CN101146012A - 电子音乐装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种音频网络系统，其通过将分别具有2组发送I/F和接收I/F的多个节点串联连接，使由主节点生成的声音传送帧，在各个节点间每隔固定周期进行循环，而在节点间进行音频信号的传送，主节点基于第S－k周期的声音传送帧生成第S周期的声音传送帧，其它的节点将声音传送帧中的在由主节点生成并发送至本节点期间由其它节点写入的音频信号，与不是在该期间写入的音频信号相比延迟k个周期而用于信号处理。

Description

电子音乐装置

技术领域

本发明涉及一种用于在多个节点间进行音频信号传送的网络系统，以及构成这种网络系统的音频信号处理装置。

背景技术

目前，已知一种用于在多个节点间进行音频信号传送的音频网络系统，用于音乐会、戏剧、音乐制作以及内部广播等中。作为这种音频网络系统的例子，已知如下专利文献1至3中记载的CobraNet(商标)、SuperMAC(商标)、EtherSound(商标)。

专利文献1：“CobraNet(TM)”[online]，バルコム株式会社，[检索于2006年3月21日]，网址<URL：http://www.balcom.co.jp/cobranet.htm>

专利文献2：“SuperMAC(TM)-Sony Pro Audio Lab，Oxford”，[online]，Sony Pro Audio Lab，[检索于2006年3月21日]，网址<URL：http://www.sonyoxford.co.uk/pub/supermac/>

专利文献3：Carl Conrad，“EtherSound(TM) in a studioenvironment”，[online]，Digigram S.A.，[检索于2006年3月21日]，网址<URL：http://www.ethersound.com/news/getnews.php?enews_key＝101>

此外，在音频网络系统中，一般希望可以任意地连结音频设备，上述音频设备具有模拟输入、模拟输出、数字输入、数字输出、混音、添加音效、录音回放、远程控制、或它们的组合等各种功能。

发明内容

但是，在这种现有的音频网络系统中，存在如下问题。

即，可用于音频信号的传送的线路数量，受限于网络频带的上限，另一方面，物理上可进行传送的线路数量，随着网络的结构不同而变化，不一定能够获得理论计算出的上限带宽。例如，由于数据到达的时间随着从发送源节点至末端节点之间的节点数量不同而变化，并且，在数据到达所有节点之前，不进行下一次通信，因此如果构成网络的节点数量较大，则数据的传送耗费时间，而会浪费频带等。

因此，必须预先考虑从哪个节点向哪个节点进行多少个通道(ch)的波形数据的发送接收，而设计网络系统中的设备连接的拓扑结构，存在设计困难的问题。

另一方面，还已知一种数据传送方式，其不用于实时的音频网络系统，而是如RPR(Resilient Packet Ring)方式那样，在网络内形成环状的传送通路，使帧在该传送通路中循环，向该帧中记入所需的数据而进行数据传送。这种使用环状传送通路的传送方式，被称为“环式传送方式”。

但是，在采用这种环式传送方式的情况下，传送通路中存在的各个节点在帧从本节点通过的定时，向该帧中写入数据，或从该帧中读取数据。由此，即使对于记载在同一个帧中的数据，也会使该数据为何时的数据，随着写入该数据的节点不同而变化。因此，在某个节点从帧中读出来自多个节点的数据并进行处理的情况下，存在难以在上述数据之间取得同步的问题。

本发明的目的在于解决上述问题，在多个装置间传送音频信号的情况下，可以在网络内容易地确保与一定ch数相应的波形数据的传送带宽，同时可以容易地获得所传送的波形数据的同步。

为了达到上述目的，本发明的网络系统构成为，利用通信线缆将具有接收单元和发送单元的多个节点依次连接，形成环状的传送通路，以使声音传送帧周期性地在该传送通路中单方向循环，该声音传送帧由作为所述多个节点中的一个节点的主节点生成，具有多个音频信号的存储区域，该网络系统的除了所述主节点之外的各个节点具有：字时钟生成单元，其基于所述接收单元接收到的声音传送帧的接收定时生成字时钟；信号处理单元，其与由所述字时钟生成单元生成的字时钟同步，进行音频信号的处理；读取单元和/或写入单元，该读取单元在所述接收单元接收到声音传送帧的情况下，从该声音传送帧的规定存储区域读取音频信号，向所述信号处理单元供给，所述写入单元将由所述信号处理单元供给的第S周期的音频信号，写入由所述接收单元接收到的第S周期的声音传送帧的规定存储区域；以及发送控制单元，其在从由所述接收单元接收该声音传送帧开始经过规定时间后，将已由所述读取单元进行读取和/或已由所述写入单元进行写入的第S周期的声音传送帧向所述发送单元供给，使所述发送单元发送该声音传送帧。

此外，在所述主节点中设有：缓冲存储器，其存储所述接收单元接收到的声音传送帧；字时钟生成单元，其每隔固定周期生成字时钟；信号处理单元，其与由所述字时钟生成单元生成的字时钟同步，进行音频信号的处理；声音传送帧生成单元，其基于存储在所述缓冲存储器中的比第S周期提前k个周期的第S-k周期的声音传送帧，每隔固定周期生成第S周期的声音传送帧，其中k为大于或等于1的整数；发送控制单元，其与所述字时钟同步地，将由该声音传送帧生成单元生成的声音传送帧向所述发送单元供给，使所述发送单元发送该声音传送帧；以及读取单元和/或写入单元，该读取单元在所述接收单元接收到第S-k周期的声音传送帧的情况下，从该第S-k周期的声音传送帧、或由所述声音传送帧生成单元基于该声音传送帧生成的第S周期的声音传送帧的规定的存储区域，读取音频信号，向所述信号处理单元供给，所述写入单元将由所述信号处理单元供给的第S周期的音频信号，写入第S-k周期的声音传送帧、或第S周期的声音传送帧的规定存储区域中。

此外，所述各个节点的读取单元，在向所述信号处理单元供给所述音频信号前，如果从所述接收单元接收到的第S周期的声音传送帧的存储区域中读取出的音频信号，是由从所述主节点至该节点之间的传送通路中的其它节点写入的音频信号，则使其延迟k个周期，如果不是由该传送通路中的所述其它节点写入的音频信号，则不使其延迟。

在这种网络系统中，可以使所述k为固定值。

或者，可以在所述节点的任意一个中设置设定单元，其设定由所述各个节点共用的k值，由该设定单元设定的k值越大，则音频信号的传送延迟越大，该传送延迟是指从由某个节点将音频信号写入声音传送帧的定时，至由其它节点从该声音传送帧中读出该音频信号并将其供给至所述信号处理单元的定时之间的延迟。

此外，在本发明的网络系统中，可以使该网络系统的所述多个节点中的一个是音频信号处理装置，所述音频信号处理装置具有接收单元和发送单元，还具有如下单元，这些单元至少在该音频信号处理装置在网络系统中作为除了所述主节点之外的装置起作用的情况下动作，上述单元包括：信号处理单元，其进行音频信号的处理；读取单元，其在所述接收单元接收到声音传送帧的情况下，从该声音传送帧的规定存储区域读取音频信号，向所述信号处理单元供给；以及发送控制单元，其在从由所述接收单元接收该声音传送帧开始经过规定时间后，将由所述读取单元读取的第S周期的声音传送帧向所述发送单元供给，使所述发送单元发送该声音传送帧，所述各个节点的读取单元，在向所述信号处理单元供给音频信号前，如果从所述接收单元接收到的第S周期的声音传送帧的存储区域中读取出的音频信号，是由从所述主节点至该节点之间的传送通路中的其它节点写入的音频信号，则使其延迟k个周期，如果不是由该传送通路中的所述其它节点写入的音频信号，则不使其延迟。

附图说明

图1是表示作为本发明的网络系统的实施方式的音频网络系统的概略图。

图2是表示图1中示出的利用传送通路传送的声音传送帧的构成例的图。

图3是表示图2中示出的声音传送帧的传送定时的图。

图4是表示音频网络系统上对图2中示出的声音传送帧进行传送的状况的图。

图5是表示构成图1中示出的音频网络系统的各个节点、即音频信号处理装置的硬件结构的图。

图6是更详细地表示图5中示出的网络I/F插件的结构的图。

图7是通过流程图表示各个音频信号处理装置启动时，为了形成音频网络系统而由全体音频信号处理装置执行的处理的流程的图。

图8是用于对图7的步骤S11和S12中示出的存在确认和信息传递进行说明的图。

图9是表示存在确认帧的结构的图。

图10是表示拓扑表的例子的图。

图11是表示图7的步骤S13中的拓扑表的构建流程例的图。

图12是表示图7的步骤S15中将各个装置插入音频网络系统中的流程的例子的图。

图13是在作为本发明的实施方式的音频网络系统中，由两端的节点以规定周期定期地执行的与追加新增节点相关的处理的流程图。

图14表示在音频网络系统中连接切断时的系统结构变更流程的例子，是与图12对应的图。

图15是表示其它例子的图。

图16表示在图14中示出的例子的情况下的拓扑表的变更流程，是与图11对应的图。

图17是表示主节点的帧缓冲器的结构的图。

图18是表示该主节点的声音传送帧的发送接收以及生成的定时例的图。

图19是表示该主节点的第S个之后的声音传送帧未能正常接收的情况的例子的图。

图20是表示在图18示出的周期更新量k为2的情况下，主节点发送接收的各个声音传送帧中记载的数据的图。

图21是表示在图19示出的周期更新量k为2的情况下，主节点发送接收的各个声音传送帧中记载的数据的图。

图22是表示主节点在检测出第S个声音传送帧的接收完成的情况下执行的处理的流程图的图。

图23是表示在与图19相同的情况下，声音传送帧的发送接收以及生成的其它的定时例。

图24是表示在图23示出的情况下，记载在各个声音传送帧中的数据的图。

图25是表示图22的处理的其它例子的图。

图26是表示从属节点从声音传送帧读出波形数据的状态的图。

图27是表示从属节点向声音传送帧写入波形数据的状态的图。

图28是由从属节点的数据提取部11、波形输入用FIFO12以及控制电路41执行的、用于不将错误发生时和模版中的数据用于信号处理的处理的流程图。

图29是表示在构成音频网络系统的各个节点中，声音传送帧的前端到达定时的图。

图30是表示主节点的字时钟生成部的结构的图。

图31是表示从属节点的字时钟生成部的结构的图。

图32是表示图31中示出的Dx运算部由声音传送帧的第1次接收事件触发而执行的处理的流程图。

图33是表示图31中示出的Dx运算部由声音传送帧的第2次接收事件触发而执行的处理的流程图。

具体实施方式

以下，基于附图对用于实施本发明的最佳方式进行具体说明。

1.本发明的实施方式的音频网络系统的概要

1.1整体结构

首先，在图1中示出本发明的网络系统的实施方式即音频网络系统的概要。

如图1(a)所示，该音频网络系统1通过利用通信线缆CB将节点A～C依次连接而构成，上述节点A～C各自具有分别进行单方向通信的2组作为接收单元的接收接口(I/F)和作为发送单元的发送I/F。在这里，示出由3个节点构成的例子，但节点的数量可以是任意数量。

在节点A中，接收I/F_AR1和发送I/F_AT1是1组I/F，接收I/F_AR2和发送I/F_AT2是另1组I/F。对于节点B和C，将标号的前端文字“A”替换为“B”或“C”的I/F，也是同样的关系。

此外，节点间的连接以如下方式进行，将1组接收I/F和发送I/F，分别通过通信线缆CB，连接在另一节点的1组发送I/F和接收I/F上。例如，在节点A和节点B之间，将接收I/F_AR2和发送I/F_BT1连接，同时将发送I/F_AT2和接收I/F_BR1连接。此外，在节点B和节点C之间，使节点B的另1组I/F，与节点C的1组I/F连接。

此外，在图1中示出的各个节点是具有模拟输入、模拟输出、数字输入、数字输出、混音、添加音效、录音回放、远程控制、或它们的组合等各种功能的音频信号处理装置。也可以使每个节点具有不同的功能。

在这里，如(a)所示，将各个节点连接成具有端部的1条线，将这样的连接状态称为串联连接。此外，在该情况下，通过将各个节点之间连接的线缆CB，可以如虚线所示形成1个循环的数据传送通路，各个节点通过使帧以固定周期在该通路中循环的方式进行传送，对该帧写入/读出所需的信息，可以在通路上的任意的节点之间进行数据的发送接收。

此外，在音频网络系统1内，将1个节点作为主节点，由其生成用于传送音频信号的帧，使该帧定期地在传送通路中循环，或进行网络的管理。将该主节点生成的帧，与其它的帧区别，而称为“声音传送帧”。

此外，在图1中示出2根线缆，但如果使1组接收I/F和发送I/F接近或一体化，则也可以通过将2根线缆束结成1根，进行1组I/F接口间的连接。

此外，如果在各个节点中设置所需的I/F，则也可以如(b)所示，连接外部设备N，将从外部设备N接收到的数据，写入声音传送帧并向其它节点发送，或将从声音传送帧读出的数据，向外部设备N发送。

作为这种外部设备N，可以是例如外接的控制台。这样，可以进行如下动作，即，控制台将与从用户接收的操作对应的命令，发送至节点B，由节点B将其写入声音传送帧中，而向其它节点发送，或者，使其它节点通过写入声音传送帧而发送来的响应或电平数据(Level data)等，由节点B读出而向控制台发送，用于控制台上的操作部状态的显示或电平显示。

1.2声音传送帧的结构

下面，在图2中示出利用上述传送通路传送的以太网(注册商标)格式的声音传送帧的构成例。

如图2所示，该声音传送帧00的大小为1282字节，从前端依次由帧头101、管理数据102、波形数据(音频数据)103、控制数据104以及FCS(Frame Check Sequence)105各个区域构成。各个区域的大小，无论记载在该区域中的数据量如何，各自都是固定的。此外，在这里示出的除了帧头101和FCS105之外的各个区域的大小仅是一个例子，可以适当变更。

此外，帧头101为共计22字节的数据，按照IEEE(Institute ofElectrical and Electronic Engineers)802.3规定，记载有前导码(Preamble)、SFD(Start Frame Delimiter)、目标地址、发送源地址以及长度。

此外，在该音频网络系统1中，由于从发送I/F发出的帧，仅到达利用1根连接电缆CB连接的接收I/F，因此地址的记载基本没有意义。因此，作为目标地址，记载例如表示广播的地址，作为发送源地址，记载发送源节点的MAC(Media Access Control)地址。

在每个节点中，发送I/F和接收I/F分别具有2个，但不是分别具有单独的MAC地址，而是作为节点具有1个MAC地址。此外，作为目标地址，也可以取代记载广播地址，而记载发送目标节点的MAC地址。此外，也可以取代MAC地址，而记载各个节点的ID。

此外，管理数据102为8字节的数据，作为用于由音频网络系统1内的各个节点对包含在声音传送帧中的数据进行管理的数据，记录帧序列号、各个采样周期内的帧编号、以及波形数据103中的波形数据的ch数。

此外，作为波形数据103的区域，确保1024字节，可以记载256ch量的音频信号数据，即256ch量的1个采样为32位的波形数据。即，在本系统中，通过使1个声音传送帧100进行循环，可以传递256ch量的音频信号。此外，对于256ch中的尚未使用的ch(空闲ch)的区域，可以记载任何内容。在本实施方式中，即使在传送的波形数据的位数不是32位，而是例如16位或24位等情况下，也是对各个ch分别准备32位的区域，并在该区域内进行记载。但是，也可以与波形数据的位数对应，而变更各个ch的区域的大小。在该情况下，16位的波形数据可以传送512ch的量，如果是24位，则可以传送340ch的量。

