(57)【要約】【課題】  機器側メインＣＰＵの処理負荷を抑え、それによって消費電力を抑えながらも、無線通信処理装置内のデータ転送にかかわるオーバーヘッドを無くし、無線通信処理能力を向上させる。【解決手段】  ＤＭＡコントローラ１２は、メモリ１３にイーサネット（登録商標）パケットを転送する際に、イーサネット（登録商標）パケットのヘッダの転送が終了した時点で、ローカルＣＰＵ１４へ転送終了通知を行ってローカルＣＰＵ１４に無線ヘッダを作成させると共に、メモリ１３に転送されたイーサネット（登録商標）パケットのデータとローカルＣＰＵ１４により作成された無線ヘッダとをＦＩＦＯ１６に入力させるよう制御するようにした。【選択図】図１
2007189550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部機器と接続インターフェイスを介して接続し、前記外部機器からの通信パケットのデータを無線電波に変換して伝送することで無線通信を行う無線通信処理装置であって、
ヘッダを有する通信パケットを記憶する第１のメモリと、
前記第１のメモリに直接アクセスしてデータの転送制御を行う転送制御手段と、
前記転送制御手段により前記第１のメモリに格納される通信パケットのヘッダに基づいて無線ヘッダを生成する無線ヘッダ生成手段と、
前記無線ヘッダと前記通信パケットを格納するための第２のメモリと、
無線通信規格に基づき前記第２のメモリのデータから無線通信パケットを生成する無線通信パケット生成手段と、を備え、
前記転送制御手段は、前記第１のメモリに通信パケットを転送する際に、前記通信パケットのヘッダの転送が終了した時点で、前記無線ヘッダ生成手段へ転送終了通知を行って前記無線ヘッダ生成手段に前記無線ヘッダを作成させると共に、前記第１のメモリに転送された通信パケットのデータと前記無線ヘッダ生成手段により作成された無線ヘッダとを前記第２のメモリに入力させるよう制御することを特徴とする無線通信処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の無線通信処理装置において、
前記転送制御手段は、前記無線ヘッダ生成手段による前記無線ヘッダの作成処理と、前記通信パケットのヘッダに続くデータを前記第１のメモリに格納するのが同時に行われるよう制御することを特徴とする無線通信処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信処理装置に関わり、特に無線通信の伝送速度の高速化に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の通信技術の発展に伴い、無線通信技術もますます向上してきており、従来のコンピュータ・ネットワークだけでなく、家電製品やモバイル機器など、様々なアプリケーションで無線化がなされてきている。また、これと同時に、無線通信の通信速度もより高速なものが要求されており、既に製品化されて市場に出ている製品においても、その通信速度はますます向上してきている。
通常、無線通信におけるホスト側のＣＰＵから無線ネットワークへのデータ転送の方法としては、ホスト側のＣＰＵから無線通信処理装置内のメモリへＤＭＡ転送した後、無線通信処理装置が通信データに変調処理を施して電波として送信する。このとき、パケット毎のＤＭＡ転送時間がオーバーヘッドとなり、システムとしてのスループット値を下げることになり、これが更なる通信速度の向上を阻んでいた。
この問題を解決するために、従来技術として、例えば特許文献１に記載されているようにホスト側のＣＰＵから無線通信処理装置内のメモリへのＤＭＡ転送速度と、ネットワーク伝送速度の速度差を計算し、それに基づいてアンダーランが発生しない時間分だけホスト側のＣＰＵからのデータ転送が終了した時点からネットワークへデータ転送を開始することが出来る。１パケット分のＤＭＡ転送を終了する前にネットワークへのデータ転送を開始できるので、オーバーヘッドをより少なくすることが可能となる。
しかし、上記の方法でオーバーヘッドが無くなるわけではない。アンダーラン防止時間分はオーバーヘッドとなってしまうからである。
【０００３】
