線路b兩個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中、首先到達本站的數(shù)據(jù)(先到信息包)進行中繼，之后到達本站的數(shù)據(jù)(后到信息包)不進行中繼。

關(guān)于這點，例如在站3對于站1發(fā)送至兩個系統(tǒng)的信息包進行圖3的處理的情況下，假設(shè)路徑為站1→站2→站3的信息包先到達站3，然后路徑為站1→站4→站3的信息包到達站3。此時，圖3的處理中，后到達的信息包不會向站2中繼。但是，站2已經(jīng)按照上述站1→站2→站3的路徑完成接收信息包，所以沒有問題。

接著，說明圖4的處理。

另外，圖4的處理與圖2的處理的不同點在于，執(zhí)行步驟s41的處理來取代步驟s21，其他處理(步驟s42、s43、s44、s45)可以與圖2的步驟s22、s24、s25、s23(或s26)相同，此處不作特別說明。

步驟s41的處理為檢查接收信息包的發(fā)送源，并判定發(fā)送源是否為本站的下游的相鄰站發(fā)送的幀的處理。并且，在發(fā)送源為本站的下游的相鄰站發(fā)送的幀的情況下(步驟s41為是)，則放棄該接收信息包，否則(步驟s41為否)轉(zhuǎn)移至步驟s42。

另外，當(dāng)然會對各信息包(數(shù)據(jù)幀)標(biāo)記發(fā)送源節(jié)點的識別編號(站id等)。此外，例如各節(jié)點10預(yù)先存儲網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成信息。對于各節(jié)點10，網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成信息包含本節(jié)點的上游側(cè)和下游側(cè)的相鄰站的上述站id等信息。網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成信息例如由開發(fā)者等預(yù)先任意生成并存儲在各節(jié)點10中，但并不限定于此例。例如，也可以預(yù)先準(zhǔn)備特殊信息包，該特殊信息包決定除了發(fā)送源節(jié)點以外不允許放棄、必須進行中繼，并且在中繼時會標(biāo)記中繼站的上述站id等。任意的節(jié)點10在特性時(例如空閑頻帶)發(fā)送上述特殊信息包，巡回一圈將其返回發(fā)送源節(jié)點，則發(fā)送源節(jié)點能夠基于上述標(biāo)記的站id，判斷上游側(cè)、下游側(cè)的相鄰站。

在圖2(b)、圖3的情況下，本站在步驟s12中發(fā)送的幀繞環(huán)型網(wǎng)絡(luò)一圈返回本站后被放棄。但是，不限于此例，也可以在本站的前1個其他站被放棄，與這樣的例子相對應(yīng)的是圖4的處理。

另外，并不限于圖4的例子，例如也可以在圖3的處理中，進行步驟s41的處理來取代步驟s31。

以上圖2、圖3、圖4的處理總結(jié)為例如下文所述。

·信息包在在環(huán)型網(wǎng)絡(luò)上繞各節(jié)點10一圈后，也就是說需要進行數(shù)據(jù)交換的所有節(jié)點10接收之后進行放棄。進行放棄的可以是信息包發(fā)送源的節(jié)點10，也可以是前一個節(jié)點10(向發(fā)送源節(jié)點中繼信息包的節(jié)點10)。

·發(fā)送源節(jié)點將上述信息包發(fā)送至線路a、線路b兩個系統(tǒng)。其他各節(jié)點10從兩個系統(tǒng)接收信息包。其他各節(jié)點10的驅(qū)動器11將最初接收到的信息包傳輸至處理部14(實質(zhì)上接收)，但第2個接收到的信息包不會傳輸至處理部14(實質(zhì)上不接收)。

·上述其他各節(jié)點可以中繼上述第2個接收到的信息包，也可以不中繼。

圖5是表示節(jié)點10的處理部14的處理的流程圖。

圖5的處理是隨時執(zhí)行的，基本上為等待某些事件的狀態(tài)(步驟s51)，在每次發(fā)生某些事件時(步驟s52為是)，執(zhí)行與所發(fā)生的事件的內(nèi)容對應(yīng)的處理。

在所發(fā)生的事件為循環(huán)計時器15的超時(循環(huán)t.o.)的情況下(步驟s53為是)，對發(fā)送計時器16設(shè)定規(guī)定的設(shè)定值(步驟s54)，并啟動發(fā)送計時器16(步驟s55)。

在所發(fā)生的事件為發(fā)送計時器16的超時(發(fā)送t.o.)的情況下(步驟s56為是)，發(fā)送本站的數(shù)據(jù)(步驟s57)。其為將上述本站的數(shù)據(jù)及發(fā)送請求傳輸至驅(qū)動器11。由此，如上文所述，驅(qū)動器11接收上述步驟s11的數(shù)據(jù)和發(fā)送請求，并將該數(shù)據(jù)發(fā)送至上述線路a、線路b兩個系統(tǒng)(步驟s12)。