此外，作为控制数据104的区域，确保224字节，在这里，设置IP包区域、电平数据区域以及网络结构区域，该IP包区域记载基于IP(Internet Protocol)的节点间通信用的包等各种数据，电平数据区域记载用于电平显示的电平数据，网络结构区域记载用于对音频网络系统1的结构进行管理·控制的网络结构信息。因此，在使用IP包的通信中，可以在节点间发送接收用于向各个节点指示动作的命令、和与此对应的响应等。

此外，对电平数据和网络结构信息，分别设置专用的区域(例如10字节)，其目的在于恒定地传递上述数据。

其中，在IP包区域记载IEEE(Institute of Electrical and ElectronicEngineers)802.3格式的包，该IEEE802.3格式的包是将应当通信的数据封包后的IP包，在包的发送侧再一次进行分割并封包而得到的，其小于或等于预定的大小(在这里为204字节)。这样，通过在包的接收侧从多个声音传送帧100中读取数据并将其合并，而将分割前的包还原，可以与通常的以太网(注册商标)中的传送相同地，在节点间传送IP包。IEEE802.3格式的包的最大大小是1526字节，另一方面，由于即使加上分割·还原控制用的数个字节的分割控制数据，也可以在每个声音传送帧中进行约200字节的发送，因此1个IP包的发送，最多通过8个帧即可完成。

FCS105是由IEEE802.3规定的用于校验帧的错误的字段。

1.3声音传送帧的传送方式

下面，在图3中示出图2所示的声音传送帧100的传送定时。

如该图所示，在音频网络系统1中，以96kHz(千赫兹)的频率、即每隔1个采样周期10.4μsec(微秒)使1个声音传送帧100在节点间循环，各个节点进行向声音传送帧的所希望的ch中写入音频信号、或从所希望的ch中读取音频信号。因此，在各个采样周期中，对于256个发送ch，分别可以使1个采样的量的波形数据，在各个节点间传送。

如果采用1Gbps(千兆位每秒)的以太网(注册商标)方式的数据传送，则声音传送帧100的时间长度为1纳秒×8位×1282字节＝10.26μsec，可以在1个采样周期内完成传送。

此外，在1282字节的情况下，如果忽略帧之间的时间间隔，则理论上可以对应至lsec/10.26μsec＝97.47kHz时的采样周期，如果是96kHz时的采样周期，则可以传送直至10.4μsec/8位/1纳秒＝1300字节大小的帧。但是，由于在帧之间需要大于或等于规定时间的空闲，此外，帧的传送定时可能会向前后摆动，因此声音传送帧的大小(时间长度)是考虑上述情况而确定的。

下面，在图4中示出在音频网络系统上传送音频信号时(声音传送模式)，对图2示出的声音传送帧进行传送的状况。

在这里，考虑将从节点A至节点D这4个节点串联连接的音频网络系统。然后，在由该系统内的各个节点使图2中示出的声音传送帧100循环的情况下，将任意一个节点确定为主节点，仅由该节点进行新的采样周期的声音传送帧(序列号不同的声音传送帧)的生成，将每个采样周期中生成的声音传送帧向下一个节点发送。除了主节点之外的节点为从属节点，分别进行从上一个节点接收声音传送帧，并向下一个节点发送的传送处理。

这样，如果主节点B与字时钟的定时配合，最初向图中右方的节点C发送声音传送帧，则该声音传送帧如虚线所示，按照节点B→C→D→C→B→A→B的顺序传送，而返回节点B。从主节点观察，对循环的声音传送帧首次进行发送的一侧称为前方侧，第2次进行发送的一侧称为后方侧。此外，在该传送时，各个节点从接收声音传送帧至进行发送期间，从声音传送帧中读取应当从其它节点接收的波形数据和控制数据，此外，向声音传送帧中写入应当向其它节点发送的波形数据和控制数据。

此外，如果声音传送帧在传送通路中循环1周而返回，则主节点刷新该声音传送帧的管理数据102，而生成下一采样周期的声音传送帧，用于在恰当的采样周期中进行发送。此外，此时主节点也与其它的节点同样地，对声音传送帧进行数据的读写。对于声音传送帧的生成，在后面详述。

在专业音频领域，在由例如数字混音器、数字录音器、数字音效器、模数转换器以及数模转换器等，多个对音频波形数据进行处理的装置构成音频处理系统的情况下，使用以该波形数据的采样频率生成的在技术领域中称为“字时钟”的时钟，使系统中的装置彼此同步。由某个装置(主控装置)以该采样频率生成字时钟，并将该字时钟供给至其它设备。各个其它设备(从属设备)分别基于该供给的字时钟同步地生成其自身的字时钟(采样时钟)。系统中的各个装置与其自身的字时钟同步地处理该波形数据。由于该系统中的所有装置都是基于由该主控装置生成的唯一的字时钟进行同步，因此上述装置的任何一个都可以将处理后的波形数据传送至数字域中的任何一个其它装置。

通过重复上述操作，可以在1个采样周期中使1个声音传送帧，如(a)至(e)的时序所示，在各个节点间循环。在上述图中，黑色的箭头表示声音传送帧的前端，黑点表示声音传送帧的末端。线状的箭头是为了容易地分辨声音传送帧的间隔而记载的。

此外，各个从属节点无需在接收整个声音传送帧后，进行数据的读写和向下一节点的发送，而是只要接收到从前端开始的必需的字节数，就可以开始数据的读写和向下一节点的发送的处理。随后，直至声音传送帧的末端，都以与接收时大致相同的速度进行数据的读写和发送即可。但是，对于主节点，如后所述，优选其在接收整个声音传送帧后，基于其内容进行新的声音传送帧的生成。

此外，除了两端的节点之外的节点，在1个循环中声音传送帧会通过2次，但其中进行数据的读写的仅为1次。在哪一次时进行读写，可以任意设定为首次使声音传送帧通过时，或使声音传送帧向图中右方通过时等。在不进行读写的情况下，仅刷新发送源地址和后述的存在确认信息，而使声音传送帧的剩余部分直接通过即可。

此外，在各个节点中，由于为了刷新声音传送帧的数据，或者，消除接收侧的网络时钟(与发送源节点的动作时钟对应)、和发送侧的网络时钟(与该节点的动作时钟对应)的频率或定时的差值，而需要在声音传送帧的接收时进行缓冲，因此从声音传送帧的接收开始至发送开始产生一定的时滞。

这样，在希望使网络传送的音频信号的传送延迟(以采样周期为单位)最小的情况下，只要考虑上述时滞的量，使主节点在某个字时钟的定时下开始发送的声音传送帧，在比其后的第2个字时钟提前规定时间α(与主节点内的新声音传送帧的准备所耗费的时间对应)的定时下，可以由主节点完成接收即可。

如后详述，在该情况下，例如基于第S个声音传送帧，生成在2个采样周期后发送的第S+2个声音传送帧。

但是，并不是必须生成在2个采样周期后发送的声音传送帧，也可以使k为大于或等于2的自然数，基于第S个声音传送帧，生成在k个采样周期后发送的第S+k个声音传送帧。该情况下的k，称为“周期更新量k”。

此外，一般地说，只要与k的值对应，使由主节点在某个字时钟的定时下开始发送的声音传送帧，在比k个周期后的字时钟提前规定时间α的定时下，可以由主节点完成接收，即可进行音频信号的传送。因此，即使在节点数量增加，发送的声音传送帧返回至主节点的时间增加的情况下，也可以通过增加k的值，而维持可以传送音频信号的状态。

该周期更新量k由主节点适当地设定，通过对表示周期更新量k的设定的参数设定帧进行广播，或记载在声音传送帧中的IP包区域中，只要可以将其内容传递至系统中的所有节点即可。

但是，由于在本系统中，使由各个节点接收的音频信号的定时相互一致，因此如果为了可以容许主节点的声音传送帧的接收完成定时推迟(容许量以字时钟为单位而确定)，而使k增大，则会使传送的音频信号相应地以字时钟为单位产生传送延迟。

在本系统中，通过进行上述方式的数据传送，只要是可以在1个采样周期内使声音传送帧循环1周的程度的节点数量，就可以始终在网络内确保与声音传送帧的大小对应的固定的传送带宽。此外，该带宽不会受特定的节点间的数据传送量的多少影响。

1.4构成系统的各个装置的硬件结构及基本动作

下面，对用于进行上述声音传送帧的传送的硬件及其动作进行说明。

首先，在图5中示出构成上述音频网络系统1的各个节点、即音频信号处理装置的硬件结构。

如图5所示，该音频信号处理装置2具有CPU201、闪存器202、RAM203、外部设备I/F(接口)204、显示器205以及操作部206，上述部件由系统总线207连接。此外，还具有连接在外部设备I/F204和系统总线207上的插件I/O(输入输出部)210。

此外，CPU201是集中控制该音频信号处理装置2的动作的控制单元，通过执行存储在闪存器202中的所需的控制程序，而控制显示器205的显示，或检测操作部206的操作，按照该操作对参数值的设定/变更、和各个部件的动作进行控制，或经由插件I/O210将命令发送至其它的音频信号处理装置，或按照经由插件I/O210而从其它音频信号处理装置接收到的命令进行处理。

闪存器202是可以进行刷新的非易失性存储单元，其存储以CPU201执行的控制程序为首的、即使切断电源也应当保留的数据。

RAM203是暂时对应当存储的数据进行存储，或作为CPU201的工作存储器使用的存储单元。

外部设备I/F204是用于连接各种外部设备进行输入输出的接口，预备有例如用于连接外部显示屏、鼠标、文字输入用的键盘、操作面板以及PC(个人计算机)等的接口。

外部设备I/F204还连接在插件I/O210的音频总线27上，可以将流过音频总线217的波形数据发送至外部装置，或将从外部装置接收的波形数据输入至音频总线217。

显示器205是按照CPU201的控制显示各种信息的显示单元，例如可以由液晶显示屏(LCD)或发光二极管(LED)构成。

操作部206是用于接收对音频信号处理装置2的操作的部件，可以由各种按键、按钮、旋钮以及操作柄等构成。

此外，插件I/O210具有音频总线217和控制总线218，是用于通过在上述总线上安装各种插件模块，而可以对音频信号处理装置2进行音频信号及控制信号的输入输出及其处理的接口。在这里，安装的各种插件模块，经由音频总线217相互发送接收波形数据，同时经由控制总线218与CPU201之间发送接收控制信号，而受CPU201控制。

音频总线217是音频信号传送用本地总线，其将来自任意插件的指向任意插件的多个通道的波形数据，按照基于采样周期的定时，以时分方式每次传送一个采样。将连接的多个插件中的任何一个作为主控，基于由该插件生成供给的字时钟，对音频总线217的时分传送的基准定时进行控制。将其它的各个插件作为从属，基于该基准定时生成各个插件的字时钟。

即，由各个插件生成的字时钟，成为与主控插件的字时钟同步的共用时钟，节点内的多个插件以共同的采样周期进行波形数据的处理。此外，各个插件按照基于上述基准定时的时分定时，经由音频总线217，向其它插件发送或从其它插件接收基于各自的字时钟进行处理后的波形数据以及应当处理的波形数据。

在图5中示出在插件I/O210上安装DSP(数字信号处理器)插件211、212、模拟输入插件213、模拟输出插件214、以及网络I/F插件215的例子。

安装在插件I/O210上的各种插件，分别按照基于字时钟(波形数据的采样周期)的定时，执行与该插件的功能对应的波形数据的处理。

其中，DSP插件211、212是信号处理单元，其对从音频总线217获得的波形数据，按照基于字时钟的定时，进行以混音、均衡、添加音效为首的各种处理。处理后的数据也输出至音频总线217。此外，可以接收多个ch的波形数据的输入而进行处理，并输出多个ch的波形数据。

模拟输入插件213具有A/D(模拟/数字)变换电路，并具有将从传声器等声音输入装置输入的模拟音频信号，变换为数字波形数据而供给至音频总线217的功能。也可以对多个ch的信号并行地进行处理。

模拟输出插件214具有D/A(数字/模拟)变换电路，并具有将从音频总线217获得的数字波形数据，变换为模拟音频信号而输出至扬声器等声音输出装置的功能。

网络I/F插件215具有2组接收I/F和发送I/F，具有对使用图1至图4进行说明的声音传送帧100的传送、以及对声音传送帧100进行波形数据和控制数据等的读写的功能。详细内容见后述。此外，在插件I/O210上，可以安装多个网络I/F插件，可以在各个网络I/F插件上分别连接不同的音频网络。在该情况下，音频信号处理装置2进行作为连接多个音频网络的桥的动作。

此外，除了在这里例举的装置之外，作为其它插件216，可以安装数字输入输出、音源、录音设备、音效器等各种插件模块。

此外，如上所述，安装在插件I/O210上的插件，按照共用字时钟进行音频信号的处理，但在音频信号处理装置2为主节点的情况下，由所安装的插件中的任何一个，向包括网络I/F插件215在内的其它插件供给字时钟，网络I/F插件215作为主节点而在每个采样周期中发送声音传送帧。在音频信号处理装置2为从属节点的情况下，网络I/F插件215基于声音传送帧的接收定时，而生成(再生)字时钟，向安装在插件I/O210上的其它插件供给字时钟。

下面，在图6中更详细地示出网络I/F插件215的结构。

如图6所示，网络I/F插件215具有：第1、第2数据输入输出部10、20；第1、第2接收I/F31、33；第1、第2发送I/F34、32；选择器35～38；音频总线I/O39；控制总线I/O40；控制电路41；以及字时钟生成部42。

其中，第1、第2接收I/F31、33以及第1、第2发送I/F34、32，是与图1中示出的2组接收I/F和发送I/F对应的通信单元，分别具有用于与通信线缆连接的规定的连接端子(母端子侧)。在与通信线缆连接时，使第1接收I/F31和第1发送I/F34为1组，使第2接收I/F32和第2发送I/F33为1组。上述I/F只要具有充分的在上述1个采样周期内传送声音传送帧的能力，则可以使用以任何通信方式进行数据通信的I/F，在这里，采用进行1Gbps以太网方式的数据传送的I/F。

目前，在1G以太网中，作为通信线缆CB，存在使用装有RJ45连接端子的CAT5e线缆(非屏蔽双绞线)的1000BASE-T、和使用光纤或STP线缆(屏蔽双绞线)的1000BASE-X这两种方式，在本实施方式中可以使用任何一种。此外，也可以使用1G以太网之外的宽带网络技术。例如FiberChannel、SDH(Synchronous DigitalHierarchy)/SONET(Synchronous Optical NETwork)等。

接收I/F从通信线缆CB传播的电气信号或光信号中，提取作为载波的网络时钟，基于提取出的时钟，根据该电气信号或光信号，对以字节为单位(或以字为单位)的数字数据的数据列进行解调并输出。对于发送I/F，将网络时钟和应当进行通信的以字节为单位(或以字为单位)的数字数据列输入其中，以该网络时钟作为载波，将该数据列调制为传送用的电气信号或光信号，而向通信线缆CB输出。

此外，音频总线I/O39是用于相对于音频总线217输入输出波形数据的接口。

控制总线I/O40是用于相对于控制总线218输入输出控制用包、电平数据以及网络结构信息等数据的接口。

控制电路41具有CPU、ROM、RAM等，进行与网络I/F插件215的动作相关的全部控制，以及如后所述，进行与除了声音传送帧之外的存在确认和连接可否确认等帧相关的控制。此外，控制电路41也可以经由控制总线I/O40和控制总线218，与CPU201之间发送接收数据。

字时钟生成部42如后详述，是生成字时钟的字时钟生成单元，该字时钟作为音频总线217中的波形数据的传送、和连接在音频总线217上的各种插件模块的信号数据处理的定时的基准。

