本发明涉及通信系统及通信系统的通信方法。
背景技术：
日本特开平08-116331号公报中公开了以下内容：终端装置在未能正常接收主装置发送的数据包时，向主装置发送否定响应，主装置在接收到否定响应时，向终端装置重发数据包。
技术实现要素：
在日本特开平08-116331号公报的技术中，由于主装置(发送节点)等待否定响应的接收并向终端装置(接收节点)再次发送数据包，因而在接收节点能够正常接收数据包之前可能需要时间。
本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，提供可以在接收节点正常结接收数据包，并且抑制接收延迟的通信系统及通信系统的通信方法。
本发明的第一方式为一种通信系统，其具有发送节点和通过通信电路与所述发送节点连接的接收节点，且按预定周期从所述发送节点向所述接收节点发送数据包，所述数据包至少具备数据和错误检测码，所述发送节点计算在所述预定周期内能够发送所述数据包的可发送次数，并在所述可发送次数内多次发送相同的所述数据包，所述接收节点核对接收到的所述数据包的所述错误检测码，并获取未检测出错误的所述数据包的数据。
本发明的第二方式为一种通信系统的通信方法，所述通信系统具有发送节点和通过通信电路与所述发送节点连接的接收节点，且按预定周期从所述发送节点向所述接收节点发送数据包，所述数据包至少具备数据和错误检测码，所述方法具有：可发送次数计算步骤，在所述发送节点计算在所述预定周期内能够发送所述数据包的可发送次数；数据包发送步骤，在所述发送节点在所述可发送次数内多次发送相同的所述数据包；数据包接收步骤，在所述接收节点接收从所述发送节点发送的所述数据包；错误检测码核对步骤，在所述接收节点核对接收到的所述数据包的所述错误检测码；以及数据获取步骤，在所述接收节点获取未检测出错误的所述数据包的数据。
根据本发明，可以在接收节点正常接收数据包，并且抑制接收延迟。
根据参照附图来说明的下面的实施方式的说明，将易于了解上述的目的、特征和优点。
附图说明
图1是表示第一实施方式的通信系统的结构的图。
图2是表示从第一实施方式的cnc发送的数据包的发送时刻的时间图。
图3是表示第一实施方式的cnc的结构的框图。
图4是表示在第一实施方式的发送接收电路中进行的数据包发送处理的流程的流程图。
图5是表示第一实施方式的数据包的例子的图。
图6是表示第一实施方式的放大器的结构的图。
图7是表示在第一实施方式的发送接收电路中进行的数据包接收处理的流程的流程图。
图8是表示从现有的cnc发送的数据包的发送时刻的时间图。
图9是表示第二实施方式的通信系统的结构的图。
图10是表示从第二实施方式的cnc发送的数据包的发送时刻的时间图。
图11是表示在第二实施方式的发送接收电路中进行的数据包发送处理的流程的流程图。
图12是表示在第二实施方式的发送接收电路中进行的数据包接收处理的流程的流程图。
图13是表示第三实施方式的通信系统的结构的图。
图14是表示从第三实施方式的cnc发送的数据包的发送时刻的时间图。
图15是表示在第三实施方式的发送接收电路中进行的数据包发送处理的流程的流程图。
图16是表示第三实施方式的放大器的结构的图。
图17是表示在第三实施方式的发送接收电路中进行的数据包接收处理的流程的流程图。
具体实施方式
下面通过发明的实施方式对本发明进行说明。以下实施方式并不用于限定权利要求书所涉及的发明。在实施方式的中说明的特征的全部组合未必在技术方案中是必须的。
[第一实施方式]
[关于通信系统]
图1是表示通信系统10的结构的图。通信系统10具有：计算机数值控制装置(以下，称为cnc)12、放大器a14a、放大器b14b以及放大器c14c。以下，当不特别区分放大器a14a、放大器b14b以及放大器c14c时，有时记载为放大器14。cnc12、放大器a14a、放大器b14b以及放大器c14c通过串行通信电路16进行菊花链连接。放大器14从离cnc12远的一方按照放大器a14a、放大器b14b、放大器c14c的顺序连接至通信电路16。