一般に無線通信の場合、例えば近年普及してきたＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮの場合はデータ転送以外にパケットごとに無線信号の同期や周波数オフセット補正などを行うため、プリアンブル信号を必要とし、また無線特有のＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）という衝突防止策のためにパケット間の伝送間隔が規定されている。そのため、無線通信の伝送速度に比べて無線ネットワークの実効スループットは約半分ほどである。従って、ホスト側のＣＰＵからのＤＭＡ転送速度と無線ネットワーク通信速度を比べると、ＤＭＡ転送速度の方が早くなる。例えば３３ＭＨｚクロックで動作するＰＣＩ  Ｉ／ＦのＤＭＡ転送速度と比較してもＤＭＡ転送速度の方が早い。そのため、従来技術のアンダーラン防止策を使った効果は少ない。
パケット毎のＤＭＡ転送時間によるオーバーヘッドを解消するためには、メモリエリアに２パケット分のデータを格納出来るように容量を２倍用意しておき、先のパケットの変調処理による電波送信中にホスト側のＣＰＵから次のパケットをＤＭＡ転送できるようなダブルバッファ構造にするのが一般的である。ダブルバッファ構造にすれば最初のパケットをＤＭＡ転送する時間を除いて、オーバーヘッドをなくすことが可能である。
【０００４】
ところで、通常ネットワークを使ってデータ転送する場合、転送データの前後にヘッダ等の情報を付加する必要があり、使用するネットワークの種類によって、そのフォーマットは異なる。無線ネットワークの場合も、上位ネットワークから無線ネットワークへフォーマット変換する必要がある。このことから、ダブルバッファ構造を用いた場合にも、ＣＰＵで無線ネットワーク用フォーマットへのヘッダ・フォーマット変換処理を行う必要があり、フォーマット変換後のパケットデータをＤＭＡ転送する必要がある。
但し、パーソナルコンピュータのようにＣＰＵがハイパフォーマンスな機器と違い、ＣＰＵにパフォーマンスを期待できず、また機器が持つ本来の機能のために、ＣＰＵ能力を優先して使用する。この結果、通信のためにＣＰＵ処理を占有するのが難しい、例えば家電機器では、前記のようなフォーマット変換処理などの無線ネットワークに必要な処理を機器側のＣＰＵで処理させるのではなく、無線通信処理装置内にローカルＣＰＵを内蔵し、ローカルＣＰＵ側で無線通信用の処理を行う構成にした方がよい。
この場合は、先に転送されたデータを物理層で無線伝送中に、機器側のメインＣＰＵから無線通信処理装置内のメモリにＤＭＡ転送し、それが終了した後にローカルＣＰＵでフォーマット変換処理を行うことになる。
【特許文献１】特許第３１２７５２３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、物理層での先のパケットの無線伝送が終了する前にＤＭＡ転送及びフォーマット変換の処理が終われば問題はないが、本来無線通信がモバイル環境で使用され、また家電機器においても近年消費電力の低減が課題となっていることを考えると、無線通信処理装置の消費電力はできるだけ小さくする必要がある。このため、無線通信処理装置内のローカルＣＰＵの動作周波数を落とさざるを得ない。これにより、フォーマット変換処理の時間が長くなり、先の転送中のデータ転送を終了する前に次のＤＭＡ転送とフォーマット変換処理を終了させることが出来ないこととなり、データ転送間のタイムラグが生じ、これがオーバーヘッドとなってシステムのスループットを押し下げるという欠点があった。
本発明はこのような問題を解決するために、データ転送に関わるオーバーヘッドを無くして無線通信処理能力の向上を図ることができる無線通信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、外部機器と接続インターフェイスを介して接続し、前記外部機器からの通信パケットのデータを無線電波に変換して伝送することで無線通信を行う無線通信処理装置であって、ヘッダを有する通信パケットを記憶する第１のメモリと、前記第１のメモリに直接アクセスしてデータの転送制御を行う転送制御手段と、前記転送制御手段により前記第１のメモリに格納される通信パケットのヘッダに基づいて無線ヘッダを生成する無線ヘッダ生成手段と、前記無線ヘッダと前記通信パケットを格納するための第２のメモリと、無線通信規格に基づき前記第２のメモリのデータから無線通信パケットを生成する無線通信パケット生成手段と、を備え、前記転送制御手段は、前記第１のメモリに通信パケットを転送する際に、前記通信パケットのヘッダの転送が終了した時点で、前記無線ヘッダ生成手段へ転送終了通知を行って前記無線ヘッダ生成手段に前記無線ヘッダを作成させると共に、前記第１のメモリに転送された通信パケットのデータと前記無線ヘッダ生成手段により作成された無線ヘッダとを前記第２のメモリに入力させるよう制御することを特徴とする。
