(57)【要約】      （修正有）【課題】ＵＳＢシステム等の通信システムにおいて、ホスト装置と特定のデバイス装置とのデータ送受信が連続する場合に、データ送受信に関与しないデバイス装置が無駄に電力を消費する。【解決手段】ホスト装置１００は、複数のデバイス装置１１０に含まれる第１のデバイス装置と複数のトランザクションを連続して実行する場合に、第１のデバイス装置のアドレス情報ＡＤＤＲ１１４０２と、複数のトランザクションの実行予定時間に基づいて算出した一般トークン送信時刻２０１とを含む特定トークンパケットを、複数のデバイス装置１１０に送信する。第１のデバイス装置は、特定トークンパケットを受信し、複数のトランザクションを行う。第１のデバイス装置を除く複数のデバイス装置１１０は、特定トークンパケットを受信し、一般トークン送信時刻２０１まで休止状態に遷移し、一般トークン送信時刻２０１の経過後に受信待ち状態に遷移する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のデバイス装置とデータ送受信を行うホスト装置であり、前記デバイス装置とのトランザクションは、当該ホスト装置の発行するトークンパケットに基づいて開始するものであって、
通信相手先デバイス装置とのトランザクションの開始に際して、当該通信相手先デバイス装置との間で２以上のトランザクションが連続する場合には、当該通信相手先デバイス装置のアドレス情報と休止時間情報とを含む特定トークンパケットを生成するトークン生成手段と、
前記特定トークンパケットを前記複数のデバイス装置に送信する手段とを備え、
前記特定トークンパケットに付加した前記休止時間情報より定まる時刻を経過するまで、当該特定トークンパケットで指定した前記通信相手先デバイス装置を除く他のデバイス装置とのトランザクションを実行しないことを特徴とするホスト装置。
【請求項２】
前記休止時間情報は、前記通信相手先デバイス装置との連続するトランザクションの実行予定時間に基づいて算出する請求項１に記載のホスト装置。
【請求項３】
第１の媒体アクセス制御方法及び第２の媒体アクセス制御方法による媒体アクセス制御手段を備え、
前記媒体アクセス制御手段は、前記特定トークンパケットによって開始する２以上のトランザクションの実行時は前記第１の媒体アクセス制御方法を用い、前記特定トークンパケットによって開始する２以上のトランザクション以外のトランザクションの実行時は前記第２の媒体アクセス制御方法を用いてデータ送受信を行う請求項１に記載のホスト装置。
【請求項４】
前記媒体アクセス制御手段は、前記特定トークンパケットによって開始する２以上のトランザクションの実行時は前記第１の媒体アクセス制御方法及び前記第２の媒体アクセス制御方法の両方を用いてデータ送受信を行う請求項３に記載のホスト装置。
【請求項５】
複数のデバイス装置とデータ送受信を行うホスト装置であり、前記デバイス装置とのトランザクションは、当該ホスト装置の発行するトークンパケットに基づいて開始するものであって、
第１のデバイス装置と行う第１のトランザクションの開始に際して、当該第１のトランザクションの後に第２のデバイス装置と連続する複数のトランザクションを実行する場合は、前記第１のデバイス装置のアドレス情報、前記第２のデバイス装置のアドレス情報及び休止時間情報を含む特定トークンパケットを生成するトークン生成手段と、
前記特定トークンパケットを前記複数のデバイス装置に送信する手段とを備え、
前記特定トークンパケットに付加した前記休止時間情報より定まる時刻を経過するまで、前記第１及び第２のデバイス装置を除く他のデバイス装置とのトランザクションを実行しないことを特徴とするホスト装置。
【請求項６】
前記休止時間情報は、前記第１のトランザクション及び前記第２のデバイス装置との連続するトランザクションの実行予定時間に基づいて算出する請求項４に記載のホスト装置。
【請求項７】
第１の媒体アクセス制御方法及び第２の媒体アクセス制御方法による媒体アクセス制御手段を備え、
前記媒体アクセス制御手段は、前記第１のトランザクションの実行時は前記第１の媒体アクセス制御方法を用い、前記第２のトランザクションの実行時は前記第２の媒体アクセス制御方法を用いてデータ送受信を行う請求項４に記載のホスト装置。
【請求項８】
前記媒体アクセス制御手段は、前記第２のトランザクションの実行時は前記第１の媒体アクセス制御方法及び前記第２の媒体アクセス制御方法の両方を用いてデータ送受信を行う請求項７に記載のホスト装置。
【請求項９】
前記複数のデバイス装置とのデータ送受信は、無線通信により行われることを特徴とする請求項１乃至８に記載のホスト装置。
【請求項１０】
ホスト装置とデータ送受信を行うデバイス装置であって、
前記ホスト装置が発行する特定トークンパケットを受信する受信手段を備え、
前記特定トークンパケットは、通信相手先デバイス装置のアドレス情報と、休止時間情報とを含むものであり、
前記特定トークンパケットに含まれる前記アドレス情報が自身を指定する場合は、前記ホスト装置とのデータ送信及び／又は受信を行い、
前記特定トークンパケットに含まれる前記アドレス情報が自身を指定しない場合は、前記休止時間情報に基づいて決定した復帰時刻まで前記受信手段の動作を停止し、前記復帰時刻の経過後に前記受信手段の動作を再開するデバイス装置。
【請求項１１】
ホスト装置とデータ送受信を行うデバイス装置であって、
前記ホスト装置が第１のトランザクションの開始時に発行する特定トークンパケットを受信する受信手段を備え、
前記特定トークンパケットは、前記第１のトランザクションの通信相手先デバイス装置を指定する第１のアドレス情報と、前記第１のトランザクションの後に実行される第２のトランザクションの通信相手先デバイス装置を指定する第２のアドレス情報と、休止時間情報とを含むものであり、
前記特定トークンパケットに含まれる前記第１のアドレス情報が自身を指定する場合は、前記第１のトランザクションによる前記ホスト装置とのデータ送信及び／又は受信を行い、
前記特定トークンパケットに含まれる前記第２のアドレス情報が自身を指定する場合は、前記第２のトランザクションによる前記ホスト装置とのデータ送信及び／又は受信を行い、
前記特定トークンパケットに含まれる前記第１及び前記第２のアドレス情報が自身を指定しない場合は、前記休止時間情報に基づいて決定した復帰時刻まで前記受信手段の動作を停止し、前記復帰時刻の経過後に前記受信手段の動作を再開するデバイス装置。
【請求項１２】
前記ホスト装置とのデータ送受信は、無線通信により行われることを特徴とする請求項１１又は１２に記載のデバイス装置。
【請求項１３】
ホスト装置と複数のデバイス装置を備え、ホスト装置の発行するトークンパケットによって、ホスト装置とデバイス装置とのデータ送受信を開始する通信システムであって、
前記ホスト装置は、前記複数のデバイス装置に含まれる第１のデバイス装置と複数のトランザクションを連続して実行する場合に、休止時間情報及び前記第１のデバイス装置のアドレス情報を含む特定トークンパケットを、前記複数のデバイス装置に送信し、
前記第１のデバイス装置は、前記特定トークンパケットを受信し、前記複数のトランザクションによる前記ホスト装置とのデータ送信及び／又は受信を行い、
前記第１のデバイス装置を除く前記複数のデバイス装置は、前記特定トークンパケットを受信し、前記休止時間情報に基づいて決定した復帰時刻まで前記ホスト装置とのデータ送受信動作を停止し、前記復帰時刻の経過後に前記ホスト装置とのデータ送受信動作を再開する通信システム。
【請求項１４】
前記休止時間情報は、前記ホスト装置が、前記第１のデバイス装置との連続するトランザクションの実行予定時間に基づいて算出する請求項1２に記載の通信システム。
【請求項１５】
前記ホスト装置と前記デバイス装置とのデータ送受信は、無線通信により行われることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の通信システム。
【請求項１６】
複数のデバイス装置と通信を行うホスト装置のデータ送受信方法であって、
通信相手先デバイス装置とのトランザクションの開始に際して、当該通信相手先デバイス装置との間で、２以上のトランザクションが連続する場合に、当該通信相手先デバイス装置との連続するトランザクションの実行予定時間に基づいて算出した休止時間情報と、当該通信相手先デバイス装置のアドレス情報とを含む特定トークンパケットを生成し、
前記特定トークンパケットを前記複数のデバイス装置に送信し、
前記特定トークンパケットに付加した前記休止時間情報より定まる時刻を経過するまで、当該トークンパケットで指定した前記通信相手先デバイス装置を除く他のデバイス装置とのトランザクションを実行しないことを特徴とするデータ送受信方法。