另外，基本上在上述步驟s55中啟動的發(fā)送計時器16計時結(jié)束的情況下，上述步驟s56為是。

此外，在所發(fā)生的事件為接收共用存儲器幀的情況下(步驟s58為是)，將該共用存儲器幀的數(shù)據(jù)存儲在未圖示的共用存儲器的相應(yīng)區(qū)域(步驟s59)。另外，此處，根據(jù)上述步驟s57的處理發(fā)送的幀被稱為共用存儲器幀。根據(jù)上述圖2(b)等的處理，驅(qū)動器11接收任意的其他站通過上述步驟s57的處理所發(fā)送的共用存儲器幀，并且若使驅(qū)動器11通過上述步驟s25將其傳輸至處理部14，則上述步驟s58的判定為是。

此外，在接收幀并非共用存儲器幀，而是例如同步化幀的情況下，執(zhí)行以下說明的處理。

也就是說，主節(jié)點不僅是上述共用存儲器幀，有時還會在其他定時發(fā)送用來使循環(huán)計時器15同步的同步化幀。其會對任意的接收目標(biāo)節(jié)點進行發(fā)送。若接收目標(biāo)節(jié)點以外的各節(jié)點10接收該同步化幀，則對其進行中繼。若接收目標(biāo)節(jié)點接收該同步化幀，則不進行中繼，而是將同步響應(yīng)幀回送至發(fā)送源節(jié)點(主節(jié)點)。該處理為圖5所示的步驟s60、s61的處理。

也就是說，在所發(fā)生的事件為接收以本站為目標(biāo)的同步化幀的情況下(步驟s60為是)，將上述同步響應(yīng)幀傳輸至驅(qū)動器11，并發(fā)送至發(fā)送源節(jié)點(主節(jié)點)(步驟s61)。

另外，可預(yù)先設(shè)定為構(gòu)成系統(tǒng)的多個節(jié)點10中的某1個站(一例中為站1、站2、站3、站4中的某一個)作為上述主節(jié)點進行動作，或者按照站號、mac地址等的升序或降序等進行優(yōu)先度判定，并作為上述主節(jié)點進行動作。主節(jié)點以外的節(jié)點10基本上全都作為從屬節(jié)點進行動作。然后，主節(jié)點利用上述同步化幀等，使所有從屬節(jié)點的循環(huán)計時器15與本節(jié)點的循環(huán)計時器15同步。以上內(nèi)容已經(jīng)記載在現(xiàn)有技術(shù)文獻等中，此處不作更詳細(xì)的說明。

此外，另外作為一例，例如在上述主節(jié)點發(fā)送上述同步化幀時，通過例如圖2(a)的步驟s12的處理發(fā)送至線路a、線路b兩個系統(tǒng)。然后，若接收目標(biāo)的從屬節(jié)點接收先到的同步化幀，則在例如圖3、圖5的處理的情況下，驅(qū)動器11通過步驟s34的處理將同步化幀傳輸至處理部14，因此處理部14在上述步驟s60為是，進行步驟s61的處理。然后，驅(qū)動器11通過上述步驟s12的處理，將上述同步響應(yīng)幀發(fā)送至兩個系統(tǒng)。然后，主節(jié)點中先到的同步響應(yīng)幀通過步驟s34的處理傳輸至處理部14。另外，主節(jié)點和接收目標(biāo)的從屬節(jié)點雙方均放棄后到的幀和本站的發(fā)送幀(步驟s35)。

通過以上處理，最終幀會以最短路徑在主節(jié)點-接收目標(biāo)的從屬節(jié)點間進行往返。

然后，在主節(jié)點測量以該最短路徑往返幀所需的時間，并計算該測量時間的一半時間作為主節(jié)點-接收目標(biāo)的從屬節(jié)點間的通信時間(通信延遲時間)。利用該通信延遲時間實現(xiàn)循環(huán)計時器15的同步化的處理是現(xiàn)有技術(shù)，此處不作特別說明。

另外，在所發(fā)生的事件并非上述各種事件中的任一種的情況下(步驟s60為否)，執(zhí)行與所發(fā)生的事件對應(yīng)的處理，不對此作特別圖示或說明。

此處，如圖14中的說明所示，現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)送計時器的設(shè)定值在所有站中設(shè)定為互不相同的值。相對于此，本方法中作為一例，在所有站中設(shè)定為相同的設(shè)定值(不限定于完全相同，也可以是大致相同的值。也就是說，可以是略有差異的值)。

換言之，在現(xiàn)有技術(shù)的情況下，步驟s54的發(fā)送計時器設(shè)定值，作為一例針對各個節(jié)點通過下述計算式來決定。

設(shè)定值＝tc頻帶時間+(時隙單位時間×本站的分配時隙編號)

時隙單位時間為上述發(fā)送時隙(105、108等)的長度，作為一例，時隙單位時間＝ts頻帶時間÷站數(shù)等。此外，分配時隙編號為“‘0’與自然數(shù)”，例如在站數(shù)＝n個時，分配為0、1、2、……、n-1中的任一個，使各站不重復(fù)。

另一方面，在采用本方法的情況下，作為一例，對所有節(jié)點預(yù)先設(shè)定相同的發(fā)送計時器設(shè)定值。其一例如下所示。

設(shè)定值＝tc頻帶時間+α(α；0或任意的正值)。

圖6是表示采用本方法的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的發(fā)送本站數(shù)據(jù)所涉及的動作的圖。

