(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＥＥＥ１３９４バスにより制御される装置にバスデータを転送するか、前記装置からの前記バスデータを転送するための方法であって、
前記バスと前記装置の間をインタフェースするために物理層ＩＣ及びリンク層ＩＣが使用され、
前記物理層ＩＣは、前記リンク層ＩＣからの要求に応じて、前記バス上へのデータ送出のための前記バスに対するアクセスを前記リンク層ＩＣに与えるために許可信号を発生し、前記リンク層ＩＣが前記許可信号に続いて前記バスへの前記データの送出を終了するまで、前記バスは占有された状態のままであり、
前記リンク層ＩＣはタイマ機能を含んでおり、
前記タイマ機能は、前記リンク層ＩＣからの要求に応じて前記物理層ＩＣが前記バスへのデータ送出のためのアクセスを前記リンク層ＩＣに許可したが、前記リンク層ＩＣが前記バス上へデータを送出しない場合、前記許可信号に続く第１の所定の期間の経過後に、前記リンク層ＩＣにより現在のバスの占有を解除し、前記物理層ＩＣにバス制御を自動的に返すためのリンク解除信号を発生し、
前記タイマ機能は、前記バスの制御信号のスパイク信号による前記リンク層ＩＣへのバスアクセスの意図しない許可に続いて、前記許可信号に続く第２の所定の期間の経過後に前記リンク層ＩＣによる現在のバスの占有を解除し、前記物理層ＩＣにバス制御を自動的に返すためのリンク解除信号を発生し、
前記第１又は前記第２の期間の長さは、前記リンク層ＩＣからの優先的なバス要求の有無により制御される、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
ＩＥＥＥ１３９４バスにより制御される装置にバスデータを転送するか、前記装置からの前記バスデータを転送するためのバスインタフェースであって、
前記バスへの接続のための物理層ＩＣと、前記装置への接続のためのリンク層ＩＣとを含み、
前記バス上へのデータ送出のための前記バスに対するアクセスを前記リンク層ＩＣに与えるために、前記リンク層ＩＣからの要求に応じて許可信号を発生する手段を含み、前記リンク層ＩＣが前記許可信号に続いて前記バスへの前記データの送出を終了するまで、前記バスは占有された状態のままであり、
前記リンク層ＩＣに含まれ、物理層ＩＣが前記バスへのデータ送出のためのアクセスを許可したが、前記リンク層ＩＣが前記バス上へデータを送出しない場合、前記許可信号に続く第１の所定の期間の経過後に、前記リンク層ＩＣにより現在のバスの占有を解除し、前記物理層ＩＣにバス制御を自動的に返すためのリンク解除信号を発生するための手段を有する第一のタイマと、
前記リンク層ＩＣに含まれ、前記バスの制御信号のスパイク信号による前記リンク層ＩＣへのバスアクセスの意図しない許可の場合、前記許可信号に続く第２所定の期間の経過後に前記リンク層ＩＣによる現在のバスの占有を解除し、前記バス制御を前記物理層ＩＣに自動的に返すためのリンク解除信号を発生するための手段を有する第二のタイマとを備え、
前記第一及び第二のタイマは、前記リンク層ＩＣからの優先的なバス要求の有無により、前記第１又は前記第２の期間の長さを制御するための手段を含む、
ことを特徴とするバスインタフェース。
【請求項３】
請求項２記載の更なるリンク層ＩＣ及び物理層ＩＣの対を含む、請求項２記載のバスインタフェース。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、バスブロッキングが回避することができる、バス上のデータを該バスにより制御される装置に転送、又は装置から転送するための方法及び装置に関する。
【０００２】
［発明の背景］
ＩＥＥＥ１３９４バスは、低コスト、高パフォーマンスなシリアルバスである。該バスは、読出し／書込みメモリアーキテクチャ、及び高く洗練された通信プロトコルを有している。１００、２００又は４００メガビット／秒のデータレートは、リアルタイムで送信することができる。
