(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークを構成しているシリアルバスに接続されて１つのノードを構成している通信装置であって、
前記シリアルバスに接続されている他のノードとの間において、前記シリアルバスを介して通信を行う通信機能を有するネットワークプロトコルスタックの下位層と、
該下位層の通信機能を使用して前記他のノードに実装されている他ノードアプリケーションとの間においてデータの授受を行うアプリケーションと、
前記下位層の通信機能を管理する管理情報を保存するプリセット手段とを備え、
通信機能を有するネットワークプロトコルスタックの下位層と、該下位層を管理するネットワークプロトコルスタックの上位層とが実装されている統括ノードが前記シリアルバスに接続されているときに、前記統括ノードにおける前記上位層の制御の基で前記プリセット手段に、所定の前記他ノードアプリケーションとの通信を行えるようにする前記管理情報が設定され、
前記ネットワークの設定時に、前記プリセット手段から読み出された管理情報が前記下位層に設定されることにより、前記下位層を管理するネットワークプロトコルスタックの上位層を必要とすることなく、前記アプリケーションが前記他ノードアプリケーションとの通信を行えるように前記下位層の通信機能が設定されることを特徴とする通信装置。
【請求項２】
通信機能を有するネットワークプロトコルスタックの下位層と、該下位層を管理するネットワークプロトコルスタックの上位層とが実装された一般ノードが前記シリアルバスに接続された場合は、前記通信機能の一部機能を停止するようにしたことを特徴とする請求項１記載の通信装置。
【請求項３】
信号をシリアル伝送するネットワークに接続されている複数の末端ノードと、該ネットワークに接続可能な統括ノードとを含むネットワークシステムであって、前記末端ノードおよび統括ノードは、それぞれ前記ネットワークを介して他のノードと通信するためのアシンクロナス伝送機能およびアイソクロナス伝送機能を提供するネットワークプロトコルスタックの下位層を有し、
前記各末端ノードは、
前記下位層が提供するアイソクロナス伝送機能を用いて、前記他のノードのアプリケーションとの間でデータの送受信を行うアプリケーションと、
不揮発性メモリで構成され、前記下位層のアイソクロナス伝送機能を制御するための管理情報を記憶するプリセット手段と、
電源の投入時あるいは前記ネットワークのバスリセット発生時に、前記プリセット手段から前記管理情報を読み出して前記下位層に設定することにより、前記アプリケーションが前記アイソクロナス伝送機能を用いて、前記他のノードのアプリケーションとの間での通信を可能にする設定手段とを備えており、
前記統括ノードは、
当該統括ノードが前記ネットワークに接続されているときに、前記ネットワークから前記アシンクロナス伝送機能を用いて受信した上位層プロトコルのコマンドに対応する前記末端ノードにおける前記下位層を制御するための管理情報を、前記ネットワークを介して前記プリセット手段に書き込むネットワークプロトコルスタックの上位層を備えており、
前記末端ノードは、上位層プロトコルのコマンドを解釈するための上位層を備えていないにも関わらず、前記電源の投入時あるいは前記バスリセットの発生時に前記ネットワークに前記統括ノードが接続されていなくても、前記設定手段による前記下位層の設定により、前記末端ノード相互間でのアイソクロナス伝送による通信が可能となることを特徴とするネットワークシステム。
【請求項４】
前記各末端ノードは、さらに、
前記ネットワークに、ネットワークプロトコルスタックの下位層と、該下位層の少なくとも通信機能を管理するネットワークプロトコルスタックの上位層とが実装されている一般ノードが接続されており、かつ、前記ネットワークに前記統括ノードが接続されていないことを検出したとき、当該末端ノードの前記アイソクロナス伝送機能を用いた送受信を停止させる停止手段を備えていることを特徴とする請求項３記載のネットワークシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高速デジタルインターフェースを採用した通信装置、および、その通信装置を備えるネットワークシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
大容量高速転送が可能なシリアルバスインターフェースの規格として、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）１３９４が知られている。ＩＥＥＥ１３９４は、１００Ｍｂｐｓ、２００Ｍｂｐｓ、４００Ｍｂｐｓの伝送速度を持つ高速シリアルインターフェースであり、ＭＰＥＧ２などの圧縮動画を同時に複数伝送したり、非圧縮の動画を伝送することができるようにされている。このＩＥＥＥ１３９４規格に準拠したインターフェースを備える機器（以下、「ＩＥＥＥ１３９４デバイス」という）は、それぞれが１つのノードを構成するようになる。ＩＥＥＥ１３９４では、リアルタイムデータ伝送用のアイソクロナス（Isochronous）伝送と、非同期データ伝送用のアシンクロナス（Asynchronous）伝送とをサポートしている。すなわち、動画や音声、ＭＩＤＩ等の演奏データであるリアルタイムデータはアイソクロナス伝送を用いて伝送し、制御コマンドや静止画像等のリアルタイム性を要求されないデータはアシンクロナス伝送により伝送されるようになる。
【０００３】
このようなＩＥＥＥ１３９４のＯＳＩ参照モデルと対比したプロトコルの一例を図９に示す。ただし、図９に示すプロトコルはＩＥＥＥ１３９４の規格上で演奏データやディジタルオーディオを転送するｍＬＡＮ（商標）を実装するプロトコル構成とされている。なお、ｍＬＡＮとは、ＩＥＥＥ１３９４規格に準拠し、その上位アプリケーションに位置するアプリケーションであり、音楽情報を統合的に扱うデジタルネットワークシステムとされている。