如圖所示，各節(jié)點10在每個由循環(huán)計時器15生成的掃描時間21(數(shù)據(jù)交換周期)中執(zhí)行上述步驟s54、s55的處理，發(fā)送計時器16開始動作。如上文所述，所有節(jié)點10的發(fā)送計時器16中設(shè)定任意的相同值，因此如圖6所示，所有發(fā)送計時器16在相同定時計時結(jié)束。然后，在所有節(jié)點10同時進行上述步驟s57的處理(發(fā)送本站數(shù)據(jù)幀26)。

但這僅為一例，并不限定于該例子?；旧?，只要能夠?qū)崿F(xiàn)在所有節(jié)點10同時進行上述步驟s57的處理(發(fā)送本站數(shù)據(jù)幀26)，則可以采用任何方法。另外，此處的“同時”不僅限于完全同時，也可以略有偏差。

為了同時發(fā)送上述本站數(shù)據(jù)，采用如上文所述那樣構(gòu)成為所有發(fā)送計時器16以相同定時計時結(jié)束，作為用來實現(xiàn)此動作的一例，在實現(xiàn)循環(huán)計時器15的同步化的基礎(chǔ)上，對所有節(jié)點10的發(fā)送計時器16設(shè)定相同的值，但不限定于此例。

例如作為一例，只要從發(fā)送計時器16的啟動至計時結(jié)束為止的時間(計數(shù)等)相同即可，作為實現(xiàn)此動作的方法的一例，如上文所述將設(shè)定值設(shè)定為相同值，但并不限定于此例。例如，如果各發(fā)送計時器16的初始值(啟動時的值)不同，當(dāng)然設(shè)定值也變得不同。例如將上述計數(shù)設(shè)為‘1000’時，例如設(shè)站1的發(fā)送計時器16的初始值為“0”，站2的發(fā)送計時器16的初始值為“1000”，站3的發(fā)送計時器16的初始值為“2000”，站4的發(fā)送計時器16的初始值為“3000”。此時，各發(fā)送計時器16在上述步驟s54中設(shè)置的設(shè)定值如下：站1為“1000”、站2為“2000”、站3為“3000”、站4為“4000”時，所有節(jié)點10中到發(fā)送計時器16計時結(jié)束為止的計數(shù)為“1000”。因此，所有發(fā)送計時器16會在相同定時計時結(jié)束。

如上文所述，本方法中，作為一例，只要使所有發(fā)送計時器16構(gòu)成為會在相同定時計時結(jié)束即可，可以采用任何方法。例如，只要構(gòu)成為通過使所有節(jié)點10的發(fā)送計時器16在相同定時啟動并在相同時間后計時結(jié)束，從而使所有發(fā)送計時器16在相同定時計時結(jié)束，則任何構(gòu)成均可。此外，并不限定于此例。

并且，本方法中，也可以不構(gòu)成為所有發(fā)送計時器16在相同定時計時結(jié)束，只要最終所有節(jié)點10的本站數(shù)據(jù)發(fā)送定時相同，則任何構(gòu)成均可。

然后，上述“相同定時”不限定于完全相同的定時，也可以略有偏差。

另外，圖示的例子中，節(jié)點10有5個，圖示的第1發(fā)送計時器～第5發(fā)送計時器表示該5個節(jié)點10各自的發(fā)送計時器16。

另外，為了在上述相同定時進行數(shù)據(jù)發(fā)送，前提是所有節(jié)點的循環(huán)計時器同步，這已經(jīng)在上述專利文獻1、2等現(xiàn)有技術(shù)中得以實現(xiàn)，此處不作特別詳細(xì)的說明，以下僅作簡單說明。

首先，為了使上述循環(huán)計時器同步，現(xiàn)有技術(shù)中，求出主節(jié)點與各從屬節(jié)點之間的傳送延遲時間。通過實際測量特定的信息包在主節(jié)點-從屬節(jié)點之間往返所用的時間，將該實測值的一半設(shè)為傳送延遲時間。各從屬節(jié)點接收上述特定信息包后，會立即將其返送至主節(jié)點。本方法中，基本上也是進行與其相同的處理來求出傳送延遲時間。也就是說，在特定信息包的情況下，并不是使其在環(huán)型網(wǎng)絡(luò)上巡回一圈，而是將各從屬節(jié)點依序設(shè)為接收目標(biāo)，將特定信息包中繼至作為接收目標(biāo)的從屬節(jié)點。然后，當(dāng)接收目標(biāo)的從屬節(jié)點接收特定信息包時，會立即將其返送至主節(jié)點。

但是，本例中，主節(jié)點將上述特定信息包發(fā)送至線路a、線路b兩個系統(tǒng)，接收目標(biāo)從屬節(jié)點通過2個通信路徑2次接收特定信息包。接收目標(biāo)從屬節(jié)點僅對最初接收的特定信息包進行上述返信處理，放棄第2次接收到的特定信息包。也就是說，求出主節(jié)點-各從屬節(jié)點之間的最短路徑的傳送延遲時間。

