(57)【要約】【課題】  データ伝送システムに接続される一部の接続機器のみを動作させる際に、システム全体の消費電力を低減させるデータ伝送方法、データ伝送システム、およびデータ伝送装置を提供する。【解決手段】  各データ伝送装置１の物理層は、それぞれＣＰＵ４のリセット解除処理によって物理層初期化処理を行う。次に、マスタおよび通常モードで動作するデータ伝送装置１のリンク層は、物理層初期化処理の終了後、それぞれＣＰＵ４のリセット解除処理によってリンク層初期化処理を行い、自装置の物理層およびリンク層を用いてデータ通信を開始する。一方、バイパスモードで動作するデータ伝送装置１のリンク層はリセット状態が継続し、自装置のリンク層をバイパスさせ物理層のみを用いてデータ伝送を行う。【選択図】  図５
2005065216.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送路を介してリング型に接続された複数のデータ伝送装置の間で、所定の通信プロトコルに基づいて処理されるデータに応じた伝送信号を送受信するデータ伝送方法であって、
前記複数のデータ伝送装置の少なくとも１つである第１のデータ伝送装置は、それぞれ、物理層において前段のデータ伝送装置から出力された伝送信号に応じて受信データを生成した後、当該受信データに応じて伝送信号を生成して後段のデータ伝送装置へ出力し、
前記複数のデータ伝送装置の内、前記第１のデータ伝送装置とは異なる第２のデータ伝送装置は、それぞれ、
物理層において前段のデータ伝送装置から出力された伝送信号に応じて生成した受信データをリンク層において前記通信プロトコルに基づいて処理し、
当該リンク層において前記通信プロトコルに基づいて処理された送信データに応じて当該物理層において伝送信号を生成して後段のデータ伝送装置へ出力する、データ伝送方法。
【請求項２】
前記第１のデータ伝送装置は、自装置の物理層の外部からの指示に応じて、自装置のリンク層を前記受信データがバイパスして前記伝送信号を送受信することを特徴とする、請求項１に記載のデータ伝送方法。
【請求項３】
前記第１のデータ伝送装置は、自装置のリンク層をデータ処理動作が停止したリセット状態に維持することによって、当該リンク層を前記受信データがバイパスして前記伝送信号を送受信することを特徴とする、請求項１に記載のデータ伝送方法。
【請求項４】
リンク層および物理層が共に前記リセット状態となった前記複数のデータ伝送装置が互いに伝送信号の送受信が可能となるように初期化する際、
前記第２のデータ伝送装置に対しては、それぞれのリンク層および物理層を前記リセット状態から解除し、
前記第１のデータ伝送装置に対しては、それぞれの物理層のみを前記リセット状態から解除することを特徴とする、請求項３に記載のデータ伝送方法。
【請求項５】
前記伝送信号は、前記物理層において前記送信データの各シンボルを複数の信号レベルのいずれかにマッピングすることによって生成され、
前記受信データは、前記物理層において前記伝送信号が有する複数の信号レベルをそれぞれ区別して判定するための判定レベルに基づいて生成されることを特徴とする、請求項１に記載のデータ伝送方法。
【請求項６】
前記通信プロトコルは、ＭＯＳＴ（Ｍｅｄｉａ  Ｏｒｉｅｎｔｅｄ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）で定義されることを特徴とする、請求項１に記載のデータ伝送方法。
【請求項７】
伝送路を介してリング型に接続された複数のデータ伝送装置を含み、それぞれのデータ伝送装置が互いに伝送信号を送受信するデータ伝送システムであって、
前記データ伝送装置は、それぞれ、
所定の通信プロトコルに基づいて送受信データを処理する処理部と、
前記処理部で処理された送信データに基づいて伝送信号を生成して後段のデータ伝送装置へ出力し、かつ前段のデータ伝送装置から出力された伝送信号に基づいて受信データを生成して前記処理部へ出力する送受信部とを含み、
前記複数のデータ伝送装置の少なくとも１つである第１のデータ伝送装置は、それぞれ、前記送受信部において前段のデータ伝送装置から出力された伝送信号に応じて受信データを生成した後、当該受信データに応じて伝送信号を生成して後段のデータ伝送装置へ出力し、
前記複数のデータ伝送装置の内、前記第１のデータ伝送装置とは異なる第２のデータ伝送装置は、それぞれ、
前記送受信部において前段のデータ伝送装置から出力された伝送信号に応じて生成した受信データを前記処理部において前記通信プロトコルに基づいて処理し、
当該処理部において前記通信プロトコルに基づいて処理された送信データに応じて当該送受信部において伝送信号を生成して後段のデータ伝送装置へ出力することを特徴とする、データ伝送システム。
【請求項８】
前記送受信部は、それぞれ、
自装置の前記処理部をバイパスして前記受信データを出力するバイパス経路と、
前記処理部の動作状態に応じて、当該処理部から出力される前記送信データおよび前記バイパス経路から出力される前記受信データの一方を選択して当該送受信部の送信側に出力するセレクタとを含み、
前記第１のデータ伝送装置が有する前記セレクタは、自装置の前記送受信部の外部からの指示に応じて、前記バイパス経路から出力される前記受信データを選択することを特徴とする、請求項７に記載のデータ伝送システム。
【請求項９】
前記送受信部は、それぞれ、
自装置の前記処理部をバイパスして前記受信データを出力するバイパス経路と、
前記処理部の動作状態に応じて、当該処理部から出力される前記送信データおよび前記バイパス経路から出力される前記受信データの一方を選択して当該送受信部の送信側に出力するセレクタとを含み、
前記第１のデータ伝送装置が有する前記セレクタは、自装置の前記処理部がデータ処理動作を停止したリセット状態であるとき、前記バイパス経路から出力される前記受信データを選択することを特徴とする、請求項７に記載のデータ伝送システム。
【請求項１０】
さらに、前記データ伝送装置は、それぞれ自装置の前記処理部および前記送受信部の動作を制御する制御部を含み、
前記第１のデータ伝送装置が含む前記制御部は、自装置の前記処理部を前記リセット状態に維持する制御を行うことを特徴とする、請求項９に記載のデータ伝送システム。
【請求項１１】
さらに、前記制御部をそれぞれ通信可能に接続する伝送線を備え、
前記第１のデータ伝送装置が含む前記制御部は、前記伝送線を介して入力した指示に基づいて自装置の前記処理部を前記リセット状態に維持する制御を行うことを特徴とする、請求項１０に記載のデータ伝送システム。
【請求項１２】
前記送受信部は、それぞれ、
前記送信データの各シンボルを複数の信号レベルのいずれかにマッピングして前記伝送信号を生成するデータマッピング部と、
前記伝送信号が有する複数の信号レベルをそれぞれ区別して判定するための判定レベルに基づいて前記受信データを生成する判定処理部とを含むことを特徴とする、請求項７に記載のデータ伝送システム。
【請求項１３】
前記処理部が用いる前記通信プロトコルは、ＭＯＳＴ（Ｍｅｄｉａ  Ｏｒｉｅｎｔｅｄ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）で定義されることを特徴とする、請求項７に記載のデータ伝送システム。
【請求項１４】
他の装置と伝送路を介してリング型に接続され、他の装置との間で互いに伝送信号を送受信するデータ伝送装置であって、
所定の通信プロトコルに基づいて送受信データを処理する処理部と、
前記処理部で処理された送信データに基づいて伝送信号を生成して他の装置へ出力し、かつ他の装置から出力された伝送信号に基づいて受信データを生成して前記処理部へ出力する送受信部とを備え、
第１のモードにおいて、前記送受信部は、他の装置から出力された伝送信号に応じて受信データを生成した後、当該受信データに応じて伝送信号を生成して他の装置へ出力し、
前記第１のモードとは異なる第２のモードにおいて、
前記送受信部は、他の装置から出力された伝送信号に応じて生成した受信データを前記処理部へ出力し、
前記処理部は、前記送受信部が出力した受信データを前記通信プロトコルに基づいて処理し、前記通信プロトコルに基づいて処理された送信データを前記送受信部に出力し、
前記送受信部は、前記処理部から出力された送信データに基づいて伝送信号を生成して他の装置へ出力することを特徴とする、データ伝送装置。
【請求項１５】
前記送受信部は、
前記処理部をバイパスして前記受信データを出力するバイパス経路と、
前記処理部の動作状態に応じて、当該処理部から出力される前記送信データおよび前記バイパス経路から出力される前記受信データの一方を選択して当該送受信部の送信側に出力するセレクタとを含み、
前記セレクタは、前記第１のモードを示す前記送受信部の外部からの指示に応じて、前記バイパス経路から出力される前記受信データを選択することを特徴とする、請求項１４に記載のデータ伝送装置。
【請求項１６】
前記送受信部は、
前記処理部をバイパスして前記受信データを出力するバイパス経路と、
前記処理部の動作状態に応じて、当該処理部から出力される前記送信データおよび前記バイパス経路から出力される前記受信データの一方を選択して当該送受信部の送信側に出力するセレクタとを含み、
前記セレクタは、前記第１のモードにおいて前記処理部がデータ処理動作を停止したリセット状態であるとき、前記バイパス経路から出力される前記受信データを選択することを特徴とする、請求項１４に記載のデータ伝送装置。
【請求項１７】
さらに、前記処理部および前記送受信部の動作を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記第１のモードにおいて前記処理部を前記リセット状態に維持する制御を行うことを特徴とする、請求項１６に記載のデータ伝送装置。
【請求項１８】
さらに、前記制御部と他の装置とを通信可能に接続する伝送線を備え、
前記制御部は、前記伝送線を介して入力した前記第１のモードを示す指示に基づいて前記処理部を前記リセット状態に維持する制御を行うことを特徴とする、請求項１７に記載のデータ伝送装置。
【請求項１９】
前記送受信部は、
前記送信データの各シンボルを複数の信号レベルのいずれかにマッピングして前記伝送信号を生成するデータマッピング部と、
前記伝送信号が有する複数の信号レベルをそれぞれ区別して判定するための判定レベルに基づいて前記受信データを生成する判定処理部とを含むことを特徴とする、請求項１４に記載のデータ伝送装置。
