DE60028289T2

DE60028289T2 - Fernüberwachung und -steuerung

Info

Publication number: DE60028289T2
Application number: DE60028289T
Authority: DE
Inventors: Shinji Akatsu; Shin Miura; Fernando Masami Santa Clara Matsubara
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1999-04-29
Filing date: 2000-04-26
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2020-04-27
Also published as: JP2001007839A; DE60028289D1; EP1049291B1; ATE328423T1; EP1049291A3; US6496862B1; JP4462463B2; EP1049291A2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Unterhaltungselektroniksysteme und spezieller Kommunikations- und Steuertechnologien in Systemen der Unterhaltungselektronik.
Hintergrund
In der Vergangenheit bestand ein Unterhaltungselektroniksystem häufig einfach aus einem Fernsehgerät (TV) und einem Videokassettenrekorder (VCR). Ein oder zwei koaxiale oder gemischtadrige Kabel haben Fernsehgerät und Videokassettenrekorder jeweils vom Eingang zum Ausgang und/oder vom Ausgang zum Eingang verbunden. Jedoch sind in den letzten Jahren Systeme der Unterhaltungselektronik zunehmend komplex geworden.
Fortschritte bei Geräten der Unterhaltungselektronik wie z.B. der CD-Spieler, das DVD-Abspielgerät, Spielsysteme, Audio-Anlagen mit Raumklang, tragbare Videokameras, usw. zwangen natürlich die Verbraucher, die zusätzlichen Geräte an ihr Unterhaltungselektroniksystem anzuschließen. Jedes neue Gerät hat mindestens zwei weitere Drähte (im Allgemeinen Strom und Eingang/Ausgang) zu dem komplexen Band von Drähten, die sich auf ihrem Weg in die verschiedenen Geräte und aus ihnen heraus schlängeln, hinzugefügt.
Es wurden hauptsächlich Umschaltkästen eingesetzt, um die Komplexität der verketteten Schaltungen zwischen den verschiedenen Geräten weiter einzuschränken. Zum Beispiel ermöglichte ein einfacher „A/B-Umschaltkasten" dem Benutzer, selektiv einen Eingang oder einen anderen zu wählen, ohne Koaxialkabel zwischen den Geräten trennen und wieder in Eingriff bringen zu müssen. Da jedoch die Anzahl von Geräten in Unterhaltungselektroniksystemen zugenommen hat, wird die Nutzung von A/B-Umschaltkästen zum Verketten der Geräte hinderlich und unrationell.
Bemerkenswert ist, dass Verbraucher im Allgemeinen weniger Drähte, einfachere Schaltschemen wünschen und, da die Funktionalität und Kompliziertheit von Geräten der Unterhaltungselektronik zunimmt, die unzähligen Fernbedienungen der einzelnen Komponenten, die zum Bedienen der jeweiligen Geräte benötigt werden, los zu werden wünschen. Tatsächlich werden die meisten „Merkmale" einer Fernbedienung wohl doch nicht verwendet (siehe z.B. „The Complexity Problem: Industrial Design", Atlantik Monthly, Bd. 271, Nr. 3, März 1993, S. 96), was, wenn nicht aus einem anderen Grund, auf die abweichenden Folgen und/oder Anzahl von Schritten zurückzuführen ist, die die Steuerung und Arbeitsweise jedes entsprechenden Gerätes mit sich bringt.
Eine Lösung des oben erwähnten Steuerproblems wird in dem US-Patent 5 675 390 (das „390er-Patent") von Schindler et al. vorgeschlagen. Wie in 1 des 390er-Patents dargestellt ist, wird ein Unterhaltungselektroniksystem zentral von einem PC gesteuert. Nach dem System von Schindler et al. wird eine Steuerung im PC zusammengelegt, indem eine Kommunikations-Topologie vom Typ „Nabe und Speiche" oder „Stern" eingesetzt wird, d.h. mit allen Verbindungen, die den PC (oder Nabe) durchlaufen. Durch diese Ausführung braucht jedes Gerät seine eigene zugeordnete Verbindung zu dem PC. Eine solche Lösung kann bei fest integrierter Unterhaltungselektronik und einem anspruchsvollen Computerbenutzer gut funktionieren. Jedoch erfordert sie auch eine Anzahl von Verbindungskabeln, die größer ist als zuvor eingesetzt wurden. (Besonders zu erwähnen ist die Anzahl von Eingangs-/Ausgangs-Steckern, die in 7 des 390er-Patents dargestellt sind). Des Weiteren ist ein solches System nicht skalierbar. Das heißt, wenn zu dem System neue Geräte hinzugefügt werden sollen, muss der PC um zusätzliche entsprechende Adapter/Regler ergänzt werden.
Eine ähnliche Lösung wird im US-Patent 5 722 041 (das „041er-Patent") durch Freadman vorgeschlagen. 2 des 041-Patents stellt das System der Unterhaltungselektronik von Freadman am besten dar. Wie bei Schindler et al. befindet sich die Steuerung zentral in einem PC. Einspeisungen von Medien erfolgen durch ein Mehrkanal-Kombinationsmodem und einen analogen Radiofrequenzmischer, der durch ein Koaxialkabel mit einer Anzahl von Endgeräten verbunden wird. Obwohl eine Reduzierung der Anzahl von Drähten erreicht wird, ist die gemeinsame Funktionalität zwischen den Geräten minimal, z.B. steuert ein Gerät nicht ein anderes und umgekehrt.
EP 0 837 579 A2 beschreibt ein Kommunikationsnetzwerksystem, das einen AV-Steueranschluss, der durch einen 1394-Bus mit dem Internet und dem Empfangsanschluss verbunden wird. Der AV-Steueranschluss, der eine Settop-Box sein kann, besitzt Funktionen zur Durchführung einer Steuerung an der Internet-Seite, eine Steuerung an der 1394-Seite und zum Übertragen von Daten von einem Netzwerk zu dem anderen Netzwerk, indem Übertragungen von beiden angepasst werden.
Insbesondere reduziert die Ergänzung eines anwenderbetriebenen PCs zur Steuerung eines Unterhaltungselektroniknetzwerksystems selbst nicht die Komplexität. Genau gesagt kann er die Komplexität erhöhen. Oft ist es schwierig, wenn nicht beschwerlich, den Computer zu steuern. Im Allgemeinen müssen die Hardware- und Softwarekomponenten zum Kommunizieren konfiguriert und die Geräte zweckmäßig initialisiert werden. Aufrüstungen an jedem der peripheren Geräte (z.B. Videokassettenrecorder, TV-Geräte, usw.) oder am Computer selbst, kann eine komplette gründliche Überprüfung der das System betreibenden Software nötig machen, wodurch Inkompatibilitäten und Unzuverlässigkeiten in der Leistungsfähigkeit des Systems eingeführt werden.
Hinsichtlich der unzähligen Verbindungsdrähte in komplexeren Systemen der Unterhaltungselektronik ist der Standard IEEE 1394-1995 und seine Erweiterungen IEEE 1394a und IEEE 1394b, die hier als „IEEE 1394" bezeichnet sind, eine Lösung. In der einen Ausführung ist ein Kabel nach IEEE 1394 ein sechsadriges Kabel: eine Litze für Strom, eine Litze für Masse, zwei Litzen für Daten und zwei Litzen für Auftastungen, die zum Synchronisieren der Datenlitzen verwendet werden. In einer alternativen Ausführung kann ein Kabel mit vier Litzen verwendet werden, bei dem die Stromlitze und die Masselitze weggelassen sind. Das IEEE 1394-Kabel umfasst außerdem eine Abschirmung, die eine elektromagnetische Beeinträchtigung verhindert. In seinem Leiter ist das IEEE 1394-Kabel im Wesentlichen ein hochleistungsfähiger serieller Datenbus, der Datenraten wie in diesem vorliegenden Schriftstück von bis zu 400 Megabits pro Sekunde aufweist.
Von Vorteil ist, dass der IEEE 1394-Datenbus die Notwendigkeit der unzähligen Drähte in einem System der Unterhaltungselektronik reduziert, da die einen Teil bildenden elektronischen Geräte so ausgeführt werden können, dass sie Strom und Kommunikation durch das IEEE 1394-Kabel aufnehmen, wodurch die für die meisten Geräte benötigten Verbindungen auf so wenige wie ein einziges Kabel in einer Systembus-Umgebung reduziert werden. Der Standard IEEE 1394-1995 stellt eine Spezifikation für Ausführungen der physikalischen Schicht, Sicherungsschicht und Transaktionsschicht zur Verfügung, um den IEEE 1394- Datenbus einschließlich von Maßnahmen für solche Funktionen wie das Zurücksetzen des Datenbusses, die Datenbus-Zuteilung, eine Knotenkonfiguration, normale Datenpaketstrukturen, eine initialisierende Datenpaketübertragung, Senden und Empfangen von asynchronen Datenpaketen, Senden und Empfangen von isochronen Datenpaketen, Transaktionssteuerung sowie Erfassung und Korrektur von Fehlern zu realisieren.
Die Kommunikation über einen IEEE 1394-Datenbus weicht von vielen vorherigen Technologien dadurch ab, dass sie ausschließlich digital ist. Insbesondere sind über den IEEE 1394-Datenbus übertragene Daten digital, entweder von der Quelle (z.B. eine CD-ROM) oder sie müssen durch einen Analog-Digital-Wandler umgewandelt werden, bevor sie in dem IEEE 1394-Datenbus eingeordnet werden. Eine Kommunikation in einem System auf IEEE 1394-Basis ist außerdem P2P, d.h. jedes Gerät (auch bekannt als „Knoten") im IEEE 1394-Datenbus kann mit jedem anderen Knoten kommunizieren, ohne dass es notwendig ist, Kommunikations-/Steueranforderungen durch ein zentrales Gerät/Knotenpunkt zu verarbeiten (wie es z.B. in einer Konfiguration des Typs „Kunde-Dienstleister" erforderlich ist). In einem auf IEEE 1394 basierenden System kann der Regler in einem beliebigen Knoten liegen; gewissermaßen wird der IEEE 1394-Datenbus selbst der Regler.
Herausforderungen an die Befürworter von IEEE 1394 gab es nicht so sehr an den unteren Funktionsschichten, das heißt in der physikalischen Schicht, der Sicherungsschicht und der Transaktionsschicht (obwohl sich Brücken zwischen Protokollen und einer Datenpaketstruktur als Streitgebiete fortsetzen), sondern vielmehr in den hohen Schichten des Netzwerk-Protokollpaketes wie die Verarbeitungsschicht. Kürzliche Entwicklungen in der Fernsehrundfunkindustrie und Industrie des Fernsehens und Rundfunks über Kabel, wie zum Beispiel hoch auflösendes Fernsehen (HDTV) sowie der Ausbau in der Industrie des Fernsehens und Rundfunks über Kabel erweitern die Anzahl von für Verbraucher verfügbaren Diensten und Inhalten nach einer Exponentialfunktion. Zu diesem Zweck ist wechselseitige Bedienbarkeit zwischen Unterhaltungselektronikgeräten wie es gemeinsame und/oder normale Funktionalität, Benutzerfreundlichkeit und Skalierbarkeit sind, nachdrücklich erwünscht. Im Grunde genommen besteht Bedarf an einem System zum Steuern und Verwalten der sich erweiternden Menge von Geräten und Diensten, das in einem auf IEEE 1394 basierenden System der Unterhaltungselektronik angeschlossen bzw. unterstützt werden kann.
Abriss der Erfindung
Die Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 und Anspruch 7 erfüllt.
Wie es dem Fachmann sich erschließen wird, werden anschließend andere und weitere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung sich zeigen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den Abbildungen der begleitenden Zeichnungen, in denen sich gleiche Bezugszahlen auf gleiche Bauteile beziehen, beispielhaft und nicht einschränkend dargestellt, und in denen zeigen:
1 die beispielhafte Architektur eines IEEE 1394-Moduls;
2 die beispielhafte Topologie eines IEEE 1394-Netzwerks;
3 eine beispielhafte IEEE 1394-Topologie auf Kabelbasis;
4 das beispielhafte Protokollpaket eines IEEE 1394-Knotens;
5 eine Heim-Gateway-Vorrichtung, die mehrere externe Diensteanbieter mit einem Netzwerk auf Basis von IEEE 1394 verbindet;
6 ein funktionelles Blockschaltbild der Gateway-Vorrichtung von 5;
7 ein alternatives Blockschaltbild der Gateway-Vorrichtung, das Hardware-Komponenten darstellt;
8 ein Blockschaltbild, das ein Firmwarepaket für die Gateway-Vorrichtung darstellt;
9 einen Protokoll-Stapelspeicher für MPEG-Transport über das Netzwerk des Unterhaltungselektroniksystems auf IEEE 1394-Basis von 5;
10 einen Protokoll-Stapelspeicher zum Internet-Protokoll-Routing über das Netzwerk des Unterhaltungselektroniksystems von 5;
11 einen Protokoll-Stapelspeicher für IP-Plug-and-Play und DNS/DHCP-Routing über das Netzwerk des Unterhaltungselektroniksystems von 5;
12 einen Protokoll-Stapelspeicher für den Datentransfer in Bitmap-Darstellung zwischen Geräten des Unterhaltungselektroniksystems von 5;
16 eine Adressenzuordnungs-Tabelle;
17 ein Ablaufdiagramm, das ein bevorzugtes Befehls- und Kontrollübertragungsprotokoll darstellt;
18 Ablaufdiagramme, die sich auf eine Datenpaketmaschine beziehen;
19A–B einen Knoten-Navigationsbaum nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung;
19C eine Knoten-Funktionsliste nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung;
20 eine Tabelle bevorzugter Knotensymbole;
21 eine Knoten-Funktionstabelle;
22 ein Ablaufdiagramm, das die Maßnahmen zum Erzeugen und Warten einer Adressenzuordnungstabelle darstellt;
23 ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Formatieren und Leiten von Daten zwischen einem externen Netzwerk und einem internen Netzwerk darstellt;
24 ein Ablaufdiagramm, das den Verarbeitungsservice eines MPEG-Transportstroms darstellt;
25A–C Ablaufdiagramme, die verschiedene Funktionen und Prozesse der Erscheinung von Internet-Protokoll Service nach einem Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung darstellen;
26 ein Ablaufdiagramm, das Maßnahmen zur Durchführung von Fernüberwachung und Steuerung darstellt;
27 das Blockdiagramm einer Gateway-Vorrichtung, die eine Positioniereinheit und einen zentralen Server umfasst;
28 ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Sammeln von statistischen Informationen geografischer Örtlichkeiten in einer Netzwerkumgebung darstellt, wie es durch eine Gateway-Vorrichtung ausgeführt wird;
29 ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Sammeln von statistischen Informationen geografischer Örtlichkeiten darstellt, wie es durch einen zentralen Server ausgeführt wird;
30 die grafische Darstellung einer beispielhaften Tabelle statistischer Daten.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungen
Der Standard IEEE 1394-1995 stellt Hintergrundinformationen für die folgende Beschreibung und Figuren in den begleitenden Zeichnungen zur Verfügung. Insbesondere werden mit Bezug auf die 1 bis 4 ausgewählte Teile des IEEE 1394-1995-Standards beschrieben.
