(57)【要約】【課題】データ転送のない時間にパケット送受信回路の動作を停止することにより、省電力化を実現するデータ送受信回路を提供する。【解決手段】データ送受信回路は、ＵＳＢバス３０を介して外部のＵＳＢホスト１０との間で所定フレームに１回のデータ転送インタバルでデータの送受信を行うパケット送受信回路２１と、クロック信号を生成して前記パケット送受信回路２１に該クロック信号を供給するクロックジェネレータ２９と、前記パケット送受信回路２１によるデータの送受信がないフレームの間、前記クロックジェネレータ２９による前記パケット送受信回路２１へのクロック信号の供給を停止させるクロックゲーティング信号生成回路５０と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バスを介して外部のホスト装置との間で所定数フレームに１回のデータ転送インタバルでデータの送受信を行う送受信手段と、
クロック信号を生成して前記送受信手段に該クロック信号を供給するクロック信号生成手段と、
前記送受信手段によるデータの送受信がないフレームのときに、前記クロック信号生成手段による前記送受信手段へのクロック信号の供給を停止させるクロック信号停止手段と、
を備えたデータ送受信回路。
【請求項２】
前記クロック信号停止手段は、データの送信または受信後に、前記ホスト装置から送信されたフレーム開始パケットの前記送受信手段による受信完了時から、前記データ転送のスピードと前記データ転送インタバルとに基づいて定められた時間まで、クロック信号の供給を停止させる請求項１記載のデータ送受信回路。
【請求項３】
前記バスによるデータ転送のスピードの変更および前記クロック信号の供給の再開信号を検出するバス状態値観測手段を、更に備え、
前記クロック信号停止手段は、前記バス状態値観測手段により前記バスによるデータ転送のスピードの変更または前記クロック信号の供給の再開信号が検出された場合には、前記送受信手段へのクロック信号の供給を開始する請求項１又は請求項２記載のデータ送受信回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データ送受信回路に係り、特にＵＳＢ（Universal Serial Bus）ホストとＵＳＢデバイスとの間で、周期的転送モードでのデータ転送が実行される場合のＵＳＢデバイス側のデータ送受信回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピュータの標準インタフェースとして、ＵＳＢ仕様のデータ送受信装置が多く用いられている。このようなデータ送受信装置においては、ＵＳＢバスによる周期的データ転送は、図４に示すように、フレーム１１と呼ばれる時間間隔を基準として、一定時間毎に図５に示すようなＵＳＢホスト１０とＵＳＢデバイス２０との間でＵＳＢバス３０を介してデータ転送が実行される。
【０００３】
ＵＳＢホスト１０は、１フレームの時間毎にフレーム１１の開始を示すＳＯＦ（Start of Frame）パケット１２と、所定のインタバル（図４の例  では３）毎のデータ転送（トークンパケットと送信又は受信データパケットを含む）１３をＵＳＢデバイス２０に送信する。
【０００４】
ＵＳＢバス３０上で、パケットの転送が全く発生しないアイドル状態が３ｍｓ以上継続した場合、ＵＳＢデバイス２０はサスペンド状態と判断し、ＵＳＢデバイス２０内のクロックジェネレータ２９を停止して省電力化を実現する。
【０００５】
このような方法で省電力化を実現する技術として、サスペンド期間中に伝送クロック＃１（高速クロック）の発振を停止し、イベント発生を監視するイベント監視装置のみにクロック＃２（低速クロック）が供給される伝送制御装置（例えば、特許文献１参照。）が提案されている。
