JP3641124B2 - 通信方法および通信装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ネットワークに接続された複数の通信装置、例えば車両の現在位置を地図とともに表示する走行位置表示装置とその他の車載用情報機器装置との間の通信方法とそれを実現するための通信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６は従来のこの種の通信装置の概要を示している。図６において、１１は通信コントローラであり、この通信コントローラは、通信プロトコルの物理層とデータリンク層を実現するものである。１２はデータの読み出し／書き込みが可能なメモリ、１３は各種の演算を行うＣＰＵ（中央演算処理装置）である。ＣＰＵ１３は、通信コントローラ１１の制御を行い、メモリ１２からのデータ読み出し、メモリ１２へのデータ書き込みを行うものである。これらにより、１つの通信装置１４が構成されている。１５、１６は他の通信装置であり、通信装置１４と同じ構成を有する。１７はこれら通信装置１４、１５、１６が接続されるネットワークの伝送線路である。
【０００３】
通信装置１４の通信コントローラ１１は、他の通信装置１５、１６からデータを受信すると、ＣＰＵ１３に受信割り込みを通知し、ＣＰＵ１３は、受信データを通信コントローラ１１からメモリ１２へ取り込み、他の通信装置１５、１６からの受信データを取得することができる。データを他の通信装置１５、１６へ送信する場合は、ＣＰＵ１３は、通信コントローラ１１に送信開始コマンドを送り、メモリ１２から通信コントローラ１１へデータ転送を行い、通信コントローラ１１は、他の通信装置１５、１６にデータを送出する。
【０００４】
通信コントローラ１１は、通信プロトコルの物理層、データリンク層（ＯＳＩ参照モデル）を構成するものである。ＯＳＩ参照モデルの７階層を図７に示す。通信プロトコルの物理層、データリンク層であるローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）の伝送方式としては、ＩＥＥＥ８０２で標準化されている、「搬送波感知多重アクセス／衝突検出」（ＣＳＭＡ／ＣＤ）やトークン・バス、トークン・リング等がある。ネットワークの伝送方式であるトークン・パッシング方式は、トークンという特殊データを使ってネットワークを制御する方法である。トークンは、送信権を意味するものである。ネットワーク内に１個のトークンを巡回させ、そのトークンを持っている装置がデータを送信することができる。
【０００５】
例えば図６の通信装置１５にトークンが有る場合は、通信装置１５がデータ送信権を持っており、この通信装置１５のみがデータを送信することができる。この通信装置１５は、送信するデータがない場合や、データを送信し終わった場合に、トークンを次の通信装置１６に送る。次の通信装置１６は、トークンを受け取ると送信権を得ることができ、データを送信できる。このようにトークンを巡回させることによって、複数の通信装置が同時にデータを送信しないように制御することができる。トークン・パッシングは、ネットワークがリング型かバス型かによって、トークン・リングとトークン・バスとに分けることができる。このネットワークの伝送方式は、各通信装置１４、１５、１６内部の通信コントローラ１１が実現している。
【０００６】
通信コントローラ１１が実現するデータリンク層以下のネットワーク構築方法（論理リンクが確立されるまで）を図面を参照しながら説明を行う。図８に示すように、ここでは４台の装置２１、２２、２３、２４がネットワーク２５に接続されている場合を考える。ネットワーク２５に接続される各装置２１〜２４は、それぞれノードＩＤ番号を持つ。図８はノードＩＤ番号＃２、＃１４、＃１６５、＃２４５の４台の装置２１〜２４がネットワーク２５に接続されている場合を示すものである。図８の４台の装置２１〜２４が同時に立ち上がる場合、各装置は自分の装置ＩＤを用いてタイマーを起動させる。
【０００７】
図９に示すように、各装置は、
（２５５−ノードＩＤ）×固定値
で計算される値でタイマーを起動を行う。最初にタイムアウトする装置は、図１０に示す通りＩＤ＃２４５の装置２４となる。タイムアウトしたＩＤ＃２４５の装置２４は、自分がバスへの送信権を獲得したとして、ＮＩＤ（Ｎｅｘｔ ＩＤ）に＃２４５を指定してトークン（ＩＴＴ）を送出する。トークン（ＩＴＴ）の形式を図１１に示す。ＮＩＤ＝＃２４５のトークンを受信した各装置２１、２２、２３は起動しているタイマーを停止する。ＮＩＤ＝＃２４５のトークン（ＩＴＴ）に応答する装置は、ネットワーク上に存在しないため、応答監視タイマーがタイムアウトする。そこでＩＤ＃２４５の装置２４は、ＮＩＤをインクリメントてＮＩＤ＝＃２４６のトークン（ＩＴＴ）を再び送出する。このような動作を図１２に示すように応答があるまで繰り返す。
【０００８】
この繰り返しの結果、ＮＩＤ＝＃２のトークン（ＩＴＴ）を受信したＩＤ＃２の装置２１は、自分がバスの送信権を獲得したとして、図１３に示すように、ＮＩＤ＝＃２のトークン（ＩＴＴ）を送出する。ＮＩＤ＝＃２のトークン（ＩＴＴ）を受信したＩＤ＃２４５の装置２４は、トークン（ＩＴＴ）がＩＤ＃２の装置２１に渡ったとして、バスの送信権がＩＤ＃２の装置２１に渡ったと判断し、ネットワーク上にＩＤ＃２の装置２１が存在し、ＮＩＤは＃２であることを記憶する。ＩＤ＃２の装置２１も、ＩＤ＃２４５の装置２４と同じように、ＮＩＤをインクリメントしてトークン（ＩＴＴ）を送出するすることによって、ＮＩＤが＃１４であることを記憶する。ＩＤ＃１４、ＩＤ＃１６５の装置２２、２３も同様に自分のＮＩＤを記憶する。このようにして、図１４に示すようにネットワークのトークン・パスが確立する。
