(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め使用可能な帯域が割り当てられた第１のデバイスを含む複数のデバイスの接続された複数のバスの間を各ブリッジ回路で接続してなる通信装置であって、
前記複数のバスのうちの前記第１のデバイスの接続された第１のバス上にアービタを備え、
前記第１のデバイスは、
パケットを送信するために、前記第１のバス利用の許可を要求するバス要求信号を前記アービタに出力するバス要求手段と、
前記バス要求信号を受信した前記アービタから、前記第１のバスの利用許可が得られたとき、前記パケットの送信先のデバイスに対応するアドレスとして、前記複数のバスのうちの１つを識別するためのバス識別子と、前記複数のデバイスのうちの１つを識別するためのデバイス識別子を出力するアドレス出力手段と、
このアドレス出力手段から出力されたアドレスに対応する前記送信先のデバイスに前記パケットをデータ長が予め定められているメッセージの形式で書き込むために、当該パケットを分割して複数の前記メッセージとして送信するメッセージ送信手段と、
を具備し、
前記アービタは、
前記第１のデバイスに予め定められた前記帯域に対応した、前記パケットを送信できる最小の間隔に基づき、当該第１のデバイスに対し前記第１のバスの利用許可を与える時刻を計算する手段と、
前記バス要求信号を出力した前記第１のデバイスに対し、前記第１のバスの利用許可を与える時刻に、前記第１のバスの利用許可を与える信号を出力する手段と、
前記バス要求信号を出力した、前記第１のバスに接続されたブリッジ回路に対し、前記第１のバスの利用許可を与える信号を出力する手段と、
を具備したことを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記アドレス出力手段で前記アドレスを出力する際には、前記パケットの先頭の８ビットを当該アドレスとともに出力することを特徴とする請求項１記載の通信装置。
【請求項３】
前記メッセージ送信手段は、ＰＣＩバスの書込サイクルに前記送信先のデバイスに対する当該メッセージの書き込みを実行することを特徴とする請求項１記載の通信装置。
【請求項４】
前記アービタは、前記ブリッジ回路よりも前記第１のデバイスを優先して、前記第１のバスの利用許可を与えることを特徴とする請求項１記載の通信装置。
【請求項５】
前記複数のデバイスのうちの１はマイクロプロセッサであり、
前記マイクロプロセッサは、
前記複数のバスのうちの前記第１のバスとは別の第２のバスに接続され、
前記パケットを送信できる最小の間隔を、前記アービタへ通知することを特徴とする請求項１記載の通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＡＴＭ通信システムに関し、特に宅内における利用が意図されたＡＴＭ通信システムおよび呼設定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、広帯域統合サービスディジタル網、Ｂ−ＩＳＤＮを実現する伝送方式として、ＡＴＭ技術に関する研究開発が活発に展開されている。公衆網について言えば、公衆網用ＡＴＭ交換機、ＡＴＭクロスコネクトの開発が活発に行われ、各国のキャリアがそれらのＡＴＭ交換機、ＡＴＭクロスコネクトを用いて徐々にＡＴＭ通信網を構築しつつある。また、ビジネス分野におけるＡＴＭ通信技術の適用も盛んで、多くのベンダがＡＴＭスイッチと称して簡易型のＡＴＭ交換機の販売を行い、先進的ユーザが徐々に彼らの私設網を構築しつつある。
【０００３】
ＡＴＭは、固定長の短パケットであるセルを用いて全てのディジタル情報を転送する事を特徴とする伝送方式である。固定長の短パケットを用いる事で、ＡＴＭは、各端末が自分に必要なだけセルを送出する。即ち各端末が物理リンクの伝送容量を比較的自由に使用できる。即ちマルチレート通信に向く特徴を持つと同時に、その遅延時間が通信品質の重要な位置を占める音声通信等に利用できる。即ちリアルタイム通信に向く特徴を持つ。さらに、ＡＴＭは、固定長のセルを交換する事から高速実装に向くという特徴も持つ。これらの特徴から、公衆網用、私設網用の交換機が販売され始めるに伴い、ＡＴＭは、徐々に普及しつつある。
【０００４】
ＡＴＭが公衆網や私設網に普及すると、例えば、オフィス間の高速ＬＡＮ接続であるとか、遠隔地の店舗にマルチメディア端末を設置し、その店舗に訪れた顧客に対してマルチメディア端末を用いてデザインを提示し、その顧客から注文を取って洋服を仕立てる、であるとかといった便利なサービスが提供できるようになる。この様に、顧客がビジネス・プライベートの各局面でＡＴＭ通信の恩恵に浴するようになると、顧客は、マルチメディア端末や、さらには、ＬＡＮを彼ら自身の家庭に設置するという要求を持つようになる。
【０００５】
近年のマイクロプロセッサの性能向上により、パーソナルコンピュータの性能は格段に進歩しつつあり、従来高価であったマルチメディア端末が家庭に設置されるようになるのは時間の問題である。また、家庭内にはテレビ、ビデオテープレコーダ、ＡＭ／ＦＭラジオ、コンパクトディスクプレーヤ等といった各種ＡＶ機器が既に普及しており、これらの間にはリアルタイムマルチレート通信の潜在的要求が存在する。
【０００６】
さらに、現状で家庭内に提供されている情報源としては、ＡＭ／ＦＭラジオ、ＶＨＦ／ＵＨＦテレビ、ＢＳ／ＣＳテレビといった地上波・衛星波による無線系サービスと、電話網、ＣＡＴＶ網といった有線系サービスがあるが、これらの有線系／無線系サービスは、それぞれ将来に向けてそのサービス項目が増加の方向にあり、また、既存の加入者網上で使用される通信プロトコルも、これらのサービス項目の増加に従い増加の方向にある。
【０００７】
例えば、無線系サービスでは現在文字情報の提供が開始されているが、ＩＳＤＢ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｂｒｏａｒｄｃａｓｔｉｎｇ）と呼ばれる構想によって、将来その文字情報の提供量が増加すると予測される。また、有線系サービスでは、通信・放送融合と称してＣＡＴＶ網上で双方向通信を行う事が検討されている。
【０００８】
既存の加入者網上で使用されるプロトコルについても、例えば、以下に述べるようなサービス提供が開始されていたり、研究開発が進められており、その種別が増加すると予測される。例えば、近年のインターネットブームに乗り、ＩＰプロトコルによるメッセージ通信を行う通信網を提供する業者が増加しており、一部の先進的顧客は、この通信網に対して既存のメタリック線路を経由してアクセスしている。また、ＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｌｉｎｅ）と呼ばれる、既存のメタリック線路に数Ｍｂｐｓオーダのディジタルデータを通す為の伝送技術が研究開発されていたり、欧州Ｒａｃｅプロジェクトの一貫として、既存の加入者網上でＡＴＭセルを転送する実験も行われている。
【０００９】
将来、家庭内に導入される通信機器は、こういった多種多様な既存／新規の情報源／情報サービスに柔軟に対応できる必要がある。上述したように、ＡＴＭにはリアルタイムマルチレート通信を提供可能であるという特徴があり、多種多様な既存／新規の情報源／情報サービスに柔軟に対応しつつ、家庭内に存在する上述の機器や情報ソースの間の通信を提供できる可能性を持っている。しかしながら、従来研究開発されているＡＴＭ通信機器は、その意図する適用領域が公衆網もしくはビジネス分野の私設網で、これらの適用領域に耐え得るスループット・機能・信頼性を持つ様に設計されているため高価であり、家庭に導入するには適さない。さらに、従来のＡＴＭ通信機器は専門家により維持運営される事を前提にしている為、その操作が複雑で、この点からも家庭に導入するには適さない。
【００１０】
一方で、家庭内でのマルチメディア通信への適用を意図した通信機器構築技術として、ＩＥＥＥが標準化を進めているＰ１３９４と呼ばれる規格がある。この規格は、主として、パーソナルコンピュータと外部記憶装置との間の通信路としての使用を前提として構築され、最近になってコンティニュアス系の情報が扱えるように拡張された。しかしながら、この拡張は、通信技術で言うところのパケット／回線交換であり、例えばＭＰＥＧ２のメッセージを伝送するためには、1 フレームに割り付けられるメッセージ個数を動的に変化させなければならないといった問題点がある。この機能の実装は、情報源からの情報送出速度が多様化すると、急速に複雑になる。即ち、Ｐ１３９４も多種多様な既存／新規の情報源／情報サービスに安価に対応できない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べたように、従来技術によるＡＴＭ通信機器は高価で、操作も複雑であり、家庭に導入するには適さない。また、家庭内に導入される事を意図した現在の通信機器では、将来の多種多様な既存／新規の情報源／情報サービスに安価に対応できない。
【００１２】
そこで、本発明は以上の問題点に鑑みてなされたもので、家庭に導入することが可能な程安価で操作が容易で、かつ将来の情報源／サービスに柔軟に適応可能なＡＴＭ通信システムおよび呼設定方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明のＡＴＭ通信システムは、宅内にある複数の情報機器に接続された接続ポートを識別する識別情報が付されたＡＴＭセルを、各前記情報機器間で各前記接続ポートを介して伝送するＡＴＭ通信システムにおいて、
前記複数の情報機器のうち、少なくとも１つが接続された第１の接続ポートから伝送される第１のＡＴＭセル流に、前記第１の接続ポート以外の第２の接続ポートに接続された情報機器から伝送される第２のＡＴＭセル流のＡＴＭセルを、その接続ポートの識別情報を付して挿入するとともに、前記第１のＡＴＭセル流から自接続ポート以外の識別情報の付されたＡＴＭセルをコピーして、前記自接続ポートに接続された前記情報機器に伝送し、また、前記第２の接続ポートに接続された情報機器に電力を供給するために前記各第２の接続ポートのそれぞれに１つづつ設けられた電力供給手段を具備することにより、前記ＡＴＭセル転送を１つまたは複数連結して家庭内に配備しただけで、ＡＴＭ通信に必要な情報分配経路及び電力分配経路を形成でき、容易にＡＴＭ通信システムを構築することが可能になる。
【００１４】
また、本発明のＡＴＭ通信システムは、前記第１の接続ポートから伝送される第１のＡＴＭセル流のＡＴＭセル数を計数する第１の計数手段と、
前記第２の接続ポートに接続された情報機器のそれぞれから伝送される第２のＡＴＭセル流のＡＴＭセル数をそれぞれ計数する第２の計数手段と、
をさらに具備し、
前記第２の計数手段で計数された前記第２の接続ポートに接続された情報機器のいずれかから伝送される第２のＡＴＭセル流のＡＴＭセル数が前記第１の計数手段で計数された第１のＡＴＭセル流のＡＴＭセル数より少ないとき、その第２の接続ポートからの第２のＡＴＭセル流に空セルを挿入し、前記第２の計数手段で計数された前記第２の接続ポートに接続された情報機器のいずれかから伝送される第２のＡＴＭセル流のＡＴＭセル数が前記第１の計数手段で計数された第１のＡＴＭセル流のＡＴＭセル数より多いとき、その第２の接続ポートに接続された情報機器からの第２のＡＴＭセル流から空セルを削除することにより、網同期と呼ばれる、ＡＴＭ通信システム全体の動作を同一の発振源の周波数に一致させる処理に、ＰＬＬといった高価なアナログ部品が不要となり、ＡＴＭ通信システム全体のコストを大幅に低減する事ができる。
【００１５】
また、本発明のＡＴＭ通信システムは、宅内にある複数の情報機器が接続されている接続ポートを介して前記複数の情報機器間でＡＴＭセルを伝送するＡＴＭ通信システムにおいて、
前記複数の情報機器のうち、少なくとも１つが接続された第１の接続ポートから伝送される第１のＡＴＭセル流に、前記第１の接続ポート以外の第２の接続ポートに接続された情報機器から伝送される第２のＡＴＭセル流のＡＴＭセルを挿入して新たなセル流を作成し、前記複数の情報機器のそれぞれに対し、前記新たなセル流を出力する互いに連結可能な複数のＡＴＭセル転送装置を具備し、また、前記第２の接続ポートに接続された情報機器に電力を供給するために前記各第２の接続ポートのそれぞれに１つづつ設けられた電力供給手段を具備することにより、複数のＡＴＭセル転送装置を連結して家庭内に配備しただけで、ＡＴＭ通信に必要な情報分配経路及び電力分配経路を形成でき、容易にＡＴＭ通信システムを構築することが可能になると同時に、それぞれのＡＴＭセル転送装置のあるポートに与えられた全ての有効セルを簡便な方法で他の全てのポートへと転送可能となる。この結果、ＡＴＭ通信網に入力された有効セルをＡＴＭ通信網全体にブロードキャストできることになり、また、各ＡＴＭセル転送装置における有効セルのヘッダ書換が不要で、容易に構築可能なＡＴＭ通信システムのコストを大幅に削減できるとともに、該ＡＴＭセル転送装置を自由に連結する事が可能になる。
【００１６】
また、前記ＡＴＭセル転送装置のそれぞれは、
前記第１の接続ポートから伝送される第１のＡＴＭセル流のＡＴＭセル数を計数する第１の計数手段と、
前記第２の接続ポートに接続された情報機器のそれぞれから伝送される第２のＡＴＭセル流のＡＴＭセル数をそれぞれ計数する第２の計数手段と、
をさらに具備し、
前記第２の計数手段で計数された前記第２の接続ポートに接続された情報機器のいずれかから伝送される第２のＡＴＭセル流のＡＴＭセル数が前記第１の計数手段で計数された第１のＡＴＭセル流のＡＴＭセル数より少ないとき、その第２の接続ポートからの第２のＡＴＭセル流に空セルを挿入し、前記第２の計数手段で計数された前記第２の接続ポートに接続された情報機器のいずれかから伝送される第２のＡＴＭセル流のＡＴＭセル数が前記第１の計数手段で計数された第１のＡＴＭセル流のＡＴＭセル数より多いとき、その第２の接続ポートに接続された情報機器からの第２のＡＴＭセル流から空セルを削除することにより、網同期と呼ばれるＡＴＭ通信システム全体の動作を同一の発振源の周波数に一致させる処理にＰＬＬといった高価なアナログ部品が不要となり、ＡＴＭ通信システム全体のコストをさらに低減する事ができる。
【００１７】
また、本発明のＡＴＭ通信システムは、複数のデバイスを接続して、これらデバイス間でＡＴＭセルにて情報データを転送するＡＴＭ通信システムにおいて、前記複数のデバイス間でＡＴＭセルを転送するための接続制御を行うプロセッサが接続された第１のバスと、
前記複数のデバイスが接続された第２のバスと、
前記第１および第２のバス間に接続され、これらバス間でのデータ転送を制御するブリッジ回路と、
を具備し、
前記ブリッジ回路の制御のもと、前記複数のデバイスから出力されるＡＴＭセルは、前記第２のバス上のデータ転送フォーマットに挿入されて、前記データ転送フォーマットのアドレス情報に含まれる少なくとも前記第１および第２のバスのそれぞれを識別するバス識別子および前記プロセッサおよび前記デバイスのそれぞれを識別するデバイス識別子に基づき、他のデバイスおよび前記プロセッサに転送されることにより、前記第２のバス上でのＡＴＭセルのコピーが可能となり、たとえば、１つのＴＶチューナーで受信された画像情報を複数の部屋で同時に鑑賞可能という家庭内通信に好ましい特徴をもつＡＴＭ通信システムを構成できる。
【００１８】
また、本発明のＡＴＭ通信システムは、複数のデバイスを接続して、これらデバイス間でＡＴＭセルにて情報データを転送するＡＴＭ通信システムにおいて、前記複数のデバイス間でＡＴＭセルを転送するための接続制御を行うプロセッサの接続された第１のバスと、
リアルタイム性の要求されないデータ転送を行う少なくとも１つの第１のデバイスの接続された第２のバスと、
リアルタイム性の要求されるデータ転送を行う複数の第２のデバイスが接続された第３のバスと、
前記第１および第２のバス間に接続され、これらバス間でのデータ転送を制御する第１のブリッジ回路と、
前記第２および第３のバス間に接続され、これらバス間でのデータ転送を制御する第２のブリッジ回路と、
を具備し、
前記各ブリッジ回路の制御のもと、前記第２のデバイスと前記プロセッサとの間のデータ転送は、前記第１のデバイスと前記第２のデバイスとの間および前記第１のデバイスと前記マイクロプロセッサとの間のデータ転送より優先され、前記複数の第２のデバイスから出力されるＡＴＭセルは前記第３のバス上のデータ転送フォーマットに挿入され、前記データ転送フォーマットのアドレス情報に含まれる少なくとも前記第１から第３のバスのそれぞれを識別するバス識別子および前記プロセッサおよび前記第２のデバイスのそれぞれを識別するデバイス識別子に基づき、他の第２のデバイスおよび前記プロセッサに転送されることにより、
システム全体の制御を司るプロセッサの接続された第１のバスと、リアルタイム性の要求されないデータ転送を行う第１のデバイスが接続された第２のバスと、ＡＴＭセル転送を行う第２のデバイスの接続された第３のバスが互いに切り離されているので、第３のバス上でＡＴＭセルの交換をリアルタイムに行う事が可能で、かつ第３のバスの通信帯域の大部分をＡＴＭセルの交換に使用可能となるとともに、安価でかつ広帯域なＡＴＭ  通信システムを提供できる。
【００１９】
また、前記プロセッサおよび前記第２のデバイスがＡＴＭセルを転送する際のＡＴＭセル転送先のアドレス指示情報には、少なくとも前記第１から第３のバスのそれぞれを識別するバス識別子および前記プロセッサおよび前記第２のデバイスのそれぞれを識別するデバイス識別子にて指定される転送先へのＡＴＭセル転送を指示するビットパタンを含むことにより、前記第３のバス上でのＡＴＭセルのコピーが可能となり、たとえば、１つのＴＶチューナーで受信された画像情報を複数の部屋で同時に鑑賞可能という家庭内通信に好ましい特徴をもつＡＴＭ通信システムを構成できる。
【００２０】
また、前記第２のバスに接続され、前記デバイスからの前記第２のバス上のデータ転送要求の競合制御を行うアービタをさらに具備し、
前記プロセッサは前記デバイス間の接続設定を行った結果、少なくとも前記デバイスのそれぞれに割り当てられた帯域を含む情報を前記アービタに送信し、前記アービタは前記プロセッサから受信した帯域と前記デバイスからのデータ転送要求に基づき、前記デバイスにデータ転送の許可を与えることにより、第２のデバイス間でＡＴＭセルを転送する際、第３のバス上の帯域を保証して通信することが可能となり、例えばビデオ情報といった、家庭内で多用されるコンティニュアス情報の処理に好適なＡＴＭ通信システムを構成できる。
【００２１】
また、本発明のＡＴＭ通信システムは、宅内の複数の情報機器にて実行可能な処理と、その情報機器が保持している他の情報機器に提供可能な情報データに関するインデックス情報を保持する複数のＡＴＭセル交換制御手段から構成され、これら複数のＡＴＭセル交換制御手段を介して前記複数の情報機器間でＡＴＭセルを転送して互いに通信を行うＡＴＭ通信システムにおいて、
前記複数のＡＴＭセル交換制御手段のそれぞれは、
他のＡＴＭセル交換制御手段から、それぞれが保持するインデックス情報を収集する収集手段と、
この収集手段で収集されたインデックス情報をユーザに提示する提示手段と、前記ユーザの指示に従って、前記提示手段で提示されたインデックス情報に基づき前記情報データと前記処理を関連付ける手段と、
を具備し、
前記情報データは、前記関連付けされた処理を実行する情報機器に転送され、その関連付けされた処理が施されることにより、新しい情報機器が導入されても、該情報機器をＡＴＭセル交換制御手段に接続するだけで、該情報機器の持つ機能が利用者から利用可能であるという、簡便な方法で制御可能なＡＴＭ通信システムを提供することができる。
【００２２】
また、本発明のＡＴＭ通信システムは、宅内の複数の情報機器にて実行可能な処理と、その情報機器が保持している他の情報機器に提供可能な情報データに関するインデックス情報を保持する複数のＡＴＭセル交換制御手段から構成され、これら複数のＡＴＭセル交換制御手段を介して前記複数の情報機器間でＡＴＭセルを転送して互いに通信を行うＡＴＭ通信システムにおいて、
前記複数のＡＴＭセル交換制御手段のそれぞれは、
他のＡＴＭセル交換制御手段から、それぞれが保持するインデックス情報を収集する収集手段と、
この収集手段で収集されたインデックス情報をユーザに提示する提示手段と、前記ユーザの指示に従って、前記提示手段で提示されたインデックス情報に基づき前記情報データと前記処理を関連付ける手段と、
前記情報データを保持する情報機器と、その情報データに関連付けされた処理を実行する情報機器との間にコネクションを設定する手段と、
を具備し、
前記情報データは、前記設定されたコネクションを介して前記関連付けされた処理を実行する情報機器に転送され、その関連付けされた処理が施されることにより、各情報機器の有する情報と機能を関連づけるだけで各情報機器間にコネクションの設定ができ、しかもその関連付けという操作をアイコン等を用いることにより、ユーザにとってより直感的に理解し易くＡＴＭ通信システムの制御を行える。
【００２３】
また、本発明の呼設定方法は、複数の端末を収容して、これら端末間でＡＴＭセルを転送して通信を行うＡＴＭ通信システムにおける呼設定方法において、
前記複数の端末のそれぞれは、その端末にて実行可能な処理と、その端末が保持している他の端末に提供可能な情報データに関するインデックス情報を保持し、
他の端末から、それぞれが保持するインデックス情報を収集して、その収集されたインデックス情報をユーザに提示し、前記ユーザの指示に従って、前記提示されたインデックス情報に基づき前記情報データと前記処理が関連付けされると、前記情報データを保持する端末と、その情報データに関連付けされた処理を実行する端末との間にコネクションを設定することにより、ユーザにとってより直感的に理解し易くＡＴＭ通信システムの呼設定制御を行える。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２５】
１．  家庭内通信システムの全体の構成
図１は、本発明のＡＴＭ通信システムを適用した家庭内通信システムの全体の構成例を示したものである。
【００２６】
家庭内通信システムは、家庭内に既に普及している、または将来普及するだろう情報ソースや家庭内オーディオ・ビジュアル・情報機器（以降ＡＶＩ機器と略称）の間に安価にリアルタイムマルチレート通信を提供するものである。図１において、情報ボックス１１２１、複数の（図１では例えば４つの）情報分岐手段１１２２−ｉ（１１２２−１、１１２２−２、…、１１２２−４）と称されている機器が本発明に係るＡＴＭ通信システムの構成部である。
【００２７】
図１では、家庭内に提供される地上波・衛星波による無線系サービスとして、ＡＭ／ＦＭラジオ、ＶＨＦ／ＵＨＦテレビ、ＢＳ／ＣＳテレビが想定され、ＡＭラジオアンテナ１１０１、ＦＭラジオアンテナ１１０２、ＶＨＦ−ＴＶアンテナ１１０３、ＵＨＦ−ＴＶアンテナ１１０４、ＢＳ−ＴＶアンテナ１１０５、ＣＳ−ＴＶアンテナ１１０６といったアンテナ群が、情報ボックス１１２１に接続されている。また、図１では、家庭内に提供される有線系サービスとして、電話、ＣＡＴＶ、ＩＰ網が想定され、ＣＡＴＶ網１１０７、ＩＰ網１１０８、電話網１１０９がそれぞれ情報ボックス１１２１に接続されている。
【００２８】
情報ボックス１１２１は以降詳細に説明する方法により、これら情報源からの情報をディジタル化し、家庭内で顧客が選択した機器にこれらのディジタル情報を導く為にそれぞれの情報分岐手段１１２２−ｉに向けて送出する。以降の詳細な説明に従って家庭内通信網を構築すると、これら以外の情報源からの情報も容易にかつ安価に顧客に提供可能となる。
【００２９】
さらに、図１では、本発明に係る家庭内通信網に接続されるＡＶＩ機器として、電話機１１１０、パーソナルコンピュータ１１１１、ＶＴＲ１１１３、オーディオアンプ１１１４、ＴＶセット１１１７、監視カメラ１１１９、ＦＡＸ１１２０が想定されている。電話機１１１０を除き、これらは情報分岐手段１１２２−ｉを経由して情報ボックス１１２１に接続されている。さらに、近い将来普及が予想されるＡＶＩ機器としてビデオサーバ１１１２、ＨＤＶＴビデオモニタ１１１８も情報分岐手段１１２２−ｉを経由して情報ボックス１１２１に接続されている。  なお、オーディオアンプ１１１４には、スピーカ１１１５、及び、ＣＤプレーヤ１１２５が接続されている。
【００３０】
既存のＡＶＩ機器の内、ＶＴＲ１１１３、オーディオアンプ１１１４、ＴＶセット１１１７、監視カメラ１１１９、ＦＡＸ１１２０といった既存機器は、一般的に機器接続にアナログ情報が使用されており、情報分岐手段１１２２−ｉに接続する為にアナログ・ディジタル変換が必要になる。このために、本発明に係る通信システムには、ＮＴＳＣエンコーダ・デコーダ１１２３１、１１２３２１１２３３やオーディオエンコーダ・デコーダ１１２４、ＦＡＸアダプタ１１２６といった機器が準備されている。図１では、
・  ＮＴＳＣエンコーダ・デコーダ１１２３１がＶＴＲ１１１３と情報分岐手段１１２２−２の間に、
・  オーディオエンコーダ・デコーダ１１２４がオーディオアンプ１１１３と情報分岐手段１１２２−２の間に、
・  ＮＴＳＣエンコーダ・デコーダ１１２３２がＴＶセット１１１７と情報分岐手段１１２２−４の間に、
・  ＮＴＳＣエンコーダ・デコーダ１１２３３が監視カメラ１１１９と情報分岐手段１１２２−３の間に、
・  ＦＡＸアダプタ１１２６がＦＡＸ１１２０と情報分岐手段１１２２３の間に、
それぞれ設置され、アナログ・ディジタル変換を行っている。
【００３１】
リモコン１１１６は、既存のＡＶＩ機器の大部分を制御する為に使用されているが、本発明では、各情報源とＡＶＩ機器の間の通信を制御する為に使用される。
【００３２】
これを実現する為、ＮＴＳＣエンコーダ・デコーダ１１２３１、１１２３２、１１２３３や、オーディオエンコーダ・デコーダ１１２４がリモコンの発する赤外線を受信できる機能を持っても良い。
【００３３】
電話網１１０９では、緊急時の通信を行う必要性から、顧客の家庭が停電していても動作するべく、電話機１１１０が動作するのに必要な電力が各家庭に対して供給されている。本発明に係るシステムも、通信網の供給する電力を電話機１１１０に供給し、電話の持つこの望ましい特性を引き継ぐ必要がある。このため、電話機１１１０は情報ボックス１１２１に直接接続されている。
【００３４】
情報ボックス１１２１と情報分岐手段１１２２−ｉの間では、ＡＴＭセルがディジタルデータの通信に使用され、良く知られたＡＴＭの特徴であるリアルタイムマルチレート通信を各種ＡＶＩ機器間に提供している。ここで、本発明による通信機器は、従来のＡＴＭ通信機器で主流をなしているスイッチングベースの通信ではなく、ブロードキャストベースの通信を提供する事をその特徴としている。  これにより、後ほど詳細に述べるように、安価かつ高速な情報転送パスをＡＶＩ機器間に提供することが可能になると同時に、ポイント−マルチポイント接続も容易に実現可能であり、さらに、情報ボックス１１２１と情報分岐手段１１２２−ｉと各種機器が木構造をなす限り、情報分岐手段１１２２−ｉが自由に連結可能となる。
【００３５】
図１に示した情報分岐手段１１２２−ｉは、情報通過ポートと呼ばれるデータ入出力端Ｔと、情報分岐ポートと呼ばれるデータ入出力端Ｄをそれぞれ例えば２つづつ持っている。
【００３６】
情報分岐手段１１２２−ｉと情報ボックス１１２１、および情報分岐手段１１２２−ｉ同士を接続する為に情報通過ポートが、（主に）情報分岐手段１１２２−ｉとＡＶＩ機器を接続する為に情報分岐ポートが使用されている。これらのデータ入出力端のそれぞれの機能については、後ほど詳細に説明する。
【００３７】
図２に、本発明のＡＴＭ通信システムの第２の実施形態に係る家庭内通信システムの構成例を示す。図１に示した第１の実施形態に係る家庭内通信システムの構成では、既に家庭内に張られている地上波・衛星波を家庭の各部屋にＲＦ信号として導く同軸ケーブルを使用していない。しかしながら、言うまでもなく、既存のＴＶセット１１１７２、ＶＴＲ１１１３２に対して、地上波・衛星波を導く為にこの同軸ケーブルを利用する事は、本発明を実施する事の妨げにはならない。
図２には、本発明の適用された家庭内通信システムで、さらに既存のＴＶセット１１１７２やＶＴＲ１１１３２、１１１３３に対して同軸ケーブルを使用してＲＦ信号を供給する構成の一例が示されている。各アンテナで受信されたそれぞれの情報源のＲＦ信号は、一旦合波器１２０１にて合波され、分波器１２０２１へと導かれる。
【００３８】
合波器１２０２１は、合波されたＲＦ信号を情報ボックス１２１１へと導くとともに、前述の既存のＴＶセット１１１２７やＶＴＲ１１１３２、１１１３３へとさらにＲＦ信号を分波する分波器１２０２２へと導く。
【００３９】
分波器１２０２２は、それぞれのＴＶセット１１１７２やＶＴＲ１１１３２、１１１３３へとこのＲＦ信号を導く。
【００４０】
一方、情報ボックス１１２１からのディジタル信号は、図１と同様、情報分岐手段１１２２−５、１１２２−６、ＮＴＳＣエンコーダ・デコーダ１１２３５、１１２３６、１１２３７を経由してＮＴＳＣ信号としてＴＶセット１１１７２、ＶＴＲ１１１３２、１１１３３へと導かれる。
【００４１】
この様に、同軸ケーブルにてＲＦ信号を既存のＡＶＩ機器に導く事にすれば、情報ボックス１１２１が内蔵しなければならないチューナの数を削減する事ができ、情報ボックス１１２１を安価に実現する事が可能になる。
【００４２】
また、ＴＶセット１１１７２やＶＴＲ１１１３２、１１１３３３の送出するＮＴＳＣ信号をＮＴＳＣエンコーダ・デコーダ１１２３５〜１１２３７によりディジタル化して家庭内通信網に供給することにすれば、例えば居間で鑑賞している映画と同じ映画をベッドルームで鑑賞可能になり、より望ましい実施形態となる。
【００４３】
また、合波器１２０１、分波器１２０２１、１２０２２の構成によっては、それぞれのＮＴＳＣエンコーダ・デコーダ１１２３５〜１１２３７から空きチャネルのＲＦ信号を送出し、他のＮＴＳＣエンコーダ・デコーダ１１２３５〜１１２３７にディジタルデータを転送することも可能である。この場合、ＴＶセット１１１７２やＶＴＲ１１１３２、１１１３３のみではなく、ＮＴＳＣエンコーダ・デコーダ１１２３５、１１２３６、１１２３７と分波器１２０２２との間にも同軸ケーブルが設けられることになる。
【００４４】
ところで、例えば、居間に設置してあるＶＴＲを、ベッドルームから制御するといった如く、離れた位置に設置されたＡＶＩ機器を遠隔で制御できると望ましい。本発明の適用された家庭内通信網では、従来のＡＶＩ機器を遠隔で制御するため、ＮＴＳＣエンコーダ・デコーダ１１２３５、１１２３６、１１２３７に赤外線のリモコンコマンドを送出する機能が準備される。ＮＴＳＣエンコーダ・デコーダ１１２３５、１１２３６、１１２３７は、自身の接続されたＡＶＩ機器の解釈可能な赤外線信号を送出する事で、通信網側からのＡＶＩ機器の制御を可能にする。
【００４５】