また請求項２の発明は、請求項１記載の無線通信処理装置において、前記転送制御手段は、前記無線ヘッダ生成手段による前記無線ヘッダの作成処理と、前記通信パケットのヘッダに続くデータを前記第１のメモリに格納するのが同時に行われるよう制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、転送制御手段は、第１のメモリに通信パケットを転送する際に通信パケットのヘッダの転送が終了した時点で、無線ヘッダ生成手段へ転送終了通知を行って無線ヘッダ生成手段により無線ヘッダを作成させると共に、第１のメモリに転送された通信パケットと、無線ヘッダ生成手段により作成された無線ヘッダとを前記第２のメモリに入力させるよう制御することで、無線通信処理速度を向上させることが出来る。
また、本発明によれば無線ヘッダの作成処理を無線ヘッダ生成手段により行うようにしているので、外部機器のＣＰＵにおける無線通信処理の負荷を減少させることができるので、外部機器に本来のパフォーマンスを発揮させることが出来るようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照しながら本発明の無線通信処理装置の実施形態を説明する。
図１は、本実施形態に係る無線通信処理装置の機能構成を示すブロック図である。
この図１に示す無線通信処理装置１は、接続インターフェイス１１、ＤＭＡコントローラ１２、メモリ１３、ローカルＣＰＵ１４、無線通信コントローラ１５及びＦＩＦＯ（First In First Out）１６を備えている。これら無線通信処理装置１を構成する接続インターフェイス１１、ＤＭＡコントローラ１２、メモリ１３、ローカルＣＰＵ１４、無線通信コントローラ１５、及びＦＩＦＯ１６は、同一のチップ上に形成されている。
接続インターフェイス１１は例えばＰＣＩバスにより構成され、ホストコンピュータ等の外部機器のメインＣＰＵ５０と接続されている。なお、接続インターフェイス１１はＰＣＩバスに限らず、ＵＳＢやＰＣＭＣＩＡ等でも良い。
ＤＭＡコントローラ（転送制御手段）１２は、ＤＭＡ転送の制御を行う。ここで、ＤＭＡ（Direct Memory Access）とは、コンピュータシステム内のデータ転送の一方式であり、ＣＰＵを介さずに各装置とメモリの間で直接にデータ転送を行う方式を言う。
メモリ１３は、ＤＭＡコントローラ１２の制御により転送されてくるデータを一時的に格納する。
ローカルＣＰＵ１４（無線ヘッダ生成手段）は、ＤＭＡコントローラ１２の制御によりメモリ１３に格納されるイーサネット（登録商標）パケット（通信パケット）のイーサネット（登録商標）ネットヘッダに基づいて、後述する無線通信用の無線ヘッダを生成する。
無線通信コントローラ（無線通信パケット生成手段）１５は、送受信信号の変復調処理などを行うと共に、無線通信規格に基づきメモリ１３のデータから無線通信パケットを生成する。
ＦＩＦＯ（第２のメモリ）１６にはメモリ１３に転送された通信パケットとローカルＣＰＵ１４で生成した無線ヘッダとが入力される。
【０００９】
図２は、イーサネット（登録商標）および無線ＬＡＮで使用されるフレーム構成を示した模式図である。
図２に示す無線通信パケットは、無線ヘッダと、イーサネット（登録商標）パケットと、データの整合性のチェックに用いるＦＣＳ（Flame Check Sequence）とから構成される。
無線ヘッダは、送信の際に必要とされる制御情報であり、パケットの先頭部に付加される。