【０００３】
同時に、データは、双方向的に送信することができる。送信されたアドレス値のうちの最初の１０ビットは、可能なＩＥＥＥ１３９４バスクラスタの１０２３に達する１つを言及する。送信されたアドレス値のうちの次の６ビットは、特定のクラスタ内で、アプリケーション又は装置が割当てられる６３ノードに達する１つを言及する。
【０００４】
ノード間のデータは、ホストコントローラの相互作用なしに交換することができる。装置は、プラグ及びプレイビヘービア（plug and play behavior）を許容して、何時でもネットワークに接続したり、停止したりすることができる。ノードについての標準的なケーブル接続は、４．５ｍの長さであり、３つのツイストペアケーブルを含んでいる。２つのペアがデータ及び制御情報の転送の役目をし、さらなる１つが８ボルト〜４０ボルトの供給電圧を搬送する。
【０００５】
３つのレベル符号化が使用され、ハイ（Ｈ）、ロウ（Ｌ）、及びハイインピーダンス（Ｚ）である。ＨはＬを超え、ＬはＺを超える。特性インピーダンスは１１０Ωである。また、バス特性のＩＥＥＥ１３９４−１９９５バージョンは、２つのみのツイストペアケーブルを含んでおり、そこには電力供給電圧が存在しない。
【０００６】
通信プロトコルは、物理層、リンク層、トランザクション層の３つの層を有している。典型的にトランザクション層は、ファームウェアにより実現され、他の層はチップセットを使用して実現される。
【０００７】
物理層は、アナログトランシーバとデジタルステートマシンを含んでいる。物理層は、バスの自動配置及びホットプラグを扱う。物理層は、リクロックし、再発生し、全てのパケットを繰り返し、全てのパケットをローカルのリンクレイヤに送る。物理層は、たとえばスピードコード、プレフィックス及びパケットエンドアセンブリングといった、アウトパケットのフレーミングを転送する。物理層は、調停し、ローカルリンクからのパケットを送信する。
【０００８】
利用できるＩＣ（integrated circuit）タイプは、たとえばTexas Instruments社のTSB11C01，TSB11LV01，TSB21LV03，及びTSB41LV03、富士通社のMB86611、ＩＢＭ社の21S750である。
【０００９】
リンク層は、全てのデジタルロジックを実現する。リンク層は、アドレス認識によりノードにアドレス指定されたパケットを認識し、パケットヘッダをデコードする。リンク層は、パケットを高い層に送出し、高い層からのパケットを生成する。リンク層は、ＡＶ（audio/video）データの使用については等時的に、制御データの使用については非同期的に、そのいずれかで作用する。
【００１０】
等時的なモードでは、保証された帯域幅を有するチャネルが確立される。そこには、画定された潜在能力がある。データ転送は、１２５μｓ時間スロット又はサイクルで実行される。パケットのヘッダ及びデータブロックは、分離したＣＲＣｓ（巡回冗長検査）を有している。このモードは、非同期データ転送モードよりも高い優先度を有する。
【００１１】
非同期転送モードは、時間重視（time critical）ではないが、安全である。非同期転送モードは、ビジー及びリトライプロトコルを有する承認されたサービスとして動作する。固定されたアドレスが使用される。データ転送は、バスがアイドルである時に行われる。非同期モードは、読出し要求／応答、書込み要求／応答、及びロック要求／応答を扱う。非同期モードは、巡回制御、ＣＲＣ生成、及び有効にすることを実行する。
【００１２】
利用できるリンク層のＩＣタイプは、たとえばTexas Instruments社のTSB12C01A，TSB12LV21，TSB12LV31，及びTSB12LV41、フィリップス社のPDI1394L11である。