なお、後ほど詳細に述べるＮＴＳＣエンコーダ１１２３５、１１２３６、１１２３７の構成から分岐手段１１２２−５、１１２２−６に直結可能な赤外線コマンド送信機能の部分を切り出し、ひとつの筺体として実装しても良い。これを、インテリジェントリモコンと呼ぶ。このインテリジェントリモコンは、遠隔に制御したいＡＶＩ機器群の近くに設置され、それぞれのＡＶＩ機器が解釈可能な赤外線信号を通信網側から与えられるコマンドに従って送出するものである。このように、ひとつのインテリジェントリモコンで複数のＡＶＩ機器の制御を可能とする事により、家庭内でのＡＶＩ器の配置に対する制約が緩和される。この場合、インテリジェントリモコンは、例えば、部屋の天井に取り付けられる形態であってもかまわない。
【００４６】
２．  家庭内通信機器の詳細なハードウェア構成とその動作
次に、図１、図２に示した家庭内通信機器の詳細なハードウェア構成およびその動作を詳細に説明する。
【００４７】
２．１      情報分岐手段
図３は、図１、図２に示した情報分岐手段１１２２−ｉ（ｉ＝１〜７）の詳細なハードウェア構成を示したものである。
【００４８】
２．１．１  情報分岐手段の構成と動作
前述したように、情報分岐手段１１２２−ｉは、ブロードキャストをベースにＡＶＩ機器間にＡＴＭセルによる通信路を提供する機能を持つ。このブロードキャストは、主にハードウェア量を削減する目的から、いわゆる分岐挿入により実現されている。分岐挿入によりブロードキャストを実現することで、セルを一旦保持するＦＩＦＯの動作速度もしくは個数を削減でき、ハードウェア量を削減できる。
【００４９】
情報分岐手段１１２２−ｉのふたつの情報通過ポートＴが、それぞれの情報分岐手段１１２２−ｉをカスケードに接続する為の入出力端である。図３には、第（ｎ−１）番目の情報分岐手段１１２２−（ｎ−１）、第ｎ番目の情報分岐手段１１２２−ｎ、第（ｎ＋１）番目の情報分岐手段１１２２−（ｎ＋１）がカスケードに接続されている様子が示している。  第ｎ番目の情報分岐手段１１２２−ｎの情報通過ポートＡが、第（ｎ＋１）番目の情報分岐手段１１２２−（ｎ＋１）に接続され、第ｎ番目の情報分岐手段１１２２−ｎの情報通過ポートＢが、第（ｎ−１）番目の情報分岐手段１１２２−（ｎ−１）に接続されている。
【００５０】
情報分岐手段１１２２−ｉの概略動作は以下の通りである。
【００５１】
それぞれの情報分岐手段１１２２−ｉは、それぞれの情報通過ポートから入力された有効セル、即ち有意情報を担っているセルを全て、もう一方の情報通過ポートから出力する。図３では、情報分岐手段１１２２−ｎの情報通過ポートＡから入力された全ての有効セルが情報通過ポートＢから出力され、情報通過ポートＢから入力された全ての有効セルが情報通過ポートＡから出力される。
【００５２】
一方、それぞれの情報分岐ポートに対しては、情報通過ポートＡ、Ｂ間を流れている二つのセル流中の有効セルがコピーされ送出される。
【００５３】
それぞれの情報分岐ポートから入力された有効セルは、それぞれの情報通過ポートから出力される。これは、情報通過ポート間を流れているセル流から空セルを検出し、その空セルと出力する有効セルを置き換えることにより実行される。
【００５４】
以降、図３に示したそのハードウェア構成に即して、情報分岐手段１１２２−ｉの動作をより詳細に説明する。
【００５５】
情報通過ポートＡ、Ｂ、情報分岐ポートＡ、Ｂの入力端には、それぞれ伝送路復号化部１３０１１、１３０１２、１３０１３、１３０１４が、出力端には、それぞれ伝送路符号化部１３０２１、１３０２２、１３０２３、１３０２４が設けられ、情報分岐手段１１２２−ｉ間、情報分岐手段１１２２−ｉと情報ボックス１１２１の間、情報分岐手段１１２２−ｉとＡＶＩ機器の間の伝送路上の信号形式と情報分岐手段１１２２−ｉ内の信号形式との変換を行っている。ここで、情報分岐手段１１２２−ｉ内の信号形式は、電気信号によるセル流である。また、伝送路上の信号形式は本発明の有効性に何ら影響を与えないので、ここでは特に限定せずに説明を進める。
【００５６】
それぞれの情報通過ポートＡ、Ｂから伝送路上の信号形式で入力されたビット列に対して、伝送路復号化部１３０１１、１３０１２が、所定の操作を加え、セル流を再生する。図３では、情報通過ポートＡから入力され、伝送路復号化部１３０１１により再生されたセル流は第１のセル流と、情報通過ポートＢから入力され、伝送路復号化部１３０１２により再生されたセル流は第２のセル流とそれぞれ名付けられている。
【００５７】
再生された第１、第２のセル流は、それぞれ空セル検出部１３０３１、１３０３２を経由してもう一方の情報通過ポートの伝送路符号化部１３０２２、１３０２１へと渡される。伝送路符号化部１３０２１、１３０２２は、渡されたセル流に所定の操作を加え、伝送路上の信号形式に変形し、情報通過ポートに接続されている伝送路へと送出する。
【００５８】
なお、空セル検出部１３０３１、１３０３２は、ふたつの情報分岐ポートから入力される有効セルを、２つの情報通過ポート間に流れるセル流へ挿入する機能を持つ。この機能の詳細は後ほど述べる。
【００５９】
また、情報通過ポートＡ、Ｂの伝送路復号化部１３０１１、１３０１２、及び情報分岐ポートＡ、Ｂの伝送路復号化部１３０１３、１３０１４で受信されているＡＴＭセルの個数は、セル数カウンタ１３０４にてカウントされている。このセル数カウンタ１３０４の使用目的及びその目的を達成する為の情報分岐手段１１２２−ｉの動作については後ほど詳細に説明する。
【００６０】
空セル検出部１３０３１、１３０３２から送出された第１、第２のセル流は、伝送路符号化部１３０２２、１３０２１に渡されると同時に、第１、第２のポート番号フィルタ１３０５１、１３０５２にも渡される。これらのポート番号フィルタ１３０５１、１３０５２は、それぞれ、与えられたセル流から全ての有効セルを抽出し、第１の合流バス１３１１へと転送する。
【００６１】
第１の合流バス１３１１は、ふたつの情報通過ポートからの情報入力速度の和の情報転送能力を持ち、第１、第２のポート番号フィルタ１３０５１、１３０５２から渡される有効セルを合流し、それぞれの情報分岐ポート毎に設けられた第１、第２の分岐ＦＩＦＯ１３０７１、１３０７２へと送出する。
【００６２】
第１、第２の分岐ＦＩＦＯ１３０７１、１３０７２のそれぞれは、受け取った有効セルを一旦保持し、情報分岐ポートＡ、Ｂでのセル転送速度にあわせて、情報分岐ポートＡ、Ｂの伝送路符号化部１３０２３、１３０２４へと送出する。  送出すべきセルを保持していない場合、これらのＦＩＦＯは空セルを伝送路符号化部１３０２３、１３０２４へと送出する。伝送路符号化部１３０２３、１３０２４は、与えられたセル流に所定の操作を加え、伝送路上の信号形式に変形し、情報分岐ポートに接続されている伝送路へと送出する。
【００６３】
一方、それぞれの情報分岐ポートＡ、Ｂから伝送路上の信号形式で入力されたビット列は、伝送路復号化部１３０１３、１３０１４に入力され、所定の操作が加えられる。その結果再生されたセル流は、まず、入力ポート番号付加部１３１３１、１３１３２に渡される。入力ポート番号付加部１３１３１、１３１３２は、それぞれのセルが情報分岐ポートＡから入力されたか、情報分岐ポートＢから入力されたかを示す入力ポート番号をそれぞれのセルに付加し、第２の合流バス１３１２に渡す。なお、入力ポート番号付与の詳細については後ほど説明する。第２の合流バス１３１２は、２つの情報分岐ポートＡ、Ｂからの情報入力速度の和の情報転送能力を持ち、伝送路復号化部１３０１３、１３０１４から渡されるセル流を合流し、情報通過ポートＡ、Ｂ間に流れているそれぞれのセル流対応に設けられた第３、第４のポート番号フィルタ１３０５３、１３０５４に渡す。  第３、第４のポート番号フィルタ１３０５３、１３０５４は、渡されたセル流から有効セルを抽出し、第１、第２の挿入ＦＩＦＯ１３０６１、１３０６２に渡す。第１、第２の挿入ＦＩＦＯ１３０６１、１３０６２は、渡された有効セルを一旦保持する。
【００６４】
入力ポート番号付加部１３１３１、１３１３２から、第２の合流バス１３１２、第３、第４のポート番号フィルタ１３０５３、１３０５４を経由して第１、第２の挿入ＦＩＦＯ１３０６１、１３０６２までの経路では、それぞれのセルに入力ポート番号が付与されている事に注意が必要である。
【００６５】
第１、第２の挿入ＦＩＦＯ１３０６１、１３０６２は、それぞれ第１、第２の空セル検出部１３０３１、１３０３２に接続されており、接続されている空セル検出部１３０３１、１３０３２の指示に従い、保持している有効セルを接続されている空セル検出部１３０３１、１３０３２に渡す。
【００６６】
空セル検出部１３０３１、１３０３２は、自身を通過しているセル流から空セルを検出すると、接続されている挿入ＦＩＦＯ１３０６１、１３０６２に有効セルを送出するよう指示する。
【００６７】
挿入ＦＩＦＯ１３０６１、１３０６２から有効セルを受け取ると、空セル検出部１３０３１、１３０３２は、空セルを渡された有効セルで置き換えて、それぞれが接続されている情報通過ポートの伝送路符号化部１３０２２、１３０２１に出力する。
【００６８】
この時、挿入ＦＩＦＯ１３０６１、１３０６２は、それぞれに対応する第１、第２のポート番号フィルタ１３０５１、１３０５２に対して、送出したセルに付与された入力ポート番号を出力する。それぞれの挿入ＦＩＦＯ１３０６１、１３０６２に対して、該挿入ＦＩＦＯ１３０６１、１３０６２から出力されたセルのフィルタリングを行うことになるポート番号フィルタ１３０５１、１３０５２が対応している。
【００６９】
図３に示した構成では、第１の挿入ＦＩＦＯ１３０６１は、第１のセル流の通過している第１の空セル検出部１３０３１に対してセルを送出し、第１のセル流の有効セルを分岐するのが第１のポート番号フィルタ１３０５１であるので、第１の挿入ＦＩＦＯ１３０６１に対して第１のポート番号フィルタ１３０５１が、同様に、第２の挿入ＦＩＦＯ１３０６２に対して第２のポート番号フィルタ１３０５２が、それぞれ対応している。
【００７０】
それぞれのポート番号フィルタ１３０５１、１３０５２は、対応する挿入ＦＩＦＯ１３０６１、１３０６２から入力ポート番号を受け取った時に対応するセル流から有効セルを抽出した場合、その入力ポート番号も第１の合流バス１３１１に出力する。
【００７１】
挿入ＦＩＦＯ１３０６１、１３０６２からポート番号フィルタ１３０５１、１３０５２に渡された入力ポート番号は、以降のポート番号フィルタ１３０５１、１３０５２からの第１の合流バス１３１１を経由した分岐ＦＩＦＯ１３０７１、１３０７２へのセルの挿入時に以下のように使用される。
【００７２】
それぞれの分岐ＦＩＦＯ１３０７１、１３０７２は、入力ポート番号が付与された有効セルが与えられると、自身が接続されている情報分岐ポートのポート番号と、該入力ポート番号を比較し、一致している場合、その有効セルを取り込まない。この動作により、ある情報分岐ポートから入力された有効セルを、もう一方の情報分岐ポートから出力し、それと同時に入力された情報分岐ポートからの出力を抑制する事が可能になる。
【００７３】
以上の様に情報分岐手段１１２２−ｉが動作すると、一方の情報通過ポートから入力された有効セルを全てもう一方の情報通過ポートから出力しつつ、それぞれの情報分岐ポートから出力し、かつ、それぞれの情報分岐ポートから入力された有効セルをそれぞれの情報通過ポートから、および、もう一方の情報分岐ポートから出力することになる。この結果、情報ボックス１１２１や情報分岐手段１１２２−ｉにより接続された全てのＡＶＩ機器から出力された有効セルを家庭内通信網全体にブロードキャストすることが可能になる。
【００７４】
ここで、それぞれの情報分岐手段１１２２−ｉでは、例えば本発明者が特開平４−１００４５１号公報にて開示した様な公衆網用／ビジネス用のＡＴＭ交換機とは異なり、入力された有効セルのヘッダ変換が行われないことに注意が必要である。この結果、ルーティングタグテーブルといった高価な機能が情報分岐手段１１２２−ｉに不要になり、情報分岐手段１１２２−ｉが安価に実装可能になるが、一方で、ＶＰＩ／ＶＣＩを家庭内一意になる様に選択しなければならないことに注意が必要である。
【００７５】
また、セルヘッダのＨＥＣ（ヘッダ誤り制御）フィールドに関しては、ヘッダ変換が情報分岐手段１１２２−ｉで行われないことから、これの書き換え機能が不要となることにも注意が必要である。なお、受信セルのＨＥＣ検査機能は、  ＨＥＣ検査それ自身を用いて、セルの先頭を検出可能であることもあり、一般的には必要となるが、後ほど述べるように、情報分岐手段１１２２−ｉ間の伝送路上の符号化方式によっては、伝送路符号によってセル先頭の検出が可能な場合もあり、この場合にはＨＥＣ検査機能も不要となる。この場合、ＨＥＣフィールドは、宛先の端末でのみ確認されることになる。
【００７６】
それぞれの情報分岐手段１１２２−ｉには、制御手段１３０８が内蔵されている。この制御手段は、例えばＺ８０といった良く知られた安価なマイクロプロセッサを中心とした計算機システムであり、情報分岐手段の動作の監視／制御を行ったり、通信網全体で整合のとれた動作を行うため情報ボックス１１２１や他の情報分岐手段１１２２−ｉと通信したりしている。
【００７７】
制御手段１３０８には、それぞれ、グローバルユニークな番号であるノード番号１３０９が製造時に付与されており、このノード番号１３０９によって、それぞれの情報分岐手段１１２２−ｉや情報ボックス１１２１が識別される。
【００７８】
ノード番号１３０９は、本発明者が特開平６−３１１１８０号公報で開示したＡＴＭ−ＬＡＮシステムにおけるノード番号であって良い。このノード番号１３０９は、情報分岐手段１１２２−ｉの製造時に、例えばシリアルＲＯＭといった、不揮発性の記憶媒体に記録され、システムの立ち上がり時に制御手段１３０８が該シリアルＲＯＭから読み込むようにしてもよい。このノード番号を用いた、通信網管理手法については、  後ほど詳細に説明する。ここでは、情報分岐手段１１２２−ｉの制御手段１３０８が他の情報分岐手段１１２２−ｊや情報ボックス１１２１と通信を行う為に必要となる、ハードウェア機能とその動作について詳細に説明を加える。
【００７９】
制御手段１３０８は、制御手段が他の情報分岐手段１１２２−ｊや情報ボックス１１２１と通信を行う為にＡＴＭセルの送受を行う。このため、制御手段１３０８が送出するセルをそれぞれの情報通過ポートや情報分岐ポートに導き、一方でそれぞれの情報通過ポートや情報分岐ポートから入力された有効セルを制御手段１３０８に導く必要がある。
【００８０】
図３示した情報分岐手段１１２２−ｉの構成では、制御手段１３０８に対するセル入出力を以下に述べる情報分岐ポートＡ、Ｂと同様の手法にて実現している。
【００８１】
制御手段１３０８から出力される有効セルには、情報路符号化部１３０１３、情報路符号化部１３０１４からの有効セルと同様、入力ポート番号が付与され、第２の合流バス１３１２上に乗せられる。なお、入力ポート番号付与の詳細については後ほど説明する。その後の制御手段１３０８からのセルの扱いも、情報路符号化部１３０１３、情報路符号化部１３０１４からの有効セルと同様である。即ち、第３、第４のポート番号フィルタ１３０５３、１３０５４を経由して第１、第２のセル流に合流され、それぞれの情報通過ポートや情報分岐ポートへと導かれる。
【００８２】
一方、制御手段１３０８へと入力される有効セルは、第１の合流バス１３１１上に現れる有効セルである。第１の合流バス１３１１上に現れる有効セルは、  ノード番号フィルタ１３１４を経由して一旦第３の分岐ＦＩＦＯ１３０７３に保持される。
【００８３】
第３の分岐ＦＩＦＯ１３０７３に保持された有効セルは、例えば分岐ＦＩＦＯ１３０７３からの割り込み起動等で制御手段１３０８に取り込まれる。
【００８４】
ここで、制御手段１３０８は例えばＺ８０といった比較的低速低機能のマイクロプロセッサを中心とした計算機システムであることに注意が必要である。制御手段１３０８は低速であるので、第１の合流バス１３１１に乗る全ての有効セルを制御手段１３０８に与えるわけにはいかない。全ての有効セルを与えると制御手段１３０８がオーバーフローしてしまい、通信網の制御ができなくなる事態を招いてしまう。ノード番号フィルタ１３１４は、この事態を招かない様に、制御手段１３０８が必要とするセルのみ第３の分岐ＦＩＦＯ１３０７３に導く役割を持っている。
【００８５】
ノード番号フィルタ１３１４の詳細動作は、例えば以下のようであってよい。
【００８６】
本発明の通信網では、本発明者が特開平６−３１１１８０号公報で開示したＡＴＭ−ＬＡＮシステムにおけるブロードキャストセルを用いたの監視制御が実行されることを前提としている。ブロードキャストセルとは、予め定められたＶＰＩ／ＶＣＩを持つセルである。この予め定められたＶＰＩ／ＶＣＩを持つセルを用い、各情報分岐手段１１２２−ｉの制御手段１３０８が互いに通信し、家庭内通信網の監視制御を行うことになる。
【００８７】
特開平６−３１１１８０号公報によれば、このブロードキャストセルには、上述のノード番号によって、その宛先と送出元が示されている。従って、ノード番号フィルタ１３１４は、ブロードキャストセルの宛先フィールドを参照し、自分に付与されたノード番号が記載されていれば、第３の分岐ＦＩＦＯ１３０７３に送出する。
【００８８】
また、特開平６−３１１１８０号公報によれば、ブロードキャストセルの宛先アドレスとして、”全端末同報”と”隣接分岐”が網構成認識の為に規定されている。受信したブロードキャストセルの宛先がこういった特殊な宛先の場合、制御手段１３０８の負荷を低下させるため、ノード番号フィルタ１３１４は、受信したブロードキャストセルの送出元フィールドを参照し、自分自身のノード番号が記載されているブロードキャストセルは第３の分岐ＦＩＦＯへとエンキューしないのが望ましい。
【００８９】
なお、この予め定められたＶＰＩ／ＶＣＩは、空セルを表示する値以外、どの様な値を選択しても構わないが、例えば、全ビット「１」であるものを選択することとしてもよい。
【００９０】
以上の情報分岐手段１１２２−ｉの詳細動作を踏まえて、入力ポート番号の役割についてまとめる。
【００９１】
入力ポート番号を付与されて第２の合流バス１３１２に有効セルを送出するのは、情報分岐ポートＡ、情報分岐ポートＢ、制御手段の３種類となり、第２の合流バス１３１２上では、これらの間の区別を行う必要がある。第１、第２のポート番号フィルタ１３０５１、１３０５２では、さらに、情報通過ポートから入力されたセルもこれらのセルから区別できる必要がある。結局、入力ポート番号によって計４種類の状態が区別できれば良い事になる。すなわち、これは、２ビットの情報で区別可能で、例えば、
・  入力ポート番号＝（０、０）  ：  情報通過ポートからのセル
・  入力ポート番号＝（０、１）  ：  情報分岐ポートＡからのセル
・  入力ポート番号＝（１、０）  ：  情報分岐ポートＢからのセル
・  入力ポート番号＝（１、１）  ：  制御手段１３０８からのセル
といった様に入力ポート番号を符号化することができる。この様に入力ポート番号を符号化すると、第１、第２の分岐ＦＩＦＯ１３０７１、１３０７２、及びノード番号フィルタ１３１４における第１の合流バス１３１１上の有効セルの取り込み条件は以下の通りとなる。
【００９２】
・  第１の分岐ＦＩＦＯ１３０７１  ：  入力ポート番号＝（０、１）以外のセルを取り込む
・  第２の分岐ＦＩＦＯ１３０７２  ：  入力ポート番号＝（１、０）以外のセルを取り込む
・  ノード番号フィルタ１３１４  ：  入力ポート番号＝（１、１）以外のセルを取り込む
さて、スイッチングレギュレータ１３１０は、情報分岐手段１１２２−ｉが動作するための電圧を、供給されるＡＣ１００Ｖから作成する役割を担う。ここで、スイッチングレギュレータ１３１０が情報分岐手段１１２２−ｉ毎に設けられているのは、以下に詳細に説明する情報分岐手段の実装形態からの要求によるものである。
【００９３】
２．１．２  情報分岐手段の実装形態
図４に情報分岐手段１１２２−ｉの第１の実装形態を示す。この実装形態では、テーブルタップ１４０１に、例えば、図３を参照して説明した情報分岐手段１１２２−ｉの機能を１つのＬＳＩチップとして集積したＬＳＩ１４０２を内蔵し、ＡＣプラグ１４０３や差し込み口１４０４、１４０５に情報分岐ポートや情報通過ポートを対応づけて配置してある。なお、図４では、情報通過ポートに対して「Ｔ」と、情報分岐ポートに対して「Ｄ」と、それぞれ付している。
【００９４】
ＡＣプラグ１４０３に対して１つの情報通過ポートＴを割り当て、その情報通過ポートの情報入出力を行う情報プラグ１４０８を該ＡＣプラグ１４０３に組としている。
【００９５】
また、差し込み口１４０４、１４０５に対してそれぞれの情報分岐ポートＤを割り当て、情報分岐ポートの情報入出力を行うコネクタ１４０６、１４０７を組にしている。
【００９６】
もう一方の情報通過ポートＴは、テーブルタップ１４０１の図４では示されていない面に配置された差し込み口と組にされ、同様に配置されている。
【００９７】
ＡＣプラグ１４０３は、このテーブルタップ１４０１内部の情報分岐手段、すなわち、ＬＳＩ１４０２が動作するための電力を該テーブルタップ内に供給する役割を果たす。つまり、このＡＣプラグ１４０３が、電力の供給された差し込み口に差し込まれることで該情報分岐手段、すなわち、ＬＳＩ１４０２が動作を開始する。この観点から、ＡＣプラグ１４０３と対になっている情報プラグ１４０８に対応した情報通過ポートは、もう一方の情報通過ポートや情報分岐ポートとは、異なった意味合いを持つ。
【００９８】
後ほど詳細に述べる網同期等の、ある情報に皆で従属して動作することが要求される手順において、情報プラグ１４０８に対応した情報通過ポートＴはその他のポートとは異なる役割を担うことになる。
【００９９】
図５に、図４に示した情報分岐手段１１２２−ｉの内蔵されたテーブルタップを複数個用いて、家庭内ＡＶＩ機器に対して情報転送経路を与える家庭内通信システムを実現する手法を示す。
【０１００】
図５には、情報分岐手段の内蔵されたテーブルタップ１５０４、１５０７を用いて、パーソナルコンピュータ１５０８、ＶＴＲ１５１０、オーディオセット１５１２、ＴＶセット１５１４、監視カメラ１５１５に対して情報転送経路を与える場合の様子が示されている。
【０１０１】
同５に示すように、テーブルタップ１５０７のＡＣプラグ１５０５は、テーブルタップ１５０４の情報通過ポートＴと対応した差し込み口に差し込まれている。さらに、テーブルタップ１５０７の情報プラグ１５０６が、テーブルタップ１５０４の前記差し込み口に対応したコネクタに差し込まれている。
【０１０２】
この結果として、テーブルタップ１５０４を通じてテーブルタップ１５０５に電力が供給され、テーブルタップ１５０７内部の情報分岐手段１１２２−ｊが動作を開始すると同時に、テーブルタップ１５０４内部の情報分岐手段１１２２−ｉと、テーブルタップ１５０７内部の情報分岐手段１１２２−ｊとが協調して動作することが可能になる。この結果、それぞれのＡＶＩ機器に情報転送経路が与えられる。
【０１０３】
同様に、テーブルタップ１５０７の情報分岐手段の情報通過ポートに対応付けられた差し込み口とコネクタに、別のテーブルタップのＡＣプラグと情報プラグを差し込むことで、さらに情報転送経路を拡張してゆくことが可能である。
【０１０４】
パーソナルコンピュータ１５０８は、テーブルタップ１５０４に直接接続されている。この接続により、パーソナルコンピュータ１５０８は、その動作に必要な電力を得ると同時に、他のＡＶＩ機器との間の情報転送経路にアクセスできる様になる。この接続を実現するため、パーソナルコンピュータ１５０８には、本発明の実施の為に特有な拡張カードが挿入されることとしてもよい。
【０１０５】
ＡＣプラグと情報プラグの付いた本発明特有の電力情報ケーブルは、この拡張カードから引き出されることとしてもよい。なお、この拡張カードの構成、動作については、後ほど詳細に説明する。
【０１０６】
ＶＴＲ１５１０、オーディオセット１５１２、ＴＶセット１５１４、監視カメラ１５１５とテーブルタップ１５０４、１５０７の間には、必要に応じてＮＴＳＣエンコーダ・デコーダ１５０９、１５１３や、オーディオエンコーダ・デコーダ１５１１が挿入されている。この意味で、これらのエンコーダ・デコーダは、パーソナルコンピュータ１５０８に挿入される拡張カードと同じ位置に属する。但し、これらのエンコーダ・デコーダは、前記拡張カードの持つ機能の他に、情報分岐手段を経由してやりとりされる形式のディジタル信号と、既存のＡＶＩ機器がやりとりできるアナログ信号の間の変換機能も持っている。これらのエンコーダ・デコーダの構成、動作については、後ほど詳細に説明する。言うまでもなく、ＡＣプラグと情報プラグの付いた本発明特有の電力情報ケーブルは、これらのエンコーダ・デコーダから引き出され、テーブルタップ１５０４、１５０７の差し込み口やコネクタに挿入されている。
【０１０７】
これらのエンコーダ・デコーダ１５０９、１５１１、１５１３には、言うまでもなく、ＶＴＲ１５１０、オーディオセット１５１２、ＴＶセット１５１４、監視カメラ１５１５とアナログ信号をやりとりするための普及したピンプラグが配備されることになるが、さらに、これらのエンコーダ・デコーダにＡＣ電力の差し込み口を配備し、この差し込み口からＶＴＲ１５１０、オーディオセット１５１２、ＴＶセット１５１４、監視カメラ１５１５が動作するための電力を、これらのエンコーダ・デコーダ１５０９、１５１１、１５１３が供給することとしても良い。また、例えば、ＴＶセット１５１４がＮＴＳＣエンコーダ・デコーダ１５１３のＮＴＳＣデコード部分のみ使用するならば、残ったＮＴＳＣエンコード部分は監視カメラ１５１５で使用する等、複数のＡＶＩ機器がひとつのエンコーダ・デコーダを共有することとしてもよい。さらに、ひとつのエンコーダ・デコーダがいわゆるＡＶセレクタと同じ機能を持ち、アナログ信号でのＡＶ機器間の情報転送路を提供すると同時に、テーブルタップ１５０４、１５０７とのディジタル信号のやりとりを、接続されている複数のＡＶＩ機器のひとつを選択して実行するようにしても良い。
【０１０８】
なお、テーブルタップ１５０４のＡＣプラグ１５０２は、一般家庭の壁に配置されたコンセントに差し込まれているが、情報プラグ１５０３は、どこにも差し込まれていないことに注意が必要である。この様に、使用されずに残っている情報プラグには、絶縁／埃よけのキャップをはめておくことが望ましいのはいうまでもない。
【０１０９】
この情報プラグ１５０３は、テーブルタップ１５０４、１５０７によって構成される情報伝送経路と外界の間の通信を支援するために使用されることになる。
図６に、これを実現するための本発明の別の実現手法を示す。
【０１１０】
外界との間の通信を支援するため、情報ボックス１６０１が配置され、テーブルタップ１５０４のＡＣプラグと情報プラグが該情報ボックス１６０１に接続されている。この結果、テーブルタップ１５０４、１５０７の動作に必要な電力は情報ボックス１６０１が供給すると同時に、これらのテーブルタップに含まれた情報分岐手段１１２２−ｉが、情報ボックス１６０１内部の機能と協調して動作するようになる。
【０１１１】
情報ボックス１６０１には、複数のモジュール１６０２、１６０３、１６０４、１６０５が挿入される。それぞれのモジュールが、例えば、電話網とのインタフェースであるとか、地上波／衛星波のチューナであるとかいった機能を持っている。このようにモジュール構成とすることで、顧客は、自分の好みの情報源／通信網／情報サービスを選んで情報ボックス１６０１の構成を決定でき、結果として情報ボックス１６０１を安価に実現できるようになる。なお、情報ボックス、および、これらのモジュールの構成、動作は後ほど詳細に説明する。
【０１１２】
情報分岐手段の実装形態は、今まで説明してきた、テーブルタップに内蔵される形態に特に限られるものではない。例えば、図７に示すように壁コンセント１７１２の背面側に情報分岐手段１７１１が実装されるといった形態であってもかまわない。この実装形態の場合、壁コンセント１７１２の間の電力配線１７０１、１７０２の布設時に、情報分岐手段１７１１の情報通過ポート間の配線１７０３、１７０４も同時に布設することになる。
【０１１３】
図４に示したテーブルタップ１４０１と同様、図７の壁コンセント１７１２の前面には、差し込み口１７０５、１７０６と、それらにそれぞれ対応している情報分岐手段１７１１の情報分岐ポートのコネクタ１７０７、１７０８が設けられている。壁に埋め込まれる配線１７０３、１７０４の接続に供されるよう、情報分岐手段１７１１の情報通過ポートのコネクタ１７０９、１７１０は壁コンセント１７１２の背面に配備されている。
【０１１４】
情報分岐手段１７１１が動作するための電力は、電力配線１７０１、１７０２を壁コンセント１７１２上で接続する配線から供給される。
【０１１５】
この実装形態をとった場合、本発明のＡＴＭ通信システムの実施形態である家庭内通信システムは、例えば、家屋の建設時に予め設置しておく必要がある等、設置の柔軟性に欠けることになるが、一方で、家屋の各部屋の間に広帯域の情報通信経路を提供でき、より多くのＡＶＩ機器のネットワーキングが可能であるとか、テーブルタップの個数が少なく、ＡＶＩ機器の裏側配線がすっきりするであるとかいった利点も有する。
【０１１６】
なお、本発明の原理に従うと、予め宅内各所に配置され、お互いが接続された図７の壁コンセント１７１２に対して、図４に示したテーブルタップ１４０１を差し込むことで壁コンセント１７１２の差し込み口を増設し、宅内全域に渡る情報転送経路を得ることも可能である。さらにまた、図７に示した壁コンセント１７１２に差し込まれたテーブルタップ１４０１にさらに、新しいテーブルタップを差し込んでも情報転送経路は正常に動作する。
【０１１７】
本発明の、この望ましい特性は、上述の情報分岐手段１１２２−ｉの詳細動作、即ち、ある情報分岐／通過ポートから入力されたセルを全て、その他の情報分岐／通過ポートに送出する、即ち、基本的にブロードキャストベースでＡＴＭ通信が行われることと、後ほど詳細に説明する網同期手法とに負っていることに、注意が必要である。
【０１１８】
２．１．３  情報分岐手段の構成に関する若干の追記
なお、言うまでもなく、１つの情報分岐手段が備える情報分岐ポートの数は２組に限られる訳ではなく、１組でも良ければ、３組以上でも良い。しかしながら、この点に関しては、情報分岐手段の実装形態の観点からは情報分岐ポートは多数持つのが望ましいが、一方で、情報分岐ポートの数が増加すると第２の合流バス１３１２の動作速度が増加し、情報分岐手段の実装コストが増加してしまうというトレードオフが存在する。ここで述べている実施形態では、これらの点を鑑みて、２組の情報分岐ポートを持つ事としている。
【０１１９】
また、上述のように、ポート番号フィルタ１３０５ｉが全ての有効セルを送出するのではなく、予め定められたポート番号を持つ有効セルを送出する事にしてもよい。このようにポート番号フィルタを実現する事により、例えば情報通過ポートＡ、Ｂの情報入出力速度を１５５Ｍｂｐｓ、情報分岐ポートの入出力速度を４５Ｍｂｐｓといった如く、情報通過ポートと情報分岐ポートの速度を異なるものに設定する事が可能になる。
【０１２０】
しかしながら、このようにポート番号フィルタ１３０５ｉにコネクション毎のセル選択機能を持たせると、セル選択機能の制御の為に、ＡＴＭコネクション設定の度にポート番号フィルタ１３０５ｉの設定を行う為に制御手段１３０８が通信網を制御する機能（後ほど詳細に説明）と通信を行う必要が生じる。この通信は、例えば本発明者が特開平６−３１１１８０号公報にて開示したブロードキャストセルによるコネクション設定によって実現する事も可能であるが、制御手段１３０８に対してより高い負荷を要求するので、安価なＡＶＩ機器間伝送路という本発明の目的を達成するのが若干困難になる。そこで、ここでは、全ての情報分岐手段１１２２−ｉの情報通過ポートと情報分岐ポートの情報入出力速度が一致しており、それぞれのポート番号フィルタ１３０５ｉが入力されたセル流から全ての有効セルを抽出して出力するものとして以降の説明を進める。
