特許 6854931 データを伝送する方法及び通信エンティティを備えるシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6854931

(24)【登録日】2021年3月18日

(45)【発行日】2021年4月7日

(54)【発明の名称】データを伝送する方法及び通信エンティティを備えるシステム

(51)【国際特許分類】

   H04L 12/28 20060101AFI20210329BHJP

【ＦＩ】

   H04L12/28 203

   H04L12/28 400

【請求項の数】13

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2019-568126(P2019-568126)

(86)(22)【出願日】2018年8月17日

(65)【公表番号】特表2020-522965(P2020-522965A)

(43)【公表日】2020年7月30日

(86)【国際出願番号】JP2018031259

(87)【国際公開番号】WO2019082493

(87)【国際公開日】20190502

【審査請求日】2019年12月9日

(31)【優先権主張番号】17306477.5

(32)【優先日】2017年10月26日

(33)【優先権主張国】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】503163527

【氏名又は名称】ミツビシ・エレクトリック・アールアンドディー・センター・ヨーロッパ・ビーヴィ

【氏名又は名称原語表記】ＭＩＴＳＵＢＩＳＨＩ ＥＬＥＣＴＲＩＣ Ｒ＆Ｄ ＣＥＮＴＲＥ ＥＵＲＯＰＥ Ｂ．Ｖ．

(74)【代理人】

【識別番号】100110423

【弁理士】

【氏名又は名称】曾我 道治

(74)【代理人】

【識別番号】100111648

【弁理士】

【氏名又は名称】梶並 順

(74)【代理人】

【識別番号】100122437

【弁理士】

【氏名又は名称】大宅 一宏

(74)【代理人】

【識別番号】100147566

【弁理士】

【氏名又は名称】上田 俊一

(74)【代理人】

【識別番号】100161171

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田 潤一郎

(72)【発明者】

【氏名】マンガン、クリストフ

【審査官】 中川 幸洋

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２２６５６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 韓国公開特許第１０−２０１７−０１１８７９３（ＫＲ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０６５６６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１７／０１７１０９６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｌ １２／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

直列に、又はデイジーチェーン方式で接続されている複数の通信エンティティの間でホップによりデータを伝送する方法であって、前記複数の通信エンティティは、１つのマスタエンティティと複数のスレーブエンティティとを備え、
前記マスタエンティティは、第１のサイクリックイーサネットプロトコルに従ってかつ第２のサイクリックイーサネットプロトコルに従って通信するように構成され、
前記複数のスレーブエンティティは、
前記第１のサイクリックイーサネットプロトコルによる通信をサポートすることができ、前記第２のサイクリックイーサネットプロトコルによる通信をサポートすることができないスレーブエンティティの第１のグループと、
少なくとも前記第２のサイクリックイーサネットプロトコルによる通信をサポートすることができるスレーブエンティティの第２のグループと、
を含み、
前記第１のサイクリックイーサネットプロトコルは、前記マスタエンティティから逐次各隣接スレーブエンティティへの通信データによるトークンパッシング伝送により、トークンが再度前記マスタエンティティに達するまで実施され、前記第１のサイクリックイーサネットプロトコルによる第１のサイクルをこのように定義し、前記第１のグループの１つの現エンティティは、イーサネットデータフレームを受信すると、
前記イーサネットデータフレームが前記第１のサイクリックイーサネットプロトコルによる場合、前記イーサネットデータフレームを処理し、処理済みのフレームを前記トークンパッシング伝送に従って伝送し、
又は、前記イーサネットデータフレームが前記第２のサイクリックイーサネットプロトコルによる場合、前記イーサネットデータフレームの内容を無視し、単に、前記イーサネットデータフレームをその受信時に次の隣接エンティティに伝送する、
ように構成され、
前記第２のサイクリックイーサネットプロトコルは、前記第２のグループのエンティティに意図されたデータを含むイーサネットデータフレームを渡すことによって実施され、前記第２のグループの１つの現エンティティは、前記イーサネットデータフレームを受信すると、
前記イーサネットデータフレームから、前記第２のグループの１つの現エンティティに意図されたデータを取得することにより、及び／又は、前記イーサネットデータフレームに、前記第２のグループの他のエンティティに意図されたデータを追加することにより、前記イーサネットデータフレームを変更し、かつ、
このように変更された前記イーサネットデータフレームを、前記イーサネットデータフレームが前記第２のグループの１つの現エンティティに達するまで逐次、隣接エンティティに伝送し、前記第２のサイクリックイーサネットプロトコルによる第２のサイクルをこのように定義する、
ように構成され、
前記マスタエンティティは、第１のサイクリックイーサネットプロトコル及び第２のサイクリックイーサネットプロトコル両方による通信をサポートするように構成され、
前記第１のサイクルを開始し、
前記第２のサイクルを開始し、前記マスタエンティティが前記第２のサイクルを開始するのと同時に前記第２のサイクルを開始するように、前記第２のグループにおいて少なくとも１つのスレーブエンティティを選択する、
ように更に構成される、方法。