図９に示すように、ＩＥＥＥ１３９４のプロトコルスタックは下位層と上位層とに分けられ、下位層は、物理層（Physical Layer）、リンク層（Link Layer）、トランザクション層（Transaction Layer）及びバス管理（Serial Bus Management）の各層を含んで構成される。
【０００４】
物理層は、送受信する電気信号とリンク層間での信号処理を行うレイヤである。ここでは、コネクタ，ケーブルなどの物理的インターフェースの規定や、リンク層が使用する論理信号のアナログ・デジタル変換を行うエンコード・デコード、通信信号の電気レベルを決めるシグナルレベルなどの電気的インターフェースの規定，通信ノード決定のためのアービトレーション、通信クロックの再同期およびバスの初期化検出などを行っている。このように物理層では物理的・電気的なインターフェースが規定されており、物理層は、一般的にハードウェアで構成されている。
【０００５】
リンク層は、物理層とトランザクション層間で信号処理を行うレイヤであり、アドレス割り当て、データチェック、データのフレーム分けを行うパケット送受信やサイクルのコントロールを行っている。このリンク層では、サブアクションと呼ばれるパケットを転送するサービス、及びパケットの送信・受信に関するサービスであるパケットハンドラ（Packet Handler）が提供される。リンク層も、物理層と同様、一般的にはハードウェアで構成される。また、リンク層では、アシンクロナス（非同期）転送（Asyncronous Transmission）、及びアイソクロナス転送（Isochronous Transmission）に関するサービスが提供される。このアイソクロナス転送については、トランザクション層を介することなくオーディオ信号やビデオ信号等のアイソクロナスデータの処理が行われる。
【０００６】
トランザクション層は、上位アプリケーションとリンク層間で信号処理を行うレイヤであり、アシンクロナス転送に関する処理を行っている。トランザクション層では、リンク層の処理を利用して、リクエストパケットの送信とレスポンスパケットの受信を行うことによって、指定されたノードとアドレスに対する１つの通信処理を行っている。また、逆に、リクエストパケットの受信とこれに対するレスポンスパケットの送信という、他のノードから自分への通信処理を行っている。なお、トランザクションとは、要求−応答型のデータ転送であり、読み込み（Read）トランザクション、書き込み（Write）トランザクション、ロック（Lock）トランザクションの三種類がある。この読み込みトランザクションは、ターゲットの特定アドレス空間からデータの読み出しを行うためのトランザクションであり、書き込みトランザクションは、ターゲットの特定アドレス空間へのデータの書き込みを行うためのトランザクションである。ロックトランザクションは、参照データに基づき、ターゲット上の特定アドレス空間のデータを更新するためのトランザクションである。
【０００７】
バス管理は、シリアルバス上の資源を集中的に管理するためのモジュールである。バス管理では、電源供給の管理、トポロジーマップとスピードマップの管理、アイソクロナス・リソースの管理等が行われる。このバス管理には、ConfigurationＲＯＭやＣＳＲ（Contorol and Status Register）レジスタなどが含まれている。
典型的な通信レイヤの実装としては、物理層とリンク層とがハードウェアで構成され、トランザクション層とバス管理とがファームウェアで構成される。
【０００８】
また、上位層は、下位層及びノード全体を管理するためのソフトウェアであり、例えば、ＡＶプロトコル（ＩＥＣ−６１８８３）、及びｍＬＡＮ上位層により構成されている。
ＡＶプロトコルでは、アイソクロナス・パケットのデータ内容を表現するためのＣＩＰ（Common Isochronous Packet）フォーマット、仮想的な「プラグ」を定義してコネクションの管理を行うためのＣＭＰ（Connection Management Protocol）、ＩＥＥＥ１３９４バスに接続される他の機器を管理するためのＦＣＰ（Function Control Protocol）等が定義されている。
【０００９】
ｍＬＡＮ上位層は、ＩＥＥＥ１３９４規格上でオーディオ／音楽情報の転送を行うためのプロトコル階層である。ｍＬＡＮ上位層は、オーディオ／音楽情報転送プロトコルとコネクション管理プロトコルから構成されており、どちらのプロトコルもＡＶプロトコルに準拠している。オーディオ／音楽情報転送プロトコルは、ＣＩＰの定義にオーディオ／音楽情報の転送のためのフォーマットを追加するものである。コネクション管理プロトコルは、ＣＭＰをインテリジェント化し、各ノード上での自律的なコネクション管理を行うためのプロトコルである。
【００１０】
また、典型的なＩＥＥＥ１３９４バスを持つＡＶ装置のプロトコルは図１０に示すようなプロトコルで表現することができる。
このプロトコル構成では、各構成要素を下位層と上位層とに分類して示していると共に、制御系、信号系に分類して示している。制御系の下位層は、前述した物理層（Phy）と、リンク層で提供されるアシンクロナス転送機能（Asynchronous Transmission）と、リンク層の機能を利用してトランザクション層で提供されるアシンクロナス転送をベースとするリード／ライトトランザクション（Read/Write Transaction）と、前述したバス管理（Bus Man）から構成されている。また、制御系の上位層はAV/Cモデルからなり、制御系の下位層および上位層により、アシンクロナス転送をベースとするメモリー・リード／ライト、および、アシンクロナスストリームによるデータ交換機能が実現されている。なお、制御系の上位層は複雑な機能をもつためＣＰＵを用いたソフトウェアで実装されるのが一般的である。