另外，本說明中未特別區(qū)分主節(jié)點、從屬節(jié)點，此處假設(shè)圖1的站1為主節(jié)點。然后，在站1將例如接收目標(biāo)設(shè)為站2的特定信息包發(fā)送至線路a、線路b這兩個系統(tǒng)的情況下，站2首先經(jīng)由通信線12a接收特定信息包，并立即經(jīng)由通信線13a將其返送至站1。之后，站2通過線路b，經(jīng)由通信線13b接收通過站4、站3中繼的特定信息包，但該特定信息包會被放棄。

如此，可求出主節(jié)點(站1)-站2之間的傳送延遲時間，即最短路徑中站1-站2之間的通信所花費的時間。也可同樣求出站1-站3之間、站1-站4之間的傳送延遲時間。

如圖6所示，數(shù)據(jù)交換周期即掃描時間21由用于時刻校準(zhǔn)的tc頻帶22以及用于數(shù)據(jù)交換的ts頻帶23構(gòu)成。tc頻帶22中，利用例如專利文獻2的節(jié)點同步方法等，將用來進行時刻同步的同步幀24通過主節(jié)點發(fā)送至傳送路徑上。各從屬節(jié)點基于該同步幀24的接收定時和上述傳送延遲時間，使本站的循環(huán)計時器15與主節(jié)點的循環(huán)計時器15同步。該處理為圖5所示的步驟s62、s63的處理。也就是說，所發(fā)生的事件為存在同步幀的接收的情況(步驟s62為是)，使循環(huán)計時器進行同步(步驟s63)。

另外，上述同步化幀為上述特定信息包的一例，同步化幀與同步幀24不同。

另外，圖6中僅示出了1個循環(huán)計時器15的動作，但各節(jié)點10分別基于本站的循環(huán)計時器15進行動作。如上文所述，在所有循環(huán)計時器15同步的前提下才僅示出1個。

圖7示出了采用本方法的系統(tǒng)整體的數(shù)據(jù)收發(fā)動作。

另外，圖7在圖1所示的站1與站4之間還設(shè)置了站5，示出了作為整體由5個節(jié)點10構(gòu)成的結(jié)構(gòu)中的動作。

另外，圖7與圖16同樣地，圖示的矩形表示收發(fā)數(shù)據(jù)(信息包)，并且在各站中上側(cè)表示接收，下側(cè)表示發(fā)送。此外，橫軸為時間。矩形內(nèi)記載發(fā)送源的站。此外，圖7中從上述發(fā)送計時器16計時結(jié)束的時刻開始表示。因此，如圖上左端所示，各站同時發(fā)送本站的數(shù)據(jù)。例如，站1發(fā)送圖示的矩形內(nèi)為“站1”的數(shù)據(jù)。

通過ts頻帶，在所有節(jié)點10之間進行數(shù)據(jù)的相互交換。各節(jié)點10在上述圖6所示的發(fā)送定時，將相同的幀(本站數(shù)據(jù))發(fā)送至線路a及線路b。各節(jié)點10在接收到從上游的相鄰節(jié)點(相鄰站)中繼過來的幀時，在發(fā)送源為本站的情況之外，將接收到的幀對下游的相鄰節(jié)點進行中繼。

另外，如上文所述，向線路a和線路b兩個系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)發(fā)送，因此圖7中示出了分別針對線路a、線路b的數(shù)據(jù)收發(fā)動作，此處為了簡化，僅說明線路a，線路b可視為與線路a相同。

此處，關(guān)于線路a，若以站1為基準(zhǔn)來考慮，則信息包以站1→站2→站3→站4→站5→站1的順序巡回。

也就是說，對于線路a，從站1來看，下游側(cè)的相鄰站為站2，上游側(cè)的相鄰站為站5。因此，圖7所示的線路a所涉及的動作中，站1的發(fā)送數(shù)據(jù)(中間寫著“站1”的矩形)由站2來接收。此外，站1在發(fā)送該“站1”數(shù)據(jù)中，如圖所示開始接收“站5”數(shù)據(jù)。雖然“站1”數(shù)據(jù)與“站5”數(shù)據(jù)的發(fā)送定時相同，但由于通信路徑造成的延遲等，接收定時略有延遲。

關(guān)于上述站1的動作在其他站也同樣，例如站3將本站數(shù)據(jù)發(fā)送至站4，并如圖所示，在該數(shù)據(jù)發(fā)送中開始接收“站2”數(shù)據(jù)。

然后，例如站1接收完上述“站5”數(shù)據(jù)后，立即將該“站5”數(shù)據(jù)傳輸至站2。也就是說，對“站5”數(shù)據(jù)進行中繼。另外，在接收數(shù)據(jù)全部接收結(jié)束前，不能傳輸該接收數(shù)據(jù)。而且，站1在該“站5”數(shù)據(jù)的傳輸處理中，如圖所示，這次開始接收從站5傳輸來的“站4”數(shù)據(jù)。然后，接收完成后，會立即開始傳輸“站4”數(shù)據(jù)。

然后，站1也會如圖所示，依次中繼“站3”數(shù)據(jù)、“站2”數(shù)據(jù)(接收并傳輸)，并且在之后如圖所示接收“站1”數(shù)據(jù)。也就是說，本站數(shù)據(jù)在線路a上巡回一圈后返回。此時，站1中，上述步驟s21的判定為否，因此進行上述步驟s23的處理(放棄所接收的“站1”數(shù)據(jù))。