【００１３】
トランザクション層は、非同期のバストランザクション、読出し要求／読出し応答、書込み要求／書込み応答、ロック要求／ロック応答を実現する。
【００１４】
上述したように、トランザクション層は、たとえば、SparcLite社のi960のようなマイクロコントローラ上でのソフトウェアの実行により実現することができる。
【００１５】
また、装置制御、接続管理、タイムスタンピング、及びパケット化を実行するＡＶ（audio video）層が存在する場合がある。
米国特許第５８０２０５７号は、Ｐ１３９４バスを開示しており、ここでは、高い優先度を有するマスタルート／ノードが、調停目的のためにタイマを管理する。固定されたサイクル間隔の後にタイマが始動した時、バスアクセスを得るために、そのルートは特別な優先度のバス要求を送出する。
米国特許第５８４５０９７号は、マルチマスタバスシステムを開示している。該システムには複数のカウンタを含む分離バス回復ロジックが割当てられている。最大の時間値の満了に応じて該マスタのバスオーナシップを緩和するために、該カウンタは、一旦アクセスが要求されると最大時間値からカウントダウンし、調停手段によりカレントマスタに対して許可される。
American National Institute/Institute of Electrical and Electronics Engineers「Logical Link Control-IEEE std802.2-1985」、1984，IEEE，New York，USA，XP002111181号は、データネットワークを開示している。ここでは、データの送者がタイマを始動する。固定されたタイムアウト期間までに応答を受信しなければ、該送者がエラー回復動作を開始する。
【００１６】
［発明の概要］
リンク層ＩＣは、たとえばＶＣＲのような外部アプリケーションに対するインタフェースを実現し、ＩＥＥＥ１３９４バス上に送出するためのＩＥＥＥ１３９４データを準備するか、又はＩＥＥＥ１３９４バスからのＩＥＥＥ１３９４データパケットの到来を解釈する。
【００１７】
物理層ＩＣは、上記バスへの直接の電気的な接続を実現し、該バス上へのデータ送出のための調停を含めて、上述したような多くの機能を制御する。リンク層ＩＣから該バスへのデータ送出のための手順は、リンク層ＩＣが該バスへのアクセス要求を行い、次いで、物理層ＩＣが所望のアクセスを許可するまで待つ。許可状態が検出されると、リンク層ＩＣは該バス上へのデータ送出がフリーになる。
【００１８】
しかし、フリーの間にリンク層の状態が変化した場合、すなわちリンク層ＩＣが該バス上へのデータ送出を抑制された場合、許可されたバスアクセスは、現在のＩＥＥＥ１３９４バス仕様に従って放棄されることはない。結果として、不定の時間期間の間、バスはブロックされる。これは、物理層ＩＣにより許可されたバスアクセスを上書きすることができないためである。バスのロックアップ（lock-up）は非常に重要であり、バスがジャムされると、他のノードはデータ転送のために該バスへのアクセスを得ることができない。
【００１９】
本発明によれば、リンク層ＩＣにおいて付加的なタイマ機能が実現される。この「バスの許可を失わせる（bus grant missed）」タイマ機能は、リンク層ＩＣを制御する。これにより、その間にリンク層ＩＣが該バス上にデータを送出していない所定の固定された時間期間が経過された後に、リンク層ＩＣは物理層ＩＣにバス制御を自動的に戻す。所定の固定された時間期間は、所定のバス配置、又はアプリケーションのそれぞれに該時間期間を適合するために、ユーザ設定によるプログラム化することもできる。
【００２０】