【０１２１】
２．１．４  伝送路信号形式に対する若干の追記
ここで、ＡＴＭセルが自身の情報形式にてセルの先頭を検出可能である事から、単にビット列を転送できるという非常に基本的な機能を持つ信号形式でありさえすれば、どの伝送路上の信号形式でも本発明に適用可能である事に注意が必要である。使用可能な伝送路上の信号形式例としては、例えば、ＡＴＭフォーラムにて定義されている１５５ＭｂｐｓのＳＯＮＥＴの光インタフェース形式や１５５Ｍｂｐｓの電気インタフェースの形式、１００ＢａｓｅＴとして知られている１００Ｍｂｐｓ−Ｅｔｈｅｒｎｅｔで採用されている形式、また、ＩＥＥＥで近年ｎｅｘｔ  ＳＣＳＩとして審議されているＰ１３９４で採用されている形式等がある。
【０１２２】
特に、Ｐ１３９４で採用されている形式は、Ｐ１３９４自身が家庭内ＡＶＩ機器を接続することを意図して作成されていることから、他の伝送路形式に比べてシンプルで、かつ早い時期から大量生産によるコスト削減が期待され、本発明への適用に好適である。
【０１２３】
さらに、図２の説明部分で触れたように、既に家庭内に存在している同軸ケーブル上のＲＦ信号の空きチャネルを用いてディジタル信号を送出することも考えられるが、この場合、セル流を変調して出力する事になる。この方式を採用した場合、新たに光ファイバやシールデッドツイストペアケーブルを敷設しなくて良いという利点はあるが、一方で将来必要となる十分なビットレートをＡＶＩ機器間に提供できないという欠点もある。
【０１２４】
ところで、伝送路上の信号形式としては、ＳＯＮＥＴの様に通信網全体が同一のクロック源に同期して動作する、即ち、網同期を確立する事が可能な形式と、Ｅｔｈｅｒｎｅｔの様に、それぞれの端末が独立なクロックを持ち、その独立クロックに従ってそれぞれの端末がメッセージを送出することを前提とする形式の２種類が存在する。
【０１２５】
それぞれの端末が独立なクロックでメッセージを送出する形式は、通信網のクロック系という観点からは簡易で安価であるが、一方、送信端末と受信端末が動作しているクロックが完全に独立しているので、それぞれの端末のクロックの誤差により、長い時間のうちに受信端末側で受信バッファのオーバーフロー・アンダーフローが発生し、例えば動画像が一瞬乱れるといった望ましくない性質を持つ。本発明はリアルタイム通信に対して適用する事を意図しているので、網同期がとれる方が望ましい。Ｅｔｈｅｒｎｅｔの様な伝送路信号そのもので網同期を確立する事が不可能なものを本発明に採用した場合の簡便な網同期確立法については、後ほど詳細に説明する。
【０１２６】
２．１．５  制御コネクションに対する若干の追記
上述したように、本発明の情報分岐手段１１２２−ｉではヘッダ変換が行われない。この為、現在のＡＴＭ  Ｆｏｒｕｍで規定されているＵＮＩプロトコルに従ったのでは、情報分岐手段１１２２−ｉの制御手段１３０８が他の情報分岐手段１１２２−ｊや情報ボックス１１２１と通信できない。これは、該ＵＮＩプロトコルが、ＡＴＭ交換機と端末がポイント−ポイントに接続されることを前提に、それぞれの光ファイバ上に予め定められた値のシグナリングＶＣを１本だけ、予め設定しておくことを要求しているからである。
【０１２７】
本発明の情報分岐手段１１２２−ｉを適用した家庭内通信網では、全ての端末が同一のシグナリングＶＣを共有することになり、そのシグナリングＶＣ上で実行されるコネクション設定／解放プロトコルが実行できないことになってしまう。
【０１２８】
これが、ここで述べている本発明の実施の形態において、その制御手法として本発明者が特開平６−３１１１８０号公報にて開示したブロードキャストセルによるものを採用している理由である。
【０１２９】
しかしながら、メタシグナリングと呼ばれる、マルチドロップＵＮＩ用の制御コネクション設定手順がＩＴＵ−Ｔ等で規定されれば、それを用いて情報分岐手段１１２２−ｉの制御手段１３０８と、ここで述べている家庭内通信網の制御手段（後ほど詳細に説明）が、制御コネクションを設定し、該制御コネクションを用いて必要なコネクションを設定することも可能である。
【０１３０】
２．２      情報ボックス
次に情報ボックス１１２１の構成及び動作について詳細に説明する。図８に、図１、図２、図６に示した情報ボックス１１２１の詳細なハードウェア構成を示す。
【０１３１】
２．２．１  情報ボックスの構成
前述したように、情報ボックス１１２１は、種々の情報源からの情報をディジタル化、セル化し、家庭内で顧客が選択した機器にこれらのディジタル情報を導くために情報分岐手段１１２２−ｉに向けて送出する役割を持つ。これと同時に、情報分岐手段１１２２−ｉからの情報を、家庭外の通信網へと中継する役割も持つ。
【０１３２】
多種多様な既存／新規の情報源／通信網／情報サービスに安価に対応するように、これらとのインタフェースのための機能をモジュール化し、顧客の好みのモジュールを情報ボックス１１２１に内蔵させる構成としているのは上述した通りである。また、モジュールの一種として、宅内の通信網を構成する情報分岐手段１１２２−ｉと情報ボックス１１２１の間のインタフェースも提供される。
【０１３３】
図８に示した情報ボックス１１２１では、情報分岐手段１１２２−ｉとのインタフェースとして宅内モジュール１８０９を、従来の電話網とのインタフェースとして電話網モジュール１８１０を、さらに、ＣＡＴＶ網とのインタフェースとしてＣＡＴＶモジュール１８１１を内蔵している。
【０１３４】
これによって、例えば、ＣＡＴＶ網を経由して流れてきたＴＶ番組を一旦、図１のビデオサーバ１１１２に保持しておき、それを宅内の任意の部屋で観賞すると同時に、例えばパーソナルコンピュータ１１１１でＴＶ番組の一画面をキャプチャリングし、そのキャプチャリングしたビットマップイメージを電話網を経由して友人に送るであるとか、該キャプチャリングした画面上の文字を図１のパーソナルコンピュータ１１１１上で文字認識し、例えば懸賞クイズに応募する為の葉書を自動的に作成するであるとかいった事が可能になる。
【０１３５】
なお、この他の情報源に対応するモジュールの構成に関しては、以降に述べる宅内モジュール１８０９、電話網モジュール１８１０、ＣＡＴＶモジュール１８１１の構成の組合せにより実現可能である。
【０１３６】
図８に示した情報ボックス１１２１は、イクロプロセッサ１８０１、キャッシュメモリ１８０２、メインメモリ１８０３、グラフィックアクセラレータ１８０５、ＳＣＳＩコントローラ１８０６を、近年パーソナルコンピュータ内部の高速バスとして脚光を浴びているＰＣＩバス技術により構築された第１のＰＣＩバスセグメントで接続し、さらに、宅内モジュール１８０９、電話網モジュール１８１０、ＣＡＴＶモジュール１８１１を第２のＰＣＩバスセグメントで接続した構成を持っている。
【０１３７】
良く知られているように、ＰＣＩバス技術では、マイクロプロセッサ１８０１、キャッシュメモリ１８０２、メインメモリ１８０３を接続するメモリバス１８１４と、第１のＰＣＩバスセグメント１８０８とを接続するためにホスト−ＰＣＩブリッジ１８０４が、第１のＰＣＩバスセグメント１８０８と第２のＰＣＩバスセグメント１８１３とを接続するためにＰＣＩ−ＰＣＩブリッジ１８０７が、それぞれ配される。ＰＣＩバスの標準に従うと、それぞれのＰＣＩバスセグメントにアービタが必要になる。
【０１３８】
図８では、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３用として、アービタ１８１２が示されている。このアービタ１８１２は、ＰＣＩバス標準の機能ではなく、後ほど詳細に述べるような本発明に特有な機能を持つ。
【０１３９】
一方、図が煩雑になるのを防ぐため図８には示されていないが、第１のＰＣＩバスセグメント１８０８にもアービタが必要である。このアービタは、通常のＰＣＩバス用のアービタであってよい。さらに、ＰＣＩバス標準以外の機能として、メモリバス１８１４にアドレスラッチ１８１５が接続されている。
【０１４０】
第１のＰＣＩバスセグメント１８０８には、通常のパーソナルコンピュータに含まれるカード群、例えば、図８に示すように、グラフィックアクセラレータ１８０５やＳＣＳＩコントローラ１８０６が接続されている。もちろん、第１のＰＣＩバスセグメント１８０８に接続されるカードの種別は、ここで示したものに特に限ることはなく、現在市場に出ている、いわゆるＰＣＩバス対応のカードを接続することができる。
【０１４１】
一方、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３は、いわゆるＰＣＩバス対応のカードを接続することも可能ではあるが、本発明の情報ボックス１１２１では、情報ボックス１１２１に含まれる複数のモジュール１６０２、１６０３、１６０４、１６０５を接続することを特に意図している。
【０１４２】
マイクロプロセッサ１８０１、キャッシュメモリ１８０２、メインメモリ１８０３、ホスト−ＰＣＩブリッジ１８０４、グラフィックアクセラレータ１８０５、ＳＣＳＩコントローラ１８０６の間のＰＣＩ−ＰＣＩブリッジ１８０７を経由したデータ伝送は、例えば、  ”Ｏｐｅｎ  Ｄｅｓｉｇｎ、  Ｎｏ．７、ＰＣＩバスの詳細と応用へのステップ”（ＣＱ出版社出版、１９９５年３月発行）に記載されているような通常のＰＣＩバスを持つパーソナルコンピュータと同じ動作をするので、ここでは詳細な説明は省略する。
【０１４３】
本発明に係る情報ボックスのハードウェア動作で特徴的なのは、第２のＰＣＩバスセグメントである。第２のＰＣＩバスセグメント上では、以降に詳細に述べる方法によって、通常のＰＣＩバス上でやりとりされるメッセージの他に、ＡＴＭセルもＰＣＩバス上のメッセージとしてやりとりされる。
【０１４４】
以下に詳細に述べる様に、宅内モジュール１８０９、電話網モジュール１８１０、ＣＡＴＶモジュール１８１１間のＡＴＭセル転送にマイクロプロセッサ１８０１の関与が不要であるように構成することで、例えば、マイクロプロセッサ１８０１がグラフィックアクセラレータ１８０５に比較的長いデータを書き込んでいる最中であっても宅内モジュール１８０９と例えば電話網モジュール１８１０との間のセル転送が可能である。即ち、第１のＰＣＩバスセグメント１８０８と第２のＰＣＩバスセグメント１８０９の同時情報転送が可能で、ＰＣＩバスのスループット全てを家庭内通信網に提供することが可能という、きわめて望ましい性質を情報ボックス１１２１に持たせることができる。また、これらのモジュールとマイクロプロセッサ１８０１の間のＡＴＭセル伝送も、ＰＣＩ−ＰＣＩブリッジ１８０７、ホスト−ＰＣＩブリッジ１８０４を経由して行われるが、これを実現するためにアドレスラッチ１８１５が設けられている。
【０１４５】
以降、本発明に特徴的な第２のＰＣＩバスセグメント１８１３を中心に、本発明による情報ボックス１１２１の詳細な構成と動作を順次説明する。
【０１４６】
２．２．２  ＰＣＩ  バス上でのＡＴＭ  セル転送
まず、本発明に特徴的なＰＣＩバス上でのＡＴＭセルの転送法について、詳細に説明する。
【０１４７】
ＰＣＩバス上のＡＴＭセル転送フォーマットを図９に示す。ＰＣＩバス標準によれば、ＰＣＩバス上の情報転送は、３２ｂｉｔ単位もしくは６４ｂｉｔ単位のアドレス指定ワードに続く読み／書きデータの転送という形式で行われる。
【０１４８】
図９に示したセル転送フォーマットは、３２ｂｉｔ単位のデータ転送の場合であり、アドレス指定ワードと読み／書きデータが、ＡＤ［３１：００］という３２本の同一の信号線を使用して転送される。ＦＲＡＭＥ＃と呼ばれる信号で、１つのアドレス指定ワードに対する一連の読み／書きデータ転送が行われている事を示している。なお、ＰＣＩ標準の記述法に従い、負論理の信号、即ち論理レベル「Ｌ」の場合に活性化されていると見なす信号、を記号「＃０」で表現している。ＰＣＩバス上の信号は、単一のクロックＣＬＫの立ち上がりに同期して変化させられ、立ち下がりに同期してサンプルされる。
【０１４９】
ＰＣＩバスを使用し、当該バス上でデータ転送を行うものの事をここではデバイスと呼ぶ。
【０１５０】
図８に示した情報ボックスの構成では、マイクロプロセッサ１８０１、グラフィックアクセラレータ１８０５、ＳＣＳＩコントローラ１８０６、宅内、電話網、ＣＡＴＶモジュール１８０９、１８１０、１８１１といったものが、デバイスと総称される。あるタイミングで、ＰＣＩバスを使用し、当該バス上のデータ転送の主導権を握るデバイスをマスタデバイスと呼ぶ。
【０１５１】
図９で示したＰＣＩバスのタイミングチャートは、ＰＣＩバスのマスタデバイスからのデータの書き込みの場合のタイミングチャートである。いわゆるデータのバースト転送が可能になっている。データの書き込みの場合、マスタデバイスからアドレス指定ワードが送出され、その後、連続してマスタデバイスから書き込みデータを送出することができる。
【０１５２】
一方、データの読み出しの場合、マスタデバイスがアドレス指定ワードを送出した後、数クロックの時間をおいてマスタデバイスのバスドライバを高インピーダンス状態とし、アドレス指定ワードによって指定されたデバイス（これをスレーブデバイスと呼ぶ）が自身のバスドライバを低インピーダンス状態にする、という手順を踏むことになり、無駄な時間が生じる。
【０１５３】
ＡＴＭセルをあるデバイスから別のデバイスに転送するのは、以下に詳細に説明する手法の場合は、データ読み出し手順を使ってもデータ書き込み手順をつかっても実現できるが、ＰＣＩバスの帯域の有効利用の観点から、データ書き込みサイクルを用いてセル転送を行うこととしている。
【０１５４】
ＡＴＭセルは、５３ｂｙｔｅ長である。このため、ＰＣＩバス標準の読み／書きデータ転送ワードのみでＡＴＭセルを転送すると、１３回の３２ｂｉｔ転送にさらに１回、８ｂｉｔのデータを転送しなければならない。
【０１５５】
ところで、このデータ転送に先だったアドレス指定ワード中の各ビットは、全ビットをそれぞれのデバイスの指定に使用する必要はない。特に、例えばアドレスの下位８ｂｉｔをアドレス指定に使用しないこととすると、あるデバイスに連続した２５６ワードのアドレスが割り当てられていると見なすことができる。
【０１５６】
ここで述べる情報ボックスの場合、この特性を利用してＰＣＩバスの利用効率を向上するため、書き込みデータワードのみをセル転送に使用するのではなく、アドレス指定ワードの下位８ｂｉｔもセル転送に利用することとしている。つまり、アドレス指定ワードの上位２４ｂｉｔを該ＡＴＭセル転送先の指定の為に、下位８ｂｉｔをＡＴＭセルの一部を転送するために、それぞれ使用する。
【０１５７】
この形式でセル転送を行えば、ＰＣＩ標準に従えば最低１５クロック必要なＰＣＩバス上のセル転送を、最低１４クロックに抑える事が可能で、ＰＣＩバスの利用効率を向上させることができる。
【０１５８】
なお、以下に詳細に述べる様に、ＡＴＭセルのＨＥＣフィールドをアドレス転送ワードで転送するのが、より望ましい実施形態である。
【０１５９】
さらに、他の通常のＰＣＩバス上のデータの読み書きに係るメッセージから区別するため、ＡＴＭセル転送に係るメッセージであることを指定するためのアドレスをＰＣＩバスのアドレス空間上に予約する。どのデバイスに転送するかは、いわゆるビットマップ形式にて表現する。
【０１６０】
具体的には、図９に示した３２ｂｉｔ幅のＰＣＩバスの場合、アドレス転送ワードのＡＤ３１からＡＤ１３までにＡＴＭセル転送に予約されたアドレス値が入れられ、ＡＤ１２からＡＤ０８までにデバイス指定の為のビットマップ情報が入れられる。
【０１６１】
以降の説明に従うと、ひとつのＰＣＩバスセグメント上のデバイスがＡＴＭセルを転送する、その宛先は自身の属するＰＣＩバスセグメント内の他のデバイスか、マイクロプロセッサ１８０１となる。ＰＣＩバス標準は、その高速性故に同一バスセグメントに接続可能なデバイスの個数が例えば４枚のカードまでといった如く、大きく制限されている。このため、デバイス指定の為のビットマップ情報は、当該ＡＴＭセルが、マイクロプロセッサ１８０１に受け取られるものであるか否か、また、４個の、それぞれのデバイスに受け取られるものであるか否かを示す計５ビットの情報で表現されていても良い。
【０１６２】
マイクロプロセッサ１８０１自身が送出するＡＴＭセルは、所望のＰＣＩバスセグメントの所望のデバイスに転送する必要がある。これに対応するため、上述のＡＴＭセルの転送である事を示す特殊なアドレスは、システム内に含まれるＰＣＩバスセグメントそれぞれに対して一意な値を予約することとする。マイクロプロセッサ１８０１が送出するＡＴＭセルの宛先ＰＣＩバスセグメントの指定は、このＡＴＭセル転送用にそれぞれのＰＣＩバスセグメントで予約されたアドレスにて行なわれる。
【０１６３】
以上述べたＡＴＭセルの宛先指定の為のＰＣＩバス上のメッセージのアドレス転送ワードの使用法について、図８に示したシステムを用いて、具体的に説明する。
【０１６４】
図８には、第１のＰＣＩバスセグメント１８０８と、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３が含まれている。これらに、独立に、ＰＣＩバス上のアドレスを割り当てる。例えば、第１のＰＣＩバスセグメント１８０８には、ＡＤ３１〜ＡＤ１３の全てが「１」で表現されるアドレス空間を、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３には、ＡＤ３１〜ＡＤ１４の全てが「１」でＡＤ１３が「０」で表現されるアドレス空間を、それぞれＡＴＭセル転送の為に割り当てるとする。
【０１６５】
例えば、マイクロプロセッサ１８０１が、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３上のデバイス＃１、デバイス＃３にＡＴＭセルを転送する場合のアドレス指定ワードは、
ＡＤ３１〜ＡＤ１４：全て「１」
ＡＤ１３：「０」
ＡＤ１２〜ＡＤ０８：「００１０１」
ＡＤ０７〜ＡＤ００：当該ＡＴＭセルのＨＥＣフィールド
となる。
【０１６６】
また、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３上のデバイスが、マイクロプロセッサ１８０１に向けてＡＴＭセルを転送するならば、アドレス指定ワードは、
ＡＤ３１〜ＡＤ１４：全て「１」
ＡＤ１３：「０」
ＡＤ１２〜ＡＤ０８：「１００００」
ＡＤ０７〜ＡＤ００：当該ＡＴＭセルのＨＥＣフィールド
となる。
【０１６７】
ＰＣＩバス上の情報転送は、アービトレーションによるマスタデバイス決定と、マスタデバイスの指示によるデータ転送によって実行される。アービタによるマスタデバイス決定は、その前に決定されたマスタデバイスによるデータ転送と重ね合わせて実行される。つまり、ＰＣＩバス上の情報伝送能力が、アービタ動作により削減されることはない。
【０１６８】
以下、ＡＴＭセル転送に係るアービタの動作と、デバイス間のＡＴＭセル転送について順次説明する。
【０１６９】
（１）  アービトレーション
アービトレーションは、あるタイミングで、どのデバイスをマスタデバイスとするかを決定する事である。これを実行するのがアービタである。ＰＣＩ標準においては、アービトレーションを実行するため、アービタと各デバイスの間にバス要求線（ＲＥＱ＃）とバス応答線（ＧＮＴ＃）の２本の信号線を敷設することが要求されている。それぞれのデバイスは、ＰＣＩバスを使用したい時にバス要求線を活性化する。アービタは、それぞれのデバイスからのバス要求線の入力レベルを参照し、どのデバイスにバス使用権を与えるかを決定する。
【０１７０】
本発明においては、各モジュールが、ＡＴＭ通信の原理に従い、予め定められた帯域に比例してＰＣＩバス上の情報伝送能力を使用する事で、情報ボックスにおいて、種々の機器や情報ソースに対して適切な情報伝送能力を割り当てる事としている。
【０１７１】
割り当てられた帯域に比例した情報伝送能力の使用を可能にする本発明に特徴的なアービタ１８１２や各モジュールの構成と動作は、後ほど詳細に説明するが、その概略は以下の通りである。
【０１７２】
まず、マイクロプロセッサ１８０１が、予めアービタ１８１２に、それぞれのモジュールが第２のＰＣＩバスセグメント１８１３上で使用してもよい帯域を登録しておく。
【０１７３】
アービタは、それぞれのモジュールに予め登録された帯域が、それぞれのモジュールに割り当てられる様に、それぞれのモジュールにバス送出権を割り与えてゆく。
【０１７４】
（２−１）  ＡＴＭセル転送  …  第２のＰＣＩバスセグメント１８１３上
アービタ１８１２からバスの使用権を与えられると、それぞれのモジュールは、上述のＰＣＩバス上のＡＴＭセル転送形態に従ったメッセージを第２のＰＣＩバス１８１３上に送出する。
【０１７５】
ここで、該送出されたメッセージの転送先は、該メッセージのアドレス指定ワードの上位２４ｂｉｔで指定されている事に注意が必要である。それぞれのモジュールは、第２のＰＣＩバス１８１３上に現れるアドレス指定ワードを常に参照しており、自分宛であると判断されるアドレス指定ワードを持つセルをとりこむ。
【０１７６】
上述したＡＴＭセル転送法に従うと、アドレス指定ワード中にＡＴＭセルの一部が含まれているので、各モジュール内でＡＴＭセルを再生するとき、このアドレス指定ワード中のＡＴＭセルの一部と、以降の書き込みデータにより転送されるＡＴＭセルの残りの部分を連結する必要がある事に注意が必要である。
【０１７７】
転送先モジュールの指定にビットマップ形式を導入したので、ＡＴＭセルのコピーが容易に実現可能である事も上述したとおりである。
【０１７８】
なお、家庭内通信網の情報分岐手段１１２２−ｉでのＡＴＭセルスイッチング手法に習い、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３上に送出されたＡＴＭセルを、全てのモジュールが取り込み、自身が収容している通信路に送出する事も考えられるが、それぞれのモジュールが全て宅内通信路と同じ伝送容量を持っているとは限らないため、ここでは、アドレス指定ワードによる第２のＰＣＩバスセグメント１８１３上でのＡＴＭセルスイッチングを行うこととしている。
【０１７９】
（２−２）  ＡＴＭセル転送  …  第２のＰＣＩバスセグメント１８１３からマイクロプロセッサ１８０１へ
第２のＰＣＩバスセグメント１８１３上のモジュールが送出するＡＴＭセルには、他のモジュールに対して転送するものの他に、マイクロプロセッサ１８０１に対して転送して該マイクロプロセッサ１８０１のサービスを受ける必要があるものもある。
【０１８０】
マイクロプロセッサ１８０１のサービスを受ける必要があるＡＴＭセルは、例えば、コネクション設定に必要なメッセージを運ぶＡＴＭセル（Ｃ−ｐｌａｉｎ（制御プレーン）のＡＴＭセル）であるとか、遠隔の端末で発生されたＦＥＲＦセル（Ｍ−ｐｌａｉｎ（管理プレーン）のセル）であるとかいったものである。
【０１８１】
一方、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３上のみで転送されるＡＴＭセルは、主にユーザ−ユーザ間でやりとりされるＵ−ｐｌａｉｎのＡＴＭセルである。
【０１８２】
上述したように、他のデバイスと同様、マイクロプロセッサ１８０１に対しても、ビットマップ情報のうちの１ビットが割り当てられている。つまり、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３上のみでモジュール間で転送されるＡＴＭセルと、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３からマイクロプロセッサ１８０１に向けて送出されるＡＴＭセルとは、アドレス指定ワードによって区別される。
【０１８３】
このマイクロプロセッサのアドレスを持つＡＴＭセルは、以下の様にシステム内で転送され、メインメモリ１８０３へと書き込まれる。
【０１８４】
マイクロプロセッサ１８０１は、メインメモリ１８０３に蓄えられたＡＴＭセルに対して、所定のサービスを与える。
【０１８５】
マイクロプロセッサ１８０１に向けられたＡＴＭセルを含むＰＣＩバスのメッセージが１つのモジュールから第２のＰＣＩバス１８１３上に送出されたならば、まず、該メッセージをアービタ１８１２が受け取る。
【０１８６】
次に、アービタ１８１２は、第１のＰＣＩバスセグメント１８０４、ホスト−ＰＣＩブリッジ１８０４を経由したメインメモリ１８０３への書き込み処理を行うためのバス要求を、第１のＰＣＩバスセグメント１８０８のアービタ（図示せず）に伝える。
【０１８７】
第１のＰＣＩバスセグメント１８０８のアービタ（図示せず）によりメインメモリ１８０３へのパスが確保されたなら、アービタ１８１２はＡＴＭセルをメインメモリ１８０３へと書き込む。
【０１８８】
この時、メモリバス１８１４上のアドレスラッチ１８１５は、ＡＴＭセルの一部を含むアドレス転送ワードを一旦保持する。マイクロプロセッサ１８０１は、メインメモリ１８０３に書き込まれた内容と、アドレスラッチ１８１５に書き込まれた内容を参照し、転送されてきたＡＴＭセルを再生する事になる。
【０１８９】
なお、アドレスラッチ１８１５に書き込まれたアドレス指定ワードをマイクロプロセッサ１８０１が参照する前に、次のＡＴＭセルが転送されてくる事を考えた場合、このアドレスラッチ１８１５は、複数個のアドレス指定ワードを保持できる必要がある。この様な状況は、マイクロプロセッサ１８０１上でＡＴＭセルを受信するプロセスが複数個同時に動作している場合に生じる。
【０１９０】
ところで、ここで、第１／第２のＰＣＩバスセグメント１８０８、１８１３が３２ｂｉｔ幅である場合、ＡＴＭセルの１バイトがアドレス転送ワードによって転送されることになる。一方、ＡＴＭセルのＨＥＣフィールドは、１バイト長であり、かつ、ＡＴＭセルの情報そのものは担っていない。そこで、アドレス指定ワードにてＨＥＣフィールドを転送することにすれば、たとえアドレスラッチ１８１５が省略されても、転送されてきたＡＴＭセルをマイクロプロセッサ１８０１が再生できることになる。もし、ＨＥＣフィールドが必要ならば、ヘッダ部分からＩ．４３２（ＩＴＵ−Ｔ勧告）に定められた演算法に従って計算すれば良い。
【０１９１】
ＨＥＣフィールドは、ヘッダ部のビット誤りの検出／訂正に使用される。ＰＣＩバスのアドレス／データ信号線ＡＤ［３１：００］にはパリティビットが付与されており、この観点からも、ＨＥＣフィールドをモジュールからマイクロプロセッサ１８０１へ転送する必然性は薄い。
【０１９２】
（２−３）  ＡＴＭセル転送  …  マイクロプロセッサ１８０１から第２のＰＣＩバスセグメント１８１３へ
マイクロプロセッサ１８０１から第２のＰＣＩバスセグメント１８１３へのセル転送は、マイクロプロセッサ１８０１からＰＣＩ−ＰＣＩブリッジ１８０７を経由して行われる。この時、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３上でのＡＴＭセル転送に予約されたアドレス値をアドレス転送ワードに含ませるのは上述した通りである。
【０１９３】
送出先のＰＣＩバスセグメントのアドレスをアドレス指定ワードに含んだＡＴＭセルを含むＰＣＩバス上のメッセージは、ホスト−ＰＣＩブリッジ１８０４、ＰＣＩ−ＰＣＩブリッジ１８０７を経由して、第２のＰＣＩバスセグメントに転送される事になる。
【０１９４】
ここで、”Ｏｐｅｎ  Ｄｅｓｉｇｎ、Ｎｏ．７、ＰＣＩバスの詳細と応用へのステップ”（ＣＱ出版社出版、１９９５年３月発行）に記載されているように、ＰＣＩ−ＰＣＩブリッジ１８０７が、該ＰＣＩバス上のメッセージを一旦保持し、第１のＰＣＩバスセグメント１８０８上でのアービトレーションと、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３上でのアービトレーションとを独立に実行できるようにするのが、情報ボックス１１２１のスループットを向上させる観点から望ましい。
【０１９５】
なお、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３上のデバイスは、ここまでで述べたＡＴＭセルの転送を受けるのみではなく、マイクロプロセッサ１８０１からの制御も受ける必要がある。このマイクロプロセッサ１８０１からの制御とは、具体的には、ＣＡＴＶモジュール１８１１が受信するチャネルの指定であるとか、電話網モジュール１８１０に対して、外部から着呼が発生している事をマイクロプロセッサ１８０１が認識するであるとか、発呼する先の電話番号をマイクロプロセッサ１８０１が通知するであるとか、該予め指定された電話番号を含む発呼メッセージを送出するよう指示を受けるであるとか、マイクロプロセッサ１８０１からのアービタ１８１２に対する各モジュールに割り当てた帯域の設定であるとか、それぞれのモジュールの動作モードを指定するであるとかいったものである。
【０１９６】
こういった種類の情報は、必ずしもＡＴＭセルにて転送されるのが望ましいとは限らない。プロセッサ１８０１との情報のやりとりは、通常のＰＣＩバス上のメッセージを用いたレジスタに対する読み書きで行うこととなる。ＡＴＭセルの転送を受ける他に、こういったレジスタ群とプロセッサとの間の情報転送を行うため、それぞれのデバイスには、レジスタアクセスの為のアドレスが与えられる。
【０１９７】
２．２．３    ＰＣＩバス上のＡＴＭセル転送に関する若干の追記
上述したマイクロプロセッサのシステムバス上でのＡＴＭセル転送手法は、ＰＣＩバスのみではなく、例えばＦｕｔｕｒｅｂｕｓ−ＩＩといった、バースト転送の可能な他の形式のシステムバスにも適用可能であることは言うまでもない。なお、以下に詳細に説明する方法では、アービトレーションの単純化の為、システムバス上のデバイスが送出するバーストの長さは予め定められた値以下とされているが、ＰＣＩバス以外のシステムバスに対してこの方式を適用した場合も、バースト転送の時間を予め定められた値以下とするのが望ましい。
【０１９８】
さらに、この手法は、特に３２ｂｉｔ幅のシステムバスに対してのみ適用可能という訳ではなく、例えば、６４ｂｉｔ幅のシステムバスに対しても適用可能である。６４ｂｉｔ幅のシステムバスの場合、１つのセルがアドレス転送ワード中での４０ｂｉｔの転送と、６４ｂｉｔ幅の転送６回で実現できることになる。
【０１９９】
しかし、この場合は、上述したマイクロプロセッサと各モジュールとの間のＡＴＭセル転送におけるＨＥＣフィールドのアドレス転送ワードによる転送によるアドレスラッチ１８１５の省略という手法は使用できなくなる。
【０２００】
ところで、ここで述べたＡＴＭセルの転送用にＰＣＩバスセグメントに対応したアドレスを予約し、バスセグメント内部のセル転送にはビットマップ方式の宛先指定を行うというＡＴＭセル転送先指定法の他にも、種々のＡＴＭセル転送先指定法を考える事ができる。
【０２０１】
例えば、通常のＰＣＩバス上の各デバイスがＡＴＭセルの受信機能を持っている場合、ＡＴＭセル受信の為のアドレスを当該デバイスにさらに割り当てる、といった手法も考えられる。
【０２０２】