其他站的動作也與上述站1的動作大致相同，最后接收本站的發(fā)送數(shù)據(jù)，并將其放棄。當(dāng)然，這僅為圖2(b)所示的一例，如上文所述并不限定于此例。

由此可知，如圖7所示，所有節(jié)點10幾乎沒有空閑時間地執(zhí)行收發(fā)處理，與上述圖16所示的現(xiàn)有方法相比，能夠在短時間內(nèi)完成所有節(jié)點間的數(shù)據(jù)交換。而且，與現(xiàn)有方法相比，可以增加數(shù)據(jù)量，或者也可以減小循環(huán)計時器15的設(shè)定值，縮短掃描時間。

由于不會如現(xiàn)有技術(shù)那樣使各節(jié)點間的通信頻帶成為未使用狀態(tài)，所以能夠縮短所有節(jié)點間相互進行交換數(shù)據(jù)所需的時間，在剩余的頻帶時間內(nèi)進一步交換數(shù)據(jù)，并且能夠增加網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)量。此外，通過將該剩余的頻帶時間用作下一個掃描時間，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)交換周期的高速化。

此外，此處如上文所述說明了線路a的動作，但線路b同樣會使信息包在環(huán)型網(wǎng)絡(luò)上巡回一圈。然后，如果正常，則如上文所述，各節(jié)點10會從線路a和線路b雙方接收相同的信息包。并且，對之后接收到的信息包執(zhí)行上述步驟s26的處理而被放棄。

例如站1在上述線路a中，通過站5→站1接收“站5”數(shù)據(jù)，在早期階段進行接收。另一方面，線路b中通過站5→站4→站3→站2→站1接收“站5”數(shù)據(jù)，在最后階段進行接收。也就是說，站1第1次從線路a接收“站5”數(shù)據(jù)，第2次從線路b接收“站5”數(shù)據(jù)，第1次進行步驟s25的處理，第2次進行步驟s26的處理。但是，這僅為一例，并不限定于此，例如也可以第1次進行步驟s26的處理，第2次進行步驟s25的處理。如此，在接收到兩個相同的幀時，按照先到優(yōu)先或后到優(yōu)先的原則，放棄其中一個，接收另一個。

此外，圖7所示的例子中示出了所有節(jié)點10的發(fā)送數(shù)據(jù)量相同的情況，但本方法在各站的發(fā)送數(shù)據(jù)量不同的情況下也能夠獲得上述效果。對于該情況，在圖8中示出了具體例來進行說明。

另外，此處1個信息包能夠發(fā)送的數(shù)據(jù)量設(shè)有上限，因此在發(fā)送數(shù)據(jù)量較多的情況下，分成多個信息包進行發(fā)送。而且，圖8所示的例子中，站1與站4僅發(fā)送1個信息包，站2發(fā)送3個信息包，站3發(fā)送2個信息包。也就是說，站2的發(fā)送數(shù)據(jù)量最多，第二多的是站4。

此外，圖8與圖7不同，示出了圖1所示的結(jié)構(gòu)中的動作。由此，節(jié)點10的數(shù)量為4個(站1、站2、站3、站4)。而且，此處僅示出了線路a所涉及的動作，并省略線路b的動作。線路a中，例如信息包按照站1→站2→站3→站4→站1的順序巡回一圈。

圖8中、4個各站(站1、站2、站3、站4)分別在例如ts頻帶的最開始的本站的發(fā)送計時器16計時結(jié)束時，開始發(fā)送本站的數(shù)據(jù)。以站1為例，開始發(fā)送本站的數(shù)據(jù)(“站1”數(shù)據(jù))，并在該發(fā)送動作中開始接收“站4”數(shù)據(jù)。完成“站1”數(shù)據(jù)的發(fā)送，然后完成“站4”數(shù)據(jù)的接收時，立即開始將“站4”數(shù)據(jù)傳輸至站2。然后，依次接收2個“站3”數(shù)據(jù)，并將它們也依次中繼至站2。然后，依次接收3個“站2”數(shù)據(jù)，并將它們也依次中繼至站2。然后，接收“站1”數(shù)據(jù)后，如上文所述將其放棄(圖2(b)的例子的情況)。

接著，說明圖8所示的站2的動作。

如上文所述，站2發(fā)送3個本站數(shù)據(jù)(“站2”數(shù)據(jù))。此處，例如驅(qū)動器11具有下述fifo存儲器及發(fā)送專用芯片(ic等)而構(gòu)成時，驅(qū)動器11會將上述3個“站2”數(shù)據(jù)存儲至fifo存儲器。發(fā)送專用芯片依次取出fifo存儲器的存儲數(shù)據(jù)并進行發(fā)送。首先，取出上述3個“站2”數(shù)據(jù)中最開始的“站2”數(shù)據(jù)并開始發(fā)送。圖示的例子中，該發(fā)送處理中開始接收“站1”數(shù)據(jù)，完成“站1”數(shù)據(jù)的接收后，將其存儲在fifo存儲器中。并且，之后開始接收“站4”數(shù)據(jù)，完成“站4”數(shù)據(jù)的接收后，將其存儲在fifo存儲器中。