【請求項２０】
前記処理部が用いる前記通信プロトコルは、ＭＯＳＴ（Ｍｅｄｉａ  Ｏｒｉｅｎｔｅｄ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）で定義されることを特徴とする、請求項１４に記載のデータ伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データ伝送方法、データ伝送システム、およびデータ伝送装置に関し、より特定的には、リング型等で伝送路によって接続された各データ伝送装置の間のデータ伝送方法、そのデータ伝送システム、およびデータ伝送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、カーナビゲーションやＩＴＳ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）といったインターネットや画像情報を自動車内等の空間において伝送する場合、大容量かつ高速な通信が要求される。このようなデジタル化した映像や音声データ、あるいはコンピュータデータ等のデジタルデータを伝送するための通信方式の検討が盛んに行われ、自動車内等の空間においてもデジタルデータを伝送するネットワークの導入が本格化してきている。この車内ネットワークは、例えば、物理的なトポロジをリング・トポロジとし、複数のノードをリング・トポロジで接続させることによって一方向のリング型ＬＡＮを形成し、オーディオ機器、ナビゲーション機器、情報端末機器、あるいはセキュリティ機器等対して統合化した接続を目指している。上記リング型ＬＡＮで用いられる情報系の通信プロトコルとしては、例えば、Ｍｅｄｉａ  Ｏｒｉｅｎｔｅｄ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ（以下、ＭＯＳＴと記載する）がある。このＭＯＳＴでは、通信プロトコルだけでなく、分散システムの構築方法まで言及しており、ＭＯＳＴネットワークのデータは、フレームを基本単位として伝送され、各ノードを次々にフレームが一方向に伝送される。
【０００３】
ところで、車内等に設けられるリング型ＬＡＮの場合、放射ノイズが自動車等に搭載された他の電子機器に対する誤動作の原因になることがあり、また、他の機器からの放射ノイズの影響を受けることなく正確に伝送する必要もある。このため、従来のＭＯＳＴを用いたリング型ＬＡＮでは、各ノードを光ファイバーケーブルで接続し互いに光通信することによって、電磁波の発生を防止しながら耐ノイズ性を向上させている。一方、ツイストペア線や同軸ケーブルのような安価なケーブルを用いた電気通信を行い、放射ノイズが少なく耐ノイズ性を向上しながら２０Ｍｂｐｓを超えるような高速なデータ伝送を可能にしているデータ伝送システムもある（例えば特許文献１参照。）。
【０００４】
図６を参照して、電気通信を用いた従来のデータ伝送システムについて説明する。なお、図６は、当該データ伝送システムの構成を示すブロック図である。
【０００５】
図６において、当該データ伝送システムは、各ノードがデータの送信および受信を行うｎ段のデータ伝送装置１０１ａ〜１０１ｎで構成される。それぞれのデータ伝送装置１０１ａ〜１０１ｎは、同軸ケーブルやツイストペア線で構成される伝送路１１０を介してリング状に接続されている。そして、それぞれのデータ伝送装置１０１ａ〜１０１ｎには、それぞれ接続機器１００ａ〜１００ｎが接続されており、接続機器１００ａ〜１００ｎは、それぞれが接続されるデータ伝送装置１０１ａ〜１０１ｎから出力されるデータに基づいて処理を行い、その結果をそのデータ伝送装置１０１ａ〜１０１ｎに出力する。ここで、データ伝送装置１０１ａは、自装置のクロックによりデータを送信するマスタであり、他のデータ伝送装置１０１ｂ〜１０１ｎは、マスタより受信したクロック同期を確立するためのロック信号によりクロック同期を確立するスレーブである。それぞれのデータ伝送装置１０１ａ〜１０１ｎは、略同一の構成であるが、それらの代表として、まずマスタのデータ伝送装置１０１ａの構成および送受信データの流れについて説明する。
【０００６】
データ伝送装置１０１ａは、送受信部（物理層）１０２ａと、ＭＯＳＴコントローラ（リンク層）１０３ａと、ＣＰＵ１０４ａとを有している。そして、送受信部１０２ａは、受信部１２１ａおよび送信部１２２ａを有している。
【０００７】
データ伝送装置１０１ａは、伝送路１１０を介してデータ伝送装置１０１ｂに対してデータを出力し、データ伝送装置１０１ｎからのデータを受信する。データ伝送装置１０１ａに接続された接続機器１００ａからデータは、ＭＯＳＴコントローラ１０３ａで処理されて、デジタルデータ列として出力される。そして、上記デジタルデータ列は、送信部１２２ａによって所定のビット毎にまとめてデータシンボルとされ、変換テーブルによるマッピングおよびフィルタリング処理が行われる。そして、送信部１２２ａで処理されたデジタル信号は、アナログ信号に変換され、伝送路１１０に出力される。上記アナログ信号は、上記デジタルデータ列が複数の信号レベルのいずれかにマッピングされた所定周期の波形となって出力される。一方、データ伝送装置１０１ａの受信部１２１ａは、データ伝送装置１０１ｎから出力されたアナログ信号を伝送路１１０を介して受信し、デジタル信号に変換する。そして、受信部１２１ａは、デジタル信号をフィルタリング処理および逆マッピングを経てデータシンボルに復号し、デジタルデータ列に変換して、ＭＯＳＴコントローラ１０３ａに出力する。
【０００８】
このように構成されるデータ伝送システムでは、機械的な接続を規定するためにプロトコルのリンク層であるＭＯＳＴコントローラ１０３ａ〜１０３ｎおよび物理層である送受信部１０２ａ〜１０２ｎの初期化処理が行われ、その初期化動作の中で各データ伝送装置１０１ａ〜１０１ｎのクロック同期の確立およびデータ判定の基準となる判定レベルの設定が行われる。以下、図６および図７を参照して、上記データ伝送システムにおける初期化処理を説明する。なお、図７は、当該データ伝送システムにおけるデータ伝送装置１０１ａ〜１０１ｎの初期化処理を示すシーケンス図である。
【０００９】
データ伝送システムにおける各データ伝送装置１０１ａ〜１０１ｎのリンク層であるＭＯＳＴコントローラ１０３ａ〜１０３ｎおよび物理層である送受信部１０２ａ〜１０２ｎは、初期化動作前において全てリセット状態にある。まず、データ伝送装置１０１ａ〜１０１ｎのＣＰＵ１０４ａ〜１０４ｎは、それぞれシステムの電源投入時等に送受信部１０２ａ〜１０２ｎのリセット状態を解除する。そして、送受信部１０２ａは、リセット状態を解除し自身（物理層）の初期化処理を行う。この初期化処理では、機械的な接続を規定するためにプロトコルの他の物理層である送受信部１０２ｂ〜１０２ｎを含めて初期化処理が行われる。
【００１０】
まず、マスタの送受信部１０２ａは、自装置の発振子を基準周波数とした出力周波数に基づいて、ロック信号を伝送路１１０に送信する。このロック信号は、例えば、マスタのデータ伝送装置１０１ａが有するクロック周波数に基づいた正弦波信号である。
【００１１】
一方、スレーブの送受信部１０２ｂは、伝送路１１０からロック信号を受信しクロック再生を行って、受信ＰＬＬを設定する。そして、送受信部１０２ｂは、受信ＰＬＬの再生クロックに基づいてロック信号を伝送路１１０に送信する。他のスレーブの送受信部１０２ｃ〜１０２ｎについても、それぞれ自装置の上流側のデータ伝送装置から送出されたロック信号を受信してクロック再生を行って受信ＰＬＬを設定した後、それぞれ受信ＰＬＬの再生クロックに基づいて下流側のデータ伝送装置にロック信号を送信する。そして、マスタの送受信部１０２ａは、上流の送受信部１０２ｎから送信されたロック信号を受信しクロック再生を行って受信ＰＬＬを設定する。
【００１２】
次に、マスタの送受信部１０２ａは、下流に配置されたスレーブの送受信部１０２ｂとの間のデータ判定基準となる判定レベルの設定のためのトレーニング信号を自装置で生成し、伝送路１１０に送信する。トレーニング信号は、例えば、最大および最小の振幅レベルが交互に現れるクロック再生用正弦波と、トレーニングパターンヘッダ（例えば、最大あるいは最小の振幅レベルを所定期間継続する）と、各データ伝送装置１０１間で既知のデータパターンであるトレーニングパターンとを含んでいる。トレーニングパターンは、上記データシンボル値が全て含まれ、様々なパターンが現れるＰＮパターン信号等が用いられる。
【００１３】
スレーブの送受信部１０２ｂは、伝送路１１０からトレーニング信号を受信し、直ちに下流のデータ伝送装置１０１ｃとの間のトレーニング信号を生成し、伝送路１１０に送信する。そして、送受信部１０２ｂは、自装置の受信部１２１ｂにおいて、受信したトレーニング信号を用いて、上記シンボル値毎の送信レベルの閾値判定するための判定レベルの設定をそれぞれ行い、当該判定レベルおよびそれらの判定レベルを境界とした判定値をそれぞれ設定する。他のスレーブの送受信部１０２ｃ〜１０２ｎについても、上流側のデータ伝送装置１０１から送出されたトレーニング信号を受信し、直ちに下流側のデータ伝送装置１０１に自装置のトレーニング信号を送信する。そして、他のスレーブの送受信部１０２ｃ〜１０２ｎについても、同様にそれぞれ受信部１２１ｃ〜１２１ｎにおいて、上流側のデータ伝送装置１０１から受信したトレーニング信号を用いて、上記シンボル値毎の送信レベルの閾値判定するための判定レベルの設定をそれぞれ行い、当該判定レベルおよびそれらの判定レベルを境界とした判定値をそれぞれ設定する。そして、マスタの送受信部１０２ａも、送受信部１０２ｎから受信したトレーニング信号を用いて、上記シンボル値毎の送信レベルの閾値判定するための判定レベルの設定をそれぞれ行い、当該判定レベルおよびそれらの判定レベルを境界とした判定値をそれぞれ設定する。これらによって、データ伝送システムの物理層初期化処理が終了し、それぞれの物理層は、互いにデータ通信可能な状態になる。
【００１４】
システム全体の物理層初期化処理が終了した後、ＣＰＵ１０４ａ〜１０４ｎは、それぞれＭＯＳＴコントローラ１０３ａ〜１０３ｎのリセット状態を解除する。そして、ＭＯＳＴコントローラ１０３ａ〜１０３ｎは、リセット状態を解除して所定の基準周波数に基づいた動作を開始し、自身（リンク層）の初期化処理を開始する。
【００１５】