【特許文献１】特開２０００−１８３８９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、図５の構成の回路や特許文献１の伝送制御装置では、“データ転送なし”の時間１４（図４参照）において、この時間における動作が不要なパケット送受信回路が動作状態であり、無駄な電力を消費するという問題点がある。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解消するためになされたものであり、データ転送のない時間にパケット送受信回路の動作を停止することにより省電力化を実現するデータ送受信回路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】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１記載のデータ送受信回路は、バスを介して外部のホスト装置との間で所定数フレームに１回のデータ転送インタバルでデータの送受信を行う送受信手段と、クロック信号を生成して前記送受信手段に該クロック信号を供給するクロック信号生成手段と、前記送受信手段によるデータの送受信がないフレームのときに、前記クロック信号生成手段による前記送受信手段へのクロック信号の供給を停止させるクロック信号停止手段と、を備えている。
【０００９】
請求項１記載の発明によれば、送受信手段によるデータの送受信がない間、送受信手段動作を停止することにより、省電力化を実現することができる。
【００１０】
請求項２記載のデータ送受信回路は、請求項１記載のデータ送受信回路において、前記クロック信号停止手段は、データの送信または受信後に、前記ホスト装置から送信されたフレーム開始パケットの前記送受信手段による受信完了時から、前記データ転送のスピードと前記データ転送インタバルとに基づいて定められた時間まで、クロック信号の供給を停止させる。
【００１１】
請求項２記載の発明によれば、送受信手段によるデータの送受信がない間を正確に判断することができる。
【００１２】
請求項３記載のデータ送受信回路は、請求項１又は請求項２記載のデータ送受信回路において、前記バスによるデータ転送のスピードの変更および前記クロック信号の供給の再開信号を検出するバス状態値観測手段を、更に備え、前記クロック信号停止手段は、前記バス状態値観測手段により前記バスによるデータ転送のスピードの変更または前記クロック信号の供給の再開信号が検出された場合には、前記送受信手段へのクロック信号の供給を開始する。
【００１３】
請求項３記載の発明によれば、送受信手段へのクロック信号の供給を停止している間に、必要に応じてクロック信号の供給を再開することができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明によれば、データ転送のない時間にパケット送受信回路の動作を停止することにより省電力化を実現できるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
図１は、本発明の実施の形態に係るデータ送受信回路の概略構成図である。同図に示すように、ＵＳＢデバイス２０に備わるデータ送受信回路は、ＵＳＢバス３０を介してＵＳＢホスト１０との間でデータ転送を行う。また、データ送受信回路は、受信回路２２及び送信回路２３を含むパケット送受信回路２１と、フレーム番号格納レジスタ２４と、送受信データ格納メモリ２５と、ＵＳＢバス状態値観測回路２６と、スピードモード格納レジスタ２７と、クロックジェネレータ２９と、クロックゲーティング信号生成回路５０と、を備えている。
【００１７】
このように構成されたデータ送受信回路において、ＵＳＢバス３０による周期的データ転送は、従来技術（図４参照）と同じく、図２に示すようにフレーム１１と呼ばれる時間間隔を基準として、一定時間毎にＵＳＢホスト１０とＵＳＢデバイス２０との間でデータ転送が行われる。
【００１８】
フレーム１１を構成するために、ＵＳＢホスト１０は、１フレームの時間毎に、ＳＯＦパケット１２を生成して、ＵＳＢデバイス２０に送信する。ＵＳＢデバイス２０では、パケット種別判定回路３１が、受信したパケットがＳＯＦパケットか否かのパケット種別を判定する。ＳＯＦパケット１２の中には、フレーム毎に逐次インクリメントされるフレーム番号情報が含まれている。ＵＳＢデバイス２０側の受信回路２２内のフレーム番号抽出回路３２が、データ転送１３が実行されたフレーム１１のフレーム番号を抽出し、フレーム番号格納レジスタ２４に格納する。データ転送１３が実行されたときに、このフレーム番号格納レジスタ２４に格納された値をＵＳＢデバイス２０側のソフトウェアが参照し、その前のデータ転送１３が実行されたときのフレーム番号との差分がデータ転送インタバル（図２の例では３）と一致するかどうかを確認する。これにより、データ転送が周期的に正しく実行されているかどうか（直前のデータ転送が抜けていないかどうか）をソフトウェアが逐次判定することができる。
