(57)【要約】  本発明は、アドレス可能な照明ネットワーク（例えば、ＤＡＬＩネットワーク）のデータレートを増加させるためのシグナリングシステム、方法及びコンピュータプログラムプロダクトに関する。通常のネットワークデバイスの動作に影響を与えずに高速データ通信を可能にするために、バスクランプ技術が提案される。提案されるスキームは、ネットワークデータレートが、例えば、リアルタイムのマイクロフォン又は画像データの転送を必要とするユースケースには低すぎる、屋外照明器具等のアプリケーションに有用である。
2020517173.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アドレス可能な照明ネットワークのデータバスを介してデータを送信するためのシステムであって、当該システムは、送信装置及び受信装置を含み、
前記送信装置は、
データバス上の低速データ伝送に使用される最低検出閾値レベル未満への前記データバス上の伝送電圧レベルのクランプをトリガするために高速データ伝送の要求を通知するための通知ユニットと、
低速伝送プロトコルに基づいて、前記最低検出閾値レベル以上の電圧レベルで前記データバスを介してデータを伝送するための低速伝送ユニットと、
前記最低検出閾値レベル未満である、前記データバス上の低下した電圧レベルの検出に応答して、高速伝送プロトコルに基づいて、前記データバスを介して高速データ伝送を開始するための高速伝送ユニットと
を含み、
前記受信装置は、
前記データバス上の検出された高速伝送の要求に応答して、モード制御信号をアクティブにするためのモードセレクタと、
前記モード制御信号のアクティベーションに応答して、前記データバス上の低速データ伝送に使用される前記最低検出閾値レベル未満のレベルに前記データバス上の伝送電圧をクランプするためのバスクランプ回路と、
前記高速伝送プロトコルに基づいて、前記最低検出閾値レベル未満の電圧レベルで前記データバスを介して伝送される高速データを受信するための低閾値レシーバと
を含む、システム。
【請求項２】
アドレス可能な照明ネットワークのデータバスを介してデータを送信するための送信装置であって、
データバス上の低速データ伝送に使用される最低検出閾値レベル未満への前記データバス上の伝送電圧レベルのクランプをトリガするために高速データ伝送の要求を通知するための通知ユニットと、
低速伝送プロトコルに基づいて、前記最低検出閾値レベル以上の電圧レベルで前記データバスを介してデータを伝送するための低速伝送ユニットと、
前記最低検出閾値レベル未満である、前記データバス上の低下した電圧レベルの検出に応答して、高速伝送プロトコルに基づいて、前記データバスを介して高速データ伝送を開始するための高速伝送ユニットと
を含む、送信装置。 
【請求項３】
当該送信装置は、前記データバスに接続されるバスドライバへ、前記低速伝送ユニットにより生成される低速伝送データ又は前記高速伝送ユニットにより生成される高速伝送データを選択的に供するためのマルチプレクサを含む、請求項２に記載の送信装置。
【請求項４】
前記通知ユニットは、前記データバスを介したポーリング又はイベントベースのシグナリングにより前記データバスのマスタデバイスに通知するよう構成される、請求項２又は３に記載の送信装置。
【請求項５】
アドレス可能な照明ネットワークのデータバスを介してデータを送信又は受信するためのスレーブデバイスであって、請求項２に記載の送信装置を含む、スレーブデバイス。
【請求項６】
アドレス可能な照明ネットワークのデータバスを介してデータを受信するための受信装置であって、
データバス上の検出された高速伝送の要求に応答して、モード制御信号をアクティブにするためのモードセレクタと、
前記モード制御信号のアクティベーションに応答して、前記データバス上の低速データ伝送に使用される最低検出閾値レベル未満のレベルに前記データバス上の伝送電圧をクランプするためのバスクランプ回路と、
高速伝送プロトコルに基づいて、前記最低検出閾値レベル未満の電圧レベルで前記データバスを介して伝送される高速データを受信するための低閾値レシーバと
を含む、受信装置。
【請求項７】
当該受信装置は、低速伝送プロトコルに基づいて、前記最低検出閾値レベル以上の電圧レベルで前記データバスを介して伝送される低速データを受信するための高閾値レシーバを含む、請求項６に記載の受信装置。
【請求項８】
前記バスクランプ回路は、前記データバス上の伝送電圧の電圧スイングを制限するよう構成される電圧制限要素と、前記電圧制限要素をアクティブにする及び前記モード制御信号により制御されるスイッチング要素とを含む、請求項６に記載の受信装置。
【請求項９】
