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RiB(Remote Interface Bus)、RGシリーズに対して、お客様からお寄せいただいた質問をまとめました。

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<RG20 ご使用にあたっての質問>
      ・ RG20を使用中に1つのRG20が無動作・沈黙した場合、他のRG20の通信は
         どうなりますか?

      ・ SS0以外のRG20をMCとしても良いですか?

 
<通信に関する基本的な質問>
      ・ 半二重通信、全二重通信とは何ですか?
      ・ マンチェスター方式とは何ですか?
      ・ 信号の反射とは何ですか?
      ・ トポロジーとは何ですか?

<RiBについて基本的な質問>
      ・ RiBとは何ですか?
      ・ RG20はどのようなICですか?
      ・ RiBを導入するメリットは何ですか?
      ・ イーサネットとどう違うのか?
      ・ RiBと他の省配線通信との違いは何ですか?
      ・ なぜ一本線または1対のシリアル線で通信できるのですか?
      ・ 最大何スロット接続できますか?最小何スロット接続できますか?
      ・ OSI参照モデルの何層ですか?
      ・ 通信において信号の反射の影響はありませんか?
      ・ RiBの符号化方式はどのような方式ですか?
      ・ RiBのトポロジーは何ですか?
      ・ RiB通信において、通信線、電源線は何本必要ですか?

<RiB通信に関する質問>
      ・ 伝送スピード、リフレッシュタイムとは何ですか?
      ・ RiBが他の通信と比較して高効率なのはなぜですか?
      ・ MC、トーカー、リスナーとは何ですか?
      ・ マスターとスレーブ、親局と子局、ホスト、MCとリスナーはそれぞれどんな意味で
         どのような関係ですか?

      ・ バーチャルメモリとは何ですか?
      ・ 通信の信頼性はどのように確保しているのですか?
      ・ 4重のノイズ検定とはどのようなものですか?
      ・ なぜ完全同期が実現できるのですか?
      ・ 通信が失敗した場合はどうなるのですか?
      ・ 伝送距離の保証値はどれくらいですか?
      ・ ノイズの発生する場所での使用は可能ですか?
      ・ アナログデータの入出力は出来ますか?
      ・ 接続スロット数を増やすとリフレッシュタイムは変わりますか?

<RG20 ご使用にあたっての質問>
      ・ アドレスの設定はどうやってするのですか?
      ・ 接続スロット数はどのように設定するのですか?
      ・ 活線挿抜にはどのような対応方法がありますか?
      ・ 誤って同じアドレス(Sending slot)を複数設定した場合、どのようになるのですか?
         どのように誤りを発見できますか?

      ・ RG20を評価したいのですが、どのような方法がありますか?
      ・ RG20をマイコンで制御することは出来ますか?
      ・ MCモード、リスナーモード、トーカー&リスナーモードとは何ですか?
      ・ RG20を使用中に1つのRG20が無動作・沈黙した場合、他のRG20の通信は
         どうなりますか?

      ・ SS0以外のRG20をMCとしても良いですか?
 
 通信に関する基本的な質問
 
半二重通信、全二重通信とは何ですか?
半二重通信(Half Duplex)、全二重通信(Full Duplex)とも、2地点間で情報をやり取りする方式である双方向通信の通信方式です。
半二重通信は「一方が送信している間は受信を行うもので、伝送方向を切り替えられるもの」です。1本の伝送路での通信が可能です。
一方、全二重通信は「双方が同時に送信できるもの」です。物理的に2本の伝送路を使用する場合が一般的です。
RiBは半二重通信を採用し、一本または1対の伝送路での通信を実現しています。
 
マンチェスター方式とは何ですか?
信号の符号化方式のひとつです。
信号の符号化方式は、パルス極性により単流方式と複流方式、パルス波形によりマンチェスター符号、RZ符号、NRZ符号、NRZI符号、MLT-3符号、AMI符号、CMI符号などに分けられます。
単流方式 “0”・“1”を電圧の有無で判定。信号が減衰するとノイズとの区別がつきにくいので、短距離伝送に用いられる
複流方式 電流の正負で、“0”・“1”を電流の流れる向きで判定するので、差動方式とも言われる。