【００１９】
データ転送１３は、トークンパケット（ＵＳＢホスト１０からＵＳＢデバイス２０への転送）と、これに続く受信データパケット（ＵＳＢホスト１０からＵＳＢデバイス２０への転送）または送信データパケット（ＵＳＢデバイス２０からＵＳＢホスト１０への転送）から構成される。このときＵＳＢデバイス２０は、トークンパケットを受信した直後に、ＵＳＢデバイス２０内において、受信データパケットの受信、または送信データパケットの送信が実行される。図１に示すように、ＵＳＢデバイス２０側の受信回路２２内のデータ抽出回路３３が、受信データパケット内のデータを抽出し、送受信データ格納メモリ２５に格納する。一方、送信データパケットは、送受信データ格納メモリ２５に予め格納されたデータから同図の送信回路２３内の送信データパケット生成回路３４で生成され、ＵＳＢバス３０を介してＵＳＢホスト１０に送信される。
【００２０】
また、ＵＳＢデバイス２０は、ＵＳＢバス状態値観測回路２６を備えており、このＵＳＢバス状態値観測回路２６は、ＵＳＢリセット検出回路３５、バススピード判定回路３５、およびサスペンド／レジューム検出回路３６を有している。サスペンド／レジューム検出回路３６から出力されるクロック停止再開信号がクロックジェネレータ２９に入力され、この信号に基づいて、サスペンドが検出されたときには、クロックジェネレータ２９の発振が停止され、レジュームが検出されたときには、クロックジェネレータ２９の発振が開始されるようにして、クロックジェネレータ２９の発振の停止および開始が制御される。
【００２１】
ＵＳＢバス３０上で、ＵＳＢリセット信号の検出後に、バススピードが判定され、スピードモード格納レジスタ２７の値が決定または変更される。
【００２２】
本実施の形態に係るデータ送受信回路は、これらの構成に加えて、クロックゲーティング信号生成回路５０を備えている。クロックゲーティング信号生成回路５０は、クロックジェネレータ２９からパケット送受信回路２１に供給されるクロック信号をゲーティングするためのクロックゲーティング信号を生成する。これにより、クロックゲーティング信号生成回路５０は、パケット送受信回路２１の動作を停止させることができる。
【００２３】
クロックゲーティング信号がＯＮになるタイミングを決定するため、パケット種別判定回路３１内のトークンパケット受信信号５１とＳＯＦパケット受信信号５２とが、クロックゲーティング信号生成回路５０に供給される。また、クロックゲーティング信号がＯＦＦになるタイミングを決定するため、スピードモード格納レジスタ２７内のスピードモード信号５３がクロックゲーティング信号生成回路５０に供給される。
【００２４】
更に、ＵＳＢリセット検出回路３５により検出されたＵＳＢリセット検出信号５４およびサスペンド／レジューム検出回路３６により検出されたクロック停止再開信号５５が、併せてクロックゲーティング信号生成回路５０に供給される。
【００２５】
図３は、クロックゲーティング信号生成回路５０の構成例を示す。クロックゲーティング信号生成回路５０は、パケット種別判定回路３１より供給されたトークンパケット受信信号５１とＳＯＦパケット受信信号５２とを参照して、直前のフレームでトークンパケットを受信した直後のＳＯＦパケットの受信により、クロックゲーティング信号をＯＮにする。これによってパケット送受信回路２１の動作が停止する。クロックゲーティング信号は、ＯＮ時間を計測するタイマ６１の時刻をカウントするためのカウンタ６２のカウントイネーブル端子に接続されている。そして、クロックゲーティング信号がＯＮになると同時に、タイマ６１がスタートし、予め設定されている時間をタイマ６１が計測した後に、クロックゲーティング信号がＯＦＦになる。
【００２６】
上述のタイマ６１の設定時間は、ＵＳＢバス３０のデータ転送のスピードモードに応じて、例えば、下記のように設定する。
Hi-Speedモード時の設定時間：
１２５μｓ×（[データ転送インタバル]−１）−[タイマ誤差時間]
Full-Speedモード時またはLow-Speedモード時の設定時間：
１ｍｓ×（[データ転送インタバル]−１）−[タイマ誤差時間]
【００２７】
ここで、タイマ誤差時間は、例えば、下記のように設定する。
タイマ誤差時間：
[フレームの先頭からＳＯＦパケット受信完了時までの時間]−[クロック精度誤差]