【００１１】
一方、信号系は下位層のみから構成され、下位層は前述した物理層（Phy）と、リンク層で提供されるアイソクロナス伝送機能（Isoch Transmission）と、リンク層で提供されるパケットの送受信に関する機能（Packet Handler）から構成されている。このような構成の信号系は、アイソクロナス転送によるオーディオ信号やビデオ信号を扱う部分であり、高速な処理を必要とするためハードウェアで実装されるのが一般的である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ＩＥＥＥ１３９４インターフェースを備えるデバイスは、一つの独立したＩＥＥＥ１３９４ノードとしてＩＥＥＥ１３９４バスプロトコル（下位層）と、その上にデバイスのコントロールやアイソクロナス転送のコントロールなどのプロトコル（上位層）の両方が実装されることが暗黙に了解されている。この場合、上位層は、下位層に比べて複雑な機能をもつため、ＣＰＵを用いたソフトウェアにより実装されていることから、全てのプロトコルスタックを実装すると高価になってしまうようになる。この場合、例えばＩＥＥＥ１３９４インターフェースを装備したパワードスピーカなどのように、複雑なユーザインターフェースを必要とせず安価であることが要求されるＩＥＥＥ１３９４デバイスにおいても、全てのプロトコルスタックを実装することから高価になってしまうという問題点があった。
【００１３】
そこで、本出願人はこれを解決することのできるＩＥＥＥ１３９４バスを採用したネットワークシステムを特願２００１−２２０８９５号として提案している。このネットワークシステムの構成例を図１１に示す。
図１１に示すように、ネットワークシステムを構成するＩＥＥＥ１３９４バスには、下位層１０１ａだけを備える末端ノード（ノードＡ）と、下位層１０１ｂだけを備える末端ノード（ノードＢ）と、下位層１０１ｃ及び末端ノードＡ，Ｂの上位層をも兼ねている上位層１０２ｃを実装する統括ノード（ノードＣ）と、下位層１０１ｄと上位層１０２ｄとを備える一般ノード（ノードＤ）が接続されている。この場合、物理的には、これらのノード同士はＩＥＥＥ１３９４ケーブルを用いてディジーチェーン接続あるいはツリー接続されている。これらの下位層１０１ａ〜１０１ｃは図１０に示す下位層に相当し、上位層１０２ｃ、１０２ｄは、例えば図１０に示す上位層に相当する。
【００１４】
末端ノード（ノードＡ，ノードＢ）、統括ノード（ノードＣ）および一般ノード（ノードＤ）は、ＩＥＥＥ１３９４インターフェースが実装された電子楽器、音響機器、ＡＶ機器、パーソナルコンピュータ、又は各種外部記憶装置等のいずれかのＩＥＥＥ１３９４デバイスとされる。末端ノード（ノードＡ，ノードＢ）は、下位層を管理する上位層を実装しておらず、下位層のみを実装している。このため、末端ノード（ノードＡ，ノードＢ）は、単体では、一般ノード（ノードＤ）と上位層で定義されるプロトコルによる正常な通信を行うことはできない。すなわち、上位層を実装していない末端ノード（ノードＡ，ノードＢ）は、上位層で処理される１３９４ＡＶプロトコルに基づくコマンドやｍＬＡＮ規格に基づくコマンドを単体で処理することはできない。
【００１５】
ところで、下位層には各種トランザクションやアイソクロナス転送等が実装されていることから、末端ノード（ノードＡ，ノードＢ）は、各種トランザクションやアイソクロナス転送などを単体で処理することができる。例えば、末端ノードＡが、パワードスピーカである場合は、アイソクロナス転送により送信された放音するための音信号は、下位層だけで処理することができる。一方、受信チャンネル等のコネクションの設定、ボリュームコントロールなどは、通常、上位層によりコマンドが受付けられ、該コマンドに対応する機能レジスタに書き込みが行われるので、下位層しか持たない末端ノード（ノードＡ，ノードＢ）の単体では処理することはできない。そこで、図１１に示すネットワークシステムでは統括ノード（ノードＣ）における上位層１０２ｃを、末端ノード（ノードＡ，ノードＢ）の代理の上位層としても動作させることにより、末端ノード（ノードＡ，ノードＢ）においても上位層で定義されるプロトコルによる通信を行うことができるようにしている。
【００１６】
すなわち、統括ノード（ノードＣ）における上位層１０２ｃは、自身の上位層Ｃに加えて、末端ノード（ノードＡ，ノードＢ）の下位層１０１ａ，１０１ｂを管理するための上位層Ａ，上位層Ｂとされている。このように、上位層１０２ｃが、末端ノード（ノードＡ，ノードＢ）の上位層の代理を行うことにより、末端ノード（ノードＡ，ノードＢ）における上位プロトコルの互換性を確保することができ、この結果、一般ノード（ノードＤ）と上位層で定義されるプロトコルによる通信を行うことができるようになる。
【００１７】
このようにして、図１１に示すネットワークシステムでは、末端ノード（ノードＡ，ノードＢ）における上位層を省略しても上位プロトコルの互換性を確保することができ、末端ノード（ノードＡ，ノードＢ）を安価に提供することができるようになる。しかしながら、統括ノード（ノードＣ）における上位層は、末端ノード（ノードＡ，ノードＢ）における上位層をまとめて実装していることから、その上位層の構成が複雑になり統括ノード（ノードＣ）が高価になる場合があるという問題点があった。
また、上位プロトコルの互換性を保証することが、アプリケーションによっては必要とされない場合もある。この場合には、統括ノードは必要とされないにもかかわらず、高価な統括ノードが設けられているという問題点があった。
【００１８】