リンク層初期化処理では、自装置のリンク層および物理層の同期確立と、マスタのリンク層とスレーブのリンク層との間のフレーム同期確立が行われ、マスタのＭＯＳＴコントローラ１０３ａは、データ伝送システム全体のネットワーク確立を確認する。まず、マスタのＭＯＳＴコントローラ１０３ａ（リンク層）は、他のリンク層とのフレーム同期等の初期化処理を行うための初期化データを送信部１２２ａに出力する。この初期化データを用いて、ＭＯＳＴコントローラ１０３ａおよび送信部１２２ａ間の同期が確立し、ＭＯＳＴコントローラ１０３ａが有するＰＬＬがロックされる。そして、上記初期化データが送信部１２２ａから伝送路１１０に出力される。
【００１６】
スレーブの受信部１２１ｂは、伝送路１１０から初期化データを受信しＭＯＳＴコントローラ１０３ｂに出力する。そして、ＭＯＳＴコントローラ１０３ｂでは、入力した初期化データを用いてマスタのＭＯＳＴコントローラ１０３ａとの間のフレーム同期を確立し、当該初期化データを送信部１２２ｂに出力する。この初期化データを用いて、ＭＯＳＴコントローラ１０３ｂおよび送信部１２２ｂ間の同期が確立し、ＭＯＳＴコントローラ１０３ｂが有するＰＬＬがロックされる。そして、上記初期化データが送信部１２２ｂから伝送路１１０に出力される。なお、ＭＯＳＴコントローラ１０３ｂが有するＰＬＬがロックされるまでの間、受信部１２１ｂが受信した初期化データは、ＭＯＳＴコントローラ１０３ｂをバイパスして送信部１２２ｂから出力される。そして、ＭＯＳＴコントローラ１０３ｂおよび送信部１２２ｂ間の同期が確立した後、受信部１２１ｂが受信したデータは、全てＭＯＳＴコントローラ１０３ｂに出力される。
【００１７】
他のスレーブのＭＯＳＴコントローラ１０３ｃ〜１０３ｎについても、同様に入力した初期化データを用いてマスタのＭＯＳＴコントローラ１０３ａとの間のフレーム同期を確立し、当該初期化データをそれぞれ送信部１２２ｃ〜１２２ｎに出力する。そして、マスタのＭＯＳＴコントローラ１０３ａは、送受信部１０２ａ（物理層）を介して上記初期化データを所定回数受信することによって、ネットワークが確立されたことを確認し、その確立確認結果を他のリンク層に送信してリンク層初期化処理を終了する。このような物理層およびリンク層の初期化処理を経て、それぞれのデータ伝送装置１０１ａ〜１０１ｎは、互いにデータ通信を開始する。
【特許文献１】国際公開第０２／３００７９号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、上述した物理層およびリンク層が初期化処理された後、上記従来のデータ伝送システムは、データを全てそれぞれのＭＯＳＴコントローラを経由して伝送される。つまり、それぞれのデータ伝送装置１０１ａ〜１０１ｎが有する送受信部（物理層）１０２ａ〜１０２ｎ、ＭＯＳＴコントローラ（リンク層）１０３ａ〜１０３ｎ、およびＣＰＵ（制御部）１０４ａ〜１０４ｎは、全て動作可能な状態に維持する必要があり、データ伝送システム全体の消費電力が大きくなる。また、一般的には、ＭＯＳＴコントローラ１０３ａ〜１０３ｎが動作可能な状態に維持されている場合、それらの接続機器１００ａ〜１００ｎも同様に電源ＯＮの状態になるため、さらに消費電力が大きくなる。
【００１９】
一方、自動車では、一般的に電源として蓄電池（バッテリ）が用いられ、エンジン始動中は当該エンジンに設けられている発電機（オルタネータ）で発電された電力が蓄電される。そして、エンジン停止中は、上記蓄電池のみが自動車内における電源となり、使用できる電力量に制限がある。したがって、上述したデータ伝送システムを自動車内に設置する場合、この蓄電池を電源として動作するため、特にエンジン停止中にデータ伝送システムを使用する際には消費電力を極力抑えなければならない。しかしながら、例えば監視カメラやセキュリティシステム等を上記データ伝送システムの接続機器の一部として構成し、当該一部の接続機器のみをエンジン停止中に動作させたい場合でも、データ伝送システムにおける当該接続機器に無関係なハードウエアを全て動作可能に維持する必要があるため、消費電力が大幅に大きくなる。
【００２０】
それ故に、本発明の目的は、データ伝送システムに接続される一部の接続機器のみを動作させる際に、システム全体の消費電力を低減させるデータ伝送方法、データ伝送システム、およびデータ伝送装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。なお、括弧内の参照符号等は、本発明の理解を助けるために後述する実施形態との対応関係を示したものであって、本発明の範囲を何ら限定するものではない。
【００２２】
本発明のデータ伝送方法は、伝送路（１１）を介してリング型に接続された複数のデータ伝送装置（１ａ〜１ｎ）の間で、所定の通信プロトコル（ＭＯＳＴ）に基づいて処理されるデータ（デジタルデータ）に応じた伝送信号（電気信号）を送受信する。複数のデータ伝送装置の少なくとも１つである第１のデータ伝送装置（バイパスモードで動作するデータ伝送装置１）は、それぞれ、物理層（送受信部２）において前段のデータ伝送装置から出力された伝送信号に応じて受信データ（バイパスデジタルデータ列ＢＸ）を生成した後、その受信データに応じて伝送信号を生成して後段のデータ伝送装置へ出力する（ステップＳ７８の動作を行うデータ伝送装置１；以下、単にステップ番号のみを示す）。複数のデータ伝送装置の内、第１のデータ伝送装置とは異なる第２のデータ伝送装置（通常モードで動作するデータ伝送装置１）は、それぞれ、物理層において前段のデータ伝送装置から出力された伝送信号に応じて生成した受信データ（受信デジタルデータ列ＲＸ）をリンク層（ＭＯＳＴコントローラ３）において通信プロトコルに基づいて処理し、そのリンク層において通信プロトコルに基づいて処理された送信データ（送信デジタルデータ列ＴＸ）に応じてその物理層において伝送信号を生成して後段のデータ伝送装置へ出力する（Ｓ２１、Ｓ５０）。
【００２３】
上記第１のデータ伝送装置は、一例として、自装置の物理層の外部からの指示に応じて、自装置のリンク層を受信データがバイパスして伝送信号を送受信する。上記第１のデータ伝送装置は、他の例として、自装置のリンク層をデータ処理動作が停止したリセット状態に維持する（Ｓ７７）ことによって、そのリンク層を受信データがバイパスして（バイパスデジタルデータ列ＢＸ）伝送信号を送受信する。例えば、リンク層および物理層が共にリセット状態となった複数のデータ伝送装置（Ｓ１２、Ｓ４１、Ｓ７１）が互いに伝送信号の送受信が可能となるように初期化（Ｓ１６、Ｓ４５、Ｓ７５、Ｓ１９、Ｓ４８）する際、第２のデータ伝送装置に対しては、それぞれのリンク層および物理層をリセット状態から解除（Ｓ１５、Ｓ４４、Ｓ１８、Ｓ４７）し、第１のデータ伝送装置に対しては、それぞれの物理層のみをリセット状態から解除（Ｓ７４）する。
【００２４】
また、伝送信号は、物理層において送信データの各シンボルを複数（８値）の信号レベルのいずれかにマッピングすることによって生成されてもかまわない。この場合、受信データは、物理層において伝送信号が有する複数の信号レベルをそれぞれ区別して判定するための判定レベルに基づいて生成される。
【００２５】
また、通信プロトコルは、具体的には、ＭＯＳＴで定義される。
【００２６】
本発明のデータ伝送システムは、伝送路を介してリング型に接続された複数のデータ伝送装置を含み、それぞれのデータ伝送装置が互いに伝送信号を送受信する。データ伝送装置は、それぞれ、処理部（ＭＯＳＴコントローラ３）および送受信部（２）を含んでいる。処理部は、所定の通信プロトコルに基づいて送受信データ（受信デジタルデータ列ＲＸ、送信デジタルデータ列ＴＸ）を処理する。送受信部は、処理部で処理された送信データに基づいて伝送信号を生成して後段のデータ伝送装置へ出力し、かつ前段のデータ伝送装置から出力された伝送信号に基づいて受信データを生成して処理部へ出力する。複数のデータ伝送装置の少なくとも１つである第１のデータ伝送装置は、それぞれ、送受信部において前段のデータ伝送装置から出力された伝送信号に応じて受信データを生成した後、その受信データ（バイパスデジタルデータ列ＢＸ）に応じて伝送信号を生成して後段のデータ伝送装置へ出力する。複数のデータ伝送装置の内、第１のデータ伝送装置とは異なる第２のデータ伝送装置は、それぞれ、送受信部において前段のデータ伝送装置から出力された伝送信号に応じて生成した受信データを処理部において通信プロトコルに基づいて処理し、その処理部において通信プロトコルに基づいて処理された送信データに応じてその送受信部において伝送信号を生成して後段のデータ伝送装置へ出力する。
【００２７】
上記送受信部は、それぞれ、バイパス経路（判定処理部２１５〜セレクタ２２１間の経路）およびセレクタ（２２１）を含んでいてもよい。バイパス経路は、自装置の処理部をバイパスして受信データを出力する。セレクタは、処理部の動作状態に応じて、その処理部から出力される送信データおよびバイパス経路から出力される受信データの一方を選択してその送受信部の送信側（データマッピング部２２２）に出力する。この場合、一例として、第１のデータ伝送装置が有するセレクタは、自装置の送受信部の外部からの指示に応じて、バイパス経路から出力される受信データを選択する。他の例として、第１のデータ伝送装置が有するセレクタは、自装置の処理部がデータ処理動作を停止したリセット状態であるとき（同期検出信号ＣＳが入力しないとき）、バイパス経路から出力される受信データを選択する。また、データ伝送装置は、それぞれ制御部（ＣＰＵ４）をさらに含んでいてもよい。制御部は、自装置の処理部および送受信部の動作を制御する。この場合、第１のデータ伝送装置が含む制御部は、自装置の処理部をリセット状態に維持する制御を行う（Ｓ７７）。さらに、伝送線（１２）を備えていてもかまわない。伝送線は、制御部をそれぞれ通信可能に接続する。この場合、第１のデータ伝送装置が含む制御部は、伝送線を介して入力した指示（リンク層のリセット解除を禁止する指示）に基づいて自装置の処理部をリセット状態に維持する制御を行う。
【００２８】
また、上記送受信部は、それぞれ、データマッピング部（２２２）および判定処理部（２１５）を含んでいてもかまわない。データマッピング部は、送信データの各シンボルを複数の信号レベルのいずれかにマッピングして伝送信号を生成する。判定処理部は、伝送信号が有する複数の信号レベルをそれぞれ区別して判定するための判定レベルに基づいて受信データを生成する。
【００２９】