在主节点中，字时钟生成部42基于网络I/F插件215自身的定时，或与经由音频总线217供给的来自其它插件的字时钟同步的定时，生成字时钟，将该时钟也作为声音传送帧的发送定时的基准使用，但在从属节点中，字时钟生成部42以声音传送帧的接收定时为基准生成字时钟。

此外，第1、第2数据输入输出部10、20是读取单元，其分别基于未图示的动作时钟发生部发生的动作时钟进行动作，从对应的接收I/F接收到的各种帧(包括声音传送帧)中，读取所需的数据，此外，是向该接收到的声音传送帧中写入所希望的数据的写入单元。此外，由于上述输入输出部的功能相同，因此以第1数据输入输出部10为代表进行说明。

第1数据输入输出部10具有数据提取部11、波形输入用FIFO12、波形输出用FIFO13、控制输入用FIFO14、控制输出用FIFO15以及帧缓冲器16。此外，第1数据输入输出部10接收由第1接收I/F31作为载波而提取出的网络时钟NC1的供给，与该时钟同步地从第1接收I/F进行数据接收。在这里，各个FIFO分别是使较早写入的数据较早读出的先入先出寄存器。

即，数据提取部11与网络时钟NC1同步地，读取第1接收I/F31的输出数据(各种帧)，此外帧缓冲器16与网络时钟NC1同步地，读取第1接收I/F31的输出数据(声音传送帧)。(在这里，使选择器38选择来自第1接收I/F31的输入)

其中，数据提取部11具有如下功能，即，将读入的数据中，应当读取的传送ch的波形数据写入波形输入用FIFO12，将应当读取的控制数据写入控制输入用FIFO14，废弃其它的数据。然后，将写入波形输入用FIFO12中的各个传送ch的波形数据，由音频总线I/O39，与字时钟同步地每次读出1个采样，并经由音频总线217传送至其它插件。此外，写入控制输入用FIFO14的控制数据，经由控制总线I/O40而由CPU201依次读出，用于音频信号处理装置2的控制。

此外，对于波形数据，由于控制电路41至少确定应当读取哪个传送ch的数据，通过计算求出该数据记载于声音传送帧的哪些字节中，因此只要控制电路41将该位置向数据提取部11指示，仅将该位置的数据写入波形输入用FIFO12中即可。

此外，对于控制数据，不通过数据提取部11进行判断，而是只要读取的数据为控制数据，则将其写入控制输入用FIFO14中，CPU201对包含在从控制输入用FIFO14读出的控制数据中的发送目标地址等进行解析，判断是否是应当参照的控制数据。如上所述，在控制数据的传送中，存在在发送侧将包分割为多个部分，而作为控制数据进行发送的情况，但为了灵活地应对这种数据，优选由CPU201进行判断。或者，也可以使数据提取部11具有对该分割后的包进行处理的功能，同时由控制电路41将本设备的地址向数据提取部11指示，由数据提取部11基于包含在控制数据中的发送目标地址是否一致，判断是否是应当参照的控制数据。

另一方面，波形输出用FIFO13是存储应当输出并记载在声音传送帧中的波形数据的缓冲器，音频总线I/O39在每个采样周期中，从音频总线217获取应当输出的波形数据，并写入波形输出用FIFO13中。当然也可以写入多个传送ch的量的波形数据，只要将写入声音传送帧的靠近前端的字节中的数据，先写入波形输出用FIFO13即可。

此外，控制输出用FIFO15是存储应当输出并记载在声音传送帧中的控制数据的缓冲器，控制总线I/O40从控制总线218获取应当输出的控制数据，并写入控制输出用FIFO15中。

此外，在本设备为从属节点的情况下，如果在帧缓冲器16中声音传送帧的数据，积蓄了规定量(第1规定量)，则与积蓄的进行相配合，通过将波形输出用FIFO13和控制输出用FIFO15的数据，写入帧缓冲器16的恰当的地址中，而刷新声音传送帧的内容。

应当将数据写入声音传送帧的哪些字节中，对于波形数据，是由控制电路41基于应当写入的传送ch进行计算，并向帧缓冲器16指示。对于控制数据，按照图2示出的划分方式，根据每种数据的种类自动确定。

此外，在希望传送其它种类的数据的情况下，也可以将“IP包”的区域的一部分，作为该数据用的区域。此外，也可以取代检测第1规定量的积蓄并将其作为写入的触发源，而是检测从开始声音传送帧的读入时起，经过规定时间，以此作为触发源开始写入。

此外，在本设备为从属节点的情况下，如果在帧缓冲器16中声音传送帧的数据积蓄了比上述第1规定量更大的第2规定量，则使帧缓冲器16开始声音传送帧的输出，如果选择器35选择向第2发送I/F32输出，则将声音传送帧的数据，从前端按顺序传送至第2发送I/F32并进行发送。

此时，将第1数据输入输出部10的动作时钟，直接作为网络时钟NC2，供给至第2发送I/F32，第2发送I/F以网络时钟NC2作为载波，对声音传送帧的数据依次进行调制，而向通信线缆CB输出。此外，也可以取代检测第2规定量的积蓄并将其作为发送的触发源，而是检测从开始读入声音传送帧时起，经过规定时间，以此作为触发源开始发送。

此外，在该情况下，第1数据输入输出部10作为发送控制单元起作用。

此外，在本实施方式中构成为，使根据来自波形输出用FIFO13和控制输出用FIFO15的数据而对存储在帧缓冲器16中的声音传送帧进行内容的刷新，和来自帧缓冲器16的声音传送帧的输出独立地进行，但也可以使该刷新和输出同时进行。即，也可以将接收到的声音传送帧向帧缓冲器16写入达到规定量的积蓄作为触发源，而开始该声音传送帧的读出，一边利用来自波形输出用FIFO13和控制输出用FIFO15的数据对声音传送帧的内容进行更新，一边进行输出。

此外，也可以不是在暂时将接收到的声音传送帧存储在帧缓冲器16中后进行声音传送帧数据刷新，而是在向帧缓冲器16写入声音传送帧时，从来自第1接收I/F31的数据、来自波形输出用FIFO13的数据、以及来自控制输出用FIFO15的数据中，选择恰当的数据进行写入。在该情况下，将来自第1接收I/F31的声音传送帧的数据中，没有被选择的数据废弃。

此外，如上所述，在串联连接的情况下，各个节点在使声音传送帧在传送通路中循环1周期间，仅进行1次读写。因此，仅由第1、第2数据输入输出部10、20中的一个进行数据的读写。因此，不进行数据读写的那一个数据输入输出部，仅是单纯使数据通过。此外，如果仅是使其直接通过，则无需安装FIFO 22、23、25，但上述FIFO是用于在这里没有说明的其它模式而设置的。

此外，主节点如后所述，构成为在整个声音传送帧的接收完成后，进行声音传送帧的更新，向声音传送帧的数据写入的定时和声音传送帧的发送开始的定时，与从属节点不同。但是，对于声音传送帧中的数据写入位置，可以与从属节点的情况相同地进行确定。此外，还进行声音传送帧中的管理数据102的刷新，在这里，该刷新可以通过如下方法进行，即，将应当记载在新的声音传送帧中的数据，写入控制输出用FIFO15中，而将该数据写入积蓄在帧缓冲器中的声音传送帧中。

以上是与声音传送帧发送相关的数据输入输出部的功能。

此外，从图1(a)可知，存在这样的情况，即某个节点接收到的声音传送帧从该节点出发的发送目标，为与该声音传送帧的发送源不同的节点(图1(a)的节点B)，和为与发送源相同的节点(该图中的节点A、C)。这样，在前者的情况下，声音传送帧的发送由接收声音传送帧的接收I/F和另一组中的发送I/F进行，在后者的情况下，由同一组中的发送I/F进行。

选择器35～38是为了进行这种发送目标的切换而设置的。

此外，选择器35和选择器36连动动作，在选择器35使帧缓冲器16的输出流入第2发送I/F32的状态下，选择器36成为将由第2接收I/F33接收的数据写入帧缓冲器26中，而可以与第2组I/F侧的节点进行通信的状态。

但是，如果使选择器35和选择器36切换至折返线路TL1侧，则将帧缓冲器16的输出，写入帧缓冲器26中，从帧缓冲器26传递至第1发送I/F34而向连接对象发送。由此，将接收到的声音传送帧，向其发送源折返发送。此外，此时也可以不将数据写入帧缓冲器26，而是绕过帧缓冲器26，将帧缓冲器16的输出直接传递至第1发送I/F34。此外，作为网络时钟，只要供给进行发送数据供给的第1数据输入输出部10的动作时钟即可，但在使第1数据输入输出部10和第2数据输入输出部20以共用的动作时钟动作的情况下，无需切换网络时钟的供给源。

此外，在该状态下，无论从第2接收I/F33接收到任何帧，都不会将其内容写入帧缓冲器26中。但是，该内容被写入数据提取部21中，由数据提取部21将其全部输入至控制电路41。此外，在该状态下，没有向第2发送I/F32中供给帧缓冲器16的输出，但设有从控制电路41直接向第2发送I/F32传递数据而进行发送的通路。

上述输入输出通路，用于发送接收后述的存在确认帧、连接可否确认帧以及对它们的回答，或者，在初始化处理中组建音频网络系统或在进行与系统的结构变更相关的处理时，发送接收通知和命令等。

此外，在这里对选择器35、36进行了说明，但选择器37、38也通过连动动作而具有相同的功能。这样，对于从第2接收I/F33接收到的声音传送帧，可以切换是否进行折返。

综上所述，在音频信号处理装置2中，根据在所属的音频网络系统中的各个节点的连接状态和本装置是主节点还是从属节点，通过使图6中示出的网络I/F插件215的硬件，对应于检测到的事件，进行以下表1和表2的任何一个中的处理，可以实现与使用图1至图4说明的声音传送帧和数据的传送相关的功能。但是，在上述表中，示出始终将第1数据输入输出部10用于数据的输入输出的例子，在使用第2数据输入输出部20的情况下，只要以使第1数据输入输出部10和第2数据输入输出部20的功能对调的方式，替换处理的内容即可。

表1

主节点的硬件进行的帧传送处理

检测事件	执行处理
		从第1接收I/F接收帧	一边依次接收帧的各个数据，一边向数据提取部11和帧缓冲器16写入
数据提取部11中存在数据	将应当接收的数据写入波形输入用FIFO12或控制输入用FIFO14
		第1接收I/F完成1个声音传送帧的接收	图22或图25中示出的处理
接收字时钟	将接下来应当发送的声音传送帧的内容，从前端开始按顺序从帧缓冲器16读出，通过第2发送I/F进行发送(折返解除状态)或写入帧缓冲器26(折返状态)
		从第2接收I/F接收帧	一边依次接收帧的各个数据，一边向帧缓冲器26写入
帧缓冲器26中存在数据	将帧缓冲器26的内容从前端开始依次读出，通过第1发送I/F进行发送(折返解除状态)或写入帧缓冲器16(折返状态)

表2

从属节点的硬件进行的帧传送处理

检测事件	执行处理
		从第1接收I/F接收帧	一边依次接收帧的各个数据，一边向数据提取部11和帧缓冲器16写入
数据提取部11中存在数据	将应当接收的数据写入波形输入用FIFO12或控制输入用FIFO14
		帧缓冲器16中存在第1规定量的数据	将应当发送的数据，从波形输出用FIFO13和控制输出用FIFO15中，向已写入在帧缓冲器16中的帧的适当位置写入
帧缓冲器16中存在第2规定量的数据	将帧缓冲器16的内容从前端开始依次读出，通过第2发送I/F进行发送(折返解除状态)或写入帧缓冲器26(折返状态)
		从第2接收I/F接收帧	一边依次接收帧的各个数据，一边向帧缓冲器26写入
帧缓冲器26中存在数据	将帧缓冲器26的内容从前端开始依次读出，通过第1发送I/F进行发送(折返解除状态)或写入帧缓冲器16(折返状态)

2.关于音频网络系统的形成及其结构变更

2.1系统启动时的动作

下面，对图5示出的音频信号处理装置2中的控制电路41的CPU执行的、与网络的构建和结构变更相关的处理进行说明。

图7是通过流程图表示各个音频信号处理装置2启动时，为了形成音频网络系统而由全体音频信号处理装置执行的处理的流程的图。

在该流程图中，步骤S11～S14示出的动作是“检测模式”的动作，其进行其它设备的存在确认，步骤S15、S16中示出的动作是“构建模式”的动作，其将存在确认完成装置向音频网络系统插入。此外，在向系统插入后，使声音传送帧进行循环的动作是“声音传送模式”的动作。此外，上述模式对于每个装置是确定。

在图7示出的处理中，首先在音频信号处理装置2中，使选择器35～38在初始状态下选择折返线路。然后，如果接通电源，则在各个相邻装置间相互发送接收存在确认帧，而确认相邻装置的存在(S11)。在这里，相邻装置是指利用通信线缆直接连接的装置。然后，如果可以确认相邻装置的存在，则还将确认出的相邻装置的信息，向相反侧(与另一组的I/F连接的一侧)的相邻装置传递(S12)。

在图8中示意地示出该存在确认及传递的流程。此外，在图9中示出存在确认帧的结构。

图8是在将A至F这6台音频信号处理装置串联连接的状态下，代表性地示出对装置B和装置C的信息进行传递的流程。

在音频信号处理装置2中，如果接通电源，则网络I/F插件215的控制电路41，通过设置在连接端子上的物理开关或测定的端子间的阻抗等，检测与各个接收I/F和发送I/F有无通信线缆连接，或根据输入至接收I/F的电气信号的有无，或提取的网络时钟的有无等，判断在本装置上是否连接有其它装置(但是，在该阶段，无需对连接对象的装置是否已经构成音频网络系统、以及该装置是否能够构成音频网络系统等进行判断)。然后，在判断为连接有其它装置的情况下，从发送I/F向该装置发送存在确认帧。

存在确认帧是图9示出的以太网格式的帧，该帧包含表征其为存在确认帧的信息、本装置(发送源装置)的ID、以及表示本装置是否已属于音频网络系统1的信息。此外，也可以包含表示与已经确认存在的其它装置之间的连接状态信息。音频信号处理装置2的ID，为了避免重复，优选如MAC地址那样由制造商预先设定。此外，作为本设备的ID，也可以不使用装置自身所设定的ID，而使用网络I/F插件215的ID。

然后，在接收到存在确认帧的一侧的装置中，经由第1接收I/F31和数据提取部11，由控制电路41接收该存在确认帧。接着，控制电路41与该存在确认帧对应而生成以太网格式的存在确认响应帧，并向存在确认帧的发送源发送。如果从与接收到存在确认帧的接收I/F同组的发送I/F进行发送，则即使不考虑目标地址，也应当可以向存在确认帧的发送源发送。此外，存在确认响应帧的结构，除了包含表示帧是存在确认响应帧的信息这点之外，与图9示出的存在确认帧相同即可。

在发送存在确认帧一侧的装置中，如果从发送目标接收到存在确认响应帧，则判断为在本装置上可靠地连接有具有用于构成音频网络系统1的通信功能的装置，确认了由通信线缆连接的装置的存在。

在图8示出的例子中，例如装置B向装置C发送存在确认帧，如果与此相应地接收到由装置C发送来的存在确认响应帧，则装置B判断为确认装置C的存在。

此外，也可以根据上述发送接收，使装置C也判断为装置B存在，即，也可以使接收到存在确认帧一侧的装置，根据该接收而确认发送来存在确认帧的装置的存在。但是，也可以重新进行存在确认帧的发送和存在确认响应帧的接收。