cnc12是控制机床或工业机械等的控制装置。放大器14是按照从cnc12发送的电动机指令值，控制供给至机床或工业机械等的伺服电动机的电力的伺服放大器。放大器a14a、放大器b14b、放大器c14c分别控制供给至伺服电动机a18a、伺服电动机b18b、伺服电动机c18c的电力。以下，当不特别区分伺服电动机a18a、伺服电动机b18b、伺服电动机c18c时，有时记载为伺服电动机18。
在本实施方式的通信系统10中，从cnc12经由串行通信电路16向各放大器a14a、放大器b14b、放大器c14c发送包括电动机指令值等的数据包。图2是表示从cnc12发送的数据包的发送时刻的时间图。例如，图2中的“数据包a-1”和“数据包a-2”表示尽管数据包的目的地为放大器a14a，但数据包的内容不同。另一方面，“数据包a-1”和“数据包a-1”表示数据包的目的地为放大器a14a，且数据包的内容也是相同的数据包。
cnc12按一定的预定周期分别向放大器a14a、放大器b14b、放大器c14c发送数据包。数据包中如上所述包括电动机指令值，由于随着时间的经过，电动机指令值的值有所不同，因而每个周期发送的数据包的内容也将不同。
例如，在图2所示的例中，cnc12在同一周期内向相同的放大器14发送2次相同的数据包。本实施方式的通信系统10通过从cnc12对各放大器14在同一周期内多次发送相同的数据包，来提高通信数据的冗余性，从而提高通信的可靠性。
[关于cnc]
图3是表示cnc12的结构的框图。cnc12具备处理部20、发送接收电路22以及存储部24。处理部20由处理器、存储器等构成，且具备电动机指令值运算部30。电动机指令值运算部30读出存储在存储部24的nc程序，并执行nc程序，且运算用于控制伺服电动机18的电动机指令值。
发送接收电路22由处理器和存储器等构成，并进行经由串行通信电路16的通信处理。具体而言，发送接收电路22进行发送处理，即按照预先决定的通信协议，生成包括由处理部20指定的电动机指令值等数据的数据包，并使生成的数据包流入串行通信电路16。另外，发送接收电路22进行接收处理，即从经由串行通信电路16接收的数据包取出数据并发送至处理部20。存储部24是半导体存储器等，且存储有在处理部20中执行的nc程序等。
图4是表示在发送接收电路22中进行的数据包发送处理的流程的流程图。在步骤s1中，按照预先决定的通信协议生成数据包。图5是表示数据包的例的图。如图5所示，数据包由头部、数据部、尾部构成。在头部存储有作为发送数据包的目的地的放大器14的识别信息等。在数据部存储有电动机指令值等。在尾部存储有作为用于检测数据包中是否包括符号错误的错误检测码的crc等。
在步骤s2中，设定向放大器14的数据包的发送次数。发送接收电路22计算在一个周期内可以发送数据包的可发送次数。在图2的例子中，cnc12可以在一个周期内发送6次数据包。根据一个周期的长度、一个数据包的容量、发送时钟等来计算出一个周期内可以发送的数据包的次数。进一步地，发送接收电路22在可发送次数内分配向各放大器14的数据包的发送次数。在图2的例中，将向各放大器14的数据包的发送次数设定为2次。
此外，例如，当数据包的可发送次数为七次，且无法将向各放大器14的数据包的发送次数设定为相同的次数时，例如，将向连接至离cnc12远的位置的放大器a14a的数据包的发送次数设定为3次，将向放大器b14b、放大器c14c的数据包的发送次数设定为2次等，关于向各放大器14的数据包的发送次数，可以适当设定。
在步骤s3中，按照向放大器a14a的数据包、向放大器b14b的数据包、向放大器c14c的数据包的顺序来发送。上述步骤s1～步骤s3的处理将按一定的预定周期进行。
[关于放大器]
图6是表示放大器14的结构的图。放大器14的结构在放大器a14a、放大器b14b、放大器c14c之间是共同的。放大器14具有发送接收电路40和电动机控制电路42。