パルス波形について代表的な3つについて比較すると、下表のようになります。
マンチェスター方式 1ビットを2ビット符号に変換して伝送する。必ず1ビット内に高低変化が発生するようになっているため、ビットを検出しやすくノイズに強い
NRZ方式 RZ方式に比べパルス幅が広くなり、高調波成分が少なくなるため、伝送帯域幅が少なくすむ。(図は単流NRZ方式)
RZ方式 ビットごとに電位0に戻るので、タイミングがとりやすい(図は単流RZ方式)
RiBは、マンチェスター方式と同じように1ビットを2ビット符号に変換して伝送する方式です。マンチェスター方式は信号が1ビット符号ずれると、“1”の連続信号が“0”の連続信号になる欠点があるため、RiBの符号化はマンチェスター方式とは異なる方式となっています。詳細は、「RiBの符号化方式はどのような方式ですか?」を参照ください。
 
信号の反射とは何ですか?
デジタル信号の伝播は、水面の波紋のイメージで説明することができます。壁や障害物などがなければ波紋は均一に伝播していきますが、壁にあたると反対方向に波(反射)が生じ、波紋は均一でなく乱れた波になります。
信号の伝播では、反射が生じるとデューティ比が崩れた変形信号となってしまいます。
反射の影響を回避するために、「インピーダンス整合」が行われます。「インピーダンス整合」とは、「 送り出し側電圧が一定として、その回路の出力インピーダンスと、受け側回路の入力インピーダンスを等しくすること」 です。
RiBでは、反射回避のために2つの最終端末に終端抵抗を接続していただいています。
 
トポロジーとは何ですか?
トポロジーとはネットワーク上のコンピュータやネットワーク機器を結ぶ接続形態、ネットワーク構成のことです。
リング型、メッシュ型、スター型、フルコネクト型、バス型、ツリー型、ライン型、ハイブリッド型などがあります。(下図参照)

      
 RiBについて基本的な質問
 
RiBとは何ですか?
RiB(Remote Interface Bus)は、リモートI/Oの省配線(1対のシリアル線のみ)を目的とした通信方式です。
 
RG20はどのようなICですか?
RG20はRiB技術を実装したLSIです。完全同期型通信でリモートI/Oの省配線を実現するICです。
 
RiBを導入するメリットは何ですか?
(1)省配線
筐体内やシステムの大量の配線を一対のシリアル線に置き換えることが出来ます。コスト、メンテナンス、スペースを減らすことができます。
(2)完全同期
機器制御の完全同期を実現することで、お客様の機器制御精度を高めることができます。
(3)電源重畳
電源のない場所でも電源線のみで機器制御ができます。
(4)アナログ省配線
多点のアナログデータ入出力が一対のシリアル線でできます。
 
 イーサネットとどう違うのか?
イーサネットの通信プロトコルは、CSMA/CDを基本としています。CSMA/CDは、送信データ・ヘッダが大きく(送信データは最小64バイト(512bit))、コリジョンも多発します。 一方で、RiB(Remote Interface Bus)は、送受信データをI/Oデータに特化したため、送信データ・ヘッダが小さく(送信データは最小36bit)、超高速通信、リアルタイム制御が可能です。 また、RiBはタイムシェアリング方式の通信なので、原理上コリジョンは発生しません。
 
RiBと他の省配線通信との違いは何ですか?
RiBは完全同期型であること、送受信データが小さいことが大きな特徴です。 サイクリックデジタル(リトライ、リターンを実行しない)を基本とするタイムシェアリング方式により、完全同期を実現しました。 送受信データが小さいことから、通信効率を高くし、超高速通信を実現しました。さらに、データが小さいことでデータ破壊を最小限に抑えることが可能となり、 通信信頼性の確保、電源重畳に最適化した波形、高ノイズ耐性を実現しました。
 