无论是哪种方式，确认了相邻装置的存在的装置，如果在相反侧的I/F上连接有装置，则向该装置发送表示确认了新装置的存在的以太网格式的存在传递帧。在图8示出的例子中，装置B向装置A发送表示装置C存在的存在传递帧，装置C向装置D发送表示装置B存在的存在传递帧。此外，在该情况下，进行存在传递帧的发送的装置，以能够确认发送目标装置的存在为前提，即，在进行该发送的装置的拓扑表(后述)中记载有该发送目标装置的存在。

此外，接收到表示新装置存在的存在传递帧的装置，如果在与该发送源相反侧的I/F上连接有装置，则向该装置发送接收到的存在传递帧。在图8示出的例子中，装置D将从装置C接收到的表示装置B存在的存在传递帧，向装置E发送。装置E也将从装置D接收到的表示装置B存在的存在传递帧，再向装置F发送。在该情况下，进行存在传递帧的发送的装置，也以能够确认发送目标装置的存在为前提。

此外，如上所述，在传递装置的信息的情况下，存在传递帧中还包含表示装置的位置关系(连接状态)的信息。例如，在装置C向装置D传递装置B的信息的情况下，为“从装置D观察装置B，其位于经由D→C→B的位置”，在装置D向装置E传递装置B的信息的情况下，为“从装置E观察装置B，其位于经由E→D→C→B的位置”等。

返回图7的说明中，各个装置基于如上述被确认存在或传递信息的装置的信息，构建拓扑表(S13)。该拓扑表是表示各个装置通过通信线缆以何种顺序连接、以及记录上述各个装置的信息的表。

在图10中示出拓扑表的例子。

如该图所示，在这里，在拓扑表中按照连接顺序排列并记载确认存在或传递了信息的装置的ID，同时对于各个装置记载有主控优先级、延迟时间以及系统插入的信息。

其中，主控优先级是在决定音频网络系统的主节点时，表示各个装置的优先程度的信息，使主控优先级最高的装置成为主节点。主控优先级是由用户或制造商预先针对每个装置设定的。

延迟时间是表示在装置间传送声音传送帧时，产生多大的传送延迟的信息，例如，在后述连接可否确认时，可以在装置间发送接收测量用帧而进行测量。此外，优选将由于声音传送帧的缓冲和数据的读写产生的延迟时间，设计为在各个装置中大致固定。这样，在这种情况下，可以将传送延迟的量，作为(设计值)+(依赖于装置间的物理距离的增加量)进行使用。在该情况下，存储在拓扑表中的延迟时间的值，可以仅是(依赖于装置间的物理距离的增加量)，也可以是与(设计值)之和。

此外，在相邻装置存在2个的情况下，传送延迟的量对于这两者不一定是一致的。在这里，例如，以后述方式区分串联连接的前端侧和末尾侧，则作为延迟时间，记载与末尾侧的相邻装置之间进行声音传送帧的传送时产生的传送延迟量即可。或者，也可以分别记载与前端侧和末尾侧的各个相邻装置之间产生的延迟时间。

系统插入是表示是否已经插入音频网络系统中，以及在已经插入的情况下表示其系统ID的信息。系统ID是对各个音频网络系统标注的单一的ID，由该系统的主节点确定。在本实施方式中，可以在通过各个音频信号处理装置2的串联连接而形成的1个或多个音频网络上，构建多个音频网络系统，可以根据系统ID，分别识别同时存在的多个音频网络系统。

在图11中示出上述拓扑表的构建流程。

如上所述，各个音频信号处理装置A～F在接通电源后，确认相邻装置的存在，同时将该装置的信息向相反侧的装置依次传递。因此，各个装置A～F的信息，首先通过存在确认，随后通过传递，如虚线所示散发至串联连接的所有装置中。随后，各个装置通过每次在获得新的装置的信息时，将该装置的信息追加在拓扑表的恰当位置中，而如图11的时序所示，在各个装置中构建拓扑表。

在以上的说明中，拓扑表的构建是按照这样的步骤进行的，即在由所有装置确认了相邻装置的存在后，向相反侧的装置进行传递，但并不是必须以上述方式进行。例如，即使在装置E可以确认装置F的存在之前，使装置A的信息传递至装置E，也不存在问题。

此外，在拓扑表中区分串联的前端和末尾的情况下，例如，只要如将连接在第1发送接收I/F 31、34上的装置侧作为前端侧，相反侧作为末尾侧这样，以连接的I/F为基准确定方向即可。

这样，在如将第1发送接收I/F之间连接这样的情况下，存在各个装置中拓扑表的方向不同的情况(例如，如果将装置B的第1发送接收I/F和装置C的第1发送接收I/F连接，则装置B将装置F识别为串联的前端，另一方面，装置C将装置A识别为前端)。

但是，由于只要连接顺序不冲突，就不会阻碍音频网络系统的形成，因此在系统形成后，由主节点向各个装置指示，对哪一端为前端进行统一即可。在这里，系统的主节点将各个采样周期中发送新的声音传送帧一侧(图29中的前方侧)定义为末尾侧，对各个从属节点进行指示，以将与此相同的一侧作为末尾侧(前方侧)，将相反侧作为前端侧(后方侧)。

此外，从图11可知，在各个装置中，如果将串联连接的所有装置记录在拓扑表中，则拓扑表的内容无需再次变化。因此，各个装置在规定时间期间拓扑表没有发生变化的情况下，跳转至图7的步骤S14之后的音频网络系统的构建处理。在这里，在没有插入音频网络系统的装置中，使选择器35～38选择折返线路侧。

此外，在获知本装置没有与其它装置连接的情况下，由于即使构建系统也没有意义，因此在这里暂时终止处理，在与其它装置连接的时刻，对于是否可以插入该装置所属的系统中，重新开始图7示出的处理。

在音频网络系统的构建处理中，首先使各个装置相互通信，将记载在拓扑表中的装置的1个，选定为主节点(S14)。在这里，使主控优先级最高的装置作为主控即可。在主控优先级相同的装置存在多个的情况下，可以通过使装置ID的字符码小的那一个为主控等任意方法确定。此外，在发现拓扑表的内容不一致(尚未传递所有装置的信息)的装置的情况下，也可以使步骤S14的处理中断，直至使所有装置中的拓扑表一致。在该处理中，各个装置的控制电路41作为主节点设定单元起作用。

如果主节点的选定完成，则除了主节点之外的装置，主动中止构建系统的动作，按照来自主节点的指示构建音频网络系统。然后，各个装置以主节点为基点，依次确认相邻装置的连接可否，将可以连接的装置作为节点插入音频网络系统中(S15)。此外，利用声音传送帧进行的声音传送，在存在于音频网络上的多个节点中的、已插入音频网络系统中的节点间进行。1个音频网络上的各个节点，仅可以插入该音频网络上的任意一个音频网络系统中，不可以同时插入该音频网络的多个系统中。

此外，按照该插入，更新各个装置的拓扑表中的系统插入信息(S16)。具体地说，主节点向音频网络的各个装置(也包括没有插入该系统的装置)，通知插入系统中的装置的装置ID及该系统的系统ID，记录在上述装置的拓扑表中。

在图12中示出步骤S15中将各个装置插入音频网络系统中的流程。在该图中，示出装置B成为主节点的情况下的例子，图中的“M”是表示主节点的标志。此外，标记斜线的装置是已经插入音频网络系统中的装置，“LB(折返)”是表示将选择器的其中一侧切换至折返线路侧，处于使声音传送帧折返的状态。

主节点B在构成新的音频网络系统的情况下，如图12(a)所示，首先向两侧相邻的装置(对象装置)，发送连接可否确认帧。该帧用于询问是否可以加入音频网络系统。然后，对于完成存在确认并没有插入其它系统中的装置，通常认定为处于可以加入系统的状态，与来自主节点的连接可否确认对应，返回表示可以连接的连接可否响应帧。

此时，进行延迟时间确认用帧的发送接收，对在装置间传送声音传送帧时产生多大的传送延迟进行测定，将其结果作为延迟时间信息记录在拓扑表中。由于除了主节点之外的装置无需保留该信息，因此只由主节点进行记录即可。

然后，在主节点B根据延迟时间信息，将返回了可以连接响应的装置加入系统中的情况下，对是否可以在与当前预定的系统的周期更新量k对应的规定上限时间内，经由系统内的全部节点使声音传送帧完成循环进行确认。

在无法循环的情况下，使周期更新量k增加1，再一次进行确认处理，然后，直至完成该确认为止，反复执行周期更新量k的增加和确认处理。周期更新量k设有规定的上限，如果即使周期更新量k达到上限，也无法确认为可以循环，则判断为该装置无法插入系统中，使该插入处理(S15、S16)中止，并使处理进入步骤S17。此外，本实施方式中的周期更新量k的最小值为2(周期)，在上限为2的情况下，无法使周期更新量增加。

此外，如果完成循环的确认，则主节点将音频网络中确认存在的所有装置作为发送目标，发送(广播)表示对象装置向音频网络系统的加入许可的加入许可帧，同时使连接有该对象装置一侧的选择器切换至发送接收I/F侧，解除声音传送帧的折返。此外，接收到加入许可帧的对象装置，也使连接有主节点一侧的选择器切换至发送接收I/F侧，解除折返。此外，发送的加入许可帧，依次传递至构成音频网络的多个装置，收到加入许可的通知的各个装置，将对象装置向该系统的插入记录在各自的拓扑表中。

由此，主节点B可以将相邻的装置A、C作为节点插入音频网络系统中，成为图12(b)示出的状态。此外，无需同步地进行两侧的相邻装置的插入。

此外，由于装置A是串联连接的端部的装置，因此该侧的插入就此完成，但对于装置C，由于在其前方还连接有装置，因此将该装置作为对象装置进行插入。

在这里，装置C(与相邻且尚未插入的装置的存在对应而自动地，或与来自主节点B的指示对应)作为主节点的代理，进行连接可否确认帧的向装置D(对象装置)的发送以及连接可否响应帧的接收，将该响应内容传送至主节点B。此时，装置C还使延迟时间确认用帧在其与装置D之间往复，而进行该传递延迟时间的测定，将该测定结果也同时进行传送。此外，也可以取代使装置C进行代理，而使主节点B经由装置C向装置D发送连接可否确认帧，经由装置C接收来自装置D的连接可否响应帧。

然后，主节点B根据延迟时间信息，对即使将已返回可以连接响应的装置加入系统中，也可以在与当前的周期更新量k对应的规定上限时间内，经由系统内的所有节点使声音传送帧完成循环进行确认。在判断为无法循环的情况下，与上述情况相同地，直至可以确认为可以循环为止，使周期更新量k依次增加，或根据周期更新量k的上限，判断为无法插入。

然后，如果完成该确认，则主节点B将所有装置作为发送目标，发送表示允许作为对象装置的装置D向音频网络系统的加入的加入许可帧。

接收到加入许可帧的装置C，将该加入许可帧向相邻的装置D传送，同时使连接有装置D一侧的选择器切换至发送接收I/F侧，解除声音传送帧的折返。此外，接收到加入许可帧的装置D，也将该加入许可帧向相邻的装置E传送，同时使连接有装置C一侧的选择器切换至发送接收I/F侧，解除折返。此外，接收到加入许可帧的各个装置，将对象装置向该系统的插入记录在各自的拓扑表中。

由此，主节点B可以将装置D作为节点而插入音频网络系统，成为图12(c)示出的状态。

然后，以下同样地，将装置E、F逐个插入音频网络系统中，成为图12(d)的状态，此时由于使记录在拓扑表中的所有装置都插入音频网络系统中，因此主节点结束插入处理。

如上所述，主节点B在将记录在拓扑表中的所有装置插入前，已判断为如果追加新的节点，则在与周期更新量k的上限对应的上限时间内，无法经由系统内的所有节点使声音传送帧完成循环的情况下，结束新节点的插入。在该情况下，使没有插入音频网络系统中的装置，就这样留在系统外(如果由于某种原因使系统内的节点数量减少等，则也存在随后进行插入的情况)。

无论以何种方式，如果主节点结束装置的插入处理，则如图7所示，向音频网络系统内的各个节点，指示使声音传送帧循环的声音传送模式的开始(S17)，同时开始声音传送帧的生成和发送(S18)。

由此，自动地形成初始的音频网络系统。在该音频网络系统中，通过由两端的节点使所述声音传送帧的传送折返，而其它的节点不使所述声音传送帧的传送折返，可以在构成系统的各个节点之间形成环状的传送通路，使声音传送帧在该传送通路中以固定周期循环。此外，随后直至音频网络系统停止，无论应当传送的波形数据和控制数据有无，都持续进行各个节点间的声音传送帧的循环。在这种使声音传送帧的循环实际进行的状态下，音频网络系统整体处于声音传送模式。

此外，即使在任意时刻发生节点的追加或传送通路的切断的情况下，也可以继续进行声音传送帧的传送，是本实施方式的特征之一，以下对该点进行说明。

2.2与新增节点追加相关的动作

在图13中示出在本实施方式的音频网络系统中，由两端的节点以规定周期定期地执行的与追加新增节点相关的处理的流程图。

在构成以上述方式形成的音频网络系统的节点中，两端的节点、即进行声音传送帧的折返的节点，在该节点为主节点的情况下作为主节点，在不是主节点的情况下作为主节点代理，定期地进行图13的流程图示出的处理。该处理由网络I/F插件215内的控制电路41进行。

此外，在该处理中首先判断是否在进行声音传送帧的折返一侧(选择器选择折返线路一侧)连接有装置(S21)。该判断与启动时的情况相同地，可以根据与各个发送接收I/F连接的通信线缆的有无，或提取的网络时钟的有无等进行。

然后，如果连接有装置，则向折返侧发送存在确认帧(S22)。存在确认帧的结构可以与图9示出的相同，在这里，作为“已确认连接状态”，记载拓扑表的信息即可。然后，如果发送目标是可以插入音频网络系统中的装置，则与启动时的处理的情况相同地，返回存在确认响应帧。此外，在新的装置存在的情况下，假定该装置处于“检测模式”，则该装置会基于接收到的存在确认帧的信息更新自身的拓扑表。

然后，执行图13的处理的控制电路41，在对存在确认帧存在响应的情况下(S23)，判断为在折返侧连接有可以插入系统中的装置，在拓扑表中追加该新装置的信息(S24)。追加的信息，可以从存在确认响应帧中获得。此外，将该新装置的信息作为网络结构信息记载在声音传送帧中，向本装置自身所属的音频网络系统内的各个节点传递(S25)。接收到该信息的各个节点，按照其内容更新自身的拓扑表。

只要在该时刻下新的装置尚未插入其它系统中，则处于“构建模式”，因此以该装置作为对象装置发送连接可否确认帧(S26)。该帧与在使用图12进行说明的新系统形成时的插入处理中使用的相同即可。

此外，返回存在确认响应帧的装置，只要尚未插入其它系统中，则通常认为其处于可以加入该系统的状态，对于连接可否确认，返回表示可以的连接可否响应帧。然后，如果存在该响应(S27)，则进行用于将新装置插入本装置自身所属的音频网络系统中的动作。

作为该动作，首先在本装置与新装置之间发送接收延迟时间确认用帧，而对在装置间发送声音传送帧时产生多大的传送延迟进行测定(S28)，将该延迟时间的信息向主节点发送，并请求新装置的连接许可(S29)。与主节点之间的数据发送接收，是通过将数据记载在进行循环的声音传送帧的IP包区域中进行的。此外，该处理还具有向主节点通知将要向系统中插入新的节点的意义，在该处理中，控制电路41作为连接通知单元起作用。