【請求項2】

前記選択されたスレーブエンティティは前記マスタエンティティから最も遠い、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記第２のグループのエンティティは、前記第１のサイクリックイーサネットプロトコルによる前記イーサネットデータフレームの内容を無視し、単に、前記イーサネットデータフレームをその受信時に次の隣接エンティティに伝送するように構成される、請求項１又は２に記載の方法。

【請求項4】

前記マスタエンティティが新たな第１のサイクルを開始し、
同時に、前記第２のグループの前記選択されたスレーブエンティティが新たな第２のサイクルを開始する、
開始は、前記第１のサイクル及び前記第２のサイクルの最小公倍数に対応する第３のサイクルにより、時間の間隔があけられる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項5】

前記通信エンティティの全ては、「ＩＥＥＥ８０２．１Ｑｂｖ」タイプの通信プロトコルを適用するように構成され、前記第３のサイクルは、前記ＩＥＥＥ８０２．１Ｑｂｖタイプのプロトコルのサイクルに対応する、請求項４に記載の方法。

【請求項6】

少なくとも２つの通信ポートを備える前記複数の通信エンティティの各々は、
前記第１のサイクリックイーサネットプロトコルによるトークン及び／又は前記第２のサイクリックイーサネットプロトコルによるイーサネットデータフレームを、隣接エンティティに対して、前記マスタエンティティに向かう第１の方向に受信／送信するための、アップストリーム通信用の１つのポートと、
前記第１のサイクリックイーサネットプロトコルによるトークン及び／又は前記第２のサイクリックイーサネットプロトコルによるイーサネットデータフレームを、隣接エンティティに対して、前記第１の方向とは反対の第２の方向に受信／送信するための、ダウンストリーム通信用の１つのポートと、
を管理するように構成される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項7】

前記複数の通信エンティティの各々は、
前記第２のサイクリックイーサネットプロトコルによるデータ伝送のための第１のトラフィッククラスキューと、
前記第１のサイクリックイーサネットプロトコルによるデータ伝送のため第２のトラフィッククラスキューと、
前記通信エンティティが、実施すべき前記第１のサイクリックイーサネットプロトコル及び前記第２のサイクリックイーサネットプロトコルによる伝送を有していないときに伝送すべきデータのためのベストエフォートトラフィッククラスキューと、
を管理するように構成される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項8】

前記通信エンティティは、産業用ネットワークにおいて動作するように構成される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項9】

複数の通信エンティティを備え、前記第１のグループ又は前記第２のグループに属する各通信エンティティは、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法を実施する論理回路を備える、システム。

【請求項10】

マスタエンティティとして、前記第１のサイクリックイーサネットプロトコル及び前記第２のサイクリックイーサネットプロトコルによる伝送を実施する論理回路を備える、請求項９に記載のシステムの通信エンティティ。

【請求項11】

前記第１のグループに属し、前記第１のサイクリックイーサネットプロトコルによる伝送を実施するとともに、前記第２のサイクリックイーサネットプロトコルによるイーサネットデータフレームの内容を無視し、単に前記イーサネットデータフレームを前記イーサネットデータフレームの受信時に次の隣接通信エンティティに伝送する論理回路を備える、請求項９に記載のシステムの通信エンティティ。

【請求項12】

前記第２のグループに属し、前記第２のサイクリックイーサネットプロトコルによる伝送を実施するとともに、前記第１のサイクリックイーサネットプロトコルによるイーサネットデータフレームの内容を無視し、単に前記イーサネットデータフレームを前記イーサネットデータフレームの受信時に次の隣接通信エンティティに伝送する論理回路を備える、請求項９に記載のシステムの通信エンティティ。

【請求項13】

プロセッサによって実行されると、前記プロセッサに請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法を実行させる命令を含むコンピュータプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、最適化されたスケジューリング方式を使用するデータ交換に関する。より詳細には、本発明は、第１のサイクリック（cyclic）イーサネット（登録商標）プロトコル及び第２のサイクリックイーサネットプロトコルの両方に従って、例えば、第２のプロトコルが第１のプロトコルの更新バージョン（又は次世代）である場合に、データ交換をインターリーブする方法を提案する。