当該受信装置は、前記データバス上のアイドル状態に許容される所定の最大時間に前記バスクランプ回路のクランプを制限するよう構成される、請求項６に記載の受信装置。
【請求項１０】
アドレス可能な照明ネットワークのデータバスに接続するためのマスタデバイスであって、請求項２に記載の送信装置及び／又は請求項６に記載の受信装置を含む、マスタデバイス。
【請求項１１】
当該マスタデバイスは、前記データバスを介して、接続されたマスタ又はスレーブデバイスに電力を供給するための電力供給ユニットを含む、請求項１０に記載のマスタデバイス。
【請求項１２】
データバスを介してアドレス可能な照明ネットワークに接続可能な照明器具デバイスであって、請求項３に記載のスレーブデバイス又は請求項１０に記載のマスタデバイスを含む、照明器具デバイス。
【請求項１３】
アドレス可能な照明ネットワークのデータバスを介してデータを送信する方法であって、
データバス上の低速データ伝送に使用される最低検出閾値レベル未満への前記データバス上の伝送電圧レベルのクランプをトリガするために高速データ伝送の必要性について前記データバスのマスタデバイスに通知するステップと、
前記最低検出閾値レベル未満である、前記データバス上の低下した電圧レベルの検出に応答して、高速伝送プロトコルに基づいて、前記データバスを介して高速データ伝送を開始するステップと
を含む、方法。
【請求項１４】
アドレス可能な照明ネットワークのデータバスからデータを受信する方法であって、
データバス上の検出された高速伝送の要求に応答して、モード制御信号をアクティブにするステップと、
前記モード制御信号のアクティベーションに応答して、前記データバス上の低速伝送プロトコルに基づく低速データ伝送に使用される最低検出閾値レベル未満のレベルに前記データバス上の伝送電圧をクランプするステップと、
高速伝送プロトコルに基づいて、前記最低検出閾値レベル未満の電圧レベルで前記データバスを介して伝送される高速データを受信するステップと
を含む、方法。
【請求項１５】
コンピュータデバイス上で実行された場合に請求項１３又は１４に記載のステップをもたらすためのコード手段を含む、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、限定するものではないが、ＤＡＬＩ(Digital Addressable Lighting Interface)規格等の通信規格に基づくアドレス可能な照明ネットワークにおけるデータ通信の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＡＬＩは、照明制御のための専用プロトコルである。ＤＡＬＩシステムは、制御ギア、制御デバイス及びバス電源を備え得る。通常、制御ギアは、ランプ若しくは照明器具、又はオン／オフスイッチング若しくはアナログ信号等の何らかの他のタイプの出力を駆動するための電力制御回路を含む。制御デバイスは、他の制御デバイスに情報（光強度情報等）を提供することができ、制御ギアにコマンドを送ることができる。さらに、入力デバイスは、ボタン押下又は動き検出等、システムに何らかの情報を提供するあるタイプの制御デバイス又は制御デバイスの一部である。さらに、アプリケーションコントローラは、あるタイプの制御デバイス又は制御デバイスの一部であり、ＤＡＬＩシステムにおける意思決定者(decision maker)である（例えば、アプリケーションコントローラは、照明を変更するために制御ギアにコマンドを送ることができる）。ＤＡＬＩシステムには、少なくとも１つのバス電源が存在することができる。これは、バス上の通信を可能にするため、及び任意のバスパワードデバイスに給電するために必要である。バス電源は、別個のユニットである必要はない。バス電源は、発光ダイオード（LED）ドライバ又はセンサ等、他のデバイスの一部であってもよい。
【０００３】
ＤＡＬＩ通信規格は、現代の照明制御システムにおいて非常に広く利用されている。その一般的な使用は、部屋／フロア／建物レベルの照明制御のためであるが、照明器具内のデバイスを接続するために使用される、新しいアプリケーションも台頭しつつある。ＤＡＬＩ電源を含むドライバ、例えば、Philips Advance Xitanium SR LED Driverの出現が、この新しいアプリケーションを可能にする。
【０００４】
図１は、ＤＡＬＩドライバ（例えば、Xitanium−SRドライバ）に基づくそれぞれ屋内照明器具及び屋外照明器具についての典型的な照明器具電気的アーキテクチャ（a）及び（b）を示している。屋内ケース（a）では、ＤＡＬＩマスタ１４並びにスレーブモジュール１２−１及び１２−２は、ＤＡＬＩドライバ１０（例えば、ＤＡＬＩ ＬＥＤドライバ）に設けられるＤＡＬＩ電源（図示せず）からの正の接続ラインＤＡＬＩ＋及び負の接続ラインＤＡＬＩ−を備えるＤＡＬＩバスシステムを介して給電される。屋外ケース（ｂ）では、追加の電源が、別個の電圧供給ラインＶＳＵＰを介して高電力需要に対処するためにＤＡＬＩドライバ１０に組み込まれ、負の接続線ＤＡＬＩ−は、接地（ＧＮＤ）されてもよい。