イーサネット（登録商標）パケットは、イーサネット（登録商標）ヘッダと、これに続く最大１．５Ｋバイトの通信データ部とから構成されている。ここで、通信データ部にはＦＣＳが含まれる。またイーサネット（登録商標）ヘッダは、６バイトの送信先アドレス・フィールドと、これに続く同じく６バイトの送信元アドレス・フィールド、更にその後に続く２バイトのフレーム長・フィールドから構成されている。
【００１０】
以下、本実施形態の無線通信処理装置における処理を図３に基づいて説明する。
ＤＭＡコントローラ１２はメインＣＰＵ１０１から接続インターフェイスを介して転送されてくる通信パケットであるイーサネット（登録商標）パケットをメモリ１３にＤＭＡ転送する。このとき、図３に示す時点ｔ１においてイーサネット（登録商標）パケットのイーサネット（登録商標）ヘッダがメモリ１３に転送されたとすると、ＤＭＡコントローラ１２はローカルＣＰＵ１４にイーサネット（登録商標）ヘッダのＤＭＡ転送が終了した旨を示す終了通知を行い、このイーサネット（登録商標）ヘッダに続く通信データがメモリ１３に転送されるのと同時に、ローカルＣＰＵ１４においてイーサネット（登録商標）ヘッダの情報を元に無線ヘッダの作成を開始する。
そしてＤＭＡコントローラ１２は、無線通信コントローラ１５内のＦＩＦＯ１６に無線通信パケット分の空き容量が出来た時点ｔ２で、ローカルＣＰＵ１４に通知を行い、ＭＡＣパケットをＦＩＦＯ１６にＤＭＡ転送すると共にメモリ１３のイーサネット（登録商標）パケットをＦＩＦＯ１６に転送する。
このとき、ＤＭＡコントローラ１２によるＤＭＡ転送の転送先アドレスを、無線ヘッダのオフセット分を含めてメモリ１３に転送し、ローカルＣＰＵ１４で無線ヘッダ作成終了後に、先頭アドレスからＤＭＡ転送によりＦＩＦＯ１６に書き込むようにしている。この後、無線通信コントローラ１０６は、これらを元に送信無線データを作成して送信するようにしている。
【００１１】
このようにすれば、メモリ１３にイーサネット（登録商標）パケットのイーサネット（登録商標）ヘッダがＤＭＡ転送された時点でローカルＣＰＵ１４において無線ヘッダの作成を開始するようにしているので、メモリ１３にイーサネット（登録商標）パケット全体のＤＭＡ転送されるのを待って、無線ヘッダを作成する場合に比べて、無線通信処理速度を向上させることが出来る。なお、本実施形態ではローカルＣＰＵ１４における無線ヘッダの作成を、イーサネット（登録商標）ヘッダがＤＭＡ転送された時点で開始するものとして説明したが、メモリ１３にイーサネット（登録商標）パケット全体がＤＭＡ転送される前にローカルＣＰＵ１４における無線ヘッダの作成を開始すれば、従来に比べて無線通信処理速度を向上させることが出来る。
また、本実施形態では、ローカルＣＰＵ１４において無線ヘッダの作成処理などを行うようにしたので、外部機器のメインＣＰＵ５０における無線通信処理による負荷が減少して、本来のパフォーマンスを発揮することが出来るという利点もある。
メモリ１３へのＤＭＡ転送の転送先メモリアドレスを、無線ヘッダのオフセット分も含めてメモリ１３に転送し、ローカルＣＰＵ１４が無線ヘッダの作成を終了したら作成した無線ヘッダを含めた先頭アドレスからＤＭＡ転送でＦＩＦＯ１６に書き込む。
なお、本実施形態では、無線ネットワークとしてＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮ、その上位ネットワークとしてイーサネット（登録商標）を用いて説明したが、無線通信及びその上位層プロトコルはこれらに限定されるものではなく、また本発明を適用しうる機器は家電等でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係る無線通信処理装置の機能構成を示すブロック図。
【図２】イーサネット（登録商標）および無線ＬＡＮで使用されるフレーム構成を示した模式図。
【図３】本実施形態の無線通信処理装置における処理を示す図。
【符号の説明】
【００１３】
１  無線通信処理装置、１１  接続インターフェイス、１２  ＤＭＡコントローラ、１３  メモリ、１４  ローカルＣＰＵ、１５  無線通信コントローラ、１６  ＦＩＦＯ、５０  メインＣＰＵ
【図１】
2007189550.tif 000003
【図２】
2007189550.tif 000004
【図３】
2007189550.tif 000005