【００２８】
図２は、このように構成された本実施の形態のデータ送受信回路の動作のタイムチャートを示している。同図に示すように、データ転送１３の直後のＳＯＦパケット１２の受信完了時ｔ１にクロックゲーティング信号がＯＮになり、１フレームの時間（１２５μｓまたは１ｍｓ）とデータ転送インタバル（本実施の形態では３）とを考慮した時間が経過した時ｔ２に、クロックゲーティング信号がＯＦＦになる。
【００２９】
クロックゲーティング信号がＯＮになっている間（クロックゲーティング時間１５）は、パケット送受信回路２１にクロックが供給されないため、ＳＯＦパケット１２の受信が不可能になるが、クロックゲーティング信号がＯＦＦになった後に、データ転送１３が実行されるフレーム１１のＳＯＦパケット１２をパケット送受信回路２１で受信することは可能である。
【００３０】
また、図１に示すように、ＵＳＢバス状態値観測回路２６は、クロックゲーティング信号がＯＮになっている間においてもクロックが供給されるため、ＵＳＢリセットの検出（即ち、ＵＳＢバス３０のデータ転送スピードモードが変更される可能性があることの検出）、およびサスペンド／レジュームの検出が可能である。ＵＳＢリセット、または、レジュームのイベントを検出したとき、図１のクロックゲーティング信号生成回路５０内の全てのＦＦ（flip-flop）およびカウンタがリセットされ、クロックゲーティング信号がＯＦＦになる。
【００３１】
以上のように、本実施の形態に係るデータ送受信回路によれば、クロックゲーティング信号生成回路５０を導入することにより、図２に示すクロックゲーティング時間１５にパケット送受信回路２１に供給されるクロックを停止する。これによって、パケット送受信回路２１の動作を停止させることで省電力化を実現する。
【００３２】
また、クロックゲーティング時間１５の終了直後のデータ転送１３が実行されるフレーム１１のＳＯＦパケット１２は受信することができるため、前述の従来技術と同様に、ソフトウェアによるＳＯＦパレット１２内のフレーム番号によるデータ転送抜けの有無をチェックする機能は維持される。
【００３３】
また、クロックゲーティング時間１５中に、ＵＳＢバス３０のデータ転送のスピードモードの変更、またはサスペンド状態への移行が発生した場合であっても、クロックゲーティング信号生成回路５０が適切にリセットされるため、その後の動作を維持することが可能である。
【００３４】
なお、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内で設計上の変更をされたものにも適用可能である。
【００３５】
例えば、Low-Speedモードの場合は、実際にはＳＯＦパケットではなく、その代わりにキープアライブ信号が使用され、フレーム番号通知機能はサポートされていない。この場合には、上述の実施の形態における“ＳＯＦパケット”を“キープアライブ信号”に置き換えれば、Low-Speedデバイスのデータ送受信回路においても本発明が適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態に係るデータ送受信回路の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るデータ送受信回路の動作を示すタイムチャートである。
【図３】本発明の実施の形態に係るクロックゲーティング信号生成回路の構成例を示す図である。
【図４】従来技術のデータ送受信回路の動作を示すタイムチャートである。
【図５】従来技術のデータ送受信回路の概略構成図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０    ＵＳＢホスト
２０    ＵＳＢデバイス
２１    パケット送受信回路
２２    受信回路
２３    送信回路
２４    フレーム番号格納レジスタ
２５    送受信データ格納メモリ
２６    ＵＳＢバス状態値観測回路
２７    スピードモード格納レジスタ
２９    クロックジェネレータ
３０    ＵＳＢバス
５０    クロックゲーティング信号生成回路
【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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