【背景技術】

【0002】

本発明の主な原理を提示する前に、以下、例えば、標準規格ＩＥＥＥ８０２．１Ｑｂｖにおいて指定されたスケジューリング方式を使用する、通常のサイクリックイーサネットプロトコル（上に定義した「第１の」プロトコル）の動作原理を想起する。

【0003】

典型的な通常のサイクリックイーサネットプロトコルネットワークは、単一の制御ステーション（マスタ）と複数のスレーブステーション（スレーブ）とからなる。媒体アクセス制御は、トークンパッシング方式に基づく。図１を参照すると、マスタＭは、ネットワークを管理し、ネットワークにおける第１のスレーブステーションＳ１にトークンを送信することによりトークンパッシングシーケンスを開始する。参照符号ＴＯＫは、スレーブエンティティがトークンホルダーとなる状況（逐次Ｓ１、Ｓ３、Ｓ２、及びＭに戻る）を示す。トークンを受信するスレーブステーションＳ１は、その伝送を実施し、その後、そのシーケンスにおける次のステーションＳ２にトークンを渡し、以下続く。

【0004】

最後のスレーブステーションは、プロセスを完了した後（図１の戻り矢印によって示す参照符号Ｓ１）、マスタＭにトークンを返し、シーケンス全体が再度開始する。トークンパッシングシーケンス全体を実施するために必要な時間は一定であり、以下「リンクスキャン」ＬＳと呼ぶ１つのサイクルを構成する。

【0005】

当然ながら、そのイーサネットプロトコルは、データ転送のために標準イーサネットフレームを使用する。通常、図２に示すように、以下の３つのタイプのフレームが定義される。
−伝送制御フレーム
−サイクリック伝送フレーム、及び
−トランジェント伝送フレーム。

【0006】

通常のプロトコルは、一般に、以下の３つの通信フェーズを含む。
Ａ．トークンパッシングルート、すなわちスレーブがトークンを保持するシーケンスを確立するためにマスタによって使用される初期化フェーズ、その間、
ａ．マスタは、スレーブを発見し、
ｂ．マスタは、スレーブに関する情報を収集し、
ｃ．マスタは、トークンパッシングルート情報を分散させ、
ｄ．マスタは、パラメータを分散させ、
ｅ．マスタは、スレーブにパラメータを反映するように要求し、
ｆ．マスタは、スレーブによって反映されたパラメータを検査する。
Ｂ．実際のデータ交換フェーズに対応するリフレッシュフェーズ、その間、
ｇ．マスタは、全てのスレーブにデータをブロードキャストすることによりリンクスキャンを開始し、特定のスレーブにトークンをアドレス指定し、
ｈ．各ノード（スレーブ）は、トークンを受信した後、ステータスフレームを送信し、
ｉ．次いで、サイクリックフレーム（複数の場合もある）を送信し、
ｊ．次いで、非サイクリックフレーム（複数の場合もある）を送信し、
ｋ．最後に、次のトークンホルダーにトークンフレームを送信する。
Ｃ．新たなノードが検出されトークンパッシング方式に含められる、戻りフェーズ。戻りフェーズの開始は、マスタによって判断される。

【0007】

実際のプロセスデータ交換は、リフレッシュフェーズ中に行われる。図３に示すように、各ノードのサイクリック伝送のサイズは、実行中、一定である。ノード毎の非サイクリックフレームのボリュームも、実行中、同様に一定である。図３を参照すると、スレーブデバイスは、トークンを受信した後、最初に、そのステータスフレーム、次いで、１つ以上のサイクリック伝送フレームを送信し、任意選択的に、その後、（いわゆる「トランジェント通信」のために）非サイクリックフレームを送信する。サイクルタイム違反を回避するために、ノード及びサイクル毎の非サイクリックフレームの数を制限することができる。最後に、ノードは、次のトークンホルダーにトークンフレームを送信する。

【0008】

全てのフレームがブロードキャストされ、すなわち、２つのポートを有するノードが両ポートに全てのフレームを送信し、ハブのように（ブロードキャストＭＡＣアドレスを利用して）スイッチが使用される。

【0009】

プロトコルは、最大プロセスデータサイズとともに、非サイクリック通信のサポート等の特徴により異なる、異なるノードタイプを識別することができる。これらには、
−１２８ビットのサイクリックＩ／Ｏデータ（加えてレジスタデータ）に制限され、非サイクリック通信におけるクライアント機能をサポートしない「リモートデバイスステーション」、
−６４ビットのサイクリックＩ／Ｏデータ（レジスタデータなし）に制限され、非サイクリック通信を全くサポートしない「リモートＩ／Ｏステーション」
がある。