Überblick zu IEEE 1394
1 zeigt ein beispielhaftes IEEE 1394-Modul 100, das eine Vielzahl von adressierbaren Knoten 104 enthält. Jeder Knoten 104 kann eine Prozessoreinheit 108 und eine Eingabe/Ausgabeeinheit 112, die über den Localbus 128 verbunden sind, aufweisen. Alternativ dazu kann ein Knoten 104 eine Speichereinheit 116 umfassen. Jeder Knoten 104 verbindet einen IEEE 1394-Träger 120 über einen entsprechenden Datenbus-Verbindungspunkt 124.
2 zeigt eine beispielhafte physikalische Netzwerk-Topologie 200 nach IEEE 1394 (Schnittstellennorm), die zwei „Backplane-Umgebungen" 216 nach IEEE 1394 umfasst, die jeweils mit einer IEEE 1394 „Kabel-Umgebung" 212 überbrückt werden.
In einer Backplane-Umgebung 216 ist die physikalische Topologie ein Mehrpunktverbindungs-Datenbus 215. Die physikalischen Medien umfassen zwei mit einem Ende versehene Leiter, die in der Länge des Backplane verlaufen und Verbindungspunkte aufweisen, die darauf verteilt sind, um eine Vielzahl von IEEE 1394-Knoten 104 zu verbinden.
In einer Kabel-Umgebung 212 ist die physikalische Topologie ein „nicht-zyklisches" Netzwerk (was bedeutet, dass geschlossene Schleifen nicht unterstützt werden) mit begrenzten Zweigen und begrenzter Ausdehnung. Entsprechende IEEE 1394-Kabel 220 verbinden die Ein-/Ausgabekanäle 208 zusammen an unterschiedlichen Knoten 104. Jeder Ein-/Ausgabekanal 208 umfasst typischerweise Terminatoren, Sender-Empfänger und eine Entscheidungslogik-Schaltung (nicht dargestellt). Die Kabel 220 und Ein-/Ausgabekanäle 208 funktionieren zum Teil wie Kabelverstärker, die darauf einfallende Signale an einen benachbarten Knoten 104 wiederholen. Dieses Wiederholmerkmal ermöglicht den Knoten 104 in der Kabelumgebung 212, einen einzigen logischen Datenbus zu simulieren. Wenn zwei voneinander abweichende IEEE 1394-Datenbusse miteinander verbunden werden, z.B. in einer Backplane-Umgebung 216 oder in einer Kabelumgebung 212, wird eine Brücke 204 verwendet, um Übermittlungen zwischen den unterschiedlichen Netzwerk-Umgebungen zu konvertieren.
Entsprechend dem Standard IEEE 1394 wird durch das IEEE 1394-Netzwerk 200 ein 64-Bit-Adressierschema verwendet. Die oberen 16 Bits jeder Adresse stellen den „Identifizierungscode des Knotens" dar. Die höchstrangigen zehn Bits des Knoten_ID Code identifizieren den speziellen logischen Datenbus oder den „Datenbus ID Code" (z.B. 215) im gesamten IEEE 1394-Netzwerk 200. Folglich können in dem IEEE 1394-Netzwerk bis zu 1023 Datenbusse verwendet werden. Die nächsten höchstrangigen sechs Bits des Knoten ID Code stellen eine spezielle physikalische Adresse des Knotens oder „physikalischen ID Code" dar. Auf einem speziellen IEEE 1394-Datenbus (z.B. Datenbus 215) können 63 voneinander unabhängig adressierbare Knoten (z.B. Knoten 104) liegen. Verschiedene Teile der übrig bleibenden 48 Bits des Speicheradressbereichs werden spezifischen Quellen, entweder einem speziellen Datenbus oder einem speziellen Knoten zugeordnet.
3 stellt eine beispielhafte Kabel-Topologie 300 im IEEE 1394-Standard dar. Nach dieser Ausführung wird eine Anzahl von Knotenpunkten 104 durch entsprechende IEEE 1394-Kabel 304 zwischen den Ein-/Ausgabekanälen 208 miteinander „verkettet". Jeder Knotenpunkt 104 wirkt wie ein Wiederholer, der Signale zwischen dem einen Ein-/Ausgabekanal 208 zu dem nächsten Ein-/Ausgabekanal wiederholt, so dass sie über die Kabel 304 zwischen den entsprechenden Knotenpunkten 104 übertragen werden können.
4 veranschaulicht einen Protokoll-Stapelspeicher 400, der die Beziehungen zwischen den Hardware- und Softwarekomponenten innerhalb eines beispielhaften IEEE 1394-Knotens 104 darstellt. Insbesondere sind im Protokoll-Stapelspeicher 400 vier Schichten dargestellt: die Transaktionsschicht 404, die Sicherungsschicht 408, die physikalische Schicht 412 und die Verwaltungsschicht 416 des seriellen Datenbusses. Zusätzliche Schichten (nicht gezeigt) wie eine Anwendungsschicht können ebenfalls in dem Protokoll-Stapelspeicher 400 enthalten sein.
Insbesondere definiert die Transaktionsschicht 404 ein vollständiges Anforderungs-Antwort-Protokoll zum Ausführen von Datenbus-Transaktionen, um Lese-, Schreib- und Sperr-Operationen zu unterstützen. Die Transaktionsschicht 404 stellt außerdem einen Weg für isochrone Verwaltungsdaten bereit, um sie in die Verwaltungsschicht 416 des seriellen Busses zu bekommen.
Die Sicherungsschicht 408 sorgt für den einseitigen Datentransfer mit Bestätigung des Anforderungsservice (d.h. eine „quittierte Informationseinheit") an die Transaktionsschicht 404. Spezieller bewirkt die Sicherungsschicht 408 das Adressieren, das Prüfen von Daten und das Daten-Framing für die Übertragung und den Empfang von Datenpaketen, und stellt außerdem einen isochronen Datentransfer-Service direkt für die Anwendung bereit. Dieser umfasst die Erzeugung von Steuerungs- und Synchronisierungssignalen (z.B. ein „Zyklussignal").
Die physikalische Schicht 412 übersetzt logische Symbole, die durch die Sicherungsschicht 408 genutzt werden, in elektrische Signale zur Ausgabe an ein IEEE 1394-Kabel. Die physikalische Schicht 412 stellt außerdem einen Entscheidungsservice bereit, um zu gewährleisten, dass nur ein Knotenpunkt gleichzeitig Daten sendet. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel bewirkt die physikalische Schicht 412 einen Service für die Resynchronisation und Wiederholung von Daten sowie eine automatische Datenbus-Initialisierung.
Die Verwaltungsschicht 416 des seriellen Busses stellt eine Datenbus-Verwaltung, das Management isochroner Quellen und eine Knotensteuerung zur Verfügung. Zum Beispiel garantiert in der Kabelumgebung 212 von 2 der Manager isochroner Quellen 420 der Verwaltungsschicht 416 des seriellen Busses den für die entsprechenden Knoten 104 notwendigen Quellen, die isochronen Quellen, Kanäle und Bandbreite, die für effiziente und ordentlich isochrone Operationen notwendig sind, gemeinsam zuzuweisen und nicht zuzuweisen.
Ein Datenbus-Manager 424 stellt Dienste wie zum Beispiel Leistungsoptimierung, Strom und Geschwindigkeitsverwaltung sowie Topologie-Verwaltung für andere Knoten 104 im Datenbus bereit. Schließlich verwaltet ein Knoten-Regler 428 alle von den Knoten 104 im Datenbus benötigten Steuer- und Status-Register und kommuniziert mit der physikalischen Schicht 412, der Sicherungsschicht 408, der Transaktionsschicht 404 und einer oder mehreren anderen Anwendungsschichten (nicht dargestellt).
SYSTEM VON UNTERHALTUNGSELEKTRONIK UND BÜRO IM EIGENEN HEIM
5 zeigt eine Gateway-Vorrichtung 504 (Heim-Zugangsvorrichtung), die mehrere externe Diensteanbieter mit einem bevorzugten Netzwerk aus Unterhaltungselektroniksystem und Büro im Eigenheim verbindet, das im Folgenden bezeichnet wird als „Netzwerk 500 für Unterhaltungselektroniksystem". Das Netzwerk 500 des Unterhaltungselektroniksystems ist durch einen Datenbus 568 nach IEEE 1394-Standard verbunden, der vorzugsweise in einer Kabelumgebung konfiguriert ist (oben mit Bezug auf 2 bis 3 beschrieben). Insbesondere ist zwischen den Ein-/Ausgabekanälen verschiedener Elektronikkomponenten des Unterhaltungselektroniksystems 500 eine Reihe von verketteten IEEE 1394-Kabel 502 verbunden, um den IEEE 1394-Datenbus 568 zu bilden. Zum Beispiel sind in einer Kette 560 ein TV-Gerät 508, ein Stereogerät 512, ein Videorecorder 516 und ein DVD-Gerät 520 verbunden. In einer anderen Kette 564 sind ein PC 524, ein Drucker 528 und eine Digitalkamera 534 verbunden.
Jede der entsprechenden Ketten 560 und 564 der elektronischen Komponenten ist mit der Gateway-Vorrichtung 504 verbunden, die wie eine Brücke zwischen einem oder mehreren externen Netzwerken und den entsprechenden internen Netzwerk-Ketten 560 und 564 wirksam ist (d.h. wie entgegengesetzt zu einer Brücke zwischen zwei unterschiedlichen Datenbus-Umgebungen). Zum Beispiel ist die Gateway-Vorrichtung 504 in der Lage, Medien-Einspeisungen von einem Satelliten 582 über einen Satellitenempfänger 540, von einem Sendeturm 586 über die Antenne 544 sowie Einspeisungen von örtlichen Überlandleitungen 592 (z.B. verdrilltes Kupferkabel, Koaxialkabel oder Glasfaserkabel) jeweils über einen Koaxialkabel-Receiver 548, Glasfaserkabel-Receiver 552 oder Telefonkabel-Receiver 556 zu empfangen. (Anzumerken ist: obwohl die verschiedenen Receiver außerhalb der Gateway-Vorrichtung 504 dargestellt sind, können die tatsächlichen Receiver oder Gerätebuchsen auch innerhalb der Gateway-Vorrichtung 504 enthalten sein. Zum Zweck der Darstellung sind sie nur außerhalb der Gateway-Vorrichtung 504 dargestellt).
Das TV-Gerät 508 umfasst vorzugsweise einen internen Fernsehadapter, der Daten vom IEEE 1394-Datenbus 502 in Videosignale nach Standards NTSC (National Television Standards Committee) und/oder ATSC (Advanced Television Systems Committee) zur Darstellung auf dem Fernsehbildschirm umwandelt. In einer alternativen bevorzugten Ausführung ist der Fernsehadapter ein externes Gerät, das zwischen dem TV-Gerät 508 und dem IEEE 1394-Kabel 502 geschaltet wird. In jeder Ausführung enthält der Fernsehadapter vorzugsweise einen ausgeschalteten Bildschirmzwischenspeicher für gegenwärtig nicht angezeigte Bilddaten, die aber zukünftig angezeigt werden sollen, und einen eingeschalteten Bildschirmzwischenspeicher für zur Zeit auf dem Fernsehbildschirm abgebildete Bilddaten. Darüber hinaus kann der Fernsehadapter in ein mit dem TV-Gerät verbundenes Hilfsgerät wie ein Videorekorder, ein DVD-Spieler oder eine Digitalkamera einbezogen werden.
GATEWAY-VORRICHTUNG
6 stellt ein logisches Blockschaltbild für die Gateway-Vorrichtung 504 sowie für die Komponenten dar, die zur Übermittlung mit der Gateway-Vorrichtung 504 gekoppelt sind.
Die Zugangsvorrichtung 504 umfasst eine oder mehrere Schnittstellen zum Kommunizieren über ein Zugangsnetzwerk 644, durch das entsprechende Dienste bereitgestellt werden. Zum Beispiel können Dienste von einem Zugangsbereitsteller für Internet („IAP") oder Internet-Service-Anbieter („ISP") 640 oder von einem Video-Service-Anbieter („VSP") 648 zur Verfügung gestellt werden, indem die entsprechende Schnittstelle der Gateway-Vorrichtung, z.B. die drahtlose Schnittstelle „Terrestrische Funk I/F" 650, „Satelliten I/F" 652, asynchrone digitale Teilnehmerleitungs-Schnittstelle „ADSL I/F" 656, asynchrone Übertragungsmodus-Schnittstelle „ATM I/F" 660 oder die gemischte Faser-Koaxial-Schnittstelle „HFC I/F" 664 mit dem Zugangsnetzwerk 644 über eine geeignete Netzwerkverbindung (z.B. jeweils terrestrische Verbindungsstrecke 618, Satelliten-Verbindungsstrecke 620, Telefonverbindungsstrecke 624, Lichtleiter-Verbindungsstrecke 628 oder koaxiale Verbindungsstrecke 632) verbunden wird. Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel nehmen Adapterschlitze an der Gateway-Vorrichtung 504 eine oder mehrere der oben erwähnten Schnittstellen auf. Ein solches Ausführungsbeispiel sorgt für eine flexible Rekonfigurierung, wenn neue oder aktualisierte Kommunikationstechnologien/Hardware an das Unterhaltungselektroniksystem 500 angeschlossen werden.
Über das Zugangsnetzwerk 644 ist entweder von dem IAP/ISP 640 und/oder von dem VSP 648 eine Vielzahl von Anwendungen wie zum Beispiel das Surfen im Internet, Bildströme in MPEG (normales oder hoch auflösendes Fernsehen), das Netzwerk-Spielen, ein elektronischer Programmführer „EPG" und eine Heim-Netzwerksteuerung möglich. Folglich enthält die Gateway-Vorrichtung 504 Hardware und Software, um einem Heimanwender das IP Routing 668, die MPEG2-Bildstrombearbeitung (einschließlich eingeschaltete Anzeige „OSD" und EPG Verarbeitung) 672, eine Steuerung 676 für Zugangsnetzwerk-Kommunikation, Heimnetzwerk-Steuerung/Verwaltung 680 und andere residente oder herunter ladbare Funktionen 682 wie Spielen, Heimautomatisierung und Verzeichnisdienste zu ermöglichen. Zu diesem Zweck wird nachstehend mit Bezug auf 8 das Firmwarepaket für die Gateway-Vorrichtung 504 beschrieben. Die Protokoll-Stapelspeicher zur Realisierung der oben erwähnten Funktionen werden nachstehend mit Bezug auf die 9 bis 12 beschrieben.
Die 1394-Schnittstelle 684 ist eine notwendige Komponente der Gateway-Vorrichtung 504 und wird in Verbindung mit den Netzwerkprotokollen verwendet, die in Bezug auf die 9 bis 12 beschrieben werden. Die 1394-Schnittstelle 684 ist wie eine Brücke zwischen den externen Netzwerkprotokollen und dem IEEE 1394-fähigen Datenbus, der das interne Netzwerk bildet, wirksam. Zum Beispiel unterstützt die Schnittstelle 1394-I/F 684 ein Internet-Protokoll IP über 1394-Link 612 und ein MPEG über 1394-Link 616 zwischen einem PC 524 und einem TV-Adapter 604 (der in einer Ausführung IEEE 1394-Daten in ein analoges oder ein digitales Signal für ein TV-Gerät 608 umwandelt).