しかしながら、この方法を用いると、ＰＣＩバス上でのＡＴＭセルのコピーが困難になる。この場合、例えば、各モジュールが、受け取ったＡＴＭセルのコピーが必要であれば再度送出するといった手法によってコピーを行う事になる。このため、ＰＣＩバスの帯域が、コピーされるＡＴＭセルの出現頻度が高まるに従って、コピーされるＡＴＭセルによって圧迫され、有効に活用できなくなるという問題点がある。
【０２０３】
そこで、ここでは、ＡＴＭセルの転送用に予めいくつかのアドレスをＰＣＩバスのバスセグメントに対応して予約し、バスセグメント内部のセル転送にはビットマップ方式の宛先指定を行うというＡＴＭセル転送先指定法を採用する事とし、以降の説明を進める。
【０２０４】
２．２．４    第２のＰＣＩ  バスセグメント上でのバス使用要求
上述したように、本発明における情報ボックス１１２１内で、モジュール間通信の通信路となる第２のＰＣＩバスセグメント１８１３上では、それぞれのモジュールに割り当てられた帯域に比例してデータ転送能力を割り当てる必要がある。  また、マイクロプロセッサ１８０１からのモジュールの制御も行える必要がある。これらの要求が渾然一体となって与えられるなかで、それぞれのモジュールに与えられる帯域を保証するのが、本発明に特徴的な第２のＰＣＩバスセグメントのアービタ１８１２である。
【０２０５】
アービタの詳細な実装手法は、現在のＰＣＩバス標準では規定されていない。アービタ１８１２は、以下に説明するように通常のＰＣＩバス用のアービタとは大きく異なる機能を持つ。
【０２０６】
アービタ１８１２の動作を詳細に説明する前に、アービタ１８１２が処理しなければならないバス使用要求について、まずまとめておく。
【０２０７】
第２のＰＣＩバスセグメント１８１３のアービタ１８１２が処理しなければならないバス使用要求には、以下の２種類が存在する。
【０２０８】
その第１の種類は、ＰＣＩ−ＰＣＩブリッジ１８０７からのバス使用要求である。ＰＣＩ−ＰＣＩブリッジ１８０７は、以下の２通りの局面で、バス使用要求を送出する。
【０２０９】
その第１の局面は、通常のＰＣＩバス上を流れているのと同じアドレスを指定したデータの読み書きを行うためのバス使用要求を第１のＰＣＩバスセグメント１８０８側から受けて送出する局面である。第２のＰＣＩバスセグメント１８１３に対するこの種のバス使用要求は、例えば、上述の様なマイクロプロセッサ１８０１からの、それぞれのデバイスに対するレジスタ読み／書きを行うバス使用要求である。
【０２１０】
第２の局面は、上述したＰＣＩバス上のメッセージを用いたＡＴＭセル転送を行うためのバス使用要求を第１のＰＣＩバスセグメント１８０８側から受けて送出する局面である。この種のバス使用要求は、マイクロプロセッサ１８０１が作成したＭ−ｐｌａｉｎ／Ｃ−ｐｌａｉｎのＡＴＭセルを、あるモジュールを経由して情報ボックスの外に送出する際に生じる。
【０２１１】
一方、アービタ１８１２が処理するバス使用要求の第２の種類は、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３上に存在する、各モジュールからのＡＴＭセル送出要求である。なお、ここでは、後ほど述べる理由により、第２のＰＣＩバスセグメント上のデバイスがマスタデバイスとなった、通常のＰＣＩバス上を流れているのと同じアドレスを指定してデータを読み書きする為のメッセージ送出はないものとして以降の説明を進める。このような前提に立てば、各モジュールは、以下の２通りの局面でバス使用要求を送出する。
【０２１２】
その第１の局面は、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３上で、あるモジュールから別のモジュールへとＡＴＭセルを転送する為のバス使用要求を送出する局面である。これは、例えば、ＣＡＴＶモジュール１８１１で受信したＣＡＴＶの番組を、宅内モジュール１８０９を経由して家庭内に分配するといった場合に発生する。
【０２１３】
第２の局面は、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３から、最終的にマイクロプロセッサ１８０１へと転送されるＡＴＭセルのためのバス使用要求を送出する局面である。マイクロプロセッサ１８０１へ転送されるＡＴＭセルとは、上述したように、主にＣ−ｐｌａｉｎ、Ｍ−ｐｌａｉｎのＡＴＭセルである。
【０２１４】
２．２．５    第２のＰＣＩバスセグメント１８１３上の優先制御
以上述べたように、アービタ１８１２は、ＰＣＩ−ＰＣＩブリッジ１８０７からのふたつの局面におけるバス使用要求と、各モジュールからのふたつの局面におけるバス使用要求とを勘案し、それぞれのデバイスに対して適切にバス使用を許可してゆく必要がある。このように、複数のデバイスからのバス使用要求のアービトレーションを行う場合、一般的には、優先度を予め決めておき、その優先度に従ってどのバス要求を優先するかを決定してゆくといった手法がとられる。
【０２１５】
上述の計４種類のバス使用要求のなかで、最も高い優先度を与えなければならないのは、各モジュールからの第２のＰＣＩバスセグメント１８１３内部でのＡＴＭセル転送に係るバス使用要求である。この種のバス使用要求には、例えばＣＡＴＶモジュール１８１１で受信された番組といったコンティニュアスメディアを転送するＡＴＭセル転送に係るバス使用要求が含まれる。この種のバス使用要求に対しては、できるだけ短いディレイでバスを割り当てる必要がある。コンティニュアスメディア用のバス使用要求に対してあまり長い間バスを割り当てないでおくと、例えば再生画面が乱れるといったように、コンティニュアスメディアの処理に甚大な影響が及んでしまう。
【０２１６】
次に高い優先度を与えなければならないのは、各モジュールからマイクロプロセッサ１８０１への、もしくは、マイクロプロセッサ１８０１から各モジュールのＣ−ｐｌａｉｎ／Ｍ−ｐｌａｉｎのＡＴＭセルの転送に係るバス使用要求である。これらのＡＴＭセルによって、家庭内通信網が動作するために必要な制御情報が、各通信機器間で転送されることになる。よって、この種のバス使用要求に対しては、できれば短いディレイでバスを割り当てることが望ましい。
【０２１７】
最も優先度が低くてかまわないのは、マイクロプロセッサ１８０１から各デバイスへのレジスタ読み／書きに係るバス使用要求である。この種のバス使用要求に対してバスを割り当てる時には、数十ミリ秒のディレイが許容される。単に情報ボックス１１２１の動作が若干遅くなるだけである。
【０２１８】
このように、３種類の優先度で各デバイスがＰＣＩバスのメッセージを第２のＰＣＩバスセグメント１８１３に送出できる必要がある。
【０２１９】
さらに、それぞれのデバイスが、優先度の異なるバス使用要求を送出することがある。例えば、各モジュールは、優先度が最も高い第２のＰＣＩバスセグメントに閉じたＡＴＭセルか、もしくは、優先度が次に高い、マイクロプロセッサ１８０１に向けたＡＴＭセルを送出する。アービタ１８１２は、こういった優先度を実現するように各デバイスにバス使用を許可してゆかなければならない。
【０２２０】
ここで、ＰＣＩバス標準に関する、以下の２点の問題点に注意しなければならない。
【０２２１】
まず、各モジュールから、もしくは、ＰＣＩ−ＰＣＩブリッジ１８０７からのあるバス使用要求が上述のそれぞれ２つのどちらの局面に相当するかは、上述の説明に従えば、どのデバイスのどのアドレスに対するアクセスに係るバス使用要求であるかが分かるまで分からないことである。即ち、バス使用権が与えられた後、ＰＣＩバス上のメッセージのアドレス指定ワードが送出される段階になるまで分からない。
【０２２２】
また、ＰＣＩバス標準には、それぞれのデバイスからのバス使用要求信号が一種類しか定義されていない事にも注意が必要である。ＰＣＩバス標準に従えば、それぞれのデバイスがアービタに対してバスの使用要求を行うとき、その優先度をアービタ１８１２に通知する手段がない。つまり、ＰＣＩバス標準では、単一のデバイスが異なった優先度を持つメッセージをＰＣＩバスに送出することが想定されていない。つまり、上の用件をＰＣＩバス標準で規定された信号群は満足していない。
【０２２３】
結局、ＰＣＩバス標準に従うと、アービタ１８１２がアービトレーションするタイミングでは、優先度を決定するための全ての情報をアービタ１８１２に通知することができない。アービタ１８１２は、不十分な優先度情報により、アービトレーションを行う必要がある。これにより、以下の問題点が生じる。
【０２２４】
各モジュールは、より優先度の高い第２のＰＣＩバスセグメント１８１３上でのＡＴＭセル転送に係るバス使用要求と、それより優先度の低い、マイクロプロセッサ１８０１向けへのＡＴＭセル転送に係るバス使用要求とのどちらかによりバス使用要求をアービタ１８１２に出力する。
【０２２５】
アービタ１８１２は、どちらの優先度に対応するバス使用要求であるか分からない段階で、これらのバス使用要求を勘案し、バス使用要求を割り当てなければならない。
【０２２６】
ところで、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３からマイクロプロセッサ１８０１へのＡＴＭセル転送に係るアービトレーションは、ＰＣＩバスの標準に従えば、まず送出要求を出すモジュールからアービタ１８１２へと転送され、次に、アービタ１８１２からＰＣＩ−ＰＣＩブリッジ１８０７を経由して第１のＰＣＩバスセグメントのアービタ（図示せず）に伝えられ、さらにホスト−ＰＣＩブリッジ１８０４に伝えられて、マイクロプロセッサ１８０１のバス使用要求とのアービトレーションが行われる事になる。つまり、この種のデータ転送は、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３のみではなく、第１のＰＣＩバスセグメント１８０８やメモリバス１８１４をも使用し、結果として他の情報転送、例えば、グラフィックアクセラレータ１８０５とメインメモリ１８０３との間の情報転送の影響をうけることになり、アービタ１８１２にバス使用要求が与えられてから実際にバスが使用されるようになるまでの時間が非常に長くなる危険性がある。
【０２２７】
しかも、この時間はマイクロプロセッサ１８０１上で動作するプロセス群の動作状況によって大きく変化するので、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３上のアービタ１８１２に要求される、それぞれのモジュールに対する所望の帯域付与が非常に困難になる。これは、マイクロプロセッサ１８０１へのＡＴＭセル転送では許容されるが、コンティニュアスメディア転送の含まれる可能性のある、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３内のＡＴＭセル転送まで、こういったアービトレーションが行われる事になるのは許容できない。
【０２２８】
なお、この第２のＰＣＩバスセグメント１８１３上のデバイスがバスマスタとなった場合に、そのアービトレーションに必要な時間が増大することが、上述した第２のＰＣＩバスセグメント１８１３上のモジュールがバスマスタとなった、ＡＴＭセル転送ではない、通常のデータの読み書きを行うためのＰＣＩバスのメッセージの送出を禁止した理由でもある。
【０２２９】
この問題点に対応するため、本発明で特徴的なアービタ１８１２は、マイクロプロセッサ１８０１向けのＡＴＭセルを一旦保持し、別途第１のＰＣＩバスセグメント１８０８上でアービトレーションを行ってプロセッサ１８０１に向けて送出する機能を持つ。この様に、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３内に、マイクロプロセッサ１８０１向けのＡＴＭセルを保持する場所を定義する事で、上述した第２のＰＣＩバスセグメント１８１３上のデバイスがバスマスタとなった場合に、そのアービトレーションに必要な時間が増大する可能性があるという問題点を回避できる。
【０２３０】
この結果として、以降に詳細に述べるように、それぞれのモジュールに対して意図した帯域を簡便な手法で与える事も可能になる。つまり、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３上でのＡＴＭセル転送に係るバス使用要求と、それより優先度の低い、マイクロプロセッサ１８０１向けへのＡＴＭセル転送に係るバス使用要求という、ふたつの優先度の異なるバス使用要求を、どちらの優先度に属するかの情報をアービタ１８１２に与えずにアービトレーションを行ったとしても、それぞれのモジュールに所望の帯域を与え、かつ、優先度の高いＡＴＭセルには迅速にバス使用権を与え、優先度の低いＡＴＭセルには、（第２のＰＣＩバスセグメント１８１３では迅速に与えられる結果となるが、その後、再度、第１のＰＣＩバスセグメント１８０８でのアービトレーションが発生するという観点から）さほど迅速にはバス使用権は与えられないという結果になる。これは即ち、システム全体として見た場合に、所望の優先度に従ってそれぞれのＡＴＭセル転送に対してバスが割り当てられていることになり、所望の優先制御が実現できている事になる。
【０２３１】
なお、ここ述べた優先制御法では、バス使用要求に関しては、各モジュールが第２のＰＣＩバスセグメント１８１３内の通信と、マイクロプロセッサ１８０１向けのＡＴＭセルを区別していない事に注意が必要である。
【０２３２】
この優先制御の結果、各モジュールには、結果的に、Ｕ−ｐｌａｉｎのＡＴＭセル用の帯域と、Ｍ−ｐｌａｉｎ／Ｃ−ｐｌａｉｎのＡＴＭセル用の帯域の総計の帯域が割り当てられる事になる。また、この望ましい結果を得るためには、Ｍ−ｐｌａｉｎ／Ｃ−ｐｌａｉｎのＡＴＭセル転送の頻度が、Ｕ−ｐｌａｉｎのＡＴＭセル転送の頻度に比べて十分小さいという条件が成立する必要があるが、この条件は一般的にＡＴＭ通信システム設計時に前提とされるものであり、この条件を前提としてシステムを構築しても何等問題ない。
【０２３３】
また、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３上のモジュールの場合と同じように、マイクロプロセッサ１８０１から第２のＰＣＩバスセグメント１８１３に向けてＰＣＩ−ＰＣＩバスブリッジ１８０８を経由してＰＣＩバス上のメッセージを送出する場合にも、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３上でのアービトレーションを行う時には、そのメッセージの優先度を示す全ての情報をアービタ１８１２に転送できないという問題がある。
【０２３４】
しかしながら、こちらの場合は、どちらの優先度のＰＣＩバスのメッセージも、マイクロプロセッサ１８０１が作成するものであり、これらのメッセージの作成を行うプロセスの実行順序に係る優先度を適切に制御すれば、結果としてこれらのメッセージの優先制御がなされたこととなるので、大きな問題とはならない。
【０２３５】
２．２．６    アービタ１８１２の詳細な構成と動作
上述したように、アービタの詳細な実装手法は、現在のＰＣＩバス標準では規定されていない。本発明のアービタ１８１２の特徴は、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３のデータ転送能力を上述の優先度を守りながら、それぞれのモジュールに割り当てられた帯域に比例して割り当てるところにある。以降、本発明に特徴的なアービタ１８１２の構成と動作を詳細に説明する。
【０２３６】
（１）  アービタ１８１２の構成と概略動作
アービタ１８１２の詳細な構成を図１０に示す。アービタ１８１２が実行するアービトレーションの概略の流れは以下の通りである。
【０２３７】
各モジュールからのＡＴＭセル送出に先だったバス使用要求信号や、ＰＣＩ−ＰＣＩブリッジ１８１２からのバス使用要求信号は、一旦バス要求サンプルレジスタ２００１にサンプルされる。
【０２３８】
それぞれのモジュールに対して割り当てられた帯域に比例するように、送出許可作成部２００４は、それぞれのモジュールに対して、ＡＴＭセルを送出する事を順次許可してゆく。この許可したモジュールに関する情報は、送出許可保持レジスタ２００５にサンプルされる。
【０２３９】
これら２種類のレジスタのサンプル結果を参照し、制御部２００２が、実際にどのデバイスに対してバス使用権を与えるか決定し、バス使用権を与えるデバイスに対してＧＮＴ＃信号で通知する。
【０２４０】
また、上述した様に、アービタ１８１２は、第２のＰＣＩバスセグメント１８１２から第１のＰＣＩバスセグメント１８０８へのセル転送機能を持つ。これを実現するのが、第１のＰＣＩプロトコル処理部２００３、アドレスデコーダ２００６、セレクタ２００７、セルバッファ２００８、第２のＰＣＩプロトコル処理部２００９である。
【０２４１】
制御部２００２は、このセル転送についても、バス使用権に関する制御を行う。
【０２４２】
以下、図１０を参照しながら、より詳細にアービタ１８１２の動作を説明する。
【０２４３】
（２）  各モジュールに与えられる帯域の定義
アービタ１８１２は、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３の通信能力を、各モジュールに割り当てられた帯域に応じて分配する機能を持つ。この機能を実現するためには、ＰＣＩバスセグメント上に帯域を定義する必要がある。
【０２４４】
帯域を定義する為に、アービタ１８１２は、セルスロットとセル時刻を、ＰＣＩバス上のＣＬＫ信号を手がかりに以下のように作成している。
【０２４５】
セルスロットは、あるデバイスにバス使用許可が与えられ、該デバイスのバスドライバが低インピーダンスになってひとつのセルを送出し終わるまでに必要なクロック数分の長さを持つ用に定義されている。さらに、アービタ１８１２は、このセルスロットを順次カウントすることで、セル時刻を定義している。
【０２４６】
このセルスロットとセル時刻を用いて、各モジュールに対して与えられる帯域は以下のように定義される。即ち、各モジュールが与えられた帯域を使用する場合に、セルを送出できる最小の間隔を、ＩＴＵ−Ｔ標準、Ｉ．４３２に従って帯域の定義とする。この間隔は、上述のＰＣＩバス上で定義されたセルスロットにより測定される。
【０２４７】
それぞれのモジュールに与えられる帯域は、例えば１．５セルスロット間隔で１つ、であるとか、１０００セルスロット間隔で１つ、であるとかいったようになる。
【０２４８】
（３）  送出許可作成部２００４の動作
それぞれのモジュールに対して割り当てられた帯域に従って、第２のＰＣＩバス１８１３上のセルスロットを順次割り当てる役割を持つのが送出許可作成部２００４である。
【０２４９】
まず、送出許可作成部２００４の詳細な動作について説明する。なお、この機能の構成法は種々考えられるが、その構成は本発明の有効性に特に影響を与えないので、ここでは特に限定せず説明を進める。
【０２５０】
マイクロプロセッサ１８０１は、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３上のモジュールとモジュールの間にコネクションを設定する場合、それぞれのモジュールに対して所定の設定を行なった後、アービタ１８１２の送出許可作成部２００４に対して、セルの送出側のモジュールに対して与えた帯域を通知する。この帯域は、上述の如く、それぞれのモジュールが与えられた帯域を守ってセルを送出する場合のセル送出間の間隔である。
【０２５１】
送出許可作成部２００４は、プロセッサ１８０１から、モジュールに割り当てられた帯域の通知を受け取ると、通知された帯域を守ることを考えた場合に、  当該モジュールが次にセルを送出できるセル時刻を計算する。
【０２５２】
例えば、プロセッサ１８０１から、セル時刻１００において、あるモジュールに対して８００セルスロットに１回のセル送出を許可すると通知されたなら、そのモジュールが次にセルを送出可能なセル時刻は、１００＋８００＝９００  となる。
【０２５３】
送出許可作成部２００４は、各セルスロット毎に、アービタ１８１２が定義している現在のセル時刻と、それぞれのモジュール毎に計算されている次にセルを送出可能なセル時刻とを比較している。現在のセル時刻とあるモジュールの次にセルを送出可能なセル時刻とが一致したなら、当該セルスロットにおいて当該モジュールにセルの送出許可を与えるべく、当該モジュールに対応する送出許可保持レジスタ２００５に向かう信号線をアサートする。
【０２５４】
これと同時に、送出許可作成部２００４は、そのモジュールが与えられた帯域を守っている場合に次にセルを送出することになるセル時刻を計算し、更新する。
【０２５５】
送出許可部２００４は、以降、セル時刻と各モジュールの次に送出を許可できるセル時刻を比較し、一致したならば対応するモジュールに送出許可を与えると同時に次に送出許可を与えるセル時刻を更新する、という動作を継続する。
【０２５６】
ここで、送出許可作成部２００４が作成する、次に送出許可を与えるセル時刻は、ＩＴＵ−Ｔ標準、Ｉ．４３２で言うところの論理的セル到着時間（ＴＡＴ）と等しいことに注意が必要である。
【０２５７】
上述した送出許可作成部２００４の動作を、このＴＡＴという言葉で表現すれば、送出許可作成部２００４は、それぞれのモジュールのＴＡＴを計算し、ＴＡＴ毎にセル送出を許可していると言うこともできる。
【０２５８】
（４）  制御部２００２の動作
制御部２００２は、第２のＰＣＩバスセグメント１８１２上のデバイスからのバス使用要求と、送出許可作成部２００４の作成する、各モジュールに対する送出許可とを参照し、次のセルスロットでどのデバイスにバス使用権を与えるか決定する。
【０２５９】
各モジュール及びＰＣＩ−ＰＣＩブリッジ１８０７は、上で述べた計４種類の第２のＰＣＩバスセグメント１８１３に対するバス使用要求のいずれかを持っている場合、そのことをＲＥＱ＃信号をアサートすることでアービタ１８１２に通知する。
【０２６０】
それぞれのセルスロットの予め定められたタイミングで、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３の各デバイスからのバス要求線ＲＥＱ＃が、バス要求サンプルレジスタ２００１にサンプルされる。バス要求サンプルレジスタ２００１は、例えば、いわゆるＤタイプのフリップフロップ回路群である。
【０２６１】
バス要求サンプルレジスタ２００１でのサンプリングと同時に、送出許可作成部２００４が作成した、それぞれのモジュールへの送出許可信号が、送出許可保持レジスタ２００５の状態に反映される。送出許可保持レジスタ２００５は、例えば、いわゆるクロック入力付のセット−リセットタイプのフリップフロップ回路群である。
【０２６２】
送出許可作成部２００４が送出許可信号をアサートしていれば、このタイミングで送出許可保持レジスタの対応するフリップフロップがセットされる。
【０２６３】
これらのレジスタでの情報のサンプル、状態への反映を待って、制御部２００２は、これらの情報を参照し、次のセルスロットでどのデバイスにバス送出権を与えるか決定する。
【０２６４】
この動作がアービトレーションである。上述した優先制御法を実現する為、それぞれのセルスロットでのアービトレーションは、例えば以下のように行われて良い。
【０２６５】
まず、制御部２００２は、それぞれのモジュールからのバス使用要求を参照し、バス使用要求を出しているモジュールを数え上げる。もし、どのモジュールもバス使用要求を出していなければ、ＰＣＩ−ＰＣＩブリッジ１８０７からのバス使用要求を調べ、ＰＣＩ−ＰＣＩブリッジ１８０７がバスを要求していれば、ＰＣＩ−ＰＣＩブリッジ１８０７にバス使用権を与える。
【０２６６】
ＰＣＩ−ＰＣＩブリッジ１８０７がバスを要求していなければ、次のセルスロットはアイドル、即ち、どのデバイスも情報を送出しないことになる。
【０２６７】
１つもしくは複数のモジュールが送出許可を出している場合、次に、制御部２００２は、バス使用要求を出しているモジュールの内で、送出許可保持レジスタ２００５の対応するフリップフロップがセットされているものがあるか否か、調べる。
【０２６８】
もし、バス使用要求を出しているモジュールの中で、送出許可保持レジスタ２００５の対応するフリップフロップがセットされているものがなければ、ＰＣＩ−ＰＣＩブリッジ１８０７からのバス使用要求を調べ、ＰＣＩ−ＰＣＩブリッジ１８０７がバスを要求していれば、ＰＣＩ−ＰＣＩブリッジ１８０７にバス使用権を与える。ＰＣＩ−ＰＣＩブリッジ１８０７がバスを要求していなければ、次のセルスロットはアイドルになる。
【０２６９】
一方、もし、バス使用要求を出しているモジュールの中で、送出許可保持レジスタ２００５の対応するフリップフロップがセットされているものがあれば、そのモジュールにバス使用権を与える。その後、送出許可保持レジスタ２００５  の当該モジュールに対応するフリップフロップをリセットする。
【０２７０】
これにより、あるセルスロットで、あるモジュールにバス使用権が与えられた場合、次のセルスロット以降は、いくら当該モジュールがバス使用要求を出し続けていたとしても、送出許可作成部から当該モジュールのＡＴＭセル送出が許可されない限り、当該モジュールに対してバス使用権が与えられず、それぞれのモジュールに割り当てられた帯域に従ったバス使用権付与が実現できることになる。  また、それぞれのモジュールがバス使用要求を出していない場合や出していても帯域制限によりＡＴＭセルを出させないと判断した場合に、ＰＣＩ−ＰＣＩブリッジ１８０７に対してバス使用権を付与することになるので、上で述べた優先制御が実現できていることになる。
【０２７１】
なお、上述のように、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３を上にセルスロットを定義し、そのセルスロットを手がかりにして各モジュールに与える帯域を保証しているため、ＰＣＩ−ＰＣＩブリッジ１８０７を通過して第２のＰＣＩバスセグメントに送出されるマイクロプロセッサ１８０１からのメッセージも、全てセルスロットの長さで収まる長さとするのが望ましい。このような制限を課することで、モジュール間通信を行なっている間の余裕の時間にマイクロプロセッサ１８０１が各モジュールを制御できることになる。１つのセルスロットの長さは５２バイトの情報を転送可能な長さであるので、特に長いバースト転送を要求しない限り問題はない。もし、ＰＣＩ−ＰＣＩブリッジ１８０７からのメッセージがセルスロットの長さを越える事を許す場合、アービタ１８１２は、その事を検出し、メッセージの長さをセルスロット単位で測定し、それぞれのモジュールの、次にセル送出許可を与えるＴＡＴを調節して、それぞれのモジュールに対して割り当てる帯域を保証する必要がある。
【０２７２】
この操作は、特に、ＰＣＩ−ＰＣＩブリッジ１８０７からの長いメッセージが第２のＰＣＩバスセグメント１８１３を占有している時に、いくつかのモジュールのＴＡＴにセル時刻が一致した場合、特に複雑になる。
【０２７３】
また、バス要求を出し、かつ、送出許可保持レジスタ２００５の対応するフリップフロップがセットされているモジュールが複数個ある場合があるので、これらのモジュール間の優先順位を予め決定しておく必要がある。これには、各モジュール毎に固定の優先度を持つであるとか、より複雑な、バス使用権を付与する度に優先度を変化させるとかいった、種々の手法が考えられる。
【０２７４】
しかしながら、本発明による情報ボックス１１２１の場合、各モジュールへのマイクロプロセッサ１８０１からの制御の方が、これらのモジュール間の通信よりもより低い優先度を持っている為、複数のモジュールが次々とバス使用権を獲得する局面が生じると、情報ボックス１１２１自身の制御ができなくなる。
【０２７５】
この観点から、第２のＰＣＩバスセグメントの情報伝送能力を１００％各モジュールに与えることはできず、モジュール間の優先制御も、複雑なものを考えても結局その効果は非常に薄くなる。
【０２７６】
実際には、各モジュールに固定的に優先度を割り当てておき、バス要求を出し、かつ、送出許可保持レジスタ２００５の対応するフリップフロップがセットされているモジュールが複数個ある場合には、最も優先度の高いモジュールを常に選択する最も簡単な手法で十分であろう。
【０２７７】
（５）  第２のＰＣＩバスセグメント１８１３からマイクロプロセッサ１８０１へのＡＴＭセル転送
あるモジュールに対してバス使用権が与えられた結果、そのモジュールが送出したＡＴＭセルは、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３に接続されたすべてのデバイスに転送される。上述したように、それぞれのデバイスでは、ＰＣＩバス上のメッセージとして送出されるＡＴＭセルのアドレス転送ワードを参照し、自分向けであれば取り込むという動作を行なっている。
【０２７８】
アービタ１８１２は、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３上のＰＣＩメッセージのアドレスを参照し、ＡＴＭセル転送用に予約されたアドレスを持ち、さらにビットマップ情報の内のプロセッサ向けのビットがセットされているものを、アドレスデコーダ２００６で検出し、セレクタ２００７を制御してアービタ１８１２内部のセルバッファ２００８に一旦エンキューする。
【０２７９】
この動作をＰＣＩバス標準に従って司るのがＰＣＩプロトコル処理部２００３である。
【０２８０】
制御部２００２は、セルバッファ２００８にセルが保持されているか否か常に監視しており、セルバッファ２００８にセルが保持されているならば、第１のＰＣＩバスセグメント１８０８でのアービトレーションに参加するべく、第１のＰＣＩバスセグメント１８０８のアービタへのＲＥＱ＃信号をアサートする。
【０２８１】
第１のＰＣＩバスセグメント１８０８のアービタからＧＮＴ＃信号が返ってきたら、第２のＰＣＩプロトコル処理部２００９の指示に従い、ＰＣＩバス標準に従って、セルバッファ２００８に保持されたＡＴＭセル群の先頭を第１のＰＣＩバスセグメント１８０８へと送出する。
【０２８２】
ところで、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３に、マイクロプロセッサ１８０１に向かうＡＴＭセルが送出された時に、セルバッファ２００８がフルであった場合、アービタ１８１２はそのＡＴＭセルを取り込まないこととしても良い。これが生じた場合、必要なＡＴＭセルがマイクロプロセッサ１８０１に届かない事になるが、この状況には上位の通信プロトコルによって対処することになる。
【０２８３】
２．２．７    アービトレーションに関する若干の追記
本発明の特徴、すなわち、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３に閉じたバスアービトレーションと、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３からマイクロプロセッサ１８０１へと転送されるＡＴＭセルを一旦第２のＰＣＩバスセグメント１８１３のアービタ１８１２が受け取り、適切なタイミングをもって上位へと転送する、といった方法の他にも、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３上でそれぞれのモジュールに割り当てられた帯域に従ってセルスロットを割り当てることを実現する方法は種々存在する。
【０２８４】