发送接收电路40由处理器和存储器等构成，且进行经由串行通信电路16的通信处理。具体而言，发送接收电路40进行发送处理，即按照预先决定的通信协议生成包括数据的数据包，并使生成的数据包流入串行通信电路16。另外，发送接收电路40进行接收处理，即从经由串行通信电路16接收的数据包取出数据并发送至电动机控制电路42。电动机控制电路42基于从发送接收电路40发来的电动机指令值，向伺服电动机18供给电力。
图7是表示在发送接收电路40中进行的数据包接收处理的流程的流程图。在步骤s11中，确认接收到的数据包的头部的目的地，并判定是否数据包的目的地为自己。当目的地为自己时转入步骤s12，当目的地是自己以外时转入步骤s14。
在步骤s12中，确认接收到的数据包的尾部的错误检测码，并判定是否检测出数据包的符号符号错误。当检测出符号错误时转移至步骤s15，当未检测出符号错误时转移至步骤s13。
在步骤s13中，从数据包的数据部获取电动机指令值等，并将获取的数据发送至电动机控制电路42。继续步骤s11，在步骤s14中，使接收到的数据包直接通过，并转送至其他放大器14。继续步骤s12，在步骤s15中，将接收到的数据包废弃。
[作用效果]
图8是表示从现有的cnc12发送的数据包的发送时刻的时间图。在图8所示的例子中，按一定的预定周期分别向放大器a14a、放大器b14b、放大器c14c各发送1次数据包。
例如，在经由串行通信电路16向放大器a14a发送“数据包a-1”的期间内“数据包a-1”发生符号错误的情况下，在放大器a14a中放弃“数据包a-1”。因此，在放大器a14a接收的数据将出现遗漏。在放大器a14a中，在数据发生遗漏的情况下，进行从前后接收到的数据中补充遗漏的数据等处理，但伺服电动机18a的控制精度有可能恶化。另外，根据发生遗漏的数据的内容，放大器14需要通过停止伺服电动机18的驱动并向cnc12发送异常发生信号，并由cnc12控制未图示的告知部来向作业员告知发生异常的情况。
在“数据包a-1”发生符号错误的情况下，也可以考虑从放大器a14a向cnc12发送错误检测信号，并由cnc12再次发送“数据包a-1”，但即使再次发送数据包，伺服电动机18a的控制也将延迟，因而过去无法避免伺服电动机18a的控制精度的恶化。
因此，在本实施方式中，在cnc12计算在发送数据包的一定预定周期内可以发送数据包的可发送次数，并在可发送次数内对各放大器14多次发送相同的数据包。由此，可以在提高串行通信电路16的通信数据的冗余性，并提高通信的可靠性的同时，抑制通信的延迟。
[第二实施方式]
图9是表示通信系统10的结构的图。与第一实施方式的通信系统10的结构同样地，通信系统10具有cnc12、放大器a14a、放大器b14b以及放大器c14c。cnc12、放大器a14a、放大器b14b以及放大器c14c通过串行通信电路16连接。放大器14从离cnc12远的一方按照放大器a14a、放大器b14b、放大器c14c的顺序连接至串行通信电路16。
图10是表示从cnc12发送的数据包的发送时刻的时间图。在本实施方式的通信系统10中，从cnc12经由串行通信电路16向各放大器a14a、放大器b14b、放大器c14c发送包括电动机指令值等的数据包。与第一实施方式不同，起初，从cnc12对各放大器14在同一周期内发送1次数据包。例如，假设向放大器a14a的“数据包a-1”中包括符号错误。此时，从放大器a14a向cnc12回复表示放大器a14a接收到的“数据包a-1”中包含有符号错误的错误检测信号。cnc12在从接收到错误检测信号的时间之后的周期内，对于向已回复错误检测信号的放大器a14a的数据包，在同一周期内多次发送相同的数据包。本实施方式的通信系统10通过cnc12在同一周期内多次发送向已回复错误检测信号的放大器14的相同的数据包，来提高通信的可靠性。
[cnc的结构]