另一方面，如果主节点确认为即使将返回可以连接响应的对象装置加入系统中，也可以在与该时刻的周期更新量k对应的规定上限时间内，经由系统内的全部节点使声音传送帧完成循环，则将表示允许加入的加入许可帧，记载在声音传送帧的IP包区域中进行发送。此外，在无法循环的情况下，直至可以进行该循环为止，使周期更新量k增加，在改变声音传送帧生成的方式后，发送加入许可帧，但在即使以上限周期更新量也无法完成该循环的情况下，不发送加入许可帧。

然后，接收到声音传送帧中的加入许可帧的控制电路41(S30)，将该加入许可帧发送至新的装置(对象装置)，指示声音传送模式的开始(S31)。然后，在拓扑表中作为对象装置的系统插入信息而记录该系统的系统ID，同时将表示对象装置插入的信息记载在声音传送帧的IP包区域中，向系统内的各个节点传递(S32)。接收到该信息的各个节点，按照其内容更新自身的拓扑表。

此外，在新装置侧，如果接收到加入许可帧，则开始用于使声音传送帧循环的动作，同时使与指示源连接一侧的选择器切换至发送接收I/F侧，解除声音传送帧的折返。

在指示源(执行图13的处理)的装置中，为了防止在该时刻正在发送接收的声音传送帧在中途切断，而在不进行发送接收声音传送帧的、从某个帧的发送完成至下一个帧的接收开始之间的定时，使与新装置连接一侧的选择器切换至发送接收I/F侧，解除声音传送帧的折返(S33)，并结束处理。

在上述步骤S28至S33的处理中，控制电路41作为变更指示单元和传送通路形成单元起作用。

此外，在步骤S21中折返侧不存在装置的情况下，由于不需要随后的处理，因此直接结束处理。

在步骤S23中，在规定时间内没有响应的情况下，判断为所连接的装置不具有与声音传送帧的传送相关的功能，是无法插入音频网络系统中的装置，从而直接结束处理。

此外，在步骤S27中，在接收到表示无法连接的连接可否响应帧的情况下，或在规定时间内没有可以连接响应的情况下，判断为新装置由于某种原因而无法插入音频网络系统，从而直接结束处理。

在步骤S30中，在规定时间内没有接收到加入许可帧的情况下，判断为不允许连接，从而直接结束处理。

此外，即使在步骤S27或S30中判断为“否”的情况下，由于已形成的系统或装置的状况也可能发生改变，因此定期地执行图13的处理。在该情况下，由于存在确认已完成，因此也可以省略步骤S21～S25的处理，而从步骤S26开始执行。

通过上述处理，在新装置已经连接在动作中的音频网络系统的端部的节点上的情况下，可以自动地检测该装置，将其插入音频网络系统中，在包含该插入的装置在内的传送通路中，使声音传送帧循环。在该情况下，不会损失传送中的声音传送帧。

此外，在这里，示出了在主节点对可否插入新节点集中地进行判断的情况下的处理例，但也可以使端部的节点具有根据各个节点间的延迟时间信息，对新节点的可否插入进行判断的权限。在该情况下，在进行新节点的插入后，事后向主节点通知该插入即可。

此外，从图13中示出的“新装置”侧观察，即使可以掌握本装置的状态，但在从相邻装置接收到存在确认帧或存在确认响应帧并对其内容进行解析前，无法掌握相邻装置是否正在执行如图7所示的启动时的处理，是否正在执行如图13所示的新增节点追加相关的处理，但由于新装置侧的处理在任何情况下都是相同的，因此不存在问题。

即，根据本装置的状态，如果尚未插入音频网络系统，则进行启动时的处理，如果已经插入，则执行与新增节点追加相关的处理。此外，在任何一种情况下，都可能从相邻装置接收存在确认帧和连接可否确认帧，在接收到上述帧的情况下，返回响应。

此时，对于存在确认帧及其响应，无论本装置和相邻装置的状态如何，都可以以相同的方式进行发送接收，但对于连接可否确认帧及其响应，优选与本装置和相邻装置的状态对应，而切换对策。在将已经插入不同的音频网络系统中的装置之间重新连接的情况下，由于如果将该连接的装置插入音频网络系统中，则系统的动作会发生故障，因此通过图13的处理防止这种情况。

在这里，已经插入音频网络系统中的装置，如果从其它的系统末端的节点向其发送来连接可否确认帧，则返回表示无法连接的连接可否响应帧。此外，对于已插入的装置，也可以将其判断为“无法连接”，而不向其发送连接可否确认帧。

综上所述，使在折返侧检测出其它装置的连接的装置，进行表3中示出的动作即可。

表3

插入系统		存在确认帧的发送	存在确认响应帧的发送(对存在确认的响应)	连接可否确认帧的发送	连接确认响应帧的发送(对连接可否确认的响应)
						本装置	相邻装置
未	未							根据图7的处理进行发送	发送	根据主节点的指示进行发送	发送可以连接的响应
		未	已	根据图7的处理进行发送	发送	不发送	发送可以连接的响应
已	未							根据图13的处理进行发送	发送	根据图13的处理进行发送	发送无法连接的响应
		已	已	根据图13的处理进行发送	发送	不发送	发送无法连接的响应

2.3传送通路切断时的动作

下面，对在音频网络系统中发生节点间的连接切断的情况下的动作进行说明。

在音频网络系统中，各个节点在检测出与相邻节点间的连接切断的情况下，将检测出切断一侧的选择器的选择切换至折返传送通路侧，开始声音传送帧的传送的折返。即，由于在本节点与相邻节点之间的连接被切断的状态下，即使向该相邻节点发送声音传送帧，也仅会使该声音传送帧丢失，因此将与本节点的连接切断侧的节点从系统中分离，仅通过剩余的节点形成新的传送通路，而继续声音传送帧的循环。

对于折返开始的定时，也可以在检测出切断时立即进行。但是，如果在声音传送帧的发送中进行折返，则会将不完整的声音传送帧发送向传送通路。因此，对于检测出切断时正在发送的声音传送帧，尽可能地将其发送至末尾，随后，在接收下一个声音传送帧前开始折返即可。在该情况下，发送的声音传送帧消失而不由任何装置接收，但如后所述，即使声音传送帧消失，对主节点的随后的声音传送帧的生成的影响也很小。

在图14中示出连接切断时的系统结构变更流程的例子。阴影、“M”以及“LB”的意义与图12相同。

在该图中，示出节点间的连线被切断的情况下的例子。此外，连线的切断中，除了通信线缆自身被物理切断的情况之外，还包括通信线缆被从节点拔出的情况，以及任何一侧的节点由于故障而无法相对于音频网络进行发送或接收的情况。

这样，如果连线被切断，则在双方向的传送通路被切断的情况下，在切断位置两侧的节点处，在仅切断单方向的传送通路的情况下，则是在传送通路的接收侧的节点处，会使来自与切断位置对应的一侧的相邻节点的声音传送帧的信号中断，或无法提取网络时钟。因此，检测出声音传送帧在中途信号中断、或无法提取网络时钟的节点，判断为在该侧发生切断，向两侧发送(广播)表示检测出切断的切断传递帧。由此，即使仅能在切断位置的一侧检测出切断的情况下，也可以将该切断向另一侧传递，使两侧的节点可以识别切断(图14(a))。

然后，检测出切断的节点，如图14(b)所示，在检测出该切断的一侧设定折返。在图示出的例子中，由此形成从节点A至节点D进行循环的传送通路，和在节点E和节点F之间循环的传送通路。在该情况下，检测出切断的节点的控制电路41作为变更指示单元和传送通路形成单元起作用。

此外，由于切断而导致在中途中断的声音传送帧，随后继续在音频网络系统中的没有被切断的节点间循环，但由于紧跟着该中断的声音传送帧而传递切断传递帧，因此，通过接收到中断的声音传送帧的各个节点紧接着接收切断传递帧，从而可以判断出是在切断传递帧所示的位置发生切断，而不是在该节点的接收侧线缆处发生切断。

另一方面，如图14(c)所示，在主节点中，如果切断发生时声音传送帧发生损坏，则废弃该损坏的声音传送帧，但新的声音传送帧的生成和发送，无论传送通路的变更情况如何都继续进行。因此，在从节点A至节点D进行循环的传送通路中，在切断发生后也周期性地传送声音传送帧，在可以维持传送通路的范围内，继续进行波形数据和控制数据的传送。

但是，在没有主节点的节点E和节点F侧，无法进行新的声音传送帧的生成。随后，节点E和节点F在一定期间没有接收到新的声音传送帧的情况下，判断为从音频网络系统分离，使两侧的选择器切换至折返线路侧，而停止声音传送模式的动作。

然后，可以自动地进行图7中示出的步骤S14后的处理，以在可能的范围内再次构成音频网络系统，也可以继续单独动作，等待来自其它装置的连接要求。在后者的情况下，如果被切断的连线恢复，则可以通过图13中示出的处理，将节点E和节点F依次插入系统中。

此外，在切断发生时刻声音传送帧的前端位于节点E或节点F的情况下，如果不采取任何对策，则声音传送帧会持续在节点E和节点F之间循环。因此，为了防止这种情况，在声音传送帧的接收时，确认帧序列号，在第2次接收到相同序列号的声音传送帧的情况下，不使该声音传送帧折返而将其废弃即可。

此外，在图15中示出连接切断时的系统结构变更流程的其它例子。

在该图中，示出节点停止的情况的例子。即使连线没有变化，也可能由于突然切断电源等而使节点停止。这样，在该情况下，由于也会使停止的节点的两侧节点无法检测出来自相邻节点的网络时钟，因此可以以此作为触发源，如图15(a)所示检测出传送通路的切断。停止的节点的相邻节点(D、F)，无法区分节点的停止和连线的切断，但由于对应处理相同，因此不会产生问题。

即，如图15(b)、  (c)所示，与图14的情况相同，检测出传送通路的切断的节点，在检测出该切断侧设定折返，主节点将切断发生时损坏的声音传送帧废弃，继续进行新的声音传送帧的生成和发送。这样，由此在存在主节点一侧的传送通路中，在切断发生后也传送声音传送帧，在可以维持传送通路的范围内，继续进行波形数据和控制数据的传送。

此外，各个节点即使在功能没有完全停止的情况下，也存在由于控制电路41停止等而成为无法对声音传送帧正常地进行数据的读写的情况。此外，由于如果在该状态下继续声音传送帧的传送，则无法确保其内容的正确性，因此优选在某个节点陷入这种状态的情况下，使该节点停止动作，进行如图15所示的结构变更。

但是，由于只要网络I/F插件215正常动作，则无论数据的读写是否正常，都发送网络时钟，因此在该情况下，无法以网络时钟作为检测的判断基准。

因此，如图27所示，使各个节点的控制电路41，在发送的声音传送帧的网络结构信息的区域中，写入表示本节点正常动作(存在)的存在信息而进行发送，同时如图26所示，从接收到的声音传送帧的网络结构信息的区域中，读出相邻的节点的存在信息，基于存在信息确认相邻的节点的状态即可。此外，存在信息只要是包含根据该节点的节点ID和规定的规则而每次变化的变化值的信息即可。

这样，在无法确认发送源的存在信息的情况下，可以判断为发送源装置丧失对声音传送帧进行数据读写的能力。此外，在经由网络集线器等，在某个节点的相邻侧连接有多个节点，并从不属于该音频网络系统的节点，发送来声音传送帧的情况下，由于该声音传送帧不是本装置所属的音频网络系统的声音传送帧，而可以适当地将其忽略。

此外，也可以考虑产生突发性的数据错误的可能性，而在未能对规定数量的声音传送帧确认存在信息的情况下，判断为发生异常。此外，可以在进行存在信息的确认的情况下，仅对该存在信息，使用第1和第2数据输入输出部10、20这两者进行写入和读出。这样，在向任何方向进行传送的情况下，都可以确认发送源的状态。

此外，在发生连线切断或节点停止的情况下，装置间的连接的状况发生变化，此时，音频网络的各个节点，根据接收到的切断传递帧，变更本节点的拓扑表的内容。

在图16中以与图11相同的形式，示出在图14所示的例子的情况下的拓扑表的变更流程。

如该图所示，检测出连线切断的节点，首先将连接在切断位置的连接切断侧装置的信息，从拓扑表中删除。然后，将表示发生切断而无法与连接切断侧节点进行通信的切断传递帧(在图中，“E不存在”以及“D不存在”)，向维持通信一侧的节点传递(广播)。

然后，接收到该切断传递帧的节点，也将连接在切断位置的连接切断侧装置的信息，从拓扑表中删除，同时向相反侧的节点依次传递切断传递帧。切断传递帧的传递，在切断位置的任意一侧的节点间，都在不传送声音传送帧的定时下进行。

由此，即使在发生连线切断或节点停止的情况下，也可以使各个节点中的拓扑表的内容，迅速地与现状一致。

3.关于在声音传送帧中的数据读写

3.1声音传送帧的生成

下面，对主节点的声音传送帧的生成进行说明。

如上所述，在本实施方式的音频网络系统中，仅由主节点生成新(序列号不同)的声音传送帧。此外，主节点对其自身发送的、在传送通路中循环1周返回的声音传送帧的数据的一部分进行加工，而进行新的声音传送帧的生成。

该加工的内容是指更新帧头和管理数据(包括序列号)，同时将主节点发送的波形数据和控制数据等写入，而对于由其它节点写入的波形数据和控制数据，则以原状保留在新的声音传送帧中。

但是，在采用这种生成方式的情况下，如果不对返回的声音传送帧的错误进行确认，而生成新的声音传送帧，则可能在传送的波形数据中产生严重的噪声。因此，本实施方式的主节点，将沿传送通路循环1周返回的声音传送帧整体暂时保存在缓冲器中，在确认正常地接收了整个声音传送帧后，基于该声音传送帧生成新的声音传送帧。

此外，在主节点未能接收到声音传送帧的情况下，新的声音传送帧必须基于其它的声音传送帧生成。因此，将正常接收到的声音传送帧中最新的那个，与发送接收用的分开保存，在未能正常接收到声音传送帧的情况下，使预定基于该未能正常接收的声音传送帧生成的声音传送帧，基于所保存的声音传送帧生成。

因此，主节点如图17所示，在进行声音传送帧的生成的数据输入输出部中，帧缓冲器16由多个缓冲器构成，向上述各个缓冲器分配“发送缓冲器(兼保存缓冲器)”或“接收缓冲器”的功能。此外，帧缓冲器16内需要比周期更新量k大1的(k+1)个缓冲器。

在这里，图18中示出主节点的声音传送帧的发送接收以及生成的定时例。在该图中，S是整数，是表示字时钟的各个周期是第几周期的编号。此外，该S也作为表示在该第S周期中主节点发送的声音传送帧的帧编号使用。

主节点如使用图3和图4进行的说明所述，在每个采样周期发送1个声音传送帧。此外，发送的声音传送帧的前端，在周期更新量k为“2”的情况下，以大约1个采样周期在系统中循环一次。此外，在多数情况下，如图18所示，在第S个声音传送帧的整体接收完成前，必须开始第S+1个声音传送帧的发送。此外，直至比开始第S+2个声音传送帧发送提前规定时间α的定时，接收到第S个声音传送帧的整体。

该声音传送帧的循环所耗费的上限时间，可以随着周期更新量k变化。因此，主节点在无法在时间限制内循环的情况下，使周期更新量k增加而使上限时间延长。在上述例子中，如果声音传送帧无法在与周期更新量“2”对应的规定的上限时间“比2个采样周期短规定时间α的时间”内完成接收，则以周期更新量k的上限不是“2”为条件，使周期更新量k增加“1”而成为“3”，使对应的规定的上限时间成为“比3个采样周期短规定时间α的时间”。在这里，规定的上限时间通过下式计算，(规定的上限时间)＝(采样周期)×(周期更新量k)—(规定时间α)。