Wie in 7 dargestellt ist, umfasst die eine Ausführung der Gateway-Vorrichtung 504 eine Stromversorgungsschaltung 748, einen Rücksetzschaltkreis 752, eine Taktschaltung 756, eine zentrale Verarbeitungseinheit „CPU" 704, einen Localbus 706, den peripheren und Kommunikationsschnittstellen-Brücken-Regler 708, einen energieunabhängigen Speicher (z.B. ROM 712 und FLASH 716), einen energieabhängigen Speicher (z.B. DRAM 720), eine RS 232 Kopplung und einen PCI Datenbus 724. An den PCI Datenbus 724 sind eine ATM LSI-Schnittstelle 728, die eine ATM Brücke und andere Funktionalität für die Gateway-Vorrichtung 504 zur Verfügung stellt, eine synchrone optische Netzwerk-Schnittstelle 732 („SONET"), die mit einem Pegel-Ein-/Ausgabekanal des optischen Trägers 3 („OC-3") verbunden ist, ein hoch integrierter Schaltkreis 736 mit 1394-LINK, ein hoch integrierter Schaltkreis LSI mit 1394-PHY, mit drei IEEE 1394-Ein-/Ausgabekanälen, und ein Register sowie eine LED und DIP-Schaltereinheit 744 angeschlossen.

In der Gateway-Vorrichtung 504 werden vorzugsweise standardmäßige Hardware-Komponenten eingesetzt. Zum Beispiel wird in Tabelle 1 eine gegenwärtig bevorzugte Spezifikation für Hardware-Komponenten erläutert. Wo das Produkt eines speziellen Herstellers bevorzugt wird, ist dies im Einzelnen angegeben. Tabelle 1

CPU	NR 4650 133 MHz (NKK Micro Devices)
DRAM (dynamisches RAM)	8 MB
ROM (Festwertspeicher)	128 kB
FLASH (Speicher)	4 MB
Brücken- und Peripheriesteuereinheit für PCI	NR 4650-PSC (NKK Micro Devices)
1394 LINK LSI (hoch integrierter Schaltkreis) mit 1394-Übertragungsweg)	MD 8411 (Fuji Film Micro Device)
1394 PHY LSI	MD 8401 (Fuji Film Micro Device)
ATM LSI (hoch integrierter Schaltkreis für asynchronen Übertragungsmodus)	LASAR-155 (PMC-Sierra)
interner Bus	PCI

CPU 704, ROM 712, FLASH 716, RS-232 724 und DRAM 720 sind miteinander zur Datenübertragung über die PCI Brücken- und Peripheriesteuereinheit 708 sowie den Localbus 706 gekoppelt. Die PCI Brücken- und Peripheriesteuereinheit 708 ist außerdem mit dem Datenbus 724 der programmierbaren Kommunikationsschnittstelle PCI verbunden. Der PCI Datenbus 724 ist wiederum mit ATM LSI 728, 1394-LINK LSI 736 und Register, sowie LED und DIP Schaltereinheit 744 verbunden.
8 stellt ein durch die Gateway-Vorrichtung 504 genutztes Firmwarepaket 800 dar. Die zentrale Mikroprozessor-Schaltanlage 804 des Betriebssystems (OS) liegt im Kern des Firmwarepakets 800 und steht in Verbindung mit einer Service-Steuereinheit 808, der Systemverwaltung 812, dem ATM Treiber 816 und dem 1394-Treiber 820. Der ATM Treiber 816 steht mit der Service-Steuereinheit 808, dem 1394-Treiber 820 und verschiedenen Hardware-Komponenten 824 (d.h. physikalische Elektronikkomponenten im Unterhaltungselektroniksystem 500) in Verbindung. Ähnlich steht der 1394-Treiber 820 in Verbindung mit der Service-Steuereinheit 808, dem ATM Treiber 816 und der Hardware 824.
Die Systemverwaltung 812 umfasst Funktionen zur Initialisierung, Eigendiagnose, Prüfung der Betriebsbereitschaft und Fehlerbereinigung des Systems. Der Dienstregler 808 umfasst Funktionen für MPEG TS und zum Filtern eines elektronischen Programmführers EPG sowie für Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindung, IP Routing und Endgerät-Funktionen, MPEG über den 1394-Datenbus und MPEG über ATM sowie Internet-Protokoll über 1394-Datenbus und Internet-Protokoll über ATM, Adressenzuordnung, Heimnetzwerk-Serviceanweisung und Steuerung (z.B. MPEG-Servicesteuerung, TV-Bildsteuerung, Fernbedienung und Kamerasteuerung) sowie andere Funktionen (z.B. Spielen, Automatisierung privater Haushalte und Directory-Dienste).
Der Treiber 820 in Schnittstellen-Norm 1394 realisiert eine asynchrone Datenübertragung, eine isochrone Datenübertragung, eine Übertragung des Steuerdatenpakets der physikalischen Schicht, die Datenbus-Rücksetzung und Steuerung, die Stamm- und Zyklenverarbeitung des Hauptprozessors, die Abarbeitung von Konfigurations-Statusregister und Konfigurations-ROM, die Datenbus-Verwaltung und Aktualisierungen von Adressenzuordnungstabellen, wogegen der ATM Treiber 816 eine Datenpaketübertragung im asynchronen Übermittlungsverfahren und die Errichtung einer permanenten virtuellen Verbindung („PVC") sowie eine Freigabe im asynchronen Übermittlungsverfahren realisiert.
Die zentrale Mikroprozessor-Schaltanlage 804 des Betriebssystems stellt Taskwechsel, Meldungs-Warteschlange und Zustellung, Abarbeitung von Unterbrechungen, Timer-Management und Speicherverwaltung bereit. Außerdem stellt die zentrale Mikroprozessor-Schaltanlage 804 des Betriebssystems die Funktionen der Betriebsbereitschaft zwischen elektronischen Geräten bereit, die genutzt werden, um die Gateway-Vorrichtung 504 zu steuern.
Die Hardware 824 stellt die physikalische Schicht oder unterste Schicht des Firmwarepakets 800 dar.
In einer gegenwärtig bevorzugten Ausführung funktioniert die Gateway-Vorrichtung 504 wie eine Brücke/Router zwischen dem externen Netzwerk 904 und dem internen Netzwerk 912 (mit Bezug auf die 9 bis 12 unten ausführlich beschrieben). Die Gateway-Vorrichtung 504 stellt deshalb eine mittlere Schicht zwischen dem externen Netzwerk 904 und dem internen Netzwerk 912 zur Verfügung, die zur Transformation von Protokoll und Datenformatierung sowie Funktionalität von Adressenzuordnung (nachstehend beschrieben) verwendet wird. Insbesondere ist die Gateway-Vorrichtung 504 ein bevorzugter „Verwaltungsknoten" zur Wartung der Adressenzuordnungstabelle (nachstehend mit Bezug auf 16 beschrieben), wobei die Gateway-Vorrichtung 504 Knotenadresseninformationen in einem Speicher speichert, die Knotenadresseninformationen periodisch aktualisiert, IEEE 1394-Knoten (die hier verwendeten „IEEE 1394-Knoten" beziehen sich auf einen oder mehrere Knoten, die auf dem IEEE 1394-Datenbus 568 liegen und zu dem mit Bezug auf 1 bis 4 oben beschriebenen Knoten 104 passen) im internen Netzwerk 912 zyklisch abfragt und aus den zyklisch abgefragten IEEE 1394-Knoten die Knotenattribute für die Tabelle der Adressenzuordnung 1600 erfasst. Weitere Einzelheiten der Adressenzuordnung 1600 und des Adressenzuordnungsservice werden nachstehend mit Bezug auf 16 und 22 beschrieben.
BRÜCKEN-/ROUTER-FUNKTIONALITÄT
23 stellt ein Ablaufdiagramm dar, das die Maßnahmen zum Formatieren und Leiten (Routen) von Daten zwischen einem externen Netzwerk und einem internen Netzwerk veranschaulicht. Spezieller stellt 23 die Maßnahmen dar, die von der Gateway-Vorrichtung 504 ausgeführt werden, indem ihre Brücken-/Router-Funktionalität erweitert wird. Es soll angemerkt werden, dass die in 23 veranschaulichte Funktionalität mit Bezug auf die nachstehenden Abschnitte über MPEG und Internet-Protokoll Service ausführlicher beschrieben werden. Bei der Aufgabe der folgenden Beschreibung handelt es sich um die gesamte Brücken-/Router-Funktionalität der Gateway-Vorrichtung 504.
Der Prozess zum Formatieren und Leiten von Daten beginnt bei der Maßnahme 2304, in der durch die Gateway-Vorrichtung 504 ein Datenpaket empfangen wird. Die Informationen in dem Datenpaket werden bei der Maßnahme 2308 getrennt. Zum Beispiel werden Daten der Kennzeichnung und/oder Adressen sowie der Datenpaketkörper identifiziert. In der Maßnahme 2312 wird das Datenpaket aus einem ersten digitalen Format in ein zweites digitales Format umgewandelt. Beispielhaft kann die Maßnahme 2312 das Entfernen und Hinzufügen von Kennzeichnungsdaten aus dem oder in den Datenpaketkörper sowie das Wiederformatieren der Datenstrukturen selbst aus einem verschlüsselten in ein nicht verschlüsseltes Format umfassen.
Bei der Maßnahme 2316 wird ein Test zur Bestimmung, ob das Datenpaket Daten in Echtzeit oder keine in Echtzeit enthält, durchgeführt. Zum Beispiel befinden sich in einem Befehl wahrscheinlich keine Echtzeitdaten. Jedoch können sich Echtzeitdaten in einem MPEG-Transportstrom befinden. Durch das Analysieren des Datenpaket-Kennzeichens kann die Gateway-Vorrichtung 504 den Typ von im Datenpaket enthaltenen Daten bestimmen. Wenn der Datenpaketkörper Daten in Nicht-Echtzeit enthält, dann schreitet die Verarbeitung zur Maßnahme 2320 weiter, bei der der Datenpaketkörper zur Übertragung als ein asynchrones Datenpaket auf dem IEEE 1394-Datenbus vorbereitet wird. Wenn der Datenpaketkörper Echtzeitdaten enthält, schreitet andererseits die Verarbeitung anschließend zur Maßnahme 2324 weiter, bei der der Datenpaketkörper zur Übertragung über einen isochronen Kanal des IEEE 1394-Datenbusses vorbereitet wird. Die Maßnahmen 2320 und 2324 werden beide bis zur Maßnahme 2328 fortgesetzt.
Bei der Maßnahme 2328 wird die Adressenzuordnungstabelle 1600 (nachstehend mit Bezug auf 16 beschrieben) gelesen und Adresseninformationen aus der Adressenzuordnungstabelle zum Querverweis vorgesehen. Zum Beispiel werden die Adresseninformationen, z.B. der Identifizierungscode ID des Knotens oder der eindeutige Knoten-ID des IEEE 1394-Zielknotens für das Datenpaket kopiert. Mit den Daten aus der Maßnahme 2328 hängt die Gateway-Vorrichtung 504 die Adresseninformationen in der Maßnahme 2332 entweder an das isochrone Datenpaket (Maßnahme 2320) oder das asynchrone Datenpaket (Maßnahme 2324) an. Bei der Maßnahme 2336 wird das isochrone oder asynchrone Datenpaket über den ausgewählten IEEE 1394-Kanal oder eine Adresse zum IEEE 1394-Zielknoten übertragen.
PROTOKOLLPAKETE
9 bis 12 veranschaulichen verschiedene Ausführungen der Protokollpakete, die zwischen den entsprechenden externen Netzwerken, der Gateway-Vorrichtung und dem (den) internen Netzwerk(en) eingesetzt werden, die das Netzwerk des Unterhaltungselektroniksystems betreffen. 9 bis 11 beziehen sich auf die Gateway-Vorrichtung 504. 12 bezieht sich auf das Protokollpaket zwischen Unterhaltungselektronikgeräten, die im Netzwerk eines Unterhaltungselektroniksystems angeordnet sind.
Allgemein dargestellt ist in 9 bis 12 ein externes Netzwerk 904, eine Brücke 908 und ein internes Netzwerk 912 (d.h. IEEE 1394-Datenbus). Das externe Netzwerk 904 kann ein MPEG Netzwerk 916 (z.B. ein Diensteanbieter für digitale Videos) und ein Internet-Protokoll Netzwerk 920 (z.B. das „Internet") umfassen. Ein Zugangsnetzwerk 924 wird sowohl mit dem MPEG-Netzwerk 916 als auch dem IP Netzwerk 920 verbunden. Nach einer Ausführung ist das Zugangsnetzwerk 924 ein Anbieter für Internetzugang („IAP") wie z.B. America Online oder @Home. Das externe Netzwerk 904 ist durch eine Brücke 908 mit dem internen Netzwerk 912 gekoppelt. Die Brücke 908 ist vorzugsweise eine Gateway-Vorrichtung 504. Die Gateway-Vorrichtung 504 wandelt Daten und Signale aus dem externen Netzwerk 924 von ATM Datenpaketen in ein IEEE 1394-Format um, das an das interne Netzwerk 912 weiter geleitet werden kann. Das interne Netzwerk 912 umfasst einen Fernsehadapter 932 und ein normales oder ein hoch auflösendes TV-Gerät 936 (oder alternativ dazu eine einzelne Einheit, die einen 1394-Knoten und ein TV-Gerät einschließt) sowie einen PC 946. Die Protokollpakete sind in 9 bis 12 unter dem Teil des Gesamtsystems, dem sie entsprechen, dargestellt.
9 stellt das Protokollpaket 900 entsprechend einer ATM Datenübertragung von einem MPEG Netzwerk 916 zu einem TV-Adapter 932 dar.
MPEG-Daten werden im MPEG-Netzwerk 916 vom MPEG TS Protokoll („Transportstrom") oder Steuerbefehl („CTRL COM") 956 zur ATM Adaptionsschicht 5 („AAL5") 952 formatiert. Von der AAL5 werden die Daten in ATM Daten 948 umgewandelt, und von ATM 948 werden sie in das synchrone optische Netzwerk „SONET" Protokoll 944 umgewandelt. An der untersten Schicht wird ein ATM Netzwerk bevorzugt, wobei seine hohe Zuverlässigkeit vorausgesetzt wird, jedoch kann in anderen Ausführungen ein unterschiedlicher Träger eingesetzt werden (z.B. durch das Ersetzen der ATM Schichten).
In der Gateway-Vorrichtung 504 werden Daten vom Zugangs-Netzwerk 924 empfangen. In der Gateway-Vorrichtung 504 werden die Datenübertragungen von dem externen Netzwerk aus einem ATM Protokoll zu einem IEEE 1394-Protokoll umgewandelt (oder „überbrückt"). Zusätzliche Umwandlungen der Protokollschicht sind in 9 einschließlich IEC 61883 964 gezeigt, der MPEG-Daten zur Datenübertragung nach Standard IEEE 1394 formatiert und im International Electrotechnical Commission Standard 61883 mit dem Titel „Digital Interface for Consumer Audio/Visual Equipment" („Digitale Schnittstelle für Audiovisuelle Ausrüstung für Verbraucher") weiter beschrieben wird und der von der Internationalen Elektrotechnischen Kommission IEC (www.iec.org) öffentlich erhältlich ist. Das IEEE 1394-Protokoll 968 ist im Standard IEEE 1394-1995 beschrieben.