【０００５】
ノイズ及び干渉に対して堅牢であるが、ＤＡＬＩプロトコルの主な制限の１つは、例えば、２０１２年のMicrochip technology Inc.のDALI application note AN1465から、又は２００１年フランクフルトのZVEIのDivision LuminairesのDALI Activity GroupのDALI Manualから読み取られ得るように、その低いデータレート（１２００ ｂ／ｓ）である。
【０００６】
単純な照明制御コマンドが長いＤＡＬＩケーブルを介して送られる伝統的なアプリケーションでは、このデータレートは十分である。しかしながら、ソフトウェアのアップグレード、ステータスデータの読み取り、高速データソース（オーディオ又はビデオ）との通信等の新しいユースケースは、このデータレート制限に悩まされる。さらに、実効データレートを約４００ ｂ／ｓ＝３３．３％ ｘ １２００ ｂ／ｓに減らす、ＤＡＬＩプロトコルの通信オーバーヘッドが懸念事項である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、ＤＡＬＩネットワーク等のアドレス可能な低レートの照明ネットワーク上のデータレートの増加を可能にする単純で信頼性の高いシグナリング手法(signaling approach)を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的は、請求項１に記載のシステム、請求項２に記載の送信装置、請求項５に記載のスレーブデバイス、請求項６に記載の受信装置、請求項１０に記載のマスタデバイス、請求項１２に記載の照明器具デバイス、請求項１３に記載の送信方法、請求項１４に記載の受信方法、及び請求項１５に記載のコンピュータプログラムにより達成される。
【０００９】
したがって、アドレス可能な照明ネットワークのデータバスのマスタデバイスは、データバス上の低速データ伝送に使用される最低検出閾値レベル未満へのデータバス上の伝送電圧レベルのクランプをトリガするために高速データ伝送の必要性について通知される。この場合、モード制御信号が、データバス上の検出された高速伝送の要求に応答してアクティブにされ、データバス上の伝送電圧が、最低検出閾値レベル未満のレベルにクランプされ、データバスを介した高速データ伝送が、最低検出閾値レベル未満である、データバス上の低下した電圧レベルの検出に応答して開始される。これにより、シグナリングシステムは標準の（低速）システム動作と互換性が保たれ得ながら、データバス上のデータレートが増加されることができる。主概念は、通常のネットワークデバイスが妨害されないように、最低閾値電圧（例えば、６．５Ｖ）未満のレベルにバス電圧をクランプするというアイデアに依存する。これを可能にするために、バスマスタデバイス（例えば、ＤＡＬＩバスマスタ）が、該バスマスタデバイスがバスクランプ制御をアクティブにするように、１つ／複数のスレーブデバイス（例えば、ＤＡＬＩスレーブ）による高速通信の必要性が通知されるプロトコルが提供されてもよい。要求側のスレーブデバイスは、その後、データをマスタデバイスに転送するために高速シグナリングをアクティブにする。受信側では、検出閾値が新しい動作電圧範囲とマッチするように下げられ、受信信号の適切なデコードが行われる。一実施形態では、高速半二重ＵＡＲＴ(Universal Asynchronous Receiver Transmitter)プロトコルが、広く利用可能なマイクロコントローラ周辺機器を物理層として活用するために使用されてもよい。
【００１０】
第１のオプションによれば、装置は、データバスに接続されるバスドライバへ、低速エンコーダにより生成される低速伝送データ又は高速エンコーダにより生成される高速伝送データのいずれかをデータバスに選択的に供するためのマルチプレクサを含んでもよい。これにより、回路の複雑さが、低速伝送及び高速伝送に同じバスドライバを使用することにより軽減されることができる。
【００１１】
第１のオプションと組み合わされ得る第２のオプションによれば、通知ユニットは、データバスを介したポーリング又はイベントベースのシグナリングによりマスタデバイスに通知するよう構成されてもよい。これは、バスマスタが追加された高速セッションを制御できるため、提案されるデュアル伝送スキームの容易な実現を可能にする。