また、処理部が用いる通信プロトコルは、具体的には、ＭＯＳＴで定義される。
【００３０】
本発明のデータ伝送装置は、他の装置と伝送路を介してリング型に接続され、他の装置との間で互いに伝送信号を送受信する。データ伝送装置は、処理部および送受信部を備える処理部は、所定の通信プロトコルに基づいて送受信データを処理する。送受信部は、処理部で処理された送信データに基づいて伝送信号を生成して他の装置へ出力し、かつ他の装置から出力された伝送信号に基づいて受信データを生成して処理部へ出力する。第１のモード（バイパスモード）において、送受信部は、他の装置から出力された伝送信号に応じて受信データを生成した後、その受信データに応じて伝送信号を生成して他の装置へ出力する。第１のモードとは異なる第２のモード（通常モード）において、送受信部は、他の装置から出力された伝送信号に応じて生成した受信データを処理部へ出力し、処理部は、送受信部が出力した受信データを通信プロトコルに基づいて処理し、通信プロトコルに基づいて処理された送信データを送受信部に出力し、送受信部は、処理部から出力された送信データに基づいて伝送信号を生成して他の装置へ出力する。
【００３１】
上記送受信部は、バイパス経路およびセレクタを含んでいてもよい。バイパス経路は、処理部をバイパスして受信データを出力する。セレクタは、処理部の動作状態に応じて、その処理部から出力される送信データおよびバイパス経路から出力される受信データの一方を選択してその送受信部の送信側に出力する。この場合、一例として、セレクタは、第１のモードを示す送受信部の外部からの指示に応じて、バイパス経路から出力される受信データを選択する。他の例として、セレクタは、第１のモードにおいて処理部がデータ処理動作を停止したリセット状態であるとき、バイパス経路から出力される受信データを選択する。また、処理部および送受信部の動作を制御する制御部を、さらに備えてもかまわない。この場合、制御部は、第１のモードにおいて処理部をリセット状態に維持する制御を行う。さらに、制御部と他の装置とを通信可能に接続する伝送線を備えていてもかまわない。この場合、制御部は、伝送線を介して入力した第１のモードを示す指示に基づいて処理部をリセット状態に維持する制御を行う。
【００３２】
また、送受信部は、データマッピング部および判定処理部を含んでいてもかまわない。データマッピング部は、送信データの各シンボルを複数の信号レベルのいずれかにマッピングして伝送信号を生成する。判定処理部は、伝送信号が有する複数の信号レベルをそれぞれ区別して判定するための判定レベルに基づいて受信データを生成する。
【００３３】
また、処理部が用いる通信プロトコルは、具体的には、ＭＯＳＴで定義される。
【発明の効果】
【００３４】
本発明のデータ伝送方法によれば、自装置の物理層のみを用いてデータ伝送する第１のデータ伝送装置と、自装置のリンク層および物理層を用いてデータ伝送する第２のデータ伝送装置とが設けられる。したがって、リンク層の動作が不要なデータ伝送装置を上記第１のデータ伝送装置に設定することによって、そのデータ伝送装置の消費電力を低減することができる。例えば、複数のデータ伝送装置それぞれに接続される特定の接続機器のみを動作させる際に、動作させない接続機器が接続されるデータ伝送装置を第１の伝送装置として動作させることによって、システム全体の消費電力を大幅に低減することができる。
【００３５】
上記第１のデータ伝送装置が自装置の物理層の外部からの指示に応じて、自装置のリンク層を受信データがバイパスして伝送信号を送受信する場合、そのリンク層でデータ処理を行う必要がないため、リンク層での消費電力を低減することができる。
【００３６】
上記第１のデータ伝送装置のリンク層をリセット状態に維持する場合、そのリンク層がデータ処理を行わないため、リンク層の消費電力を低減することができる。また、一般的には、リセット状態のリンク層に接続する接続機器への電源供給も停止されるため、第１のデータ伝送装置に接続する接続機器の消費電力を大幅に低減することができる。さらに、第１のデータ伝送装置は、自装置のリンク層がリセット状態である場合、そのリンク層をバイパスして伝送信号を送受信するため、それぞれのリンク層のリセット状態を制御することによって、容易にリンク層をバイパスしたデータ伝送を行うことができる。例えば、それぞれのリンク層におけるリセット状態の制御は、全てのデータ伝送装置に対する初期化処理で行われるため、互いにデータ伝送装置が連係してそれぞれのモードに移行することができる。
【００３７】
また、物理層において、伝送信号を送信データの各シンボルを複数の信号レベルのいずれかにマッピングすることによって生成し、受信データを伝送信号が有する複数の信号レベルをそれぞれ区別して判定するための判定レベルに基づいて生成する場合、第１のデータ伝送装置では、受信した伝送信号のデータ判定を有したデータ受信処理後にマッピング処理を有したデータ送信処理を行って伝送信号を送出するため、送受信する伝送信号が示すデータの劣化を低減してデータ伝送することができる。
【００３８】
さらに、具体的には、本発明のデータ伝送方法で用いられる通信プロトコルは、ＭＯＳＴで定義され、通信プロトコルとしてＭＯＳＴを用いて通信を行う場合においても、上述と同様の効果が得られる。
【００３９】
また、本発明のデータ伝送システムおよびデータ伝送装置によれば、上述した本発明のデータ伝送方法と同様の効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
図１を参照して、本発明の一実施形態に係るデータ伝送システムについて説明する。なお、図１は、当該データ伝送システムの構成を示すブロック図である。
【００４１】
図１において、データ伝送システムは、物理的なトポロジをリング・トポロジとし、複数のノードをリング・トポロジで接続することによって一方向のリング型ＬＡＮを形成している。以下、上記データ伝送システムの一例として、各ノードをｎ段のデータ伝送装置１ａ〜１ｎによって構成し、それぞれ伝送路１１によってリング型に接続し、伝送されるデータが伝送路１１を介して一方向に伝送されるシステムを説明する。各データ伝送装置１ａ〜１ｎには、それぞれデータ伝送システムを伝送したデータに基づいて処理を行い、その結果をデータ伝送システムに出力する接続機器１０ａ〜１０ｎがそれぞれ接続されている。例えば、接続機器１０ａ〜１０ｎは、オーディオ機器、ナビゲーション機器、情報端末機器、セキュリティ機器、あるいは監視カメラ等である。なお、一般的なハードウエアの形態としては、それぞれのデータ伝送装置１ａ〜１ｎとそれぞれの接続機器１０ａ〜１０ｎとがそれぞれ一体的に構成される。
【００４２】
上記データ伝送システムで用いられる情報系の通信プロトコルとしては、例えば、Ｍｅｄｉａ  Ｏｒｉｅｎｔｅｄ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ（以下、ＭＯＳＴと記載する）がある。ＭＯＳＴを通信プロトコルとして伝送されるデータは、フレームを基本単位として伝送され、各データ伝送装置１ａ〜１ｎの間を次々にフレームが一方向に伝送される。つまり、データ伝送装置１ａは、伝送路１１を介してデータ伝送装置１ｂに対してデータを出力する。また、データ伝送装置１ｂは、伝送路１１を介してデータ伝送装置１ｃに対してデータを出力し、データ伝送装置１（ｎ−１）は、伝送路１１を介してデータ伝送装置１ｎに対してデータを出力する。そして、データ伝送装置１ｎは、伝送路１１を介してデータ伝送装置１ａに対してデータを出力する。伝送路１１にはツイストペア線や同軸ケーブルのような安価なケーブルが用いられ、それぞれのデータ伝送装置１ａ〜１ｎは、互いに電気通信を行う。ここで、当該データ伝送システムにおいては、データ伝送装置１ａが自装置のクロックによりデータを送信するマスタであり、他のデータ伝送装置１ｂ〜１ｎがマスタで生成されるクロックに周波数をロックするスレーブである。
【００４３】
次に、データ伝送装置１ａ〜１ｎの構成について説明する。なお、それぞれのデータ伝送装置１ａ〜１ｎは、略同一の構成であるが、それらの代表として、まずマスタのデータ伝送装置１ａの略構成および送受信データの流れについて説明する。
【００４４】
データ伝送装置１ａは、送受信部（物理層）２ａ、ＭＯＳＴコントローラ（リンク層）３ａ、およびＣＰＵ（中央演算処置：マイクロコンピュータ）４ａを有している。そして、送受信部２ａは、受信部２１ａおよび送信部２２ａを有している。
【００４５】
例えば、ＭＯＳＴコントローラ３ａは、ＬＳＩで構成され、上記データ伝送システムで用いられる通信プロトコルが定義されたＭＯＳＴコントローラチップ等が用いられる。ＭＯＳＴコントローラ３ａには、ＭＯＳＴコントローラ３ａから出力されるデータに基づいて処理を行い、その結果を当該ＭＯＳＴコントローラ３ａに出力する接続機器１０ａが接続されている。そして、ＭＯＳＴコントローラ３ａは、その機能の一つとして、接続機器１０ａからのデータをＭＯＳＴで規定されるプロトコルに変換して送受信部２ａの送信部２２ａにデジタルデータ列を出力する。また、ＭＯＳＴコントローラ３ａは、受信部２１ａから出力されるデジタルデータ列を受信し、接続機器１０ａに伝送する。
【００４６】
ＣＰＵ４ａは、データ伝送装置１ａが有するＭＯＳＴコントローラ３ａおよび送受信部２ａを制御する。例えば、ＣＰＵ４ａは、データ伝送装置１ａのリセット機能、電源制御、マスタ／スレーブの選択処理、およびダイアグモードへの移行処理等を制御する。また、ＣＰＵ４ａは、伝送路１１とは別の伝送線１２を介して他のデータ伝送装置１ｂ〜１ｎのＣＰＵ４ｂ〜４ｎとシリアル接続され、他のＣＰＵ４ｂ〜４ｎに対して、後述するバイパスモードの選択処理を指示する。なお、データ伝送装置１ａ〜１ｎが有するＣＰＵ４ａ〜４ｎとは別にデータ伝送システムのバイパスモードを制御するＣＰＵを設けてもかまわない。この場合、別に設けられたＣＰＵとＣＰＵ４ａ〜４ｎとが伝送線１２を介してシリアル接続される。
【００４７】
送受信部２ａは、典型的にはＬＳＩで構成される。ＭＯＳＴコントローラ３ａからは、上述したようにデジタルデータ列が送信部２２ａに出力される。送信部２２ａは、上記デジタルデータ列を所定のビット毎にまとめてデータシンボルとし、変換テーブルによるマッピングおよびフィルタリング処理を行う。そして、送信部２２ａは、マッピングおよびフィルタリング処理された信号をアナログ信号に変換し、そのアナログ信号を増幅して差動信号に変換して伝送路１１に送出する。つまり、送信部２２ａでマッピングおよびフィルタリング処理されたデジタル信号は、上記デジタルデータ列が複数の信号レベルのいずれかにマッピングされた所定周期のアナログ波形となって出力される。なお、送信部２２ａの詳細な構成および動作については、後述する。