【０００９】
以上が、図１５に示す通信コントローラ１１が実現するＯＳＩ参照モデルのデータリンク層以下の通信プロトコルである。このためＣＰＵ１３は、トークン（ＩＴＴ）の巡回や送信権を意識することなく、送信したいデータを、送信したい時に、通信コントローラ１１へ送り、ネットワーク上に接続された装置とのネットワーク層以上の通信が可能となるものである。
【００１０】
次に、図１５のネットワーク層以上の通信プロトコルについて説明を行う。ネットワークに接続される装置がネットワークを管理するマスター装置と、マスター装置に従うスレーブ装置に別れたシステムの場合、ネットワークの構成を認識する必要のあるマスター装置は、各スレーブ装置に対して、ネットワークへの登録を促すコマンドを同報で送出する。これはデータパケットで行われることになる。データパケットは、トークン（ＩＴＴ）の中でＮＩＤに指定されるノードＩＤ番号の装置のみが送出できるものである。同報コマンドを受信したスレーブ装置は、自分のノードＩＤ番号をマスター装置に一斉にデータパケットで応答することになる。これによってマスター装置は、ＬＡＮ上に接続される装置が何であるかを判断し、ネットワーク構成マップを作成し、ネットワークとしてのネットワーク層以上の通信を行うことが可能となる。
【００１１】
以上のように、従来の通信プロトコルでは、各階層で取得した情報は、その階層の中のみで使用されており、データリンク層以下のＮＩＤの情報は、ネットワーク層以上の階層へは積極的に通知しないことが一般的である。また、データリンク層以下は、ＮＩＤは何であるか解っていても、ネットワーク上に接続される全てのノードＩＤの情報までは持っていないので、ネットワーク層以上では、ネットワークに接続される全てのノードＩＤを取得するために、データパケットを使って情報の収集を行っている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、ネットワークを管理するマスター装置は、ＬＡＮを構築した他の周辺装置と通信を行うとき、始めにＬＡＮ上に接続されている装置は何であるかを把握する必要がある。そのためには、従来はＬＡＮ上に接続されている装置に対して、同報でネットワークへの登録を促すコマンドをデータパケットで送出し、その応答によってＬＡＮ上に接続されている装置を認識する方法が多くとられている。この場合、同報コマンドは送信側からの一方的なコマンドのため、送出したデータを確実に受信側へ送出できたかどうかの確認ができず、これを確実なものとするために、情報の遅延や損失が発生するという問題があった。また、同報受信したスレーブ装置は、一斉にその応答をデータパケットによってマスター装置に返すため、情報の量（トラフィック）が上がり、ここでも情報の遅延や損失を発生する場合があった。
【００１３】
また、同報を使わない場合、ネットワーク上に存在しない装置に対しても装置情報の要求を行うことになり、これは応答が無いことでその装置がネットワーク上に存在しないことを判断しなければならないため、ネットワーク上には不要なデータパケットが送出されることになり、ネットワーク上を一定時間に流れる情報の量（トラフィック）が増大するという問題を有していた。
【００１４】
本発明は、上記問題に鑑み、ネットワーク上に接続される各装置の装置情報を収集してネットワークを構築する際に、データパケットの送受信なしにネットワーク構成マップの作成を行い、ネットワーク上のトラフィックを抑え、情報の遅延や損失を防ぐことのできる通信方法および通信装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、本発明は、ネットワーク上に接続される各装置の装置情報を通信プロトコルの物理層およびデータリンク層を構成する通信手段により、データパケットの送受信なしにネットワーク上の全てのノードＩＤ番号の検索を行い、ネットワークを構築するための装置情報を収集するようにしたものである。これにより、ネットワークを構築する際に、ネットワーク上のトラフィックを抑え、情報の遅延や損失を防ぐことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、ネットワークに接続された複数の通信装置がトークンパッシング方式によりデータを送受信する通信方法において、前記ネットワーク上に接続された複数の通信装置の全てのノードＩＤ番号を１つずつ指定して、前記ネットワークのネットワーク層におけるデータパケットの送受信なしにノードＩＤ番号の検索を行い、前記複数の通信装置すべてのノードＩＤ番号を取得するまで前記ネットワークの物理層およびデータリンク層においてトークンを順番に送出し回収して監視する処理を繰り返すことにより、前記ネットワーク上の前記全てのノードＩＤ番号を取得し、取得した前記ノードＩＤ番号から前記各通信装置のネットワークを構成するための装置情報を求めて、前記取得した全てのＩＤ番号を用いて、前記ＩＤ番号と前記装置情報とが対応づけられたネットワークアドレスマップを作成する通信方法であり、通信プロトコルにおいて、従来行われていたネットワーク層におけるデータパケットの送受信なしに、物理層およびデータリンク層において、ネットワークを構築する際のネットワーク上の装置情報を収集することができ、ネットワーク上のトラフィックを抑え、情報の遅延や損失を防止できるとともに、ネットワークを構築する際に必要なアドレスマップを容易に作成できる作用を有する。
【００１７】
本発明の請求項２に記載の発明は、前記ネットワークにマスター装置とスレーブ装置とが接続され、前記マスター装置が前記複数の通信装置の前記全てのノードＩＤ番号を取得し、前記ネットワークアドレスマップを作成する請求項１記載の通信方法であり、ネットワークを管理するマスター装置により容易にネットワークを構築できる作用を有する。