本発明の目的は、バスの制御信号に関するスパイク信号による、リンク層ＩＣに対するバスアクセスの意図しない許可の場合と共に、物理層ＩＣによりリンク層ＩＣに対して許可されたバスアクセスがバス上へのデータ送出のために使用されない場合に、ＩＥＥＥ１３９４バスにより制御される装置にバスデータを転送するか、該装置からのバスデータを転送し、これにより、バスのブロッキングを回避するための方法を開示することにある。これにより、両方のケースについてリンク層ＩＣに含まれるタイマ機能を利用する。この目的は、請求項１の特徴により達成される。
【００２１】
本発明の更なる目的は、上記発明の方法を利用したバスインタフェースを開示することにある。この目的は、請求項２の特徴により達成される。
【００２２】
概要として、本発明による方法は、バス上のデータを該バスにより制御される装置に転送するか、該装置からの該バス上のデータを転送するかに適している。ここでは、該バスと該装置の間をインタフェースするために、物理層ＩＣ及びリンク層ＩＣが使用される。該物理層ＩＣは、該バス上へのデータ送出のための該バスに対するアクセスを該リンク層ＩＣに許可するための許可信号を発生する。該許可信号に続いて、該リンク層ＩＣが該バスへのデータ送出を終了するまで、該バスは該リンク層ＩＣにより占有される。
【００２３】
該リンク層ＩＣは、タイマ機能を含んでいる。該物理層ＩＣが該バスへのデータ送出のためのアクセスを該リンク層ＩＣに許可したが、該リンク層ＩＣが該バス上にデータを送出しない場合、該許可信号に続く所定の時間期間が経過された後に、該リンク層ＩＣがバス占有を解除するために、該タイマ機能はリンク解除信号を発生する。
概要として、本発明によるバスインタフェースは、該バスにより制御される装置にデータを転送するか、該装置からのデータを転送するかに適している。
【００２４】
このインタフェースは、該装置への接続のためのリンク層ＩＣと、該バスへの接続のための物理層ＩＣと、該リンク層において含まれるタイマを含んでいる。ここで、該バス上にデータを送出するための該バスに対するアクセスを該リンク層ＩＣに許可するための許可信号を該物理層ＩＣは発生する。該許可信号に続いて、該リンク層ＩＣが該バスへのデータ送出を終了するまで、該リンク層ＩＣは該バスを占有し続ける。該物理層ＩＣが該バスへのデータ送出のためのアクセスを該リンク層ＩＣに許可したが、該リンク層ＩＣが該バス上にデータを送出しない場合、該許可信号に続く所定の時間期間が経過された後に、該リンク層ＩＣがバス占有を解除するために、該タイマはリンク解除信号を発生する。
【００２５】
本発明による装置の付加的な実施の形態による利点は、それぞれの従属的な請求項において開示される。
【００２６】
［発明の実施の形態］
本発明の実施の形態は、添付図面を参照しながら記載される。
【００２７】
図１において、第１物理層ＩＣ-ＰＬＩ１は、ＩＥＥＥ１３９４バスケーブル接続を介して第２物理層ＩＣ-ＰＬＩ２に接続されており、第２物理層ＩＣ-ＰＬＩ２それ自身もまた、更なるＩＥＥＥ１３９４バスケーブルＢに接続されている。
【００２８】
ＰＬＩ１は、他方の側でデータ入力のために第１リンク層ＩＣ-ＬＬＩ１に割当てられており、ＰＬＩ２は、データ出力のために第２リンク層ＩＣ-ＬＬＩ２に割当てられている。ＬＬＩ１及びＬＬＩ２は、同じアプリケーション装置ＡＰＰに共に割当てられている。ＬＬＩ１、及びＬＬＩ１を介してのＰＬＩ１は、第１マイクロコントローラμP１により制御される。ＬＬＩ２、及びＬＬＩ２を介してのＰＬＩ２は、第２マイクロコントローラμP２により制御される。
【００２９】
アプリケーション装置ＡＰＰは、μP１及びμP２により、又はそれらの１つにより制御することができる。両者のケースにおいて、μP１及びμP２は、互いに相互作用してもよい（図示せず）。
【００３０】
本発明は、たとえば、図２において示されるような応用について使用することができる。これらは、受信ユニットＲＵを有するセットトップボックスＳＴＢ、ＭＰＥＧデコーダＭＤＥＣ、及び衛星又はケーブルを介してデジタルＴＶプログラムを受信するＩＥＥＥ１３９４インタフェース１３９４Ｓである。