Daten werden von der Gateway-Vorrichtung 908 über das IEEE 1394-Protokoll zum internen Netzwerk 912 gesendet, in dem sie anschließend zu einem MPEG-Transportstrom zur Präsentation/Wiedergabe auf einer Videoanzeigeeinheit zurückverwandelt werden. Mit dem TV-Adapter 932 ist es außerdem möglich, die Daten zu einem Analog-Signal-Kabel zu konvertieren, um Audiovisuelle Daten einem normalen oder einem hoch auflösenden TV-Gerät zur Verfügung zu stellen. Vorzugsweise ist das TV-Gerät 936 jedoch in der Lage, MPEG-Daten zu unterstützen.
10 veranschaulicht ein Protokollpaket 1000 entsprechend einer Internet-Protokoll Datenübertragung vom IP Netzwerk 920 zum PC 946. Das Übertragungskontrollprotokoll („TCP") oder das User Datagram Protocol („UDP") 1008, die in den öffentlich erhältlichen Dokumenten Internet RFC 793 bzw. Internet RFC 768 beschrieben sind, werden mit dem Internet-Protokoll („IP") 1004 überlagert, das in Internet RFC 791 beschrieben ist. Dies erleichtert eine Übertragung von Paketdaten von einem internationalen Computernetz (z.B. das Internet oder World Wide Web). In der Gateway-Vorrichtung 504 und dem PC 946 wird ein Internet-Protokoll über 1394-Protokoll 1012 eingesetzt, das im Dokument „IPv4 über IEEE 1394" in Internet Engineering Task Force („IETF") von Peter Johansson beschrieben wird und bei http://www.ietf.org erhältlich ist. Das Protokollpaket 1000 ist besonders vorteilhaft, um Inhalte im World Wide Web und Internet zu finden oder zu erkunden.
11 stellt ein Protokollpaket 1100 zur TCP/IP Datenübertragung vom IP Netzwerk 920 zum PC 946 dar. Damit automatische Konfiguration und IP Adressenzuweisungen erleichtert werden, unterstützt das Protokollpaket 1100 ein Domain-Namen-System („DNS") wie es in Internet RFC 1034 und Internet RFC 1035 beschrieben ist, und das dynamische Host-Konfigurationsprotokoll („DHCP").
12 stellt ein Protokollpaket 1200 für den Bitmap-Transfer zwischen Geräten (z.B. von der Gateway-Vorrichtung 504 oder PC 946 zum TV-Adapter 932) über das interne Netzwerk 912 dar. Das Protokollpaket 1200 verwendet das zusätzliche und zuvor nicht beschriebene Protokoll „DD-Connect AsyBmp" 1204. Das Protokoll für „Bitmap-Transfer" wird nachstehend ausführlicher beschrieben. Das „AP" Protokoll 1208 ist einfach das spezielle Protokoll, das an der Anwendungsschicht (z.B. ein Anzeigeprotokoll oder ein Maus-Protokoll) verwendet wird.
MPEG-SERVICE
Nach einer gegenwärtig bevorzugten Ausführung lenkt die Gateway-Vorrichtung 504 den ankommenden Service eines MPEG Transportstroms von einem Video-Diensteanbieter im MPEG Netzwerk 916 zu einem IEEE 1394-Knotenpunkt im internen IEEE 1394-Netzwerk 912. Der MPEG Service wird durch einen ATM Treiber 816, eine Service-Steuereinheit 808 und den IEEE 1394-Treiber 820 innerhalb der Gateway-Vorrichtung 504 abgewickelt. 24 ist ein Ablaufdiagramm, das die Maßnahmen zum Verarbeiten von MPEG Daten zwischen dem externen Netzwerk 904 und dem internen Netzwerk 912 veranschaulicht.
Wenden wir uns 24 zu, so wird in der Maßnahme 2404 an dem IEEE 1394-Treiber 820 eine asynchrone Schreibanforderung von einem IEEE 1394-Knoten empfangen. Die asynchrone Schreibanforderung weist einen MPEG-START-ANFORDERUNG-Befehl auf. Der MPEG-START-ANFORDERUNG-Befehl wird vom IEEE 1394-Treiber 820 zur Service-Steuereinheit 808 geleitet, wobei an diesem Punkt eine isochrone Quellenzuordnung beginnt. Bei der Maßnahme 2408 wird eine asynchrone Schreibanforderung, die eine MPEG-START-ANTWORT umfasst, von der Service-Steuereinheit 808 an den IEEE 1394-Treiber 820 und dann vom IEEE 1394-Treiber 820 zum IEEE 1394-Zielknoten gesendet.
Als Nächstes wird bei der Maßnahme 2412 am IEEE 1394-Treiber 820 eine einen MPEG-READY-Befehl enthaltende asynchrone Schreibanforderung empfangen. Der MPEG-READY-Befehl wird von dem IEEE 1394-Treiber 820 zu der Service-Steuereinheit 808 geleitet. Die MPEG Daten werden im ATM Treiber 816 bei der Maßnahme 2416 empfangen. Obwohl die Maßnahme 2416 nach der Maßnahme 2412 dargestellt wird, ist es möglich, dass die MPEG Daten vor der Maßnahme 2412 empfangen wurden. Die MPEG Daten werden über eine AAL5-Verbindung mit dem Video-Diensteanbieter auf dem MPEG Netzwerk 916 empfangen.
Bei der Maßnahme 2420 fordert die Service-Steuereinheit von dem 1394-Treiber 820, eine isochrone Übertragung über den vorher zugeordneten isochronen Kanal zu ermöglichen, indem eine MPEG-SPRACH-START-Anforderung gesendet wird. Bei der Maßnahme 2424 sendet die Service-Steuereinheit 808 eine VC-ERMÖGLICHEN-Anforderung zum ATM Treiber 816, um einen isochronen virtuellen Kanal („VC") anzufordern. Als Nächstes wird bei der Maßnahme 2428 eine asynchrone Schreibanforderung, die eine MPEG-READY-Antwort umfasst, von der Service-Steuereinheit 808 an den 1394-Treiber 820 gesendet, von dem sie anschließend an den IEEE 1394-Zielknoten gesendet wird.
Bei der Maßnahme 2432 werden in dem ATM Treiber 816 MPEG-Daten empfangen. Bei der Maßnahme 2436 wird eine MPEG-DATEN-SENDEN-Anforderung vom ATM Treiber 816 an den IEEE 1394-Treiber 820 geleitet. Als Nächstes schließt sich bei der Maßnahme 2440 den MPEG-Daten die MPEG-DATEN-SENDEN-Anforderung an. MPEG-Daten werden dann zum IEEE 1394-Zielknoten geleitet. Bei Maßnahme 2444 führt die Service-Steuereinheit 808 einen Test durch, um zu bestimmen, ob von dem IEEE 1394-Zielknoten eine den MPEG-STOP-Befehl enthaltende asynchrone Schreibanforderung empfangen worden ist. Wenn der Test bei der Maßnahme 2444 negativ ist, dann schreitet die Verarbeitung zu der oben beschriebenen Maßnahme 2432 weiter. Wenn der Test bei der Maßnahme 2444 positiv ist, bedeutet dies, dass ein MPEG-STOP-Befehl empfangen wurde, und die Verarbeitung schreitet anschließend zur Maßnahme 2448 weiter.
In der Maßnahme 2448 leitet die Service-Steuereinheit 808 eine Anforderung an den ATM Treiber 816 weiter, mit der angefordert wird, den isochronen virtuellen Kanal zu deaktivieren (oder zu schließen). Bei der Maßnahme 2452 sendet die Service-Steuereinheit 808 eine MPEG-SPRACH-STOP-Antwort zum IEEE 1394-Treiber. Schließlich werden die isochronen Quellen bei der Maßnahme 2460 freigegeben, wobei eine MPEG-STOP-Antwort von der Service-Steuereinheit 808 durch den IEEE 1394-Treiber 820 und anschließend an den IEEE 1394-Knoten gesendet wird.
INTERNETPROTOKOLL-SERVICE
In einer gegenwärtig bevorzugten Ausführung leitet die Gateway-Vorrichtung 504 außerdem den Internet-Protokoll Service an die und von den IEEE 1394-Knoten in dem internen IEEE 1394-Netzwerk 912 und dem externen Netzwerk 904. Zum Zweck der Darstellung wird das externe Netzwerk 904 beschrieben, welches eine Verbindung über ein asynchrones Übertragungsmodus-Protokoll („ATM") herstellt, da dieses bevorzugt wird. Jedoch ziehen alternative Ausführungen nach der Erfindung eine Übertragung auch über Protokolle in Betracht, die kein ATM Protokoll sind, wie zum Beispiel das Internet-Protokoll durch einen Internetzugangs-Provider oder Internetservice-Provider (z.B. das Übertragungskontrollprotokoll „TCP"), ein Kabelmodem, eine asynchrone digitale Teilnehmerleitung oder ein anderes äquivalentes Übertragungsprotokoll.
25A bis 25C sind Ablaufdiagramme, die die Maßnahmen zur Unterstützung von Internet-Protokoll Service veranschaulichen. Spezieller stellt 25A eine Unterstützung für allgemeine IP Datenpakete zum IP Routing oder Weiterleiten dar. 25B veranschaulicht eine ARP-Unterstützung (Adressen-Auflösungsprotokoll), und 25C stellt eine Unterstützung für IP Datenpaket „PING" (Packet Internet Groper) dar. Die hier beschriebenen Dienste zur Unterstützung des Internet-Protokolls sind durch Ereignis (oder Unterbrechung) gesteuerte Unterstützungsalgorithmen und beginnen beim Empfang eines Auslösesignals, zum Beispiel der Empfang eines IP Datenpaketes am ATM Treiber 816. Die öffentlich verfügbaren Dokumente des Internet-Architecture-Board RFC 791, 826 und 2151 beschreiben jeweils weitere Informationen, die die Bearbeitung von Datenpaketen des Internet-Protokolls, die Bearbeitung des Adressen-Auflösungsprotokolls ARP und von PING-Anforderung betreffen. Diese Druckschriften sind vom Datum wie dieses Schreiben von http://sunsite.enlab-switch.ch/ frei verfügbar. Folglich sind die anschließend zur Verfügung gestellten, den Internet-Protokoll Service der Gateway-Vorrichtung 504 betreffenden Informationen als allgemeiner Überblick seiner Arbeitsweise bestimmt.
25A ist ein Ablaufdiagramm, das die Maßnahmen für eine Handhabung von IP Datenpaketen zum Routing oder Weiterleiten darstellt. Bei der Maßnahme 2504 wird ein am ATM Treiber 816 empfangenes IP Datenpaket getestet, um zu bestimmen, ob es eine IP Datenpaket-Anzeige enthält. Wenn das Datenpaket keine IP Datenpaket-Anzeige enthält, wird die Routine unterbrochen, bis ein nächstes IP Datenpaket empfangen wird. Wenn jedoch das Datenpaket die Anzeige eines IP Datenpakets enthält, dann wird die Verarbeitung zur Maßnahme 2508 fortgesetzt, in der der ATM Treiber 816 die IP Datenpaket-Anzeige an die Service-Steuereinheit 808 weiterleitet. Die Service-Steuereinheit 808 liest die Adressenzuordnungstabelle 1600 (mit Bezug auf 16 ausführlich beschrieben) und passt die im IP Datenpaket enthaltene IP Zieladresse einem entsprechenden IEEE 1394-Knoten an.
Die Gateway-Vorrichtung 504 formatiert das IP Datenpaket, um es zu dem IEEE 1394-Zielknoten zu leiten. Zu diesem Zweck wird in der Maßnahme 2512 eine asynchrone SCHREIB-ANFORDERUNG mit einem IP Datenpaket initialisiert und von der Service-Steuereinheit 808 zum IEEE 1394-Treiber 820 und anschließend vom IEEE 1394-Treiber 820 zum IEEE 1394-Zielknoten gesendet. Da der oben erwähnte Prozess ereignisgesteuert ist, wird die momentane Iteration nach der Maßnahme 2512 beendet, so dass der Prozess in einen „Wartemodus" zurückkehrt, in dem die IP Bediener-Routine auf ein nächstes IP Datenpaket wartet.
25B stellt Maßnahmen zur Verarbeitung der Anforderung eines Adressen-Auflösungsprotokolls („ARP") dar. ARP ist ein Protokoll zum Herausfinden einer physikalischen Adresse (z.B. Ethernet-Adresse) aus einer Internet-Adresse. Im Allgemeinen sendet ein Anfragender ein ARP Datenpaket, das die Internet-Adresse eines anderen Host umfasst, und wartet anschließend auf den anderen Host, um seine repräsentative physikalische Adresse zurück zu senden. Die Gateway-Vorrichtung 504 wartet die Adressenzuordnungstabelle 1600, die zu diesem Zweck teilweise genutzt wird. Wenn in der Gateway-Vorrichtung 504 eine Anforderung nach Adressen-Auflösungsprotokoll ARP empfangen wurde, kann die Gateway-Vorrichtung 504 eine physikalische Adresse zurückführen, indem die Adressenzuordnungstabelle 1600 abgefragt und eine physikalische Adresse gefunden wird, die der empfangenen Internet-Protokoll Adresse entspricht. Diese Antwort auf ARP Anforderung ist möglich, auch wenn die IP Adresse nicht zwangsläufig die Adresse der Gateway-Vorrichtung 504 ist. Tatsächlich ist es wahrscheinlicher, dass die IP Adresse die IP Adresse des PCs (z.B. der PC 524) ist, der sich auf dem IEEE 1394-Datenbus 568 befindet.
Wenden wir uns den in 25B veranschaulichten Maßnahmen zu, so wird bei der Maßnahme 2524 das Datenpaket getestet, um zu bestimmen, ob es eine Adressen-Auflösungsprotokoll-Anforderung enthält. Enthält das Datenpaket keine ARP Anforderung, dann kehrt der Prozess zur Maßnahme 2524 zurück. Beachtenswert ist, dass die Maßnahme 2524 basierend auf einem Triggerereignis – Empfangen eines Datenpakets – kein dauerndes Abfragen ist. Wenn das Datenpaket tatsächlich eine ARP Anforderung enthält, dann setzt sich die Verarbeitung zu der Maßnahme 2528 fort.
Bei der Maßnahme 2528 wird die ARP Anforderung vom ATM Treiber 816 zu der Service-Steuereinheit 808 geleitet. Die Service-Steuereinheit liest die Adressenzuordnungstabelle 1600, um zu bestimmen, ob sich der durch die Internet-Adresse in dem Adressen-Auflösungsprotokoll identifizierte IEEE 1394-Knoten im IEEE 1394-Datenbus 568 befindet. Wenn sich der durch die Internet-Adresse identifizierte IEEE 1394-Knoten nicht im IEEE 1394-Datenbus 568 befindet, endet die momentane Iteration des Prozesses. Wenn sich der IEEE 1394-Knoten jedoch tatsächlich in dem IEEE 1394-Datenbus 568 befindet, wird die physikalische Adresse des IEEE 1394-Knotens bei der Maßnahme 2532 aus der Adressenzuordnungstabelle 1600 zurückgeholt.
Bei der Maßnahme 2536 wird die physikalische Adresse in eine ARP Antwort besetzt, und bei der Maßnahme 2540 wird die ARP Antwort von der Service-Steuereinheit 808 zum ATM Treiber 816 und anschließend vom ATM Treiber 816 zum externen Netzwerk 904 weitergeleitet. Die momentane Iteration des Prozesses endet nach Schritt 2540, so dass die Verarbeitung bei der Maßnahme 2524 (d.h. bei seiner nächsten Iteration) beginnen wird.