そこで、本発明は、統括ノードを通常は必要としない通信装置およびネットワークシステムを提供することを目的としている。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の通信装置は、ネットワークを構成しているシリアルバスに接続されて１つのノードを構成している通信装置であって、前記シリアルバスに接続されている他のノードとの間において、前記シリアルバスを介して通信を行う通信機能を有するネットワークプロトコルスタックの下位層と、該下位層の通信機能を使用して前記他のノードに実装されている他ノードアプリケーションとの間においてデータの授受を行うアプリケーションと、前記下位層の通信機能を管理する管理情報を保存するプリセット手段とを備え、前記シリアルバスに接続されている統括ノードには、通信機能を有するネットワークプロトコルスタックの下位層と、該下位層を管理するネットワークプロトコルスタックの上位層とが実装され、前記統括ノードにおける前記上位層の制御の基で前記プリセット手段に、所定の前記他ノードアプリケーションとの通信を行えるようにする前記管理情報が設定されており、前記ネットワークの設定時に、前記プリセット手段から読み出された管理情報が前記下位層に設定されることにより、前記下位層を管理するネットワークプロトコルスタックの上位層を必要とすることなく、前記アプリケーションが前記他ノードアプリケーションとの通信を行えるように前記下位層の通信機能が設定されている。
【００２０】
また、上記本発明の通信装置において、通信機能を有するネットワークプロトコルスタックの下位層と、該下位層を管理するネットワークプロトコルスタックの上位層とが実装された一般ノードが前記シリアルバスに接続された場合は、前記通信機能の一部機能を停止するようにしてもよい。
【００２１】
次に、上記目的を達成することのできる本発明のネットワークシステムは、信号をシリアル伝送するネットワークに接続されている複数の末端ノードと、該ネットワークに接続可能な統括ノードとを含むネットワークシステムであって、前記末端ノードおよび統括ノードは、それぞれ前記ネットワークを介して他のノードと通信するためのアシンクロナス伝送機能およびアイソクロナス伝送機能を提供するネットワークプロトコルスタックの下位層を有し、前記各末端ノードは、前記下位層が提供するアイソクロナス伝送機能を用いて、前記他のノードのアプリケーションとの間でデータの送受信を行うアプリケーションと、不揮発性メモリで構成され、前記下位層のアイソクロナス伝送機能を制御するための管理情報を記憶するプリセット手段と、電源の投入時あるいは前記ネットワークのバスリセット発生時に、前記プリセット手段から前記管理情報を読み出して前記下位層に設定することにより、前記アプリケーションが前記アイソクロナス伝送機能を用いて、前記他のノードのアプリケーションとの間での通信を可能にする設定手段とを備えており、前記統括ノードは、当該統括ノードが前記ネットワークに接続されているときに、前記ネットワークから前記アシンクロナス伝送機能を用いて受信した上位層プロトコルのコマンドに対応する前記末端ノードにおける前記下位層を制御するための管理情報を、前記ネットワークを介して前記プリセット手段に書き込むネットワークプロトコルスタックの上位層を備えており、前記末端ノードは、上位層プロトコルのコマンドを解釈するための上位層を備えていないにも関わらず、前記電源の投入時あるいは前記バスリセットの発生時に前記ネットワークに前記統括ノードが接続されていなくても、前記設定手段による前記下位層の設定により、前記末端ノード相互間でのアイソクロナス伝送による通信が可能となるようにしている。
【００２２】
次に、上記本発明のネットワークシステムにおいて、前記各末端ノードは、さらに、前記ネットワークに、ネットワークプロトコルスタックの下位層と、該下位層の少なくとも通信機能を管理するネットワークプロトコルスタックの上位層とが実装されている一般ノードが接続されており、かつ、前記ネットワークに前記統括ノードが接続されていないことを検出したとき、当該末端ノードの前記アイソクロナス伝送機能を用いた送受信を停止させる停止手段を備えているようにしてもよい。
【００２４】
このような本発明によれば、１つのノードを構成する通信装置に、下位層の通信機能を設定する管理情報を保存するプリセット手段を設けるようにしたので、統括ノードを必要とすることなく下位層のみを実装することにより通信を行うことができるようになる。従って、統括ノードを通常は必要としないようになる。また、統括ノードをネットワークに接続した際には、統括ノードにより下位層のみを備える末端ノードの下位層の管理をも行うことができる。また、この統括ノードにより末端ノードのプリセット手段に管理情報を設定し直すことができることから、統括ノードをシリアルバスに接続することにより、デバイス間の通信構成を変更することができるようになる。さらに、末端ノードの機能がネットワークに接続されている一般ノードの動作に支障を与える場合は、自動的に支障を与える末端ノードの機能を停止させることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態にかかる通信装置を末端ノードとして備える本発明の実施の形態にかかるネットワークシステムの構成を図１に示す。
図１に示すネットワークシステムは高速シリアルバスとされているＩＥＥＥ１３９４バスにより構成されており、あらかじめ定められたＩＥＥＥ１３９４インタフェースを備えるＩＥＥＥ１３９４デバイスをＩＥＥＥ１３９４バスに固定的に設置するようにしている。この場合、ＩＥＥＥ１３９４デバイス間においてはオーディオ信号やコントロール信号の伝送といった下位層のみの機能だけでアプリケーションの要求が満足されるようになる。しかも、あらかじめ定められたＩＥＥＥ１３９４デバイス以外のＩＥＥＥ１３９４デバイスが同じＩＥＥＥ１３９４バスに接続されず、なおかつＩＥＥＥ１３９４デバイス間の伝送などの通信構成を変更することが不要であるネットワークシステムとされている。このネットワークシステムにおいては、ＩＥＥＥ１３９４デバイスはＩＥＥＥ１３９４バスに固定的に設置される構成とされているのであるが、その構成が変化しても下位層に含まれている機能により動作を継続することができる場合は、上位層を省略してもアプリケーションの要求は満足されるようになる。
