JP2001007819A

JP2001007819A - データ伝送方法及びスイッチングノード装置

Info

Publication number: JP2001007819A
Application number: JP17958699A
Authority: JP
Inventors: Kenji Fujisawa; 謙二藤澤
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1999-06-25
Filing date: 1999-06-25
Publication date: 2001-01-12

Abstract

(57)【要約】【課題】例えば、ＩＥＥＥ１３９４の非同期伝送を行
なう際に、バスを有効に利用できるようにしたデータ伝
送方法及びスイッチングノードを提供する。【解決手段】アービトレーションを行なえるスイッチ
ングノードＭ３、Ｍ６、Ｍ１１を設ける。スイッチング
ノードＭ３、Ｍ６、Ｍ１１は、その先に子ノードがいる
と検出されたポートがそのセグメントのアービトレーシ
ョンを行なう権限を持つ。また、スイッチングノードＭ
３、Ｍ６、Ｍ１１は、複数のポートと宛て先のノードア
ドレスとの関係を示す経路情報を記憶する。スイッチン
グノードＭ３、Ｍ６、Ｍ１１により、シリアルバスを複
数のセグメントに分割し、セグメント毎にアービトレー
ションを行なう。これにより、セグメントが異なれば、
パケットの伝送を同時に行なうことができ、バスの使用
効率がを向上される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、ＩＥＥ
Ｅ（Institute Of Electrical and ElectronicsEnginee
rs ）１３９４の非同期通信に用いて好適なデータ伝送
方法及びスイッチングノード装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】パーソナルコンピュータで画像や音声を
取り込んだり、各ディジタルＡＶ（Audio Visual）機器
間でディジタルビデオデータやディジタルオーディオデ
ータを転送する際のインターフェースとして、ＩＥＥＥ
１３９４が注目されている。ＩＥＥＥ１３９４は、高速
データ転送、リアルタイム転送をサポートしたシリアバ
スであり、非同期通信とアイソクロノス通信とが行なえ
る。ＩＥＥＥ１３９４では、シリアルバスを採用したこ
とにより、動作の高信頼性、耐久性、小型化とともに、
低コスト化が図れる。

【０００３】ＩＥＥＥ１３９４は、自由度の高いトポロ
ジーであり、接続方式としては、デイジーチェーンとツ
リー型の分岐とが使用できる。ツリー型の分岐では、最
大６３台までのノードを接続できる。

【０００４】ＩＥＥＥ１３９４では、電源投入時にコン
フィグレーションが生起される他、ノードが追加又は削
除されるときに、コンフィグレーションが生起される。
コンフィグレーションは、バス初期化、ツリー識別、自
己識別の３つのフェーズで行なわれる。このプロセスで
ツリー式のトポロジーが形成され、物理ノード番号が各
ノードに割り振られ、管理レイヤが必要なノードに関す
る情報が送られる。したがって、ＩＥＥＥ１３９４で
は、ホット状態、つまり、電源が入っている状態で、ケ
ーブルの抜き指しを行なうことができる。

【０００５】図１２は、このようなＩＥＥＥ１３９４を
使って構成されたトポロジーの一例である。図１２にお
いて、ノードＭ１０１〜Ｍ１１３は、ＩＥＥＥ１３９４
のノードである。ノードＭ１０１〜Ｍ１１３は、具体的
には、ＩＥＥＥ１３９４のインターフェースを備えたパ
ーソナルコンピュータ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、ハード
ディスクドライブ、スキャナ、ディジタルカメラ等であ
る。これらの機器間でディジタルデータを伝送するため
に、各機器間がＩＥＥＥ１３９４のディジタルインター
フェースにより、図１２に示すようなツリー状のトポロ
ジーで、システムが構成される。

【０００６】電源投入時やノードが追加又は削除される
ときに、コンフィグレーションが生起される。コンフィ
グレーションでは、上述したように、バスの初期化、ツ
リー識別、自己識別の３つのフェーズで行なわれ、物理
ノード番号が各ノードに割り振られ、管理レイヤが必要
なノードに関する情報が送られる。

【０００７】図１２では、ノードＭ１０４がルートのノ
ードである。また、各ノードＭ１０１〜Ｍ１１３のポー
トに付加されている「ｐ」又は「ｃｈ」は、そのポート
は、親ノードに繋がっているか、子ノードに繋がってい
るかを示したものである。例えば、ノードＭ１０２は、
ノードＭ１０１の親ノードである。したがって、ノード
Ｍ１０１中、ノードＭ１０２に繋がるポートには、親ノ
ードが繋がることを示す「ｐ」が付されている。反対
に、ノードＭ１０１は、ノードＭ１０２の子ノードであ
る。したがって、ノードＭ１０２中、ノードＭ１０１と
繋がるポートには、子ノードが繋がることを示す「ｃ
ｈ」が付されている。

【０００８】各ノードに示される番号＃１、＃２、＃
３、... は、各ノードに割り振られたノードアドレスで
ある。例えば、ノードＭ１０１のノードアドレスは＃
０、ノードＭ１０２のノードアドレスは＃１、ノードＭ
１０７のノードアドレスは、＃９である。

【０００９】また、各ノードに示される括弧内の数は通
信速度を示している。例えば、ノードＭ１０１の通信速
度はＳ１００（１００Ｍｂｉｔ／秒）、ノードＭ１０２
の通信速度はＳ４００（４００Ｍｂｉｔ／秒）、ノード
Ｍ１０７の通信速度はＳ２００（２００Ｍｂｉｔ／秒）
である。

【００１０】通常アービトレーションでは、自己識別が
完了すると、ノードはパケットを送るための通常のアー
ビトレーション方法を使用できる。各ノードは、アービ
トレーションによってバスを使用する権利を得る。