例えば、本発明に特徴的なアービタ１８１２と各モジュールとの間でやりとりされるバス要求信号として、ＰＣＩバスの標準ＲＥＱ＃信号の他に、あるバスセグメントに閉じたバス要求である事を示す信号（ＲＥＱ  ＬＯＣＡＬ＃信号）を設ける事としても良い。この場合、それぞれのモジュールは、マイクロプロセッサ１８０１へ転送するＡＴＭセルを送出するときにＲＥＱ＃信号を、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３上で転送されるＡＴＭセルを送出するときにＲＥＱ  ＬＯＣＡＬ＃信号を、それぞれアサートする事になる。
【０２８５】
アービタは、アサートされたバス要求信号の種別により、それらのモジュールが次にどの信号を送出しようとしているかを知り、アービトレーションを進める。
【０２８６】
しかしながら、この方式には以下の２つの欠点がある。
【０２８７】
第１の欠点は、以下に述べるように、第２のＰＣＩバスセグメントからのＡＴＭセル転送には非常に時間がかかってしまう可能性がある事である。
【０２８８】
この場合のバス使用要求は、ＰＣＩバスの標準に従えば、まず、送出要求を出すモジュールからアービタ１８１２へと転送され、次に、アービタ１８１２からＰＣＩ−ＰＣＩブリッジ１８０７を経由して、第１のＰＣＩバスセグメントのアービタ（図示せず）に伝えられ、さらにホスト−ＰＣＩブリッジ１８０４に伝えられて、マイクロプロセッサ１８０１のバス使用要求とのアービトレーションが行われる事になる。
【０２８９】
つまり、この種のデータ転送は、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３のみではなく、第１のＰＣＩバスセグメント１８０８やメモリバス１８１４をも使用し、結果として他の情報転送、例えば、グラフィックアクセラレータ１８０５とメインメモリ１８０３との間の情報転送を阻害する事になる。
【０２９０】
このため、上述した第２のＰＣＩバスセグメント１８１３のアービタ１８１２内にセルバッファを持ち、適切なタイミングで上位に転送する方式と比較して、それぞれのモジュールに割り当てる帯域の制御が困難になる。
【０２９１】
第２の欠点は、ＰＣＩバス標準のコネクタを経由して、新しい信号、すなわち、ＲＥＱ  ＬＯＣＡＬ＃信号をモジュールからアービタ１８１２に転送しなければならないことである。このため、上述した、特に新しい信号を要求しない方式に比較して、それぞれのモジュールを従来からあるＰＣＩバスでも流用する事、即ちバックワードコンパチビリティに欠けてしまうといった問題点もある。
【０２９２】
一方、ここで述べた手法、即ち、新しいＲＥＱ  ＬＯＣＡＬ＃信号を定義する方式の利点は、第２のＰＣＩバスセグメントのアービタ１８１２内部にセルバッファが必要でなく、アービタ１８１２のハード規模を削減する事が可能である点である。また、各モジュールが送出するマイクロプロセッサ１８０１へのＡＴＭセルと同一バスセグメント内のモジュールへのＡＴＭセルそれぞれについて帯域を割り当てることができ、もって、マイクロプロセッサ１８０１へのＡＴＭセルが何らかの原因で多量に送出された場合であっても、同一バスセグメント内のモジュールへのＡＴＭセルに予め割り当てられた帯域を確実に割り当てる事が可能であるという利点もある。
【０２９３】
ところで、マイクロプロセッサ１８０１へ転送されるセルのほとんど全てはＭ／Ｃ−ｐｌａｉｎのＡＴＭセルである。通常のＡＴＭシステム設計時に一般的に度々仮定される、Ｍ／Ｃ−ｐｌａｉｎのＡＴＭセルが消費する帯域が小さい、という前提条件を考えると、マイクロプロセッサ１８０１へのＡＴＭセルは滅多に第２のＰＣＩバスセグメント１８１３上に現れないことになる。この場合、新しいＲＥＱ  ＬＯＣＡＬ＃信号を定義する方式の持つ利点がシステムコスト全体に対して与える好影響は小さなものとなる。
【０２９４】
よって、ここでは、従来のＰＣＩバス標準とのインタオペラビリティを重視し、ＲＥＱ  ＬＯＣＡＬ＃信号を定義する方式ではなく、アービタ１８１２にセルバッファを設ける方式を採用する事とし、以降の説明を進める。
【０２９５】
上述した第２のＰＣＩバスセグメント１８１３上でのアービトレーションにおいて、ＰＣＩ−ＰＣＩブリッジ１８０７から与えられるマイクロプロセッサ１８０１側からのＰＣＩバスメッセージの長さを、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３上のセルスロットよりも短くなるようにするという制限を設けた。
【０２９６】
この制限は、現状のグラフィックアクセラレータやＳＣＳＩコントローラの実装形態との整合性に欠ける。これらのバースト転送を要求するデバイスは、そのバースト長を伸ばせば伸ばす程性能が向上する。そこで、この制限は解除したいという要求が生じる。
【０２９７】
この制限を解除可能であると考えられる最も簡便は方法は、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３上に、セルスロットの長さを越えるバスアクセスを許す期間を予め設けておくことである。マイクロプロセッサ１８０１側からのバス使用要求にはこの期間中に許可を与える事にする。
【０２９８】
しかしながら、この方式も、それぞれのモジュールに確実に帯域を与えるという観点で不十分である。即ち、ＰＣＩ−ＰＣＩブリッジ１８０７に対して許可したバスアクセスが、この期間中に終る保証がない。このため、結局、ＰＣＩ−ＰＣＩブリッジ１８０７がバスを占有している時間を計測し、その時間が長くなった場合は、それぞれのモジュールが次にＡＴＭセルを送出するセル時刻を調整する必要がある。
【０２９９】
本発明による情報ボックス１１２１では、このリアルタイム通信とバースト通信の不整合に対して、主にリアルタイム通信が行なわれるシステムバス、即ち第２のＰＣＩバスセグメント１８１３と、主にバースト通信が行なわれるシステムバス、即ち第１のＰＣＩバスセグメント１８０８とを準備し、それそれの通信をなるべく分離してシステム内で提供するという戦略で対応しようとしているとも言える。
【０３００】
２．２．８    ＰＣＩ−ＰＣＩブリッジ１８０７に関する若干の追記
第２のＰＣＩバスセグメント１８１３の通信能力を全て家庭内通信網に提供する観点からは、ＰＣＩ−ＰＣＩブリッジ１８０７には、
（１）マイクロプロセッサ１８０１から第２のＰＣＩバスセグメント１８１３への該バスセグメント上のデバイスへの通常アクセス
（２）マイクロプロセッサ１８０１から第２のＰＣＩバスセグメント１８１３へのＡＴＭセル転送
の２種類のＰＣＩバスのメッセージのみを通過させ、マイクロプロセッサ１８０１と第１のＰＣＩバスセグメント１８０８上のデバイスの通信に係るＰＣＩバスのメッセージは通過させない機能を持っているのが望ましい。
【０３０１】
この機能の実現のためには、それぞれのＰＣＩバスのメッセージが、ＰＣＩ−ＰＣＩブリッジ１８０７において、第１のＰＣＩバスセグメント１８０７向けであるか、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３向けであるかが区別可能である必要がある。
【０３０２】
本発明の情報ボックスの場合、それぞれのＰＣＩバスセグメント上でのＡＴＭセル転送を示すアドレスを予約しておくこととしたので、ＰＣＩバス標準に従ったメッセージ同様、ＡＴＭセルの宛先もそのアドレスを参照する事で容易に把握可能である事に注意が必要である。
【０３０３】
この結果、ＰＣＩ−ＰＣＩブリッジ１８０７は、第１のＰＣＩバスセグメント１８０７上のメッセージのアドレス転送ワードを参照する事で、該メッセージを第２のＰＣＩバスセグメント１８１３に向けて再度送出する必要があるか否かを判断できることになる。
【０３０４】
なお、この判断のための情報、即ち、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３上のデバイスの持つレジスタアドレスであるとか、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３上のＡＴＭセル転送のためのアドレスであるとかいったものは、ＰＣＩバス標準のプラグアンドプレイ機能を使って、システム立ち上げ時にＰＣＩ−ＰＣＩブリッジ１８０７にマイクロプロセッサ１８０１から通知されることとしても良い。
【０３０５】
２．２．９    宅内モジュール
以降、情報ボックス１１２１に挿入される各種モジュールの詳細な構成と動作について順次説明してゆく。
【０３０６】
まず、図８の宅内モジュール１８０９の構成と動作を説明する。
【０３０７】
図１１に、宅内モジュール１８０９の詳細な構成を示す。宅内モジュール１８０９は、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３上のＡＴＭセルのうち、自分宛のセルを受け取り、情報分岐手段１１２２−ｉへと送出する役割を持つ。これと共に、宅内モジュール１８０９は、情報分岐手段１１２２−ｉからのセルを受け取り、そのＶＰＩ／ＶＣＩを参照して第２のＰＣＩバスセグメント１８１３を経由して必要なモジュールへと転送する役割を持つ。
【０３０８】
前述したように、本発明の家庭内通信網では、ヘッダ変換機能を削除してその価格を抑えるため、現状のＩＴＵ−Ｔ標準とは異なり、家庭内でＡＴＭセルのＶＰＩ／ＶＣＩを一意としている。第２のＰＣＩバスセグメント１８１３上のＡＴＭセルのＶＰＩ／ＶＣＩは、宅内一意の値を使用しても、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３上のみで有効な値を使用しても構わないが、後者を採用する場合、宅内モジュール１８０９にＶＰＩ／ＶＣＩ変換機能が不要となり、本発明の精神により合った構成とすることが可能であるので、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３上でも宅内一意のＶＰＩ／ＶＣＩ値を使用する事として以降の説明を進める。
【０３０９】
第２のＰＣＩバスセグメント１８１３上に送出された、ＰＣＩバス上のメッセージに埋め込まれたＡＴＭセルは、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３上の全てのデバイスに向けてブロードキャストされている。
【０３１０】
宅内モジュール１８０９の内部では、アドレスデコーダ２１０１が、第２のＰＣＩバスセグメント１８１２上のメッセージのアドレス指定ワードを参照している。アドレス指定ワードの値が、ＡＴＭセルを保持しており、かつ、該宅内モジュール１８０９が受信すべきである事を示している場合、アドレスデコーダ２１０１は、必要に応じて、まず、該アドレス指定ワード中のＡＴＭセルの一部分、すなわち、３２ｂｉｔ幅のＰＣＩバスであれば上述した様にＨＥＣフィールド、を一旦保持すると共に、以降のデータ転送ワードを送信セルバッファ２１０３に導くよう、第１のセレクタ２１０２を制御する。
【０３１１】
アドレス指定ワードにＡＴＭセルの一部のビット列が含まれる場合、そのビット列は、アドレスデコーダ２１０１から送信セルバッファ２１０３へと導かれる。  送信セルバッファ２１０３は、第１のセレクタ２１０２から送られてくるデータ転送ワードの適切な位置に、アドレスデコーダ２１０１から送られてくるビット列を挿入して５３バイト長のＡＴＭセルを再生し、一旦保持する。
【０３１２】
出力間隔作成部２１０４は、送信セルバッファ２１０３から家庭内通信網に向けてＡＴＭセルを送出するタイミングを指定する機能を持つ。
【０３１３】
出力間隔作成部２１０４は、情報分岐手段１１２２−ｉとの間の物理リンク上で定義されるセルスロットを定義しており、各セルスロットの先頭で、セルスロットが開始する事を送信セルバッファ２１０３に通知する。それと同時に、出力間隔作成部２１０４は、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３のアービタ１８１２に内蔵された送出許可作成部２００４と同様、該宅内モジュール１８０９に対して、家庭内通信網上で割り当てられた帯域から計算できるＴＡＴを順次計算しており、ＴＡＴとセル時刻が一致した時に、送信セルバッファ２１０３に対して有効セルを送出しても良い事を指示する。
【０３１４】
なお、出力間隔作成部２１０４が作成しているＴＡＴは、自身が作成している、情報分岐手段１１２２−ｉとの間の物理リンク上で定義されるセルスロットにより定義されるべきものであることに注意が必要である。
【０３１５】
出力間隔作成部２１０４からの指示を受け、送信セルバッファ２１０３は自身が保持しているＡＴＭセルのうちの１つ、もしくは空セルを伝送路符合化部２１０５に向けて送出する。セルスロットの先頭のみの通知で、有効セルを送出しても良いという指示を受けなかった場合、及び、有効セルを送出しても良いという指示を受けたとしても自身が有効セルを保持していない場合は空セルを送出し、それ以外の場合は、自身が保持しているＡＴＭセルのうち、最も古くから保持しているものを送出する。
【０３１６】
伝送路符合化部２１０５は、空セルもしくはＡＴＭセルを受け取ると、物理リンク上の信号形式に変形して情報分岐手段１１２２−ｉへと転送する。
【０３１７】
一方、情報分岐手段１１２２−ｉから入力されたビット列は、伝送路復号化部２１０６にてＡＴＭセル列へと変形され、ＶＰＩ／ＶＣＩフィルタ２１１４へと渡される。
【０３１８】
ＶＰＩ／ＶＣＩフィルタ２１１４は、受け取ったＡＴＭセルのうち、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３を経由して他のモジュールやマイクロプロセッサ１８０１へと転送すべきＡＴＭセルを選び出し、受信セルバッファ２１０７へ渡す。  受信セルバッファ２１０７は、渡されたＡＴＭセルを一旦保持する。なお、ＶＰＩ／ＶＣＩフィルタ２１１４でのＡＴＭセルの選択に必要な情報、具体的には受信セルバッファ２１０７に渡すと判断するＡＴＭセルのＶＰＩ／ＶＣＩ値は、家庭内通信網上でのコネクション設定時にマイクロプロセッサ１８０１から通知される。
【０３１９】
受信セルバッファ２１０７にＡＴＭセルが保持されている場合、その事をＰＣＩ要求作成部２１０８が検出し、ＰＣＩプロトコル処理部２１１１に通知する。
【０３２０】
ＰＣＩプロトコル処理部２１１１は、受信セルバッファ２１０７にＡＴＭセルが保持されている事を通知されると、ＲＥＱ＃信号をアサートすることで、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３のアービタ１８１２にバス使用権を要求する。
【０３２１】
アービタ１８１２によりバス使用権が与えられた事がＧＮＴ＃信号により通知されると、ＰＣＩプロトコル処理部２１１１がその事を受信セルバッファ２１０７に通知する。
【０３２２】
バス使用権が獲得できた事が通知されると、受信セルバッファ２１０７は、まず、自身が保持しているＡＴＭセルのうち最も古くから保持しているもののＶＰＩ／ＶＣＩをアドレスジェネレータ２１０９に通知する。
【０３２３】
アドレスジェネレータ２１０９には、予め、コネクション設定時に、マイクロプロセッサ１８０１から、設定されるコネクションを識別するためのＶＰＩ／ＶＣＩと、そのコネクションに属するＡＴＭセルを転送する場合に使用するアドレス転送ワードが登録され、表として保持されている。
【０３２４】
アドレスジェネレータ２１０９は、ＶＰＩ／ＶＣＩの通知を受けると、該表を参照し、該ＶＰＩ／ＶＣＩに対応するアドレス転送ワードを得、該アドレス転送ワードを第２のセレクタ２１１０  に送出する。その後、受信セルバッファ２１０７は、自身が保持しているＡＴＭセルのうち最も古くから保持しているものを第２のセレクタ２１１０に順次送出する。
【０３２５】
第２のセレクタ２１１０は、アドレス転送ワードおよびＡＴＭセルを順次第２のＰＣＩバスセグメント１８１３に送出する。
【０３２６】
第２のＰＣＩバスセグメント１８１３と、該宅内モジュールとの間の情報のやりとりはＰＣＩバス標準に従って行なわれるが、このタイミングを制御しているのがＰＣＩプロトコル処理部２１１１である。
【０３２７】
アドレスデコーダ２１０１、第１のセレクタ２１０２、送信セルバッファ２１０３のＡＴＭセル入力ポート、受信セルバッファ２１０７のＡＴＭセル出力ポート、アドレスジェネレータ２１０９、第２のセレクタ２１１０の動作タイミングはＰＣＩプロトコル処理部２１１１によって、ＰＣＩバス標準に従う様に制御される。
【０３２８】
なお、アドレスデコーダ２１０１、第１のセレクタ２１０２、送信セルバッファ２１０３、出力間隔作成部２１０４、受信セルバッファ２１０７、ＰＣＩ要求作成部２１０８、アドレスジェネレータ２１０９、第２のセレクタ２１１０、ＰＣＩプロトコル処理部２１１１は、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３との間でＡＴＭセルの送受を行なうために必要な機能であり、図１１ではこれを破線でまとめて、ＰＣＩバスアクセス処理部２１１２と名付けている。
【０３２９】
この部分は宅内モジュール１８０９のみではなく、他のモジュールにも含まれる事になる。
【０３３０】
また、図１１では図が繁雑になるのを防ぐため図示しなかったが、アドレスジェネレータ２１０９に対するＶＰＩ／ＶＣＩとアドレス転送ワードとの対応関係の設定であるとか、出力間隔作成部２１０４に対する割り当て帯域の設定であるとかいったことをマイクロプロセッサ１８０１から行なう為に、宅内モジュール１８０９は各種レジスタを持っている。これらのレジスタの読み書きも、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３を通じて行なわれるが、この読み書きに係るタイミング制御も、ＰＣＩプロトコル処理部２１１１が行なうことになるのは言うまでもない。また、こういった制御用レジスタ群は、宅内モジュールの他のモジュールも同様に持っていることも言うまでもない。
【０３３１】
ところで、上述の説明によれば、ＡＴＭセルを送出する時に、宅内モジュール１８０９自身がＡＴＭセルを家庭内通信網に向けて送出する時に、ＴＡＴに従ったＡＴＭセル送出タイミング制御が行なわれている一方で、家庭内通信網から受けとったＡＴＭセルを第２のＰＣＩバスセグメント１８１３に対して送出する時にセル送出タイミング制御を宅内モジュール１８０９が行なっていない。
【０３３２】
これは、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３のアービタ１８１２で、バス要求に対して応答を与える時にＴＡＴに従ったＡＴＭセル送出タイミング制御が行なわれているからである。
【０３３３】
また、上述の説明に従うと、家庭内通信網へのＡＴＭセル送出において、宅内モジュール１８０９全体に与えられた帯域からＴＡＴを計算する事になるが、言うまでもなく、宅内モジュール１８０９から家庭内通信網に設定されたコネクションひとつひとつについて与えられた帯域からＴＡＴを計算して、それぞれのコネクションに属するセルを送出する、いわゆるシェイピングを行なう事としてもよい。
【０３３４】
シェイピングを実施すれば、家庭内通信網内部のコネクションそれぞれが帯域を守るシステムとなり、通信帯域を保証するという観点からはより望ましいシステムとすることができるが、一方で、シェイピングの実装コストは高く、また、家庭内通信網では厳密にシェイピングを行なう必然生も薄い。従って、ここでは、宅内モジュール１８０９全体に与えられた帯域によってＴＡＴを計算してＡＴＭセル送出間隔を制御することとしている。
【０３３５】
なお、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３のアービタ１８１２でもＡＴＭセル送出間隔制御を行なっているが、再度宅内モジュール１８０９でＡＴＭセル送出間隔制御を行なうのは以下の理由による。すなわち、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３上と、情報分岐手段１１２２−ｉとの間の物理リンクの情報伝送速度が一致しているとは限らない。さらに、複数のモジュールからのコネクションが複数、宅内モジュール１８０９に設定されている可能性がある。
【０３３６】
これらにより、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３のアービタ１８１２でのＴＡＴによるＡＴＭセル送出タイミング制御では、十分該物理リンク上でのＡＴＭセルの送出が平均化されないかもしれない。
【０３３７】
図６に示した情報ボックス１１２１と情報分岐手段１１２２−ｉの接続形態に従えば、宅内モジュール１８０９は、情報分岐手段１１２２−ｉが動作するための電力を供給できる必要がある。この目的の為、電力コンセント２１１３が設けられている。
【０３３８】
ところで、近い将来、ＡＴＭセルにより通信の行われる公衆網やＣＡＴＶが出現した場合、こういった通信網とのＡＴＭセルのやりとりのできるモジュールを定義する必要がある。このような、ＡＴＭ化された公衆網やＣＡＴＶとのＡＴＭセルのやりとりを行うモジュールの構成は、以下の点を除き、図１１に示した宅内モジュール１８０９の構成と同じであってよい。
【０３３９】
将来のＡＴＭ化された公衆網やＣＡＴＶとのＡＴＭセルのやりとりを行うモジュールと、宅内モジュール１８０９の構成の差の第１は、宅内一意のＶＰＩ／ＶＣＩのみを宅内モジュール１８０９が扱えば良いのに対して、公衆網やＣＡＴＶとＡＴＭセルをやりとりするモジュールとしては、ＩＴＵ−Ｔの標準に従った、物理リンク一意のＶＰＩ／ＶＣＩと、宅内一意のＶＰＩ／ＶＣＩの間の書き換えを行う必要がある点にある。この差異に対応するため、ＡＴＭ化された公衆網やＣＡＴＶとＡＴＭセルをやりとりするモジュールでは、ＶＰＩ／ＶＣＩフィルタ２１１４の位置、及び伝送路符号化部２１０５と送信セルバッファ２１０３との間でＶＰＩ／ＶＣＩの書き換えを行う必要がある。
【０３４０】
第２の、将来のＡＴＭ化された公衆網やＣＡＴＶとＡＴＭセルのやりとりするモジュールと、宅内モジュール１８０９の構成の差は、伝送路符号化部２１０５、伝送路復号化部２１０６の扱う伝送路符号化方式である。すなわち、公衆網やＣＡＴＶに合った伝送路符号を処理可能な伝送路符号化部２１０５、伝送路復号化部２１０６を採用する必要がある。
【０３４１】
そして、第３の、将来のＡＴＭ化された公衆網やＣＡＴＶとＡＴＭセルをやりとりするモジュールと宅内モジュール１８０９の構成の差は、情報ボックス１１２１が動作するクロックを、公衆網やＣＡＴＶの動作クロックに同期させる必要が生じるかも知れない点である。この差異に対応するため、伝送路復号化部２１０６が、受け取ったビット列から抽出したクロックを、情報ボックス１１２１のクロック作成部（図示せず）に送出する機能を持っていてもよい。
【０３４２】
さらに、第４の将来のＡＴＭ化された公衆網やＣＡＴＶとＡＴＭセルのやりとりするモジュールと、宅内モジュール１８０９の構成の差は、電力コンセント２１１３が不要である可能性があることである。すなわち、公衆網やＣＡＴＶは、顧客の家庭から自身の動作に必要な電力の供給を受けることはない。
【０３４３】
２．２．１０    電話網モジュール
次に、電話網モジュール１８１０の詳細な構成と動作について説明する。
【０３４４】
図１２に、電話網モジュール１８１０の詳細な構成を示す。電話網モジュール１８１０は、既存の電話網１１０９をアナログ信号として経由してくる音声／ＦＡＸ信号をディジタル化及びＡＴＭセル化して第２のＰＣＩバスセグメント１８１３上に送出すると同時に、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３から受け取る、ＡＴＭセル流の形式となっている音声／ＦＡＸ信号をアナログ信号として電話網１１０９に送出する。これと同時に、既存の電話網１１０９と家庭内網の間のコネクション設定に必要な呼設定に係るプロトコルを実行する手段を、マイクロプロセッサ１８０１に提供する。
【０３４５】
電話網１１０９から入力されたアナログ信号は、アナログ加入者線収容部２２０１を経由してＡ／Ｄ変換器２２０２に与えられる。与えられたアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換器２２０２によってディジタル信号に変換され、アダプテーション部２２０３に与えられる。
【０３４６】
アダプテーション部２２０３は、Ａ／Ｄ変換器２２０２から与えられるビット列を、順次予め定められた種別のアダプテーションプロトコルによってＡＴＭセル化し、ＰＣＩバスアクセス処理部２１１２に与える。以降のＡＴＭセルを第２のＰＣＩバスセグメント１８１３に乗せる処理は、上述の宅内モジュール１８０９のＰＣＩバスアクセス処理部２１１２と同じである。
【０３４７】
一方、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３上の、電話網モジュール１８１０に対して送出されたＡＴＭ  セルは、宅内モジュール１８０９の場合と同様、ＰＣＩバスアクセス処理部２１１２によって受信され、アダプテーション部２２０３に渡される。
【０３４８】
アダプテーション部２２０３は、ＰＣＩバスアクセス処理部２１１２からセルが与えられると、該セルに予め定められた種別のアダプテーションプロトコルを適用し、連続したビット列へと変換し、Ｄ／Ａ変換器２２０４に出力する。
【０３４９】
Ｄ／Ａ変換器２２０４は、順次与えられたビット列をアナログ信号に変換し、アナログ加入者線収容部２２０１を経由して電話網１１０９へと送出する。
【０３５０】
ここで、アナログ加入者線収容部２２０１は、良く知られた  ２線−４線変換であるとか、サージ吸収であるとかいった、既存の電話網１１０９に対してディジタル回路を接続するために必要なアナログ回路群を含んでいる。
【０３５１】
また、アナログ加入者線収容部２２０１は、電話網からの着信の検出であるとか、電話網１１０９へのダイヤルパルス／プッシュボタン信号の送出であるとかいった、電話網１１０９とのコネクション設定に係るプロトコル実行に必要な機能も持つ。
【０３５２】
マイクロプロセッサ１８０１は、これらの機能の制御をレジスタ経由で行うこととしてもよい。この場合、これらのレジスタに対するアクセスは、マイクロプロセッサ１８０１からの、通常のＰＣＩバス上のメッセージにて実行される事になるのは言うまでもない。
【０３５３】
また、アナログ加入者線収容部２２０１は、例えば、電話網１１０９からの着信が有った場合等に、マイクロプロセッサ１８０１に対して割り込みをかけるようにしても良い。
【０３５４】
さらに、顧客宅が停電になった場合でも電話網１１０  による通信を可能とするよう、電話機２２０５を電話網とアナログ加入者線収容部２２０１の間に接続してもかまわない。この場合、例えば、発呼はマイクロプロセッサ１８０１がアナログ加入者線収容部２２０１を制御して実行し、その後の通話は電話機２２０５を使用して行うであるとか、電話機２２０５によって行われている通話内容を家庭内通信網にＡＴＭセルの形式で流し、例えば、別の部屋でスピーカ１１１５によって通話内容を聞くであるとか言った事も実現可能になる。
【０３５５】
ところで、近い将来、いわゆるインターネットプロトコルによる、ベストエフォットのコネクションレスメッセージの転送を提供する公衆網が出現すると予測される。この様な、公衆網に接続する為のモジュールは、基本的には、ここで述べてきた電話網モジュールと同様の構成を持っていても良い。ただし、アナログ加入者線収容機能２２０１、Ａ／Ｄ変換器２２０２、Ｄ／Ａ変換器２２０４を、新たに出現する公衆網が要求する伝送路アクセス機能を持つ機能ブロックと置き換え、アダプテーション部２２０３が、例えばＡＡＬ５といったメッセージ転送用のアダプテーションプロトコルを提供するものとする必要はある。
【０３５６】
２．２．１１    ＣＡＴＶモジュールの構成
次に、ＣＡＴＶモジュール１８１１の詳細な構成と動作について説明する。
【０３５７】
図１３に、ＣＡＴＶモジュール１８１１の詳細な構成を示す。
【０３５８】
ＣＡＴＶモジュール１８１１は、ＣＡＴＶ網１１０７からのＲＦ信号群から、１つのＲＦ信号を選択受信して、画像／音声信号を抽出し、該抽出した信号をディジタル化及びＡＴＭセル化して第２のＰＣＩバスセグメント１８１３上に送出すると同時に、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３から受け取る、ＡＴＭセル流の形式となっている、ＣＡＴＶ網１１０７のヘッドエンドに向かう情報、例えば、ビデオオンデマンドサービスにおける画像早送り／巻き戻し／停止といった制御コマンドや、音声通信サービスを行うＣＡＴＶ網１１０７における音声情報といったもの、を必要な形式のＲＦ信号として送出する。
【０３５９】
これと同時に、ＣＡＴＶ網１１０７に対する信号の送受を行うために必要な各種制御、例えば、チューナのチャンネル選択等を実行する手段を、マイクロプロセッサ１８０１に提供する。
【０３６０】
ＣＡＴＶモジュール１８１１の構成は、電話網モジュール１８１０のアナログ加入者線収容部２２０１が、チューナ２３０１とＲＦ変調部２３０２によって置き換えられただけである。但し、Ａ／Ｄ変換器２２０２とＤ／Ａ変換器２２０４は、電話網モジュールの場合、いわゆるμ−ｌｏｗ規則による６４ｋｂｐｓ程度のＡ／Ｄ、Ｄ／Ａ変換に対応すれば良いのに対して、ＣＡＴＶモジュール１８１１に含まれるＡ／Ｄ変換器２３０２は、画像情報を含むアナログ信号のＡ／Ｄ変換、ＣＡＴＶモジュール１８１１のＤ／Ａ変換器２３０４は、ＣＡＴＶ網１１０７に対して送出するコマンド群や音声信号をアナログ化できる必要がある。
【０３６１】
こういったことから、電話網モジュール１８１０よりも、ＣＡＴＶモジュール１８１１の方が、符号化速度、符号化ビット長共により高性能なＡ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器を使用する必要がある。
【０３６２】
また、アダプテーション部２３０３も、電話網モジュール１８１０では、６４ｋｂｐｓのＣＢＲ（ｃｏｎｓｔａｎｔ  ｂｉｔ  ｒａｔｅ）のみ処理できれば良いが、チューナモジュール１８１１では、より高速なビットレートにまで対応できるものを使用する必要がある。
【０３６３】
ＣＡＴＶ網１１０７から入力されたＲＦ信号群から、チューナ２３０１は、所望のＲＦ信号を選択し、画像／音声情報を含むベースバンドのアナログ信号に復調して、Ａ／Ｄ変換器２３０２に送出する。
【０３６４】
Ａ／Ｄ変換器２３０２は、与えられたベースバンドのアナログ信号をディジタル化し、アダプテーション部２３０３に渡す。
【０３６５】
アダプテーション部２３０３は、与えられるビット列を、順次予め定められた種別のアダプテーションプロトコルによってＡＴＭセル化し、ＰＣＩバスアクセス処理部２１１２に与える。
【０３６６】
以降のＡＴＭセルを第２のＰＣＩバスセグメント１８１３に乗せる処理は、上述の宅内モジュール１８０９のＰＣＩバスアクセス処理２１１２の同じである。
【０３６７】
一方、第２のＰＣＩバスセグメント１８１３上の、ＣＡＴＶモジュール１８１１に対して送出されたＡＴＭセルは、宅内モジュール１８０９の場合と同様、ＰＣＩバスアクセス処理部２１１２によって受信され、アダプテーション部２３０３に渡される。
【０３６８】