【請求項１７】
前記特定トークンパケットによって開始する２以上のトランザクションの実行時は第１の媒体アクセス制御方法を用い、前記特定トークンパケットによって開始する２以上のトランザクション以外のトランザクションの実行時は第２の媒体アクセス制御方法を用いてデータ送受信を行う請求項１６に記載のデータ送受信方法。
【請求項１８】
前記特定トークンパケットによって開始する２以上のトランザクションの実行時は前記第１の媒体アクセス制御方法及び前記第２の媒体アクセス制御方法の両方を用いてデータ送受信を行う請求項１７に記載のデータ送受信方法。
【請求項１９】
複数のデバイス装置と通信を行うホスト装置のデータ送受信方法であって、
第１のデバイス装置と行う第１のトランザクションの開始に際して、当該第１のトランザクションの後に第２のデバイス装置と連続する複数のトランザクションを実行する場合は、前記第１のトランザクション及び前記第２のデバイス装置との連続するトランザクションの実行予定時間に基づいて算出した休止時間情報と、前記第１のデバイス装置及び前記第２のデバイス装置のアドレス情報を含む特定トークンパケットを生成し、
前記特定トークンパケットを前記複数のデバイス装置に送信し、
前記特定トークンパケットに付加した前記休止時間情報より定まる時刻を経過するまで、前記第１及び第２のデバイス装置を除く他のデバイス装置とのトランザクションを実行しないことを特徴とするデータ送受信方法。
【請求項２０】
前記第１のトランザクションの実行時は第１の媒体アクセス制御方法を用い、前記第２のトランザクションの実行時は第２の媒体アクセス制御方法を用いてデータ送受信を行う請求項１９に記載のデータ送受信方法。
【請求項２１】
前記第２のトランザクションの実行時は前記第１の媒体アクセス制御方法及び前記第２の媒体アクセス制御方法の両方を用いてデータ送受信を行う請求項２０に記載のデータ送受信方法。
【請求項２２】
ホスト装置と通信を行うデバイス装置のデータ送受信方法であって、
前記ホスト装置から、通信相手先デバイス装置のアドレス情報と、休止時間情報とを含む特定トークンパケットを受信し、
前記特定トークンパケットに含まれる前記アドレス情報が自身を指定する場合は、前記ホスト装置とのデータ送信及び／又は受信を行い、
前記特定トークンパケットに含まれる前記アドレス情報が自身を指定しない場合は、前記休止時間情報に基づいて決定した復帰時刻まで前記ホスト装置とのデータ送受信動作を停止し、前記復帰時刻の経過後に前記ホスト装置とのデータ送受信動作を再開するデータ送受信方法。
【請求項２３】
ホスト装置と通信を行うデバイス装置のデータ送受信方法であって、
前記ホスト装置が第１のトランザクションの開始時に発行するトークンパケットであって、前記第１のトランザクションの通信相手先デバイス装置を指定する第１のアドレス情報と、前記第１のトランザクションの後に実行される第２のトランザクションの通信相手先デバイス装置を指定する第２のアドレス情報と、休止時間情報とを含む特定トークンパケットを受信し、
前記特定トークンパケットに含まれる前記第１のアドレス情報が自身を指定する場合は、前記第１のトランザクションによる前記ホスト装置とのデータ送信及び／又は受信を行い、
前記特定トークンパケットに含まれる前記第２のアドレス情報が自身を指定する場合は、前記第２のトランザクションによる前記ホスト装置とのデータ送信及び／又は受信を行い、
前記特定トークンパケットに含まれる前記第１及び前記第２のアドレス情報が自身を指定しない場合は、前記休止時間情報に基づいて決定した復帰時刻まで前記受信手段の動作を停止し、前記復帰時刻の経過後に前記受信手段の動作を再開するデータ送受信方法。
【請求項２４】
ホスト装置と複数のデバイス装置を備え、ホスト装置の発行するトークンパケットによって、ホスト装置とデバイス装置とのデータ送受信を開始する通信システムにおけるデータ送受信方法であって、
前記ホスト装置は、前記複数のデバイス装置に含まれる第１のデバイス装置と複数のトランザクションを連続して実行する場合に、前記第１のデバイス装置のアドレス情報と、前記複数のトランザクションの実行予定時間に基づいて算出した休止時間情報とを含むトークンパケットを、前記複数のデバイス装置に送信し、
前記第１のデバイス装置は、前記トークンパケットを受信し、前記複数のトランザクションによる前記ホスト装置とのデータ送信及び／又は受信を行い、
前記第１のデバイス装置を除く前記複数のデバイス装置は、前記トークンパケットを受信し、前記休止時間情報に基づいて決定した復帰時刻まで前記ホスト装置とのデータ送受信動作を停止し、前記復帰時刻の経過後に前記ホスト装置とのデータ送受信動作を再開することを特徴とするデータ送受信方法。
【請求項２５】
前記ホスト装置と前記デバイス装置とのデータ送受信は、無線通信により行われることを特徴とする請求項１６乃至２４に記載のデータ送受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホスト装置と複数のデバイス装置を備えた通信システムに関し、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）等の、ホスト装置が発行するトークンパケットによって、ホスト装置とデバイス装置とのデータ送受信を開始する通信プロトコルを採用する通信システムに関する。特に、このような通信システムにおけるデバイス装置の省電力化に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＵＳＢ（Universal Serial Bus）規格は、１台のホスト装置と複数台のデバイス装置とのデータ送受信を可能とする通信インタフェース規格であり、主にＰＣをホスト装置とし、その周辺機器をデバイス装置として、ＰＣと周辺機器を接続するための通信インタフェースとして普及している。ＵＳＢ規格は、１台のホスト装置に複数台のデバイス装置が接続されるスター型の論理バストポロジを採用している。なお、以下では、1台のホスト装置と、これに接続される複数台のデバイス装置により構成されるシステムをＵＳＢシステムと呼ぶ。
【０００３】
ＵＳＢ規格におけるホスト装置とデバイス装置との通信では、ホスト装置が主導権を持っており、ホスト装置がデバイス装置に対してトークンパケットを発行することにより、ホスト装置及びデバイス装置間の通信が開始される。トークンパケット発行からデータ送受信の終了までの一連の処理は、トークンフェーズ、データフェーズ及びハンドシェイクフェーズの３段階で実行される。この一連の処理をトランザクションと呼ぶ。
【０００４】
従来のＵＳＢシステムにおけるデータ送受信処理について、図１３及び図１４を用いて説明する。図１３は、従来のＵＳＢシステムにおけるデータ送受信のタイミング図を示している、また、図１４は、ホスト装置とデバイス装置の間でやりとりされるＵＳＢパケットの構造を示している。図１３においてトークン間隔ｎ、ｎ+１等は、ホスト装置が送信するトークンパケットの送信時間間隔を示しており、トークン間隔ｎ、ｎ+１等で区切られた処理が、それぞれ１つのトランザクションに相当する。例えば、トークン間隔ｎのトランザクションは、ホスト装置がデバイス装置Ａに対してデータの送信を行うＯＵＴトランザクションを示している。トークン間隔ｎでは、まず、ホスト装置がＯＵＴトークンパケット１３０１Ｔｘを発行する。なお、Ｔｘ及びＲｘはパケットの送受信方向を示しており、Ｔｘは送信パケット、Ｒｘは受信パケットを示している。ホスト装置は、ＯＵＴトークンパケット１３０１Ｔｘに続いて、ＯＵＴデータパケット１３０２Ｔｘを送信する。最後にＯＵＴデータパケット１３０２Ｒｘを受信したデバイス装置Ａがハンドシェイクパケット１３０３Ｔｘをホスト装置に送信し、ホスト装置がこれを受信することにより、１つのＯＵＴトランザクションが終了する。
【０００５】
なお、ホスト装置からＯＵＴトークンパケット１３０１Ｔｘが発行されると、トークンパケットの受信待ち状態にあった全てのデバイス装置Ａ乃至Ｃがトークンパケット１３０１Ｒｘを受信する。トークンパケット１３０１Ｒｘを受信したデバイス装置のうち、通信相手先として指定されたデバイス装置Ａはデータ受信を行うが、デバイス装置Ｂ及びＣは、引き続き次のトークンパケットの発行に備えてトークンパケットの受信が可能な状態（以下、受信待ち状態と呼ぶ）を維持して待機する。
【０００６】