【００１２】
第１又は第２のオプションと組み合わされ得る第３のオプションによれば、最低検出閾値レベル以上の電圧レベルでデータバスを介して伝送される低速データを受信するための高閾値レシーバが設けられてもよい。低閾値レシーバ及び高閾値レシーバを組み合わせて設けることは、低閾値レシーバ及び高閾値レシーバのそれぞれの出力信号を比較することによりバスクランプの状態を検出するオプションを提供する。
【００１３】
第１乃至第３のオプションの任意のオプションと組み合わされ得る第４のオプションによれば、バスクランプ回路は、データバス上の伝送電圧の電圧スイングを制限するよう構成される、ツェナーダイオード又は制限回路等の電圧制限要素と、電圧制限要素をアクティブにする及びモード制御信号により制御されるスイッチング要素とを含んでもよい。この措置は、バスクランプ機能の単純且つ信頼性の高い実装を可能にする。
【００１４】
第１乃至第４のオプションの任意のオプションと組み合わされ得る第５のオプションによれば、バスクランプ回路のクランプは、データバスを介した高速データ伝送に許容される所定の最大時間に制限されてもよい。これにより、高速伝送の継続時間が、バスエラー状態を防止するように最大許容されるバスアイドル期間とマッチされることができる。
【００１５】
上述した送信装置及び受信装置は、個別のハードウェアコンポーネント、統合チップ、若しくはチップモジュールの配列を備えた個別のハードウェア回路に基づいて、又はメモリに格納される、コンピュータ読取可能媒体に書き込まれる、若しくはインターネット等のネットワークからダウンロードされる、ソフトウェアルーチン若しくはプログラムによって制御される信号処理デバイス若しくはチップに基づいて実装されてもよいことに留意されたい。
【００１６】
請求項１のシステム、請求項２の送信装置、請求項５のスレーブデバイス、請求項６の受信装置、請求項１０のマスタデバイス、請求項１２の照明器具デバイス、請求項１３の送信方法、請求項１４の受信方法、及び請求項１５のコンピュータプログラムは、類似及び／又は同一の好ましい実施形態、とりわけ、従属請求項に定義されるものを有してもよいことを理解されたい。
【００１７】
本発明の好ましい実施形態は、従属請求項又は上述した実施形態と対応する独立請求項との任意の組み合わせでもあり得ることを理解されたい。
【００１８】
本発明のこれらの及び他の態様は、以下に述べられる実施形態を参照して明らかになり、詳述されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】それぞれ屋内照明器具及び屋外照明器具のアドレス可能な照明ネットワークの概略アーキテクチャを示す。
【図２】第１の実施形態によるマスタデバイスの概略ブロック図を示す。
【図３】第２の実施形態によるマスタデバイスの概略ブロック図を示す。
【図４】第３の実施形態による選択可能なデータレートを有するバス型伝送システムの例示的な回路図を示す。
【図５】高データレート通信が後に続く低データレートシグナリングの波形を持つシグナリング図を示す。
【図６】高解像度で高データレート通信の一部を示すためにズームインされたシグナリング図を示す。
【図７】データバス上のデータレートを向上させるための第４の実施形態によるプロシージャの概略フロー図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施形態を、照明ネットワークのＤＡＬＩアーキテクチャに基づいて以下に述べる。
【００２１】
図２は、ＤＡＬＩバスラインＤＡＬＩ＋及びＧＮＤ／ＤＡＬＩ−を介した高速データ転送を可能にする第１の実施形態によるマスタデバイスの提案される通信アーキテクチャの概略ブロック図を示す。マスタデバイスは、第１のバスドライバ２２と、低速通信用の従来のＤＡＬＩ（高）閾値レシーバ２８とを備える。さらに、マイクロコントローラ２０が、第１のバスドライバ２２に供給される低速伝送データＴＸＤを生成する従来のＤＡＬＩエンコーダ２０１を実装するための制御ユニットとして設けられている。さらに、マイクロコントローラ２０は、ＤＡＬＩ閾値レシーバ２８から出力された低速受信データＲＸＤを受信する従来のＤＡＬＩデコーダ２０２を実装する。
【００２２】
さらに、第１の実施形態による提案される通信データレート向上概念の高レベル機能アーキテクチャが図２に示され、上記の従来のＤＡＬＩアーキテクチャが、第２のバスドライバ２４、バスクランプ回路２６、低閾値レシーバ２９、並びに高速エンコーダ２０５、モードセレクタ２０４及び高速デコーダ２０３等のマイクロコントローラ２０に実装される対応する追加のリソース等の、追加のコンポーネントを含む追加の高速通信セクション２００で増強されている。高速通信を行う必要がある場合（これは、データバスを介してスレーブデバイスによりマスタデバイスにシグナリングされてもよい）、モードセレクタ２０４は、バスクランプ回路２６に供給されるクランプ制御信号ＣＣＮＴＲをアクティブにする。