25C veranschaulicht Schritte zum Verarbeiten eines „PING" (Packet Internet Groper genanntes Programm. Ein PING ist eine Echo-Anforderung, die verwendet wird, um zu bestimmen, ob ein spezielles Gerät „on-line" oder „live" ist. Der „PING-Prozess" ist an sich bekannt, trotzdem wird zum Zweck der Darstellung hier ein Überblick auf hohem Niveau beschrieben.
Bei der Maßnahme 2544 wird das Internet-Programm Datenpaket getestet, um zu bestimmen, ob es eine „PING" Anforderung enthält, die an die Gateway-Vorrichtung 504 gerichtet ist. Wenn das IP Datenpaket keine PING Anforderung für die Gateway-Vorrichtung 504 enthält, dann endet die Iteration und der Prozess kehrt zur Maßnahme 2544 zurück (ähnlich den oben erwähnten Maßnahmen 2504 und 2524). Wenn das IP Datenpaket jedoch tatsächlich eine PING Anforderung für die Gateway-Vorrichtung 504 enthält, setzt sich die Verarbeitung zu der Maßnahme 2548 fort.
Bei der Maßnahme 2548 wird die PING Anforderung von dem ATM Treiber 816 an die Service-Steuereinheit 808 geleitet, in der die in der PING Anforderung enthaltene IP Adresse gegenüber der IP Adresse der Gateway-Vorrichtung 504 getestet wird. Wenn die zwei IP Adressen übereinstimmen, dann setzt sich die Verarbeitung zu der nachstehend beschriebenen Maßnahme 2560 fort. Wenn die beiden IP Adressen nicht übereinstimmen, setzt sich die Verarbeitung zu der Maßnahme 2552 fort.
Bei der Maßnahme 2552 liest die Service-Steuereinheit 808 die in der Adressenzuordnungstabelle 1600 enthaltenen Internet-Protokoll Adressen. Bei der Maßnahme 2556 wird ein Test ausgeführt, um zu bestimmen, ob es zwischen der ankommenden IP Adresse, die in der PING Anforderung enthalten ist, und einer beliebigen IP Adresse in der Adressenzuordnungstabelle 1600 eine Übereinstimmung gibt. Gibt es in der Folge des Tests bei der Maßnahme 2556 keine Übereinstimmung, dann endet die Iteration und die Verarbeitung kehrt zur Maßnahme 2544 zurück (anzumerken ist, dass in diesem Moment keine Antwort auf PING gegeben ist).
Wenn jedoch zwischen den beiden Internet-Protokoll Adressen wirklich Übereinstimmung besteht, setzt sich die Verarbeitung zu der Maßnahme 2558 fort, wo die PING Anforderung zu einem speziellen Knoten im 1394-Datenbus weitergeleitet wird. Der spezielle Knoten wird auf die PING Anforderung entsprechend reagieren. Folglich kehrt der Prozess zu der Maßnahme 2544 zurück.
Bei der Maßnahme 2560 wird eine Antwort auf die PING Anforderung durch die Service-Steuereinheit 808 erzeugt, an den ATM Treiber 816 gesendet und anschließend in das externe Netzwerk 904 weitergeleitet. Die Verarbeitung der PING Anforderung endet, und es kann eine nächste Iteration verarbeitet werden, sobald eine neue PING Anforderung empfangen wurde.
ADRESSENZUORDNUNG
16 veranschaulicht die Tabelle 1600 einer beispielhaften Adressenzuordnung. Die Adressenzuordnungs-Tabelle 1600 umfasst vorzugsweise mindestens vier Spalten und so viele Zeilen wie es Geräte im Netzwerk 500 der Unterhaltungselektronik gibt. Die Adressenzuordnungstabelle 1600 ist vorzugsweise in drei getrennte Abschnitte unterteilt. Der erste Abschnitt 1620 umfasst IEEE 1394-Servicedaten, der zweite Abschnitt 1624 umfasst MPEG-Servicedaten und ein dritter Abschnitt 1628 umfasst Daten für Internet-Protokoll Service. Jeder Abschnitt besitzt seine eigene „Minitabelle" für Informationen, obwohl die Adressenzuordnungstabelle 1600 physikalisch eine einzige Tabelle ist.
Im IEEE 1394-Abschnitt 1620 ist die erste Spalte die Spalte 1604 der eindeutig bestimmten Identität des Knotens, wobei die eindeutig bestimmte Knoten-Identität ständig in die Hardware oder ROM des Knotens 104 kodiert wird. Die nächste Gruppe von Spalten sind die Knotenattribut-Spalten 1602. Die Knotenattribut-Spalten enthalten eine Spalte 1608 gemeinsamer Namen, die einen speziellen Knoten durch einen vom Anwender ausgewählten/programmierten Namen, der im Knoten gespeichert ist, identifiziert, eine Knoten_ID-Spalte 1612, die einen dynamisch zugeordneten 16-Bit-Knoten_ID enthält, eine Knotentyp-Spalte 1616 und eine IP Adressenspalte 1618.
In dem MPEG-Serviceabschnitt 1624 ist die erste Spalte die ATM VPI/VCI-Spalte 1632, die nächste Spalte ist die Programminformationsspalte 1636, die dritte Spalte ist die Spalte 1640 des isochronen Kanals in IEEE 1394-Norm und die letzte Spalte ist die Spalte 1604 der eindeutig bestimmten Identität des Knotens.
In dem IP Serviceabschnitt 1628 ist die erste Spalte die ATM VPI/VCI-Spalte 1632, die nächste Spalte ist die IP Adress-Spalte 1618, die dritte Spalte ist die Knoten_Identität-Spalte 1612 und die letzte Spalte ist die Spalte 1604 der eindeutig bestimmten Identität des Knotens.
Die Adressenzuordnungstabelle 1600 wird durch den IEEE 1394-Treiber (z.B. in 8 gezeigter IEEE 1394-Treiber 816) erzeugt, wenn eine Rücksetzung des Datenbusses erfolgt. Der IEEE 1394-Treiber empfängt von jedem Knoten in dem IEEE 1394-Datenbus (z.B. der in 5 gezeigte IEEE 1394-Datenbus 568) eine Antwort, die die eindeutig bestimmte Knoten-Identität des Knotens und andere Informationen identifiziert. Auf der Basis der von dem Knoten empfangenen Informationen fügt der IEEE 1394-Treiber die eindeutig bestimmte Knoten-Identität zu der Adressenzuordnungstabelle 1600 hinzu und führt anschließend eine Abfrage des speziellen Knotens auf zusätzliche Informationen (z.B. gemeinsamer Name, Knoteneigenschaften und Internet-Protokoll Adresse) durch. Der IEEE 1394-Treiber ordnet der Knoten_ID-Spalte 1612 einen Wert für den Knoten zu.
22 ist ein Ablaufdiagramm, das die Maßnahmen zum Erzeugen und Warten der Adressenzuordnungstabelle 1600 darstellt. Die Maßnahmen werden durch einen „Verwaltungsknotenpunkt", der sich in dem Netzwerksystem 500 der Unterhaltungselektronik befindet, durchgeführt, wobei es besser ist, dass die Maßnahmen durch die Gateway-Vorrichtung 504 ausgeführt werden. Die Knotenverwaltung der Adressenzuordnungstabelle 1600 wird im Allgemeinen vorher gewählt. Sie kann jedoch dynamisch verändert werden, entweder als Antwort auf eine Datenbus-Rücksetzung oder durch ausdrückliche Anweisung von einem Benutzer. In jedem Fall wird die Funktionalität zum Erzeugen und Warten der Adressenzuordnungstabelle 1600 in den IEEE 1394-Treiber 820 integriert.
Zu Beginn des Adressenzuordnungsprozesses wird ein Auslösesignal empfangen, das die Erzeugung der Adressenzuordnungstabelle 1600 bewirkt. Das Auslösesignal ist im Verhältnis zu dem Verwaltungsknoten entweder ein internes oder ein externes Auslösesignal wie zum Beispiel ein Datenbus-Rücksetzbefehl. Die Datenbus-Rücksetzung kann als Ergebnis einer expliziten Anweisung von der Anwendungsschicht oder durch eine implizite Anweisung von der Firmware wie zum Beispiel als Reaktion auf den IEEE 1394-Treiber 820 auftreten, der einen zu dem Netzwerksystem 500 der Unterhaltungselektronik hinzugefügten neuen Knotenpunkt detektiert. Das Auslösesignal ist in 22 bei der Maßnahme 2200 als Datenbus-Rücksetzung dargestellt.
Nach Empfang eines Auslösesignals setzt sich die Verarbeitung zu der Maßnahme 2204 fort, wo durch den Verwaltungsknotenpunkt ein Selbsterkennungs-Datenpaket empfangen wird. Das Selbsterkennungs-Datenpaket umfasst 16 Bit-Adressinformationen, auf die oben mit „Knoten_ID" (ID Identifizierungscode) verwiesen ist. Der Knoten-ID, spezieller der 10 Bit Datenbus_ID und der physikalische 6 Bit_ID werden bei der Maßnahme 2208 aus dem Selbsterkennungs-Datenpaket gewonnen.
In der Maßnahme 2212 wird der Adressenzuordnungstabelle 1600 eine neue Zeile hinzugefügt. Die bei Maßnahme 2208 gewonnenen Daten werden bei der Maßnahme 2216 in den Datenbus_ID und die physikalischen ID_Felder gefüllt. In einer bevorzugten Ausführung sind die zwei Felder ein einzelner 16 Bit Adressraum – d.h. die Knotenpunkt_ID Spalte 1612.
Bei der Maßnahme 2220 bereitet der Verwaltungsknotenpunkt eine an den Knotenpunkt, der durch den bei der Maßnahme 2204 empfangenen Knoten_ID identifiziert wurde, adressierte asynchrone Leseanforderung vor und überträgt diese. Als Antwort auf die asynchrone Leseanforderung empfängt der Verwaltungsknoten bei der Maßnahme 2224 eine asynchrone Leseanforderung. Die asynchrone Leseanforderung umfasst zumindest eine eindeutige Knotenkennung („ID"), die auch vorzugsweise zusätzliche Knotenattribut-Informationen wie eine Internet-Protokoll Adresse, einen Knotentyp und einen gemeinsamen Namen umfasst.
Bei der Maßnahme 2228 werden der eindeutige Knoten-ID und, nach einer gegenwärtig bevorzugten Ausführung, die zusätzlichen Knotenattribut-Informationen aus der bei Maßnahme 2224 empfangenen asynchronen Leseantwort gewonnen. Bei der Maßnahme 2232 wird der eindeutige Knoten-ID in die Spalte der eindeutigen Knoten-ID der Adressenzuordnungstabelle 1600 gefüllt. In einer bevorzugten Ausführung werden die zusätzlichen Knotenattribut-Informationen außerdem in eine entsprechende Spalte der Adressenzuordnungstabelle 1600 gefüllt. Im Fall, dass die aufgeteilte Adressenzuordnungstabelle 1600 genutzt wird, werden die Zeilen der Adressenzuordnungstabelle 1600 entsprechend dem Servicetyp, auf den sich die Daten in der Zeile beziehen, zum Beispiel der IEEE 1394-Service, ATM Service oder MPEG Service, logisch getrennt. In einer solchen Ausführung identifizieren die Knotenattributinformationen, welcher Aufteilung die Knoteninformationen entsprechen. In einer anderen Ausführung werden redundante Daten in Miniservice-Tabellen innerhalb der primären Adressenzuordnungstabelle 1600 gespeichert.
Schließlich wird in Maßnahme 2236 ein Test durchgeführt, um zu bestimmen, ob irgendwelche neuen Knoten-Selbstkennungscode-Datenpakete durch den Verwaltungsknoten empfangen worden sind. Wenn irgendwelche neuen Knoten-Selbstkennungscode-Datenpakete empfangen wurden, dann schreitet die Verarbeitung zum Schritt 2208 fort. Wenn keine neuen Knoten-Selbstkennungscode-Datenpakete empfangen wurden, endet die Verarbeitung.
Die oben beschriebenen Schritte können in einem Stapelbetrieb abgearbeitet werden, wobei nach einer Datenbus-Rücksetzung (d.h. Maßnahme 2200) eine Ansammlungsperiode verstreicht, während der Knoten-Selbstkennungscode-Datenpakete empfangen werden und durch den Verwaltungsknoten in einer Liste im Speicher der Reihe nach abgearbeitet werden. In einer solchen Ausführung kann die Verarbeitung von Knoten-Selbstkennungscodes und die Erreichung eindeutiger Knoten-Identifizierungscodes und Knotenattribut-Informationen aus der Warteschlangenliste in inkrementeller Weise abgearbeitet werden. Der Test in der Maßnahme 2236 bestimmt, ob irgendwelche zusätzlichen Selbstkennungscode-Datenpakete verarbeitet werden müssen.
Wenn ein an einen speziellen Knotenpunkt im Netzwerksystem 500 der Unterhaltungselektronik gerichteter Befehl empfangen wird, wird der Befehl auf einen speziellen Datenbus-ID und einen physikalischen ID (oder Knoten-ID) bezogen, indem die Adressenzuordnungstabelle 1600 genutzt wird. Der Verwaltungsknoten nutzt dann den speziellen Datenbus_ID und physikalischen ID, um den empfangenen Befehl an einen speziellen Knotenpunkt im Netzwerksystem 500 der Unterhaltungselektronik zu adressieren (oder zu richten).
BEFEHLS- UND STEUERUNGSTRANSFER
17 bis 20 stellen Ausführungen eines Befehls- und Steuerungstransfers nach einer gegenwärtig bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung dar. Darüber hinaus sind die 17 und 18 Ablaufdiagramme, die die Schritte für Befehls- und Steuerungstransfer bzw. Abarbeitung von Paketdaten veranschaulichen, wogegen 19A bis 19C eine Ausführung der Anzeigeinformationen darstellen, die auf einer Videoanzeigeeinheit als Ergebnis der in 17 und 18 dargestellten Schritte erzeugt werden. 20 stellt eine Tabelle für Knoten-Piktogramme dar.
Zum Starten des Befehls- und Steuerungstransferprozesses wird ein Auslösesignal empfangen. Zum Beispiel kann der Auslöser einen „Menüknopf" auf einer Fernbedienung enthalten, der den Prozess des Befehls- und Steuerungstransfers oder eine gespeicherte Verfahrensweise in einem Gerät, das sich in dem Netzwerk 500 der Unterhaltungselektronik befindet, auslöst. Wie in 17 gezeigt wird, kann ein Datenpaket-Maschinen-Ausgangssignal von dem Prozess 1804 (nachstehend mit Bezug auf 18 beschrieben) die Maßnahmen für den Befehls- und Steuerungstransfer auslösen.
Die Maßnahme 1704 umfasst das Lesen der Adressenzuordnungstabelle 1600. Sobald die Adressenzuordnungstabelle 1600 gelesen ist, wird in der Maßnahme 1708 eine Knoten-Piktogramm-Tabelle gelesen.