【００４８】
一方、受信部２１ａは、データ伝送装置１ｎから出力されたアナログ信号を伝送路１１を介して受信し、デジタル信号に変換する。受信部２１ａは、デジタル信号をフィルタリングおよび逆マッピング処理を経てデータシンボルに復号し、デジタルデータ列に変換して、ＭＯＳＴコントローラ３ａに出力する。なお、受信部２１ａの詳細な構成および動作については、後述する。
【００４９】
スレーブのデータ伝送装置１ｂ〜１ｎの構成は、マスタのデータ伝送装置１ａと同様である。以下、スレーブのデータ伝送装置１ｂ〜１ｎの構成部を説明する場合、マスタのデータ伝送装置１ａの構成部に付与した参照符号「ａ」の代わりに、それぞれ「ｂ」〜「ｎ」を付して説明を行う。また、データ伝送装置１ａ〜１ｎおよびそれらの構成部を総称して説明する場合、データ伝送装置１と記載して各構成部に付与した参照符号「ａ」〜「ｎ」を省略して説明を行う。
【００５０】
次に、図２を参照して、データ伝送装置１の詳細な構成について説明する。なお、図２は、データ伝送装置１の構成を示すブロック図である。
【００５１】
図２において、上述したようにデータ伝送装置１は、受信部２１および送信部２２を有する送受信部２と、ＭＯＳＴコントローラ３と、ＣＰＵ４とを備えている。受信部２１は、差動レシーバ２１１、ローパスフィルタ２１２、Ａ／Ｄコンバータ２１３、デジタルフィルタ２１４、判定処理部２１５、および同期検出部２１６を有している。送信部２２は、セレクタ２２１、データマッピング部２２２、デジタルフィルタ２２３、Ｄ／Ａコンバータ２２４、ローパスフィルタ２２５、差動ドライバ２２６、および同期検出部２２７を有している。そして、ＭＯＳＴコントローラ３は、ＰＬＬ３１を有している。
【００５２】
ＭＯＳＴコントローラ３からは、送信デジタルデータ列ＴＸが送信部２２に出力される。そして、送信デジタルデータ列ＴＸは、セレクタ２２１を介してデータマッピング部２２２に入力する。なお、セレクタ２２１は、後述する同期検出部２２７においてＭＯＳＴコントローラ３が有するＰＬＬ３１の同期を検出して同期検出信号ＣＳを入力した場合、ＭＯＳＴコントローラ３から出力される送信デジタルデータ列ＴＸを選択してデータマッピング部２２２に入力させる。一方、セレクタ２２１は、同期検出部２２７においてＭＯＳＴコントローラ３が有するＰＬＬ３１の同期を検出していない（つまり、同期検出信号ＣＳを入力しない）場合、受信部２１から出力されるバイパスデジタルデータ列ＢＸを選択してデータマッピング部２２２に入力させる。なお、送信デジタルデータ列ＴＸおよびバイパスデジタルデータ列ＢＸに対して、後述する送信部２２の動作が同様であるため、以下の説明において代表的に送信デジタルデータ列ＴＸに対する動作を説明する。
【００５３】
データマッピング部２２２は、送信デジタルデータ列ＴＸを所定のビット毎にまとめてデータシンボルとし、変換テーブルによるマッピング処理を行い、デジタルフィルタ２２３に出力する。具体的には、データマッピング部２２２は、多値化伝送を行うために、シリアルの送信デジタルデータ列ＴＸをパラレルに変換する。通信プロトコルがＭＯＳＴの場合、ＭＯＳＴコントローラ３から１シンボルで２ビットの情報が送信デジタルデータ列ＴＸとして出力されるので、データマッピング部２２２は、シリアルで入力されたデータを２ビット毎のパラレルデータに変換する。そして、データマッピング部２２２は、受信部２１の同期検出部２１６により再生しロックされた再生クロックＣＤあるいはＭＯＳＴコントローラ３のＰＬＬ３１から出力される送信クロックに基づいて、変換された２ビット毎のパラレルデータを８値のシンボルのいずれかにマッピングを行う。このマッピングは、受信側に配置される他のデータ伝送装置１でクロック再生を行うために、２ビット毎のパラレルデータを８値のシンボルのうち上位４シンボルと下位４シンボルとに交互に割り当てられる。また、送信および受信との間の直流成分の変動や差の影響を除外するために、前値との差分によってマッピングが行われる。
【００５４】
デジタルフィルタ２２３は、例えばロールオフフィルタであり、マッピング処理されたデータに対してフィルタリング処理を行ってＤ／Ａコンバータ２２４に出力する。このデジタルフィルタ２２３は、送信する電気信号の帯域制限および符号間干渉を抑えるための波形整形フィルタであり、例えば、ロールオフ率１００％のＦＩＲフィルタが使用される。
【００５５】
Ｄ／Ａコンバータ２２４は、デジタルフィルタ２２３から出力された信号をアナログ信号に変換する。例えば、１００ＭＨｚで動作する１２ビットのＤ／Ａコンバータであり、差動ドライバ２２６の出力端で上記送信シンボル値が交互に最大あるいは最小の振幅レベルとなった正弦波が出力可能なようにアナログ信号を出力する。そして、ローパスフィルタ２２５は、Ｄ／Ａコンバータ２２４から出力されたアナログ信号から高域の周波数を減衰させて差動ドライバ２２６に入力させる。
【００５６】
差動ドライバ２２６は、ローパスフィルタ２２５から出力されるアナログ信号の強度を増幅して差動信号に変換して伝送路１１に送出する。この差動ドライバ２２６は、伝送路１１が有する２本１組の導線に対して、送出する電気信号を伝送路１１の一方側（プラス側）導線に送信し、当該電気信号と正負反対の信号を伝送路１１の他方側（マイナス側）に送信する。これによって、伝送路１１には、プラス側とマイナス側との電気信号が１つのペアとして伝送するため、互いの電気信号の変化をお互いの電気信号が打ち消しあい、伝送路１１からの放射ノイズおよび外部からの電気的影響を軽減することができる。このように、送信部２２からは、マッピング、フィルタリング、およびＤＡ変換処理されることによって、上記送信デジタルデータ列ＴＸが複数の信号レベルのいずれかにマッピングされた所定周期の波形となった電気信号が出力される。
【００５７】
同期検出部２２７は、ＭＯＳＴコントローラ３から出力される送信デジタルデータ列ＴＸおよび送信クロックより、送信デジタルデータ列ＴＸに含まれるデータフレームを検出し、例えば、データフレームに含まれるフレームヘッダを定期的に検出することによってＭＯＳＴコントローラ３の同期確立を検出する。そして、同期検出部２２７は、ＭＯＳＴコントローラ３の同期確立を検出すると、同期検出信号ＣＳをセレクタ２２１に出力する。
【００５８】
一方、受信部２１の差動レシーバ２１１は、伝送路１１を介して前段のデータ伝送装置１から送出された電気信号（差動信号）を受信する。差動レシーバ２１１は、差動信号を電圧信号に変換して、ローパスフィルタ２１２に出力する。上述したように、伝送路１１が有する２本１組の導線に対してプラス側とマイナス側との電気信号が１つのペアとして伝送しており、差動レシーバ２１１は、プラス側とマイナス側との差から信号を判断するため、外部からの電気的影響に対して効力を発揮する。
【００５９】
ローパスフィルタ２１２は、差動レシーバ２１１から出力された電圧信号に混入した高域のノイズを減衰させてＡ／Ｄコンバータ２１３に入力させる。そして、Ａ／Ｄコンバータ２１３は、ローパスフィルタ２１２から出力される電圧信号をデジタル信号に変換して、デジタルフィルタ２１４に出力する。
【００６０】
デジタルフィルタ２１４は、Ａ／Ｄコンバータ２１３から出力されるデジタル信号に対してフィルタリング処理を行い、例えばロールオフフィルタで構成される。このデジタルフィルタ２１４は、Ａ／Ｄコンバータ２１３から出力されるデジタル信号のノイズ除去を行う波形整形用のＦＩＲフィルタである。上述した送信側のロールオフフィルタ（デジタルフィルタ２２３）と合わせ、符号間干渉のないロールオフ特性を実現する。
【００６１】
また、同期検出部２１６は、Ａ／Ｄコンバータ２１３から出力される伝送路１１から受信した信号のクロック成分を再生することによって、受信したデータのクロック再生を行い、上述した伝送波形の最大あるいは最小振幅ポイントとなるデータシンボルタイミングを検出する。そして、同期検出部２１６の再生クロックＣＤは、判定処理部２１５やデータマッピング部２２２のクロックとして用いられる。
【００６２】
判定処理部２１５は、デジタルフィルタ２１４から出力されたデジタル信号を逆マッピング処理してデータシンボルに復号し、受信デジタルデータ列ＲＸに変換して、ＭＯＳＴコントローラ３に出力する。具体的には、判定処理部２１５は、同期検出部２１６で検出したデータシンボルタイミングに基づいて、デジタルフィルタ２１４から出力された受信シンボル値と前シンボル値との差分値を演算する。このように、受信したシンボル値を前シンボル値に対する差分値で判定することによって、送信側から受信側のデータ伝送装置１に伝送する際の全体的な電圧変化をキャンセルすることができる。そして、判定処理部２１５は、後述する初期化処理で設定された判定レベルに基づいて、上記差分値毎にデータ判定を行って、その判定値を逆マッピング処理する。つまり、判定処理部２１５の逆マッピング処理は、同期検出部２１６で検出したデータシンボルタイミングに基づいて、上記判定値を用いて送信側のマッピング処理でマッピングする前のデータに復号する。この逆マッピング処理によって、上記判定値がパラレルデータに変換される。そして、判定処理部２１５は、逆マッピング処理したパラレルデータをシリアルの受信デジタルデータ列ＲＸに変換して、ＭＯＳＴコントローラ３に出力する。なお、この受信デジタルデータ列ＲＸは、バイパスデジタルデータ列ＢＸとしてセレクタ２２１にも出力されている。そして、セレクタ２２１がバイパスデジタルデータ列ＢＸを選択することによって、送信部２２のデータマッピング部２２２へ出力される。
【００６３】
ＣＰＵ４は、ＭＯＳＴコントローラ３と制御信号ＣＬを送受信することによって、ＭＯＳＴコントローラ３の動作を制御する。また、ＣＰＵ４は、ＭＯＳＴコントローラ３および送受信部２へそれぞれリセット信号ＲＳを出力することによって、ＭＯＳＴコントローラ３および送受信部２をそれぞれデータの送受信を行わない初期的な待機状態（以下、この状態をリセット状態と記載する）にしたり、その状態を解除したりする。また、ＣＰＵ４は、伝送線１２を介して他のデータ伝送装置１のＣＰＵ４とシリアル接続される。そして、マスタのデータ伝送装置１ａの場合、他のＣＰＵ４に対して、リセット状態またはその解除の選択を指示する。また、スレーブのデータ伝送装置１ｂ〜１ｎの場合、マスタのＣＰＵ４から自身のリセット状態またはその解除の選択が指示される。