由于發(fā)送專用芯片按照存儲順序依次取出并發(fā)送fifo存儲器中的存儲數(shù)據(jù)，所以上述的例子中，如圖所示首先依次發(fā)送上述3個“站2”數(shù)據(jù)，接著發(fā)送“站1”數(shù)據(jù)，然后發(fā)送“站4”數(shù)據(jù)。另外，“站1”數(shù)據(jù)、“站4”數(shù)據(jù)的發(fā)送為中繼(傳輸)處理。另外，發(fā)送目標(biāo)為下游的相鄰站即站3。

站2進而依次接收2個“站3”數(shù)據(jù)，并在將接收完成的其他站數(shù)據(jù)中繼完成后，對其進行中繼。并且，雖然依次接收3個本站數(shù)據(jù)(“站2”數(shù)據(jù))，但這些也會按照上述步驟s23全部放棄。

另外，上述例子中在接收了本站數(shù)據(jù)之后進行放棄，但并不限定于此例。例如，也可以在接收到本站的下游側(cè)的相鄰站為發(fā)送源的信息包后，獲得該信息包的數(shù)據(jù)但不中繼(例如放棄)。當(dāng)然，發(fā)送源無需獲得該信息包的數(shù)據(jù)，僅會如上述步驟s23那樣將其放棄，因此中繼該信息包的處理無用，為了省去該無用處理，可進行上述處理。因此，能夠以更短的時間完成所有節(jié)點的數(shù)據(jù)交換。

站3、站4的動作與上述站1、站2大致相同，省略其說明。

此處，利用圖1(b)所示的結(jié)構(gòu)，進一步說明圖8的動作。

首先，圖1(b)所示的驅(qū)動器11具備未圖示的fifo存儲器及發(fā)送專用芯片。fifo存儲器與發(fā)送專用芯片(ic等)分別設(shè)有線路a用和線路b用。例如，在線路a用fifo存儲器中設(shè)有任意1個以上的數(shù)據(jù)幀時，線路a用的發(fā)送專用芯片依次將其發(fā)送至線路a上。例如，在站2的情況下，在通信線12b上(即對站3)發(fā)送數(shù)據(jù)幀。

另一方面，驅(qū)動器11主體在實施上述步驟s12或步驟s22的處理時，進行將本站數(shù)據(jù)幀或接收到的數(shù)據(jù)幀存儲至對應(yīng)的fifo存儲器中的處理。以上述圖8中說明的站2為例，站2首先在步驟s12的處理中，將由3個數(shù)據(jù)幀構(gòu)成的本站數(shù)據(jù)發(fā)送至線路a、線路b兩個系統(tǒng)。此處僅說明線路a，在與線路a對應(yīng)的fifo存儲器中會依次存儲上述3個“站2”數(shù)據(jù)幀。

然后，與線路a對應(yīng)的發(fā)送專用芯片將該3個“站2”數(shù)據(jù)幀依次發(fā)送至通信線12b上。因此，如圖8所述，站2依次將3個本站數(shù)據(jù)(“站2”數(shù)據(jù))發(fā)送至站3。然后，在該處理中，如圖8所說明的那樣，站2依次接收“站1”數(shù)據(jù)、“站4”數(shù)據(jù)等，通過步驟s22的中繼處理，依次將其存儲至與線路a對應(yīng)的fifo存儲器中。因此，如圖8所說明的那樣，站2完成3個“站2”數(shù)據(jù)幀的發(fā)送后，接著依次發(fā)送“站1”數(shù)據(jù)、“站4”數(shù)據(jù)等。

但是，并不限定于上述例子，fifo存儲器也可以存儲表示各數(shù)據(jù)的存儲位置的信息(指針等)。發(fā)送專用芯片從fifo存儲器中依次取出指針等，并發(fā)送所取出的指針等表示的存儲區(qū)域的數(shù)據(jù)。該情況下，例如中繼處理時，將接收數(shù)據(jù)存儲至用于接收的規(guī)定存儲區(qū)域(接收緩存等)，在接收完成后(完成接收數(shù)據(jù)的存儲后)，將表示該存儲區(qū)域(接收緩存等)的指針等存儲至fifo存儲器中。

圖9(b)表示上述步驟s21、s23的處理的示意圖，圖9(a)表示上述步驟s24、s26的處理的示意圖。

此處，將各節(jié)點10作為具有圖示的濾波器33的功能的節(jié)點進行說明。利用濾波器33，可實現(xiàn)上述步驟s21、s23的處理及步驟s24、s26的處理。此外，此處僅示出了站1和站2，但也可以是其他站(可以視為省略)。接著，說明站1中信息包接收所涉及的動作例。

首先，如圖9(a)所示，在站2發(fā)送本站數(shù)據(jù)的情況下，其經(jīng)由線路a、線路b傳輸至站1。站1接收的來自這兩個系統(tǒng)的2個信息包為圖示的站2a線路幀31、站2b線路幀32。濾波器33以先到優(yōu)先或后到優(yōu)先的方式，將這2個數(shù)據(jù)幀31、32中的任一個作為圖示的站2幀34讀取至本站內(nèi)。