Die Knoten-Piktogramm-Tabelle weist nicht weniger als zwei Spalten auf und identifiziert ein Bild für jedes Gerät in dem Netzwerk 500 der Unterhaltungselektronik. Die erste Spalte stellt einen Knotenpunkt dar (zum Beispiel entweder die eindeutig bestimmte Identität des Knotens oder einen Knotentyp), und die zweite Spalte stellt das Piktogramm des Knotens dar. Es ist jedoch möglich, in der Tabelle zusätzliche Spalten wie zum Beispiel einen Knotentyp und eine eindeutig bestimmte Identität des Knotens zu haben. Folglich wird, wenn ein spezielles Knoten-Piktogramm gewünscht ist, zuerst die Tabelle mit Knoten-Piktogrammen für die eindeutig bestimmte Identität des Knotens genau geprüft, falls die eindeutig bestimmte Identität des Knotens nicht gefunden wird, und anschließend wird die Tabelle für Knoten-Piktogramme für den gewünschten Knotentyp (der Knoten kann z.B. den speziellen Gerätestandard erfüllen) genau durchsucht. Wenn eine eindeutige bestimmte Identität des Knotens, die übereinstimmt, oder alternativ dazu ein übereinstimmender Typ gefunden ist, dann wird das Piktogramm für den gewünschten Knoten in der Maßnahme 1716 zurückgeholt.
In 20 ist eine Ausführung einer Knoten-Piktogramm-Tabelle dargestellt. Die Knoten-Piktogramm-Tabelle 2000 enthält eine Spalte 1604 für eindeutig bestimmte Knoten-Identität, eine Knotentypen-Spalte 1608 und eine Bitmap-Datenspalte 2004. Die Bitmap-Datenspalte besitzt ungefähr 4 kB Daten für das Knoten-Piktogramm. In einer Ausführung sind Daten für ein einziges Piktogramm in der Knoten-Piktogramm-Tabelle 2000 enthalten, jedoch sind in einer anderen Ausführung in der Tabelle 2000 für Knoten-Piktogramme Daten für zwei Piktogramme enthalten: ein Piktogramm ist ein „inaktives" Piktogramm, das bedeutet, dass das Piktogramm angezeigt wird, wenn der Knoten nicht ausgewählt ist; und das zweite ist ein aktives Knoten-Piktogramm, das bedeutet, dass das Piktogramm angezeigt wird, wenn der Knoten ausgewählt ist.
Bei der Maßnahme 1720 wird ein vollständiger Knoten-Navigationsbaum erzeugt. Der Knoten-Navigationsbaum ist in 19A bis 19B dargestellt. In 19A weist der Knoten-Navigationsbaum 1900 einen durch das Piktogramm 1904 dargestellten Steuerknoten auf. Der Steuerknoten ist derjenige Knoten, durch den ein Benutzer kommuniziert. Zielknoten werden durch die Piktogramme 1908, 1912 und 1916 veranschaulicht. Wie in 19A dargestellt, befindet sich das Piktogramm 1904 des Steuerknotens im aktiven Modus, wogegen sich die Piktogramme 1908, 1912 und 1916 der Zielknoten im inaktiven Modus befinden. Wenn zu dem Unterhaltungselektroniksystem 500 zusätzliche Knoten hinzugefügt werden, wird die Anzahl von Zielknoten-Piktogrammen zunehmen. Ähnlich wird die Anzahl von Zielknoten-Piktogrammen entsprechend verringert werden, wenn aus dem Unterhaltungselektroniksystem 500 bestehende Knotenpunkte entfernt werden.
Der Knoten-Navigationsbaum 1900 wird bei der Maßnahme 1724 zur Videoanzeigeeinheit übertragen. Nach einer Ausführung wird der Knoten-Navigationsbaum 1900 an eine Datenpaketmaschine 1800 ausgegeben, in der er als Eingangssignal zum Prozess 1808 (nachstehend mit Bezug auf 18 beschrieben) verarbeitet wird.
Bei der Maßnahme 1728 wird ein Navigations-Eingangssignal empfangen. Wiederum kann das Navigations-Eingangsignal von einer Eingangsvorrichtung innerhalb des internen Netzwerkes 912 (9) empfangen werden, oder es kann aus dem externen Netzwerk 904 wie zum Beispiel durch den Datenpaket-Maschinenprozess 1804 empfangen werden. Basierend auf dem in der Maßnahme 1728 empfangenen Eingangssignal wird ein bestimmter Zielknoten identifiziert werden. Der Steuerknoten gewinnt die Piktogramm-Informationen (z.B. die Grafik des aktiven Modus) aus der Knoten-Navigationstabelle 1600 und modifiziert bei der Maßnahme 1732 eine Teilmenge des Navigationsbaums 1900. In einer alternativen Ausführung werden Daten des normalen aktiven Modus wie zum Beispiel ein hervor gehobener Bildrand oder Ring zu dem Teil des Navigationsbaums 1900 hinzugefügt, der den ausgewählten Zielknoten darstellt; folglich ist eine Wiedergewinnung von Piktogrammdaten des aktiven Modus aus der Adressenzuordnungstabelle 1600 nicht erforderlich. Basierend auf den Daten des aktiven Modus wird ein Teil oder eine Teilmenge des Knoten-Navigationsbaums 1900 modifiziert. Der Teil des Knoten-Navigationsbaums 1900, der modifiziert wurde, kann modifizierte Daten enthalten, die dem „neu" ausgewählten aktiven Knoten entsprechen oder kann zusätzlich modifizierte Daten enthalten, die dem Knoten entsprechen, der vom aktiven Modus in den inaktiven Modus geschaltet wurde. Entsprechend einer gegenwärtig bevorzugten Ausführung werden Daten, die sowohl das neue Piktogramm des aktiven Knotens als auch das alte Piktogramm des aktiven Knotens betreffen, modifiziert.
19B stellt den Knoten-Navigationsbaum 1900 dar, nachdem der dem Piktogramm 1916 entsprechende Zielknoten als der aktive Knoten ausgewählt worden ist. Der Teil des Knoten-Navigationsbaums 1900, der modifiziert worden ist, ist die Teilmenge von den Piktogrammen 1904 und 1916 entsprechenden Daten. Bei der Maßnahme 1736 wird die modifizierte Teilmenge des Knoten-Navigationsbaums 1900 an die Videoanzeigeeinheit übertragen. In einer alternativen Ausführung wird die modifizierte Teilmenge des Knoten-Navigationsbaums 1900 zu der Datenpaketmaschine 1800 gesendet und durch den Prozess 1808 zu dem externen Netzwerk 904 geleitet.
Zwischen den Maßnahmen 1736 und 1740 kann eine optionale Zwischenmaßnahme auftreten. In dem optionalen Schritt wird vom Benutzer bestätigt, dass der Zielknoten, auf den in der Maßnahme 1728 navigiert wurde, tatsächlich der gewünschte Zielknoten ist. Diese Maßnahme ist einfach das Empfangen eines weiteren Eingangssignals wie zum Beispiel ein „EINGABE"-Befehl nach einer Navigation auf das gewünschte Ziel-Piktogramm.
In der Maßnahme 1740 wird die Knotenfunktions-Tabelle gelesen. 21 stellt eine Knotenfunktions-Tabelle 2100 dar. Die Knotenfunktions-Tabelle 2100 umfasst vorzugsweise zwei Spalten, eine Knotentyp-Spalte 1616 und eine Funktionslisten-Spalte 2104. Die Funktionslisten-Spalte 2104 umfasst eine Vielzahl von Eingaben, wobei jede Eingabe 2108 das Zuordnen von alphanumerischen Eingaben mit Einzelzeichen, einen entsprechenden Funktionsnamen und einen Operationscode enthält. Wenn die Steuereinheit die Knotenfunktions-Tabelle 2100 liest, wird die Knotenfunktions-Tabelle 2100 für den speziellen aktiven Zielknoten-Typ und die entsprechenden Eingaben 2108, die gültige Befehle für den aktiven Zielknoten enthalten, durchsucht. Die gültigen Befehle werden in der Maßnahme 1740 wieder gewonnen.
Bei der Maßnahme 1744 wird eine Knotenfunktionsliste auf Basis der aus der Maßnahme 1740 wieder gewonnenen Daten erzeugt. Die Knotenfunktionsliste wird anschließend bei der Maßnahme 1748 auf die Videoanzeigeeinheit übertragen. Wiederum kann die Übertragung auf die Videoanzeigeeinheit auch das Senden der abgehenden Knotenfunktionsliste an die Datenpaketmaschine zum Verarbeiten und Leiten durch den Prozess 1808 beinhalten.
19C veranschaulicht eine Knotenfunktionsliste 1928 wie sie auf der Videoanzeigeeinheit dargestellt wird. Die erste Spalte der Knotenfunktionsliste 1928 stellt eine Eingangswert-Spalte 1920 dar. Die zweite Spalte, die Textspalte 1924, stellt den dem benachbarten Eingangswert entsprechenden Text dar, wobei der Text die Funktion beschreibt, die sich ergeben wird, wenn der benachbarte Eingangswert in der Spalte 1920 durch die Steuereinheit empfangen wird.
In der Maßnahme 1752 wird ein Knotenfunktions-Eingangssignal an der Steuereinheit empfangen. Das Eingangssignal kann über den IEEE 1394-Datenbus 568 oder von einem externen Netzwerk 904 kommen, wobei in diesem Fall das Knotenfunktions-Eingangssignal durch die Datenpaketmaschine 1800 zu der Steuereinheit geleitet wird. Das Knotenfunktions-Eingangsignal wird gegenüber den gültigen Eingangswerten 1920 in der Maßnahme 1756 verglichen, und wenn das Knotenfunktions-Eingangssignal einem gültigen Eingangswert 1920 entspricht, dann schreitet die Steuereinheit zu der Maßnahme 1764 weiter.
Wenn jedoch das Knotenfunktions-Eingangsignal einem gültigen Eingangswert 1920 nicht entspricht, dann schreitet die Steuereinheit zur Maßnahme 1760 weiter, wo eine Fehlermeldung (z.B. „ungültiger Befehl, bitte erneut eingeben") an die Videoanzeigeeinheit (oder Datenpaketmaschine 1800) übertragen wird. Von der Maßnahme 1760 schreitet die Verarbeitung zu der Maßnahme 1752 weiter. Alternativ dazu kann die Verarbeitung zum Schritt 1748 fortschreiten, so dass die Videoanzeigeeinheit aktualisiert werden kann.
Schließlich wird der an der Steuereinheit empfangene Eingangswert 1920 einer Funktion in der Knotenfunktionsliste 1928 zugeordnet. Ein Befehl wird mit einem geeigneten Operationscode formatiert und in der Maßnahme 1764 zu dem Zielknoten übertragen. Nach der Maßnahme 1764 ist das Verfahren des Befehls- und Steuerungstransfers vollständig.
DATENPAKET-MASCHINE
18 stellt eine Datenpaketmaschine 1800 dar. Nach einer Ausführung ist die Datenpaketmaschine 1800 eine Software-Brücke/Router, die Daten für das interne Netzwerk 912 und das externe Netzwerk 904 und von diesen empfängt und formatiert. Die Datenpaketmaschine 1800 kann jedoch auch in Hardware allein oder in einer Kombination von Hardware und Software realisiert werden. Die Schritte zum Senden eines Datenpakets vom externen Netzwerk 904 zum internen Netzwerk 912 sind in dem Prozess 1804 dargestellt, wogegen die Schritte zum Senden von Daten vom internen Netzwerk 912 zum externen Netzwerk 904 in dem Prozess 1808 dargestellt sind.
Im Prozess 1804 wird bei der Maßnahme 1810 ein Datenpaket aus dem externen Netzwerk 904 empfangen. Bei der Maßnahme 1812 wird das Datenpaket geparst in eine Eingangsanforderung, zum Beispiel ein Knotenfunktions-Eingangssignal, und ausgegebene Routing-Informationen, zum Beispiel Informationen, die nötig sind, um eine Antwort an den Datenpaketabsender zurück zu senden. Bei der Maßnahme 1816 wird die eingegebene Anforderung formatiert und an die Steuereinheit gesendet.
Im Prozess 1808 wird bei der Maßnahme 1824 in der Datenpaketmaschine 1800 ein Datenausgangssignal (z.B. der Knotennavigationsbaum 1900) aus dem internen Netzwerk 912 empfangen. Bei der Maßnahme 1828 werden die vom internen Netzwerk empfangenen Daten zu einem akzeptablen Datenpaket zum Leiten über das externe Netzwerk formatiert. Zu diesem Zweck werden die ausgegebenen Routing-Informationen verwendet, die beim Schritt 1812 des Prozesses 1804 geparst wurden. Nach einer Ausführung ist ein akzeptables Datenpaket ein Internet-Protokoll Datenpaket, in einer anderen Ausführung ist ein ATM Datenpaket akzeptabel.
FERNÜBERWACHUNG UND KONTROLLE
Im Netzwerk 500 des Unterhaltungselektroniksystems, das die Gateway-Vorrichtung 504 umfasst, ist es möglich, Knotenpunkte auf dem internen Netzwerk 912 von dem externen Netzwerk 904 zu überwachen und zu steuern. In einer solchen Ausführung erleichtert die Adressenzuordnungstabelle 1600 die Kommunikation zwischen einem Gerät, das sich in dem externen Netzwerk 904 befindet, und dem Knotenpunkt im internen Netzwerk 912.
Die Gateway-Vorrichtung 504 (oben beschrieben) wartet vorzugsweise die Adressenzuordnungstabelle 1600 und ist wie ein „Pförtner" für eingehende und ausgehende Daten von/zu dem externen Netzwerk 904 wirksam. Darüber hinaus arbeitet die Gateway-Vorrichtung 504 wie eine Quelle für Informationen, die das Netzwerk 500 des Unterhaltungselektroniksystems betreffen, die in einem Speicher (z.B. Flash-Speicher 716 oder dynamischer Schreib-Lese-Speicher 720) die Knoten-Attributinformationen wie Knotentyp, Verträglichkeit und zusätzliche Informationen von ATM, MPEG, IEEE 1394 und Internet-Protokoll Service speichert. Die Service-Steuereinheit 808 arbeitet eine Menge der nachstehend beschriebenen Funktionalität ab.
In der einen Ausführung umfasst die Gateway-Vorrichtung 504 im Firmwarepaket 800 einen Manager und Agent für SNMP (einfaches Netzwerk-Verwaltungsprotokoll). Der SNMP Agent reagiert auf die IEEE 1394-Knoten in dem Netzwerk 500 des Unterhaltungselektroniksystems betreffenden Abfragen und befähigt die Gateway-Vorrichtung 504 effektiv, auf Abfragen von anderen SNMP Managern zu reagieren. Die von den SNMP Managern abgefragten Informationen sind in einer Verwaltungs-Informationsbasis („MIB") enthalten, die in der Gateway-Vorrichtung 504 gespeichert werden. Eine Ausführung einer MIB ist die Adressenzuordnungstabelle 1600, zusammen mit anderen Tabellen wie die Knotenfunktionalitätstabelle 2100. In einer alternativen Ausführung wird eine andere MIB, wie zum Beispiel die durch RFC 1213 definierte, eingesetzt. Das SNMP ist in dem Internet Architecture Board Document RFC 1157, das zum Zeitpunkt dieses Schreibens auf http://sunsite.enlab-switch.ch/ öffentlich verfügbar ist, weiter beschrieben.