cnc12的结构本身与第一实施方式相同，而在发送接收电路22中进行的发送处理与第一实施方式不同。
图11是表示在发送接收电路22中进行的数据包发送处理的流程的流程图。在步骤s21中，按照预先决定的通信协议生成数据包。在步骤s22中，判定是否接收到来自放大器14的错误检测信号。当接收到错误检测信号时转入步骤s23。当未收到错误检测信号时转入步骤s24。
在步骤s23中，设定向已回复错误检测信号的放大器14的数据包的发送次数。发送接收电路22计算在一个周期内可以发送数据包的可发送次数。在图10的例子中，cnc12可以在一个周期内发送6次数据包。根据一个周期的长度、一个数据包的容量、发送时钟等来计算在一个周期内可以发送的数据包的次数。进一步地，发送接收电路22在使一个周期内向各放大器14的数据包的发送次数的合计纳入可发送次数内的范围内，设定向回复错误检测信号的放大器14的数据包的发送次数。在图10的例子中，将cnc12接收到来自放大器14a的错误检测信号后的周期内向放大器14a的数据包的发送次数设定为3次。此外，只要向已回复错误检测信号的放大器14的数据包的发送次数为2次以上即可，可以适当设定。
在步骤s24中，按照向放大器a14a的数据包、向放大器b14b的数据包、向放大器c14c的数据包的顺序来发送。此外，在图10的例子中，向放大器a14a的数据包发送3次，向放大器b14b和放大器c14c的数据包各发送1次。上述步骤s21～步骤s24的处理按一定的预定周期来进行。
[关于放大器]
放大器14的结构本身与第一实施方式相同，而在发送接收电路40中进行的接收处理与第一实施方式不同。
图12是表示在发送接收电路40中进行的数据包接收处理的流程的流程图。在步骤s31中，确认接收到的数据包的头部的目的地，并判定是否数据包的目的地为自己。当目的地为自己时转入步骤s32，当目的地为自己以外时转入步骤s34。
在步骤s32中，确认接收到的数据包的尾部的错误检测码，并判定是否检测出数据包的符号错误。当检测出符号错误时转入步骤s35，当未检测出符号错误时转入步骤s33。
在步骤s33中，从数据包的数据部获取电动机指令值等数据，并将获取的数据发送至电动机控制电路42。在步骤s34中，使接收到的数据包直接通过，并转送至其他放大器14。在步骤s35中，废弃接收的数据包。在步骤s36中，向cnc12回复错误检测信号。
[作用效果]
在本实施方式中，当cnc12接收到来自放大器14的错误检测信号时，cnc12在同一周期内向已回复错误检测信号的放大器14多次发送相同的数据包。由于数据包的符号错误大多发生在串行通信电路16内，因而在与包含符号错误的数据包为相同目的地的数据包中容易发生符号错误。通过仅多次发送与过去包含符号错误的数据包为相同目的地的数据包，可以增加在一个周期内容易发生符号错误的目的地的数据包的发送次数。由此，可以提高串行通信电路16的通信的可靠性和稳定性。
进一步地，由于cnc12仅增加向已回复错误检测信号的放大器14的数据包的发送次数，因而可以将cnc12发送的数据包数作为整体来减少。由此，可以抑制串行通信电路16内的通信的拥堵。
[第三实施方式]
图13是表示通信系统10的结构的图。与第一实施方式的通信系统10的结构同样地，通信系统10具有：cnc12、放大器a14a、放大器b14b以及放大器c14c。cnc12、放大器a14a、放大器b14b以及放大器c14c通过串行通信电路16连接。放大器14从离cnc12远的一方按照放大器a14a、放大器b14b、放大器c14c的顺序连接至串行通信电路16。