【００６４】
このように構成されるデータ伝送システムでは、機械的な接続を規定するためにプロトコルのリンク層であるＭＯＳＴコントローラ３ａ〜３ｎおよび物理層である送受信部２ａ〜２ｎの初期化処理が行われ、その初期化動作の中で各データ伝送装置１ａ〜１ｎのクロック同期の確立およびデータ判定の基準となる判定レベルの設定が行われる。そして、リンク層および物理層の初期化処理が完了した後、全てのデータ伝送装置１が互いに物理層およびリンク層を用いてデータ通信を開始する。以下、データ伝送装置１が物理層およびリンク層を用いてデータ通信を行う動作モードを「通常モード」と記載する。なお、当該データ伝送システムにおける初期化処理から全てのデータ伝送装置１が通常モードに移行する動作は、背景技術で説明した従来のデータ伝送システムの動作と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００６５】
本発明のデータ伝送システムでは、スレーブのデータ伝送装置１の一部が物理層のみ用いてデータ伝送を行う（以下、このデータ伝送を「バイパスモード」と記載する）ことが可能である。つまり、バイパスモードで動作するデータ伝送装置１は、前段のデータ伝送装置１から受信したデータをリンク層（ＭＯＳＴコントローラ３）を経由せずに後段のデータ伝送装置１へ送出する。例えば、マスタのデータ伝送装置１ａおよび監視カメラやセキュリティシステム等で構成される接続機器１０が接続されているデータ伝送装置１を通常モードで動作させ、他の接続機器１０が接続されているデータ伝送装置１をバイパスモードで動作させる動作ことが可能である。以下、図３および図４を参照して、データ伝送装置の一部が通常モードからバイパスモードに移行して、その後通常モードに復帰する動作について説明する。なお、図３は全てのデータ伝送装置１が通常モードで動作しているデータ伝送システムにおいて一部のデータ伝送装置１がバイパスモードに移行する動作を示す前半部のフローチャートであり、図４はデータ伝送システムにおいて当該バイパスモードから通常モードに復帰する動作を示す後半部のフローチャートである。
【００６６】
図３において、全てのデータ伝送装置１が通常モードで動作している際、マスタのデータ伝送装置１ａが有するＣＰＵ４ａは、データ伝送装置１の一部をバイパスモードに移行させる指示を受け取る（ステップＳ１１）。例えば、この移行指示は、データ伝送システムのユーザが所定のＳＷを操作することによって、その操作に応答してＣＰＵ４ａが受け取ってもいいし、ユーザが車両のキーＳＷをアクセサリ位置（つまり、エンジン停止で自動車内のアクセサリ関係のみへ電源が供給されるモード）に操作することによって、その操作に応答してＣＰＵ４ａが受け取ってもかまわない。なお、上述したようにデータ伝送システムにバイパスモードを制御するＣＰＵが別に設けられている場合、そのＣＰＵが上記移行指示を受け取る。以下、説明を具体的にするために、マスタのＣＰＵ４ａが伝送線１２を介して他のデータ伝送装置１ｂ〜１ｎのＣＰＵ４ｂ〜４ｎとシリアル接続され、他のＣＰＵ４ｂ〜４ｎに対してそれぞれバイパスモードの選択処理を指示する場合について説明する。
【００６７】
次に、マスタのＣＰＵ４ａは、自装置の送受信部２ａおよびＭＯＳＴコントローラ３ａをリセット状態にするためのリセット処理を開始し（ステップＳ１２）、他のスレーブのＣＰＵ４ｂ〜４ｎに対しても伝送線１２を介してリセット処理を行う指示を行う。この指示に基づいて、スレーブのＣＰＵ４ｂ〜４ｎもそれぞれ自装置の送受信部２ｂ〜２ｎおよびＭＯＳＴコントローラ３ｂ〜３ｎをリセット状態にするためのリセット処理を開始する（ステップＳ４１およびＳ７１）。ＣＰＵ４ａ〜４ｎは、それぞれ自装置の送受信部２ａ〜２ｎおよびＭＯＳＴコントローラ３ａ〜３ｎをリセット状態にするためのリセット信号ＲＳを送出する（ステップＳ１３、Ｓ４２、およびＳ７２）。そして、送受信部２ａ〜２ｎおよびＭＯＳＴコントローラ３ａ〜３ｎは、それぞれリセット状態にするためのリセット信号ＲＳを受け取ることによってリセット状態となる（ステップＳ１４、Ｓ４３、およびＳ７３）。これらの動作によって、データ伝送システムが有する全てのリンク層および物理層は、リセット状態となる。
【００６８】
次に、ＣＰＵ４ａ〜４ｎは、上記リセット処理から所定時間経過後、送受信部２ａ〜２ｎのリセット状態を解除するリセット信号ＲＳをそれぞれ送受信部２ａ〜２ｎに出力する（ステップＳ１５、Ｓ４４、およびＳ７４）。そして、送受信部２ａ〜２ｎは、それぞれリセット状態を解除するリセット信号ＲＳを受け取ることによって物理層初期化処理を開始する（ステップＳ１６、Ｓ４５、およびＳ７５）。
【００６９】
以下、物理層初期化処理について詳述する。まず、マスタの送受信部２ａは、自装置の発振子を基準周波数とした出力周波数に基づいて、ロック信号を伝送路１１に送信する。このロック信号は、例えば、マスタのデータ伝送装置１ａが有するクロック周波数に基づいた正弦波信号である。
【００７０】
一方、スレーブの送受信部２ｂは、伝送路１１からロック信号を受信し同期検出部２１６ｂでクロック再生を行って、受信ＰＬＬを設定する。そして、送受信部２ｂは、受信ＰＬＬの再生クロックに基づいてロック信号を伝送路１１に送信する。他のスレーブの送受信部２ｃ〜２ｎについても、それぞれ自装置の上流側のデータ伝送装置１から送出されたロック信号を受信してクロック再生を行って受信ＰＬＬを設定した後、それぞれ受信ＰＬＬの再生クロックに基づいて下流側のデータ伝送装置１にロック信号を送信する。そして、マスタの送受信部２ａは、上流の送受信部２ｎから送信されたロック信号を受信しクロック再生を行って受信ＰＬＬを設定する。
【００７１】
次に、マスタの送受信部２ａは、下流に配置されたスレーブの送受信部２ｂとの間のデータ判定基準となる判定レベルの設定のためのトレーニング信号を自装置で生成し、伝送路１１に送信する。トレーニング信号は、例えば、最大および最小の振幅レベルが交互に現れるクロック再生用正弦波と、トレーニングパターンヘッダ（例えば、最大あるいは最小の振幅レベルを所定期間継続する）と、各データ伝送装置１間で既知のデータパターンであるトレーニングパターンとを含んでいる。トレーニングパターンは、上記データシンボル値が全て含まれ、様々なパターンが現れるＰＮパターン信号等が用いられる。
【００７２】
スレーブの送受信部２ｂは、伝送路１１からトレーニング信号を受信し、直ちに下流のデータ伝送装置１ｃとの間のトレーニング信号を生成し、伝送路１１に送信する。そして、送受信部２ｂは、自装置の受信部２１ｂにおいて、受信したトレーニング信号を用いて、上記シンボル値毎の送信レベルの閾値判定するための判定レベルの設定をそれぞれ行い、当該判定レベルおよびそれらの判定レベルを境界とした判定値をそれぞれ設定する。他のスレーブの送受信部２ｃ〜２ｎについても、上流側のデータ伝送装置１から送出されたトレーニング信号を受信し、直ちに下流側のデータ伝送装置１に自装置のトレーニング信号を送信する。そして、他のスレーブの送受信部２ｃ〜２ｎについても、同様にそれぞれ受信部２１ｃ〜２１ｎにおいて、上流側のデータ伝送装置１から受信したトレーニング信号を用いて、上記シンボル値毎の送信レベルの閾値判定するための判定レベルの設定をそれぞれ行い、当該判定レベルおよびそれらの判定レベルを境界とした判定値をそれぞれ設定する。そして、マスタの送受信部２ａも、送受信部２ｎから受信したトレーニング信号を用いて、上記シンボル値毎の送信レベルの閾値判定するための判定レベルの設定をそれぞれ行い、当該判定レベルおよびそれらの判定レベルを境界とした判定値をそれぞれ設定する。
【００７３】
これらによって、データ伝送システムの物理層初期化処理が終了し、それぞれの物理層は、互いにデータ通信可能な状態になる。そして、送受信部２ａ〜２ｎは、それぞれのＣＰＵ４ａ〜４ｎに対して、初期化処理が完了したことを示す初期化処理完了通知を出力する。なお、この初期化処理完了通知を全ての送受信部２ａ〜２ｎが連係して出力するために、マスタの送受信部２ａが他の送受信部２ｂ〜２ｎに対して初期化処理完了通知の出力を促す信号を伝送路１１に出力してもかまわない。また、それぞれの送受信部２ａ〜２ｎが、判定値設定処理の実行後の所定時間経過によって、それぞれ初期化処理完了通知をＣＰＵ４ａ〜４ｎに出力してもかまわない。そして、ＣＰＵ４ａ〜４ｎは、送受信部２ａ〜２ｎから出力される初期化処理完了通知を待つことによって、物理層初期化処理が完了したか否かを判断する（ステップＳ１７、Ｓ４６、およびＳ７６）。
【００７４】
次に、ＣＰＵ４ａは、送受信部２ａから初期化処理完了通知が通知された場合、ＭＯＳＴコントローラ３ａのリセット状態を解除するリセット信号ＲＳをＭＯＳＴコントローラ３ａに出力する（ステップＳ１８）。そして、ＣＰＵ４ａは、伝送線１２を介して、バイパスモードで動作するデータ伝送装置１ｂ〜１ｎが有するＣＰＵ４ｂ〜４ｎに対して、リンク層のリセット解除を禁止する指示を送出する。ＣＰＵ４ａがリセット解除を禁止する指示を送出するＣＰＵ４ｂ〜４ｎは、予め設定されている。例えば、マスタのデータ伝送装置１ａおよび監視カメラやセキュリティシステム等で構成される接続機器１０が接続されているデータ伝送装置１を通常モードで動作させ、他の接続機器１０が接続されているデータ伝送装置１をバイパスモードで動作させるとき、当該バイパスモードで動作させるデータ伝送装置１が有するＣＰＵ４にのみリセット解除を禁止する指示が送出されるように設定されている。なお、このリセット解除を禁止する指示は、上記ステップＳ１２、Ｓ４１、およびＳ７１のリセット処理時に送出してもかまわない。また、通常モードで動作するデータ伝送装置１ｂ〜１ｎが有するＣＰＵ４ｂ〜４ｎは、後述するように自動的にリンク層のリセット状態を解除するが、ＣＰＵ４ａは、当該ＣＰＵ４ｂ〜４ｎに対してもリンク層のリセット状態を解除する指示を送出してもかまわない。
【００７５】