反向来看，在周期更新量的值为k时，第S个声音传送帧在(采样周期)×k-α的时间内由主节点完成接收。因此，在本实施方式的主节点中，基于第S个声音传送帧，生成第S+k个声音传送帧。图18是周期更新量为“2”的情况下的定时例，此外，以标号X示出的是该生成处理所需时间α。

在该情况下，使存储在发送缓冲器中的第S个声音传送帧的发送，和接收到的第S-1个声音传送帧的向接收缓冲器的存储并行地进行。在帧缓冲器16中，使接收缓冲器为当前的发送缓冲器的下一个缓冲器即可。此外，应当由主节点从声音传送帧中读取的数据，可以在向接收缓冲器存储时读取，也可以在存储后读取。然后，在第S-1个声音传送帧的接收完成的时刻，进行接收到的声音传送帧的错误校验，如果没有异常，则将该接收缓冲器指定为下一个发送缓冲器，同时将该指定后的发送缓冲器(当前的接收缓冲器)的下一个缓冲器，指定为下一个接收缓冲器。然后，对存贮在下一个发送缓冲器中的第S-1个声音传送帧进行加工，而生成第S+1个声音传送帧。

然后，由于第S个声音传送帧也即将返回，将准备使用的下一个缓冲器变更至接收缓冲器，开始接收到的第S个声音传送帧的存储。随后，在第S个声音传送帧的发送完成的时刻，释放发送缓冲器。

然后，在下一个字时钟的开始定时，将准备使用的下一个缓冲器变更至发送缓冲器，同时开始存储在其中的第S+1个声音传送帧的发送，随后，在第S个声音传送帧的接收完成的时刻，进行接收到的声音传送帧的错误校验，如果没有异常，则将存储有该声音传送帧的接收缓冲器指定为下一个发送缓冲器，同时将该指定后的发送缓冲器(当前的接收缓冲器)的下一个缓冲器指定为下一个接收缓冲器。然后，对存储在下一个发送缓冲器中的第S个声音传送帧进行加工，而生成第S+2个声音传送帧。

通过重复以上流程，始终可以基于判断为全部正常的声音传送帧，生成新的声音传送帧。

此外，对于第1个和第2个声音传送帧，由于没有作为基础的声音传送帧，因此基于规定的模版生成即可。

此外，也可以取代在帧缓冲器内对声音传送帧进行加工，而与从属节点的情况相同地，在输出时，从帧缓冲器中读出声音传送帧，对该读出的声音传送帧的帧头和内容，一边利用来自波形输出用FIF0和控制输出用FIFO的数据等进行替换，一边进行输出。在该情况下，在保存在发送缓冲器中的是接收后的状态下的声音传送帧这一点上不同，但所需的缓冲器数量同样为(k+1)个。

此外，如果设计为使各个缓冲器的动作速度加倍，而可以在发送的同时进行接收，则由于可以在声音传送帧返回至主节点的定时下，将该时刻的“发送缓冲器”同时作为“接收缓冲器”使用，因此可以使缓冲器的数量比上述实施方式少1个而成为k个。

此外，在图19中示出在第S个以后的声音传送帧未能正常接收的情况下，主节点的声音传送帧的发送接收及生成的定时。在这里，未能正常接收的情况是指声音传送帧被中途切断的情况，或完成接收但在错误校验中判断为异常的情况。

在该情况下，如果主节点基于非正常的第S个声音传送帧，生成第S+2个声音传送帧，则可能使传送的波形数据不连续或产生噪声。因此，检测出未能正常接收的主节点，废弃接收缓冲器中的声音传送帧，将该缓冲器指定为下一个接收缓冲器，同时将该时刻的发送缓冲器指定为下一个发送缓冲器。由于在该时刻发送缓冲器仍然在进行发送，所以使新的声音传送帧的生成等待该发送完成后进行。即，在第S+1个声音传送帧的发送完成时，主节点对存储在下一个发送缓冲器中的第S+1个声音传送帧(包含有此前正常接收到的第S-1个声音传送帧中的数据)进行加工，而生成第S+2个声音传送帧。

此外，在第S+1个声音传送帧也未能正常接收的情况下，在生成第S+3个声音传送帧时，也将发送缓冲器再次指定为下一个发送缓冲器，在第S+2个声音传送帧的发送完成后，基于存储的第S+2个声音传送帧，生成第S+3个声音传送帧。随后，直至可以正常接收声音传送帧，将该缓冲器反复作为发送缓冲使用，基于存储在该发送缓冲器中的声音传送帧(包含有第S-1个声音传送帧中的数据)，使新的声音传送帧的生成持续进行。

在这里，在图20和图21中分别示出对于图18和图19中的周期更新量k为“2”的情况，记载在主节点发送接收的各个声音传送帧中的数据。

如上所述，声音传送帧的生成是在作为基础的声音传送帧中，写入帧头、管理数据以及主节点发送的数据，除此之外的数据以原状保留。此外，在声音传送帧中，在传送通路中循环1周期间，将各个从属节点发送的数据写入，在该状态下返回主节点。

因此，如图20所示，在声音传送帧的发送接收正常进行的情况下，例如在第S+1个声音传送帧中，在发送时由主节点写入的部分中的数据，是发送时刻最新的第S+1(采样)周期的数据，但由从属节点写入的部分中的数据，则保留2个采样周期前的第S-1周期的数据。然后，主节点在接收该声音传送帧的时刻，成为全部数据被刷新为最新的第S+1周期的数据的状态。

此外，如果以时序方式比较发送时的声音传送帧的内容，则可知在由从属节点写入的部分中的数据，和由主节点写入的部分中的数据之间，存在2个采样周期量的偏差，但其任何一种都是每帧每次增加1个采样周期。

另一方面，对图21进行同样的比较，只要异常持续产生，则在主节点发送的声音传送帧中，由从属节点写入的部分中的数据是相同的，但由主节点写入的部分中的数据，可以始终写入最新的数据。

因此，如果考虑例如波形数据，则各个节点接收到的波形数据，即使声音传送帧中发生异常，也仅是保留那个时刻的值。因此，即使使用该波形数据进行声音输出，也不会产生严重的噪声。此外，在该保留的波形数据的直流成分在后续部分的功率放大器等中产生问题的情况下，只要取代保留该波形数据的值，而使每个声音传送帧以逐渐接近0的方式衰减即可。

此外，在不在帧缓冲器16中对声音传送帧进行加工，而是一边对从帧缓冲器16读出的声音传送帧进行加工，一边输出的情况下，在发送完成的发送缓冲器中，存储有接收到的声音传送帧的数据，而没有发生任何变化。从图21可知，例如在生成第S+2个声音传送帧的情况下，基于发送中(或已发送)的第S+1个声音传送帧进行生成，或基于作为该声音传送帧的基础的第S-1个声音传送帧进行生成，都可以通过相同的加工而生成相同内容的声音传送帧。即，可以通过将从发送缓冲器中读出的第S-1个声音传送帧的一部分，替换为第S+2周期的数据，而从主节点输出图21的“S+2发送时”示出的内容的声音传送帧。

下面，作为主节点中用于实现图18和图19示出的动作的处理，在图22中示出主节点在检测出第S个声音传送帧的接收完成的情况下执行的处理的流程图。该处理是由网络I/F插件215的控制电路41和第1数据输入输出部10协同执行的。

控制电路41及第1数据输入输出部10，如果检测出第S个声音传送帧向帧缓冲器16的写入(接收)完成，则开始图22中示出的处理。然后，首先，对于接收完成的声音传送帧，根据声音传送帧的长度、帧序列号、错误校验码等检测错误的有无(S41)。在这里，如果没有错误(S42)，则将当前的接收缓冲器指定为下一个发送缓冲器，此外，将当前的接收缓冲器的下一个缓冲器指定为下一个接收缓冲器(S43)，同时更新下一个发送缓冲器中的声音传送帧的帧头及管理数据，而生成第S+2个声音传送帧(S44)。

另一方面，在步骤S42中存在错误的情况下，将当前的接收缓冲器指定为下一个接收缓冲器，此外，将当前的发送缓冲器指定为下一个发送缓冲器(S45)，等待发送缓冲器中存储的第S+1个声音传送帧的发送完成(S46)，更新该声音传送帧的帧头及管理数据，而生成第S+2个声音传送帧(S47)。

在上述步骤S44和S47的处理中，控制电路41和第1数据输入输出部10作为声音传送帧的生成单元起作用。

然后，在任何一种情况下，主节点都向生成的声音传送帧中，写入应当向其它节点发送的各种数据，同时标注错误校验码(S48、S49)。

随后，待机至下一个字时钟定时(S50)，使生成的声音传送帧向第2发送I/F32(在选择器35选择第2发送I/F32的情况下)的输出开始(S51)，结束一连串的处理。此外，从主节点发送声音传送帧，由第2发送I/F32通过与此不同的处理进行。

在步骤Ss1的处理中，第1数据输入输出部10作为发送控制单元起作用。

由于通过进行上述处理，主节点可以基于确认为正常接收至末尾的声音传送帧，生成新的声音传送帧，因此始终可以生成正确的声音传送帧。

此外，由于基于第S个声音传送帧，生成第S+2个声音传送帧，因此在确认作为基础的声音传送帧是否正常接收至末尾后，开始新的声音传送帧的生成。

此外，步骤S42的判断是用于如下情况的判断，即，在主节点生成第S+2个声音传送帧时，决定是基于第S个声音传送帧进行生成，还是基于正常接收到的此前的声音传送帧(或后述的修复用模版)进行生成。因此，该判断不仅是对主节点接收到的第S个声音传送帧是否正常的判断，且是对第S个声音传送帧是否无错误地在环状传送通路中循环的判断。

此外，在本申请的权利要求书或说明书中，作为“主节点接收到的帧，是在环状的传送通路中未能正常循环的帧的情况”，即在步骤S42中为否的情况，其代表例为：从主节点发送的声音传送帧在系统内的传送通路中循环，直至返回至主节点的途中在任意一处，发生FCS错误的情况，或从主节点发送的声音传送帧在传送通路中循环，而没有返回至主节点的情况。

主节点的判断单元的功能对应于上述步骤S42的处理。

此外，基于图18～图22进行上述说明的动作，是周期更新量k为“2”的情况下的动作，但在周期更新量k是大于2的值的情况下，以“基于第S个声音传送帧生成第S+k个声音传送帧”作为正常时的基本动作，与周期更新量k为“2”的情况进行相同的动作。

即，对于与图18的定时图相当的动作，如果第S个声音传送帧正常地完成接收，则主节点基于该声音传送帧生成第S+k个声音传送帧，在第S+k个字时钟的定时开始发送。对于与图19相当的动作，在第S个声音传送帧未能正常接收时，主节点等待第S+k-1个声音传送帧的发送完成，基于包含在该声音传送帧内的“最后正常接收到的声音传送帧的数据”，生成第S+k个声音传送帧，在第S+k个字时钟的定时开始发送。

此外，在图22的处理中，在步骤S43中，将存储有正常接收的第S个声音传送帧的第S周期的接收缓冲器，指定为应当在第S+k个字时钟的定时下开始发送的第S+k周期的发送缓冲器，同时将该缓冲器的下一个缓冲器，指定为第(S+1)周期的接收缓冲器，在步骤S44中，对存储在第S+k周期的发送缓冲器中的第S个声音传送帧进行加工，而生成第S+k个声音传送帧。

此外，在步骤S45中，将存储未能正常接收的声音传送帧的第S周期的接收缓冲器，指定为第S+1周期的接收缓冲器，同时将第S+k-1周期的发送缓冲器指定为第S+k周期的发送缓冲器，与第S+k-1周期的发送缓冲的发送完成对应(S46)，在步骤S47中，对该时刻存储在第S+k周期的发送缓冲器中的第S+k-1个声音传送帧进行加工，而生成第S+k个声音传送帧。

通过使周期更新量k增大，可以使音频网络系统中的声音传送帧循环的上限时间增大，可以使节点间的距离相应地延长，可以使插入系统中的节点数增加。但是，与周期更新量k增大相应地，存在使音频网络中的音频信号的传递延迟变大的妥协。

3.2声音传送帧的生成的变形例

此外，作为未能正常接收到声音传送帧的情况下的对策，还考虑预先准备修复用的模版，在主节点未能正常接收某个声音传送帧的情况下，使预定基于该声音传送帧生成的声音传送帧，基于上述模版生成。

图23和图24示出这种情况下的处理定时和声音传送帧中的数据的内容，是与图19和图21对应的图。

如果采用这种方法，则由于无需使某时刻的发送缓冲器，成为下一时刻的发送缓冲器，因此可以使主节点的多个缓冲器的管理简化。

此外，从图24可知，在根据模版生成声音传送帧的情况下，会成为在由从属节点写入数据的部分中保留有模版的数据的状态。在这里，使模版成为声音传送帧中的所有字节都为“&HFF”  (&H表示16进制数)，此外，如果将表示套用模版的数据ER写入管理数据区域中，则从属节点可以根据管理数据辨别接收到的声音传送帧是否是套用模版而生成的，此外，在套用模版的情况下，可以根据波形数据或电平数据是否所有字节都为&HFF(所有字节都为&HFF的波形数据为&HFFFFFFFF)，对每个ch进行波形数据或电平数据是否为模版的辨别，可以根据需要采取适当的对策。

在图25中示出使用模版的情况下的与图22对应的处理的流程图。

由于在该图中与图22中标号相同的步骤的处理内容，与图22的情况相同，因此仅说明不同点。

首先，在图25示出的处理中，无论第S个声音传送帧是否正常接收，都将当前的接收缓冲器指定为下一个发送缓冲器，此外，将当前的接收缓冲器的下一个缓冲器指定为下一个接收缓冲器(S43)，同时更新下一个发送缓冲器中的声音传送帧的帧头和管理数据，而生成第S+2个声音传送帧(S44)。然后，在正常接收的情况下(SA)，在第S+2个声音传送帧中，作为错误标志ER的值，记载表示没有错误的“0”  (SB)。

此外，在未能正常接收的情况下(SA)，将下一个发送缓冲器中的第S+2个声音传送帧的波形数据和控制数据的各个区域的所有字节都设定为&HFF(SC)。在帧缓冲器中，设置用于将上述区域的所有位设定为1的专用电路，可以在1或多个动作时钟下进行设定。然后，在第S+2个声音传送帧中，作为错误标志ER的值，记载表示存在错误的“1”(SD)。

此外，错误标志ER是用于在从属节点侧，确认接收到的声音传送帧是基于此前的声音传送帧生成的，还是基于模版生成的数据，优选作为靠近前端的管理数据102的一部分记载。此外，如上所述，只要可以根据模版的内容自身确认声音传送帧的来源，也可以不记载。

3.3从属节点对数据的利用

如使用图4和图6等说明所述，音频网络系统中的以声音传送模式动作中的各个节点，从声音传送帧中读出本装置所使用的数据，将应当向其它装置发送的数据记载在声音传送帧中。

但是，在本实施方式的音频网络系统中，各个节点在主节点发送的声音传送帧经由传送通路循环1周期间，依次写入并更新数据。因此，即使对于序列号相同的声音传送帧，随着在传送通路的不同位置读出数据，其内容不同。具体地说，例如在第S个声音传送帧中，在到达本装置前，在传送通路的上游侧已经更新了数据的情况下，记载有第S周期的数据，则在本装置的下游侧更新数据的情况下，记载有第S-2周期的数据(参照图20)。