【0010】

そのタイプのサイクリックイーサネットプロトコルは、例えば、フィールド通信、すなわち、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）を、センサ、アクチュエータ、電気モーター、コンソール照明、スイッチ、バルブ及び接触器等、動作を実施する構成要素にリンクする製造組立ラインの制御チェーンの基礎にある通信に専用の産業用通信プロトコルとして使用することができる。

【0011】

その第１の通常のサイクリックイーサネットプロトコルの一例は、ＩＥＣ参照６１１５８−４−２３（データリンク層、タイプ２３）とすることができる。

【0012】

通常、標準規格ＩＥＥＥ８０２．１Ｑｂｖにおいて指定されたスケジューリング方式を使用する通常のサイクリックイーサネットプロトコルのあり得る展開は、最終的にいかなるトークンルートも確立される必要がない次のプロトコル世代につながる可能性がある。こうした次世代プロトコルの例は、ＳＥＲＣＯＳ ＩＩＩ、又はＥｔｈｅｒＣＡＴとすることができる。ソースと宛先との間で交換される単一データに対してイーサネットフレームを専用とする代わりに、その種の「第２のサイクリックイーサネットプロトコル」は、複数のデータを連結して単一のイーサネットフレームにすることができる。通常、マスタＭがスレーブＳ１、Ｓ２及びＳ３に送信すべきデータを有する場合、３つのそれぞれのデータセットは同じフレームで伝送され、このフレームがスレーブＳ１、Ｓ２及びＳ３にブロードキャストされる。図４Ａを参照すると、その後、各受信側（Ｓ１）は、フレームから、そのスレーブ（Ｓ１）にアドレス指定されたデータを抽出し（Ｍ→Ｓ１）、より短いパケットをその隣接スレーブ（Ｓ２）に中継する。対照的に、図４Ｂを参照すると、送信側（Ｓ２）は、その過程で、その送信側を通過する既存のフレームにその送信側のデータを挿入し（Ｓ２→Ｍ）、又は、必要な場合は新たなフレームを作成する（図４Ａ及び図４Ｂの例では、スレーブエンティティＳ１に対して「ヘッダ、Ｓ１→Ｍ、ＦＣＳ」）。

【0013】

回線に沿った両方向のデータ交換は、依然としてサイクルで編成され、すなわち、１サイクル内で、マスタとスレーブとの間で交換されるデータを含むフレームが、その方向に関わらず、回線の一端から他端まで伝送される。

【0014】

回線トポロジーでは、アップストリーム方向及びダウンストリーム方向における伝送は同時に実行することができる。図４Ａ及び図４Ｂは、１つのマスタＭ及び３つのスレーブＳ１、Ｓ２、Ｓ３を備えた回線配置でダウンストリーム動作及びアップストリーム動作の両方を実際に別個に示す。

【0015】

この通信方式は、以前のプロトコルより通信媒体をはるかに効率的に利用し、より短いサイクル（又は同義の「リンクスキャン」）を可能にすることができる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0016】

しかしながら、第１のプロトコル及び第２のプロトコルの両方を、各プロトコルに排他的に専用のタイムスロットを確保することによって多重化することにより、第２のプロトコルのサイクルが第１のプロトコルのリンクスキャンＬＳの持続時間によって決まることになり、それは、第２のプロトコルの制御ループ性能にあり得る制限を課す。

【0017】

本発明は、この状況を改善することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0018】

このために、本発明は、通信エンティティの間でホップによりデータを伝送する方法であって、上記通信エンティティは、
−第１のサイクリックイーサネットプロトコルに従ってかつ第２のサイクリックイーサネットプロトコルに従って通信するように構成された１つのマスタエンティティと、
−複数のスレーブエンティティであって、
−上記第１のプロトコルによる通信をサポートすることができ、上記第２のプロトコルによる通信をサポートすることができないスレーブエンティティの第１のグループと、
−少なくとも上記第２のプロトコルによる通信をサポートすることができるスレーブエンティティの第２のグループと、
を含む、複数のスレーブエンティティと、
を備える、方法を提案する。