Darüber hinaus ist der SNMP Agent in der Lage, selbstständige Programmteile, die von speziellen IEEE 1394-Knoten im System 500 angefordert werden, auszulösen. Zum Beispiel kann der SNMP Manager eine Anforderung für eine Rücksetzung des Datenbusses empfangen. Die Anforderung für die Datenbus-Rücksetzung wird zu dem SNMP Agenten geleitet, und der SNMP Agent veranlasst anschließend, dass der 1394 Treiber 820 die Rücksetzung des Datenbusses auslöst. In einem weiteren Beispiel wird ein durch einen entfernten SNMP Manager gesendeter Befehl empfangen. Der Befehl wird wie die oben beschriebene Anforderung zu dem SNMP Agenten geleitet, und der SNMP Agent verarbeitet den Befehl und formatiert ihn zur Übertragung an die nachfolgende Schicht, z.B. der 1394-Treiber 820 oder die Mikroprozessor-Schaltanlage 804.
In einer anderen Ausführung schließt die Gateway-Vorrichtung 504 eine Web-Server-Funktionalität ein. Spezieller bedient die Gateway-Vorrichtung 504 Anforderungen von externen Klienten, z.B. einen Web-Browser, und führt die Informationen über IEEE 1394-Knoten in das Netzwerk 500 des Unterhaltungselektroniksystems zurück. Zum Beispiel werden in einer Ausführung Anforderungen für den Knotennavigationsbaum 1900 und die zum Knotennavigationsbaum 1900 zurückkehrenden Antworten durch den Web-Server abgearbeitet. Folglich enthält der Web-Server eine Funktionalität wie die der oben mit Bezug auf 18 beschriebenen Datenpaketmaschine 1800. Die Funktionalität des Web-Servers ist im Wesentlichen der SNMP Funktionalität ähnlich, wobei aber mit dem Web-Server die Überwachung und Kontrolle vorzugsweise durch einen entfernten Klienten wie einen Web-Browser gesteuert wird. Befehle von dem externen Klienten können ebenfalls eine Datenbus-Rücksetzung, ein Auslösesignal, um einen Videorecorder zum Starten der Aufnahme zu veranlassen, oder einen Schalter umfassen, um eine Tür zu verschließen oder Licht auszuschalten.
In jedem der Ausführungsbeispiele von Web-Server oder SNMP Manager ist ein zentrales Büro oder eine Überwachungsstelle, zum Beispiel die VSP Schaltung 648 oder IAP/ISP 640 (oben mit Bezug auf 6 beschrieben) in der Lage, Geräte innerhalb des Netzwerks 500 des Unterhaltungselektroniksystems zu überwachen.
Die Maßnahmen zur Fernüberwachung und Kontrolle sind in der 26 dargestellt. Die Maßnahmen werden durch die Gateway-Vorrichtung 504 ausgeführt und können spezieller durch den SNMP Manager und Agent oder die Web-Server-Komponente der Gateway-Vorrichtung 504 ausgeführt werden.
Bei der Maßnahme 2604 wird in der Gateway-Vorrichtung 504 ein Ausgangsdatenpaket empfangen. Bei der Maßnahme 2608 wird das Ausgangsdatenpaket geparst. Zum Beispiel wird ein eingegangenes Datenpaket von einem anderen Header oder von Metadaten, die den entfernten Klienten und Informationen über das eingegangene Datenpaket (z.B. Sicherheitsinformationen, entfernte Internet-Protokoll Adresse, usw.) beschreiben, getrennt. Das eingegangene Datenpaket wird in der Maßnahme 2612 von der Gateway-Vorrichtung 504 zum Zielknotenpunkt übertragen.
Bei der Maßnahme 2616 wird eine Antwort auf das bei Maßnahme 2612 übertragene Eingangsdatenpaket in der Gateway-Vorrichtung 504 empfangen. Bei der Maßnahme 2620 wird ein Ausgangsdatenpaket erzeugt, und bei der Maßnahme 2624 wird das Ausgangsdatenpaket zu dem entfernten Klienten, der die Informationen angefordert hat, zurückgeführt.
Die Adressenzuordnungstabelle 1600 ist bei der Fernüberwachung und für Kontrollaspekte nach der Erfindung äußerst nützlich. Zum Beispiel wird die Adressenzuordnungstabelle 1600 für die Maßnahme 2612 genutzt, um das Adressieren des IEEE 1394-Zielknotens in dem Netzwerk 500 des Unterhaltungselektroniksystems, auf den die Anforderung oder der Befehl gerichtet ist, zu unterstützen. Ähnlich kann die Adressenzuordnungstabelle 1600 auch genutzt werden, um Anforderungen für Daten oder Befehle vom entfernten Klienten zu beglaubigen, indem die Internet-Protokoll Adresse oder andere Adressinformationen (z.B. eindeutiger Knoten-Identifizierungscode) einbezogen werden, um die Befugnis des entfernten Klienten, solche Daten oder Befehle anzufordern, zu bestätigen. Darüber hinaus ist die Beschreibung des Internet-Protokoll Service (oben mit Bezug auf 25A–C beschrieben) ebenfalls nützlich für das Verständnis der allgemeineren Beschreibung der oben erläuterten Fernüberwachung und Kontrolle.
SAMMLUNG GEOGRAFISCHER DATEN
27 stellt ein Blockdiagramm der Hardware-Architektur eines IEEE 1394-Knotenpunkts 2700 der Gateway-Vorrichtung dar, die konfiguriert ist, um statistische geografische Daten zu sammeln, zusammen mit einem zentralen Server 2750 (z.B. ein zentraler Büroserver oder ein Eingangsstufen-Server). In einer bevorzugten Ausführung ist die Gateway-Vorrichtung 2700 der Gateway-Vorrichtung 504 ähnlich, wobei der Einfachheit halber nur ausgewählte Komponenten der Gateway-Vorrichtung 2700 gezeigt sind. Die Gateway-Vorrichtung 2700 umfasst eine zentrale Verarbeitungseinheit 704, einen ständigen Speicher wie der energieunabhängige Speicher 2712, eine externe Netzwerk-Schnittstelle 2704 wie der ATM LSI 728 (in 27 nicht dargestellt – in 7 dargestellt), eine interne Netzwerk-Schnittstelle 2708 wie der 1394 LINK LSI 736 (in 27 nicht dargestellt – in 27 dargestellt) und eine Positioniereinheit 2716. Der energieunabhängige Speicher 2712 ist über einen Localbus 706 zur Übertragung mit der CPU 704 gekoppelt, wogegen die CPU 704, die externe Netzwerk-Schnittstelle 2704, die interne Netzwerkschnittstelle 2708 und die Positioniereinheit 2716 zur Übertragung über den PCI Datenbus 724 miteinander verbunden sind.
Der zentrale Server 2750 ist vorzugsweise ein Server mit Unternehmensqualität wie zum Beispiel ein Sun^TM Enterprise^TM 250-System, das von Sun Microsystems in Mountain View, Kalifornien http://www.sun.com erhältlich ist, der in einem Client-Server-Softwaresystem wie die von Oracle Corporation in Redwood Shores, Kalifornien http://www.oracle.com erhältliche Oracle 8^TM Datenbank betriebsfähig ist. Der zentrale Server 2750 wird durch einen Diensteanbieter wie zum Beispiel ein Kabel- oder Video-Diensteanbieter betrieben und befindet sich im Verhältnis zu der Gateway-Vorrichtung 2700 an einer entfernten Stelle.
Der zentrale Server 2750 ist in der Struktur des Blockdiagramms mit einer CPU 2754, einem energieunabhängigen Speicher 2758 (z.B. eine Speicherplatte) und einer externen Netzwerk-Schnittstelle 2762 dargestellt. Die CPU 2754, der energieunabhängige Speicher 2758 und die externe Netzwerk-Schnittstelle 2762 sind über einen Localbus 2756 zur Übertragung verbunden. Der zentrale Server 2750 und die Gateway-Vorrichtung 2700 sind zur Übertragung über ein physikalisches Medium zwischen den externen Netzwerk-Schnittstellen 2704 und 2762 wie zum Beispiel das Glasfaserkabel 2702 gekoppelt. Andere Kopplungsmedien können Kupfer (verdrilltes Paar oder koaxial) und drahtlose Schnittstellen enthalten.
Die in der Gateway-Vorrichtung 2700 dargestellte Positioniereinheit 2716 kann zahlreiche Ausführungen aufweisen. Zum Beispiel umfasst die Positioniereinheit 2716 in einer bevorzugten Ausführung ein globales Positioniermodul wie das Modul ACE II GPS^TM, das von Trimble Navigation, Sunnyvale Kalifornien http://www.trimble.com erhältlich ist. Jedoch wird ein spezielles oder äußerst genaues, globales Positioniermodul nicht zwingend benötigt, da die geographische Auflösung der Einheit nicht entscheidend ist. Durch ein weiteres Beispiel sollen geographische Lagedaten von dem zentralen Server 2750, z.B. von einem Kabelanbieter angefordert werden, wodurch das globale Positioniermodul ausgelöst wird, um Lageinformationen für die Gateway-Vorrichtung 2700 zu aktualisieren. Die Positioniereinheit 2716 stellt anschließend dem zentralen Server 2750 die aktualisierten Lageinformationen, zum Beispiel direkt von der Positioniereinheit 2716 oder über die CPU 704, zur Verfügung.
Bei einer anderen und kostengünstigeren Ausführung kann in der Positioniereinheit 2716 ein ständiger Speicher wie ein energieunabhängiger Speicher RAM zusammen mit einer auf Software basierenden Benutzerführung, die beim Einschalten der Gateway-Vorrichtung 2700 oder bei Benutzeranforderung initialisiert wird, eingesetzt werden. Die Benutzerführung weist den Benutzer an, eine geografische Lagekennzeichnung wie zum Beispiel eine Postleitzahl per Hand einzugeben, wobei die Benutzerantwort in dem energieunabhängigen RAM aufgezeichnet wird. Wenn eine nachfolgende Anforderung nach geographischen Lageinformationen für das Netzwerksystem 500 der Unterhaltungselektronik vorgenommen wird, kann die Gateway-Vorrichtung 2700 reagieren, indem die im ständigen Speicher gespeicherte Lagekennzeichnung zurückgeführt wird.
28 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Sammeln von statistischen geografischen Lageinformationen in einer Netzwerkumgebung wie zum Beispiel das Netzwerksystem 500 der Unterhaltungselektronik darstellt. Das Verfahren wird vorzugsweise über eine Befehlsfolge durchgeführt, z.B. eine Firmware-Routine, die in der Gateway-Vorrichtung 2700 ausgeführt wird.
Yyy Mit Bezug auf die in 28 dargestellte erste Maßnahme wird bei der Maßnahme 2804 durch die Gateway-Vorrichtung 2700 ein Test durchgeführt, um zu bestimmen, ob die in der Positioniereinheit 2716 gespeicherten Lageinformationen aktuell sind. Unter normalen Umständen wird der Test auf regelmäßiger, z.B. zweiwöchiger Basis durchgeführt, so dass ein Zähler/Timer verwendet werden kann, um zu bestimmen, ob die geografischen Lageinformationen aktuell sind. Vorzugsweise ist der Zähler/Timer so eingestellt, dass eine ungültige Zeit immer dann angezeigt wird, wenn Stromabschaltung auftritt, wodurch ein Update der geografischen Lageinformationen erzwungen wird. Wenn der Zähler/Timer aktuell ist, dann schreitet der Prozess zur Maßnahme 2816 weiter, ansonsten fährt der Prozess zu der Maßnahme 2808 fort.
Bei der Maßnahme 2808 gewinnt die Verarbeitungseinheit 2716 die geografischen Lageinformationen entweder automatisch (z.B. durch ein globales Positioniermodul) oder per Hand (z.B. durch Benutzerführung und Antwort). Bei der Maßnahme 2812 werden die geographischen Lageinformationen in einem ständigen Speicher der Gateway-Vorrichtung 2700, z.B. der energieunabhängige Speicher 2712 oder in einem zugeordneten ständigen Speicher (nicht dargestellt), der ein Teil der Positioniereinheit 2716 ist, gespeichert.
Bei der Maßnahme 2816 werden von dem externen Netzwerk 904 ankommende Inhaltsinformationen, die durch die externe Netzwerk-Schnittstelle 2704 geleitet werden, abgefragt. Die abgefragten ankommenden Daten enthalten ein Kanalkennzeichen und können außerdem eine Zeit- und Datenmarkierung des Senders enthalten. Bei der Maßnahme 2820 werden die abgefragten Daten in der Tabelle 3000 statistischer Daten (in Bezug auf 30 ausführlich beschrieben), die sich in einem Dauerspeicher, z.B. der energieunabhängige Speicher 2712 befindet, aufgezeichnet. In einer bevorzugten Ausführung wird die Gateway-Vorrichtung 2700 jedes Mal, wenn ein Kanal auf einem IEEE 1394-Knoten im IEEE 1394-Datenbus 568 eine Zeit lang geändert wird, die länger als eine vorbestimmte zeitliche Länge ist, z.B. fünf Minuten, eine entsprechende Aufzeichnung in der Tabelle 3000 statistischer Daten erzeugen.
Bei der Maßnahme 2824 wird ein Test durchgeführt, um zu bestimmen, ob eine Anforderung für statistische geografische Daten empfangen worden ist. Normalerweise wird die Anforderung der statistischen Daten von dem zentralen Server 2750 an einer Anlage des Senders über das externe Netzwerk 904 kommen. Die Anforderung statistischer Daten kann jedoch innerhalb des Unterhaltungselektronik-Netzwerksystems 500 wie zum Beispiel von einem Elternteil kommen, der die Sehgewohnheiten eines Kindes zu prüfen wünscht.
Wenn keine Anforderung statistischer Daten empfangen worden ist, dann endet die aktuelle Iteration des Prozesses, und die Gateway-Vorrichtung 2700 kehrt zyklisch zur Maßnahme 2804 zurück. Wenn durch die Gateway-Vorrichtung 2700 jedoch eine Anforderung statistischer Daten empfangen worden ist, dann schreitet die Verarbeitung zur Maßnahme 2828 weiter, bei der die abgefragten Daten, die in der Tabelle 3000 der statistischen Daten enthalten sind, verschlüsselt werden. Nach einer Ausführung wird für den Entschlüsselungs-/Verschlüsselungsmechanismus ein Verschlüsselungspaar von öffentlichem Schlüssel/privatem Schlüssel wie der Algorithmus Message Digest 5 „MD5" eingesetzt. Der MD5 Algorithmus ist in dem öffentlich verfügbaren Artikel Internet RFC 1321 mit dem Titel „The MD5 Message Digest Algorithm", R. Rivest, 1992, http://sunsite.enlab.switch.ch beschrieben.
Nachdem die Informationen aus der Tabelle statistischer Daten verschlüsselt sind, werden sie in der Maßnahme 2832 zusammen mit der Lagekennzeichnung (falls benötigt) über die externe Netzwerk-Schnittstelle 2704 zu dem zentralen Server 2750 übertragen. Bemerkenswert ist, dass es nicht notwendig zu sein braucht, die Lagekennzeichnung mit einzubeziehen, wenn nur die speziellen Gateway-Vorrichtungen 2700 mit einer besonderen Lagekennzeichnung zu einem beliebigen gegebenen Zeitpunkt zyklisch abgerufen werden. Wenn jedoch periodische Updates von der Gateway-Vorrichtung 2700 zu dem zentralen Server 2750 betrieben werden, dann wird die Lagekennzeichnung notwendig. Anschließend endet die aktuelle Iteration des Prozesses, und bei der Maßnahme 2804 kann ein neuer Zyklus beginnen.