【００１８】
本発明の請求項３に記載の発明は、前記ネットワークに、車両の現在位置を地図とともに表示する走行位置表示装置と、その他の車載用情報機器装置とが接続されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の通信方法であり、走行位置表示装置とその他の車載用情報機器装置との間のネットワークを容易に構築できる作用を有する。
【００１９】
本発明の請求項４に記載の発明は、データの送受信制御を行う通信手段と、送受信した前記データを蓄える記憶手段と、前記通信手段を制御して前記記憶手段からの前記データの読み出しや書き込みを行う制御手段とを備え、前記通信手段が、前記ネットワーク上に接続された複数の通信装置の全てのノードＩＤ番号を１つずつ指定して、前記ネットワークのネットワーク層におけるデータパケットの送受信なしにノードＩＤ番号の検索を行い、前記複数の通信装置全てのノードＩＤ番号を取得するまで前記ネットワークの物理層およびデータリンク層においてトークンを順番に送出し回収して監視する処理を繰り返すことにより、前記ネットワーク上に接続された複数の通信装置の全てのノードＩＤ番号を取得し、取得した前記ノードＩＤ番号から前記各通信装置のネットワークを構成するための装置情報を求めて、前記取得した全てのＩＤ番号を用いて、前記ＩＤ番号と前記装置情報とが対応づけられたネットワークアドレスマップを作成して前記記憶手段に蓄えることを特徴とする通信装置であり、通信プロトコルにおいて、従来行われていたネットワーク層におけるデータパケットの送受信なしに、物理層およびデータリンク層において、ネットワークを構築する際のネットワーク上の装置情報を収集することができ、ネットワーク上のトラフィックを抑え、情報の遅延や損失を防止できるとともに、ネットワークを構築する際に必要なアドレスマップを容易に作成できる作用を有する。
【００２０】
本発明の請求項５に記載の発明は、前記ネットワークにマスター装置とスレーブ装置とが接続され、前記マスター装置が前記通信手段に前記ＩＤ番号検出手段を備えた請求項４記載の通信装置であり、ネットワークを管理するマスター装置により容易にネットワークを構築できる作用を有する。
【００２１】
本発明の請求項６に記載の発明は、前記ネットワークに接続された前記複数の通信装置が、車両の現在位置を地図とともに表示する走行位置表示装置と、その他の車載用情報機器装置とである請求項４または請求項５記載の通信装置であり、走行位置表示装置とその他の車載用情報機器装置との間のネットワークを容易に構築できる作用を有する。
【００２２】
（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態における通信装置のシステム構成を示すものである。図１において、１は通信手段としての通信コントローラであり、ＩＤ番号検出部１ａを備えている。２はデータの読み出し／書き込みが可能な記憶手段としてのメモリ、３は各種の演算を行う制御手段としてのＣＰＵ（中央演算処理装置）である。ＣＰＵ３は、通信コントローラ１の制御を行い、メモリ２からのデータ読み出し、メモリ２へのデータ書き込みを行うものである。これらにより、１つの通信装置４が構成されている。５、６は他の通信装置であり、通信装置４と同じ構成を有する。７はこれら通信装置４、５、６が接続されるネットワークの伝送線路である。
【００２３】
次に本実施の形態における動作について、ＬＡＮ上に接続されて車両の現在位置を地図とともに表示する走行位置表示装置をマスター装置とし、その他の車載用情報機器装置をスレーブ装置として、マスター装置がＬＡＮを管理するシステムを例として説明する。一般的に装置情報は、その装置に割り付けられたノードＩＤ番号によって行われ、そのノードＩＤ番号によって、ＬＡＮ上に接続される装置が何であるか判断できるようになっている。つまり、ノードＩＤ番号が解れば、その装置情報を認識できることになる。従来の通信プロトコルでは、トークンの周回については、データリンク層以下のプロトコルであり、データリンク層内で閉じた情報として扱っていた。本発明は、このデータリンク層以下の情報や機能をネットワーク層以上でも積極的に活用することを可能としたもので、この方法を実現するために、図１に示す通信コントローラ１は、トークン周回中にノードＩＤ番号を監視するＩＤ番号検出部１ａを備え、指定されたノードＩＤ番号を、トークン周回中に検出することを可能としたものである。
【００２４】
上述したように、トークン・パッシング方式のネットワークでは、ＬＡＮ上に接続される装置が同時にデータを送出することを避けるために、トークンという特殊なデータを使って、装置に送信権を与え、データの送出を行わせている。このトークンは、ＬＡＮ上の装置を巡回するために、トークンのＬＡＮ上での流れを監視することによって、現在ＬＡＮ上に接続される装置の装置情報が認識することができる。トークンの形式は図１１に示したように、ＮＩＤが指定されているものである。この指定されたＮＩＤのノードＩＤ番号を持つ装置がバスの送信権を持つもので、その装置が送信するデータパケットがない場合や、データパケットを送り終わった時に、送信権をＮＩＤの装置に渡すためにトークンを送出する。
【００２５】
例えば、図３において、ＩＤ＃２４５の装置２４に送信権がある場合、ＩＤ＃２４５の装置２４から送りたいデータパケットがあれば、そのデータパケットを相手装置に対して送信する。そのデータパケットの送出が終われば、ＩＤ＃２４５の装置２４はＮＩＤに＃２を指定して、トークンを送出する。ＮＩＤ＃２の装置２１は、自分に送信権が移ったと判断する。次に図４に示すようにＩＤ＃２の装置２１からトークンを送出する場合、ＮＩＤ＝＃１４としてトークンを送出する。そこでＩＤ＃１４の装置２２は自分に送信権が移ったと判断する。このようにしてトークンはネットワーク上を巡回する。