【0019】

第１のプロトコルは、マスタエンティティから逐次各隣接スレーブエンティティへの通信データによるトークンパッシング伝送により、トークンが再度マスタエンティティに達するまで実施され、（一例に関して詳細に後述する一実施形態においていわゆる「リンクスキャン」に対応する）第１のプロトコルによる第１のサイクルをこのように定義する。より詳細には、第１のグループの１つの現エンティティは、イーサネットデータフレームを受信すると、
−イーサネットデータフレームが第１のプロトコルによる場合、上記データフレームを処理し、トークンパッシング伝送に従って処理済みフレームを伝送し、
−又は、イーサネットデータフレームが第２のプロトコルによる場合、データフレームの内容を無視し、単に、上記データフレームを、その受信時に次の隣接エンティティに伝送する、
ように構成される。

【0020】

第２のプロトコルは、上記第２のグループのエンティティに意図されたデータを含むイーサネットデータフレームを（トークンなしに直接）渡すことによって実施され、第２のグループの１つの現エンティティは、上記イーサネットデータフレームを受信すると、
−上記データフレームから、上記現エンティティに意図されたデータを取得することにより、及び／又は、上記データフレームに、上記第２のグループの他のエンティティに意図されたデータを追加することにより、上記データフレームを変更し、かつ、
−このように変更されたデータフレームを隣接エンティティに、データフレームが上記現エンティティに達するまで逐次伝送し、上記第２のプロトコルによる第２のサイクルをこのように定義する、
ように構成される。

【0021】

これらの第１のプロトコル及び第２のプロトコルがサイクリックであるため、これらのエンティティの全てを、通常のサイクリックイーサネットプロトコルを動作させる任意のネットワークにおけるように、直列に、又はデイジーチェーン方式で接続することができる。

【0022】

より詳細には、マスタエンティティは、第１のプロトコル及び第２のプロトコル両方による通信をサポートするように構成され、
−第１のサイクルを開始し、
−第２のサイクルを開始し、マスタエンティティが第２のサイクルを開始するのと同時に第２のサイクルを開始するように、第２のグループにおいて少なくとも１つのスレーブエンティティを選択する、
ように更に構成される。

【0023】

一実施形態では、選択されたスレーブエンティティは、マスタエンティティから最も遠い。

【0024】

例えば、その選択されたエンティティは、その選択されたエンティティからマスタに達するためのエンティティの間のホップの数に従ってマスタエンティティから最も遠いものとして定義することができる。代替例として、選択されたエンティティは、マスタとの通信リンクのフェージングの測定に従って選択することができる。

【0025】

上述したように、上記第１のグループのエンティティは、第２のプロトコルによるデータフレームの内容を無視し、単に、上記データフレームをその受信時に次の隣接エンティティに伝送するように構成され、逆に、同じ実施形態において、又は代替実施形態において、上記第２のグループのエンティティは、第１のプロトコルによるデータフレームの内容を無視し、単に、上記データフレームをその受信時に次の隣接エンティティに伝送するように構成される。

【0026】

したがって、上記通信エンティティの各々は、次に、少なくとも２つの通信ポートを備えることができ、より詳細には、
−上記第１のプロトコルによるトークン及び／又は上記第２のプロトコルによるデータフレームを、隣接エンティティに対して、マスタエンティティに向かう第１の方向に受信／送信するための、アップストリーム通信用の１つのポートと、
−上記第１のプロトコルによるトークン及び／又は上記第２のプロトコルによるデータフレームを、隣接エンティティに対して、上記第１の方向とは反対の第２の方向に受信／送信するための、ダウンストリーム通信用の１つのポートと、
を管理するように構成することができる。

【0027】

一実施形態では、
−マスタエンティティが新たな第１のサイクルを開始し、
−同時に、第２のグループの選択されたスレーブエンティティが新たな第２のサイクルを開始する、
瞬間は、第１のサイクル及び第２のサイクルの最小公倍数に対応する第３のサイクルにより、時間の間隔があけられる。

【0028】

通信エンティティの全ては、例えば「ＩＥＥＥ８０２．１Ｑｂｖ」タイプの通信プロトコルを適用するように構成することができ、上述した第３のサイクルは、上記ＩＥＥＥ８０２．１Ｑｂｖタイプのプロトコルのサイクルに対応する。

【0029】

一実施形態では、上記通信エンティティの各々は、
−上記第２のプロトコルによるデータ伝送のための第１のトラフィッククラスキュー（エンティティが第２のグループに属する場合、入って来るデータを取得し、残りのデータを中継し、又は、エンティティが第１のグループに属する場合、単にデータを中継する）と、
−上記第１のプロトコルによるデータ伝送のための第２のトラフィッククラスキュー（エンティティが第１のグループに属する場合、入って来るデータを取得し、残りのデータを中継し、又は、エンティティが第２のグループに属する場合、データを中継するのみである可能性がある）と、
−通信エンティティが、実施すべき上記第１のプロトコル及び上記第２のプロトコルによる伝送をそれ以上有していないときに伝送すべきデータのためのベストエフォートトラフィッククラスキューと、
を管理するように構成することができる。