ここで、ＯＵＴトークンパケット１３０１Ｔｘは、ホスト装置からデバイス装置に対するＯＵＴトランザクションの開始を示すトークンパケットである。図１４（ａ）にトークンパケットの構成を示す。ＯＵＴトークンパケット１３０１の場合は、ＰＩＤ１４０１にＯＵＴトランザクションを示すＰＩＤ値が指定され、アドレス（ＡＤＤＲ）１４０２及びエンドポイント（ＥＮＤＰ）１４０３により通信相手先デバイスであるデバイス装置Ａが指定される。また、ＯＵＴデータパケット１３０２は、図１４（ｂ）に示す構成に示すように、データパケットの種別を示すＰＩＤ１４０４とデータ部１４０５で構成されている。ハンドシェイクパケット１３０３は、図１４（ｃ）に示すように、ＰＩＤ１４０６により構成されており、データ受信の成功又は失敗を示すＰＩＤ値が指定されるものである。
【０００７】
一方、図１３に示すトークン間隔ｎ＋１のトランザクションは、ホスト装置がデバイス装置からデータの受信を行うＩＮトランザクションを示している。ＩＮトランザクションの場合にも、ホスト装置がトークンパケット１３０４Ｔｘを発行してデータ送信を許可するデバイス装置を指定する。トークンパケット１３０４により指定されたデバイス装置Ｂは、ＩＮデータパケット１３０５Ｔｘをホスト装置に送信する。ホスト装置はＩＮデータパケット１３０５Ｒｘの受信に成功するとハンドシェイクパケット１３０６Ｔｘを返信してＩＮトランザクションを終了する。
【０００８】
以上のように、ＵＳＢ規格でのホスト装置とデバイス装置のデータ送受信は、ホスト装置が通信相手先となるデバイス装置の指定を含むトークンパケットを発行することにより開始される。
【特許文献１】特開２００２−３００１７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ＵＳＢシステムにおいて、ホスト装置によるトークンパケットの発行は一定間隔で定期的に行われるのではなく、通常は任意のタイミングで行われる。このため、トランザクションを実行していないデバイス装置は、ホスト装置が次に発行するトークンパケットの受信が可能な受信待ち状態を維持して待機しておく必要がある。
【００１０】
このため、特に、図１５のタイミング図に示すように、ホスト装置と特定のデバイス装置とのデータ送受信が連続する場合には、デバイス装置は無駄に電力を消費するという課題がある。図１５に示すトークン間隔ｎ＋１からｎ＋３の間は、ホスト装置とデバイス装置Ｂとの間で連続してデータ送受信が行われているが、その間、ホスト装置と実質的なデータ送受信を行っていないデバイス装置Ａ及びＣも、ＵＳＢホストがトランザクションの区切りごとに発行するトークンパケットを受信して解釈し、自身を指定するトークンパケットでないために引き続き受信待ち状態を維持するという動作を行わなければならない。このように、データ送受信に関与していない他のデバイスも、受信待ち状態を維持しながらホスト装置が発行するトークンパケットを受信し解釈する処理を行わなければならないため、無駄に電力を消費することになる。
【００１１】
また、従来はホスト装置とデバイス装置の間はケーブル接続が行われていたが、ホスト装置とデバイス装置とを接続する物理層に無線インタフェースを採用した新規格（以下、ワイヤレスＵＳＢと及ぶ）も登場しつつある。このような無線通信を行う場合は、特に省電力・長時間動作が求められる。
【００１２】
なお、特許文献１には、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ等に準拠したＣＳＭＡ方式の無線通信システムにおいて、端末局の消費電力を抑えるための技術が開示されている。具体的には、アクセスポイントがある端末局に対してデータを送信する際に、当該端末局に対して次にデータ送信を行うまでの時間情報である送信予定時間を送信データに付加して送信を行う。さらに、送信予定時間を受信した端末局は、送信予定時間の間は動作を休止し、送信予定時間の経過後に、受信待ち状態に復帰するというものである。
【００１３】
しかしながら、ＵＳＢのホスト装置は、ＵＳＢ通信プロトコルの上位レイヤを担うＰＣ等からデータ送受信の指示を受けて動作するものであるため、ホスト装置は、デバイス装置ごとに次のデータ送受信を行う時刻を、予めスケジューリングしておくことができない。したがって、ホスト装置が、デバイス装置ごとに次のデータ送信予定時刻を定め、これをデバイス装置ごとに通知することはできないこととなり、特許文献１に記載された技術をＵＳＢシステムに適用することは困難である。
【００１４】
このように、自デバイスが関与しないトランザクションが連続する場合にも、トークンパケットの受信を行わなければならず、電力を無駄に消費するという事情は、ＵＳＢシステムに限らず存在する。具体的には、ホスト装置と複数のデバイス装置の間でデータ送受信を行う通信システムであり、ＵＳＢシステムと同様に、ホスト装置の発行するトークンパケットによって、ホスト装置とデバイス装置とのトランザクションを開始する通信プロトコルを採用する通信システムに共通する問題である。
【００１５】
本発明は、上述した事情を考慮し、ホスト装置と複数のデバイス装置の間でデータ送受信を行う通信システムであり、ホスト装置の発行するトークンパケットによって、ホスト装置とデバイス装置とのデータ送受信を開始する通信プロトコルを採用する通信システムにおいて、ホスト装置と特定のデバイス装置とのデータ送受信が連続する場合に、データ送受信に関与しないデバイス装置が無駄に電力を消費するという課題を解決するためになされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明にかかるホスト装置は、複数のデバイス装置とデータ送受信を行うホスト装置であり、前記デバイス装置とのトランザクションは、当該ホスト装置の発行するトークンパケットに基づいて開始するものであって、通信相手先デバイス装置とのトランザクションの開始に際して、当該通信相手先デバイス装置との間で、２以上のトランザクションが連続する場合には、当該通信相手先デバイス装置のアドレス情報と休止時間情報とを含む特定トークンパケットを生成するトークン生成手段と、前記特定トークンパケットを前記複数のデバイス装置に送信する手段とを備える。さらに、前記特定トークンパケットに付加した前記休止時間情報より定まる時刻を経過するまで、当該特定トークンパケットで指定した前記通信相手先デバイス装置を除く他のデバイス装置とのトランザクションを実行しないことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明にかかるホスト装置のデータ送受信方法は、複数のデバイス装置と通信を行うホスト装置のデータ送受信方法であって、通信相手先デバイス装置とのトランザクションの開始に際して、当該通信相手先デバイス装置との間で、２以上のトランザクションが連続する場合に、当該通信相手先デバイス装置との連続するトランザクションの実行予定時間に基づいて算出した休止時間情報と、当該通信相手先デバイス装置のアドレス情報とを含む特定トークンパケットを生成し、前記特定トークンパケットを前記複数のデバイス装置に送信し、前記特定トークンパケットに付加した前記休止時間情報より定まる時刻を経過するまで、当該トークンパケットで指定した前記通信相手先デバイス装置を除く他のデバイス装置とのトランザクションを実行しないことを特徴とする。
【００１８】
このようなホスト装置の構成、あるいは、ホスト装置のデータ送受信方法により、連続するトランザクションに関与しないデバイス装置に、次にトークンパケットを受信可能な受信待ち状態にあるべき時間を認識させることができる。これによって、当該時間を経過するまで、連続するトランザクションに関与しないデバイス装置は、トークンパケットの受信動作を停止することができるため、消費電力を削減できる。
【００１９】
一方、本発明にかかるデバイス装置は、ホスト装置とデータ送受信を行うデバイス装置であって、前記ホスト装置が発行する特定トークンパケットを受信する受信手段を備え、前記特定トークンパケットは、通信相手先デバイス装置のアドレス情報と、休止時間情報とを含むものであり、前記特定トークンパケットに含まれる前記アドレス情報が自身を指定する場合は、前記ホスト装置とのデータ送信及び／又は受信を行う。また、前記特定トークンパケットに含まれる前記アドレス情報が自身を指定しない場合は、前記休止時間情報に基づいて決定した復帰時刻まで前記受信手段の動作を停止し、前記復帰時刻の経過後に前記受信手段の動作を再開するものである。
【００２０】
また、本発明にかかるデバイス装置のデータ送受信方法は、ホスト装置と通信を行うデバイス装置のデータ送受信方法であって、前記ホスト装置から、通信相手先デバイス装置のアドレス情報と、休止時間情報とを含む特定トークンパケットを受信し、前記特定トークンパケットに含まれる前記アドレス情報が自身を指定する場合は、前記ホスト装置とのデータ送信及び／又は受信を行う。また、前記特定トークンパケットに含まれる前記アドレス情報が自身を指定しない場合は、前記休止時間情報に基づいて決定した復帰時刻まで前記ホスト装置とのデータ送受信動作を停止し、前記復帰時刻の経過後に前記ホスト装置とのデータ送受信動作を再開するものである。