【００２６】
したがって、図５に示すように、ネットワークに接続された複数の装置２１〜２４のいずれかがマスター装置となり、他がスレーブ装置になった場合、マスター装置になった装置が、自分がトークンを持っている時から自分にトークンが戻ってくるまで、この巡回するトークンを、ネットワークに接続される全てのノードＩＤ番号を１つずつ指定して監視することによって、すべてのノードＩＤ番号を認識することができることになる。
【００２７】
図２は本実施の形態における通信コントローラ１のＩＤ番号検出部１ａの動作を示すフロー図であり、トークン周回中に装置ＩＤを監視して、ネットワーク構成マップ作成のための処理を示すものである。図２において、まず始めに、通信コントローラ１のＩＤ番号検出部１ａに対して、監視するノードＩＤ番号を指定して、ＬＡＮ上にそのノードＩＤ番号が存在するかどうかの検索を行う（ＳＴ１）。そのために、トークンが周回するだけの時間を待つ（ＳＴ２）。指定したノードＩＤ番号がＬＡＮ上に存在すれば（ＳＴ３）、ネットワーク構成マップにそのノードＩＤ番号を登録する（ＳＴ４）。指定したノードＩＤ番号がＬＡＮ上にない場合、存在するはずの全てのノードＩＤ番号の検索が終了していれば（ＳＴ５）、ネットワーク構成マップの作成処理を終了し、検索すべきノードＩＤ番号がまだ残っていれば、次のノードＩＤ番号を検索するために、通信コントローラ１のＩＤ番号検出部１ａに監視するノードＩＤ番号を指定して（ＳＴ６）、トークンの周回待ちに入る（ＳＴ２）。以上の処理の繰り返しで、ＬＡＮ上に存在するはずの全てのノードＩＤ番号を取得してネットワーク構成マップを作成することができる。
【００２８】
以上のように本実施の形態によれば、マスター装置としての走行位置表示装置が、ＬＡＮ上に接続されるスレーブ装置としての他の車載用情報機器装置の装置情報を収集してネットワークを構築する場合、データパケットの送受信なしに、ノードＩＤ番号の検索を行い、ＬＡＮ上のトラフィックを抑え、情報の遅延や損失を発生させることなく、ネットワーク構成マップを容易に作成することが可能となり、取得したＩＤ番号からネットワーク上に接続される装置が何であるかを容易に判断することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように本発明は、ネットワーク上に接続される各装置の装置情報を通信プロトコルの物理層およびデータリンク層を構成する通信手段により、ネットワーク上に接続された複数の通信装置の全てのノードＩＤ番号を１つずつ指定して、データパケットの送受信なしにネットワーク上の全てのノードＩＤ番号の検索を行い、ネットワークを構築するための装置情報を収集するようにしたものであり、これにより、取得したＩＤ番号からネットワーク上に接続される装置が何であるかを容易に判断することができるとともに、ネットワークを構築する際に、ネットワーク上のトラフィックを抑え、情報の遅延や損失を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における通信装置の構成を示す概略ブロック図
【図２】本発明の実施の形態における動作を示すフロー図
【図３】本発明の実施の形態におけるトークンの巡回を説明するための模式図
【図４】本発明の実施の形態におけるトークンの巡回を説明するための模式図
【図５】本発明の実施の形態におけるトークンの巡回を説明するための模式図
【図６】従来例における通信装置の構成を示す概略ブロック図
【図７】ＯＳＩ参照モデルの各階層の役割を示す一覧図
【図８】４台の通信装置で構築されたネットワークシステムの概略図
【図９】ネットワークシステム立ち上げ時のタイマー起動を示す模式図
【図１０】最初の通信装置がトークンを送出する時の模式図
【図１１】トークンの形式を示す模式図
【図１２】ＮＩＤを検索する時の模式図
【図１３】ＮＩＤを検出し次のノードがＮＩＤを検索する時の模式図
【図１４】トークンパスを示す模式図
【図１５】ＯＳＩ参照モデルの各階層でのデータ伝送例を示す模式図
【符号の説明】
１ 通信コントローラ
１ａ ＩＤ番号検出部
２ メモリ
３ ＣＰＵ
４、５、６ 通信装置
７ ネットワークの伝送線路
【発明の属する技術分野】
本発明は、ネットワークに接続された複数の通信装置、例えば車両の現在位置を地図とともに表示する走行位置表示装置とその他の車載用情報機器装置との間の通信方法とそれを実現するための通信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６は従来のこの種の通信装置の概要を示している。図６において、１１は通信コントローラであり、この通信コントローラは、通信プロトコルの物理層とデータリンク層を実現するものである。１２はデータの読み出し／書き込みが可能なメモリ、１３は各種の演算を行うＣＰＵ（中央演算処理装置）である。ＣＰＵ１３は、通信コントローラ１１の制御を行い、メモリ１２からのデータ読み出し、メモリ１２へのデータ書き込みを行うものである。これらにより、１つの通信装置１４が構成されている。１５、１６は他の通信装置であり、通信装置１４と同じ構成を有する。１７はこれら通信装置１４、１５、１６が接続されるネットワークの伝送線路である。
【０００３】
通信装置１４の通信コントローラ１１は、他の通信装置１５、１６からデータを受信すると、ＣＰＵ１３に受信割り込みを通知し、ＣＰＵ１３は、受信データを通信コントローラ１１からメモリ１２へ取り込み、他の通信装置１５、１６からの受信データを取得することができる。データを他の通信装置１５、１６へ送信する場合は、ＣＰＵ１３は、通信コントローラ１１に送信開始コマンドを送り、メモリ１２から通信コントローラ１１へデータ転送を行い、通信コントローラ１１は、他の通信装置１５、１６にデータを送出する。