アダプテーション部２２０３は、ＰＣＩバスアクセス処理部２１１２からＡＴＭセルが与えられると、該ＡＴＭセルに予め定められた種別のアダプテーションプロトコルを適用し、ＣＡＴＶ網１１０７に向けて送出できる形式のビット列（連続したビット列、もしくはＡＴＭセルのヘッダが取り除かれてメッセージとして組み立てられた形式）に変換し、Ｄ／Ａ変換器２３０４に出力する。
【０３６９】
Ｄ／Ａ変換器２３０４は、順次与えられたビット列をアナログのベースバンド信号に変換し、ＲＦ変調部２３０２に送出する。
【０３７０】
ＲＦ変調部２３０２は、受け取ったベースバンドの信号を変調し、ＲＦ信号として、ＣＡＴＶ網１１０７の要求するプロトコルに従って送出する。
【０３７１】
なお、図１で示した情報ボックス１１２１には、ＣＡＴＶ網１１０７の他に、ＡＭ／ＦＭのラジオ放送、ＶＨＦ／ＵＨＦ／ＢＳ／ＣＳのＴＶ放送を受信できるアンテナ群１１０１、１１０２、１１０３、１１０４、１１０５、１１０６が接続されているが、これらの放送系の情報源のアンテナを接続するモジュールの構成は、ここで述べてきたＣＡＴＶモジュール１８１１の構成から、情報ボックスから情報を送出する部分の機能ブロックを削除した構成であって良い。なお、この場合、チューナ２３０１が、接続されるアンテナの受信するＲＦ信号の周波数帯域に対応したもので置き換えられる事になるのは言うまでもない。
【０３７２】
２．２．１２  情報ボックスの全体構成に対する若干の追記
なお、現状のＰＣＩバスの実装で良く行われている様に、それぞれのＰＣＩバスセグンメントのアービタは、ホスト−ＰＣＩブリッジ１８０４、ＰＣＩ−ＰＣＩブリッジ１８０７に内蔵される様に実装されても構わない。特に、本発明に特有の第２のＰＣＩバスセグメント１８１３のアービタ１８１２は、自身がセルを第２のＰＣＩバスセグメント１８１３から受けて第１のＰＣＩバスセグメント１８０８へと転送する機能を持つため、ＰＣＩバス標準がファンアウト制限に厳しいことを考えれば、ＰＣＩ−ＰＣＩブリッジ１８０７に実装されるのが望ましい。
【０３７３】
また、ここで述べた情報ボックスの構成の場合、各モジュール上で、電話網モジュール１８１０であるとかＣＡＴＶモジュール１８１１であるとかいった様な、収容しているインタフェースがＡＴＭ化されていないモジュール（非ＡＴＭ  化モジュール）に特有の種々のフォーマットとセル形式との間の変換を行っている。
【０３７４】
この構成の場合、例えば、第１のＰＣＩバスセグメント１８０８上にグラフィックアクセラレータやＳＣＳＩコントローラといった、ＰＣＩバスに与える負荷の高い機能が存在していたとしても、各モジュール間のセル転送は第２のＰＣＩバスセグメント１８１３上でプロセッサが要求する通信とは別に実行可能であり、家庭内通信網にＰＣＩバスのスループット全てを提供可能となるという利点がある。
【０３７５】
しかし、一方で、それぞれの非ＡＴＭ化モジュール上の機能が増大し、若干コスト高となるという問題点がある。
【０３７６】
この問題点は、例えば、非ＡＴＭ化モジュールに必要となるアダプテーション部２２０３、２３０３の機能をマイクロプロセッサ１８０１で実行することで解決可能である。この場合、それぞれのモジュール独自のフォーマットのビット列が、上述したように、第１、第２のＰＣＩバスセグメント１８０８、１８１３を経由して一旦メインメモリ１８０３に書き込まれ、該メインメモリ上のビット列に対してマイクロプロセッサ１８０１が所望の操作を行うことになる。
【０３７７】
なお、この独自フォーマットとしては、ある一定長を越えないものを選択するのが、上述した様に、それぞれのモジュール間通信に予め定められた帯域を与える事を考えた場合、アービタ１８１２の構成を単純化するのに便利である。
【０３７８】
この構成の場合、それぞれのモジュール上の機能は削減されるが、一方で、第１のＰＣＩバスセグメント１８０８上に存在するグラフィックアクセラレータ１８０５やＳＣＳＩコントローラ１８０６によって消費される分だけ、家庭内通信網に与え得るスループットが削減される、とか、第１、第２のＰＣＩバスセグメント１８０８、１８１３上のバースト転送の長さが制限されるため、グラフィックアクセラレータ１８０５やＳＣＳＩコントローラ１８０６を制御することが中心の処理（例えばＡＶＩファイルをハードディスクから読み出して画面に表示）を行うとスループットが劣化する、といった問題点もある。
【０３７９】
アダプテーション部２２０３、２３０３の機能をモジュールに持たせる方式と、マイクロプロセッサ１８０１にて実行する方式の、どちらの方式を選択するかは、情報ボックス１１２１に要求される仕様、例えば、家庭内通信網に要求されるスループットや、情報ボックス１１２１におけるグラフィックアクセラレータ、ＳＣＳＩコントローラの存在の必要性、即ち、既存のＰＣＩバス付きパーソナルコンピュータを情報ボックスとして流用するか、専用の機器を情報ボックスとして準備するか、によって決定されるべき事項である。
【０３８０】
専用の機器を情報ボックスとして準備する事を考えた場合、ハード構成が単純になるので、アダプテーション部２２０３、２３０３の機能をマイクロプロセッサ１８０１にて実行するのも検討の余地がある。
【０３８１】
また、ここで述べた各モジュールは、特に本発明に特徴的なアービタ１８１２の実装されたマザーボードでなければ使用できないこともなく、ＰＣＩバスにかかる負荷が小さい場合は、通常のアービタによるアービトレーションでもほぼ与えられた帯域をモジュール間のＡＴＭセル転送に割り当てることが可能である点に注意が必要である。
【０３８２】
この場合、アービタ１８１２でのＴＡＴによるＡＴＭセル送出タイミング制御が行なわれないことになるが、宅内のＡＶＩ機器や公衆網から与えられる情報の情報伝達速度が、コネクション設定時に通知された帯域を確実に守るという生善説の立場に立った場合、それぞれのモジュールは第２のＰＣＩバスセグメント１８１３の帯域をコネクション設定時の呼受け付け制御の値に従って使用する事になり、実用上問題の無いセル遅延揺らぎでシステムを運用できる。
【０３８３】
このことから、本発明は、特に、図８に示した様なＰＣＩバスセグメントを複数設けた場合にのみ適用可能な訳ではなく、通常のパーソナルコンピュータと同じアーキテクチャ、即ち、ＰＣＩバスセグメントをひとつしか持たないものに、本発明に特有のモジュール群１８０９、１８１０、１８１１を差し込んだ構成を持つ情報ボックスでに対しても実施可能となる。
【０３８４】
図８で示した情報ボックス１１２１に含まれる、本発明に特徴的なアービタ１８１２は、それぞれのモジュールに割り当てられた帯域を、ＰＣＩバスの負荷が高い場合であっても確実に与える為に使用されている。
【０３８５】
情報ボックス１１２１に、ＰＣＩバスセグメントを１つだけ準備するか、複数準備するかは、情報ボックスに要求される仕様によって決定すべき事項である。家庭内通信網に低いスループットのみ与えれば良いのであれば、ＰＣＩバスセグメントをひとつだけもった、標準的なマザーボードにより本発明の情報ボックス１１２１を構成する事ができ、より安価に本発明を実施する事ができる。
【０３８６】
より高いスループットを家庭内通信網に与える場合は、図８に示した様に、複数個のＰＣＩバスセグメントを持つマザーボードを実装するのが、有利である。
【０３８７】
２．３      網同期
以上の情報分岐手段１１２２−ｉ、情報ボックス１１２１の構成と動作をふまえ、次に、これらを同時に動作させる場合に重要になる、網同期の問題について説明する。
【０３８８】
網同期とは、家庭内通信網内部のそれぞれの通信機器が、ある一定時間に送出するビット数を一定にする為に必要な動作である。網同期がとれていない状態で通信網を動作させると、ある通信機器が送出する情報のビット数とその通信機器が送出した情報を受信した通信機器が処理するビット数との間に、長い期間の間に大きな差が生じ、受信側通信機器に設けられる、いわゆるエラスティックバッファがオーバーフローしたりアンダーフローしたりすることになり、定期的にフレーム同期はずれが発生したり、鑑賞している映画の画面がときどき乱れたりする。
【０３８９】
この問題点に対処するため、一般的には、公衆網から受け取るビット列から抽出できるクロックの周波数に、各通信機器の動作しているクロックの周波数を合わせること（これを通信機器が公衆網に従属すると呼ぶ）が行なわれる。これを網同期と呼ぶ。
【０３９０】
これを実現するため、ＰＬＬと呼ばれるアナログ部品が使用される事になる。しかしながら、この方式は、本発明による家庭内通信網には適さない。
【０３９１】
本発明による家内通信網の様に、多くの通信機器を経由する可能性がある場合、この方式では前段での変化に追随して自身の周波数を決定しているので、ＰＬＬで作成されるクロックの周波数の時間的変化が、通信機器を１段経由する度に増幅される結果となる。この為、ＰＬＬとして、非常に広い周波数範囲に追従できる性能を持つものを選択する必要が生じる。こういった性能を持つＰＬＬは、家庭内通信網に適用するには適さない程高価である。また、エラスティックバッファに要求される容量も大きくなってしまい、これも通信機器のコスト上昇要因となる。
【０３９２】
さらに、この一般的な方法を本発明に適用するには以下の問題点もある。本発明による家庭内通信網の場合、例えば地上波／衛星波のＴＶ放送を受信しつつ、公衆網との通信を行うといったごとく、公衆網と見なせる情報源が多数存在している。これらの情報源の間の網同期がとられているという前提は持ちにくい。このため、一般的に良く行われる様に、公衆網に従属することとすると、一方で地上波／衛星波との網同期は確立していない。
【０３９３】
この結果として、公衆網との通信は正常に動作するが、一方で地上波／衛星波の映画の画面が時々乱れるとかいった事が発生する懸念がある。
【０３９４】
本発明による家庭内通信網の場合、以下に述べる方法により、以上の問題に対応している。
【０３９５】
家庭内通信網の物理リンクにおいて、ＡＴＭに係るＩＴＵ−Ｔ標準で言うところのｐｈｙ（物理）レイヤは、独立同期で動作することとする。つまり、エラスティックバッファに対して外部からのデータを書き込むのは、外部から与えられたビット列から抽出されたクロックで行なうが、エラスティックバッファからのデータの読みだしは、自身が発生するシステムクロックによって行なう。
【０３９６】
この方式を使用する事で、ＰＬＬを何段も経由した結果としてのクロックの周波数のぶれが大きくなるという問題点を回避できる。さらに、これと同時に、使用するＰＬＬの性能を低く抑える事ができ、家庭内通信機器のコストを大きく削減できる。
【０３９７】
各通信機器を独立同期で動作させる事を考えるので、エラスティックバッファのアンダーフローやオーバーフローを防止する対策を講じる必要がある。
【０３９８】
本発明の家庭内通信網を構成する各通信機器は、以下に述べる手法を用いてエラスティックバッファのアンダーフローやオーバーフローを防止することとしても良い。
【０３９９】
以下、本発明の家庭内通信網で採用される手法を説明するが、まず、本発明に係る通信機器間で、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ等と同じようにプリアンブル付きのＡＴＭセルを用いる、非同期転送型のｐｈｙレイヤを採用する場合について説明する。
ＳＯＮＥＴと同じように、物理リンク上にフレームを定義し、該フレーム中のペイロード部分に連続してＡＴＭセルを書き込んで通信を行なうといった、同期転送型のｐｈｙレイヤを採用する場合については、その後に、非同期転送型のｐｈｙレイヤとの差について述べる。
【０４００】
非同期転送型のｐｈｙレイヤの場合、ｐｈｙレイヤそのものの正常動作の為には、特に何も対策を講じる必要がない。この種のｐｈｙレイヤの場合、プリアンブルによりＡＴＭセルの先頭が検出され、それと同時に該ＡＴＭセルをエラスティックバッファに書き込むためのクロックがプリアンブルより抽出される。
【０４０１】
このクロックの抽出は、受信したＡＴＭセル毎に行なわれる事となり、ＡＴＭセル毎に送信側機器のシステムクロックに受信側機器のシステムクロックが従属させられることになる。
【０４０２】
以上の前提で家庭内通信網を動作させた場合の、各情報分岐手段１１２２−ｉの動作について、再度、図３を参照しながら説明する。
【０４０３】
１つの情報分岐手段１１２２−ｉの持つ、２つの情報通過ポートと２つの情報分岐ポートのそれぞれに設けられた伝送路復号化部１３０１１、１３０１２、１３０１３、１３０１４の内部では、それぞれのポートで受信されるＡＴＭセルに付加されたプリアンブルから抽出されたクロックに網同期して、プリアンブル以降のＡＴＭセルを構成するビット列を、エラスティックバッファに対して書き込んでいる。
【０４０４】
一方で、該エラスティックバッファからの該ＡＴＭセルの読み出し以降、有効セルを所望のポートに導き、さらに伝送路符号化部１３０２１、１３０２２、１３０２３、１３０２４のどこかから送出するという一連の動作は、情報分岐手段１１２２−ｉ自身が作成しているクロックに同期して行われる。このクロックは、伝送路復号化部１３０１１、１３０１２、１３０３、１３０１４にて抽出されるどのクロックにも従属していない。この事が、独立同期にて動作するということである。
【０４０５】
エラスティックバッファからのＡＴＭセルの読みだしは、注目している情報分岐手段１１２２−ｉ自身が作成するシステムクロックにより定義されるセルスロットによっている。
【０４０６】
一方で、該情報分岐手段１１２２−ｉに対してＡＴＭセルを送出する通信機器は、やはり、自身の作成するシステムクロックにより作成されるセルスロットに同期してＡＴＭセルを送出する。この結果、注目している情報分岐手段１１２２−ｉが内部で作成するセルスロットと、別の通信機器の送出するＡＴＭセルの個数は、長い間には異なった値となってしまう可能性がある。この状態になると、注目している情報分岐手段１１２２−ｉのエラスティックストアでアンダーフローかつ／またはオーバーフローが発生する事になる。
【０４０７】
これを防ぐ為には、注目している情報分岐手段１１２２−ｉがエラスティックストアから読み出すセル数と、受信するセル数を一致させる必要がある。
【０４０８】
さて、家庭内通信網全体で、長い間にそれぞれの通信機器の入出力端にて入出力されるＡＴＭセルの個数を一致させることを考える場合、同一の動作を各通信機器が独立に行なうことで、長い間に全ての通信機器が送出するＡＴＭセルの個数を一致させられるような手法をとるのが望ましい。
【０４０９】
本発明による家庭内通信網の場合、情報ボックス１１２１がルートとなった木構造を情報分岐手段１１２２−ｉで構築してゆくこととしている。よって、情報ボックス１１２１に接続されている情報分岐手段１１２２−ｉが、自身の送出するＡＴＭセル数を情報ボックス１１２１から受信するＡＴＭセル数に合わせ、情報分岐手段１１２２−ｉに接続されている情報分岐手段１１２２−ｊが、自身の送出するＡＴＭセル数を情報分岐手段１１２２−ｉから受信するＡＴＭセル数に合わせ、といった如く、以下同様に、それぞれの情報分岐手段１１２２−ｋが動作する事で、家庭内通信網全体でそれぞれの通信機器の入出力端にて入出力されるＡＴＭセルの個数を一致させることができる。
【０４１０】
即ち、それぞれの通信機器の入出力端にて入出力されるセル数を一致させる為には、それぞれの情報分岐手段１１２２−ｎが、自分より情報ボックスの近くに位置している、隣接している情報分岐手段１１２２−ｍから受信するＡＴＭセル数に、自身の送出するＡＴＭセル数を合わせるという同一の動作を、各通信機器が独立して実行すれば良い。
【０４１１】
ところで、図４に示した情報分岐手段１１２２−ｉの実装形態、及び、図６に示した情報分岐手段１１２２−ｉの接続形態を考えれば、ＡＣプラグ１４０５に対応付けられた情報通過ポートが、自身より情報ボックス１１２１に近い位置にある情報分岐手段と接続される事になる。従って、この情報通過ポートから入力されるセル数に、全ての出力端から出力されるセル数を合わせれば、結果として家庭内通信網を構成する全通信機器の入出力端から入出力されるＡＴＭセルの数を一致させる事が可能になる。
【０４１２】
さらに、残りの入力端から入力されるＡＴＭセル数も、ＡＣプラグ１４０５に対応付けられた情報通過ポートのＡＴＭセル入力個数に合わせておけば、情報分岐手段１１２２−ｉのタイミング設計が容易になる。
【０４１３】
本発明の情報分岐手段１１２２−ｉに含まれるセル数カウンタ１３０４（図３参照）は、この機能を実現する為に設けられている。
【０４１４】
再度、図３に戻り、ＡＣプラグ１４０５に対応付けられた情報通過ポートのＡＴＭセル入力個数に、残りの入力端から入力されるＡＴＭセルの個数、及び、全ての出力端から出力されるＡＴＭセルの個数を一致させる方法について詳細に説明する。なお、ここでは、情報通過ポートＡがＡＣプラグ１４０５に対応づけられているものとして、以降の説明を進める。
【０４１５】
セル数カウンタ１３０４は、情報分岐手段１１２２−ｉの情報通過ポートＡの伝送路復号化部１３１１のエラスティックバッファに書き込まれるＡＴＭセルの個数と、自身が作成しているセルスロットの個数をカウントし、比較しつづけている。
【０４１６】
エラスティックバッファに書き込まれるＡＴＭセルのカウント値の方が、自身の作成しているセルスロットのカウント値よりも大きくなる場合は、ＡＴＭセル数を一致させるべき通信相手の方が自身よりセルスロットの周期が早い事を意味している。
【０４１７】
一方で、エラスティックバッファに書き込まれるＡＴＭセルのカウント値の方が、自身の作成しているセルスロットのカウント値よりも小さくなる場合は、ＡＴＭセル数を一致させるべき通信相手の方が自身よりセルスロットの周期が遅い事を意味している。
【０４１８】
ＡＴＭセル数を一致させるべき通信相手のセルスロットの周期が自身の作成しているセルスロットの周期よりも早い場合は、自身のセルスロットの周期を早める必要がある。また、ＡＴＭセル数を一致させるべき通信相手のセルスロットの周期が自身の作成しているセルスロットの周期よりも遅い場合は、自身のセルスロットの周期を遅める必要がある。
【０４１９】
これを実現する為、本発明の情報分岐手段１１２２−ｉ内部のＡＴＭセル転送では、転送されるＡＴＭセルとＡＴＭセルの間に間隙を設ける事とする。このことは、自身が作成するセルスロットとセルスロットの間に間隙を設けると言い替えても構わない。この間隙の長さを以下の様に適宜変化させる。
【０４２０】
エラスティックバッファに書き込まれるＡＴＭセルのカウント値の方が、自身の作成しているセルスロットのカウント値よりも予め定められた値だけ大きくなった時、ＡＴＭセル数を一致させるべき通信相手の方が自身のセルスロットの周期より早いとみなし、前記間隙の長さを予め定めた値だけ縮め、エラスティックバッファに書き込まれるＡＴＭセルのカウント値と、自身の作成しているセルスロットのカウント値とをクリアする。
【０４２１】
一方で、エラスティックバッファに書き込まれるＡＴＭセルのカウント値の方が、自身の作成しているセルスロットのカウント値よりも予め定められた値だけ小さくなった時、ＡＴＭセル数を一致させるべき通信相手の方が自身のセルスロットの周期より遅いとみなし、前記間隙の長さを予め定められた値だけ伸ばし、エラスティックバッファに書き込まれるＡＴＭセルのカウント値と、自身の作成しているセルスロットのカウント値とをクリアする。
【０４２２】
以上の様にセルスロットの間隙を制御する事で、ＡＴＭセル数を一致させるべき通信相手のセルスロットの周期に、自身のセルスロットの周期を平均的に一致させる事が可能になる。
【０４２３】
この様に間隙を制御されたセルスロットにて、ＡＣプラグ１４０５に対応付けられた情報通過ポートの伝送路復号化部１３１１のエラスティックバッファからＡＴＭセルが読み出される。
【０４２４】
上述した様に制御をすることで、該エラスティックバッファへのＡＴＭセルの書き込みと読み出しの回数を平均的に一致させる事ができ、該エラスティックバッファのオーバーフロー、アンダーフローを防ぐ事ができる。
【０４２５】
また、この様に間隙を制御されたセルスロットにて、以降のＡＴＭセルスイッチング、所望の出力端からのＡＴＭセル出力を行うこととすれば、全ての出力端から出力されるＡＴＭセルの個数が一致することになる。
【０４２６】
この様に制御されたセルスロットの間隙は、非同期転送型のｐｈｙレイヤでは、物理リンク上に送出されるＡＴＭセルの間隔に直接反映される事になる。
【０４２７】
また、セル数カウンタ１３０４は、情報分岐手段１１２２−ｉの情報通過ポートＡ、Ｂの伝送路復号化部１３０１１、１３０１２及び情報分岐ポートＡ、Ｂの伝送路復号化部１３０１３、１３０１４のエラスティックバッファに書き込まれるＡＴＭセルの個数をカウントし、以下に述べる様にそれぞれの値を比較して、比較結果によって空セルの個数を制御している。
【０４２８】
伝送路復号化部１３０１１のエラスティックバッファに書き込まれるＡＴＭセルの個数よりも、伝送路復号化部１３０１２、１３０１３、１３０１４のエラスティックバッファに書き込まれるＡＴＭセルの個数が大きくなった場合、伝送路復号化部１３０１２、１３０１３、１３０１４のエラスティックバッファに保持されたＡＴＭセルから空セルの書き込みを禁止し、それぞれのＡＴＭセルの個数が一致するようにする。
【０４２９】
同様に、伝送路復号化部１３０１１のエラスティックバッファに書き込まれるＡＴＭセルの個数よりも、伝送路復号化部１３０１２、１３０１３、１３０１４のエラスティックバッファに書き込まれるＡＴＭセルの個数が小さくなった場合、伝送路復号化部１３０１２、１３０１３、１３０１４のエラスティックバッファへの空セルの書き込みを行って、それぞれのＡＴＭセルの個数が一致するようにする。この処理によって、情報分岐ポートＡの入力端からのＡＴＭセル入力数に、残りの入力端からのＡＴＭセル入力数を一致させることができたことになる。    この操作により、情報通過ポートＡからのＡＴＭセル入力数に応じて間隙を制御したセルスロットにて、伝送路復号化部１３０１２、１３０１３、１３０１４のエラスティックバッファからのＡＴＭセルの読み出しを行なったとしても、これらのエラスティックバッファに対するＡＴＭセルの書き込み操作と読み出し操作の回数を平均的に一致させる事が可能となり、情報分岐手段１１２２−ｉの論理設計を単純化することが可能になる。
【０４３０】
ここで、セルスロットの間隙を変化させたり、空セルの書き込みの禁止や空セルの書き込みを行ったりしたことによって、エラスティックバッファがアンダーフローしたり、オーバーフローしたりしない事を保証する為には、エラスティックバッファの長さ、間隙を操作するトリガとなるふたつのカウンタの値の差、及び、間隙の変化量を、それぞれの通信機器が作成するクロックの周波数精度に合わせて適切に設定する必要があることは言うまでもない。
【０４３１】
また、エラスティックバッファに対して空セルの書き込みを禁止する際は、予め定められた個数のＡＴＭセルが保持されている事を確認してから書き込みの禁止を行ったり、一方で、エラスティックバッファに対して空セルの書き込みを行なう際は、予め定められた個数のＡＴＭセルを書き込む領域が空いている事を確認してＡＴＭセルを書き込んだりしても良い。
【０４３２】
本発明の家庭内通信網の通信機器間のｐｈｙレイヤとして、ＳＯＮＥＴに代表されるような、物理リンク上にフレームを定義し、該フレーム中のペイロード部分に連続してＡＴＭセルを書き込んで通信を行なうといった、同期転送型のｐｈｙレイヤを採用する場合であっても、基本的には、上で述べた方法、即ち、ある情報通過ポートから入力されるＡＴＭセルの個数に従って情報分岐手段１１２２−ｉ内部のセルスロットの間隙を変化させ、他の入力端からのＡＴＭセルの入力数も、該情報通過ポートからのＡＴＭセルの入力数に一致させるよいった方法でそれぞれの通信機器間のシステムクロックの周波数差を吸収することができる。
【０４３３】
ｐｈｙレイヤの種別による違いは、周波数差の吸収の仕方である。非同期転送型のｐｈｙレイヤを採用した場合、それぞれの通信機器間のシステムクロックの周波数差は、最終的には物理リンク上でのＡＴＭセルの間隔を変化させる事で吸収されることになる。
【０４３４】
一方で、同期転送型のｐｈｙレイヤの場合は、ＳＯＮＥＴにおけるＡＵ−４のポインタアクションといった、それぞれの方式毎に定義されているスタッフ同期として良く知られた手法を用い、必要に応じてフレームのオーバーヘッドの長さを調節することでそれぞれの通信機器間のシステムクロックの周波数差を吸収することになる。
【０４３５】
ところで、図５に示した様な、情報ボックス１１２１が存在しないような家庭内通信網の場合は、ＡＣプラグ１４０５に対応付けられた情報通過ポートのＡＴＭセル入力が無いことになり、セル数カウンタ１３０４の計数値が上昇せず、全ての入出力端からのＡＴＭセルの入出力数を一致させる上述のアルゴリズムが動作しないことになる。
【０４３６】
この問題は、例えば、電源投入後予め定められた時間が経過しても、ＡＣプラグ１４０５に対応付けられた情報通過ポートの伝送路復号化部のエラスティックバッファにＡＴＭセルの入力が無い場合、情報分岐手段１１２２−ｉのクロックで順次空セルを作成し、エラスティックバッファに入力するようにすれば、回避できる。
【０４３７】
図５に示した構成の場合、壁コンセント１５０１に最も近い情報分岐手段１５０４が、家庭内通信網の各通信機器の入出力セル数を一致させる基準となる事になる。
【０４３８】
なお、この状態で動作している時に、ＡＣプラグ１４０５に対応付けられた情報通過ポートの伝送路復号化部へのＡＴＭセルの入力が開始された場合は、自身のクロックによる空セルの作成を停止し、代わりに入力されたＡＴＭセルをエラスティックバッファに順次書き込んで行く事とすれば良い事は言うまでもない。
【０４３９】
ここで、通常の通信機器は、網同期を行なうための従属先を複数個選択可能であるように設計される事がある。上の状況で言えば、ＡＣプラグ１４０５からのセル入力が無い場合は、他のＡＴＭセルの入力がある入力端に、ＡＴＭセルの入出力数を一致させる入力端セルに切替えると事に相当する。この従属先切替えは、しかしながら、本発明による家庭内通信網では、実行する意味は薄い。
【０４４０】
図４に示した実装形態を持つ情報分岐手段１１２２−ｉを図６に示した接続形態で運用するのであれば、ＡＣプラグ１４０５からの電力供給が無ければ、自身、
及び電力分配系で自身より後ろに存在する機器は動作しない。従って、ＡＣプラグ１４０５に対応付けられた情報通過ポートに対して従属できれば十分である。図５に示したような、ＡＣプラグ１４０５から電力は供給されているが、ＡＴＭセルの供給は止まっている場合は、自身が出力するＡＴＭセルの個数に他の通信機器全てがＡＴＭセルの入出力数を合わせることとすれば良い。
【０４４１】
また、図４に示した実装形態の該情報分岐手段１１２２−ｉに対する電力供給口がＡＣプラグ１４０５の箇所に限定されている事に注意が必要である。従来技術によるＡＴＭ通信システムで、網同期先を管理者が手で設定する種類のものの場合、網同期先の設定ミスで、網同期先をたどる事によって得られる網同期経路がループしてしまうことがある。これが発生した場合、ＡＴＭ通信システムの動作は大変不安定なものになってしまう。この様な設定が必要なシステムは家庭に導入するのは困難である。
【０４４２】
図４に示した実装形態の情報分岐手段の場合、電力供給口と網従属先が一致しているので、網同期経路がループするよう、ある情報分岐手段のＡＣプラグを自分より下流に存在している別の情報分岐手段のＡＣコンセントに接続すると、この部分に電力が供給されないことになり、網同期経路のループによるシステムの不安定動作は発生しない。
【０４４３】
なお、ＡＴＭに係るＩＴＵ−Ｔ標準で言うところのＡＡＬより上のレイヤについては、ＩＴＵ−Ｔ標準のＡＡＬ１と呼ばれる、コンティニュアス情報を転送する為のアダプテーションプロトコルによって規定されている、端末−端末間のクロック同期手法等を使えば、送信端末と受信端末の間のＡＴＭセル転送に係るクロック同期がとれ、ＡＡＬより上のレイヤの処理について、受信端末のエラステッィクバッファのオーバーフロー／アンダーフローを回避することが可能になる。
【０４４４】
ここで、情報ボックス１１２１の電話網モジュール１８１０やＣＡＴＶモジュール１８１１といったモジュールに含まれる、アダプテーション部２２０３、２３０３も、送信端末、受信端末と見なす事が可能である事に注意が必要である。ＡＡＬ１のクロック同期手法を端末−端末間で使用することにより、地上波／衛星波のＴＶ放送を受信しつつ、公衆網との通信を行うといった局面であっても、それぞれの受信端末は、受信しているビットストリームに従属することとなり、どちらか一方が不調になるという不具合は発生しなくなる。
【０４４５】
ところで、図７に示した様に、壁に埋め込まれるタイプの実装形態をとられた情報分岐手段の場合、図４に示した実装形態の場合と異なり、ふたつの情報通過ポートのどちら側が情報ボックスに近いかということを、予め実装時に指定することはできない。
【０４４６】
しかしながら、例えば、電力分配線と情報転送線とを同一の被覆で保護した電線を情報分配手段間の接続に用いることとし、電力分配経路と情報転送経路を一致させることで情報転送経路が木構造をなす事を保証すれば、以下の様な、比較的容易な方法で従属先を各情報分岐手段に通知する事ができる。
【０４４７】
即ち、壁に埋め込まれるタイプの情報分岐手段では、どちらの情報通過ポートに従属すれば良いか、例えばディップスイッチを設定するといったことで、工事を行う際に固定的に従属先に関する情報を情報分岐手段に与えてしまうことである。
【０４４８】
２．４      既存ＡＶＩ機器の接続用機器の詳細な構成
次に、本発明による家庭内通信網に、既存のＡＶＩ機器を接続する為に準備される機器の詳細な構成と動作について説明する。
【０４４９】
２．４．１    ＮＴＳＣエンコーダ・デコーダ
図１に示したＮＴＳＣエンコーダ・デコーダ１１２３１、１１２３２、１１２３３の構成を図１４に示す。
【０４５０】
ＮＴＳＣエンコーダ・デコーダ１１２３１、１１２３２、１１２３３は、情報分岐手段１１２２−ｉからＡＴＭセルとして与えられる音声、画像情報をアナログの音声、画像信号へと変換して出力する。また、与えられるアナログの音声、画像信号をディジタル化、ＡＴＭセル化して情報分岐手段１１２２−ｉへと送出する。
【０４５１】
ＮＴＳＣエンコーダ・デコーダ１１２３１、１１２３２、１１２３３の構成のうち、情報分岐手段１１２２−ｉからのセル流を受け取り、音声、画像信号を再生する部分の動作は以下の通りである。
【０４５２】
情報分岐手段１１２２−ｉから入力されるビット列は、まず、伝送路符号化部２４０１に与えられる。
【０４５３】
伝送路符号化部２４０１は、与えられたビット列からＡＴＭセル流を再生し、ＶＣＩフィルタ２４０２に送出する。
【０４５４】
ＶＣＩフィルタ２４０２は、与えられたＡＴＭセル流のＶＰＩ／ＶＣＩを参照し、第１の受信ＦＩＦＯ２４０３もしくは第２の受信ＦＩＦＯ２４０４へと渡される。
【０４５５】
第１の受信ＦＩＦＯ２４０３には、音声、画像情報を転送する為に設定されたコネクションのＶＰＩ／ＶＣＩを持つＡＴＭセルが、第２の受信ＦＩＦＯ２４０４には、該ＮＴＳＣエンコーダ・デコーダの制御を行う為に設定されたコネクションのＶＰＩ／ＶＣＩを持つＡＴＭセルが、それぞれ転送される。
【０４５６】
なお、自分の上に設定されたコネクションに与えられたＶＰＩ／ＶＣＩを持つＡＴＭセル以外のＡＴＭセルは廃棄される。