【００２１】
このようなデバイス装置の構成、あるいは、デバイス装置のデータ送受信方法により、ホスト装置との連続するトランザクションに関与しないデバイス装置は、次にトークンパケットを受信可能な受信待ち状態にあるべき時間を認識し、当該時間が経過するまでは、トークンパケットの受信動作を停止することができる。このため、本発明にかかるデバイス装置は、ホスト装置と他のデバイス装置とのデータ送受信が連続する場合に、消費電力を削減できる。
【００２２】
さらに、本発明にかかる通信システムは、ホスト装置と複数のデバイス装置を備え、ホスト装置の発行するトークンパケットによって、ホスト装置とデバイス装置とのデータ送受信を開始する通信システムであって、前記ホスト装置は、前記複数のデバイス装置に含まれる第１のデバイス装置と複数のトランザクションを連続して実行する場合に、休止時間情報及び前記第１のデバイス装置のアドレス情報を含む特定トークンパケットを、前記複数のデバイス装置に送信する。前記第１のデバイス装置は、前記特定トークンパケットを受信し、前記複数のトランザクションによる前記ホスト装置とのデータ送信及び／又は受信を行う。また、前記第１のデバイス装置を除く前記複数のデバイス装置は、前記特定トークンパケットを受信し、前記休止時間情報に基づいて決定した復帰時刻まで前記ホスト装置とのデータ送受信動作を停止し、前記復帰時刻の経過後に前記ホスト装置とのデータ送受信動作を再開するものである。
【００２３】
このような構成により、ホスト装置との連続するトランザクションに関与しないデバイス装置は、次にトークンパケットを受信可能な状態にあるべき時間を認識し、それまでの間はトークンパケットの受信動作を停止することができるため、消費電力を削減できる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明により、ホスト装置と複数のデバイス装置で構成される通信システムにおいて、消費電力を低減可能なデバイス装置並びにデバイス装置の消費電力を低減するよう制御可能なホスト装置、通信システム及びデータ送受信方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
発明の実施の形態１．
本実施の形態にかかるＵＳＢシステム１の構成を図１に示す。ＵＳＢシステム１は、１台のホスト装置１００と複数台のデバイス装置１１０で構成される。なお、デバイス装置１１０の台数は図示された台数に限定されるわけではない。また、図１におけるホスト装置１００とデバイス装置１１０の接続は論理的なバストポロジを示しており、物理的な接続関係を示すものではない。例えば、ホスト装置１００とデバイス装置１１０はハブ装置を介して接続される場合があり、また、ワイヤレスＵＳＢでは無線接続される。
【００２６】
本実施の形態にかかるＵＳＢシステム１において、ホスト装置１００とデバイス装置１１０の間でやりとりされるＵＳＢパケットの構造を、図２に示す。なお、図２では、図１４を用いて説明した従来のＵＳＢパケットが持つ構成要素と同一のものには同じ記号を付している。ＵＳＢシステム１では、ホスト装置１００が一般トークンパケット及び特定トークンパケットの２種類のトークンパケットを発行する点が特徴である。
【００２７】
一般トークンパケットは、従来のホスト装置がトランザクションの開始時に送信するトークンパケットと同じ構造を有している。具体的には、図２（ａ）に示すように、ＰＩＤ１４０１、アドレス１４０２及びエンドポイント１４０３によって構成されている。一方、特定トークンパケットは、一般トークンパケットに、一般トークン送信時刻（ＧＴＴ）２０１を付加した構造を有している。一般トークン送信時刻（ＧＴＴ）２０１は、全てのデバイス装置１１０が受信すべき一般トークンパケットを、ホスト装置１００が次に発行する時刻である。具体的には、図２（ｂ）に示すように、ＰＩＤ１４０１、アドレス１４０２及びエンドポイント１４０３にＧＴＴ２０１を付加した構成を有する。なお、データパケット（図２（ｃ））及びハンドシェイクパケット（図２（ｄ））は、図１４に示した従来のＵＳＢシステムでやりとりされるＵＳＢパケットと同様であるため説明を省略する。
【００２８】
ホスト装置１００は、あるデバイス装置１１０とのデータ送受信処理を開始する際に、そのデータ送受信処理が１つのＩＮトランザクション又はＯＵＴトランザクションによって完了する場合には、従来のトークンパケットと同様の一般トークンパケットを発行してトランザクションを開始する。一方、大容量のデータ送受信を行う場合等、データ送受信処理を複数のトランザクションに分割し、あるデバイス装置１１０との間で複数のトランザクションを連続して実行する必要がある場合には、特定トークンパケットを発行してトランザクションを開始する。
【００２９】
本実施の形態にかかるＵＳＢシステム１におけるデータ送受信処理について、図３を用いて説明する。なお図３は、ＵＳＢシステム１におけるデータ送受信のタイミング図であり、従来の場合との比較のために、図１５に示した従来のＵＳＢシステムにおけるタイミング図と同一のデータ送受信処理を示している。図３では、トークン間隔ｎ、ｎ＋１等で区切られた処理が、それぞれ１つのトランザクションに相当する。
【００３０】
トークン間隔ｎのトランザクションは、一般トークンパケット３０１の発行により開始されるトランザクションであり、従来のＵＳＢシステムのトランザクションと同様である。一般トークン間隔ｎでは、まず、ホスト装置１００が一般ＯＵＴトークンパケット３０１Ｔｘを発行する。なお、Ｔｘ及びＲｘはパケットの送受信方向を示しており、Ｔｘは送信パケット、Ｒｘは受信パケットを示している。ホスト装置１００は、一般ＯＵＴトークンパケット３０１Ｔｘに続いて、ＯＵＴデータパケット３０２Ｔｘを送信する。ＯＵＴデータパケット３０２Ｒｘを受信したデバイス装置１１０Ａがハンドシェイクパケット３０３Ｔｘをホスト装置に送信し、ホスト装置１００がこれを受信することにより、１つのＯＵＴトランザクションが終了する。このとき、デバイス装置１１０Ｂ及び１１０Ｃは、一般ＯＵＴトークンパケット３０１Ｒｘを受信し、アドレス（ＡＤＤＲ）１４０２に自デバイスが指定されていないことを判別すると、引き続き受信待ち状態を維持して次のトークンパケットの発行を待つ。
【００３１】
一方、トークン間隔ｎ＋１のトランザクションは、特定トークンパケット３０４の発行により開始されるトランザクションである。特定トークン間隔ｎ＋１では、まず、ホスト装置１００が特定ＩＮトークンパケット３０４Ｔｘを発行する。特定ＩＮトークンパケット３０４で指定されたデバイス装置１１０Ｂは、ホスト装置１００に対してＩＮデータパケット３０５Ｔｘを送信する。ホスト装置１００はＩＮデータパケット３０５Ｒｘの受信に成功するとハンドシェイクパケット３０６Ｔｘをデバイス装置１１０Ｂに送信してＩＮトランザクションを終了する。このとき、デバイス装置１１０Ａ及び１１０Ｃは、特定ＩＮトークンパケット３０４Ｒｘを受信し、アドレス（ＡＤＤＲ）１４０２に自デバイスが指定されていないことを判別すると休止状態に遷移し、次の一般トークン送信時刻ＧＴＴ２０１によって指定された一般トークン３１３の送信時刻まで休止状態に留まる。
【００３２】
トークン間隔ｎ＋２及びｎ＋３のトランザクションは、トークン間隔ｎ＋１のトランザクションに引き続いて行われるデバイス装置１１０ＢとのＩＮトランザクションである。この間は、デバイス装置１１０Ｂのみがホスト装置１００の発行するトークンパケット３０７Ｒｘ及び３１０Ｒｘを受信してトランザクションを実行する。なお、図３では、トークンパケット３０７は特定トークンパケットとし、トークンパケット３１０は一般トークンパケットとしている。その理由は以下の通りである。
【００３３】
トークンパケット３０７を特定トークンパケットとすることにより、最初の特定トークンパケット３０４Ｒｘの受信に失敗したデバイス装置１１０が存在した場合であっても、当該デバイス装置は、２回目の特定トークンパケット３０７Ｒｘの受信を契機に休止状態に遷移することができるという利点がある。
【００３４】
また、トークンパケット３１０は、デバイス装置１１０Ｂとの連続するＩＮトランザクションのうちの最後のトランザクションであるため、デバイス装置は、トークンパケット３１０Ｒｘの受信を契機に休止状態に遷移しても、すぐに受信状態に移行する必要がある。従って、トークンパケット３１０を契機に休止状態に遷移する利点は少ないので、トークンパケット３１０は一般トークンパケットとしている。