【０００４】
通信コントローラ１１は、通信プロトコルの物理層、データリンク層（ＯＳＩ参照モデル）を構成するものである。ＯＳＩ参照モデルの７階層を図７に示す。通信プロトコルの物理層、データリンク層であるローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）の伝送方式としては、ＩＥＥＥ８０２で標準化されている、「搬送波感知多重アクセス／衝突検出」（ＣＳＭＡ／ＣＤ）やトークン・バス、トークン・リング等がある。ネットワークの伝送方式であるトークン・パッシング方式は、トークンという特殊データを使ってネットワークを制御する方法である。トークンは、送信権を意味するものである。ネットワーク内に１個のトークンを巡回させ、そのトークンを持っている装置がデータを送信することができる。
【０００５】
例えば図６の通信装置１５にトークンが有る場合は、通信装置１５がデータ送信権を持っており、この通信装置１５のみがデータを送信することができる。この通信装置１５は、送信するデータがない場合や、データを送信し終わった場合に、トークンを次の通信装置１６に送る。次の通信装置１６は、トークンを受け取ると送信権を得ることができ、データを送信できる。このようにトークンを巡回させることによって、複数の通信装置が同時にデータを送信しないように制御することができる。トークン・パッシングは、ネットワークがリング型かバス型かによって、トークン・リングとトークン・バスとに分けることができる。このネットワークの伝送方式は、各通信装置１４、１５、１６内部の通信コントローラ１１が実現している。
【０００６】
通信コントローラ１１が実現するデータリンク層以下のネットワーク構築方法（論理リンクが確立されるまで）を図面を参照しながら説明を行う。図８に示すように、ここでは４台の装置２１、２２、２３、２４がネットワーク２５に接続されている場合を考える。ネットワーク２５に接続される各装置２１〜２４は、それぞれノードＩＤ番号を持つ。図８はノードＩＤ番号＃２、＃１４、＃１６５、＃２４５の４台の装置２１〜２４がネットワーク２５に接続されている場合を示すものである。図８の４台の装置２１〜２４が同時に立ち上がる場合、各装置は自分の装置ＩＤを用いてタイマーを起動させる。
【０００７】
図９に示すように、各装置は、
（２５５−ノードＩＤ）×固定値
で計算される値でタイマーを起動を行う。最初にタイムアウトする装置は、図１０に示す通りＩＤ＃２４５の装置２４となる。タイムアウトしたＩＤ＃２４５の装置２４は、自分がバスへの送信権を獲得したとして、ＮＩＤ（Ｎｅｘｔ ＩＤ）に＃２４５を指定してトークン（ＩＴＴ）を送出する。トークン（ＩＴＴ）の形式を図１１に示す。ＮＩＤ＝＃２４５のトークンを受信した各装置２１、２２、２３は起動しているタイマーを停止する。ＮＩＤ＝＃２４５のトークン（ＩＴＴ）に応答する装置は、ネットワーク上に存在しないため、応答監視タイマーがタイムアウトする。そこでＩＤ＃２４５の装置２４は、ＮＩＤをインクリメントてＮＩＤ＝＃２４６のトークン（ＩＴＴ）を再び送出する。このような動作を図１２に示すように応答があるまで繰り返す。
【０００８】
この繰り返しの結果、ＮＩＤ＝＃２のトークン（ＩＴＴ）を受信したＩＤ＃２の装置２１は、自分がバスの送信権を獲得したとして、図１３に示すように、ＮＩＤ＝＃２のトークン（ＩＴＴ）を送出する。ＮＩＤ＝＃２のトークン（ＩＴＴ）を受信したＩＤ＃２４５の装置２４は、トークン（ＩＴＴ）がＩＤ＃２の装置２１に渡ったとして、バスの送信権がＩＤ＃２の装置２１に渡ったと判断し、ネットワーク上にＩＤ＃２の装置２１が存在し、ＮＩＤは＃２であることを記憶する。ＩＤ＃２の装置２１も、ＩＤ＃２４５の装置２４と同じように、ＮＩＤをインクリメントしてトークン（ＩＴＴ）を送出するすることによって、ＮＩＤが＃１４であることを記憶する。ＩＤ＃１４、ＩＤ＃１６５の装置２２、２３も同様に自分のＮＩＤを記憶する。このようにして、図１４に示すようにネットワークのトークン・パスが確立する。
【０００９】
以上が、図１５に示す通信コントローラ１１が実現するＯＳＩ参照モデルのデータリンク層以下の通信プロトコルである。このためＣＰＵ１３は、トークン（ＩＴＴ）の巡回や送信権を意識することなく、送信したいデータを、送信したい時に、通信コントローラ１１へ送り、ネットワーク上に接続された装置とのネットワーク層以上の通信が可能となるものである。
【００１０】
次に、図１５のネットワーク層以上の通信プロトコルについて説明を行う。ネットワークに接続される装置がネットワークを管理するマスター装置と、マスター装置に従うスレーブ装置に別れたシステムの場合、ネットワークの構成を認識する必要のあるマスター装置は、各スレーブ装置に対して、ネットワークへの登録を促すコマンドを同報で送出する。これはデータパケットで行われることになる。データパケットは、トークン（ＩＴＴ）の中でＮＩＤに指定されるノードＩＤ番号の装置のみが送出できるものである。同報コマンドを受信したスレーブ装置は、自分のノードＩＤ番号をマスター装置に一斉にデータパケットで応答することになる。これによってマスター装置は、ＬＡＮ上に接続される装置が何であるかを判断し、ネットワーク構成マップを作成し、ネットワークとしてのネットワーク層以上の通信を行うことが可能となる。
【００１１】