【００２６】
図１に示すネットワークシステムにおいては、下位層１ａだけを備える末端ノード（ノードＡ）と、下位層１ｂだけを備える末端ノード（ノードＢ）と、下位層１ｃだけを備える末端ノード（ノードＣ）とを、ＩＥＥＥ１３９４ケーブルでディジーチェーン接続することによりＩＥＥＥ１３９４バスが構成されている。下位層１ａ、下位層１ｂ、下位層１ｃは、アイソクロナス送受信やメモリーのリードライトなどのトランザクション等を行う機能を備えている。また、末端ノードであるノードＡないしノードＣには、上位層が存在しなくとも動作できるように、下位層の動作の情報を記憶し初期化するためのプリセット手段がその下位層に設けられている。このプリセット手段は、受信チャンネル等のコネクションの設定、ボリュームコントロールなどのコマンドに対応して機能手段の機能レジスタに書き込まれる管理情報を格納している。そして、電源投入時やバスリセット時等のＩＥＥＥ１３９４バスの初期設定時にこの管理情報がプリセット手段から読み出されて、下位層の機能手段の機能レジスタにそれぞれ設定されるようになされている。
【００２７】
これにより、末端ノードであるノードＡないしノードＣは、ノードＡないしノードＣの下位層１ａ〜１ｃをそれぞれ管理する上位層を必要とすることなく、ノード間において通信を行えるようになる。このように、本発明のネットワークシステムにおいては、上位層が実装されていない末端ノードであるノードＡないしノードＣだけがＩＥＥＥ１３９４バスに接続されてネットワークシステムが構成されていても、末端ノードＡないしノードＣは全て正常に動作するようになる。すなわち、図１に示すネットワークシステムではバス全体が正常に機能していると見倣されるように、下位層のみを実装したノードＡないしノードＣはプリセット手段により設定された機能レジスタに基づく定められた機能（データ転送など）の動作を継続するようになる。この場合、末端ノードであるノードＡないしノードＣでは下位層を実装するだけで、上位プロトコルの互換性を確保することができると共に、バスの構成やデータ転送の帯域などを動的に変化させることができるようになる。
【００２８】
図１に示すネットワークシステムにおいて、末端ノードＡ、末端ノードＢ、末端ノードＣにおいて論理的にどのように接続されているかの通信構成はそれぞれの末端ノードに設けられているプリセット手段に格納されている管理情報により予め定められている。この管理情報は工場設定により設定することができるが、その通信構成を変更する場合は、ＩＥＥＥ１３９４バス上に上位層および下位層が実装されている統括ノードを接続し、統括ノードが各末端ノードのプリセット手段に格納されている管理情報を書き換えるようにする。そして、バスリセットを行いＩＥＥＥ１３９４バスの初期設定を行うことにより、新たに設定された通信構成のネットワークシステムとすることができるようになる。また、末端ノードにＤＩＰスイッチ等の設定手段を設けておき、設定手段を用いて手動により末端ノードのプリセット手段に格納されている管理情報を書き換えるようにしてもよい。
【００２９】
次に、本発明の実施の形態の第２のネットワークシステムの構成を図２に示す。
図２に示すネットワークシステムにおいては、下位層１ａだけを備える末端ノード（ノードＡ）と、下位層１ｂだけを備える末端ノード（ノードＢ）と、下位層１ｃだけを備える末端ノード（ノードＣ）と、下位層１ｄと、この下位層１ｄを管理する上位層２ｄを備える一般ノード（ノードＤ）とを、ＩＥＥＥ１３９４ケーブルでディジーチェーン接続することにより構成されている。この場合、末端ノードであるノードＡないしノードＣには、前述したプリセット手段が実装されている。プリセット手段の管理情報は電源投入時やバスリセット時等のＩＥＥＥ１３９４バスの設定時に読み出されて、下位層の各部の機能レジスタにそれぞれ設定されるため、末端ノードであるノードＡないしノードＣは、ノードＡないしノードＣの下位層１ａ〜１ｃを管理する上位層が実装されているノードを必要とすることなく、末端ノード間において通信を行える。しかし、このネットワークシステムにおいては、一般ノード（ノードＤ）がネットワークシステムに接続されているため、上位層が実装されていない末端ノードであるノードＡないしノードＣのプリセット手段により設定されている機能が、一般ノード（ノードＤ）の機能を阻害するおそれがある。例えば、一般ノード（ノードＤ）がプロトコルに則った正当なアービトレーションにより獲得したネットワークリソースと、末端ノードにおけるプリセット手段によりプリセットされたネットワークリソースとが衝突する場合には、末端ノードが一般ノード（ノードＤ）の機能を阻害するおそれがある。そこで、末端ノードであるノードＡないしノードＣの少なくとも一つにＩＥＥＥ１３９４バスの構成を監視する機能を備えさせ、この末端ノードが一般ノードがＩＥＥＥ１３９４バス上に接続されていることを検出した際には、一般ノード（ノードＤ）の機能を阻害するノードＡないしノードＣの機能を停止するようにしている。ただし、「停止」とは、その末端ノードや下位層全ての機能を停止するという意味ではなく、あらかじめ定められた機能（たとえばアイソクロナス転送）などの一部の機能を停止することを意味している。
【００３０】
次に、本発明の実施の形態の第３のネットワークシステムの構成を図３に示す。