图14是表示从cnc12发送的数据包的发送时刻的时间图。在本实施方式的通信系统10中，从cnc12经由串行通信电路16向各放大器a14a、放大器b14b、放大器c14c发送包括电动机指令值等的数据包。与第一实施方式不同，起初，从cnc12对各放大器14在同一周期内发送1次数据包。例如，假设放大器a14a接收到“数据包a-1”时的信号的振幅为预定值以下。在那种情况下，即使放大器a14a接收到的“数据包a-1”中不包括符号错误，自此以后接收的数据包中仍包括符号错误的可能性高。在那种情况下，从放大器a14a向cnc12发送表示发生数据包的符号错误的可能性高的错误预兆信号。cnc12在自接收到错误预兆信号的时间之后的下一个周期内，对于向发送错误预兆信号的放大器a14a的数据包，在同一周期内多次发送相同的数据包。本实施方式的通信系统10通过cnc12在同一周期内多次发送向发送错误预兆信号的放大器14的相同的数据包，来提高通信的可靠性。
[关于cnc]
cnc12的结构本身与第一实施方式相同，但是在发送接收电路22中进行的发送处理与第一实施方式有所不同。
图15是表示在发送接收电路22中进行的数据包发送处理的流程的流程图。在步骤s41中，按照预先决定的通信协议生成数据包。在步骤s42中，判定是否接收到来自放大器14的错误预兆信号。当接收到错误预兆信号时转入步骤s43。当未接收到错误预兆信号时转入步骤s44。
在步骤s43中，设定向已发送错误预兆信号的放大器14的数据包的发送次数。发送接收电路22计算在一个周期内可以发送数据包的可发送次数。在图14的例子中，cnc12在一个周期内可以发送6次数据包。根据一个周期的长度、一个数据包的容量、发送时钟等来计算一个周期内可以发送的数据包的可发送次数。进一步地，发送接收电路22在使一个周期内向各放大器14的数据包的发送次数的合计纳入可发送次数内的范围内，设定向已发送错误预兆信号的放大器14的数据包的发送次数。在图14的例子中，在cnc12接收到来自放大器14a的错误预兆信号后的周期内，将向放大器14a的数据包的发送次数设定为3次。此外，只要向发送错误预兆信号的放大器14的数据包的发送次数为2次以上即可，可以适当设定。
在步骤s44中，按照向放大器a14a的数据包、向放大器b14b的数据包、向放大器c14c的数据包的顺序来发送。此外，在图14的例子中，向放大器a14a的数据包发送3次，向放大器b14b和放大器c14c的数据包各发送1次。上述步骤s41～步骤s44的处理按一定的预定周期来进行。
[关于放大器]
图16是表示放大器14的结构的图。本实施方式的放大器14相对于第一实施方式的放大器14(参照图6)，追加了错误预兆检测部46。
错误预兆检测部46对放大器14接收的数据包中可能包含符号错误的状况进行检测。具体而言，错误预兆检测部46对放大器14接收到的信号的振幅的大小为预定振幅以下、放大器14内的噪音的振幅为预定振幅以上、放大器14内的温度为预定温度以上，或者放大器14的振动为预定振幅以上的情况(以下，称错误预兆)进行检测。当错误预兆检测部46检测到错误预兆时，向发送接收电路40进行指令，并向cnc12发送错误预兆信号。
图17是表示在发送接收电路40中进行的数据包接收处理的流程的流程图。在步骤s51中，判定是否在错误预兆检测部46中检测出了错误预兆。当检测错误预兆时转入步骤s52，当未检测到错误预兆时转入步骤s53。在步骤s52中，向cnc12发送错误预兆信号。
在步骤s53中，确认接收到的数据包的头部的目的地，判定数据包的目的地是否为自己。当目的地为自己时转入步骤s54，当目的地为自己以外时转入步骤s56。
在步骤s54中，确认接收到的数据包的尾部的错误检测码，并判定检测数据包的符号错误。当检测到符号错误时转入步骤s57，当未检测到符号错误时转入步骤s55。
在步骤s55中，从数据包的数据部获取电动机指令值等数据，并将获取的数据发送至电动机控制电路42。在步骤s56中，使接收的数据包直接通过，并传送至其他放大器14。在步骤s57中，废弃接收到的数据包。
[作用效果]
在本实施方式中，当cnc12接收到来自放大器14的错误预兆信号时，cnc12在同一周期内多次发送向已发送错误预兆信号的放大器14的相同的数据包。检测出错误预兆的放大器14接收的数据包中容易发生符号错误。通过仅多次发送向检测出错误预兆的放大器14的数据包，从而可以在一个周期内增加容易发生符号错误的目的地的数据包的发送次数。另外，可以在数据包中发生符号错误前，多次发送数据包。由此，可以提高串行通信电路16的通信的可靠性和稳定性。