【００２３】
高速モードで動作できる、データバスに接続されたすべてのデバイスが、バスクランプ回路２６をアクティブにするよう構成され得るとしても、ＤＡＬＩバス上の不必要な競合状態を避けるためにマスタデバイスでのみこれを行うことが好ましい。
【００２４】
バスクランプ回路２６のバスクランプ機能が、最低閾値レベル未満のレベルにＤＡＬＩバス上のシグナリング電圧を制限するようにアクティブにされる場合、ＤＡＬＩ閾値レシーバ２８は、ＤＡＬＩバス上の制限された低レベル信号を受信できず、したがって、低速受信信号ＲＸＤ＝「０」を出力する一方、低閾値レシーバ２９は、低レベル信号を受信でき、高速受信信号ＲＸＨＳ＝「１」を出力する。出力信号ＲＸＤ及びＲＸＨＳのこれらの論理状態は、マイクロコントローラ２０のそれぞれのデコーダ２０２、２０３に、バスが高速動作の準備ができており、要求側のスレーブが、バスマスタによって許可された場合、低電圧レベルで高速データ転送を始められることを示す。任意選択的に、バスの準備ができているかどうかを検出するためにアナログバス電圧レベルを直接監視することもできる。
【００２５】
図３は、ＤＡＬＩバスラインＤＡＬＩ＋及びＧＮＤ／ＤＡＬＩ−を介した高速データ転送を可能にする第２の実施形態によるマスタデバイスの提案される通信アーキテクチャの概略ブロック図を示す。図２に示されているものと同じコンポーネントは、同じ参照符号により示され、再度述べられない。第２の実施形態では、通常のＤＡＬＩ及び高データレート通信の両方のための共有（ハードウェア）リソースが設けられる。図３に示されるように、通常のＤＡＬＩ及び高速通信のためのリソースを共有することもできる。一例として、バスドライバは、共有される最も単純なモジュールである。斯くして、図２の第１のバスドライバ２２は省略可能であり、低速伝送データは、共有リソースを有する高速通信セクション３００の第２のバスドライバ（兼用バスドライバ）２４を介してＤＡＬＩバスに供給されてもよい。これを達成するために、マルチプレクサ３０１が、検出された伝送速度のタイプに応じて、兼用バスドライバ２４に対し、高速エンコーダ２０５によって生成される高速データ又は従来のＤＡＬＩエンコーダ２０１によって生成される低速データのいずれかに切り替えるための選択的スイッチング機能を提供するために拡張マイクロコントローラ３０に実装されることができる。
【００２６】
２つのレシーバ２８及び２９が、（例えば、クランプ制御信号ＣＣＮＴＲを使用して）閾値を適応させることにより組み合わされることもできるが、上述したように、受信信号ＲＸＤ及びＲＸＨＳを介してバス状態を監視する特徴を使用できるように、それらを別々に保つことが有利である。
【００２７】
図４は、第３の実施形態による選択可能なデータレートを有するバス型伝送システムの例示的な回路図を示す。
【００２８】
図４には、本発明を説明するのに有用な伝送システムのマスタデバイス１４及びスレーブデバイス１２の回路コンポーネントのみが示されていることに留意されたい。マスタデバイス１４及びスレーブデバイス１２は、それぞれショットキーダイオードＤ１〜Ｄ４及びＤ１０〜Ｄ１３からなるそれぞれのダイオード回路によってＤＡＬＩバスに結合されている。マスタデバイス１４の信号電圧は基準電位ＣＯＭ２を基準とし、スレーブデバイス１２の信号電圧は基準電位ＣＯＭ１を基準とする。
【００２９】
マスタデバイス１４の場合、バスクランプ回路（ＢＣ）は、ＤＡＬＩバス（バスラインＤＡＬＩ＋及びＤＡＬＩ−）の電圧スイングを制限する電圧制限要素としてツェナーダイオードＤ１４、及び図２及び３のモードセレクタ２０４を表す、電圧源Ｖ５から供給されるクランプ制御信号ＣＣＮＴＲによって制御されるトランジスタスイッチＱ５を使用することにより実現される。
【００３０】
高速受信（ＨＳ−ＲＸ）は、低検出閾値レベルにより決定される適切な電圧レベルに供給電圧Ｖ３Ｖ３を分圧するために抵抗Ｒ６及びＲ７により設定される低検出閾値レベルを一方の入力において有するコンパレータＵ１を使用して実現される。コンパレータＵ１の他方の入力は、他のツェナーダイオードＤ６により保護され、分圧抵抗Ｒ４及びＲ５により分圧されるクランプバス電圧に接続される。コンパレータＵ１は、高速受信信号ＲＸＨＳを出力する。
【００３１】
対照的に、通常のＤＡＬＩレシーバ（ＤＡＬＩ−ＲＸ）は、より高いクランプレベルを有するさらなるツェナーダイオードＤ７に起因するより高い閾値レベルを持つ。これは、トランジスタＱ１により実現され、通常のＤＡＬＩ受信信号ＲＸＤを出力する。