【0030】

あり得る有利な（ただし限定しない）応用は産業用ネットワークであり、上記通信エンティティは、産業用ネットワークにおいて動作するように構成することができる。

【0031】

本発明はまた、複数の通信エンティティを備え、上記第１のグループ又は上記第２のグループに属する各エンティティは、本発明による方法を実施する論理回路を備える、システムも目的とする。

【0032】

本発明はまた、マスタエンティティとして、上記第１のプロトコル及び上記第２のプロトコルによる伝送を実施する論理回路を備える、そのシステムの通信エンティティも目的とする。

【0033】

本発明はまた、上記第１のグループに属し、したがって、上記第１のプロトコルによる伝送を実施するとともに、第２のプロトコルによるデータフレームの内容を無視し、単に上記データフレームを当該データフレームの受信時に次の隣接エンティティに伝送する論理回路を備える、そのシステムの通信エンティティも目的とする。

【0034】

本発明はまた、上記第２のグループに属し、上記第２のプロトコルによる伝送を実施するとともに、第１のプロトコルによるデータフレームの内容を無視し、単に上記データフレームを当該データフレームの受信時に次の隣接エンティティに伝送する論理回路を備える、そのシステムの通信エンティティも目的とする。

【0035】

本発明はまた、プロセッサによって実行されると、本発明による方法を実施する命令を含む、コンピュータプログラムも目的とする。そのコンピュータプログラムの全体的なアルゴリズムは、後述する図９のチャートフローによって示すことができる。

【0036】

本発明は、添付図面の図に、限定としてではなく例として示される。添付図面において、同様の参照符号は同様の要素を参照する。

【図面の簡単な説明】

【0037】

【図1】第１のタイプのサイクリックイーサネットプロトコルによる通信原理を概略的に示す図である。

【図2】図１のプロトコルのフレームタイプを概略的に示す図である。

【図3】図１のプロトコルによる通信タイムラインを概略的に示す図である。

【図4A】第２のサイクリックイーサネットプロトコルによる通信原理を概略的に示す図である。

【図4B】第２のサイクリックイーサネットプロトコルによる通信原理を概略的に示す図である。

【図5】第１のプロトコル及び第２のプロトコルの両方の多重化を含む本発明による通信原理を概略的に示す図である。

【図6】ＩＥＥＥ８０２．１Ｑｂｖ仕様によるプロトコルの一例によるスケジューラーを備えた２ポートイーサネットスイッチを概略的に示す図である。

【図7】本発明に関連する８０２．１Ｑｂｖ伝送制御実施態様を概略的に示す図である。

【図8】第１のプロトコル及び第２のプロトコル両方の混合通信タイムラインを概略的に示す図である。

【図9】本発明による通信エンティティによって実施することができるステップを示す図である。

【図10】本発明の一実施形態による通信エンティティを概略的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0038】

本発明は、伝統的なサイクリックイーサネットプロトコル（上述した「第１のプロトコル」）による通信のために確保されたタイムスロットであって、あり得る次世代プロトコル（上述した「第２のプロトコル」）による通信が「休止した（silent）」ままであるタイムスロットを提供する必要をなくす、多重化方式を提案する。

【0039】

図５に示す主な原理として、第１のプロトコル及び第２のプロトコル両方による通信はインターリーブされる。より詳細には、第２のプロトコルのサイクルは、第１のプロトコルによるサイクルリンクスキャンＬＳ全体に含まれる。

【0040】

ここで、マスタエンティティＭは、２つのプロトコル両方を扱うことができる。第２のプロトコルをサポートすることができるスレーブエンティティはＮＧＳ、すなわちＳ２及びＳ３と参照し、一方で、エンティティＳ１及びＳ４は第１のプロトコルのみをサポートすることができる。

【0041】

マスタＭは、第１のプロトコルによるリンクスキャンを開始するが、
−トークンＴＯＫを含む、第１のプロトコルによるフレーム、及び
−第２のプロトコルによるフレーム、
の両方を送信する。

【0042】

スレーブエンティティＳ１は、図５の例では新世代プロトコルをサポートすることができないため、単に、第２のプロトコルによるマスタＭから受信したフレームを無視し、このフレームを利用するその隣接スレーブエンティティＳ２に伝送する。しかしながら、スレーブエンティティＳ１は、マスタＭから第１のプロトコルによるフレームにおけるトークンＴＯＫを取得し、そのフレームの内容を利用する。