【００３１】
受信ユニットの出力信号は、ＩＥＥＥ１３９４バスを介して、ＩＥＥＥ１３９４インタフェース１３９４Ｖを含んでいるビデオレコーダＶＣＲＲに記録を目的に送信される。
【００３２】
同時にして、ＤＶＤプレーヤＤＶＤＰは、ＤＶＤディスクを再生する。また、ＭＰＥＧデコーダＭＤＥＣによりデコードされ、テレビジョン受信機ＴＶのスクリーン上に表示されるように、ＤＶＤデータは、ＩＥＥＥ１３９４バスインタフェース１３９４Ｄを介して、セットトップボックスのＩＥＥＥ１３９４バスインタフェース１３９４Ｓに転送される。
【００３３】
ＴＶは、セットトップボックスへのアナログ信号の接続をなお有していてもよいが、ＩＥＥＥ１３９４バスインタフェースによりＳＴＢに接続されてもよい。セットトップボックスのＩＥＥＥ１３９４バスノード１３９４Ｓは、双方向の機能を必要とする。
【００３４】
図３において、クロックＣＬＫ、物理層の状態ＰＨＳＴ、リンク層ＩＣの状態ＬＩＳＴ、物理層及びリンク層ＩＣのバス制御時間期間ＢＣＴＬが示されている。
【００３５】
物理層ＩＣは、ＰＨＹＧＲＴビット又はインパルスを送出することにより、リンク層ＩＣにバスのアクセスを許可する。それにより、データ送出のための該バスの制御がそのリンク層ＩＣに割当てられる。該バスへのデータ送出後、リンク層ＩＣは、バスアクセスの必要がもはやないことを物理層ＩＣに対して合図する。その結果、物理層は、バスアクセスを要求する別の装置にアクセスを許可することができる。
【００３６】
しかし、リンク層ＩＣが該バスにデータを送出しない間、たとえば、その間にユーザが該装置のスイッチをオフしてしまうと、該バスは、物理層ＩＣ及び該バスに接続されている全ての他の装置についてブロックされる。
【００３７】
かかる状況を回避するために、リンク層ＩＣに付加的なタイマ機能が追加される。該機能は、基本的にはＰＨＹＧＲＴの開始から所定の時間期間が経過された後、リンク解除ビット又はインパルスＬＩＲＬを送出する。
【００３８】
ＬＩＲＬは、図４に示されるように、たとえば、クロックＣＬＫの傾斜ＴＬＲに関連して送出される。結果として、バス制御ＢＣＴＬは、物理層に返される。図４の他の詳細は、図３の詳細に対応する。対応するタイマＴＩＭは、図１のブロック図において示されている。
【００３９】
また、本発明は、スパイク保護を達成するために使用することもできる。スパイクは、物理層／リンク層ＩＣの接続の制御信号に関するスパイク信号のために、物理層ＩＣが意図されないバスアクセスをリンク層ＩＣに許可した時に発生する。
【００４０】
また、かかるケースにおいて、上述されたリンク層上のタイマ機能は、たとえリンク層ＩＣがバスアクセスを要求していなくても、所定の時間期間が経過された後に、リンク層ＩＣにより該バスが再び解除されることを保証する。その時間期間は、カレントアプリケーション又はバス環境に従って上述した時間期間と異なっていてもよい。時間期間の長さは、リンク層ＩＣからの優先的なバス要求の有無により制御される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  双方向のリアルタイムビデオアプリケーションのためのＩＥＥＥ１３９４ダブルノードを示す図である。
【図２】  ＩＥＥＥ１３９４バス接続されたセットトップボックス、ＶＣＲ及びＤＶＤプレーヤを示す図である。
【図３】  ブロックされたバスを例示する図である。
【図４】  ブロッキングが回避されるバスを例示する図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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