【００３２】
また、整流器ショットキーダイオードＤ５、フィルタコンデンサＣ２及びＣ３、並びに供給電圧Ｖ３Ｖ３（例えば、３．３Ｖ）を生成する降圧コンバータＶ１を使用するオプションの電力抽出ユニットも示されている。
【００３３】
スレーブ側では、それぞれのトランジスタＱ２及びＱ４を備える別々の送信回路（ＨＳ−ＴＸ及びＤＡＬＩ−ＴＸ）が、（高速エンコーダを表す電圧源Ｖ２から供給される）高速信号ＴＸＤＨＳ及び（ＤＡＬＩエンコーダを表す電圧源Ｖ４から供給される）低速ＤＡＬＩ信号ＴＸＤについて示されている。必要に応じて、任意選択的に、送信回路は組合されてもよい。
【００３４】
マスタデバイス１４と同様に、スレーブデバイス１２は、整流器ショットキーダイオードＤ８、フィルタコンデンサＣ６及びＣ７、並びに回路のための供給電圧Ｖ３Ｖ３（例えば、３．３Ｖ）を生成する降圧コンバータＶ３を使用するオプションの電力抽出ユニットを備えてもよい。
【００３５】
回路動作を検証するために、ＤＡＬＩ電源及びそれぞれのセンサモジュールのモデルを使用して、シミュレーションのセットアップが構築された。シミュレーション結果は、図５及び図６に示されている。
【００３６】
図５は、高データレート通信が後に続く低データレートシグナリングの場合のバス電圧(V(dali+))、並びに信号ＲＸＨＳ(V(rxhs.com2))、ＴＸＤＨＳ(V(txdhs.com1))、ＲＸＤ(V(rxd.com2))、ＴＸＤ(V(txd.com1))及びＣＣＮＴＲ(V(ccntr.com2))の電圧の波形を有するシグナリング図を示す。
【００３７】
０〜１６．５ｍｓの初期の通常のＤＡＬＩ伝送フェーズ中、バスマスタはバスクランプをアクティブにしないので（すなわち、ＣＣＮＴＲ＝「０」）、ＤＡＬＩバス上の信号電圧は最高電圧レベル（例えば、約１６Ｖ）になる。２ｍｓにおいて信号ＴＸＤをアクティブにすることにより、スレーブデバイスは、ＤＡＬＩバスに低周波数（例えば、１２００Ｈｚ）の信号を送る。これは、マスタ側の高閾値レシーバによって適切に検出される（ＲＸＤ）。実際には、低閾値レシーバも、（ＲＸＨＳにより示されるように）ＤＡＬＩレートのパルスを検出する。しかしながら、この信号は、ＤＡＬＩシグナリングプロトコル（すなわち、マンチェスタエンコーディング）が、高速モードにおいてパルスをデコードするために使用される高速シグナリングプロトコル（例えば、ＵＡＲＴ(Universal Asynchronous Receiver Transmitter)プロトコル）と直接互換性がないので、マイクロコントローラによってさらに処理されない。
【００３８】
バスクランプは、ＣＣＮＴＲ信号が「１」に設定された後１６．５ｍｓにおいてアクティブにされ、これに続いて、高速（例えば、２００ｋＨｚ）信号が、スレーブデバイスがＴＸＤＨＳ信号をアクティブにする場合、ＤＡＬＩバスに送られる。１６．５ｍｓ〜１８．５ｍｓのバス上のクランプされた低電圧レベルは、図５の一番下の波形内のハッチングされた領域として見られる。レシーバ側（マスタモジュール）において、高速データは、ＲＸＨＳ波形により示されるように、適切に検出される。この間隔の間、マスタモジュールの通常のＤＡＬＩ出力ＲＸＤは、通常のＤＡＬＩデバイスが妨害されていないことを示す論理「１」レベルにとどまっている。
【００３９】
図６は、高解像度で１６．６ｍｓ〜１６．７ｍｓの高データレート通信の一部を示すためにズームインされたシグナリング図を示す。
【００４０】
図６の信号の一番下の波形は、バス電圧が、ＣＣＮＴＲ信号がアクティブにされている場合、低レベル（例えば、約５Ｖ）にクランプされることを示している。通常のＤＡＬＩ受信信号（ＲＸＤ）は、高データレートパルスがバスを介して伝送されている場合、論理「１」にとどまる。
【００４１】
図７は、データバス上のデータレートを向上させるための第４の実施形態によるプロシージャの概略フロー図を示している。
【００４２】
プロシージャのそれぞれの部分は、伝送用のデータレートを一時的に向上させるように、マスタ又はスレーブデバイス（例えば、アドレス可能な照明ネットワークの照明器具デバイス）に設けられるコントローラ又はプロセッサによって実行されることができる。
【００４３】
最初に、ステップ７０１において、スレーブデバイスは、データバスを介した高速通信の必要性をバスマスタに通知する。その後、ステップ７０２において、通知の受信に応答して、バスマスタは、通常の低速伝送の最低検出閾値未満のレベルにデータバス上のシグナリング電圧を制限するように、バスクランプ制御をアクティブにする。後続のステップ７０３において、スレーブノードは、データバス上の低下した電圧レベルを検出し、高速シグナリングを開始する。ステップ７０４において、伝送の受信側（マスタデバイス又はアドレス指定された他のスレーブデバイス）の検出閾値は、高速伝送のための新しい動作電圧範囲にマッチするように対応して下げられる。最後に、ステップ７０５において、受信した高速信号が、受信側でデコードされる。