以上のように、従来の通信プロトコルでは、各階層で取得した情報は、その階層の中のみで使用されており、データリンク層以下のＮＩＤの情報は、ネットワーク層以上の階層へは積極的に通知しないことが一般的である。また、データリンク層以下は、ＮＩＤは何であるか解っていても、ネットワーク上に接続される全てのノードＩＤの情報までは持っていないので、ネットワーク層以上では、ネットワークに接続される全てのノードＩＤを取得するために、データパケットを使って情報の収集を行っている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、ネットワークを管理するマスター装置は、ＬＡＮを構築した他の周辺装置と通信を行うとき、始めにＬＡＮ上に接続されている装置は何であるかを把握する必要がある。そのためには、従来はＬＡＮ上に接続されている装置に対して、同報でネットワークへの登録を促すコマンドをデータパケットで送出し、その応答によってＬＡＮ上に接続されている装置を認識する方法が多くとられている。この場合、同報コマンドは送信側からの一方的なコマンドのため、送出したデータを確実に受信側へ送出できたかどうかの確認ができず、これを確実なものとするために、情報の遅延や損失が発生するという問題があった。また、同報受信したスレーブ装置は、一斉にその応答をデータパケットによってマスター装置に返すため、情報の量（トラフィック）が上がり、ここでも情報の遅延や損失を発生する場合があった。
【００１３】
また、同報を使わない場合、ネットワーク上に存在しない装置に対しても装置情報の要求を行うことになり、これは応答が無いことでその装置がネットワーク上に存在しないことを判断しなければならないため、ネットワーク上には不要なデータパケットが送出されることになり、ネットワーク上を一定時間に流れる情報の量（トラフィック）が増大するという問題を有していた。
【００１４】
本発明は、上記問題に鑑み、ネットワーク上に接続される各装置の装置情報を収集してネットワークを構築する際に、データパケットの送受信なしにネットワーク構成マップの作成を行い、ネットワーク上のトラフィックを抑え、情報の遅延や損失を防ぐことのできる通信方法および通信装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、本発明は、ネットワーク上に接続される各装置の装置情報を通信プロトコルの物理層およびデータリンク層を構成する通信手段により、データパケットの送受信なしにネットワーク上の全てのノードＩＤ番号の検索を行い、ネットワークを構築するための装置情報を収集するようにしたものである。これにより、ネットワークを構築する際に、ネットワーク上のトラフィックを抑え、情報の遅延や損失を防ぐことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、ネットワークに接続された複数の通信装置がトークンパッシング方式によりデータを送受信する通信方法において、前記ネットワーク上に接続された複数の通信装置の全てのノードＩＤ番号を１つずつ指定して、前記ネットワークのネットワーク層におけるデータパケットの送受信なしにノードＩＤ番号の検索を行い、前記複数の通信装置すべてのノードＩＤ番号を取得するまで前記ネットワークの物理層およびデータリンク層においてトークンを順番に送出し回収して監視する処理を繰り返すことにより、前記ネットワーク上の前記全てのノードＩＤ番号を取得し、取得した前記ノードＩＤ番号から前記各通信装置のネットワークを構成するための装置情報を求めて、前記取得した全てのＩＤ番号を用いて、前記ＩＤ番号と前記装置情報とが対応づけられたネットワークアドレスマップを作成する通信方法であり、通信プロトコルにおいて、従来行われていたネットワーク層におけるデータパケットの送受信なしに、物理層およびデータリンク層において、ネットワークを構築する際のネットワーク上の装置情報を収集することができ、ネットワーク上のトラフィックを抑え、情報の遅延や損失を防止できるとともに、ネットワークを構築する際に必要なアドレスマップを容易に作成できる作用を有する。
【００１７】
本発明の請求項２に記載の発明は、前記ネットワークにマスター装置とスレーブ装置とが接続され、前記マスター装置が前記複数の通信装置の前記全てのノードＩＤ番号を取得し、前記ネットワークアドレスマップを作成する請求項１記載の通信方法であり、ネットワークを管理するマスター装置により容易にネットワークを構築できる作用を有する。
【００１８】
本発明の請求項３に記載の発明は、前記ネットワークに、車両の現在位置を地図とともに表示する走行位置表示装置と、その他の車載用情報機器装置とが接続されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の通信方法であり、走行位置表示装置とその他の車載用情報機器装置との間のネットワークを容易に構築できる作用を有する。
【００１９】
本発明の請求項４に記載の発明は、データの送受信制御を行う通信手段と、送受信した前記データを蓄える記憶手段と、前記通信手段を制御して前記記憶手段からの前記データの読み出しや書き込みを行う制御手段とを備え、前記通信手段が、前記ネットワーク上に接続された複数の通信装置の全てのノードＩＤ番号を１つずつ指定して、前記ネットワークのネットワーク層におけるデータパケットの送受信なしにノードＩＤ番号の検索を行い、前記複数の通信装置全てのノードＩＤ番号を取得するまで前記ネットワークの物理層およびデータリンク層においてトークンを順番に送出し回収して監視する処理を繰り返すことにより、前記ネットワーク上に接続された複数の通信装置の全てのノードＩＤ番号を取得し、取得した前記ノードＩＤ番号から前記各通信装置のネットワークを構成するための装置情報を求めて、前記取得した全てのＩＤ番号を用いて、前記ＩＤ番号と前記装置情報とが対応づけられたネットワークアドレスマップを作成して前記記憶手段に蓄えることを特徴とする通信装置であり、通信プロトコルにおいて、従来行われていたネットワーク層におけるデータパケットの送受信なしに、物理層およびデータリンク層において、ネットワークを構築する際のネットワーク上の装置情報を収集することができ、ネットワーク上のトラフィックを抑え、情報の遅延や損失を防止できるとともに、ネットワークを構築する際に必要なアドレスマップを容易に作成できる作用を有する。