【００３５】
なお、トークンパケット３０７及び３１０を共に特定トークンパケットとしても良いし、共に一般トークンパケットとしても構わない。少なくとも、デバイス装置１１０Ｂとの連続するトランザクション（トークン間隔ｎ＋１乃至ｎ＋３）における最初のトークンパケット３０４を特定トークンパケットとすることによって、連続するトランザクションに関与しないデバイス装置１１０Ａ及び１１０Ｃは、休止状態に遷移することができるためである。
【００３６】
図３では、トークン間隔ｎ＋１乃至ｎ＋３の連続するトランザクションがＩＮトランザクションである場合を示しているが、特定のデバイス装置１１０とのＯＵＴトランザクションが連続する場合には、特定ＯＵＴトークンパケットを発行することにより、データ送受信に関与しないデバイス装置１１０を休止状態に遷移させることができる。
【００３７】
最後に、トークン間隔ｎ＋４のトランザクションは、トークン間隔ｎ＋１乃至ｎ＋３の連続するトランザクションが終了した後に実行されるトランザクションであるから、トークン間隔ｎのトランザクションと同様の処理が行われる。具体的には、ホスト装置１００が一般ＩＮトークンパケット３１３Ｔｘを発行すると、全てのデバイス装置１１０Ａ乃至Ｃがこれを受信し、一般ＩＮトークンパケット３１３のアドレス（ＡＤＤＲ）１４０２で指定されたデバイス装置１１０ＣがＩＮデータパケット３１４Ｔｘを送信する。一方、一般ＩＮトークンパケット３１３のアドレス（ＡＤＤＲ）１４０２に自デバイスが指定されていないことを判別したデバイス装置１１０Ａ及び１１０Ｂは、引き続き受信待ち状態を維持して次のトークンパケットの発行を待つ。
【００３８】
このように、本実施の形態にかかるＵＳＢシステム１では、ホスト装置１００が、一般トークンパケットと特定トークンパケットの２種類のトークンパケットの発行を行う。また、自デバイス宛てでない特定トークンパケットを受信したデバイス装置１１０は、休止状態に遷移する。これにより、ホスト装置１００と特定のデバイス装置１１０とのトランザクションが連続する場合には、連続するトランザクションに関与しないデバイス装置１１０は休止状態に遷移することができ、トークンパケットの受信待ちに要する電力を削減することができる。
【００３９】
また、本実施の形態にかかるＵＳＢシステム１では、ホスト装置１００が、連続するトランザクションに関与しないデバイス装置に対する共通の休止時間情報を、特定トークンパケットにより通知する。このため、ホスト装置１００が、デバイス装置１１０ごとに次にデータ送信を行う予定時刻を求め、この予定時刻をデバイス装置１１０ごとに通知することが不可能なＵＳＢシステムであっても、連続するトランザクションに関与しないデバイス装置を休止状態に遷移させて消費電力を削減することができる。
【００４０】
次に、デバイス装置１１０の状態遷移について、図４の状態遷移図を用いて説明する。デバイス装置１１０は、受信待ち状態４０１、トランザクション実行状態４０２及び休止状態４０３の間を遷移する。ここで、受信待ち状態４０１は、ホスト装置１００が発行する一般トークンパケット又は特定トークンパケットを受信可能な状態である。トランザクション実行状態４０２は、ホスト装置１００との間でＩＮトランザクション、ＯＵＴトランザクション等のトランザクションを実行する状態である。休止状態４０３は、ホスト装置１００が発行するトークンパケットの受信及びその内容の判別処理を行わない状態であり、これらの処理を行う部分の動作を休止することで不要な電力を消費せず、省電力化が可能な状態である。
【００４１】
受信待ち状態４０１にあるデバイス装置１１０は、一般トークンパケット又は特定トークンパケットを受信すると、トークンパケットのアドレス（ＡＤＤＲ）１４０２で指定されたデバイス装置が自デバイスであるかを判別する。判別した結果、受信トークンパケットが自デバイス宛ての一般トークンパケット又は特定トークンパケットであった場合は、トランザクション実行状態４０２に遷移する（Ｓ４１１）。一方、受信トークンパケットが一般トークンパケットであり、かつ自デバイス宛でない場合は、引き続き受信待ち状態４０１に留まり、次のトークンパケットの受信待ちを行う（Ｓ４１２）。また、受信トークンパケットが特定トークンパケットであり、かつ自デバイス宛でない場合は、休止状態４０３に遷移する（Ｓ４１３）。
【００４２】
トランザクション実行状態４０２にあるデバイス装置１１０は、トランザクションの実行が完了すると再び受信待ち状態に遷移する（Ｓ４１４）。休止状態４０３にあるデバイス装置１１０は、トークンパケットの受信及びその内容の判別処理を行わず、遅くとも特定トークンパケットに付与された一般トークン送信時刻（ＧＴＴ）２０１によって指定された時刻が経過するまでに、受信待ち状態４０１に遷移する（Ｓ４１５）、
【００４３】
このように、デバイス装置１１０が、自デバイス宛てでない特定トークンパケットの受信を契機に休止状態４０３に遷移することにより、トークンパケットの受信待ちに要する電力を削減することができる。
【００４４】
続いて、本実施の形態にかかるホスト装置１００及びデバイス装置１１０の構成及び動作について説明する。ホスト装置１００の構成例を図５に示す。なお、図５では、デバイス装置１１０と接続してＵＳＢパケットの転送を担う物理層に、無線インタフェースを採用したワイヤレスＵＳＢのホスト装置１００を示している。
【００４５】
ホスト制御部１０１は、上位レイヤ処理部５０が生成したディスクリプタを取得し、取得したディスクリプタに従ってデータバッファ１０２、パケット処理部１０３、ＭＡＣ部１０４等の制御を行い、ディスクリプタで示された処理が完了するとこれを上位レイヤ処理部５０に通知する。ここで、上位レイヤ処理部５０とは、ＵＳＢ通信プロトコルの上位レイヤを担うものであり、典型的にはホスト装置用のドライバソフトウェアを備えたＰＣである。また、ディスクリプタとは、デバイス装置１１０とのデータ送受信に関する情報である。ディスクリプタの一例を図６に示す。
【００４６】
ディスクリプタ６０は、ＩＮ／ＯＵＴ種別６１、デバイス装置アドレス６２、データ長６３、データ格納位置ポインタ６４、処理完了フラグ６５から構成されている。ＩＮ／ＯＵＴ種別６１は、ディクリプタ６０で指示するデータ送受信が、デバイス装置１１０からのデータ受信を要求するもの（ＩＮ）であるか、デバイス装置１１０へのデータ送信を要求するもの（ＯＵＴ）であるかの識別情報である。デバイス装置アドレス６２は、データ送受信先となるデバイス装置１１０のアドレス情報である。データ長６３は、送受信データサイズを示すものである。データ格納位置ポインタ６４は、上位レイヤ処理部５０が備えるメモリ（図示せず）の位置情報であって、データ受信の場合は受信データの格納位置を示すポインタ値を意味し、データ送信の場合は送信データの格納位置を示すポインタ値を意味する。処理完了フラグ６５は、ディスクリプタで指示されたデータ送受信処理が完了したことを示すフラグ情報であり、ホスト制御部１０１が、処理完了を上位レイヤ処理部５０に通知するために使用する。
【００４７】
図５に戻り、データバッファ１０２は、上位レイヤ処理部５０が備えるメモリ（図示せず）から取得した送信データの保存、デバイス装置１１０から受信した受信データの保存に使用するバッファメモリである。パケット処理部１０３は、送信ＵＳＢパケットの組み立て、受信ＵＳＢパケットの分解を行う。ＭＡＣ（Media Access Control）部１０４は、ＵＳＢパケットの伝達を行う処理部であり、パケット処理部１０３が生成した送信ＵＳＢパケットに送信先デバイス装置１１０のＭＡＣアドレスを含むＭＡＣヘッダを付加してＰＨＹ部１０５に出力する。逆に、ＭＡＣ部１０４は、ＰＨＹ部１０５から入力されたデータからＭＡＣヘッダを除去し、ＵＳＢパケットをパケット処理部１０３に出力する。ＰＨＹ部１０５は、無線によるデータ送受信を行う処理部であり、ＭＡＣ部１０４から入力された送信データをデバイス装置１１０に送信し、デバイス装置１１０から受信したデータをＭＡＣ部１０４に出力する。なお、ＭＡＣ部１０４及びＰＨＹ部１０５には、ＩＥＥＥ８０２．１１等の無線ＬＡＮ規格やＩＥＥＥ８０２．１５．１、ＩＥＥＥ８０２．１５．３、ＩＥＥＥ８０２．１５．４、現在審議中であるＩＥＥＥ８０２．１５．３ａ等の無線ＰＡＮ（personal area network）規格に準拠した無線通信技術を適用することとすればよい。
【００４８】