一方、ＣＰＵ４ｂ〜４ｎの内、上記リセット解除を禁止する指示を受信していないものは、送受信部２ｂ〜４ｎから初期化処理完了通知が通知された場合、自動的にＭＯＳＴコントローラ３ｂ〜３ｎのリセット状態を解除するリセット信号ＲＳをＭＯＳＴコントローラ３ｂ〜３ｎに出力する（ステップＳ４７）。また、ＣＰＵ４ｂ〜４ｎの内、上記リセット解除を禁止する指示を受信しているものは、送受信部２ｂ〜４ｎから初期化処理完了通知が通知された場合、ＭＯＳＴコントローラ３ｂ〜３ｎのリセット状態を継続する（ステップＳ７７）。
【００７６】
次に、上記ステップＳ１８およびＳ４７において、リセット状態を解除するリセット信号ＲＳが入力したＭＯＳＴコントローラ３は、リンク層初期化処理を開始する（ステップＳ１９およびＳ４８）。
【００７７】
以下、データ伝送装置１の一部がバイパスモードで動作する場合のリンク層初期化処理について詳述する。マスタのＭＯＳＴコントローラ３ａは、リセット信号ＲＳの受信によって自身のリセット状態を解除し、制御信号ＣＬの受信によって自身の初期設定を行う。なお、ＭＯＳＴコントローラ３ａが有するＰＬＬ３１ａは、送受信部２ａが有する発振子から出力される周波数を基準周波数として動作する。そして、ＭＯＳＴコントローラ３ａは、他のＭＯＳＴコントローラ３とのフレーム同期等の初期化処理を行うための初期化データを送信デジタルデータ列ＴＸとして送信部２２ａに出力する。
【００７８】
送信部２２ａの同期検出部２２７ａは、ＭＯＳＴコントローラ３ａから出力される初期化データおよびその送信クロックより、初期化データに含まれるデータフレームを検出し、データフレームに含まれるフレームヘッダを定期的に検出することによってＭＯＳＴコントローラ３ａの同期確立を検出する。そして、同期検出部２２７ａは、ＭＯＳＴコントローラ３ａの同期確立を検出すると、同期検出信号ＣＳをセレクタ２２１ａに出力する。セレクタ２２１ａは、同期検出信号ＣＳが入力したとき、ＭＯＳＴコントローラ３ａから出力される初期化データをデータマッピング部２２２ａに入力させる。そして、上記初期化データは、送信部２２ａで上述したマッピング処理およびフィルタリング処理されアナログ信号に変換されて伝送路１１に送出される。
【００７９】
スレーブのデータ伝送装置１ｂが有する受信部２１ｂは、伝送路１１から初期化データを受信し、当該初期化データを上述したようにデジタル信号に変換してフィルタリング処理および逆マッピング処理を行う。そして、スレーブのデータ伝送装置１ｂにおいて上記ステップＳ４７の動作でリンク層のリセット状態が解除されている場合、上記初期化データを判定処理部２１５ｂから受信デジタルデータ列ＲＸとしてＭＯＳＴコントローラ３ｂに出力する。そして、ＭＯＳＴコントローラ３ｂでは、入力した初期化データを用いてマスタのＭＯＳＴコントローラ３ａとの間のフレーム同期を確立してＰＬＬ３１ｂをロックした後、当該初期化データを送信部２２ｂに出力する。送信部２２ｂの同期検出部２２７ｂは、ＭＯＳＴコントローラ３ｂから出力される初期化データおよびその送信クロックより、初期化データに含まれるデータフレームを検出し、データフレームに含まれるフレームヘッダを定期的に検出することによってＭＯＳＴコントローラ３ｂの同期確立を検出する。そして、同期検出部２２７ｂは、ＭＯＳＴコントローラ３ｂの同期確立を検出すると、同期検出信号ＣＳをセレクタ２２１ｂに出力する。セレクタ２２１ｂは、同期検出信号ＣＳが入力したとき、ＭＯＳＴコントローラ３ｂから出力される初期化データをデータマッピング部２２２ｂに入力させる。そして、上記初期化データは、送信部２２ｂで上述したマッピング処理およびフィルタリング処理されアナログ信号に変換されて伝送路１１に送出される。なお、同期検出部２２７ｂが同期検出信号ＣＳをセレクタ２２１ｂへ出力するまで、セレクタ２２１ｂは、判定処理部２１５ｂから出力される初期化データを、バイパスデジタルデータ列ＢＸとしてデータマッピング部２２２ｂに入力させる。そして、上記バイパスデジタルデータ列ＢＸ（つまり、ＭＯＳＴコントローラ３ｂをバイパスした初期化データ）は、送信部２２ｂで上述したマッピング処理およびフィルタリング処理されアナログ信号に変換されて伝送路１１に送出される。
【００８０】
一方、スレーブのデータ伝送装置１ｂにおいて上記ステップＳ７７の動作でリンク層のリセット状態が継続されている（つまり、リセット状態の解除を禁止されている）場合、同期検出部２２７ｂは、ＭＯＳＴコントローラ３ｂの同期確立を検出することができない。したがって、同期検出信号ＣＳがセレクタ２２１ｂに出力されないため、セレクタ２２１ｂは、常に判定処理部２１５ｂから出力される初期化データを、バイパスデジタルデータ列ＢＸとしてデータマッピング部２２２ｂに入力させる。そして、上記バイパスデジタルデータ列ＢＸ（つまり、ＭＯＳＴコントローラ３ｂをバイパスした初期化データ）は、送信部２２ｂで上述したマッピング処理およびフィルタリング処理されアナログ信号に変換されて伝送路１１に送出される。つまり、リンク層のリセット状態が継続されているデータ伝送装置１は、上段のデータ伝送装置１から受信した初期化データを自装置の物理層のみ経由して、下段のデータ伝送装置１へ送出する。
【００８１】
他のスレーブのＭＯＳＴコントローラ３ｃ〜３ｎについても、それぞれ上述したスレーブのＭＯＳＴコントローラ３ｂと同様の動作を行う。つまり、上記ステップＳ４７の動作でリンク層のリセット状態が解除されているＭＯＳＴコントローラ３は、入力した初期化データを用いてマスタのＭＯＳＴコントローラ３ａとの間のフレーム同期を確立し、当該初期化データをそれぞれ送信部２２に出力する。一方、上記ステップＳ７７の動作でリンク層のリセット状態が継続されているＭＯＳＴコントローラ３は、上段のデータ伝送装置１から受信した初期化データを自装置の物理層のみ経由して、下段のデータ伝送装置１へ送出する。
【００８２】
そして、マスタのＭＯＳＴコントローラ３ａは、上記ステップＳ１９で開始されたリンク層初期化処理の中で、データ伝送システム全体のネットワーク確立を判断する。例えば、ＭＯＳＴコントローラ３ａは、送信部２２ａを介してネットワーク確立確認信号を送出し、その信号を他のデータ伝送装置１ｂ〜１ｎおよび受信部２１ａを介してＭＯＳＴコントローラ３ａが所定回数受信することによって、ネットワークが確立されたことを判断する。そして、ＭＯＳＴコントローラ３ａは、所定のデータフレームにネットワーク確立を示す識別子を付与して、他のスレーブのデータ伝送装置１ｂ〜１ｎ全てに対して当該データフレームを送信する。また、ＭＯＳＴコントローラ３ａは、ネットワークが確立された後、リンク層初期化処理を終了して、その終了を示す制御信号ＣＬをＣＰＵ４ａに出力する。ＣＰＵ４ａは、ＭＯＳＴコントローラ３ａのリンク層初期化処理が終了するのを待っており、その終了を示す制御信号ＣＬを受信して当該初期化処理の終了を判断する（ステップＳ２０）。そして、ＣＰＵ４ａは、ＭＯＳＴコントローラ３ａにデータ通信の開始を指示する制御信号ＣＬを出力し、ＭＯＳＴコントローラ３ａがデータ通信の開始を指示する制御信号ＣＬを受信して、他のデータ伝送装置１とのデータ通信を開始する（ステップＳ２１）。
【００８３】
一方、上記ステップＳ４７の動作でリンク層のリセット状態が解除されているスレーブのＭＯＳＴコントローラ３は、マスタのデータ伝送装置１ａから出力されたネットワーク確立を示す識別子が付与された上記データフレームを受信することによって、ネットワーク確立を判断する。そして、上記ＭＯＳＴコントローラ３は、ネットワークが確立された後、リンク層初期化処理を終了して、その終了を示す制御信号ＣＬをＣＰＵ４に出力する。ＣＰＵ４は、上記ＭＯＳＴコントローラ３のリンク層初期化処理が終了するのを待っており、その終了を示す制御信号ＣＬを受信して当該初期化処理の終了を判断する（ステップＳ４９）。そして、ＣＰＵ４は、上記ＭＯＳＴコントローラ３にデータ通信の開始を指示する制御信号ＣＬを出力し、ＭＯＳＴコントローラ３がデータ通信の開始を指示する制御信号ＣＬを受信して、他のデータ伝送装置１とのデータ通信を開始する（ステップＳ５０）。
【００８４】
また、上記ステップＳ７７の動作でリンク層のリセット状態が継続されているＭＯＳＴコントローラ３は、上段のデータ伝送装置１から受信したネットワーク確立を示す識別子が付与された上記データフレームについても自装置の物理層のみ経由して、下段のデータ伝送装置１へ送出する。そして、リンク層のリセット状態が継続されているデータ伝送装置１は、他のデータ伝送装置１がデータ通信を開始（ステップＳ２１およびＳ５０）しても、そのデータ通信によって上段のデータ伝送装置１から伝送されるデータを自装置の物理層のみ経由して、下段のデータ伝送装置１へ送出するバイパスモードで動作する（ステップＳ７８）。
【００８５】
バイパスモードで動作するデータ伝送装置１では、前段のデータ伝送装置１から伝送路１１を介して送出された電気信号が受信部２１の差動レシーバ２１１に入力する。入力した電気信号は、ローパスフィルタ２１２、Ａ／Ｄコンバータ２１３、およびデジタルフィルタ２１４によってフィルタリング処理およびデジタルデータに変換される。そして、デジタルデータは、判定処理部２１５によってデータシンボルに復号され、バイパスデジタルデータ列ＢＸとして送信部２２に出力される。送信部２２は、送信デジタルデータ列ＴＸと同様にバイパスデジタルデータ列ＢＸを取り扱う。つまり、バイパスデジタルデータ列ＢＸは、送信部２２でマッピング処理およびフィルタリング処理されてアナログ信号に変換された後、電気信号として後段のデータ伝送装置１へ伝送路１１を介して送出される。したがって、バイパスモードで動作するデータ伝送装置１の物理層では、受信した電気信号に対して、フィルタリング処理、Ａ／Ｄ変換処理、およびデータ判定処理を行った後、マッピング処理、フィルタリング処理、およびＤ／Ａ変換処理を行って、後段へ電気信号を送出するため、送受信する電気信号が示すデータの劣化を低減してデータ伝送することができる。また、バイパスモードで動作するデータ伝送装置１では、ＭＯＳＴコントローラ３がリセット状態を継続しているため、当該ＭＯＳＴコントローラ３はデータ送受信処理を行わない。つまり、ＭＯＳＴコントローラ３の消費電力を低減することができる。さらに、一般的には、リセット状態のＭＯＳＴコントローラ３に接続する接続機器１０（図１参照）への電源供給も停止されるため、バイパスモードで動作するデータ伝送装置１に接続する接続機器１０の消費電力を大幅に低減することができる。
【００８６】
次に、図５を参照して、上述したデータ伝送システムのバイパスモード移行処理において、各データ伝送装置１の状態を時系列的に説明する。なお、図５は、上述したデータ伝送システムのリンク層および物理層の移行処理において、各データ伝送装置１が動作する状態を時系列的に示したシーケンス図である。