【００２０】
本発明の請求項５に記載の発明は、前記ネットワークにマスター装置とスレーブ装置とが接続され、前記マスター装置が前記通信手段に前記ＩＤ番号検出手段を備えた請求項４記載の通信装置であり、ネットワークを管理するマスター装置により容易にネットワークを構築できる作用を有する。
【００２１】
本発明の請求項６に記載の発明は、前記ネットワークに接続された前記複数の通信装置が、車両の現在位置を地図とともに表示する走行位置表示装置と、その他の車載用情報機器装置とである請求項４または請求項５記載の通信装置であり、走行位置表示装置とその他の車載用情報機器装置との間のネットワークを容易に構築できる作用を有する。
【００２２】
（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態における通信装置のシステム構成を示すものである。図１において、１は通信手段としての通信コントローラであり、ＩＤ番号検出部１ａを備えている。２はデータの読み出し／書き込みが可能な記憶手段としてのメモリ、３は各種の演算を行う制御手段としてのＣＰＵ（中央演算処理装置）である。ＣＰＵ３は、通信コントローラ１の制御を行い、メモリ２からのデータ読み出し、メモリ２へのデータ書き込みを行うものである。これらにより、１つの通信装置４が構成されている。５、６は他の通信装置であり、通信装置４と同じ構成を有する。７はこれら通信装置４、５、６が接続されるネットワークの伝送線路である。
【００２３】
次に本実施の形態における動作について、ＬＡＮ上に接続されて車両の現在位置を地図とともに表示する走行位置表示装置をマスター装置とし、その他の車載用情報機器装置をスレーブ装置として、マスター装置がＬＡＮを管理するシステムを例として説明する。一般的に装置情報は、その装置に割り付けられたノードＩＤ番号によって行われ、そのノードＩＤ番号によって、ＬＡＮ上に接続される装置が何であるか判断できるようになっている。つまり、ノードＩＤ番号が解れば、その装置情報を認識できることになる。従来の通信プロトコルでは、トークンの周回については、データリンク層以下のプロトコルであり、データリンク層内で閉じた情報として扱っていた。本発明は、このデータリンク層以下の情報や機能をネットワーク層以上でも積極的に活用することを可能としたもので、この方法を実現するために、図１に示す通信コントローラ１は、トークン周回中にノードＩＤ番号を監視するＩＤ番号検出部１ａを備え、指定されたノードＩＤ番号を、トークン周回中に検出することを可能としたものである。
【００２４】
上述したように、トークン・パッシング方式のネットワークでは、ＬＡＮ上に接続される装置が同時にデータを送出することを避けるために、トークンという特殊なデータを使って、装置に送信権を与え、データの送出を行わせている。このトークンは、ＬＡＮ上の装置を巡回するために、トークンのＬＡＮ上での流れを監視することによって、現在ＬＡＮ上に接続される装置の装置情報が認識することができる。トークンの形式は図１１に示したように、ＮＩＤが指定されているものである。この指定されたＮＩＤのノードＩＤ番号を持つ装置がバスの送信権を持つもので、その装置が送信するデータパケットがない場合や、データパケットを送り終わった時に、送信権をＮＩＤの装置に渡すためにトークンを送出する。
【００２５】
例えば、図３において、ＩＤ＃２４５の装置２４に送信権がある場合、ＩＤ＃２４５の装置２４から送りたいデータパケットがあれば、そのデータパケットを相手装置に対して送信する。そのデータパケットの送出が終われば、ＩＤ＃２４５の装置２４はＮＩＤに＃２を指定して、トークンを送出する。ＮＩＤ＃２の装置２１は、自分に送信権が移ったと判断する。次に図４に示すようにＩＤ＃２の装置２１からトークンを送出する場合、ＮＩＤ＝＃１４としてトークンを送出する。そこでＩＤ＃１４の装置２２は自分に送信権が移ったと判断する。このようにしてトークンはネットワーク上を巡回する。
【００２６】
したがって、図５に示すように、ネットワークに接続された複数の装置２１〜２４のいずれかがマスター装置となり、他がスレーブ装置になった場合、マスター装置になった装置が、自分がトークンを持っている時から自分にトークンが戻ってくるまで、この巡回するトークンを、ネットワークに接続される全てのノードＩＤ番号を１つずつ指定して監視することによって、すべてのノードＩＤ番号を認識することができることになる。
【００２７】
図２は本実施の形態における通信コントローラ１のＩＤ番号検出部１ａの動作を示すフロー図であり、トークン周回中に装置ＩＤを監視して、ネットワーク構成マップ作成のための処理を示すものである。図２において、まず始めに、通信コントローラ１のＩＤ番号検出部１ａに対して、監視するノードＩＤ番号を指定して、ＬＡＮ上にそのノードＩＤ番号が存在するかどうかの検索を行う（ＳＴ１）。そのために、トークンが周回するだけの時間を待つ（ＳＴ２）。指定したノードＩＤ番号がＬＡＮ上に存在すれば（ＳＴ３）、ネットワーク構成マップにそのノードＩＤ番号を登録する（ＳＴ４）。指定したノードＩＤ番号がＬＡＮ上にない場合、存在するはずの全てのノードＩＤ番号の検索が終了していれば（ＳＴ５）、ネットワーク構成マップの作成処理を終了し、検索すべきノードＩＤ番号がまだ残っていれば、次のノードＩＤ番号を検索するために、通信コントローラ１のＩＤ番号検出部１ａに監視するノードＩＤ番号を指定して（ＳＴ６）、トークンの周回待ちに入る（ＳＴ２）。以上の処理の繰り返しで、ＬＡＮ上に存在するはずの全てのノードＩＤ番号を取得してネットワーク構成マップを作成することができる。