次に、ホスト装置１００の動作について、図７を用いて説明する。図７は、ホスト制御部１０１の処理フローを示している。まず、ステップＳ７０１では、ホスト制御部１０１が、上位レイヤ処理部５０からディスクリプタ６０を取得する。ステップＳ７０２では、ホスト制御部１０１が、取得したディスクリプタ６０がデータ受信処理（ＩＮ処理）を指示するものであるか、データ送信処理（ＯＵＴ処理）を指示するものであるかを判別する。ホスト制御部１０１は、ディスクリプタ６０の内容がＩＮ処理であった場合は、ディスクリプタ６０のデータ長６３から、必要なＩＮトランザクション数Ｍを算出する（ステップＳ７０３）。
【００４９】
ステップＳ７０４では、ホスト制御部１０１が、パケット処理部１０３に対してＩＮトークンパケットの生成を指示する。さらに、ステップＳ７０３において算出したトランザクション数が２以上であった場合には（ステップＳ７０５）、パケット処理部１０３に対して、生成したＩＮトークンパケットに、一般トークンパケット送信時刻（ＧＴＴ）２０１を付加するよう指示する（ステップＳ７０６）。なお、一般トークンパケット送信時刻（ＧＴＴ）の算出は、受信データ長に基づいて、ホスト制御部１０１が決定することとすれば良い。これにより、特定トークンパケットが生成される。
【００５０】
ステップＳ７０７では、ホスト制御部１０１が、ＭＡＣ部１０４に対してパケット処理部１０３が生成したＩＮトークンパケットの送信を指示する。指示を受けたＭＡＣ部１０４は、ＩＮトークンパケットにＭＡＣヘッダを付加してＰＨＹ部１０５に出力し、ＰＨＹ部１０５は、デバイス装置１１０に対してＩＮトークンパケットを送信する。
【００５１】
ステップＳ７０８では、ホスト制御部１０１が、ＭＡＣ部１０４に対してＩＮデータパケットの受信待ちを指示する。ＭＡＣ部１０４は、デバイス装置１１０からＩＮデータパケットを受信すると、ＭＡＣヘッダを除去して、これをパケット処理部１０３に出力する。ステップＳ７０９では、ホスト制御部１０１が、パケット処理部１０３に対して、ＭＡＣ部１０４が受信したＩＮデータパケットの分解を指示する。パケット処理部１０３は、ＩＮデータパケットから取り出したデータをデータバッファ１０２に格納する。ステップＳ７１０では、ホスト制御部１０１が、データバッファ１０２に格納された受信データを、ディスクリプタ６０のデータ格納位置ポインタ６４で指定された格納位置に対して転送する。
【００５２】
ステップＳ７１１では、ステップＳ７０６乃至Ｓ７１０によるトランザクションの完了によって、ＩＮトランザクション数Ｍを１つ減じる。ステップＳ７１２では、ＩＮトランザクション数Ｍの値がゼロになったか否かによって、全てのＩＮトランザクションが終了したか否かを判定する。全てのＩＮトランザクションが終了した場合には、ディスクリプタ６０の処理完了フラグ６５を設定した上で、上位レイヤ処理部５０が備えるメモリ（図示せず）にディスクリプタ６０をライトバックする（ステップＳ７１３）。また、全てのＩＮトランザクションが完了していない場合には、ステップＳ７０４に戻り、次のＩＮトランザクションのＩＮトークンパケットの生成をパケット処理部１０３に指示する。
【００５３】
一方、先に説明したステップＳ７０２での判定において、ディスクリプタ６０の内容がＯＵＴ処理であった場合は、ステップＳ７１４乃至Ｓ７２３の処理を実行する。ステップＳ７１４では、ホスト制御部１０１が、ディスクリプタ６０のデータ長６３から、必要なＯＵＴトランザクション数Ｍを算出する。ステップＳ７１５では、ホスト制御部１０１が、パケット処理部１０３に対してＯＵＴトークンパケットの生成を指示する。さらに、ステップＳ７１４において算出したトランザクション数が２以上であった場合には（ステップＳ７１６）、パケット処理部１０３に対して、生成したＯＵＴトークンパケットに、一般トークンパケット送信時刻（ＧＴＴ）２０１を付加するよう指示する（ステップＳ７１７）。なお、一般トークンパケット送信時刻（ＧＴＴ）の算出は、送信データ長に基づいて、ホスト制御部１０１が決定することとすれば良い。これにより、特定トークンパケットが生成される。
【００５４】
ステップＳ７１８では、ホスト制御部１０１が、ＭＡＣ部１０４に対してパケット処理部１０３が生成したＯＵＴトークンパケットの送信を指示する。指示を受けたＭＡＣ部１０４は、ＯＵＴトークンパケットにＭＡＣヘッダを付加してＰＨＹ部１０５に出力し、ＰＨＹ部１０５は、デバイス装置１１０に対してＯＵＴトークンパケットを送信する。
【００５５】
ステップＳ７１９では、ホスト制御部１０１が、ディスクリプタ６０のデータ格納位置ポインタ６４を参照し、上位レイヤ処理部５０のメモリ（図示せず）から送信データを取得してデータバッファ１０２に格納する。ステップＳ７２０では、ホスト制御部１０１が、パケット処理部１０４にＯＵＴデータパケットの組み立てを指示する。パケット処理部１０３は、データバッファ１０２から送信データを読み出して、ＯＵＴデータパケットを生成する。ステップＳ７２１では、ホスト制御部１０１が、ＭＡＣ部１０４に、パケット処理部１０３が生成したＯＵＴデータパケットの送信を指示する。指示を受けたＭＡＣ部１０４は、ＯＵＴデータパケットにＭＡＣヘッダを付加してＰＨＹ部１０５に出力し、ＰＨＹ部１０５は、デバイス装置１１０に対してＯＵＴデータパケットを送信する。
【００５６】
ステップＳ７２２では、ステップＳ７１５乃至Ｓ７２１によるトランザクションの完了によって、ＯＵＴトランザクション数Ｍを１つ減じる。ステップＳ７２３では、ＯＵＴトランザクション数Ｍの値がゼロになったか否かによって、全てのＯＵＴトランザクションが終了したか否かを判定する。全てのＯＵＴトランザクションが終了した場合には、ディスクリプタ６０の処理完了フラグ６５を設定した上で、上位レイヤ処理部５０が備えるメモリ（図示せず）にディスクリプタ６０をライトバックする（ステップＳ７１３）。また、全てのＯＵＴトランザクションが完了していない場合には、ステップＳ７１５に戻り、次のＯＵＴトランザクションのＯＵＴトークンパケットの生成をパケット処理部１０３に指示する。
【００５７】
上述したホスト装置１００の構成及び動作によって、ホスト装置１００は、特定のデバイス装置１１０とのトランザクションが連続する場合には、一般トークン送信時刻ＧＴＴ２０１を付加した特定トークンパケットを生成して、デバイス装置１１０に出力することができる。これにより、デバイス装置１１０は、特定トークンパケットに基づいて、休止状態に遷移することができ、消費電力を削減することができる。
【００５８】
続いて、デバイス装置１１０の構成及び動作について説明する。デバイス装置１１０の構成例を図８に示す。なお、図８では、ホスト装置１００と接続してＵＳＢパケットの転送を担う物理層に、無線インタフェースを採用したワイヤレスＵＳＢのデバイス装置１１０を示している。デバイス制御部１１１は、上位レイヤ処理部８０のデータ送受信要求に従って、データバッファ１１２、パケット処理部１１３、ＭＡＣ部１１４等を制御する。ここで、上位レイヤ処理部８０とは、ＵＳＢ通信プロトコルの上位レイヤを担うものであり、プリンタ、ＨＤＤ、ＤＶＤドライブ等の外部記憶装置、ディスプレイ、通信モデム等のＰＣの周辺機器がこれに相当する。
【００５９】
データバッファ１１２は、上位レイヤ処理部８０から取得した送信データの保存、ホスト装置１００から受信した受信データの保存に使用するバッファメモリである。パケット処理部１１３は、送信ＵＳＢパケットの組み立て、受信ＵＳＢパケットの分解を行う。ＭＡＣ（Media Access Control）部１１４は、ＵＳＢパケットの伝達を行う処理部であり、パケット処理部１１３が生成した送信ＵＳＢパケットにホスト装置１００のＭＡＣアドレスを含むＭＡＣヘッダを付加してＰＨＹ部１１５に出力する。逆に、ＭＡＣ部１１４は、ＰＨＹ部１１５から入力されたデータからＭＡＣヘッダを除去し、ＵＳＢパケットをパケット処理部１１３に出力する。ＰＨＹ部１１５は、無線によるデータ送受信を行う処理部であり、ＭＡＣ部１１４から入力された送信データをホスト装置１００に送信し、ホスト装置１００から受信したデータをＭＡＣ部１１４に出力する。なお、ホスト装置１００と同様に、ＭＡＣ部１１４及びＰＨＹ部１１５には、ＩＥＥＥ８０２．１１等の無線ＬＡＮ規格やＩＥＥＥ８０２．１５．１、ＩＥＥＥ８０２．１５．３、ＩＥＥＥ８０２．１５．４、現在審議中であるＩＥＥＥ８０２．１５．３ａ等の無線ＰＡＮ（personal area network）規格に準拠した無線通信技術を適用することとすればよい。
【００６０】
次に、デバイス装置１１０の動作について、図９及び図１０を用いて説明する。図９は、デバイス装置１１０の全体動作を示すフローチャートであり、図１０はデバイス装置１１０が実行するトランザクションの一例としてＯＵＴトランザクションの動作フローを示したものである。
【００６１】