【０４５７】
第１の受信ＦＩＦＯ２４０３によって受信されたＡＴＭセルは、アダプテーション（組立）部２４０５によって読み出される。
【０４５８】
アダプテーション（組立）部２４０５は、予め定められた方法により、これらのＡＴＭセルから、メディア同期の確立した状態の音声ディジタル情報、画像ディジタル情報を作成し、音声ディジタル情報はＤ／Ａ変換器２４０６へ、画像ディジタル情報は画像伸張手段２４０７へと、それぞれ出力する。
【０４５９】
この予め定められた方法とは、例えば、ＩＴＵ−Ｔ標準、Ｈ．２２ｘ（例えば、Ｈ．２２２）により定義された一連の方法であって良い。
【０４６０】
音声ディジタル情報が与えられると、Ｄ／Ａ変換器２４０６は、そのディジタル情報から音声のアナログ信号を作成し、出力する。
【０４６１】
なお、言うまでもなく、ＮＴＳＣエンコーダ・デコーダがオーディオアンプ２４０８とスピーカ２４０９を内蔵し、Ｄ／Ａ変換器２４０６の出力するアナログ信号の増幅と音声の出力を行うように構成されていてもかまわない。
【０４６２】
一方、アダプテーション（組立）部２４０５から出力された画像のディジタル信号が与えられると、画像伸張手段２４０７は、予め定められた方法により、このディジタル信号からアナログの画像信号を作成し、出力する。
【０４６３】
ＮＴＳＣエンコーダ・デコーダ１１２３１、１１２３２、１１２３３の構成のうち、アナログの音声、画像信号を受け取り、ＡＴＭセルの形式に変形して情報分岐手段１１２２−ｉへと送出する部分の動作は以下の通りである。
【０４６４】
外部から与えられる音声信号、画像信号は、それぞれ、Ａ／Ｄ変換器２４１０、画像圧縮手段２４１１に与えられる。
【０４６５】
Ａ／Ｄ変換器２４１０は、与えられた音声信号をディジタルのビット流に変形し、アダプテーション（分解）部２４１２に出力する。
【０４６６】
画像圧縮手段２４１１は、与えられた画像信号を、ディジタルのビット流に変形し、アダプテーション（分解）部２４１２に出力する。
【０４６７】
アダプテーション（分解）部２４１２は、与えられた音声、画像のディジタル信号流を予め定められた方法に従ってＡＴＭセル化し、送信ＦＩＦＯ２４１３へと送出する。
【０４６８】
送信ＦＩＦＯ２４１３は、予め定められた間隔で、アダプテーション（分解）部２４１２から渡された有効セルを順次伝送路符号化部２４１４へと送出する。
【０４６９】
渡された有効セルを送出しないセルスロットでは、空セルが伝送路符合化部２４１４へと送出される。
【０４７０】
伝送路符号化部２４１４は、渡されたＡＴＭセルを、順次予め定められた方式の伝送路上のフォーマットに変形し、情報分岐手段１１２２−ｉへと送出する。
【０４７１】
なお、ＮＴＳＣエンコーダ・デコーダも、上述した本発明に特徴的な網同期手法、即ち、ｐｈｙレイヤは独立同期、ＡＴＭレイヤでは、セルスロットの間隙を適切に変化させることで長い間に転送されるＡＴＭセルの個数を一致させる、それ以上のレイヤではアダプテーションプロトコルに従う、を用いて網同期が確立されていても良い。これを実現する為に、セル数カウンタ２４１５が伝送路復号化部２４０１に接続されている。
【０４７２】
ここで述べたＮＴＳＣエンコーダ・デコーダ１１２３１、１１２３２、１１２３３の動作を制御するのが制御手段２４１６である。この制御手段２４１６は、例えばＺ８０といった比較的低い能力を持つマイクロプロセッサを中心に構成されたマイクロプロセッサシステムであってよい。
【０４７３】
該ＮＴＳＣエンコーダ・デコーダ１１２３１、１１２３２、１１２３３の制御項目としては、
・該ＮＴＳＣエンコーダ・デコーダ上のコネクションのＶＰＩ／ＶＣＩの設定
（これはＶＣＩフィルタ２４０２とアダプテーション（分解部）２４１２に設定される）
・各機能ブロックの詳細な動作モードの設定
・各機能ブロックの詳細な動作状況の監視
等がある。
【０４７４】
制御手段２４１６は、ＮＴＳＣエンコーダ・デコーダ１１２３１、１１２３２、１１２３３の動作を制御する他に、該ＮＴＳＣエンコーダ・デコーダ１１２３１、１１２３２、１１２３３に接続される既存のＡＶ機器の代わりに、家庭内通信網に対してコネクション設定を要求したり、家庭内通信網からのコネクション設定に応答したりする役割を持つ。
【０４７５】
既存のＡＶ機器からのコネクション設定は、例えば、該ＡＶ機器に付属したリモコンで制御されることとしてもよい。また、既存のＡＶ機器へのコネクション設定に伴う、家庭内通信網からの該ＡＶ機器の制御は、リモコンで送出される信号を制御手段２４１６が送出する事で行われることとしても良い。
【０４７６】
これらの機能を実現するために、制御手段２４１６には、赤外線受信機２４１９や、赤外線送信器２４２０が接続されている。
【０４７７】
また、既に発売されている、制御端子付きのＡＶ機器を制御手段２４１６から制御するために、この制御端子と接続されるＩ／Ｏポート２４１８が制御手段２４１６にさらに設けられていてもかまわない。
【０４７８】
上述したように、本発明による家庭内通信網上のコネクション設定が、本発明者が特開平第６−３１１１８０号公報で開示した、ブロードキャストセルを用いた手法により実施されるとすれば、制御手段２４１６は、ブロードキャストセルの宛先アドレスで自分宛のものを取り込む必要がある。このために、自分に割り当てられたノード番号を知る必要があるが、このノード番号は、シリアルＲＯＭ２４１７に書き込まれていることとしても構わない。
【０４７９】
制御手段２４１６は、立ち上がり時に、シリアルＲＯＭ２４１７からノード番号を読み取り、ＶＣＩフィルタ２４０２に該ノード番号を通知する。
【０４８０】
ＶＣＩフィルタ２４０２は、伝送路復号化部２４０１からＡＴＭセルが与えられると、該ＡＴＭセルのＶＰＩ／ＶＣＩを参照する事でブロードキャストセルであるか否かを調べ、該ＡＴＭセルがブロードキャストセルであるならば、次に宛先フィールドを参照し、制御手段２４１６から与えられたノード番号を宛先アドレスに持つブロードキャストセルを第２の受信ＦＩＦＯ２４０４に渡す事になる。
【０４８１】
制御手段２４１６は、一定周期毎に第２の受信ＦＩＦＯ２４０４をポーリングし、該受信ＦＩＦＯ２４０４にＡＴＭセルが保持されていたならば、該ＡＴＭセルを取り込んで、該ＡＴＭセルによって指定された動作を順次行う事で、家庭内通信網からのコネクション設定に対応する事になる。
【０４８２】
また、コネクション設定を行う場合などに、制御手段２４１６がブロードキャストセルを送出する必要がある場合があるが、この場合は、制御手段２４１６は、自身が作成したブロードキャストセルを、送信ＦＩＦＯ２４１３にエンキューすることになる。
【０４８３】
ところで、ＭＵＳＥデコーダ１１２５の構成は、図１４に示した構成から、アナログの音声、画像信号をＡＴＭセルの形式に変形して出力する部分の機能を削減することで得られる。但し、画像伸張手段２４０７がＭＵＳＥ信号を処理できる必要があり、また、ＭＵＳＥ信号を処理可能な高いスループットがアダプテーション（組立）部２４０５に要求されることになる。
【０４８４】
なお、以降に詳細に説明する家庭内通信網制御手法に対応する為、本発明のＮＴＳＣエンコーダ・デコーダやＭＵＳＥデコーダには、外部から与えられた画像情報に対して、制御手段２４１６から指示されたビットマップ情報は文字情報をオーバーレイすることを可能とするよう、オーバーレイ画像作成部２４２１が画像伸長手段２４０７に含まれているのが望ましい。
【０４８５】
２．４．２    オーディオエンコーダ・デコーダ
図１に示したオーディオエンコーダ・デコーダ１１２４は、情報分岐手段１１２２−ｉからＡＴＭセルとして与えられる音声情報をアナログの音声信号へと変換して出力する。また、与えられるアナログの音声信号をディジタル化、ＡＴＭセル化して情報分岐手段１１２２−ｉへと送出する。
【０４８６】
オーディオエンコーダ・デコーダ１１２４の構成は、上述のＮＴＳＣエンコーダ・デコーダの構成から、画像処理系の機能を削除することで得られる。さらに、図１に示したＦＡＸアダプタ１１２６の構成も、基本的にはオーディオエンコーダ・デコーダと同一であってよい。
【０４８７】
言うまでもなく、ＮＴＳＣエンコーダ・デコーダ１１２３１、１１２３２、１１２３３とＭＵＳＥデコーダ１１２５の違いと同様、これらの機器では、それらが扱う信号に適した性能を持つＡ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器を採用し、さらに、適切なアダプテーションプロトコルを採用する必要はある。
【０４８８】
なお、以降に詳細に説明する家庭内通信網制御手法に対応する為、本発明のオーディオエンコーダ・デコーダやＦＡＸアダプタには、制御手段２４１６から指示されたビットマップ情報や文字情報が表示可能な手段、例えば液晶ディスプレイが含まれているのが望ましい。
【０４８９】
本発明のオーディオエンコーダ・デコーダやＦＡＸ  アダプタには、さらに、該液晶ディスプレイに表示されるオブジェクトの選択が可能な何らかの手段、例えばテンキーが含まれているのが望ましい。
【０４９０】
２．５      パーソナルコンピュータの接続
次に、本発明による家庭内通信網に、パーソナルコンピュータ１１１１  を接続する方法について説明する。
【０４９１】
パーソナルコンピュータ１１１１は、種々の高度なサービス、例えば、種々のメディア変換（ビットマップ情報として与えられる画像情報から文字情報の抽出を行う等）や、ビデオデータの編集、マルチメディアメールの作成や読みだしといったもの、を家庭内通信網に提供する。
【０４９２】
図１５に、パーソナルコンピュータ１１１１を本発明の家庭内通信網の情報分岐手段１１２２−ｉに接続する為に使用されるアダプタの構成を示す。このアダプタは、例えば、ＰＣＩバスであるとかＩＳＡバスであるとかいった、パーソナルコンピュータの筺体内システムバスに挿入されるものである。
【０４９３】
家庭内通信網から与えられたビット列は、  伝送路復号化部２５０１に与えられ、セル流として、ＶＣＩフィルタ２５０２に出力される。
【０４９４】
ＶＣＩフィルタ２５０２は、パーソナルコンピュータ１１１１上に設定されているコネクションに割り当てられたＶＰＩ／ＶＣＩを持つＡＴＭセルを、受信ＦＩＦＯ２５０３に書き込む。
【０４９５】
ＡＴＭセルを保持している場合、受信ＦＩＦＯ２５０３は、筺体内システムバスを経由してパーソナルコンピュータ１１１１のメインメモリ（図示せず）のバッファ領域（図示せず）に該ＡＴＭセルを書き込む。以降、パーソナルコンピュータ１１１１上で実行されているプロセスは、該バッファ領域にアクセスして自分の実行に必要なＡＴＭセルを取り込み、自分の処理に合ったアダプテーションを行なって必要なフォーマットに変換する事になる。
【０４９６】
ここで、バッファ領域（図示せず）に書き込まれたＡＴＭセルの個数が一定数を越えた場合に対応するプロセスを起動することにし、かつ、そのＡＴＭセルがいわゆるＣＢＲのコネクションによって運ばれていることとすれば、自動的にプロセスの起動が定期的となり、特にオペレーティングシステムにいわゆるＱｏＳ保証機能を付けなくてもＱｏＳの保証されたプロセス実行が可能となる事に注意が必要である。
【０４９７】
一方、パーソナルコンピュータ１１１１上で、家庭内通信網に対してＡＴＭ  セルを送出しようとするプロセスは、該パーソナルコンピュータ１１１１のメインメモリ（図示せず）のバッファ領域（図示せず）に、送出しようとするＡＴＭセルを書き込み、ＤＭＡ転送機能（図示せず）に、該ＡＴＭセルを送信ＦＩＦＯ２５０５に対して転送するよう指示する。
【０４９８】
送信ＦＩＦＯ２５０５は、ＤＭＡ転送機能（図示せず）から転送されてくるＡＴＭセルを、一旦保持する。
【０４９９】
送出許可作成部２５０４は、伝送路復号化部２５０１から送出されるＡＴＭセルによりセルスロットを定義し、その個数をカウントしている。このカウント値に従って、セル時刻が規定され、該パーソナルコンピュータ１１１１に設定されたコネクション毎に、与えられた帯域に従ったＴＡＴを順次作成し、該ＴＡＴとセル時刻が一致するセルスロットで送信ＦＩＦＯ２５０５にコネクション毎に有効セルの送出を指示する。
【０５００】
送信ＦＩＦＯ２５０５は、送出許可作成部２５０４から指示されたコネクションに属するＡＴＭセルを探し、伝送路符合化部２５０６に向けて送出する。
【０５０１】
ここで、指示されたＡＴＭセルが無かった場合は、空セルを送出する事としても良い。なお、送出許可作成部２５０４からの指示の無いセルスロットでは、空セルを伝送路符合化部２５０６に向けて送出することになる。
【０５０２】
ここで、情報ボックス１１２１の第２のＰＣＩバスセグメント１８１３のアービタ１８１２で作成されるＴＡＴは、それぞれのモジュール毎、言い替えれば物理リンク毎であったのに対し、パーソナルコンピュータ１１１１の送出許可作成部２５０４  で作成されるＴＡＴはコネクション毎としていることに注意が必要である。これは、情報ボックス１１２１の第２のＰＣＩバスセグメント１８１３では、予め帯域を守っていると予測されるコネクション毎のＡＴＭセルの中継を行なっているのに対し、パーソナルコンピュータ１１１１では、コネクションに対してＡＴＭセルを流入させる事から要請される仕様の差である。パーソナルコンピュータ１１１１で作成されるＡＴＭセルは、例えばプログラムの誤り等により、予め与えられた帯域を守っているとは限らない。
【０５０３】
なお、図１４で説明したＮＴＳＣエンコーダ・デコーダにおいても、ここで述べたようなコネクション毎にＴＡＴを計算して、該ＴＡＴに基づいてＡＴＭセルの送出を指示するという処理を行なっても構わないが、  この種の機器の場合、画像符合化方式により該機器が使用する帯域が決定されているので、  コネクション毎にＴＡＴ  を計算してＡＴＭセルの送出を指示するといった、正確な帯域制御を行なう意味は薄い。
【０５０４】
ここで述べたアダプタの場合、設定されたコネクションに対してＡＴＭセルを送出するタイミングを、ＴＡＴとして作成している。また、実際にこのＡＴＭセルを作成するのは、パーソナルコンピュータ１１１１上で実行されるプロセスのうちのいくつかである。
【０５０５】
そこで、これらのプロセスのそれぞれが一回起動される度に出力するＡＴＭ  セルの個数に等しい回数、対応するコネクションのセルを送出する事を送信ＦＩＦＯ２５０５に指示した時に、送出許可作成部２５０４が、パーソナルコンピュータ１１１１のマイクロプロセッサ（図示せず）に対して、対応するプロセスの起動を指示することにすれば、オペレーティングシステムのＱｏＳ保証機能を送出許可作成部２５０４がサポートする事になる。
【０５０６】
一般的に、ひとつのプロセスが起動される周期を一定に保つのはソフトウェアにとっては困難な作業であり、システム全体の性能を上げる為に、ハードウェアによるサポートが望まれる部分である。
【０５０７】
ところで、上述の方式に従えば、送信するＡＴＭセルを作成するプロセスは、ＴＡＴに従って起動されることになるので、送信ＦＩＦＯ２５０５に適切な容量を準備すれば、送信ＦＩＦＯ２５０５がフルになることはない。
【０５０８】
しかしながら、プログラムのバグ等で送信ＦＩＦＯ２５０５がフルになる事が考えられる。この場合、パーソナルコンピュータ１１１１のＤＡＭ転送機能（図示せず）は、例えばフルで無くなるまでＡＴＭセルの転送を待っていても良いし、また、オペレーティングシステムに対して警報を出すようにしても良い。どちらを選択するかは、そのプロセスの扱っている情報種別、かつ／またはそのプロセスの提供しているサービスの性質によって選択されることとなる。
【０５０９】
文字データを処理しているプロセスであるか、いわゆるベストエフォットでサービスを提供しているプロセスである場合は、前者、即ち、空きができるまで待つことになる。一方、音声／画像データといったコンティニュアス情報を処理するプロセスであるか、いわゆるＱｏＳ保証でサービスを提供しているプロセスの場合は、後者、即ち異常状態と見なして警報を上げることになる。
【０５１０】
上述した本発明に特徴的な網同期法、即ち、ｐｈｙレイヤは独立同期、ＡＴＭレイヤでは、セルスロットの間隙を適切に変化させることで長い間に転送されるＡＴＭセルの個数を一致させる、それ以上のレイヤではアダプテーションプロトコルに従う、を用いて、ここで述べているアダプタにおいても網同期が確立されていても良い。これを実現する為に、セル数カウンタ２５０７が伝送路復号化部２５０１に接続されている。
【０５１１】
ところで、図１に示したビデオサーバ１１１２は、図１５に示されたアダプタで情報分岐手段１１２２−ｉに接続された、大規模な記憶装置を持つパーソナルコンピュータであってよい。このパーソナルコンピュータでは、  ビデオ情報の新規登録、分類、家庭内通信網への送出、削除といった機能を実現するソフトウェアが実行されることになるのは言うまでもない。
【０５１２】
３．  制御構造
以降、図１、図２に示した家庭内通信機器を統合制御する方法について説明する。
【０５１３】
３．１    家庭内通信網の制御構造への要求条件
図１、図２に示した家庭内通信網では、大きく言って、ある位置に存在する情報を別の位置に移動し、該情報に対して何らかの処理を行なうといった事が行なわれる。例えば、ＣＡＴＶ網１１０７を経由して家庭に到達するテレビ番組をＴＶセット１１１７で観賞するといった事を行なう場合、家庭内通信網では以下のことが実行されることになる。
【０５１４】
情報ボックス１１２１のＣＡＴＶモジュール１８１１で受信されたテレビ番組は、ディジタル化、ＡＴＭセルされて第２のＰＣＩバスセグメント１８１３、宅内モジュール１８０９を経由して家庭内通信網に送出される。
【０５１５】
家庭内通信網に送出されたテレビ番組は、情報分岐手段１１２２３、１１２２４を経由してＮＴＳＣエンコーダ・デコーダ１１２３２に到達し、アナログ信号に戻されてＴＶセット１１１７に出力される。
【０５１６】
出力されたアナログ信号を、ＴＶセット１１１７が表示する。つまり、情報ボックス１１２１が持っているＴＶ番組という情報を、ＴＶセット１１１７にまで移動し、ＴＶセット１１１７の持つ、表示するという処理を行なっているのである。表示する家庭内通信機器を統合制御するとは、即ち、この一連の処理をシームレスに制御することである。この一連の処理を制御する為には、
・家庭内通信網の中にどのような処理を行なう機器がどの程度存在しているか
・これらの機器から情報を取り出して別の機器に転送するにはどうすれば良いか
・転送した情報に所望の処理を加えるにはどうすれば良いか
を知り、顧客に対して統一的な視点でそのやりとりを指示できる枠組を提供する必要がある。
【０５１７】
パーソナルコンピュータ用の最近のオペレーティングシステムの場合、そのヒューマンインターフェースとして、ＧＵＩと呼ばれる、グラフィカルなユーザインタフェースが提供されることが多い。こういったユーザインタフェース上では、情報を含むファイルや、機能を実現するプログラムをアイコン群という形態で画面上に表示し、これらのアイコンをポインティングデバイスであるマウスを用いて選択して利用者の所望の処理を実行させる事が行われる。
【０５１８】
これらの、ＧＵＩで表現される一連の処理の中に、あるアイコンをマウスで選択し、別のアイコンに向けてドラッグアンドドロップすることで、後者のアイコンに関連付けられた機能が起動される。例えばファイルを意味しているアイコンを、ゴミ箱の形をしたアイコンに向けてドラッグアンドドロップすれば、該ファイルがファイルシステムから削除されるといった機能の操作方法がある。
【０５１９】
この操作方法は、ある情報に対して加えられる処理がアイコンで表示されているため、直観的で分かりやすい機能の操作方法であると言える。
【０５２０】
本発明の家庭内通信網も、同様の枠組でその動作を制御できるのが望ましい。
【０５２１】
また、本発明の様に家庭での使用を前提とする場合、これらの通信機器の設置に必要な手間はなるべく削減したいという要求がある。
【０５２２】
情報ボックス１１２１にモジュールを挿入すれば、直ちに該モジュールが提供するサービス、例えばＶＨＦ／ＵＨＦテレビ放送受信を家庭内通信網に接続された端末群、例えばパソコンのＣＲＴであるとか、ビデオモニタであるとかいったものにおいて享受できる様にするのが理想的である。
【０５２３】
これらの点を考えると、本発明の家庭内通信網の制御の枠組には、以下の様な要求条件があることになる。
【０５２４】
・  家庭内通信網内部に存在している通信機器、ＡＶＩ機器を情報分岐手段１１２２−ｉに接続するだけで、これらの機器の持つ情報に対して行なうことのできる操作（例えば、ＴＶ放送を家庭内通信網にブロードキャストする、多量のディジタルデータを保存する、ディジタルデータを画面に表示する、ディジタルデータで与えられる画像から文字認識を行なって文字情報へと変換する等）  が家庭内通信網に登録される機能（自動登録機能）。
【０５２５】
・  家庭内通信網内部に保持されている／ブロードキャストされている情報を家庭内通信網に自動的に登録する機能（自動情報登録）。
【０５２６】
・  登録された機能や情報を、顧客に提示し、簡便な方法で情報や該情報に対して与える操作を選択させる機能（機能−情報関連付け）。
【０５２７】
以降、第１の要求条件を自動機能登録と、第２の要求条件を自動情報登録と、そして第３の要求条件を機能−情報関連づけと、それぞれ呼ぶことにし、これらの要求条件について考察を加え、その後に本発明における制御構造について詳細に説明を行なう。なお、上述した、ある機能を示すアイコンの上に、情報を示すアイコンをドラッグアンドドロップするというのは、機能−情報関連づけの一つの方法であるとみなすことができる事に注意が必要である。
【０５２８】
３．１．１    自動機能登録についての考察
家庭内通信網に対して、家庭内通信網内部に存在している通信機器、ＡＶＩ機器が自動的にその機能を登録する事を考える場合、その手順は以下の様になる。
【０５２９】
まず、家庭内通信網に対して、家庭内通信網に存在している通信機器やＡＶＩ機器は、自身の存在を通知する。この機能は、通常の通信機器で言うところの自動構成認識である。
【０５３０】
それぞれの端末が持つ機能の自動登録の為には、家庭内通信網が自動構成認識機能を持っていることが必要になる。なお、自動構成認識の方式は種々考えられる。本発明者もその方法のひとつを特開平第６−３１１１８０号公報で開示しているが、この方法は本発明の有効性には何ら影響を与えないので、ここでは特にその方式は限定せずに説明を進める。
【０５３１】
しかしながら、自動構成認識の為には、家庭内通信網に接続されている全ての端末を何ら特殊な設定を行なわずに探索できる必要があり、この観点から、本発明の家庭内通信網の場合はブロードキャストベースの通信が提供されている為、本発明者が特開平第６−３１１１８０号公報で開示した様な、簡易な自動構成認識手法を採用できる事に注意が必要である。
【０５３２】
自動構成認識が終了すると、それぞれの機器は、自身の持っている機能を家庭内通信網に登録する。ここでの登録の方式を決定する場合、以下に述べる事実に注意する必要がある。
【０５３３】
それぞれの機器が持つ機能を家庭内通信網に登録する方式を決定する際に考えなければならない第１の点は、家庭内通信網には、順次新しい機能が提供され、また、今までに提供された機能であっても日々その形態が変化してゆく可能性があることである。例えば、現在行なわれる可能性のあるものは、ＶＴＲ１１１３とＴＶセット１１１７の間のＮＴＳＣ信号であるとか、ＦＡＸ１１２０と電話網１１０９の間のＦＡＸ信号であるとかいったものであり、家庭内通信網に要求される機能は定まっている。
【０５３４】
しかしながら、近い将来、例えばＩＰ網１１０８としてインターネットサービスが公衆網として新たに開始された場合、該インターネット上で提供されるサービスにアクセスするための機能、例えばＷＷＷを検索する為のブラウザが新たに家庭内通信網に必要となる。また、言うまでもなく、該ＩＰ網が要求するアクセスプロトコルを実行する機能も家庭内通信網に新たに必要になる。
【０５３５】
さらに、ＷＷＷの検索用のブラウザは、当初モザイクと呼ばれるソフトウェアが主流を占めていたが、最近はネットスケープと呼ばれるソフトウェアが主流を占めている。即ち、ＷＷＷの検索ブラウザという機能も、バージョンアップされる可能性がある。また、今後共、音声／画像／文字情報の符合化方式は種々開発されるだろう。例えば、画像の圧縮化方式ひとつ考えてみても、ＭＰＥＧ１、ＭＰＥＧ２、ＭＰＥＧ４と種々の方式が提案されようとしている。同じ方式を提供する機器を接続しなければ、正常に画像表示が行なわれることはない。
【０５３６】
機能の自動登録を行なう最も簡便な方法は、機器が家庭内通信網に提供する機能ひとつひとつに番号を与え、該番号を端末から通知させる事である。
【０５３７】
しかしながら、この方式では、予め定められた機能のみしか識別できず、新しい機能を識別することが出来なくなる。また、情報のやりとりを正常に実行する為に適合しているか確認しなければならない、ひとつひとつの機器が提供する機能の持つ詳細な仕様、例えば、それぞれの機器が受け付ける事のできる画像符合化方式や、ＴＶセット１１１７はＮＴＳＣ信号による自然画像を表示するのに適したＣＲＴを持っているのに対し、パーソナルコンピュータのモニタは、文字情報を表示するのに適したＣＲＴを持っているといったことも、通知するのが困難である。
【０５３８】
従って、この方法は、新しい機能に対応できず、本発明の家庭内通信網には適さない。
【０５３９】
また、こういった機能の登録という事を考える場合、各機器から送出される機能に関する情報を、家庭内通信網上のどこか一箇所にまとめ（これを機能データベースと呼ぶ）、集中管理する事を考えるのが一般的である。
【０５４０】
しかしながら、この方法では、例えば該機能データベースが故障した後に再度復帰する場合とか、ある機器が家庭内通信網からはずされ、変わりに別の機器が接続される、さらに、該機能データベースが故障した場合にも、該機能データベースに登録されている内容が実際に家庭内通信網に接続されている機器群の機能に一致していることを保証する為に、該機能データベースそれ自身に対する複雑な操作が必要になる。結果として、この方式では、情報ボックス１１２１にモジュールを挿入すれば直ちに家庭内通信網に接続された端末群で該モジュールの持つ機能を享受できる様にはならず、この方式を家庭に導入するには無理がある。
【０５４１】
３．１．２    自動情報登録についての考察
自動機能登録に関する上述の考察と同様の考察を、家庭内通信網内部に保持されている／家庭内通信網からアクセス可能な情報についても行うことができる。
【０５４２】
家庭内通信網内部に保持されている／家庭内通信網からアクセス可能な情報も、一般的には、これらの情報に関するインデックスもしくは情報そのものを、家庭内通信網上のどこか一箇所にまとめ（これを情報データベースと呼ぶ）、集中管理することを考えるのが一般的である。
【０５４３】
しかしながら、この方法では、機能データベースを考えた場合と同様、情報データベースに登録されている内容と、実際に家庭内通信網で利用可能な情報とが一致していることを保証する為に、該情報データベースそれ自身に対する複雑な操作が必要になる。結果として、この方式では、上で述べた情報ボックス１１２１にモジュールを挿入すれば直ちに家庭内通信網に接続された端末群で該モジュールの持つ機能を享受できるようにはならず、この方式を家庭に導入するには無理がある。
【０５４４】
また、上で述べた機能に関する観察、即ち、ＷＷＷのブラウザといった新しい機能を次々に家庭内に導入しなければならなくなる事と同様の状況事が、家庭内通信網で扱われる情報に対しても成立する。この結果、情報の種別を示す記号をそれぞれのファイルに付与するという現状のオペレーティングシステムにおける情報種別識別法では、新しい情報種別が発生する度にオペレーティングシステムを置き換える必要が生じる。これも、家庭に対するＡＶＩ機器導入には大きな障害となる。
【０５４５】
３．１．３    機能−情報関連づけについての考察
本発明の家庭内通信網においては、それぞれの機器が家庭内で使用される状況には大きな隔たりがある。例えば、ＴＶセットは、家族全員でくつろいでＴＶ番組を鑑賞する為に使用するのが一般的であるるのに対し、パーソナルコンピュータは、家計簿を付けるであるとか、インターネットから情報を検索するであるとかいった、比較的集中力を有する目的の為に使用されるのが一般的である。
【０５４６】
上述したマウスによるドラッグアンドドロップは、ディスプレイを注視しなければ行う事ができない。従って、マウス操作によるアイコンのドラッグアンドドロップによる機能−情報関連づけのみで家庭内通信網の全ての処理を行なう事を考えると、くつろいでいる場合にもマウス操作という比較的集中力を有する操作を行うこととなり好ましくない。
【０５４７】
それぞれの機器毎に使用される利用者の精神状態にあったヒューマンインタフェースを使って、それぞれの機器が必要とする機能−情報関連づけが行なえる必要がある。
【０５４８】
３．２      本発明による制御構造
本発明の家庭内通信網では、上述したように、機能データベースや情報データベースを持つ事なしに、利用者の精神状態に合ったヒューマンインタフェースで、通信網上に存在する機能−情報関連づけを行うために、以下の様な枠組みで家庭内通信網を制御することとしている。
【０５４９】
図１６に示すように、本発明の家庭内通信網に接続される全ての機器に、情報スイッチャと呼ぶ機能を配置する。この情報スイッチャは、以下の機能を持つ。
【０５５０】
・  家庭内通信網からの指示で、自身が外部に提供可能な機能、及び、情報に対するインデックスである機能／情報インデックスを作成し、家庭内通信網に送出する。
【０５５１】
・  利用者から機能−情報関連付けを行おうとすることを通知されると、家庭内通信網から、その時点で使用可能な機能／情報インデックスを収集する。
【０５５２】
・  家庭内通信網から収集した機能／情報インデックスを、自身の含まれる機器が持つ機能に適した形で利用者に提示する。
【０５５３】
・  提示したインデックスに対して利用者が操作を加え、機能−情報関連付けを行うと、情報インデックスに含まれる情報を基に必要な情報通信パスを設定し、機能インデックスに含まれる情報を元に双方の情報スイッチャが必要なプロセスを起動すると共に、該プロセスに情報通信パスを接続する。
【０５５４】
情報スイッチャが、家庭内通信網からの指示によって送出する機能／情報インデックスとは、具体的には、対応する機能や情報を暗示するビットマップ情報と、対応する機能や情報を暗示する文字情報、さらにこれらの機能や情報の実体へのポインタの組である。
【０５５５】
機能／情報インデックスに含まれる対応する機能や情報を暗示するビットマップ情報と文字情報は、例えば、パーソナルコンピュータといった、マウスによるドラッグアンドドロップ操作が適切である機器では、あるウィンドの上のアイコンとして並べられ、利用者に提示される。
【０５５６】
一方、例えば、ＴＶセットといった、マウスによるドラッグアンドドロップ操作が適切でない機器では、文字情報のみ、もしくは、ビットマップ情報と文字情報との組がメニュー形式で表示される。
【０５５７】
機能や情報の実体へのポインタは、具体的には、このアイコンを送出した機器の家庭内通信網内部での識別子（機器識別子）と、該機器内部での該機器により外部に提供される機能の識別子（機能識別子）や情報の識別子（情報識別子）で、予め定められた長さを持つ文字列である。