なぜ1線または1対のシリアル線で通信できるのですか?
RiBは1線式通信(信号線1本、場合によってさらにグランド線1本、電源線1本)が可能です。 RiBは半二重通信であるため、1線式または1対のシリアル(ツイストペア)線での通信が実現できます。 1線式通信は、信号線1本での通信が基本となるが、電源ユニットの有無、外部筐体をグランドとするか、などによりグランド線、電源線の要不要が決まります。 ツイストペア線での通信は差動による通信であるため、ノイズに強いという特長があります。
 
最大何スロット接続できますか?最小何スロット接続できますか?
RiBは基本的には入力最大128スロット、出力最大128スロット接続できます。1スロット=16ビットですので、入力2048ビット/出力2048ビットを接続できます。
ただし、出力についてはリスナーモードに設定したスロット(リスナーモード:出力のみのモード最大16点出力)は、128スロットを超え、物理的制限を無視すれば無制限に接続できます。 この場合、「出力は無制限に接続」になります。 また、最小2スロットから接続できます。
 
OSI参照モデルの何層ですか?
RiBはOSI参照モデルの第2層データリンク層の通信方式です。「直接的または隣接的に接続されている通信機器間の信号の受け渡し」を行う通信方式です。
省配線を目的としたフィールドバスはRiBの上層である第3層ネットワーク層までの構成を持つ通信方式です。RiBはデータリンク層に限定した構成にすることで、IC、IPの小型化を実現しています。
 
通信において信号の反射の影響はありませんか?
信号の反射については別途「信号の反射とは何ですか?」を参照ください。
RiBでは、最終位置の端末に終端抵抗を接続していただいています。通信ケーブルのインピーダンスと同じ値の抵抗(終端抵抗)を接続することでインピーダンス整合をとり、反射の発生を防止しています。
最終位置に終端抵抗を接続できないようなシステムの場合は、別途ご相談ください。
 
RiBの符号化方式はどのような方式ですか?
RiBの符号化方式はパルス極性は複流方式です。パルス波形はマンチェスター方式と同じように1ビットを2ビット符号に変換して伝送する方式ですが、符号が異なっています。
マンチェスター方式 “0”→01
“1”→10
RiB “0”→00 or 11
“1”→10 or 01
RiBのパルス波形は次図のようになっています。
RiBでは、1ビット符号のずれによって“1”の連続信号が“0”の連続信号になることはありません。
 
RiBのトポロジーは何ですか?
RiBは、リング型、メッシュ型、スター型、フルコネクト型、バス型、ツリー型、ライン型、ハイブリッド型(トポロジーとは?参照)での通信が可能ですが、弊社ではバス型を推奨トポロジーとしています。その他のトポロジーでは、通信速度などに制限があります。詳細については、お問い合わせください。

 RiB通信に関する質問
 
伝送スピード、リフレッシュタイムとは何か?
伝送スピードは、1秒間にどれだけのデータのやり取りができるかを通信の速さで示したものです。 リフレッシュタイムは、RiB ICが接続されている全ての機器のI/O状態を把握するのに必要な時間です。入力に対する反応時間でもあります。 RiBは、2048点ものI/Oの状態を、わずか1.5m秒(1秒の約1000分の1)で把握(4Mbps時)・反応し、64点だと、47μ秒(1秒の約2万分の1秒)で把握・反応(4Mbps時)します。
 
RiBが他の通信と比較して高効率なのはなぜですか?
送受信するデータが小さいため、通信効率が高くなります。また、RiBは通信の信頼性を高めるための“検定”をすべてハードウェアで検定するため通信速度が上り、通信効率が向上しています。
 
MC、トーカー、リスナーとは何ですか?
RiBの定義では、
MC        一定周期でトークンを発呼する機能
  MC設定されたスロットは“ホスト”としてバス上で1つだけ存在することができます。 MC設定されたスロットもトーカー、リスナー機能を有しています。
トーカー 自分のSSと一致するトークンを受信した時にデータを送信する機能
リスナー 自分のRSと一致するトークンを受信した時にデータを受信する機能
 