図３に示すネットワークシステムにおいては、下位層１ａだけを備える末端ノード（ノードＡ）と、下位層１ｂだけを備える末端ノード（ノードＢ）と、下位層１１ｅ及び末端ノードＡ，Ｂの上位層をも兼ねている上位層２ｅを実装する統括ノード（ノードＥ）と、下位層１ｆと上位層２ｆとを備える一般ノード（ノードＦ）とを、ＩＥＥＥ１３９４ケーブルでディジーチェーン接続することにより構成されている。この場合、末端ノードであるノードＡ，ノードＢには、前述したプリセット手段が実装されている。このネットワークシステムでは統括ノード（ノードＥ）における上位層２ｅは、自身の上位層Ｅに加えて、末端ノード（ノードＡ，ノードＢ）の下位層１ａ，１ｂを管理するための代理の上位層Ａ，上位層Ｂの機能を有している。この上位層２ｅが、末端ノード（ノードＡ，ノードＢ）の上位層の代理を行うことにより、末端ノード（ノードＡ，ノードＢ）における上位プロトコルの互換性を確保することができ、この結果、一般ノード（ノードＦ）と上位層で定義されるプロトコルによる通信を行うことができるようになる。すなわち、このネットワークシステムにおいては、末端ノードであるノードＡおよびノードＢ、統括ノードであるノードＥ、一般ノードであるノードＦは、全て正常に動作できるようになる。
【００３１】
統括ノードが上記したように動作するために、統括ノードでは後述するEnablerと呼ばれるソフトウェアからなる機能モジュールが動作している。この機能モジュールEnablerは、統括ノードの上位層に位置している。また、末端ノードが上記したように動作するために、末端ノードでは後述するTransporterと呼ばれるソフトウェアからなる機能モジュールが動作している。この機能モジュールTransporterは、末端ノードの下位層に位置している。
【００３２】
ここで、統括ノードが備える機能モジュールEnablerを図４に示す機能モジュールEnablerの状態遷移図により説明する。
統括ノードの電源が投入あるいはバスリセットされると、機能モジュールEnablerはバス解析の状態（Ｓ１０）に入り、自分（統括ノード）が管理すべき末端ノードがＩＥＥＥ１３９４バス上にあるか否かが判断される。ここで、自分が管理すべき末端ノードがあると判断された場合は、その末端ノードの機能モジュールTransporterに対して電源投入あるいはバスリセットから所定時間、例えば１秒以内にその旨のメッセージを通知する（Ｓ１１）。これにより、末端ノードに統括ノード自身の存在が通知されることになる。次いで、待ち受け状態（Idle状態）になる（Ｓ１２）。ここで、バスリセットされるとＳ１０のバス解析の状態に戻り、上記した処理が再度行われるようになる。なお、バス解析におけるＩＥＥＥ１３９４バス上の末端ノードの存在は、末端ノードの機能モジュールTransporterを検出することにより実行され、機能モジュールTransporterが検出されない場合は検出されるまでＳ１０のバス解析が繰り返し行われるようになる。
【００３３】
次に、末端ノードが備える機能モジュールTransporterを図５に示す機能モジュールTransporterの状態遷移図により説明する。
末端ノードの電源が投入あるいはバスリセットされると、機能モジュールTransporterは、自分がプログラマブルＲＯＭ等のプリセット手段に保持するオーディオやＭＩＤＩ信号などの送信・受信を行う通信機能（パケットハンドラ）に対する初期化データからなる管理情報を読み込み、読み込んだ管理情報をパケットハンドラにプリセットする（Ｓ２０）。これにより、末端ノードはアイソクロナスの送信・受信を行うことができるようになる（TxRx Enable）。Ｓ２０のプリセットが完了、あるいはバスリセットによってバス解析の状態（Ｓ２１）に入り、ＩＲＭ（Isochronous Resource Maneger）がＩＥＥＥ１３９４バス上に存在するか否かが判断される。これは、ノードがアイソクロナス転送によりアイソクロナスデータを伝送する際には、そのノードがチャンネルと帯域というネットワークリソースをＩＲＭから取得する必要があるからである。すなわち、ＩＲＭは、チャンネルと帯域というＩＥＥＥ１３９４バスのネットワークリソースを管理しており、ＩＥＥＥ１３９４バス上の上位層および下位層が実装されているいずれかのノードがその機能を担当している。
【００３４】
ここで、ＩＲＭがＩＥＥＥ１３９４バス上に存在すると判断された場合には、ＩＥＥＥ１３９４バス上には統括ノードあるいは一般的なアイソクロナス転送を行う一般ノードが存在しているはずなので、タイマーをリセットした後に統括ノードの機能モジュールEnablerからの通知を待つ（Ｓ２２）。ここで、タイマーが所定時間、例えば１秒以上経過しても統括ノードの機能モジュールEnablerからの通知がない場合は、アイソクロナスの送信・受信を停止（TxRx Disabel）し、そのままバスリセットが発効されるまでその状態にとどまる（Ｓ２４）。また、タイマーが所定時間、例えば１秒経過する前に統括ノードの機能モジュールEnablerからの通知があった場合は、統括ノードが存在していると判断されてアイソクロナスの送信・受信を継続（TxRx Processing）して、統括ノードからの制御を受ける状態に移行し、バスリセットが発効されるまでその状態にとどまる（Ｓ２３）。さらに、ＩＲＭがＩＥＥＥ１３９４バス上に存在しないと判断された場合は、アイソクロナスの送信・受信を継続（TxRx Processing）し、そのままバスリセットが発効されるまでその状態にとどまる（Ｓ２３）。これにより、ＩＥＥＥ１３９４バス上に末端ノードだけが接続されていてもアイソクロナスの送信・受信を行えるようになる。
なお、上記した統括ノードにおける機能モジュールEnablerおよび末端ノードの機能モジュールTransporterの動作を示す状態遷移図は一例であり、本発明はこれに限るものではない。
【００３５】
次に、末端ノードであるノードＡないしノードＣがＡＶ装置とされている際の典型的なプロトコル構成を図６に示す。