【０５５８】
本発明の家庭内通信網が、本発明者が特開平第６−３１１１８０号公報で開示した手法によりＡＴＭレイヤを制御しているのであれば、ここで使用されるノード番号を、それぞれの機器の機器識別子として使用する事が可能である。
【０５５９】
また、機器内部での機能識別子や情報識別子は、それぞれの機器が自身で付与したものであってよい。つまり、他の機器における識別子の構造との一貫性は不要で、上で述べた機能や情報種別の数え上げ手法の持つ、予めシステム構築時に予測した種別の機能や情報以外しか使用できず、さらにその組み合わせが膨大になってシステムコストが増大する、もしくは、利用者が要求する機能を提供しきれない、という問題点を解決することができる。
【０５６０】
３．２．１    情報スイッチャの動作の説明
以下、情報スイッチャのより詳細な動作を、パーソナルコンピュータもしくはＴＶセットにてＣＡＴＶ放送を鑑賞する局面を例にとって説明する。
【０５６１】
利用者は、家庭内通信網内部に存在する情報をパーソナルコンピュータもしくはＴＶセットで鑑賞したいと思った場合、まず、パーソナルコンピュータもしくはＴＶセットの情報スイッチャに対して、その事を通知する。
【０５６２】
この通知は、例えば、パーソナルコンピュータの場合は情報スイッチャアイコンをダブルクリックして情報スイッチャを呼び出すといった形式であって良いし、また、ＴＶセットの場合は、リモコンにより予め定められたチャネル番号を入力するといった形式であっても、また、リモコンに情報スイッチャ呼び出しキーが定義され、そのキーを押す、といった形式であっても良い。
【０５６３】
利用者から起動されると、情報スイッチャは、まず、家庭内通信網内部の全ての機器に対して機能／情報インデックス要求メッセージを送出し、それぞれが持っている機能／情報インデックスの通知を要求する。
【０５６４】
家庭内通信網内部のそれぞれの機器の情報スイッチャは、機能／情報インデックス要求メッセージを受け取ると、自身の持つ、機能／情報のうち、その時点で外部に提供可能な機能／情報に関するインデックスを、機能／情報インデックス応答メッセージにメッセージ化して家庭内通信網に送出する。
【０５６５】
機能／情報インデックス要求メッセージを送出した情報スイッチャは、他の情報スイッチャの送出した機能／情報インデックス応答メッセージを受信し、家庭内通信網内部に存在している機能や情報に関するインデックスを得る。
【０５６６】
このように、家庭内通信網内部に存在している機能や情報の検索を、必要になる度に家庭内通信網全体に対して問い合わせを行うように実現する事で、上述した機能データベースや情報データベースと家庭内通信網内部の状態の一貫性を確保するための種々の手間を削減することができる。
【０５６７】
さらに、家庭内通信網にパーソナルコンピュータといった汎用的な計算能力が存在する事を仮定せずに、家庭内通信網内部の機能や情報を検索できることにも注意が必要である。
【０５６８】
このように、機能／情報検索を必要になる度にそれぞれの機器が行う事の欠点は、家庭内通信網内部のトラフィック量が増大してしまうことと、それぞれ機器の応答を待つため動作速度がメッセージの伝搬遅延に比例して遅くなる点にある。
【０５６９】
しかしながら、家庭内通信網に対する適用に限ればこの点は問題ではない。すなわち、家庭内通信網に限定すれば、同時に機能−情報関連付けを行う端末の台数は高々２−３台であり、また、家庭内通信網内部のみに限れば、十分高速にそれぞれの機器との間でメッセージをやりとりする事が可能である。
【０５７０】
ここで、本発明による家庭内通信網がブロードキャストベースで通信を行なっている事に注意が必要である。このような家庭内通信網に接続されている全ての機器から情報を収集するといった操作は、ブロードキャストベースの通信網で容易に提供可能な、コネクションレス通信によって比較的簡単に提供する事が可能である。これを実行する為に、家庭内通信網内部の帯域の一部が予め予約されているものとする。また、このコネクションレス通信は、予め定められたＶＰＩ／ＶＣＩの上に、ＡＡＬ３／４といった可変長のコネクションレスメッセージの多重化が可能なアダプテーションプロトコルを用いて実現される事としてもよい。
【０５７１】
機能／情報インデックス要求メッセージを送出した情報スイッチャは、家庭内通信網に接続された全端末からの機能／情報インデックス応答メッセージが到着できると予測可能な時間待ち、もしくは、機能／情報インデックス応答メッセージを受信する度に順次、得られた機能／情報インデックス応答メッセージ群を利用者に提示する。
【０５７２】
パーソナルコンピュータの場合、機能／情報インデックスに含まれる、該機能／情報を暗示するビットマップデータや文字列から作成されるアイコンを並べた画面を利用者に提示する。また、利用者が利用している機器が、例えばＴＶセットの様に、マウスによるドラッグアンドドロップに適さない機器であれば、得られた機能／情報インデックスの機能／情報を暗示するビットマップデータや文字列からメニュー形式の画面を作成し、利用者に提示する。
【０５７３】
図１６に示した家庭内通信網の場合、アイコン応答メッセージを送出するのは、ＦＡＸに対応づけられた情報スイッチャ、監視カメラに対応づけられた情報スイッチャ、ＮＴＳＣエンコーダ・デコーダに対応づけられた情報スイッチャ、電話網モジュールに対応づけられた情報スイッチャ、ＣＡＴＶモジュールに対応づけられた情報スイッチャ、パーソナルコンピュータに対応づけられた情報スイッチャ、そして、ビデオモニタに対応づけられた情報スイッチャである。
【０５７４】
これらの情報スイッチャは、例えば、以下の様な自身が外部に提供可能な情報／機能に関するインデックスを機能／情報インデックス応答メッセージとして家庭内通信網に送出することとしても良い。
【０５７５】
なお、ＮＴＳＣエンコーダ・デコーダは、既存ＶＴＲを赤外線信号により制御するものとする。
【０５７６】
・  ＦＡＸに対応づけられた情報スイッチャ：
機能インデックス  ：  主電源ＯＮ／ＯＦＦ、ダイヤル情報入力用キーパッド、原稿受信
情報インデックス  ：  電話番号表
・  監視カメラに対応づけられた情報スイッチャ：
機能インデックス  ：  主電源ＯＮ／ＯＦＦ、  カメラ位置移動
情報インデックス  ：  監視画像
・  ＮＴＳＣエンコーダ・デコーダに対応づけられた情報スイッチャ：
機能インデックス  ：  主電源ＯＮ／ＯＦＦ、受信チャネル選択、再生、          早送り、巻き戻し、録画
情報インデックス  ：  （ビデオテープが挿入されている事が既存ＶＴＲから通知されれば）テープ
・  電話網モジュールに対応づけられた情報スイッチャ：
機能インデックス  ：  発呼機能、着呼機能
情報インデックス  ：  （コネクション設定後の）電話網モジュールから／への情報
・  ＣＡＴＶモジュールに対応づけられた情報スイッチャ：
機能インデックス  ：  主電源ＯＮ／ＯＦＦ、ＣＡＴＶチャネル選択
情報インデックス  ：  （チャネル選択後の）番組
・  パーソナルコンピュータに対応付けられた情報スイッチャ：
機能インデックス  ：  自身に導入された家庭内通信網を用いた機能を実現するアプリケーション（例えば、映像表示、音声通信等）
情報インデックス  ：  自身に導入された、家庭内通信網を用いた機能を実現するアプリケーションに関連する情報ファイル群
・  ビデオモニタに対応づけられた情報スイッチャ：
機能インデックス  ：  主電源ＯＮ／ＯＦＦ、映像表示
情報インデックス  ：  （外部に提供する情報なし）
ここで、機能／情報インデックス要求メッセージを受信した時の機器の稼働状態によって、これらの機能／情報インデックスのうちのいくつかが、家庭内通信網が選択されて送出されることとしてもよい。例えば、ＣＡＴＶモジュールにおいて、該モジュールの主電源がＯＦＦである時に機能／情報インデックス要求メッセージを受信したならば、主電源ＯＮ／ＯＦＦに関する機能インデックスのみを、主電源はＯＮであるが受信チャネルが選択されていない時は、主電源ＯＮ／ＯＦＦに関する機能インデックスとチャネル選択に関する機能インデックスを、主電源がＯＮで、受信チャネルが選択されている時は主電源ＯＮ／ＯＦＦに関する機能インデックス、チャネル選択に関する機能インデックス、及び番組に関する情報インデックスを、それぞれ送出することとしても良い。
【０５７７】
利用者は、まず、ＣＡＴＶモジュールのアイコンもしくはメニューで、主電源ＯＮ／ＯＦＦを選択する。すると、パーソナルコンピュータもしくはビデオモニタの情報スイッチャは、選択されたＣＡＴＶモジュールの機能インデックスに含まれている、該機能を提供している機器（ＣＡＴＶモジュール）の家庭内通信網での機器識別子と、該機能（主電源ＯＮ／ＯＦＦ）の該機器（ＣＡＴＶモジュール）での機能識別子を得る。
【０５７８】
次に、該家庭内通信網の機器識別子で示される機器に向けて、該機能識別子を送出する。これは、機能／情報インデックス要求／応答メッセージのやりとりを行なったコネクションレス通信用チャネルを経由して行なわれる。
【０５７９】
自身の機能識別子（主電源ＯＮ／ＯＦＦ）を受け取った該機器（ＣＡＴＶモジュール）は、該機能識別子で指定された動作を行なう。これにより、ＣＡＴＶモジュールの電源がＯＮとなる。
【０５８０】
ここで、パーソナルコンピュータもしくはビデオモニタの情報スイッチャが、情報インデックスに含まれる情報の意味を全く認識していないことに注意が必要である。パーソナルコンピュータもしくはビデオモニタの情報スイッチャは、受け取った機能／情報インデックスに含まれるビットマップデータかつ／または文字データを、アイコンもしくはメニューといった、自身が使用される局面に適した形式で利用者に提示し、利用者の選んだ機能／情報インデックスに含まれる機能識別子にて指定される機器に対して、該機器内部で定義された、機能／情報に関する機能／情報識別子を送り出しているだけである。
【０５８１】
機能／情報インデックスを選択した結果、何が行なわれるかについては、機能／情報インデックスに含まれるビットマップデータかつ／または文字データを利用者が参照して利用者が解釈する事になる。これにより、情報スイッチャを実装する時に定義されていない機器／機能であっても、情報スイッチャを経由して必要な機能を起動する事が可能になる。
【０５８２】
この操作の結果として、ＣＡＴＶモジュールは、チャネル選択に係る機能インデックスを家庭内通信網に送出する。
【０５８３】
パーソナルコンピュータもしくはビデオモニタの情報スイッチャは、該チャネル選択に係る機能インデックスを受けると、該機能インデックスに含まれるビットマップかつ／または文字データをアイコンもしくはメニューとして新たに表示する。
【０５８４】
利用者は、該チャネル選択に係る機能インデックスを選択する。すると情報スイッチャは、機能インデックスに含まれる機器識別子で示される機器（ＣＡＴＶモジュール）に、機能識別子（チャネル選択）を送出する。
【０５８５】
この後、実際にチャネル選択を行なう必要があるが、このチャネル選択は、例えば、ＣＡＴＶモジュールがチャネル選択に係る機能インデックスを受けると、自身が受信可能なチャネルひとつひとつに対応する情報インデックスを通信網に送出する形でも良いし、また、「Ｘ」と呼ばれる分散化されたウィンドウシステムで行なわれている様に、ＣＡＴＶモジュール自身が、パーソナルコンピュータやビデオモニタ上に新しくウィンドウを開き、該新規ウィンドウ上でＣＡＴＶモジュールが実行するチャネル選択プログラムの実行に必要なデータの入出力（この場合は、選択可能なチャネルの提示と、利用者からのチャネル指示情報の入力）を行なうようにしても良い。
【０５８６】
前者の場合は、機能／情報インデックスの選択という統一された概念で家庭内機器が制御できる利点がある一方、家庭内通信網内部で提供される機能／情報の種類が増加すると表示しなければならない機能／情報インデックスの個数が増大し選択しずらくなる、という欠点がある。また、後者の場合は、機能／情報インデックスの選択という統一された概念から離れ、新たに「Ｘ」といったウィンドウシステムの利用法を利用者に教育する必要があり、また、ＣＡＴＶモジュール側で機器が使用されている環境を意識しなければならない欠点があるのに対し、表示しなければならない機能／情報インデックスの個数は削減可能になる。
【０５８７】
どちらを選択するかは、それぞれの機器の特性に鑑みて決定されるべき事項である。
【０５８８】
また、これら２種類の手法の中間的手法として、機能インデックス中に含ませる機能識別子に、いくつかの選択肢を設けるといった方法もある。
【０５８９】
機能インデックスを受け取った情報スイッチャは、該機能インデックスに複数個機能識別子が含まれている場合、これらの機能識別子からどれを選択するかを利用者に選択させる画面を新たに作成し、利用者に提示する事としても良い。  これを実行する場合、ひとつの機能インデックスに、それぞれの機能識別子毎に該機能識別子により起動される機能を暗示するビットマップ情報や文字情報が含まれると、なお好ましい実施形態となる。
【０５９０】
上述のどれかの方法によりチャネル選択が終了すると、ＣＡＴＶモジュールに関する情報インデックスとして、選択されている番組を表すものがＣＡＴＶモジュールから送出される。
【０５９１】
パーソナルコンピュータ／ビデオモニタの情報スイッチャは、該情報インデックスを受信し、再度利用者にアイコンもしくはメニュー形式で提示する。利用者は、番組を表す情報インデックスが表示されると、ドラッグアンドドロップもしくはそれに類する操作で、該情報インデックスとパーソナルコンピュータもしくはビデオモニタの機能インデックスである映像表示を関連付ける。
【０５９２】
機能インデックスに情報インデックスが関連付けられると、情報スイッチャは、
１）  機能インデックスに含まれる機器識別子で示される機器と情報インデックスに含まれる機器識別子で示される機器の間にコネクションを設定する。ここで、機能インデックス中に、該機能を実現するために必要な帯域が予め記載されており、この帯域が該設定したコネクションに与えられるものとする。
【０５９３】
２）  機能インデックスに含まれる機能識別子を該機器識別子で示される機器に送出し、情報インデックスに含まれる情報識別子を、該機器識別子で示される機器に送出する。この時、上で設定したコネクションの識別子もそれぞれの機器に、同一のメッセージで通知する。
【０５９４】
３）  情報インデックスで示された機器は、情報識別子を受け取ると、該情報を指定されたコネクションに送出する。また、機能インデックスで示された機器は、機能識別子を受け取ると、該識別子の示す機能を起動し、該起動された機能に、指定されたコネクションを接続する。該コネクションから情報を受け取るか、該コネクションに情報を送出するかは、起動される機能によって異なる。
【０５９５】
といった一連の動作を行なう。例えば、ここで説明している例の場合、選択された機能インデックスが含んでいる機器識別子はパーソナルコンピュータもしくはビデオモニタを示し、機能識別子は「映像表示」を示す。また、選択された情報インデックスが含んでいる、機器識別子はＣＡＴＶモジュールを示し、情報識別子は「現在受信中の番組」を示す。
【０５９６】
従って、上述の様に処理が行なわれることで、ＣＡＴＶモジュールで受信している番組が、パーソナルコンピュータもしくはビデオモニタ上で表示されることになる。
【０５９７】
本発明に係る家庭内通信網の場合、ブロードキャストベースのＡＴＭ通信であり、かつＶＰＩ／ＶＣＩの書き換えが行なわれないので、帯域及び使用ＶＰＩ／ＶＣＩというコネクション設定時に指定しなければならないコネクションの属性を指定する情報が、家庭内通信網全体で有意な情報となり、残余帯域を表す変数や、ＶＰＩ／ＶＣＩの割り当て表は、家庭内通信網で１つ管理すれば良くなる。
【０５９８】
このため、これらの管理は単純化され、各情報スイッチャが、この一連の処理をそれぞれ独立に監視し、必要に応じてお互いに自身が使用している帯域／使用ＶＰＩ／ＶＣＩを通知し合うことで容易に分散管理することができる事に注意が必要である。
【０５９９】
この必要に応じた帯域、使用ＶＰＩ／ＶＣＩの通知は、例えば、上述の機能／情報インデックス応答メッセージを各情報スイッチャが作成する時に、該応答メッセージ内に含ませて送出することとしても良いし、また、機能−情報関連付けが現在なされている機能インデックス、情報インデックスの付加情報として各情報スイッチャに通知されることとしても良い。
【０６００】
機能インデックス、情報インデックスの付加情報として通知されることとすると、本発明による家庭内通信網ではブロードキャストベースでＡＴＭ通信が提供されているため、例えば、ここで述べている、ＣＡＴＶモジュールで受信している番組を、パーソナルコンピュータもしくはビデオモニタ上で監視するといったサービスの場合、ＣＡＴＶの番組を示す情報アイコンに、該情報を転送するために使用されているＶＰＩ／ＶＣＩを含ませることとすると、以下に示す手順で、ひとつの情報を複数の機器で鑑賞可能になる。
【０６０１】
情報スイッチャは、既にある機能インデックスにＣＡＴＶの番組を示す情報インデックスが関連付けされていたとしても、該情報インデックスに、画像情報表示の為の別の機能インデックスを関連付けされる事を許す。このような機能−情報関連付けがなされると、情報スイッチャは、情報インデックスに含まれるＶＰＩ／ＶＣＩと共に機能インデックスの機能識別子を、機能インデックスの機器識別子の示す機器へと転送する。
【０６０２】
機能インデックスの送られた機器では、機能識別子の示す機能を起動し、該機能にＶＰＩ／ＶＣＩで与えられる情報を取り込むようにすれば、複数の機器で同一のＴＶ番組の鑑賞が可能になる。
【０６０３】
ＴＶ番組観賞を終る際には、利用者は、その意志を情報スイッチャに提示する必要がある。これを実現するため、例えば、情報スイッチャが利用者に提示しているアイコンもしくはメニュー画面で、機能−情報関連付けを解除する何らかの手法が定義されていることとする。
【０６０４】
機能−情報関連付けが解除されると、情報スイッチャは、該関連付けに関連したコネクションを解放し、該コネクションを解放した事を、該コネクションを使用していた機器に通知する。
【０６０５】
コネクションの解放が通知されると、各機器は、該コネクションを使用していた機能を停止させる。この時、複数の機器が同一の番組を鑑賞していることは、機能−情報関連付けのなされた機能アイコンに含まれるＶＰＩ／ＶＣＩを、それぞれの情報スイッチャが監視する事で可能になる。すなわち、複数の機器が同一の番組を鑑賞している場合は、番組鑑賞を終了すると宣言された機能アイコンに含まれる機器識別子で示される機器のみに対して、コネクションの解放及び機能の停止を要求する事になる。
【０６０６】
以上、情報スイッチャの動作を、パーソナルコンピュータやビデオモニタにてＣＡＴＶを鑑賞する局面を例にとって説明した。
【０６０７】
同様の枠組で、利用者が利用している機器を用いて、家庭内通信網内の各機器が提供する情報を「受信する」事が可能になることは明らかである。
【０６０８】
家庭内通信網が提供している情報を「受信する」場合の動作に対して、例えば、ＦＡＸを別の家庭に向けて打つ等の、情報を「送信する」等の動作を実現可能とする必要があることは言うまでもない。
【０６０９】
次に、利用者が準備した原稿をＦＡＸにて送付する場合を例にとって、情報を「送信する」形のサービスの提供方法について説明する。
【０６１０】
利用者は、原稿をＦＡＸにて送付したいと思った場合、まず、主電源をＯＮとし、ＦＡＸに該原稿をセットした後、ＦＡＸアダプタの情報スイッチャを何らかの方法を用いて呼び出す。
【０６１１】
これは、例えば、ＦＡＸアダプタに情報スイッチャ呼び出しキーが定義されており、該呼び出しキーを押すといった事で実現されていても良い。
【０６１２】
ＦＡＸアダプタの情報スイッチャは、上述と同様、機能／情報インデックス要求メッセージを家庭内通信網に送出し家庭内通信網から機能／情報インデックスを収集し、ＦＡＸアダプタの持つ情報提示能力に適した方法で利用者に収集した機能／情報インデックスを提示する。
【０６１３】
利用者は、ＦＡＸアダプタの機能インデックスであるダイヤル情報入力用キーパッドから起動される機能にて入力されるか、ＦＡＸアダプタの情報インデックスである電話番号表から起動される機能にて選択された送出先電話番号を、電話網モジュールの機能インデックスである発呼機能に対して、機能−情報関連付けを行なう。
【０６１４】
すると、ＦＡＸアダプタの情報スイッチャは、上述したように、機能インデックスに含まれる機器識別子で示される機器、即ち電話網モジュールと、情報インデックスに含まれる機器識別子で示される機器、即ちＦＡＸアダプタの間にコネクションを設定する。
【０６１５】
次に、ＦＡＸアダプタの情報スイッチャは、機能インデックスに含まれる機能識別子、即ち、発呼機能と、上で設定したコネクションの識別子と共に、該機能インデックスの機器識別子で示されている機器、即ち、電話網モジュールに向けて送出する。
【０６１６】
発呼機能を示す機能識別子を受け取ると、電話網モジュールの情報スイッチャは電話網との間の接続線をオフフック状態とし、電話網とのアナログ信号のやりとりを開始する。
【０６１７】
電話網から入力されるアナログ信号は、電話網モジュール内部でディジタル化され、家庭内通信網の通知されたコネクションにＡＴＭセルの形式で送出される。  一方、通知されたコネクションから入力されるＡＴＭセルは、アナログ信号に変形されて電話網へと送出される。
【０６１８】
ＦＡＸアダプタの情報スイッチャは、自身に接続されているＦＡＸに対して、関連付けされた情報インデックスに含まれる電話番号を何らかの手段でＦＡＸに通知するか、該電話番号を利用者に提示してＦＡＸに入力して貰う。その後ＦＡＸは、ＦＡＸアダプタとのアナログ信号のやりとりを開始する。
【０６１９】
この時、ＦＡＸが送出するアナログ信号は、ＦＡＸアダプタにてディジタル化され、家庭内通信網の通知されたコネクションにＡＴＭセルの形式で送出される。  通知されたコネクションから入力されるＡＴＭセルは、アナログ信号に変形されてＦＡＸへと渡される。この結果、ＦＡＸと電話網との間でアナログ信号がやりとりされる事になり、既存のＦＡＸが通信相手に対して原稿をＦＡＸできることになる。
【０６２０】
なお、ここで家庭内通信網内部に確保される情報転送経路では、アナログ信号しか転送する事ができない。即ち、ＦＡＸがダイヤル情報を公衆網に送出する時には、いわゆるプッシュボタン信号を送出することを前提としている。ダイヤルパルス信号をＦＡＸが送出する場合は、該ダイヤルパルス信号をＦＡＸアダプタにてプッシュボタン信号に変換し、電話網モジュールに向けて送出することとしても良いし、また、家庭内通信網内部のコネクションレス通信用情報路で、該受け取ったダイヤルパルス信号によって運ばれる電話番号情報を、電話網モジュールに転送する事としても良い。
【０６２１】
ところで、ＦＡＸが、外部からディジタル情報として原稿のビットマップ情報を受け取り、該受け取ったディジタル情報を原稿とした送信先への転送を可能とする機能を持っている場合、該ＦＡＸに接続されたＦＡＸアダプタの情報スイッチャは、家庭内通信網から、機能／情報インデックスを要求されると、例えば、ディジタル入力の送信を示す機能インデックスを家庭内通信網に送出することとしてもよい。
【０６２２】
利用者が、ディジタル入力の送信を示す機能インデックスに、例えば、パーソナルコンピュータが保持している原稿のビットマップ情報を示す情報インデックスを関連づけると、該関連づけを受け付けた情報スイッチャは、上の説明に従えば、以下の様に動作することとなる。
【０６２３】
まず、ディジタル入力の送信を示す機能インデックスに含まれる機器識別子で示される機器（ＦＡＸアダプタ）と、情報インデックスに含まれる機器識別子で示される機器（パーソナルコンピュータ）の間に、コネクションが設定される。
次に、ＦＡＸアダプタに機能識別子（ディジタル入力の送信）が、パーソナルコンピュータに情報識別子（原稿のビットマップ情報）が、それぞれ設定されたコネクションの識別子を伴って送出される。その後、パーソナルコンピュータは、原稿のビットマップ情報をコネクションに対して送出する。
【０６２４】
一方、ＦＡＸアダプタのディジタル入力の送信を行なう機能は、コネクションを経由して流れてくる情報を受け取り、ＦＡＸに向けて送出する。ＦＡＸに向けて送出されたディジタル信号は、ＦＡＸ内部で保持され、利用者による上述の電話番号と発呼機能の関連付けを待って、電話網に送出されることになる。
【０６２５】
ところで、上述した制御構造では、家庭内通信網の利用者が主導権を持って情報転送を行なっていた。一方、家庭内通信網に向けた電話網からの着呼といった、家庭内通信網の利用者が主導権を持っていない形式の通信も提供できるのが望ましいのは言うまでもない。以下、ＦＡＸに対する電話網からの着信の場合の動作を説明する。
【０６２６】
電話網から家庭内通信網への着呼が発生すると、その事がリンギング信号等の予め定められた信号形式で電話網から電話網モジュールに通知される。
【０６２７】
電話網モジュールでリンギング信号が検出されると、電話網モジュールの情報スイッチャは、家庭内通信網に向けて、機能インデックスの着呼機能を送出する。  この機能インデックスは、家庭内通信網の各情報スイッチャに受信され、利用者に提示される。利用者がある情報スイッチャ上で該機能インデックスを選択すると、該情報スイッチャは、該機能インデックスの含む機器識別子（電話網モジュール）に向けて、該機能インデックスの含む機能識別子（着呼機能）を送付する。すると電話網モジュールの情報スイッチャは、電話線をオフフック状態として、電話網から伝えられる情報を暗示する情報インデックスを再度家庭内通信網に送出する。
【０６２８】
利用者は、該情報インデックスを、該着呼を処理したい機器の機能インデックスに関連づける。すると、必要なコネクションが家庭内通信網内で設定され、  必要な処理、例えばパーソナルコンピュータのヘッドセットを用いた音声通話、ＦＡＸの機能を用いた原稿受信といった事を、電話網から伝えられる情報に対して行なうことができる。
【０６２９】
ここで、着呼したコネクションによって伝えられる情報の質、例えば音声であるとか、計算機のモデム信号であるとか、ＦＡＸ信号であるとかいったものと、関連付けられた機能との整合がとれない場合、正常に通信を行なう事ができない。これは、しばしば利用者を悩ます現在の通信網の欠点となっているが、本発明の家庭内通信網でもこの欠点は引き継がれてしまう。ただし、例えば複数の電話網モジュールを情報ボックスに実装し、一方を音声通信用、もう一方をＦＡＸ通信用と定めて運用するようにするとかいった方法で、着呼に伴って送られてくる情報の質が予め予測できる場合、それぞれの情報の質に応じて、送出する電話網から伝えられる情報を暗示する情報インデックスに含まれるビットマップ情報や文字情報を変化させるといったことで、この欠点を緩和することができる。
【０６３０】
利用者は、音声通信を暗示するビットマップ情報が提示された場合には、例えばパーソナルコンピュータの音声通信機能に、また、ＦＡＸ通信を暗示するビットマップ情報が提示された場合には、例えばＦＡＸの原稿受信に、それぞれ関連付ければ良い。
【０６３１】
なお、機能−情報関連付けが行なわれ、機能を実現する実体であるプロセスと、情報との間にコネクションが設定された時、該機能を実現するプロセスが、その機能−情報関連づけの正当性を確かめる、例えばコネクションから与えられるビット列が自分が期待している形式になっているか調べることをしても良い。この方法は、それぞれの機器内に組み込まれている、プロセスを実現するコード毎に、その調べる方法を定義する事が可能で、新規機能の導入が容易であるという利点を持つ。
【０６３２】
このように、利用者からのトリガにより、家庭内通信網内の全ての情報スイッチャが、自身が外部に対して提供可能な機能／情報インデックスを送出することにすると、利用者に対して提示される機能／情報インデックスの個数が莫大になってしまうという問題点がある。
【０６３３】
この問題点に対しては、例えば、多数のビデオファイルを持つパーソナルコンピュータが該ビデオファイルを情報インデックスとして外部に表示する場合はＵＮＩＸやＷｉｎｄｏｗｓ９５といったＯＳで実現されているような、ディレクトリ構造を用いて、ビデオファイルを順次利用者に提示していく方法が効果的である。また、ある機器の情報スイッチャが、利用者に対して機能／情報インデックスを提示した時、利用者が、該機器において、機器単位もしくは機能／情報インデックス毎に、以降表示しないことを宣言するようにしても良い。
【０６３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、家庭に導入することが可能な程安価で操作の簡単な、かつ将来の情報源／サービスに柔軟に適応可能なＡＴＭ通信システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＡＴＭ通信システムを適用した家庭内通信システムの全体の構成例を示した図。
【図２】本発明のＡＴＭ通信システムを適用した家庭内通信システムの全体の構成例を示した図。
【図３】情報分岐手段の構成例を示した図。
【図４】情報分岐手段の第１の実装形態を示した図。
【図５】第１の実装形態の情報分岐手段を用いた家庭内通信システムの第１の構築例を示した図。
【図６】第１の実装形態の情報分岐手段を用いた家庭内通信システムの第２の構築例を示した図。
【図７】情報分岐手段の第２の実装形態を示した図。
【図８】情報ボックスの構成例を示した図。
【図９】図８の情報ボックスのＡＴＭセル転送法を説明するための図。
【図１０】図８の情報ボックスの第２のＰＣＩバスセグメントのアービタの構成例を示した図。
【図１１】図８の情報ボックスの宅内モジュールの構成例を示した図。
【図１２】図８の情報ボックスの電話網モジュールの構成例を示した図。
【図１３】図８の情報ボックスのＣＡＴＶモジュールの構成例を示した図。
【図１４】図１、図２のＮＴＳＣエンコーダ・デコーダの構成例を示した図。
【図１５】本実施形態に係る家庭内通信システムの情報分岐手段にパーソナルコンピュータを接続するためのアダプタの構成例を示した図。
【図１６】本実施形態に係る家庭内通信システムに接続される全ての機器に設けられる情報スイッチャの動作を説明するための図。
【符号の説明】
１１２１…情報ボックス、１１２２−ｉ…情報分岐手段。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003697317.tif 000009
【図９】
0003697317.tif 000010
【図１０】
0003697317.tif 000011
【図１１】
0003697317.tif 000012
【図１２】
0003697317.tif 000013
【図１３】
0003697317.tif 000014
【図１４】
0003697317.tif 000015
【図１５】
0003697317.tif 000016
【図１６】
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