マスターとスレーブ、親局と子局、ホスト、MCとリスナーはそれぞれどんな意味でどのような関係ですか?
スレーブは、マスタに制御されるスロットを示します。 RiBでは、MCに設定されたスロットを“ホスト”と定義していますので、親局、MC、ホストは同じスロットを示し、トークンを発呼する(MC機能)スロットを意味しています。 1つのRiBラインに親局、MC、ホストは1スロットのみ存在します。 子局はMCに設定されていないスロットを示します。リスナー、トーカーはどちらも子局の機能を示しています。親局・MCの発呼したトークンを受信し、 自分のSSのトークンを受信した時にデータを送信する“トーカー機能”、自分のRSのトークンを受信した時にデータを受信する“リスナー機能”を意味しています。
 
バーチャルメモリとは何ですか?
RiB ICは、接続された機器のI/OデータをリアルタイムにIC内の16bitレジスタにリードライトし、さらに16bitレジスタのデータをRiBライン上のバーチャルメモリにリードライトできます。 RiB ICにメモリを持っていませんが、RiBラインそのものがメモリ(バーチャルメモリ)として機能し、接続された全ての機器のI/Oデータが保持されています。

<参考資料> RG20通信動作ブローシャ(RG20_IObrosha_j.pdf)
 
通信の信頼性はどのように確保しているのですか?
RiBは通信データの2連照合を実施して通信データの信頼性を確保しています。 2連照合とは、2つの同じデータを受信したあとでデータを照合し、同じであったら正常に受信したと判断するようにして、通信の誤りチェックをする方法です。 一般的には、通信データは連続して送信され、前データと後データを照合しますが、RiBでは1サイクル(1フレーム)送信後に同じデータを受信した後に照合する方法を採用しています。 連続して送信すると場合と比較して、データの信頼性が高くなります。
さらに、システム全体の通信信頼性をあげるため、エコーバック設計をすることが可能です。
 
4重のノイズ検定とはどのようなものですか?
RG20では、Duty比検知、オーバーランエラー検知、二重パリティエラーチェック、フレミングエラー検知の4つの検定を実施しています。
 
なぜ完全同期が実現出来るのですか?
MCがクロックにより一定周期でトークンを発呼し、トーカーがデータ送信、リスナーがデータ受信を実行する“ブロードキャスト方式”の通信です。 常に上位側制御機器及び下位側端末機器からの新しい情報を送り続け、データをリフレッシュすることで、通信の信頼性を確保するサイクリックデジタル(リトライやリターンを実行しない)を基本とし、リターンやリトライがないことで、完全同期を実現しました。
 
通信が失敗した場合はどうなるのですか?
RiBでは、データのリターンやリトライを実行しません。 常に上位側制御機器及び下位側端末機器からの新しい情報を送り続け、データをリフレッシュすることで通信の信頼性を確保しています。 また、データに変化点があった場合、2フレームによる2連照合を実施しています。 1フレーム目でデータ変化があった時、2フレーム目のデータが同じデータだった場合のみ“データ変化”とする2連照合を実施することで、通信の信頼性を確保しています。
 
伝送距離の保証値はどれくらいですか?
RiBの伝送距離の目安は、32ノードを接続した一般的な場合には、下表のようになります。
伝送スピード 通信距離
2Mbps 100m
1Mbps 200m
250kbps 800m
(弊社における伝送実験より得られた結果より30%程度の余裕を見た値です)
伝送距離は伝送ケーブルの種類や引回し状況、接続ノード数、その他周辺環境によって大きく変わります。 弊社では、使用環境を一切規定していませんので、伝送距離についても当社が保証するものではありません。
 
ノイズの発生する場所での使用は可能ですか?
推奨ケーブルを使用したAC電源電源重畳 高負荷変動実験における実績はあります。 しかし、お客様にお使いいただくフィールドで実際にテストをしていただくのがベストです。 RG20は通信中にLEDが点滅しますが、通信エラーが発生するとLEDが連続点灯します。LEDが点灯しない環境が使用可能の1つの目安となります。 またLEDが連続点灯しなくても、不規則な点滅状態となった場合はRG20の設定をリスナーモード(ノイズ耐性強化設定)(HOST→H、nHOLD→L、OUTG→Short)にしていただくと、 RG20をお使いいただくことが可能です。