此外，圖9(b)中，站1將本站數(shù)據(jù)發(fā)送至線路a、線路b兩個系統(tǒng)，并將其經(jīng)由站2等其他站進行中繼，最終返回站1的幀被設(shè)為是圖示的站1a線路幀41、站1b線路幀42。此時，通過濾波器33，這2個數(shù)據(jù)幀41、42雙方在上述步驟s23中均被放棄。

另外，作為本方法的適用對象的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不限于上述環(huán)型和線型的例子。例如作為一例，也可以是圖10所示的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。另外，圖10中連接任意2個節(jié)點10間的各通信線46可視為相當(dāng)于上述通信線12a、12b、12c、12d、通信線13a、13b、13c、13d。此外，本例的控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)并不僅限于以太網(wǎng)。

圖11是本例的控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的功能框圖。

圖11的控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由多個節(jié)點裝置50構(gòu)成，例如概略地說，是多個節(jié)點裝置50同時發(fā)送數(shù)據(jù)也不會發(fā)生通信干擾的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

更詳細(xì)地說，作為本方法的適用對象的網(wǎng)絡(luò)例如由多個通信線61構(gòu)成，為各通信線以點對點的關(guān)系連接在任意2個節(jié)點裝置50之間而成的網(wǎng)絡(luò)。并且為全雙工線路。也就是說，由上行用通信線和下行用通信線構(gòu)成。即，是各節(jié)點裝置50同時發(fā)送數(shù)據(jù)，也不會發(fā)生信息包沖突的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。并且，未通過通信線61直接連接的節(jié)點裝置50之間的通信通過其他節(jié)點裝置50進行中繼來實現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)。

而且，圖11所示的例子中，各節(jié)點裝置50分別具有第1計時器51、數(shù)據(jù)發(fā)送部52以及中繼部53。還可具有第2計時器54。第1計時器51的一例可視為上述發(fā)送計時器16，第2計時器54的一例可視為上述循環(huán)計時器15。

數(shù)據(jù)發(fā)送部52在每個規(guī)定的數(shù)據(jù)交換周期(掃描時間內(nèi))，在由第1計時器51生成的規(guī)定定時向相鄰站發(fā)送本裝置的數(shù)據(jù)。另外，發(fā)送目標(biāo)為下游的相鄰站。

中繼部53接收到來自任意的(上游的)相鄰站的發(fā)送數(shù)據(jù)時，獲得該發(fā)送數(shù)據(jù)并且將其中繼至其他相鄰站。

而且，其特征在于，將所有節(jié)點裝置50的由上述第1計時器51生成的規(guī)定定時設(shè)為相同定時。另外，相同并不限于完全相同，也可以是略有偏差。也就是說，相同還包含大致相同的情況。

例如，可通過將所有節(jié)點裝置50的第1計時器51的設(shè)定值設(shè)為相同，使所有節(jié)點裝置50的上述第1計時器51的規(guī)定的定時為相同定時，但并不限定于此例。另外，作為前提，例如必須預(yù)先使所有節(jié)點裝置50的上述第2計時器54同步，但并不限定于此例。如上所述，同步的方法為現(xiàn)有技術(shù)。通過第2計時器54生成數(shù)據(jù)交換周期。

此外，例如通過將各節(jié)點裝置50利用數(shù)據(jù)發(fā)送部52發(fā)送的數(shù)據(jù)全部由其他節(jié)點裝置50的中繼部53進行中繼，從而在數(shù)據(jù)交換周期內(nèi)由所有其他節(jié)點裝置50接收、獲得該數(shù)據(jù)，完成所有節(jié)點裝置間的數(shù)據(jù)相互交換。另外，接收、獲得例如為接收且獲得的意思，但并不限定于此例。

此外，例如，圖11所示的例子中的控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由多個上述節(jié)點裝置50和多個通信線61構(gòu)成，各通信線61連接在任意2個節(jié)點裝置50之間。而且，各節(jié)點裝置50能夠與通過通信線與本裝置連接的其他節(jié)點裝置50即上述相鄰站進行通信。未通過通信線連接時，節(jié)點裝置間的通信可通過其他1個以上節(jié)點裝置50利用上述中繼部53進行中繼來實現(xiàn)。

此外，上述通信線61例如是全雙工線路。

此外，例如圖11的控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為環(huán)型或線型的網(wǎng)絡(luò)，但并不限定于此例。

或者例如圖11的控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是利用環(huán)型或線型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)通過全雙工通信線路連接所述各節(jié)點裝置而成的網(wǎng)絡(luò)。而且，例如數(shù)據(jù)發(fā)送部52將本裝置的數(shù)據(jù)發(fā)送至該全雙工的兩個系統(tǒng)中。

另外，圖1示出了環(huán)型且全雙工線路的例子。圖12示出了線型的全雙工線路的例子。圖12的結(jié)構(gòu)可視為圖1(b)中不存在通信線12d及通信線13d的結(jié)構(gòu)。采用此種線型結(jié)構(gòu)的情況下，各節(jié)點10的發(fā)送數(shù)據(jù)不返回本站，在到達兩端的節(jié)點10(該例中為站1、站4)的時刻結(jié)束中繼。