【００８７】
図５において、各データ伝送装置１のリンク層（ＭＯＳＴコントローラ３）および物理層（送受信部２）は、それぞれＣＰＵ４のリセット処理によって全てリセット状態になる。そして、各データ伝送装置１の物理層は、それぞれＣＰＵ４のリセット解除処理によって物理層初期化処理を行う。次に、マスタおよび通常モードで動作するデータ伝送装置１のリンク層は、物理層初期化処理の終了後、それぞれＣＰＵ４のリセット解除処理によってリンク層初期化処理を行う。そして、リンク層初期化処理の終了後、マスタおよび通常モードで動作するデータ伝送装置１は、自装置の物理層およびリンク層を用いてデータ通信を開始する。一方、図７と比較して分かるように、バイパスモードで動作するデータ伝送装置１のリンク層は、自装置の物理層初期化処理が終了しても、それぞれＣＰＵ４によるリセット解除処理が行われないため、リセット状態が継続する。したがって、他のデータ伝送装置１のリンク層初期化処理が終了後、バイパスモードで動作するデータ伝送装置１は、自装置のリンク層をバイパスさせ物理層のみを用いてデータ伝送を行う。
【００８８】
次に、図４を参照して、データ伝送システムにおいて当該バイパスモードから通常モードに復帰する動作を説明する。図４において、一部のデータ伝送装置１がバイパスモードで動作している際、マスタのデータ伝送装置１ａが有するＣＰＵ４ａは、当該バイパスモードを解除する指示を待つ（ステップＳ２２）。例えば、この解除指示は、データ伝送システムのユーザが所定のＳＷを操作することによって、その操作に応答してＣＰＵ４ａが受け取ってもいいし、ユーザが車両のキーＳＷをエンジン始動位置に操作することによって、その操作に応答してＣＰＵ４ａが受け取ってもかまわない。なお、上述したようにデータ伝送システムにバイパスモードを制御するＣＰＵが別に設けられている場合、そのＣＰＵが上記解除指示を受け取る。以下、説明を具体的にするために、マスタのＣＰＵ４ａが伝送線１２を介して他のデータ伝送装置１ｂ〜１ｎのＣＰＵ４ｂ〜４ｎとシリアル接続され、他のＣＰＵ４ｂ〜４ｎに対してそれぞれバイパスモードの解除処理を指示する場合について説明する。
【００８９】
マスタのＣＰＵ４ａは、上記ステップＳ２２でバイパスモード解除指示を受け取った場合、自装置の送受信部２ａおよびＭＯＳＴコントローラ３ａをリセット状態にするためのリセット処理を開始し（ステップＳ２３）、他のスレーブのＣＰＵ４ｂ〜４ｎに対しても伝送線１２を介してリセット処理を行う指示を行う。この指示に基づいて、スレーブのＣＰＵ４ｂ〜４ｎもそれぞれ自装置の送受信部２ｂ〜２ｎおよびＭＯＳＴコントローラ３ｂ〜３ｎをリセット状態にするためのリセット処理を開始する（ステップＳ５１およびＳ７９）。ＣＰＵ４ａ〜４ｎは、それぞれ自装置の送受信部２ａ〜２ｎおよびＭＯＳＴコントローラ３ａ〜３ｎをリセット状態にするためのリセット信号ＲＳを送出する（ステップＳ２４、Ｓ５２、およびＳ８０）。そして、送受信部２ａ〜２ｎおよびＭＯＳＴコントローラ３ａ〜３ｎは、それぞれリセット状態にするためのリセット信号ＲＳを受け取ることによってリセット状態となる（ステップＳ２５、Ｓ５３、およびＳ８１）。これらの動作によって、データ伝送システムが有する全てのリンク層および物理層は、リセット状態となる。
【００９０】
次に、ＣＰＵ４ａ〜４ｎは、上記リセット処理から所定時間経過後、送受信部２ａ〜２ｎのリセット状態を解除するリセット信号ＲＳをそれぞれ送受信部２ａ〜２ｎに出力する（ステップＳ２６、Ｓ５５、およびＳ８２）。そして、送受信部２ａ〜２ｎは、それぞれリセット状態を解除するリセット信号ＲＳを受け取ることによって物理層初期化処理を開始する（ステップＳ２７、Ｓ５５、およびＳ８３）。なお、これらの物理層初期化処理については、上述したステップＳ１６、Ｓ１７、Ｓ４５、Ｓ４６、Ｓ７５、およびＳ７６と同様であるため、詳細な説明を省略する。
【００９１】
次に、ＣＰＵ４ａは、送受信部２ａから初期化処理完了通知が通知された場合、ＭＯＳＴコントローラ３ａのリセット状態を解除するリセット信号ＲＳをＭＯＳＴコントローラ３ａに出力する（ステップＳ２９）。ただし、バイパスモード解除時については、ＣＰＵ４ａは、上述したリンク層のリセット解除を禁止する指示を伝送線１２を介して送出しない。なお、通常モードで動作するデータ伝送装置１ｂ〜１ｎが有するＣＰＵ４ｂ〜４ｎは、リセット解除が禁止されていない場合、自動的にリンク層のリセット状態を解除するが、ＣＰＵ４ａは、全てのＣＰＵ４ｂ〜４ｎに対してリンク層のリセット状態を解除する指示を送出してもかまわない。
【００９２】
一方、ＣＰＵ４ｂ〜４ｎは、送受信部２ｂ〜４ｎから初期化処理完了通知が通知された場合、自動的にＭＯＳＴコントローラ３ｂ〜３ｎのリセット状態を解除するリセット信号ＲＳをＭＯＳＴコントローラ３ｂ〜３ｎに出力する（ステップＳ５７およびＳ８５）。
【００９３】
次に、上記ステップＳ２９、Ｓ５７、およびＳ８５において、リセット状態を解除するリセット信号ＲＳが入力したＭＯＳＴコントローラ３は、リンク層初期化処理を開始する（ステップＳ３０、Ｓ５８、およびＳ８６）。なお、これらのリンク層初期化処理については、上述したステップＳ１９、Ｓ２０、Ｓ４８、およびＳ４９と同様であるため、詳細な説明を省略する。
【００９４】
次に、ＣＰＵ４ａは、ＭＯＳＴコントローラ３ａにデータ通信の開始を指示する制御信号ＣＬを出力し、ＭＯＳＴコントローラ３ａがデータ通信の開始を指示する制御信号ＣＬを受信して、他のデータ伝送装置１とのデータ通信を開始する（ステップＳ３２）。一方、スレーブのＣＰＵ４ｂ〜４ｎは、それぞれのＭＯＳＴコントローラ３ｂ〜３ｎにデータ通信の開始を指示する制御信号ＣＬを出力し、ＭＯＳＴコントローラ３ｂ〜３ｎがデータ通信の開始を指示する制御信号ＣＬを受信して、他のデータ伝送装置１とのデータ通信を開始する（ステップＳ６０およびＳ８８）。したがって、一部のデータ伝送装置１がバイパスモードで動作している状態から、全てのデータ伝送装置１が通常モードで動作する状態に移行する場合、全ての物理層およびリンク層に対して初期化処理を行ってデータ通信が開始される。
【００９５】
本実施形態のデータ伝送システムにおけるバイパスモードで動作するデータ伝送装置は、自装置のＭＯＳＴコントローラがリセット状態であり、当該ＭＯＳＴコントローラがデータ送受信処理を行わないため、ＭＯＳＴコントローラの消費電力を低減することができる。また、一般的には、リセット状態のＭＯＳＴコントローラに接続する接続機器への電源供給も停止されるため、バイパスモードで動作するデータ伝送装置に接続する接続機器の消費電力を大幅に低減することができる。したがって、データ伝送システムに接続される一部の接続機器のみを動作させる際に、動作させない接続機器が接続されるデータ伝送装置をバイパスモードで動作させることによって、システム全体の消費電力を大幅に低減することができる。また、バイパスモードで動作するデータ伝送装置の物理層では、受信した電気信号に対して、フィルタリング処理、Ａ／Ｄ変換処理、およびデータ判定処理を行った後、マッピング処理、フィルタリング処理、およびＤ／Ａ変換処理を行って、後段へ電気信号を送出するため、送受信する電気信号が示すデータの劣化を低減してデータ伝送することができる。
【００９６】
なお、本実施形態の説明では、送信部が有するセレクタの切り替えをＭＯＳＴコントローラの同期確立に基づいて行ったが、セレクタの切り替え方式はこれに限定されない。例えば、上記セレクタは、ＭＯＳＴコントローラから出力される送信デジタルデータ列の有無に応じて切り替えを行ってもいいし、自装置のＣＰＵから直接切り替え制御されてもかまわない。つまり、上記セレクタは、送信部の外部からの制御によって切り替えを行ってもかまわない。
【００９７】
また、本実施形態の説明では、データ伝送システムのリンク層としてＭＯＳＴで定義されたプロトコルを用いたが、本発明はＭＯＳＴで定義されたプロトコルに限定されない。例えば、ＭＯＳＴで定義されたリンク層以外のカスタムリンク層に対しても同様に本発明を適用することができることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明にかかるデータ伝送方法、データ伝送システム、およびデータ伝送装置は、システム全体の消費電力を低減させることが必要なリング型等で伝送路によって接続された各データ伝送装置の間等のデータ伝送方法、データ伝送システム、およびデータ伝送装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の一実施形態に係るデータ伝送システムの構成を示すブロック図
【図２】図１のデータ伝送装置１の構成を示すブロック図
【図３】図１の全てのデータ伝送装置１が通常モードで動作しているデータ伝送システムにおいて、一部のデータ伝送装置１がバイパスモードに移行する動作を示す前半部のフローチャート
【図４】図１のデータ伝送システムにおいて、バイパスモードから通常モードに復帰する動作を示す後半部のフローチャート
【図５】図３のデータ伝送システムのリンク層および物理層の移行処理において、それぞれのデータ伝送装置１が動作する状態を時系列的に示したシーケンス図
【図６】電気通信を用いた従来のデータ伝送システムの構成を示すブロック図
【図７】図６のデータ伝送システムにおける初期化処理を示すシーケンス図
【符号の説明】
【０１００】
１…データ伝送装置
２…送受信部
２１…受信部
２１１…差動レシーバ
２１２、２２５…ローパスフィルタ
２１３…Ａ／Ｄコンバータ
２１４、２２３…デジタルフィルタ
２１５…判定処理部
２１６、２２７…同期検出部
２２…送信部
２２１…セレクタ
２２２…データマッピング部
２２４…Ｄ／Ａコンバータ
２２６…差動ドライバ
３…ＭＯＳＴコントローラ
３１…ＰＬＬ
４…ＣＰＵ
１０…接続機器
１１…伝送路
１２…伝送線
【図１】
2005065216.tif 000003
【図２】
2005065216.tif 000004
【図３】
2005065216.tif 000005
【図４】
2005065216.tif 000006
【図５】
2005065216.tif 000007
【図６】
2005065216.tif 000008
【図７】
2005065216.tif 000009