ステップＳ９０１では、デバイス制御部１１１が、パケット処理部１１３、ＭＡＣ部１１４及びＰＨＹ部１１５を、トークンパケットの受信が可能な受信待ち状態に設定する。受信待ち状態にあるＭＡＣ部１１４及びＰＨＹ部１１５がＵＳＢパケットを受信すると（ステップＳ９０２）、ＭＡＣ部１１４が受信パケットをパケット処理部１１３に出力し、パケット処理部１１３は受信パケットを分解する（ステップＳ９０３）。
【００６２】
ステップＳ９０４では、デバイス制御部１１１が、受信パケットがトークンパケットであるか否かの判定を行い、トークンパケットでない場合には、パケット処理部１１３に対して受信パケットの廃棄を指示し（ステップＳ９０５）、ＭＡＣ部１１４及びＰＨＹ部１１５を引き続き受信待ち状態とする。一方、受信パケットがトークンパケットであった場合には、デバイス制御部１１１が、トークンパケットのアドレス（ＡＤＤＲ）１４０２の値が自デバイスを示すアドレス値であるかを、さらに判定する（ステップＳ９０６）。
【００６３】
受信したトークンパケットが自デバイス宛てであると判定した場合は、デバイス制御部１１１は、指定されたトランザクションを実行する（ステップＳ９０７）。受信したトークンパケットが自デバイス宛てでないと判定した場合は、さらに、受信したトークンパケットに一般トークン送信時刻（ＧＴＴ）が付与されているか否かを判定する（ステップＳ９０８）。一般トークン送信時刻（ＧＴＴ）が付与されていない場合には、受信したトークンパケットは一般トークンパケットであるため、デバイス制御部１１１は、ＭＡＣ部１１４及びＰＨＹ部１１５を引き続き受信待ち状態とする。
【００６４】
一方、一般トークン送信時刻（ＧＴＴ）が付与されている場合には、受信したトークンパケットは特定トークンパケットであるため、デバイス制御部１１１は、パケット処理部１１３、ＭＡＣ部１１４及びＰＨＹ部１１５を休止状態に変更し、無線データの送受信を行わない状態に変更する（ステップＳ９０９）。デバイス制御部１１１は、一般トークン送信時刻（ＧＴＴ）に基づいて設定した受信待ち状態に復帰すべき時刻に到達した場合に、ステップＳ９０１に戻ってパケット処理部１１３、ＭＡＣ部１１４及びＰＨＹ部１１５を受信待ち状態に設定する（ステップＳ９１０）。
【００６５】
ここで、ステップＳ９０７で実行するトランザクションの一例として、ＯＵＴトランザクションの処理フローを、図１０を用いて説明する。まず、ステップＳ１００１では、ＭＡＣ部１１４が、ホスト装置１００からＯＵＴデータパケットを受信すると、ＭＡＣヘッダを除去して、これをパケット処理部１１３に出力する。ステップＳ１００２では、デバイス制御部１１１が、パケット処理部１１３に対して、ＭＡＣ部１１４が受信したＯＵＴデータパケットの分解を指示する。パケット処理部１１３は、ＯＵＴデータパケットから取り出したデータをデータバッファ１１２に格納する。
【００６６】
ステップＳ１００３では、デバイス制御部１１１が、パケット処理部１１３に対してハンドシェイクパケットの生成を指示する。ステップＳ１００４では、デバイス制御部１１１が、ＭＡＣ部１１４に対してパケット処理部１１３が生成したハンドシェイクパケットの送信を指示する。指示を受けたＭＡＣ部１１４は、ハンドシェイクパケットにＭＡＣヘッダを付加してＰＨＹ部１１５に出力し、ＰＨＹ部１１５は、ホスト装置１００に対してハンドシェイクパケットを送信する。
【００６７】
ステップＳ１００５では、デバイス制御部１１１が、データバッファ１０２に対して、ホスト装置１００からの受信データを上位レイヤ制御部８０に出力するよう指示する。
【００６８】
上述したデバイス装置１１０の構成及び動作によって、デバイス装置１１０は、ホスト装置１００が発行した自デバイス宛てでない特定トークンの受信を契機として、休止状態に遷移することができる。
【００６９】
なお、ホスト装置１００のＭＡＣ部１０４及びＰＨＹ部１０５並びにデバイス装置１１０のＭＡＣ部１１４及びＰＨＹ部１１５に、ＩＥＥＥ８０２．１５．３やＩＥＥＥ８０２．１５．４等の無線通信技術を適用する場合には、さらに以下に説明する動作を行うことが可能である。
【００７０】
ＩＥＥＥ８０２．１５．３やＩＥＥＥ８０２．１５．４では、ビーコンを使用したスーパーフレームと呼ばれるフレーム構造を採用している。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１５．３のスーパーフレームは、ビーコンで開始し、次のビーコンまでの時間（ビーコン間隔）はＣＡＰ（Contention Access Period）とＣＴＡＰ（Channel Time Allocation Period）に分割されている。ＣＡＰは、全てのＩＥＥＥ８０２．１５．３デバイス（つまり、本発明にかかるホスト装置１００及びデバイス装置１１０を含めて、ＩＥＥＥ８０２．１５．３を使用するすべての機器）の間で共有され、全てのＩＥＥＥ８０２．１５．３デバイスがアクセス可能な時間である。一方、ＣＴＡＰは、特定のＩＥＥＥ８０２．１５．３デバイス（例えば、本発明にかかるホスト装置１００及びデバイス装置１１０）が専有してアクセス可能な時間である。ＣＡＰでは、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）方式による媒体アクセス制御が行われ、ＣＴＡＰでは、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）による媒体アクセス制御が行われる。
【００７１】
本実施の形態の形態にかかるＵＳＢシステム１では、ホスト装置１００が複数のデバイス装置１１０の送信時間を完全に制御している。したがって、ホスト装置１００と複数のデバイス装置１１０の間のデータ送受信に、上述したＩＥＥＥ８０２．１５．３と同様にＣＳＭＡ／ＣＡとＴＤＭＡの２種類の媒体アクセス制御方法を用いる無線通信技術を適用する場合には、一般トークンパケットで開始する通常のトランザクションによるデータ送受信は、原則としてＣＴＡＰの中でワイヤレスＵＳＢ用に割り当てられたタイムスロット（ＣＴＡ：Channel Time Allocation）を使用して行うことになる。
【００７２】
しかしながら、ワイヤレスＵＳＢ用に割り当てられたタイムスロット（ＣＴＡ）よりＣＡＰの時間が長い場合等は、特定トークンパケットで開始する特定のデバイス装置１１０との連続するトランザクションについては、媒体アクセス制御方法を切り替えて、ＣＡＰの時間内でデータ送受信を行うようにしてもよい。さらに、ＣＴＡＰ内の割り当てられたタイムスロット（ＣＴＡ）だけでなく、ＣＡＰでもデータ送受信を行う、つまり複数の媒体アクセス制御方法によってデータ送受信を行うことしてもよい。これによって、タイムスロット（ＣＴＡ）で割り当てられた時間以上にデータ送受信時間を確保できれば、連続トランザクションにおける大量のデータの送受信を早期に完了することが可能となる点で有利である。
【００７３】
なお、無線通信方式がＩＥＥＥ８０２．１５．３である場合に限らず、ホスト装置１００のＭＡＣ部１０４及びＰＨＹ部１０５並びにデバイス装置１１０のＭＡＣ部１１４及びＰＨＹ部１１５が２以上の媒体アクセス制御方法を利用可能な場合に、基本として使用している媒体アクセス制御方法から、特定のデバイスとの通信を行う特定の時間間隔だけ別の媒体アクセス方式に切り替える、より具体的には、特定トークンパケットで開始する連続トランザクションの実行時に、一般トークンパケットで開始する通常のトランザクション時に使用する媒体アクセス制御方法とは別の媒体アクセス制御方法に切り替えることによって、上述したような効果を得ることができる。
【００７４】
なお、このときの切り替え動作は、以下のように行うことができる。例えば、ホスト装置１００のＭＡＣ部１０４及びＰＨＹ部１０５が上述したようにＴＤＭＡとＣＳＭＡ／ＣＡの２種類の媒体アクセス制御方法を用いている場合を想定する。このとき、ホスト装置１００が連続するＯＵＴトランザクションを行う場合（図７においてトランザクション数Ｍが２以上の場合）には、ホスト制御部１０１がＭＡＣ部１０４にＯＵＴデータパケットの送信を指示する際（ステップＳ７２１）に、ＴＤＭＡからＣＳＭＡ／ＣＡへの媒体アクセス制御方法の切り替えを指示することとすればよい。
【００７５】
発明の実施の形態２．
本実施の形態にかかるＵＳＢシステム２は、ホスト装置２００と複数のデバイス装置２１０により構成される。なお、ＵＳＢシステム２における、ホスト装置２００とデバイス装置２１０との論理的な接続関係は、図１に示した発明の実施の形態１にかかるＵＳＢシステム１と同様である。ホスト装置２００とデバイス装置２１０の間でやりとりされるＵＳＢパケットの構造を、図１１に示す。なお、図１１では、図２を用いて説明した発明の実施の形態１にかかるＵＳＢシステム１で送受信されるＵＳＢパケットが持つ構成要素と同一のものには同じ記号を付している。ＵＳＢシステム２で使用するＵＳＢパケットは、特定トークンパケットに特定デバイスアドレスＳＤ１１０１を付加している点が、ＵＳＢシステム１が使用するＵＳＢパケットと異なっている。