【0043】

マスタエンティティＭがリンクスキャンＬＳを開始する間、
−マスタＭから最も遠く（例えば、それらの間のホップ数、又はマスタＭとの通信リンクのフェージングの測定による）、かつ
−新世代プロトコル（第２のプロトコル）をサポートする、
スレーブエンティティＳ３も、第２のプロトコルによる通信を開始する。

【0044】

一般的に、新世代プロトコルによる通信をサポートしないスレーブエンティティは、単に、その新世代プロトコルによるフレームを無視し、それらの隣接エンティティにそうしたフレームを渡す。しかしながら、他のスレーブエンティティＮＧＳは、図５においてエンティティＳ２からエンティティＳ３への矢印に示すように、それらのＮＧＳに対して意図される新世代プロトコルデータによるフレームを取り込むことができる。

【0045】

このため、図５の例に示す通信方式は、第１のプロトコルのリンクスキャンが変化しないままである一方で、第２のプロトコルのサイクルをトランスペアレントに短く維持することができる。

【0046】

より詳細には、以下、混合した第１のプロトコル及び第２のプロトコルネットワークに参加しているエンティティの全てが、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑｂｖ対応であると想定する。第１のプロトコルのノードにおけるＱｂｖ実装のために、その回線の各ノードは、１つのアップストリームポートＵ及び１つのダウンストリームポートＤを有する２ポートイーサネットスイッチとみなすことができる。図６に、各ポートの詳細を示す。各ポートの送信側Ｔｘ（及び受信の場合は「Ｒｘ」）は、８０２．１Ｑｂｖに基づく伝送選択方式によって制御される。図７は、３つのクラスのトラフィックＣ１、Ｃ２及びＣ３によるＱｂｖ伝送制御実装を詳述し、それらのトラフィックは、それぞれ、第２のプロトコルの伝送、第１のプロトコルの伝送及びベストエフォート伝送をマッピングするために使用することができる。各トラフィッククラスは、ポートのゲート制御リストによって制御されるＱｂｖ伝送ゲートに関連する。ゲート制御リストは、各トラフィッククラスデータの、ポートを通じての伝送に専用の期間を実施する。

【0047】

ゲート制御リストの深さ（時間）は、最終的にＱｂｖサイクルの持続時間に対応する。

【0048】

この実施態様において、ポートを通じてＣ１（第２のプロトコル）トラフィックもＣ２（第１のプロトコル）トラフィックも伝送されない期間を使用して、Ｃ３トラフィック（ベストエフォート）に対して伝送機会が与えられる。

【0049】

Ｃ３トラフィックに割り付けられた伝送資源の使用を更に最適化するために、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑｂｕ／８０２．３ｂｒに従って、Ｃ３トラフィックのプリエンプション及びセグメンテーションを実施することができる。

【0050】

クラスＣ３トラフィックに提供されるスロットは、任意のタイプの通信データ（ＴＣＰ、ＵＤＰ等）を含むことができる。

【0051】

ここでＩＥＥＥ８０２．１Ｑｂｖスケジュールの編成に関して、両プロトコルタイプの通信のインターリーブは、
・第２のプロトコルのタイムトリガーサイクル：本明細書及び図８において「２ＰＴＧサイクル」と呼ぶ、
・第１のプロトコルのトークンパッシングサイクル：上述したリンクスキャンに対応し、以下及び図８において「１ＰＴＰサイクル」と呼ぶ、
に基づいて計算することができるＩＥＥＥ８０２．１Ｑｂｖスケジュールを使用して確立される。

【0052】

第１の近似では、８０２．１Ｑｂｖサイクルは、２ＰＴＧサイクル及び１ＰＴＰサイクルの最小公倍数として定義することができる。

【0053】

図５の通信混合例に基づき、図８のタイムラインは、図８の通信パターンが得られるように各アップストリームポート及びダウンストリームポートに構成されたゲート制御リストによる３つのトラフィッククラスの多重化を示す。