図６に示すプロトコル構成では、各構成要素を下位層と上位層とに分類して示していると共に、制御系、信号系に分類して示している。制御系の下位層は、物理層（Phy）と、アシンクロナス転送機能（Asynchronous Transmission）と、リード／ライトトランザクション（Read/Write Transaction）と、バス管理（Bus Man）と本発明において特徴的なプリセット手段（Preset）から構成されている。
【００３６】
物理層（Phy）は、送受信する電気信号とアシンクロナス転送機能（Asynchronous Transmission）間での信号処理を行うレイヤである。ここでは、コネクタ，ケーブルなどの物理的インターフェースの規定や、アシンクロナス転送機能（Asynchronous Transmission）が使用する論理信号のアナログ・デジタル変換を行うエンコード・デコード、通信信号の電気レベルを決めるシグナルレベルなどの電気的インターフェースの規定、通信ノード決定のためのアービトレーション、通信クロックの再同期およびバスの初期化検出などを行っている。このように物理層では物理的・電気的なインターフェースが規定されており、物理層は、一般的にハードウェアで構成されている。
【００３７】
アシンクロナス転送機能（Asynchronous Transmission）は、リンク層で提供される機能であり、アシンクロナス転送に関するアドレス割り当て、データチェック、データのフレーム分けを行うパケット送受信やサイクルのコントロールを行っている。リード／ライトトランザクション（Read/Write Transaction）は、リンク層の機能を利用してトランザクション層で提供されるアシンクロナス転送をベースとして行われる、リードトランザクションおよびライトトランザクションである。リードトランザクションでは、相手ノードの目的のアドレスから指定したデータ長のデータを読み出し、ライトトランザクションでは、相手ノードの目的のアドレスに指定したデータ長のデータを書き込んでいる。
【００３８】
また、バス管理（Bus Man）では、電源供給の管理、トポロジーマップとスピードマップの管理、アイソクロナス・リソースの管理等が行われる。このバス管理には、ConfigurationＲＯＭやＣＳＲ（Contorol and Status Register）レジスタなどが含まれている。さらに、プリセット手段には、プリセット用のレジスタが備えられ、受信チャンネル等のコネクションの設定、ボリュームコントロールなどのコマンドに対応して機能レジスタに書き込まれる管理情報が格納されている。この管理情報は、例えば、バスリセット時にプリセット手段から読み出されて下位層の各部の機能レジスタにそれぞれ設定されるようになる。
【００３９】
また、制御系の上位層は、例えばＡＶ／Ｃ（Audio/Video Control）モデルからなるが、本発明にかかる通信装置である末端ノードにはこの上位層とされるＡＶ／Ｃモデルは実装されていない。なお、上位層であるＡＶ／Ｃモデルは、ＡＶ機器そのものであるＡＶユニットから構成され、ＡＶユニットはＡＶ機器の機能を司るＡＶサブユニットを備えている。ＡＶユニットにはＡＶ／Ｃコマンドとトランザクションセットが実装されており、ＡＶ／ＣコマンドはＩＥＥＥ１３９４バスに接続されているＡＶ機器をリモートで制御するためのコマンドセットとされている。本発明にかかる通信装置である末端ノードでは、このような制御系の上位層が備えられていなくともプリセット手段に格納されていた管理情報を、下位層の機能手段の機能レジスタに設定することにより、予め定められているノードとの間で行うアイソクロナス転送、アシンクロナス転送をベースとするメモリー・リード／ライト、および、アシンクロナスストリームによるデータ交換機能を実現することができる。
【００４０】
一方、信号系は下位層のみから構成され、下位層は前述した物理層（Phy）と、リンク層で提供されるアイソクロナス伝送機能（Isoch Transmission）と、リンク層で提供されるパケットの送受信に関する機能（Packet Handler）から構成されている。このような構成の信号系は、アイソクロナス転送によるオーディオ信号やビデオ信号、ＭＩＤＩ信号を扱う部分であり、高速な処理を必要とするためハードウェアで実装されるのが一般的である。
【００４１】
次に、プロトコル構成で示すノードが接続されているネットワークシステムの一構成例を図７に示す。この構成例では、末端ノード１がパワードスピーカとされ、末端ノード２がミキサーとされ、末端ノード２から末端ノード１に放音用の音信号を転送する例を示している。
パワードスピーカとされるＩＥＥＥ１３９４デバイスの末端ノード１と、この末端ノード１（パワードスピーカ）に音信号を供給するミキサーである末端ノード２とはネットワーク上に固定的に設けられ、両者の間においてはプリセット手段に格納されている管理情報がパケットハンドラに設定されることにより、固定的に音信号が転送されている。すなわち、末端ノード２（ミキサー）から末端ノード１（パワードスピーカ）への放音するための音信号のアイソクロナス転送は、プリセット手段を備える下位層だけで処理することができる。すなわち、末端ノード１（パワードスピーカ）は上位層を備えておらず下位層だけが実装されており、末端ノード２（ミキサー）も、上位層を備えておらず下位層だけが実装されている。
図７に示すネットワークシステムにおいて、末端ノード２における信号系のアプリケーションであるミキサー１０からの音信号は、前述したプリセット手段を備える下位層の機能によりアイソクロナス転送されて末端ノード１において受信される。そして、末端ノード１で受信された音信号は、その下位層から信号系のアプリケーションであるオーディオアンプ１１に送られて増幅され、増幅された音信号はスピーカ１２から放音されるようになる。
【００４２】
ところで、ＩＥＥＥ１３９４ではデータパケット通信において、接続されているＩＥＥＥ１３９４デバイスへのデータの書き込みや読み出しのアドレスをＩＥＥＥ１２１２に準拠した６４ビットのアドレスで表している。このレジスタ空間の構造を図８に示す。