【００２８】
以上のように本実施の形態によれば、マスター装置としての走行位置表示装置が、ＬＡＮ上に接続されるスレーブ装置としての他の車載用情報機器装置の装置情報を収集してネットワークを構築する場合、データパケットの送受信なしに、ノードＩＤ番号の検索を行い、ＬＡＮ上のトラフィックを抑え、情報の遅延や損失を発生させることなく、ネットワーク構成マップを容易に作成することが可能となり、取得したＩＤ番号からネットワーク上に接続される装置が何であるかを容易に判断することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように本発明は、ネットワーク上に接続される各装置の装置情報を通信プロトコルの物理層およびデータリンク層を構成する通信手段により、ネットワーク上に接続された複数の通信装置の全てのノードＩＤ番号を１つずつ指定して、データパケットの送受信なしにネットワーク上の全てのノードＩＤ番号の検索を行い、ネットワークを構築するための装置情報を収集するようにしたものであり、これにより、取得したＩＤ番号からネットワーク上に接続される装置が何であるかを容易に判断することができるとともに、ネットワークを構築する際に、ネットワーク上のトラフィックを抑え、情報の遅延や損失を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における通信装置の構成を示す概略ブロック図
【図２】本発明の実施の形態における動作を示すフロー図
【図３】本発明の実施の形態におけるトークンの巡回を説明するための模式図
【図４】本発明の実施の形態におけるトークンの巡回を説明するための模式図
【図５】本発明の実施の形態におけるトークンの巡回を説明するための模式図
【図６】従来例における通信装置の構成を示す概略ブロック図
【図７】ＯＳＩ参照モデルの各階層の役割を示す一覧図
【図８】４台の通信装置で構築されたネットワークシステムの概略図
【図９】ネットワークシステム立ち上げ時のタイマー起動を示す模式図
【図１０】最初の通信装置がトークンを送出する時の模式図
【図１１】トークンの形式を示す模式図
【図１２】ＮＩＤを検索する時の模式図
【図１３】ＮＩＤを検出し次のノードがＮＩＤを検索する時の模式図
【図１４】トークンパスを示す模式図
【図１５】ＯＳＩ参照モデルの各階層でのデータ伝送例を示す模式図
【符号の説明】
１ 通信コントローラ
１ａ ＩＤ番号検出部
２ メモリ
３ ＣＰＵ
４、５、６ 通信装置
７ ネットワークの伝送線路
Claims (6)
- ネットワークに接続された複数の通信装置がトークンパッシング方式によりデータを送受信する通信方法において、前記ネットワーク上に接続された複数の通信装置の全てのノードＩＤ番号を１つずつ指定して、前記ネットワークのネットワーク層におけるデータパケットの送受信なしにノードＩＤ番号の検索を行い、前記複数の通信装置すべてのノードＩＤ番号を取得するまで前記ネットワークの物理層およびデータリンク層においてトークンを順番に送出し回収して監視する処理を繰り返すことにより、前記ネットワーク上の前記全てのノードＩＤ番号を取得し、取得した前記ノードＩＤ番号から前記各通信装置のネットワークを構成するための装置情報を求めて、前記取得した全てのＩＤ番号を用いて、前記ＩＤ番号と前記装置情報とが対応づけられたネットワークアドレスマップを作成する通信方法。
- 前記ネットワークにマスター装置とスレーブ装置とが接続され、前記マスター装置が前記複数の通信装置の前記全てのノードＩＤ番号を取得し、前記ネットワークアドレスマップを作成する請求項１記載の通信方法。
- 前記ネットワークに、車両の現在位置を地図とともに表示する走行位置表示装置と、その他の車載用情報機器装置とが接続されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の通信方法。
- データの送受信制御を行う通信手段と、送受信した前記データを蓄える記憶手段と、前記通信手段を制御して前記記憶手段からの前記データの読み出しや書き込みを行う制御手段とを備え、前記通信手段が、前記ネットワーク上に接続された複数の通信装置の全てのノードＩＤ番号を１つずつ指定して、前記ネットワークのネットワーク層におけるデータパケットの送受信なしにノードＩＤ番号の検索を行い、前記複数の通信装置全てのノードＩＤ番号を取得するまで前記ネットワークの物理層およびデータリンク層においてトークンを順番に送出し回収して監視する処理を繰り返すことにより、前記ネットワーク上に接続された複数の通信装置の全てのノードＩＤ番号を取得し、取得した前記ノードＩＤ番号から前記各通信装置のネットワークを構成するための装置情報を求めて、前記取得した全てのＩＤ番号を用いて、前記ＩＤ番号と前記装置情報とが対応づけられたネットワークアドレスマップを作成して前記記憶手段に蓄えることを特徴とする通信装置。
- 前記ネットワークにマスター装置とスレーブ装置とが接続され、前記マスター装置が前記通信手段に前記ＩＤ番号検出手段を備えた請求項４記載の通信装置。
- 前記ネットワークに接続された前記複数の通信装置が、車両の現在位置を地図とともに表示する走行位置表示装置と、その他の車載用情報機器装置とである請求項４または請求項５記載の通信装置。
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