因此，在各个节点中，在波形输入用FIFO12中，对读出的波形数据的每个ch，准备FIFO存储器，通过使声音传送帧中的在上游侧进行写入的节点的数据延迟，而与在下游侧进行写入的节点的数据在同一周期，向音频总线I/O39供给。上述FIFO存储器，无需作为独立的存储器单元设置，也可以通过对用于对1个存储器单元进行访问的与FIFO数量相应的读出和写入地址的设置进行控制，而使其作为环缓冲器动作而实现。

此外，由于在主节点接收第S个声音传送帧时，所有的第S周期的波形数据都应当被写入(参照图20)，因此对于主节点无需采用这样的对策。

在图26中示出考虑了上述读出时的延迟，由从属节点从声音传送帧读出波形数据的状态。在该图中示出如下情况的例子，即，在如图12(d)所示，由从A至F这6个节点构成的系统以周期更新量k为“2”的状态动作，其中节点B为主节点的情况下，由节点E读出波形数据。

如上所述，在声音传送帧的记录波形数据的区域中，可以记录256ch的量的波形数据，各个节点向哪些ch中写入波形数据，由主节点分配。在图26中，将由各个节点写入波形数据的区域，利用该节点的标号示出。

此外，在该例子的情况下，如果使声音传送帧在图中顺时针循环，则在声音传送帧的传送通路中位于节点E的上游的是节点B、C、D。在这里，在声音传送帧到达节点E之前，波形数据在上游被刷新为最新的数据(第S周期的数据)的区域上，标注有阴影。

另一方面，节点E从记载在声音传送帧中的波形数据中，读出自身用于信号处理的ch的波形数据，并供给至音频总线I/O39。因此，对上述ch的每一个设置FIFO存储器(FIFOlin～kin)，将从声音传送帧读出的波形数据写入该FIFO存储器。在图26中，各个FIFO中的“SD”表示1个采样的量的波形数据，括号内的3个值从前端开始分别表示向声音传送帧中写入数据的节点、该节点写入的是第几个ch的数据、以及是第几个周期的数据。此外，记载在上侧的数据是较晚写入FIFO存储器中的数据。

如该图所示，即使是从同一第S个声音传送帧读出的数据，在写入FIFO的数据中，存在第S周期的数据和第S-2周期的数据。写入的数据是哪个周期的数据，如上所述，由该数据是来自上游的节点还是来自下游的节点而确定，各个节点属于上游还是下游，只要参照拓扑表即可确认。

因此，节点E在将写入FIFO存储器中的数据供给至音频总线I/O39时，使来自上游节点的数据比来自下游节点的数据多延迟2个采样周期。由此，可以将与来自哪个节点无关地将周期同步的波形数据，按照节点E的字时钟的定时，供给至音频总线I/O39。

此外，如果考虑声音传送帧没有正常到达的情况下的处理，则FIFO存储器必须保存至少延迟1个采样周期的此前采样周期的波形数据。

即，通过进行该保存，可以将包含在接收到的声音传送帧中的音频信号，在确认该声音传送帧正常接收至末尾后，供给至该节点中进行信号处理等的其它的插件。此外，在例如声音传送帧被中途切断等，声音传送帧未能正常接收至末尾的情况下，也可以以如下方式进行应对，即，废弃从该声音传送帧读出并写入FIFO存储器中的波形数据，而不将该异常数据供给至其它插件。

此外，在这种情况下，如果复制保留在FIFO存储器中的此前周期的波形数据，取代废弃的数据而将其用于信号处理，则可以使用表面上平滑的波形数据继续进行信号处理，可以在避免明显的噪声的同时继续进行信号处理。

此外，对于控制数据，由于即使利用此前周期的数据也没有意义，因此在未能接收声音传送帧至末尾的情况下，仅单纯地将读出的数据废弃即可。

此外，对于存在信息，如上所述，是表示相邻接点具有读写数据的能力的信息。

下面，在图27中示出与图26对应的写入的状态。

如该图所示，对于自身输出的波形数据，由于各个ch间不存在定时偏差，因此只要将第S周期的波形数据写入第S个声音传送帧即可。为了调整向声音传送帧的写入定时，在接收作为写入对象的声音传送帧前，将向该声音传送帧写入的波形数据，全部存储在FIFO存储器中即可，但为了尽可能写入最新的波形数据，优选使延迟仅为1个采样周期。

此外，在图27中示出在写入侧也针对每个ch设置FIFO存储器(FIFO lout～jout)的例子，但由于无需针对每个ch改变延迟量，因此也可以对所有ch使用共用的FIFO。

此外，如“3.2声音传送帧的生成的变形例”中所述，在主节点在声音传送帧的复原中使用模版的情况下，即使从属节点正常接收声音传送帧，也可能存在所记载的波形数据不正确的情况。即，在声音传送帧的在本节点上游侧没有写入波形数据的部分中，保留有模版的数据，如果将该数据用于信号处理，则会引起噪声。因此，优选在接收声音传送帧的情况下，对是否残留有模版的数据进行识别，在残留有模版的数据的情况下，不将该数据用于信号处理。

在图28中示出以此为目的的由数据提取部11和控制电路41执行的处理的流程图。

在采用图28中示出的处理的情况下，在从属节点中，如果数据提取部11的硬件及控制电路41的CPU，检测出声音传送帧的接收，则作为用于将该内容写入波形输入用FIFO12的处理，而开始该处理。此外，在该流程图中，对于用于将控制数据写入控制输入用FIFO14的处理，省略图示。

这样，在图28的处理中，首先，数据提取部11取得规定字节的接收到的声音传送帧的数据(S61)。然后，如果取得的数据是本节点应当读出的ch的波形数据(S62)，则将取得的数据写入恰当的FIFO存储器中(S63)。然后，直至到达声音传送帧的末尾而完成处理为止，重复上述处理(S64)。此外，如果在步骤S62中为否，则进入步骤S64，而不进行向FIFO存储器的写入。

此外，如果到达声音传送帧的末尾而完成处理，则数据提取部11参照记载在声音传送帧的管理数据102的部分中的帧序列号、FCS105以及声音传送帧的大小等，进行接收到的声音传送帧的错误校验(S65)。该校验与图19和图23的步骤S42的情况不同，仅判断接收到的声音传送帧是否正常即可。从属节点基于该判断结果，决定是否利用从声音传送帧读出的各种数据。从属节点(除了主节点之外的节点)中的判断单元的功能，对应于上述步骤S65的处理。

然后，在存在错误的情况下(S66)，由于认为记载在本次接收到的声音传送帧中的波形数据，不是正常的波形数据，因此向控制电路41通知该结果。控制电路41与此相应地，对于波形输入用FIFO12的所有FIFO存储器，使用在前一周期的采样上乘以规定的衰减率而衰减的数据，覆盖在步骤S63中写入的当前周期的采样(S68)，结束图28的处理。

此外，在步骤S66中没有错误的情况下，数据提取部11对本次接收到的声音传送帧中的错误标志ER的值进行判断。然后，只要其不为“0”(S67)，则由于认为本次接收到的声音传送帧是利用模版生成的，因此向控制电路41通知该结果。控制电路41与此相应地，对于波形输入用FIFO12中写有从主节点至本节点为止没有进行写入的ch的波形数据的FIFO存储器，使用在前一周期的采样上乘以规定的衰减率而衰减的数据，覆盖在步骤S63中写入的当前周期的采样(S69)，结束图28的处理。

此外，是否是从主节点至本节点为止没有进行写入的ch的判断，可以通过如下方式进行，即，通过参照拓扑表，判断波形数据是来自本节点上游的节点还是来自下游的节点。此外，也可以根据写入的波形数据的内容自身，判断是否留有模版的数据(例如全部为F)。在该情况下，错误标志ER的“1”或模版的数据为异常通知数据。

此外，在步骤S67中，如果错误标志ER为“0”，则由于认为步骤S63中写入的波形数据全部正常，因此直接结束处理。

在上述处理中，在步骤S68和S69的处理中，控制电路41作为补码单元起作用。

此外，通过进行上述处理，即使在声音传送帧未能正常接收，或声音传送帧中留有模版的数据的情况下，也可以防止由此而产生噪声。此外，在步骤S68和S69中使前一周期的采样衰减，是为了防止下述情况，即，如果直接将前一周期的采样写入而形成平滑的波形，则可能由在再生该波形的情况下形成的直流电流，对扬声器或放大器等造成损害。此外，也可以取代上述衰减处理，而使用将直流电流截止的低截止滤波处理。

4对于字时钟的定时调整

如上所述，在音频网络系统1中，由主节点生成字时钟，根据该字时钟规定声音传送帧的发送定时。此外，从属节点通过以声音传送帧的接收定时为基准，生成字时钟，而获得与主节点周期相同的字时钟。

但是，如果采用这种方式，则会使各个节点获得的字时钟的相位不同，在由于节点的追加或连接的切断等，使音频网络系统1的结构变化的情况下，各个节点的声音传送帧的接收定时产生偏差，由此会使字时钟产生摆动。

因此，在音频网络系统1中，设有如下功能：使各个节点的字时钟的相位一致，此外，即使系统的结构发生变化，也可以对字时钟的定时进行调整，以使时钟不产生摆动。

在这里，在图29中示出在构成音频网络系统的各个节点中，声音传送帧的前端的到达定时。(a)是由从A至F这6个节点构成音频网络系统，其中节点B为主节点的情况下的例子，(b)是其中节点D和节点E之间发生切断，而变为由从A至D这4个节点构成的系统的情况下的例子。

在该图中，以虚线箭头表示的是声音传送帧的到达定时，但从该图可知，对于各节点，除了两端的节点之外，声音传送帧隔以某一时间差通过2次。此外，对于两端的节点，也可以认为以(大致)0时间差通过2次。其中，从属节点以第1次接收声音传送帧的时刻作为第1接收时刻Tr1，以第2次接收声音传送帧的时刻作为第2接收时刻Tr2。对于两端的节点，可以认为Tr1＝Tr2。

此外，在该图中，D表示节点间的声音传送帧的传送所需的时间，例如Dab表示节点A和节点B之间的时间，Dbc同样地表示节点B和节点C之间的时间。此外，该传送时间在向任意方向传送的情况下都相同。

此外，前方延迟Dfw是从主节点在发送时刻Ts发送声音传送帧开始，至声音传送帧第1次返回主节点的时间。后方延迟Dbw是从声音传送帧第1次返回主节点开始，至声音传送帧第2次返回主节点的时间。因此，Dfw+Dbw是声音传送帧在传送通路中循环1周所需的总延迟Drt。此外，在主节点位于音频网络系统1的端部的情况下，还存在Dfw和Dbw中的一个(没有连接有节点一侧的延迟)为0的情况。

在音频网络系统1中，以进行如上述方式的声音传送帧的传送为前提，通过对全部节点进行与目标延迟Dt相应的控制，使用于信号处理的字时钟的定时，与目标时刻Tt一致。

这种字时钟的定时调整，由网络I/F插件215的字时钟生成部42进行。

在图30和图31中，示出该字时钟生成部42的结构。图30是主节点中的结构，图31是从属节点中的结构。

首先，如图30所示，在主节点中，通过PLL(Phase Locked Loop)振荡器302，基于音频总线217的基准定时，生成频率与波形数据的采样频率相同的声音传送帧传送用字时钟(WC)，作为表示发送时刻Ts的信号，供给至发送接收I/F301中的最先发送各个采样周期的声音传送帧的发送I/F。该发送接收I/F301以整合方式表示第1、第2发送·接收I/F31～34。

此外，波形处理部320表示连接在音频总线217上的其它插件的信号处理部，供给至该波形处理部320的信号处理用WC，对应于包括网络I/F插件215在内的上述多个插件共用的字时钟。

在这里，图中的Dt延迟部303(定时调整单元)示出在声音传送帧传送用WC和信号处理用WC之间，存在与公式1示出的延迟量Dt对应的定时差。该延迟量Dt在将系统切换至声音传送模式前预先设定，并将其从主节点传递至系统的所有节点。该传递可以通过例如发送(广播)表示延迟量Dt的设定的参数设定帧进行，或通过记载在声音传送帧的IP包区域中进行。

公式1：

目标延迟Dt＝目标时刻Tt—主节点发送时刻Ts

主节点的字时钟生成部42，基于音频总线217的基准定时生成信号处理用WC，同时通过将该信号处理用WC延迟(采样周期—延迟量Dt)，而生成定时被提前延迟量Dt后的声音传送帧传送用WC(在这里，采样周期是采样频率的倒数)。

延迟时间测定部304是基于发送接收I/F301的声音传送帧的发送接收定时，测定前方延迟Dfw和后方延迟Dbw的第1测定单元。此外，将该延迟时间的信息，记载在各个采样周期的声音传送帧的网络结构数据区域中，向系统内的其它节点通知。

在这里，如使用图18进行的说明所述，主节点基于接收到的第S个声音传送帧生成第S+2个声音传送帧。但是，对于延迟时间的信息，由于如果以声音传送帧的前端为基准进行测定，则在第S+2个声音传送帧的发送开始前，应当可以获取第S+1个声音传送帧的延迟时间的信息，因此将该延迟时间的信息写入等待发送的第S+2个声音传送帧中进行发送即可。这样，可以向从属节点迅速地传递延迟时间的信息，可以减弱字时钟的摆动。

下面，如图31所示，在从属节点中，从原理上来说是将由发送接收I/F311检测到的在声音传送帧的接收时产生的定时信号，输入至PLL振荡器314，而使周期稳定并生成信号处理用WC。此外，在此时，通过利用Dx延迟部313，使接收定时信号延迟与记载在帧中的延迟时间的信息对应的量，以使即使音频网络系统的节点数增加或减少，而使该从属节点的声音传送帧的接收定时变化，也可以使定时信号向PLL振荡器314的供给定时(目标时刻Tt)不变。该Dx延迟部313为定时调整单元。

此时的延迟量Dx可以通过如下方式求出：由Dx运算部312测定声音传送帧在传送通路中循环1周期间的两次的接收时刻Tr1和Tr2，与上述值一起，使用从声音传送帧读出的前方延迟Dfw和后方延迟Dbw、以及从主节点预先通知的根据目标延迟Dt计算出的调整延迟Dadji，通过公式2或公式3求出。调整延迟Dadj可以通过公式4求出。该Dx运算部312具有第2测定单元的功能。

公式2：

前方侧节点的延迟Dx的计算公式

Dx＝Dbw+(Dfw-(Tr2-Tr1))/2+Dadj…从Tr2开始的延迟

Dx＝Dbw+(Dfw+(Tr2-Tr1))/2+Dadj…从Tr1开始的延迟

公式3：

后方侧节点的延迟Dx的计算公式

Dx＝(Dbw-(Tr2-Tr1))/2+Dadj…从Tr2开始的延迟

Dx＝(Dbw+(Tr2-Tr1))/2+Dadj…从Tr1开始的延迟

公式4：

总延迟Drt＝前方延迟Dfw+后方延迟Dbw

调整延迟Dadj＝目标延迟Dt—总延迟Drt

此外，在公式2和公式3中，所谓前方侧节点是从主节点发送声音传送帧开始，第1次返回至主节点期间通过的节点，所谓后方侧节点是随后第2次返回至主节点期间通过的节点。此外，作为延迟的基准而供给至Dx延迟部313的信号，可以是在时刻Tr1产生的定时信号，也可以是在时刻Tr2产生的定时信号，以下对使用后者的情况进行说明。

在这里，在图32和图33中示出Dx运算部312执行的处理的流程图。

图32是由声音传送帧的第1次接收事件触发而执行的处理，在该情况下，将第1接收时刻Tr1设定为当前时刻(S71)，从接收到的声音传送帧中读取Dfw和Dbw(S72)，并结束处理。