【００４４】
上記の実施形態において、通常及び高速データ通信のためのＤＡＬＩバスの時間多重化は、バスに接続されたデバイスによって観察され得るプロトコルシーケンスによって制御されることができる。バスマスタが高速セッションの開始及び停止を制御することができるため、提案されるマスタスレーブ構成は、提案されるスキームの実現を容易にする。ポーリング又はイベントベースのプロトコルシグナリングが、マスタデバイスに、スレーブが高速データとして転送されるべき重要なデータを有するかどうかを知らせるために採用されることができる。このようなポーリング又は初期イベントシグナリングは、通常のＤＡＬＩデータレートで実行されてもよい。
【００４５】
一般に、高速シグナリングのための通知（例えば、要求(request)又はコマンド）は、さまざまな方法でなされ得る。それぞれの制御シグナリング（例えば、制御パケット）は、低速モード及び高速モードの両方であり得る。例えば、高速モードの開始のための通知は、低速シグナリングを介して送られることができる一方、高速シグナリングを終了する通知は、関連するデバイスが既に高速モードであるので、高速シグナリングを使用してなされることができる。高速シグナリングは、クランプ電圧が検出された後に開始されるが、電圧をクランプする判断は、高速通信の必要性(need)が存在する場合に開始されることができる。この必要性は、低速シグナリングを使用するイベント又はポーリングによって特定されてもよい。上記のように、任意選択的に、制御パケットを送ることにより、又は別のシグナリングによって高速モードの終了を通知することも可能である。しかしながら、バス電圧レベルを単に監視することにより、このことを推測することも可能である。すなわち、バス電圧レベルが最高レベルに戻る場合、これは、一時的な高速モードが終了していることを意味する。
【００４６】
第１の例では、マスタは、スレーブが高速で転送される必要があるデータを有するかどうかを確認するために低速モードでスレーブをポーリングしてもよく、スレーブは、同じ低速モードを使用して自身の関心(interest)を示してもよい。これに応答して、マスタは、バスクランプ機能をアクティブにし、これは、高速シグナリングが可能なスレーブによって認識される。
【００４７】
代替的な第２の例では、マスタが、高速モードでデータ又はソフトウェア更新を送ることを望む場合、マスタは、低速シグナリングモードにおける制御シグナリングを介して関連するスレーブに通知し、その後、高速シグナリングを始めるためにバスクランプを行ってもよく、又は代替的に、マスタは、バスをクランプすることにより高速モードを直接開始し、高速対応スレーブが到来するパケットに向けて準備できるようにしてもよい。利用可能なバスタイムスロットの効率的な利用に関して、第２のアプローチは、低速シグナリングで費やされる時間のかかるネゴシエーション時間を回避できるという利点を有する。
【００４８】
斯くして、高速通信は、マスタデバイスによっても開始されることができる。この場合、高速モードを開始する一つの方法は、まず低速モードを使用して特別なコマンドを送り、高速に対処できるすべてのデバイス（スレーブ／マスタ）が高速モードに向けて準備するようにすることである。開始コマンドを送信してから一定時間後、バスクランプはアクティブにされることができ、通信が開始されることができる。
【００４９】
さらに、高データレート通信の継続時間は、バスエラーの発生を防止するように、ＤＡＬＩプロトコルによって許容される制限にマッチするよう調整されることができる。2014年1月のSTMicroelectronicsのSTM32L1xx DALI slave interfaceのためのUser Manual UM1629 (DocID024499 Rev 1)及びBeckhoffのDALI Connectivity Library (TF8000 TC3)によれば、ＤＡＬＩバスが最大５００ｍｓの間にアイドル（ＩＤＬＥ）状態（バス電圧＞９．５Ｖ）を失くす場合、エラーは生じない。これは、高データレートで妥当な量のデータを送るのに十分な長さである。斯くして、タイムアウト間隔の前にバスがアイドル状態に戻るようにすることにより、高速通信の連続したセッションを持つことが可能である。さらに、高速伝送を行うのに十分な時間が残っている限り、第２の高速要求に応えてもよい。このような複数の高速トランザクションは、バスクランプを解除することにより低速モードに戻ることなく対処されることができる。これは、利用可能な伝送時間がより効果的に利用され得るという点で有利である。