<参考資料> RG20による電源重畳(EVKITを用いた電源重畳システム)(td002.pdf)
 
アナログデータの入出力は出来ますか?
RG20は、ADS7816(12bit)相当SPi、DAC7513(12bit)相当SPiに対応していますので、アナログデータの入出力が可能です。 デジタルデータと同じように1つのRG20で16量入力16量出力が可能です。理論的には最大2048量のアナログデータ制御が可能です。 さらに、アナログデータ入出力とデジタルデータ入出力を同じバス上で制御することも可能です。
 
接続スロット数を増やすとリフレッシュタイムは変わりますか?
接続スロット数(設定数)が増えるとリフレッシュタイムは遅くなります。 RG20では、接続スロット数は4、8、16、32、64、128を選択できますが、伝送スピードが2Mbpsの場合の接続スロット数とリフレッシュタイムの関係を示します。
スロット数 リフレッシュタイム
4 0.047mS
8 0.094mS
16 0.188mS
32 0.376mS
64 0.752mS
128 1.504mS

      
 RG20 ご使用にあたっての質問
 
アドレスの設定はどうやってするのですか?
ディップスイッチにより設定していただきます。 RG20では、nS7-nS0の8本の入力ピンで接続スロット数とSS、RSを設定することが出来ます。 RG20では、SSを設定するとRSは一義的に決定されます。RSは常にSSのMSB(Most Significant Bit)を反転した値になっています。
SSとRSの設定例 スロット数:4の場合
SS RS
0 2
1 3
2 0
3 1
 
接続スロット数はどのように設定するのですか?
接続スロット数はディップスイッチにより設定していただきます。 4,8,16,32,64,128の6種類から選択できます。nS7-nS0の8本の入力ピンで接続スロット数とSS、RSを設定することができます。
 
活線挿抜にはどのような対応方法がありますか?
活線挿抜には、サブ基板方式で対応可能です。サブ基板方式により、コネクタ抜けなどで一時通信が切断されても再度コネクタを挿入すると通信の復活が可能です。

<参考資料> RG20設計にあたって(td005.pdf)
 
誤って同じアドレス(Sending slot)を複数設定した場合、どのようになるのですか?どのように誤りを発見できますか?
同じアドレスが設定されたスロットから、同時にデータが送信されてしまうため、誤って設定されたスロットが永続的な通信エラーとなります。 RG20のアドレス設定を正しく再設定してください。
 
RG20を評価したいのですが、どのような方法がありますか?
RG20評価キットをご用意しております。
・RG20D_EVKIT      デジタルデータ入出力評価キット
・RG20A_EVKIT      アナログデータ入出力評価キット(8量)
・RG20AXEVKIT      アナログデータ入手力評価キット(1量)
 
RG20をマイコンで制御することは出来ますか?
RG20をマイコンで制御することは可能です。

<参考資料> RG20 マイコンによるランダムアクセス制御(td007.pdf)
 
MCモード、リスナーモード、トーカー&リスナーモードとは何ですか?
MCモード トークンを発呼するホストとなるスロットにMCモードを設定
リスナーモード 同じRSのスロットを複数接続したい場合、
複数存在するRSに設定されたスロットはリスナーモードに設定してください。
トーカー&リスナーモード SS、RSともバス上で1つだけ接続する場合、
ホスト以外のスロットに設定してください。
 
RG20を使用中に1つのRG20が無動作・沈黙した場合、他のRG20の通信はどうなりますか?
他のRG20間の通信は、伝送部が物理的に破壊しているまたは接続間違いでない限りは、問題は生じません。
 
SS0以外のRG20をMCとしても良いですか?
どのSSをMCに設定していただいても問題ありません。

      
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