図８に示すレジスタ空間において、６４ビット中の上位１０ビットはバス番号（bus ID）を表しており、ｂｕｓ＃１０２３までのバスをアドレスすることができる。バス番号の後の６ビットは、ノード番号（phy LD）を表しており、１つのバスに６３台までのノードを接続することができる。バス番号とノード番号とをあわせた１６ビットのノードＩＤ（node ID）により最大６４４４９台のＩＥＥＥ１３９４デバイスの接続が定義上可能となる。
【００４３】
ノードＩＤに続く４８ビットは、ＩＥＥＥ１３９４デバイス内のアドレスとなる。この４８ビットの上位２０ビットのレジスタスペースは、初期メモリー空間（initial memory space）、プライベート空間（private space）、初期レジスタ空間（initial register space）に大別される。続く、２８ビットのレジスタアドレスにより初期レジスタ空間は、ＣＳＲ（Control and Status Register）アーキテクチャ、シリアルバス、コンフィグレーションＲＯＭ（Configration ROM）、初期ユニット空間に分けられる。この初期レジスタ空間におけるコンフィグレーションＲＯＭには、ＩＥＥＥ１３９４デバイス固有の情報が書かれている。この情報によりＩＥＥＥバスノードであることや、対応している上位のプロトコルなどを知ることができる。
なお、プリセット手段は書き換え可能なプログラマブルＲＯＭにより実現されるが、このプログラマブルＲＯＭのアドレスはＣＳＲ（Control and Status Register）アーキテクチャ、シリアルバス、コンフィグレーションＲＯＭ（Configration ROM）、初期ユニット空間のいずれかに割り当てられている。このプリセット手段に格納されている管理情報を書き換える場合は、統括ノードはプリセット手段に割り当てられたアドレス空間へロックトランザクションを実行することにより管理情報を書き換えることができるようになる。
【００４４】
以上説明した本発明のネットワークシステムによれば、バージョンアップされたＩＥＥＥ１３９４規格を使った上位層が提供された場合などに、上位層を更新した統括ノードをＩＥＥＥ１３９４バスに接続することにより、統括ノードにより管理されている末端ノードをバージョンアップすることができる。また、ＩＥＥＥ１３９４バスのトポロジーはディジーチェーンに限るものではなく、ツリー型やスター型と自由なトポロジーとすることができる。
なお、統括ノードはパーソナルコンピュータ等のコンピュータにより実現することができる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように、１つのノードを構成する通信装置に、下位層の通信機能を設定する管理情報を保存するプリセット手段を設けるようにしたので、統括ノードを必要とすることなく下位層のみを実装することにより通信を行うことができるようになる。従って、統括ノードを通常は必要としないようになる。また、統括ノードをネットワークに接続した際には、統括ノードにより下位層のみを備える末端ノードの下位層の管理をも行うことができる。また、この統括ノードにより末端ノードのプリセット手段に管理情報を設定し直すことができることから、統括ノードをシリアルバスに接続することにより、デバイス間の通信構成を変更することができるようになる。さらに、末端ノードの機能がネットワークに接続されている一般ノードの動作に支障を与える場合は、自動的に支障を与える末端ノードの機能を停止させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態にかかる通信装置を末端ノードとして備える本発明の実施の形態にかかるネットワークシステムの構成を示す図である。
【図２】  本発明の実施の形態にかかる通信装置を末端ノードとして備える本発明の実施の形態にかかるネットワークシステムの第２の構成を示す図である。
【図３】  本発明の実施の形態にかかる通信装置を末端ノードとして備える本発明の実施の形態にかかるネットワークシステムの第３の構成を示す図である。
【図４】  本発明の実施の形態にかかるネットワークシステムにおける統括ノードが備える機能モジュールEnablerの状態遷移図である。
【図５】  本発明の実施の形態にかかるネットワークシステムにおける末端ノードが備える機能モジュールTransporterの状態遷移図である。
【図６】  本発明の実施の形態にかかるネットワークシステムにおける末端ノードがＡＶ装置とされている際の典型的なプロトコル構成を示す図である。
【図７】  本発明の実施の形態にかかるネットワークシステムにおけるプロトコル構成で示すノードが接続されているネットワークシステムの一構成例を示す図である。
【図８】  本発明の実施の形態にかかるネットワークシステムにおけるレジスタ空間の構造を示す図である。
【図９】  ＩＥＥＥ１３９４のＯＳＩ参照モデルと対比したプロトコルの一例を示す図である。
【図１０】  典型的なＩＥＥＥ１３９４バスを持つＡＶ装置のプロトコルを示す図である。
【図１１】  提案されたＩＥＥＥ１３９４バスを採用したネットワークシステムの構成を示す図である。
【符号の説明】
１  末端ノード、１ａ  下位層、１ｂ  下位層、１ｃ  下位層、１ｄ  下位層、１ｆ  下位層、２  末端ノード、２ｄ  上位層、２ｅ  上位層、２ｆ  上位層、１０  ミキサー、１１  オーディオアンプ、１１ｅ  下位層、１２  スピーカ、１０１ａ  下位層、１０１ｂ  下位層、１０１ｃ  下位層、１０１ｄ  下位層、１０２ｃ  上位層、１０２ｄ  上位層
【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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