【００７６】
特定デバイスアドレスＳＤ１１０１は、ホスト装置との間で連続するトランザクションを実行するデバイス装置（以下、特定デバイスと呼ぶ）を指定するアドレスである。発明の実施の形態１では、特定デバイスの指定を、従来のトークンパケットが備えるアドレス（ＡＤＤＲ）１４０２によって行うこととしていた。しかしながら、アドレス（ＡＤＤＲ）１４０２とは別に特定デバイスアドレスＳＤ１１０１を付加した特定トークンパケットを用いることにより、さらに消費電力を削減することが可能となる。この点について、図１２のタイミング図を用いて説明する。
【００７７】
図１２は、ＵＳＢシステム２におけるデータ送受信のタイミング図であり、発明の実施の形態１にかかるＵＳＢシステム１との比較のために、図３に示したＵＳＢシステム１におけるタイミング図と同一のデータ送受信処理を示している。なお、図１２においても、図３と同様に、トークン間隔ｎ、ｎ＋１等で区切られた処理が、それぞれ１つのトランザクションに相当する。
【００７８】
ＵＳＢシステム２では、トークン間隔ｎ＋１乃至ｎ＋３におけるデバイス装置２１０Ｂとの連続するトランザクションに先立って、トークン間隔ｎにおいて特定トークンパケット１２０１が発行される点が特徴である。ここで、特定トークンパケット１２０１のアドレス（ＡＤＤＲ）１４０２には、トークン間隔ｎにおけるトランザクションの相手先であるデバイス装置２１０Ａのアドレスが指定され、特定デバイスアドレスＳＤ１１０１には、次のトークン間隔ｎ＋１乃至ｎ＋３における連続するトランザクションの相手先であるデバイス装置２１０Ｂのアドレスが指定される。また、一般トークン送信時刻ＧＴＴ２０１には、トークン間隔ｎ＋４に相当する一般トークン１２１３の送信時刻が指定される。
【００７９】
このような特定トークンパケット１２０１が発行された場合のデバイス装置２１０Ａ乃至２１０Ｃの動作は以下の様になる。デバイス装置２１０Ａは、特定トークンパケット１２０１のアドレス（ＡＤＤＲ）１４０２に指定されているため、トランザクション実行状態に遷移して、トークン間隔ｎのトランザクションを実行する。一方、特定デバイスアドレスＳＤ１１０１には指定されていないため、トークン間隔ｎのトランザクションの終了後、休止状態に遷移する。
【００８０】
デバイス装置２１０Ｂは、特定トークンパケット１２０１のアドレス（ＡＤＤＲ）１４０２に指定されていないが、特定デバイスアドレスＳＤ１１０１に指定されている。このため、受信待ち状態を維持したまま、次のトークンパケット１２０４の発行を待つ。
【００８１】
デバイス装置２１０Ｃは、特定トークンパケット１２０１のアドレス（ＡＤＤＲ）１４０２及び特定デバイスアドレスＳＤ１１０１に指定されていない。このため、自デバイスは、トークン間隔ｎのトランザクション及びそれに続く連続トランザクション（トークン間隔ｎ＋１乃至ｎ＋３）の相手先でないことが判別できるため、特定トークンパケット１２０１の受信後、休止状態に遷移する。
【００８２】
発明の実施の形態１にかかる図３のタイミング図では、デバイス装置１１０Ｂとの連続トランザクションの先頭であるトークン間隔ｎ＋１に発行される特定トークンパケット３０４を受信するまで、デバイス装置１１０Ｃは休止状態に遷移することができない。これに対し、本実施の形態にかかるＵＳＢシステム２では、それより前のトークン間隔ｎに発行される特定トークンパケット１２０１を受信したデバイス装置２１０Ｃは、いち早く休止状態に遷移することが可能である。したがって、ＵＳＢシステム２は、発明の実施の形態１にかかるＵＳＢシステム１に比べて、さらにデバイス装置の消費電力の低減が可能である。
【００８３】
なお、トークン間隔ｎ＋１以降の連続トランザクションに先立って、トークン間隔ｎにおいて特定デバイスアドレスＳＤ及び一般トークン送信時刻ＧＴＴを付加した特定トークンパケットを発行するためには、ホスト装置２００が備えるホスト制御部１０１が上位レイヤデバイス５０からディスクリプタを取得する際に、複数のディスクリプタ、例えば２つのディスクリプタを取得することとすればよい。具体的には、２つのディスクリプタを取得したホスト制御部１０１が、それぞれのディスクリプタで指定されたデータ送受信に要するトランザクション数を算出する。先に実行するディスクリプタに対するトランザクション数が１である場合でも、後に実行するディスクリプタに対するトランザクション数が２以上であれば、ホスト制御部１０１は、一般トークン送信時刻ＧＴＴを算出し、一般トークン送信時刻ＧＴＴ及び特定デバイスアドレスＳＤの付加をパケット処理部１０３に指示することとすればよい。
【００８４】
また、発明の実施の形態１で説明したのと同様に、ＵＳＢシステム２において、特定トークンパケットで開始する連続トランザクションの実行時に、一般トークンパケットで開始する通常のトランザクション時に使用する媒体アクセス制御方法とは別の媒体アクセス制御方法に切り替えることによって、連続トランザクションにおける大量のデータの送受信を早期に完了することが可能となるといった有利な効果を得ることができる。
【００８５】
以上の発明の実施の形態１及び２の説明では、特定トークンパケットに、次に全てのデバイス装置１１０又は２１０が受信すべき一般トークンパケットを発行する時刻を示す一般トークン送信時刻（ＧＴＴ）２０１を付加することとしているが、これに替えて、特定のデバイスとの連続するトランザクションの終了予定時刻を付加することとしても良い。この終了予定時刻は、ホスト装置１００又は２００がディスクリプタ６０に指定されたデータ長６３から算出することができる。また、ホスト装置とデバイス装置との時刻同期が確保されていない場合には、ホスト装置１００又は２００が、次に全てのデバイス装置１１０又は２１０が受信すべき一般トークンパケットを発行するまでの時間、あるいは、特定のデバイスとの連続するトランザクションの実行予定時間を付加することとしてもよい。要するに、特定パケットに付加するＧＴＴ等の休止時間情報は、自デバイス宛てでない特定トークンパケットを受信したデバイス装置１１０又は２１０が、次に受信待ち状態に遷移しておくべきタイミングを知ることができる時間情報であればよい。
【００８６】
さらに、本発明は、発明の実施の形態１及び２で詳述したＵＳＢシステムに限らず適用可能である。具体的には、ホスト装置と複数のデバイス装置の間でデータ送受信を行う通信システムであり、ホスト装置の発行するトークンパケットによって、ホスト装置とデバイス装置とのデータ送受信を開始する通信プロトコルを採用する通信システムに対して適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】発明の実施の形態１にかかるＵＳＢシステム１の構成図である。
【図２】発明の実施の形態１にかかるホスト装置とデバイス装置でやりとりされるＵＳＢパケットの例を示す図である。
【図３】発明の実施の形態１にかかるＵＳＢシステム１のデータ送受信タイミングを示す図である。
【図４】デバイス装置１１０の状態遷移図である。
【図５】発明の実施の形態１にかかるホスト装置１００の構成図である。
【図６】ディスクリプタの例を示す図である。
【図７】ホスト装置１００の動作フロー図である。
【図８】発明の実施の形態１にかかるデバイス装置１１０の構成図である。
【図９】デバイス装置１１０の動作フロー図である。
【図１０】デバイス装置１１０の動作フロー図である。
【図１１】発明の実施の形態２にかかるホスト装置とデバイス装置でやりとりされるＵＳＢパケットの例を示す図である。
【図１２】発明の実施の形態２にかかるＵＳＢシステム２のデータ送受信タイミングを示す図である。
【図１３】従来のＵＳＢシステムのデータ送受信タイミングを示す図である。
【図１４】従来のホスト装置とデバイス装置でやりとりされるＵＳＢパケットの例を示す図である。
【図１５】従来のＵＳＢシステムのデータ送受信タイミングを示す図である。
【符号の説明】
【００８８】
１、２  ＵＳＢシステム
１００、２００  ホスト装置
１０１  ホスト制御部
１０３  パケット処理部
１１０、２１０  デバイス装置
１１１  デバイス制御部
１１３  パケット処理部
２０１  一般トークン送信時刻（ＧＴＴ）
１１０１  特定デバイスアドレス（ＳＤ）
【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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