【００５０】
バスが、バスプロトコル（例えば、ＤＡＬＩプロトコル）で許容されているものよりも長くクランプされないように、タイマが使用されることができる。斯くして、単一又は複数の高速トランザクションが、利用可能な時間に応じてスケジュールされることができる。
【００５１】
無論、提案される一時的な選択的高速伝送は、ＤＡＬＩ照明ネットワークに限定されることを意図していない。マスタスレーブアーキテクチャを備える任意のアドレス可能な照明ネットワークが、提案される非妨害的な向上策(non-disruptive enhancement)を実装するために使用されることができる。
【００５２】
要約すると、アドレス可能な照明ネットワーク（例えば、ＤＡＬＩネットワーク）のデータレートを増加させるためのシグナリングシステム、方法及びコンピュータプログラムプロダクトが述べられている。通常のネットワークデバイスの動作に影響を与えずに高速データ通信を可能にするために、バスクランプ技術が提案される。提案されるスキームは、ネットワークデータレートが、例えば、リアルタイムのマイクロフォン又は画像データの転送を必要とするユースケースには低すぎる、屋外照明器具等のアプリケーションに有用である。
【００５３】
本発明は、図面及び前述の記載において詳細に図示及び述べられたが、そのような図示及び記載は、限定的ではなく、説明的及び例示的であると見なされるべきである。本発明は、開示された実施形態に限定されない。提案される高速伝送は、他のタイプのネットワーク及び他のタイプの信号に適用されることができる。提案されるアイデアは、低データレートのシステムで時折データレートの向上(occasional data rate enhancement)が必要とされる他のアプリケーションにおいて適用されることができる。
【００５４】
開示された実施形態に対する他の変更は、図面、開示、及び添付の特許請求の範囲の研究から、クレームされた発明を実施する際に当業者によって理解され、達成され得る。添付の特許請求の範囲において、用語「含む」は他の要素又はステップを除外せず、不定冠詞「a」又は「an」は複数を除外しない。単一のプロセッサ又は他のユニットが、請求項に列挙されたいくつかの項眼の機能を果たすことができる。特定の手段が相互に異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用できないことを示すものではない。
【００５５】
前述の記載は、本発明の特定の実施形態を詳述する。しかしながら、前述のものがテキストにどんなに詳細に見えても、本発明は多くの方法で実施されることができ、したがって、開示された実施形態に限定されないことが理解されるであろう。本発明の特定の特徴又は態様を記載するときの特定の専門用語の使用は、専門用語が関連する本発明の特徴又は態様の任意の特定の特性を含むことを制限されるように専門用語が本出願で再定義されていることを暗示するように取られるべきでないことが留意されるべきである。
【００５６】
単一のユニット又は装置は、請求項に列挙された幾つかの項目の機能を満たすことができる。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これら手段の組み合わせが有利に使用されることができないことを示すものではない。
【００５７】
例えば図７に示されているような、様々な動作は、コンピュータプログラムのプログラムコード手段として及び／又は専用ハードウェアとして実装されることができる。コンピュータプログラムは、光記憶媒体又は他のハードウェアと一緒に若しくは該ハードウェアの一部として供給される固体媒体等の適切な媒体により格納及び／又は頒布されることができるが、インターネット又は他の有線若しくは無線通信システムを介して等の他の形態で頒布されてもよい。
【図１（ａ）】
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【図１（ｂ）】
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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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【国際調査報告】
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