29 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Sammeln statistischer geografischer Informationen von einer Netzwerk- Umgebung durch den zentralen Server 2750 veranschaulicht. Das Verfahren wird vorzugsweise über Befehlsfolgen durchgeführt, z.B. eine auf dem zentralen Server 2750 laufende Anwendung. Beginnend bei der Maßnahme 2904 initialisiert der zentrale Server 2750 einen Informationsaustausch mit der Gateway-Vorrichtung 2700.
Nach einer Ausführung enthält die Initialisierungssequenz das Authentifizieren der Identität sowohl des zentralen Servers 2750 zu der Gateway-Vorrichtung 2700 als auch der Gateway-Vorrichtung 2700 zu dem zentralen Server 2750. In einer anderen Ausführung umfasst der Authentifizierungsprozess des Weiteren das Registrieren zusätzlicher IEEE 1394-Knoten, die sich im Unterhaltungselektronik-Netzwerksystem 500 befinden. Dies kann dadurch ausgeführt werden, dass ausgewählte Daten wie zum Beispiel die eindeutigen Knoten-Identifizierungscodes aus der Adressenzuordnungstabelle 1600 (mit Bezug auf die 16 und 22 ausführlich beschrieben) einbezogen werden.
In einer noch anderen Ausführung wird die Lagekennzeichnung sowohl in der Adressenzuordnungstabelle 1600 als auch innerhalb einer reservierten Stelle des Dauerspeichers jedes IEEE 1394-Knotens, der sich in dem IEEE 1394-Datenbus 568 befindet (wenn Schreibzugang zugelassen ist) gespeichert, wenn die geografischen Lageinformationen/Kennzeichnung in der Gateway-Vorrichtung 2700 bei der Maßnahme 2808 (28) aufgezeichnet werden. Wenn eine Datenbus-Rücksetzung auftritt, lösen die durch die Gateway-Vorrichtung 2700 oder den zentralen Server 2750 detektierten Unstimmigkeiten zwischen den Lagekennzeichnungen, z.B. zwischen einem beliebigen IEEE 1394-Knoten und der Gateway-Vorrichtung 2700 mit dem zentralen Server 2750 den Authentifizierungs-/Registrierungsprozess aus. Alternativ dazu kann die Gateway-Vorrichtung 2700 periodisch einen Teil ihrer Adressenzuordnungstabelle 1600 mit dem zentralen Server 2750 synchronisieren. Der eindeutige Knoten- Identifizierungscode des speziellen IEEE 1394-Knotens (der eine abweichende Lagekennzeichnung aufweist) und der eindeutige Knoten-Identifizierungscode der Gateway-Vorrichtung 2700 wird anschließend durch den zentralen Server 2750 abgestimmt. Wenn die Unstimmigkeit aus bestimmten Gründen nicht beigelegt werden kann, dann kann kompetentes Servicepersonal entweder über einen potenziellen Benutzerfehler oder ein gestohlenes Gerät in Kenntnis gesetzt werden.
Nach der Maßnahme 2904 fordert der zentrale Server 2750 in der Maßnahme 2908 abgefragte statistische Daten von der Gateway-Vorrichtung 2700 an, z.B. alle oder nur einen Teil der Tabelle 3000 statistischer Daten. Nach Anforderung der abgefragten statistischen Daten wird der zentrale Server 2750 in der Maßnahme 2912 eine Zeit lang auf die abgefragten statistischen Daten warten. Werden keine abgefragten statistischen Daten empfangen, dann schreitet die Verarbeitung zur Maßnahme 2904 weiter. Wenn jedoch abgefragte statistische Daten empfangen werden, dann schreitet die Verarbeitung zur Maßnahme 2916 weiter.
Bei der Maßnahme 2916 werden die abgefragten statistischen Daten, die von der Gateway-Vorrichtung 2700 empfangen wurden, entschlüsselt. Wiederum ist nach einer Ausführung der Verschlüsselungs-/Entschlüsselungs-Algorithmus die hier mit Bezug auf Internet RFC 1321 beschriebene MD5 Funktion.
Bei der Maßnahme 2920 werden die entschlüsselten, abgefragten statistischen Daten auf Sehmuster und Vorlieben des Benutzers analysiert. Auf Basis der abgefragten statistischen Daten kann ein spezieller Inhalt, wie zum Beispiel Arten von Werbung oder Programmverzeichnisse, der durch die Gateway-Vorrichtung 2700 durchgeleitet wird, selektiv zu einem den Inhalt anschauenden Benutzer gesendet werden. Wenn zum Beispiel ein Benutzer ständig ein spezielles Programm oder einen speziellen Kanal anschaut, dann kann anschließend dieses Programm oder dieser Kanal als „bevorzugt" gesehener Kanal in einem elektronischen Programmführer markiert werden. Ähnlich können auch demografische Angaben, z.B. Alter, Geschlecht oder die Postleitzahl eines speziellen Benutzers oder einer Gruppe von Benutzern, die ein spezielles Programm sehen, aufgezeichnet werden. Auf der Basis der demografischen Angaben eines speziellen Programms kann sowohl die an den speziellen Benutzer oder die Gruppe von Benutzern gerichtete Werbung mit dem Programm als auch verbesserte Sehinformationen wie zum Beispiel einheitliche Quellenlokalisierer „URL", die auf das Programm und die Vorlieben eines Benutzers bezogen sind, gesendet werden.
30 ist ein Diagramm einer beispielhaften Tabelle 3000 der statistischen Daten. Die Tabelle 3000 statistischer Daten hat fünf Spalten, obwohl sie in anderen Ausführungsbeispielen mehr oder weniger Spalten besitzen könnte. Die Spalte 3004 des eindeutigen Knoten-Identifizierungscodes speichert für jedes IEEE 1394-Gerät, das Inhalte durch die Gateway-Vorrichtung 2700 zu einem gegebenen Zeitpunkt empfängt, eine eindeutige Kennzeichnung. Die Kanalspalte 3008 speichert für den speziellen Kanal, der durch die Gateway-Vorrichtung 2700 geleitet wird, eine Kennzeichnung. Eine Zeitmarkierung/Zählerfeld 3012, z.B. eine 16 Bit Zeit- und Datumsmarkierung zum eindeutigen Identifizieren eines speziellen Datums und einer speziellen Zeit für jede Aufzeichnung speichert den Zeitpunkt, zu dem das Betrachten durch einen speziellen Benutzer und eines speziellen Kanals begonnen hat. Ähnlich werden Zeitmarkierung/Zählerfeld 3016 verwendet, um Datum und Zeitpunkt aufzuzeichnen, wenn das Betrachten durch den speziellen Benutzer und den speziellen Kanal endete. Die Zeitmarkierung/Zählerdaten für die Felder 3008 und 3012 werden vorzugsweise durch den zentralen Server 2750 erzeugt und gesendet, damit beim Analysieren der statistischen Daten ein normales Bezugssystem verwendet wird. Alternativ dazu kann die Zeitmarkierung/Zähler durch die Gateway-Vorrichtung 2700 erzeugt werden, jedoch sollte sie immer noch mit dem zentralen Server 2750 periodisch synchronisiert werden. Das Benutzerfeld 3020 zeichnet eine Benutzerkennzeichnung für die Aufzeichnung spezieller statistischer Daten auf. Zum Beispiel kann Benutzern, die ein Passwort zum Deaktivieren einer Kindersicherung kennen, eine vorbestimmte Benutzerkennzeichnung zugeordnet werden.
In der Tabelle 3000 statistischer Daten sind drei Zeilen 3024, 3028 und 3032 dargestellt. Zum Beispiel teilen bei einer Analysierung durch den zentralen Server 2750 die in den Zeilen 3024 und 3028 gespeicherten Informationen mit, dass ein Benutzer A an einem speziellen Datum und zu einer speziellen Zeit den Kanal „2" auf einem TV-Gerät von Mitsubishi sechs Minuten lang gesehen hat. Darüber hinaus zeigten die Aufzeichnungen an, dass der Benutzer A anschließend zum Kanal „4" umschaltete, wobei sie das Betrachten neun weitere Minuten lang fortgesetzt haben. Die Zeile 3032 zeigt dem zentralen Server 2750 an, dass der Benutzer B sechsundzwanzig Minuten lang den Kanal „2" auf einem anderen IEEE 1394-Knoten (hier auf einem PC von ACME) eingestellt hat, während der Benutzer A den Kanal „4" angesehen hat. Die Informationen in der Tabelle 3000 statistischer Daten können mit der Adressenzuordnungstabelle 1600 (hier beschrieben) vergrößert werden, um die Datenentnahmen durch Tiefe zu ergänzen.
Die hier beschriebenen Verfahren und Prozesse werden vorzugsweise von einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt, die eine oder mehrere Befehlsfolgen ausführen, die eher auf einem computerlesbaren Medium wie zum Beispiel eine Festplatte, eine CD-ROM, eine Diskette, ein flüchtiger Speicher (z.B. ein Arbeitsspeicher „RAM") oder ein energieunabhängiger Speicher (wie ein Flash-Speicher oder Festwertspeicher „ROM") als in einer speziellen Hardware-Anordnung gespeichert sind. Jedoch können verschiedene Aspekte der hier beschriebenen Verfahren und Prozesse über Hardware-Komponenten wie TTL-Logik oder Gate-Arrays realisiert werden. Wenn außerdem eine Bevorzugung für ein Firmware-Niveau, z.B. die Programmausführung einer Softwarekomponente auf niedrigerem Niveau, die normalerweise im ROM gespeichert ist, oder für ein Anwendungsniveau, z.B. die Programmausführung einer Softwarekomponente auf höherem Niveau, die über Firmware, einen Betriebssystemkern und/oder Server-Prozesse läuft, gewünscht ist, dann wird diese Bevorzugung bestimmt. Wenn keine Bevorzugung bestimmt wird, dann ist jedes Niveau der Ausführung akzeptabel. Folglich sind schriftliche Beschreibung und begleitende Figuren, die hier enthalten sind, eher in erläuterndem als einem einschränkenden Sinne zu betrachten.

Claims

Verfahren zur Fernüberwachung und -steuerung in einem Netzwerksystem (500) aufweisend einen IEEE-1394-Bus (568) und enthaltend eine Gateway-Vorrichtung (504), die eine Brücke zwischen dem Netzwerksystem und einem externen Netzwerk herstellt, welches aufweist: Empfangen eines Eingangsdatenpakets von dem externen Netzwerk an der Gateway-Vorrichtung (504), welches Eingangsdatenpaket Eingangsdaten enthält, die auf eine von dem externen Netzwerk gemachte Anforderung zum Überwachen und Steuern eines bestimmten Knotens in dem Netzwerksystem (500) bezogen sind; Kartieren der Eingangsdaten auf den bestimmten Knoten; Übertragen der Eingangsdaten zu dem bestimmten Knoten; Empfangen einer Antwort von dem bestimmten Knoten; Erzeugen eines Ausgangsdatenpakets, das die Antwort von dem bestimmten Knoten aufweist; und Übertragen des Ausgangsdatenpakets zu dem externen Netzwerk, welches Verfahren gekennzeichnet ist durch: Zurücksetzen des IEEE-1394-Busses (568); Abrufen bestimmter Knoten in dem internen Netzwerk (500); Sammeln von Adressen und assoziierten Attributen von den Knoten, um eine Adressenkartierungstabelle zu schaffen, die eine Spalte für eindeuti ge Knotenidentifizierer aufweist, wobei der jeweilige eindeutige Identifizierer permanent in jeweiligen Knoten codiert ist; Speichern der Adressen und Attribute in einem Speicher; wobei nach dem Empfang des Eingangsdatenpakets von dem externen Netzwerk das Eingangsdatenpaket in eine Ausgabeanforderung und die Eingangsdaten getrennt wird, und die Übermittlung erfolgt, um der Ausgabeanforderung zur Überwachung und Steuerung des bestimmten Knotens zu genügen.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das externe Netzwerk ein Paketdaten-Netzwerk aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das externe Netzwerk ein Netzwerk mit asynchronem Übertragungsmodus aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem Adressen des externen Netzwerks ein unterschiedliches Protokoll als die Adressen des internen Netzwerks (500) verwenden, welches weiterhin aufweist: Kartieren zwischen den Adressen des externen Netzwerks und Knotenadressen des internen Netzwerks in der Gateway-Vorrichtung (504).
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem sich der Speicher in der Gateway-Vorrichtung (504) befindet.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Netzwerksystem ein Heimunterhaltungssystem aufweist und die Gateway-Vorrichtung ein Heimgateway (504) ist.
Computerlesbares Medium, auf dem eine oder mehr Befehlsfolgen gespeichert sind, die bewirken, dass ein oder mehr Prozessoren ein Verfahren zum Fernüberwachen und -steuern in einem Netzwerksystem (500) aufweisend einen IEEE-1394-Bus (568) und enthaltend eine Gateway-Vorrichtung (504), die eine Brücke zwischen dem Netzwerksystem und einem externen Netzwerk herstellt, durchführen, welches aufweist: Empfangen eines Eingangsdatenpakets von dem externen Netzwerk an der Gateway-Vorrichtung (504), wobei das Eingangsdatenpaket Eingangsdaten enthält, die auf eine von dem externen Netzwerk gemachte Anforderung zum Überwachen und Steuern eines bestimmten Knotens in dem Netzwerksystem (500) bezogen sind; Kartieren der Eingangsdaten auf den bestimmten Knoten; Übertragen der Eingangsdaten zu dem bestimmten Knoten; Empfangen einer Antwort von dem bestimmten Knoten; Erzeugen eines Ausgangsdatenpakets, das die Antwort von dem bestimmten Knoten aufweist; und Übermitteln des Ausgangsdatenpakets zu dem externen Netzwerk, gekennzeichnet durch: Zurückstellen des IEEE-1394-Busses (568); Abrufen bestimmter Knoten in dem internen Netzwerk (500); Sammeln von Adressen und assoziierten Attributen von den Knoten, um eine Adressenkartierungstabelle zu schaffen, die eine Spalte mit eindeutigen Knotenidentifizierern aufweist, wobei die jeweiligen eindeutigen Identifizierer permanent in dem jeweiligen Knoten codiert sind; Speichern der Adressen und Attribute in einem Speicher; wobei nach dem Empfang des Eingangsdatenpakets von dem externen Netzwerk das Eingangsdatenpaket in eine Ausgabeanforderung und die Eingangsdaten getrennt wird und die Übermittlung erfolgt, um der Ausgabeanforderung zur Überwachung und Steuerung des bestimmten Knotens zu genügen.
Computerlesbares Medium nach Anspruch 7, bei dem das externe Netzwerk ein Paketdaten-Netzwerk aufweist.
Computerlesbares Medium nach Anspruch 7, bei dem das externe Netzwerk ein Netzwerk mit asynchronem Übertragungsmodus aufweist.
Computerlesbares Medium nach Anspruch 7, bei dem Adressen des externen Netzwerks ein unterschiedliches Protokoll als die Adressen des internen Netzwerks verwenden, welches weiterhin aufweist: Kartieren zwischen den Adressen des externen Netzwerks und Knotenadressen des internen Netzwerks in der Gateway-Vorrichtung (504).
Computerlesbares Medium nach Anspruch 7, bei dem sich der Speicher in der Gateway-Vorrichtung (504) befindet.
Computerlesbares Medium nach Anspruch 7, bei dem das Netzwerksystem ein Heimunterhaltungssystem aufweist und die Gateway-Vorrichtung ein Heimgateway (504) ist.