【0054】

ここで図９を参照すると、ステップＳＴ１において、現スレーブエンティティにおいてイーサネットフレームが受信されると、ステップＳＴ２において、このイーサネットフレームが第２のプロトコルによるフレームである（矢印Ｙ）か又は第２のプロトコルによるフレームでない（矢印Ｎ）かが判断される。第１の場合（矢印Ｙ）、ステップＳＴ３において、その現スレーブエンティティが第２のプロトコルをサポートする（矢印Ｙ）か又はサポートしない（矢印Ｎ）かが判断される。第１の場合（矢印Ｙ）では、現スレーブエンティティは、ステップＳＴ４においてフレームを処理し、その後、ステップＳＴ５において、処理済みフレームをその次の隣接エンティティに伝送する。そうでない場合（テストＳＴ３からの矢印Ｎ）、現スレーブエンティティは、単に、ステップＳＴ６において、第２のプロトコルによるフレームをいかなる変更もなしにその次の隣接エンティティに転送する。

【0055】

受信されたイーサネットフレームが、第２のプロトコルによるフレームではなく、第１のプロトコルによるフレームである場合（ステップＳＴ７からの矢印Ｙ）、現スレーブエンティティは、ステップＳＴ８においてフレームを処理し、ステップＳＴ９においてトークンパッシング伝送に従って処理済みフレームを伝送することができる。

【0056】

第１のプロトコル及び／又は第２のプロトコルによるフレーム（複数の場合もある）が処理されると、現スレーブエンティティがアイドルである（矢印Ｙ）か又はアイドルでない（矢印Ｎ）かを判断するようにテストＳＴ１１が実施される。第１の場合（矢印Ｙ）、ステップＳＴ１２において、ベストエフォートトラフィッククラスデータを処理することができる。そうではなく（テストＳＴ１１からの矢印Ｎ）、第１のプロトコル又は第２のプロトコルによる新たなフレームが受信され、最初に、図７に示す伝送スケジュール制御に従って処理される必要がある場合、プロセスはステップＳＴ１に戻る。

【0057】

したがって、本発明は、現行のサイクリックイーサネットプロトコルと将来のサイクリックイーサネットプロトコルとの間の性能効率の高い移行及び／又は共存を提案する手段を提供する。

【0058】

ここで図１０を参照すると、通信エンティティ（マスタ又はスレーブ）は、
−本発明によるコンピュータプログラムを記憶するメモリＭＥＭと協働する、プログラムされたＡＳＩＣ又はより一般的には任意のプロセッサＰＲＯＣを備える論理回路と、
−それに接続された、送信Ｔｘ及び受信Ｒｘ両方のための、２つの、アップストリーム通信用のポートＵ及びダウンストリーム通信用のポートＤと、
を備える。

【0059】

したがって、本発明は、本明細書に記載した方法の実施を可能にする特徴の全てを備え、情報処理システム（例えば、一組の通信エンティティ）にロードされると、情報処理システムに本発明を実行させる、コンピュータプログラム製品（そのアルゴリズムは図９を参照して上述した）に組み込むことができる。この文脈におけるコンピュータプログラム手段又はコンピュータプログラムは、情報処理能力を有するシステムが直接、又は別の言語への変換後に特定の機能を実行するように意図される１組の命令に関する、任意の言語、コード又は表記における任意の表現を意味する。そのようなコンピュータプログラムは、データ、命令、メッセージ又はメッセージパケット及び他の機械可読情報を媒体から読み出すことができるようにする、コンピュータ可読媒体又は機械可読媒体上に記憶することができる。コンピュータ可読媒体又は機械可読媒体は、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ディスクドライブメモリ、ＤＶＤ又はＣＤ−ＲＯＭ及び他の永久記憶装置のような不揮発性メモリを含むことができる。さらに、コンピュータ可読媒体又は機械可読媒体は、例えば、ＲＡＭ、バッファ、キャッシュメモリ、及びネットワーク回線のような揮発性記憶装置を含む場合がある。さらに、コンピュータ可読媒体又は機械可読媒体は、有線ネットワーク又は無線ネットワークを含む、ネットワークリンク及び／又はネットワークインターフェースのような一時的状態の媒体内にあるコンピュータ可読情報又は機械可読情報を含むことができ、デバイスがそのようなコンピュータ可読情報又は機械可読情報を読み出すことができるようになる。

【0060】

現時点で本発明の好ましい実施形態であるとみなされるものが図示及び説明されてきたが、本発明の真の範囲から逸脱することなく、種々の他の変更を加えることができること、及び代わりに均等物を用いることができることは当業者には理解されよう。さらに、本明細書において記述される中心的な発明の概念から逸脱することなく、特定の状況を本発明の教示に適合させるように数多くの変更を加えることができる。さらに、本発明の実施形態は、上記の特徴の全てを含むとは限らない場合がある。それゆえ、本発明は開示される特定の実施形態に限定されるのではなく、添付の特許請求の範囲で広く定義されたように本発明の範囲内に入る全ての実施形態を含むことを意図している。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】