此外，例如在所接收的數(shù)據(jù)的發(fā)送源為本裝置的情況下，中繼部53不進行中繼，放棄該接收數(shù)據(jù)。

或者例如所接收的數(shù)據(jù)的發(fā)送源為下游側(cè)的相鄰站的情況下，中繼部53不進行中繼，放棄該接收數(shù)據(jù)。

例如，在上述數(shù)據(jù)交換周期內(nèi)，通過重復(fù)上述中繼使所有節(jié)點裝置50的發(fā)送數(shù)據(jù)分別由所有其他節(jié)點裝置50接收，從而完成所有節(jié)點裝置間的數(shù)據(jù)交換。

此外，節(jié)點裝置50具備cpu/mpu等運算處理器、存儲器等存儲部。存儲部預(yù)先存儲規(guī)定的應(yīng)用程序。通過運算處理器執(zhí)行該應(yīng)用程序，實現(xiàn)上述數(shù)據(jù)發(fā)送部52、中繼部53的處理功能。或者當(dāng)然也可以通過運算處理器執(zhí)行該應(yīng)用程序，實現(xiàn)上述圖2(a)、(b)、圖3、圖4、圖5所示的流程圖的處理。

如上所述，本方法中利用例如通過專利文獻2等的節(jié)點同步方法與主節(jié)點的計時器實現(xiàn)同步的計時器，使構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的所有節(jié)點10同時向兩側(cè)相鄰的相鄰節(jié)點發(fā)送本站數(shù)據(jù)。本站數(shù)據(jù)的發(fā)送完成后，所有節(jié)點10分別將從自身節(jié)點的一側(cè)的相鄰節(jié)點接收到的幀數(shù)據(jù)中繼給另一側(cè)的相鄰節(jié)點。如此，可同時使用構(gòu)成節(jié)點間的全雙工線路的傳送頻帶，提高傳送效率，增大網(wǎng)絡(luò)整體的傳送量并實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換周期的高速化。因此，在例如環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的全雙工線路的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，能夠增加網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)量，并且實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換周期的高速化。

另外，對象為控制用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，必須如上文所述在每個規(guī)定的數(shù)據(jù)交換周期(掃描時間內(nèi))完成所有節(jié)點間的數(shù)據(jù)交換，因此其前提為構(gòu)成系統(tǒng)的各節(jié)點必須在保證實時性的基礎(chǔ)上進行相互的數(shù)據(jù)交換。

另外，本方法并不限定于上述實施例。例如，適用對象不僅限于上述“環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的全雙工線路的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)”。如上文所述，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不僅限于環(huán)型或線型。并且，不僅限于全雙工線路，可以是多重線路(4重線路等)，也可以是單線路。

在單線路的情況下，其構(gòu)成為僅存在例如圖1所示的線路a、線路b的各通信線路12、13中的任一個。例如，構(gòu)成為僅存在通信線路12。圖13示出了此種構(gòu)成例。

此外，在單線路的情況下，為了與循環(huán)計時器15同步，例如可首先作為圖1所示的2線路的結(jié)構(gòu)與循環(huán)計時器15取得同步，然后變更為單線路的結(jié)構(gòu)，以單線路來運用，但并不限定于此例。例如作為其他例，也可以通過在所有節(jié)點10上設(shè)置無線電時鐘，從而在每個各節(jié)點10使循環(huán)計時器15與自身的無線電時鐘的時間一致，最終使所有節(jié)點的循環(huán)計時器15同步。

此外，在單線路的情況下(此處僅設(shè)為線路a)，各節(jié)點10的處理基本上與上述圖2(a)、圖3、圖4、圖5的處理大致相同，但存在部分差異。也就是說，首先上述步驟s12的處理為僅線路a進行數(shù)據(jù)發(fā)送的處理。此外，關(guān)于接收處理，無需從兩個系統(tǒng)接收2個信息包，因此可刪除步驟s24、步驟s43的處理。

根據(jù)本發(fā)明的控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、該節(jié)點10等，在需要交換數(shù)據(jù)的所有節(jié)點10相互交換數(shù)據(jù)時，能夠以短于現(xiàn)有方法的時間完成數(shù)據(jù)交換。因此，在使用本發(fā)明的控制網(wǎng)絡(luò)的控制系統(tǒng)中，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)刷新周期(定期的)的高速化，因此能夠?qū)崿F(xiàn)控制的高速化。還能夠期待對顧客系統(tǒng)的生產(chǎn)效率的提高等。

根據(jù)本發(fā)明的控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、及其節(jié)點裝置等，在需要交換數(shù)據(jù)的所有節(jié)點裝置相互進行數(shù)據(jù)交換時，能夠以短于現(xiàn)有方法的時間完成數(shù)據(jù)交換。由此，在使用本發(fā)明的控制網(wǎng)絡(luò)的控制系統(tǒng)中，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)刷新周期(定期的)的高速化，因此能夠?qū)崿F(xiàn)控制的高速化。還能夠期待對顧客系統(tǒng)的生產(chǎn)效率的提高等。