进一步地，由于cnc12仅增加向已发送错误预兆信号的放大器14的数据包的发送次数，因而可以将cnc12发送的数据包数作为整体来减少。由此，可以抑制串行通信电路16内的通信的拥堵。
[其他实施方式]
尽管上面利用实施方式对本发明进行了说明，但本发明的技术范围不限于上述实施方式中记载的范围。显而易见地，可以对上述实施方式追加多种变更或改良。根据权利要求书的记载将清楚知道这种追加变更或改良的方式也可以包括在本发明的技术范围内。
在上述实施方式中，对从cnc12向放大器14发送的数据包的发送次数的设定方法进行了描述，但对从放大器14向cnc12或由放大器14向其他放大器14发送的数据包，也可以同样地设定发送次数。
[从实施方式中可以获得的技术思想]
关于从上述实施方式中可以掌握的技术思想，将在下面进行记载。
一种通信系统10，其具有发送节点12和通过通信电路与所述发送节点12连接的接收节点14，且按预定周期从所述发送节点12向所述接收节点14发送数据包，所述数据包至少具备数据和错误检测码，所述发送节点12计算在所述预定周期内能够发送所述数据包的可发送次数，并在所述可发送次数内多次发送相同的所述数据包，所述接收节点14核对接收到的所述数据包的所述错误检测码，并获取未检测出错误的所述数据包的数据。由此，在提高通信电路16的通信数据的冗余性，并提高通信的可靠性的同时，可以抑制通信的延迟。
作为上述通信系统10，也可以是，具有多个所述接收节点14，所述发送节点12通过相同的所述通信电路16在同一周期内向各个所述接收节点14发送不同的所述数据包，并且在所述可发送次数内多次发送向各个所述接收节点14发送的所述数据包。由此，可以提高通信电路16的通信数据的冗余性，且提高通信的可靠性。
作为上述通信系统10，也可以是，所述接收节点14核对接收到的所述数据包的所述错误检测码，并在检测出错误时，向所述发送节点12发送错误检测信号，所述发送节点12在接收到所述接收节点14发送的所述错误检测信号时，在下一个周期之后，向已发送错误检测信号的所述接收节点14多次发送相同的所述数据包。由此，可以在通信电路16的有限的带宽中，仅在发生符号错误时增加多次发送数据包的发送次数，从而可以抑制通信电路16中的拥堵，且提高通信电路16的通信的稳定性。
作为上述通信系统10，也可以是，具有多个所述接收节点14，所述发送节点12通过相同的所述通信电路16在同一周期内向各个所述接收节点14发送不同的所述数据包，并且在所述可发送次数内向已发送所述错误检测信号的所述接收节点14多次发送所述数据包。由此，可以在一个周期内增加容易发生符号错误的目的地的数据包的发送次数，并且可以提高通信电路16的通信的可靠性。
作为上述通信系统10，也可以是，所述接收节点14在接收到的信号的振幅的大小为预定振幅以下、所述接收节点14内的噪音的振幅为预定振幅以上、所述接收节点14内的温度为预定温度以上，或者所述接收节点14的振动为预定振幅以上时，向所述发送节点12发送错误预兆信号，所述发送节点12在接收到所述接收节点14发送的所述错误预兆信号时，在下一个周期以后，多次发送向所述接收节点14发送的数据包。由此，可以在通信电路16的有限的带宽中，仅在有可能发生符号错误时增加数据包的发送次数，从而可以抑制通信电路16中的拥堵，提高通信电路16的通信的稳定性。
作为上述通信系统10，也可以是，具有多个所述接收节点14，所述发送节点12通过相同的所述通信电路16在同一周期内向各个所述接收节点14发送不同的所述数据包，并且在所述可发送次数内多次发送向已发送所述错误预兆信号的所述接收节点14发送的所述数据包。由此，可以增加在一个周期内向容易发生符号错误的目的地的数据包的发送次数，从而可以提高通信电路16的通信的可靠性。