图33是由声音传送帧的第2次接收事件触发而执行的处理，在该处理被触发的同一定时，将定时信号供给至Dx延迟部313。在该处理中，首先将第2接收时刻Tr2设定为当前时刻(S81)，从接收到的声音传送帧中读取Dfw和Dbw(S82)。然后，如果该值与在步骤S72中读取的值一致(S83)，则使用公式2或3上端的计算式计算延迟量Dx，并在Dx延迟部313中设定延迟量Dx(S84)，并结束处理。此外，如果在步骤S83中不一致，则进行错误处理(S85)，并结束处理。

上述处理也可以由控制电路41进行。

然后，使供给至Dx延迟部313的定时信号，延迟设定的延迟量Dx，而在时刻Tt的定时下从Dx延迟部313供给至PLL振荡器314。PLL振荡器314将每个采样周期中从Dx延迟部313供给的定时信号作为参考信号，生成频率与该定时信号大致相同、更加稳定的、相位也大致相同的信号处理用字时钟(WC)。

这样，在主节点和从属节点的任意一个中，都在与目标时刻Tt大致相同的定时，产生信号处理用WC。此外，如上所述，在从属节点中，由于网络I/F插件215是音频总线217的主控，因此插件I/O中的其它插件分别产生与该信号处理用字时钟同步的字时钟。

即使在信号处理的执行过程中分离或追加节点，使系统的结构变化的情况下，也以同样方式进行上述定时调整。在该情况下，所谓Dfw、Dbw、Tr1、Tr2的各个值与系统的结构对应而变化，但如果主节点生成的字时钟中不存在摆动，此外目标延迟Dt固定，则通过使各个从属节点利用该各个时刻的测定值，进行延迟时间Dx的值的调整，可以使所有的节点高精度地获得使主节点的声音传送帧传送用WC延迟Dt后的定时的字时钟。因此，即使在Dfw、Dbw、Tr1、Tr2大幅变化的情况下，也可以抑制字时钟的摆动，使各个节点的字时钟的相位一致。

此外，为了使系统正常动作，必需始终使目标延迟Dt大于总延迟Drt。例如，在延迟更新量k为“2”进行动作的情况下，由于即使总延迟Drt变化，也大致小于或等于1个采样周期，因此将目标延迟Dt设定为比总延迟Drt稍大的值即可。

此外，如果使目标延迟Dt恰好为字时钟的1个周期，则由于在主节点中，由Dt延迟部303进行延迟前的信号和延迟后的信号，相位相同，因此即使不进行延迟，也可以将实质上与进行延迟的情况相同的信号供给至波形处理部320。因此，在该情况下可以省略Dt延迟部303。

此外，在这里以声音传送帧的前端为基准，测定发送接收定时，但也可以以其它位置为基准。但是，由于以前端为基准，其位置明确，且可以使处理简化，因此优选该方式。

此外，在将声音传送帧的第1次接收事件的定时、即在时刻Tr1发生的定时信号，供给至Dx延迟部313的情况下，在步骤S84中使用公式2或3的下端的计算式计算延迟量Dx即可。

5.变形例

以上，完成了对实施方式的说明，但装置的结构、数据的结构、具体的处理内容等并不仅限于上述实施方式中说明的内容。

例如，在上述实施方式中没有设置如下功能，即，即使在音频网络系统1内的传送通路中循环的声音传送帧在传送通路中途的任何位置损坏，也可以在声音传送帧返回主节点前对该帧进行修复。因此，使中途损坏的声音传送帧，保持该损坏的状态返回至主节点。

即使在该情况下，由于声音传送帧的损坏位置以后的节点，根据接收到的帧的FCS检测出错误，与此对应而如图28的步骤S68所示将波形数据的过去的值作为读出值使用，因此也可以防止噪声的产生。但是，由于声音传送帧的损坏位置以后的节点，无法确保数据的正确性，因此不利用所记载的波形数据，也无法使用管理数据102和控制数据104的区域进行节点间的通信。因此，声音传送帧仅是单纯地进行传送。

为了改善该点，考虑在各个节点中设置修复损坏的帧的功能。例如，使接收到损坏的帧的节点，取代直接将该损坏的帧发送至下一个节点，而是修复FCS后进行发送。在该修复后的帧中，无法保证波形数据103的正确性，但对于修复后写入的管理数据102和控制数据104，可以将其向下游的节点传递，而用于节点间的通信。

更详细地说，在各个节点中设置修复损坏的帧的功能的情况下，使上述实施方式进行如下变更即可。

首先，在各个节点中，需要辨别接收到的声音传送帧是曾经在传送中损坏并经过修复，还是没有损坏的声音传送帧。在这里，在声音传送帧中的FCS前方(图2示出的控制数据104的网络结构数据内)，设置用于对该情况进行辨别的错误修复标志RP。由此，使各个节点以如下方式进行辨别即可，在RP的值为“0(未修复)”的情况下，识别为在接收到的声音传送帧中没有发生损坏，在RP的值为“1(已修复)”的情况下，识别为接收到的声音传送帧是曾经损坏并修复后的声音传送帧，即使根据FCS没有检测出错误，也认为该帧内的波形数据已损坏。

然后，主节点在图22或图25示出的用于生成新的声音传送帧的处理中，参照上述错误修复标志RP。即，在图22的步骤S42的处理中，除了存在错误的情况之外，还在RP的值为“1”的情况下进入步骤S45，基于没有由中途的节点修复，且正常接收到的最后的帧，生成新的声音传送帧。或者，在图25的步骤SA的处理中，除了存在错误的情况之外，还在RP的值为“1”的情况下，进入步骤SC，基于修复用的模版，生成新的声音传送帧。这是由于，在RP的值为“1”的情况下，存储在接收到的帧中的波形数据也已经损坏(无法确保可靠性)。此外，在上述任何一种情况下，都在步骤S49中将错误修复标志RP的值重置为“0”。

此外，从属节点在接收到的声音传送帧中存在错误的情况下，在对该帧进行数据的写入和发送时，将错误修复标志RP的值设定为“1”，同时将FCS修复为正确的值，从恰当的发送I/F进行发送。向管理数据102和控制数据104的区域的写入，无论错误的有无，都以同样方式进行。对于波形数据，在存在错误的情况下无需向声音传送帧中进行写入。

如果进行这种修复，无法确保波形数据的可靠性，但可以对在某个节点处产生错误的声音传送帧，在其下一个节点立即进行修复，而成为可以使用管理数据102和控制数据104的区域进行通信的状态。

另一方面，从属节点在从接收到的声音传送帧中读出数据的情况下，对错误修复标志RP的值进行比照。即，在用于从接收到的声音传送帧读出波形数据的图28的处理中，在步骤S66的处理中，除了在存在错误的情况之外，还在RP的值为“1”的情况下，进入步骤S68，使用对前一周期的采样以规定的衰减率进行衰减后的采样，覆盖从声音传送帧读出并写入波形输入FIFO中的采样。经过修复的声音传送帧，可以被判断为没有错误，但由于无法确保波形数据的可靠性，因此进行与存在错误的情况相同的处理。此外，在没有错误且RP的值为“0”的情况下，如图28所示，在步骤S67、S69中，进行与错误标志ER的值对应的处理。

对于管理数据102和控制数据104，在声音传送帧存在错误的情况下，如图26的说明所述，将从该帧中读出的数据全部废弃。但是，由于在帧中没有错误的情况，即使RP的值为“1”，也认为修复后由上游的节点写入帧中的部分正常，因此与通常相同地读出并用于处理。

这样，即使声音传送帧在传送通路中途的任何位置损坏，该位置以后的节点也可以使用该帧的管理数据102和控制数据104的区域进行通信。此外，使由于帧的损坏而无法确保正确性的波形数据，不被用于信号处理，可以与上述实施方式的情况相同地获得防止噪声的效果。

此外，也可以使主节点，在错误修复标志RP的值为“1”的情况下，向使用模版等生成的新的声音传送帧中，写入记载于接收到的声音传送帧中的管理数据102和控制数据104的内容。这样，可以将由声音传送帧被修复的位置以后的节点记载的管理数据102和控制数据104的内容，记载在新的声音传送帧中，而向主节点下游侧的节点发送。

此外，作为其它的变形，也可以在主节点作为生成下一个声音传送帧的处理，而进行图19、21以及22示出的处理的情况下，使从属节点不进行图28的步骤S67的分支，而始终使处理结束。在该情况下，即使帧的传送中产生错误，而由主节点基于旧的声音传送帧生成下一个声音传送帧，在波形数据103的区域中，继续记载有在某个特定的帧中所记载的值(参照图21)，即使就这样将其读出，也可以获得平滑的波形，而使噪声难以产生。

但是，在使用模版进行图23至25示出的处理的情况下，需要图28的步骤S67的分支。

此外，作为其它的变形，并不必须在1个采样周期中使1个声音传送帧完成循环，也可以在1个采样周期中使多个声音传送帧完成循环，或在多个采样周期中使1个声音传送帧完成循环，并在其中记载多个采样周期量的波形数据。

此外，在上述实施方式中，以使主节点和从属节点功能不同的方式进行了说明，但使哪个装置成为主节点，在实际中在形成音频网络系统之前无法确定的情况较多。因此，使各个装置构成为可以作为主节点和从属节点这两者起作用，在连接在音频网络上的节点的检测完成，决定主节点而构建音频网络系统的阶段，对应于自身是否成为主节点，而激活恰当的功能即可。此外，在采取这种对策的情况下，对于主控优先级为0等，认为其不会成为主节点的装置，也可以不设置主节点的功能。

此外，对于声音传送帧的结构，当然也可以变更波形数据和控制数据的区域之间的比率。也可以使它们中任意一个的区域的大小为0。

除此之外，在上述实施方式中，周期更新量k为可变值，但也可以为固定值。在该情况下，与该周期更新量k对应的上限时间也成为固定值，系统中可追加的节点的数量由该上限时间限制。

包括声音传送帧在内的各种帧并不仅限于IEEE802.3的格式，也可以是其它任意的格式。

在上述实施方式中，采样频率为96kHz，但也可以以88.2kHz、192kHz等任意频率进行设计。此外，也可以构成为可对采样频率进行切换。

在上述实施方式中，在插入音频网络系统1前的音频信号处理装置2中，使选择器35～38选择折返线路侧，但并不是必须对尚未插入声音传送帧的传送通路中的装置，进行这种设定。该设定只要在将该装置插入声音传送帧的传送通路中的时刻之前的任意时刻进行即可。

在上述实施方式中，与在音频网络中检测出新的装置对应，将该检测到的装置自动插入音频网络系统中，但也可以在检测出新的装置存在的时刻，在显示器中进行“检测出新的装置。是否插入系统中？”等进行确认的显示，在用户的指示为“插入”的情况下进行插入。

在上述实施方式中，与音频网络的各个节点的主控优先级对应，而自动地选择1个节点，并设定为主节点，但也可以将1个由用户指定的节点设定为主节点。

此外，在上述变形以及实施方式的说明中所述的变形，可以在不冲突的范围内任意地组合使用。此外，相反地，也无需使网络系统及音频信号处理装置，具有实施方式的说明中记载的全部特征。

从上述说明可知，根据本发明的网络系统或音频信号处理装置，在多个装置间传送音频信号的情况下，可以在网络内容易地确保与一定ch数相应的波形数据的传送带宽，同时可以容易地获得所传送的波形数据的同步。

因此，通过使用本发明，可以提高网络系统的易用性。

Claims (4)

1.一种网络系统，其构成为，利用通信线缆将具有接收单元和发送单元的多个节点依次连接，形成环状的传送通路，以使声音传送帧周期性地在该传送通路中单方向循环，该声音传送帧由作为所述多个节点中的一个节点的主节点生成，具有多个音频信号的存储区域，

其特征在于，

该网络系统的除了所述主节点之外的各个节点具有：

字时钟生成单元，其基于所述接收单元接收到的声音传送帧的接收定时生成字时钟；

信号处理单元，其与由所述字时钟生成单元生成的字时钟同步，进行音频信号的处理；

读取单元和/或写入单元，该读取单元在所述接收单元接收到声音传送帧的情况下，从该声音传送帧的规定存储区域读取音频信号，向所述信号处理单元供给，所述写入单元将由所述信号处理单元供给的第S周期的音频信号，写入由所述接收单元接收到的第S周期的声音传送帧的规定存储区域；以及

发送控制单元，其在从由所述接收单元接收该声音传送帧开始经过规定时间后，将已由所述读取单元进行读取和/或已由所述写入单元进行写入的第S周期的声音传送帧向所述发送单元供给，使所述发送单元发送该声音传送帧，

所述主节点具有：

缓冲存储器，其存储所述接收单元接收到的声音传送帧；

字时钟生成单元，其每隔固定周期生成字时钟；

信号处理单元，其与由所述字时钟生成单元生成的字时钟同步，进行音频信号的处理；

声音传送帧生成单元，其基于存储在所述缓冲存储器中的比第S周期提前k个周期的第S-k周期的声音传送帧，每隔固定周期生成第S周期的声音传送帧，其中k为大于或等于1的整数；

发送控制单元，其与所述字时钟同步地，将由该声音传送帧生成单元生成的声音传送帧向所述发送单元供给，使所述发送单元发送该声音传送帧；以及

读取单元和/或写入单元，该读取单元在所述接收单元接收到第S-k周期的声音传送帧的情况下，从该第S-k周期的声音传送帧、或由所述声音传送帧生成单元基于该声音传送帧生成的第S周期的声音传送帧的规定的存储区域，读取音频信号，向所述信号处理单元供给，所述写入单元将由所述信号处理单元供给的第S周期的音频信号，写入第S-k周期的声音传送帧、或第S周期的声音传送帧的规定存储区域中，

所述各个节点的读取单元，在向所述信号处理单元供给所述音频信号前，如果从所述接收单元接收到的第S周期的声音传送帧的存储区域中读取出的音频信号，是由从所述主节点至该节点之间的传送通路中的其它节点写入的音频信号，则使其延迟k个周期，如果不是由该传送通路中的所述其它节点写入的音频信号，则不使其延迟。

2.根据权利要求1所述的网络系统，其特征在于，

所述k为固定值。

3.根据权利要求1所述的网络系统，其特征在于，

在所述节点的任意一个中设置设定单元，其设定由所述各个节点共用的k值，

由该设定单元设定的k值越大，则音频信号的传送延迟越大，该传送延迟是指从由某个节点将音频信号写入声音传送帧的定时，至由其它节点从该声音传送帧中读出该音频信号并将其供给至所述信号处理单元的定时之间的延迟。

4.根据权利要求1所述的网络系统，其特征在于，

该网络系统的所述多个节点中的一个是音频信号处理装置，所述音频信号处理装置具有接收单元和发送单元，

还具有如下单元，这些单元至少在该音频信号处理装置在网络系统中作为除了所述主节点之外的装置起作用的情况下动作，上述单元包括：

信号处理单元，其进行音频信号的处理；

读取单元，其在所述接收单元接收到声音传送帧的情况下，从该声音传送帧的规定存储区域读取音频信号，向所述信号处理单元供给；以及

发送控制单元，其在从由所述接收单元接收该声音传送帧开始经过规定时间后，将由所述读取单元读取的第S周期的声音传送帧向所述发送单元供给，使所述发送单元发送该声音传送帧，

所述各个节点的读取单元，在向所述信号处理单元供给音频信号前，如果从所述接收单元接收到的第S周期的声音传送帧的存储区域中读取出的音频信号，是由从所述主节点至该节点之间的传送通路中的其它节点写入的音频信号，则使其延迟k个周期，如果不是由该传送通路中的所述其它节点写入的音频信号，则不使其延迟。

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