【００１１】アービトレーションには、非同期アービト
レーションと、アイソクロノスアービトレーションとが
ある。また、非同期アービトレーションでは、フェアア
ービトレーションが利用される。このアービトレーショ
ンを実際に行なうのは、従来では、ルートに位置するノ
ードＭ１０４である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、ＩＥＥ
Ｅ１３９４では、送信権のアービトレーションを行いな
がらパケット伝送を行なっており、１つのバスの全帯域
を共有している。そして、従来では、アービトレーショ
ンは、ルートのノードＭ１０４のみが行なっている。こ
のため、隣接した２台の間の通信であっても、バス全体
の帯域を消費することになり、無駄が多い。

【００１３】つまり、例えば、隣同士にあるノードＭ１
０１からノードＭ１０２にデータを送りたいとする。こ
の場合、従来では、たとえ隣同士にあるノードＭ１０１
からＭ１０２にパケットを送る場合でも、ルートとなっ
ているノードＭ１０４がアービトレーションを行なっ
て、ノードＭ１０１からノードＭ１０２にデータを送る
ようにバスを割り当てて、データを送るようにしてお
り、この間、バスが占有され、他のパケットは伝送でき
ない。このように、たとえ隣同士にあるノード間でデー
タを送る場合であっても、バスの全体の帯域を割り当て
る必要があり、その間、他のデータを伝送することがで
きない。

【００１４】したがって、この発明の目的は、例えば、
ＩＥＥＥ１３９４の非同期伝送を行なう際に、バスを有
効に利用できるようにしたデータ伝送方法及びスイッチ
ングノードを提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明は、複数のノー
ドをシリアルバスを介して接続し、アービトレーション
を行なってバスの使用権を割り当てて、複数のノード間
でパケットを伝送するようにしたデータ伝送方法におい
て、アービトレーションを行なえるスイッチングノード
によりバスを複数のセグメントに分割し、スイッチング
ノードによりセグメント内のノードについてセグメント
毎にアービトレーションを行なうようにしたことを特徴
とするデータ伝送方法である。

【００１６】この発明は、複数のノードをシリアルバス
を介して接続し、アービトレーションを行なってバスの
使用権を割り当てて、複数のノード間でパケットを伝送
するのに用いられるスイッチングノードにおいて、複数
のポートと、複数のポートを切り替えるスイッチング手
段と、複数のポートと宛て先のノードアドレスとの関係
を示す経路情報が記憶された記憶手段と、受信されたパ
ケットの宛て先と経路情報とに応じてスイッチング手段
を制御する制御手段と、その先に子ノードがいるポート
があればアービトレーションを行なう手段とを備え、シ
リアルバスを複数のセグメントに分割し、セグメント内
のノードについてセグメント毎にアービトレーションを
行なうようにしたことを特徴とするスイッチングノード
装置である。

【００１７】スイッチングノードにより、ＩＥＥＥ１３
９４のバスが複数のセグメントに分割され、各セグメン
ト毎に、アービトレーションが行なわれる。このため、
各セグメント毎にパケットの伝送を行なうことができ、
セグメントが異なれば、パケットの伝送を同時に行なう
ことができる。また、バスをセグメント化することによ
り、各セグメント毎にノードの伝送速度が決まる。これ
により、ＩＥＥＥ１３９４のバス全体の転送量を増や
し、使用効率を向上させることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。図１は、この発明が適用
されたＩＥＥＥ１３９４バスにより実現されたトポロジ
ーの一例を示すものである。

【００１９】図１において、ノードＭ１〜Ｍ１３は、Ｉ
ＥＥＥ１３９４のノードである。ノードＭ１〜Ｍ１３
は、具体的には、ＩＥＥＥ１３９４のインターフェース
を有するパーソナルコンピュータ、ＣＤ−ＲＯＭドライ
ブ、ハードディスクドライブ、スキャナ、ディジタルカ
メラ等である。これらの機器間でディジタルデータを伝
送するために、各機器間は、ＩＥＥＥ１３９４のディジ
タルインターフェースにより、図１に示すようなツリー
状のトポロジーで接続される。

【００２０】ＩＥＥＥ１３９４では、電源投入時又はノ
ードの挿抜時に、コンフィグレーションが生じる。コン
フィグレーションでは、バスの初期化、ツリー識別、自
己識別の３つのフェーズで行なわれる。このプロセスで
ツリー式のトポロジーが形成され、物理ノード番号が各
ノードに割り振られ、管理レイヤが必要なノードに関す
る情報が送られる。

【００２１】なお、後に詳述するように、ＩＥＥＥ１３
９４のインターフェースを有するノードＭ１〜Ｍ１３の
うち、ノードＭ３、Ｍ６、Ｍ１１は、ルータ機能を有す
るスイッチングノードとされている。スイッチングノー
ドは、ＩＥＥＥ１３９４バスをいくつかのセグメントに
分け、適宜、アービトレーションやパケットの中継処理
を行なうためのものである。

【００２２】バスの初期化では、電源投入時又はノード
の挿抜時に、バスリセットが発生し、すべてのノードが
トポロジーに関する情報が消去される。バスがリセット
された後に分かる情報は、そのノードは２つ以上のノー
ドに接続されている「ブランチ」なのか、１つだけのノ
ードに接続された「リーフ」なのか、全く接続されてい
ない孤立している状態なのかということだけである。

【００２３】なお、ツリー状のトポロジーで、ツリーの
末端となるノードはリーフ、それ以外のノードはブラン
チである。図１では、例えば、ノードＭ１はその下流に
ノードが接続されていないのでリーフであり、ノードＭ
２はその下流にノードＭ１があり、その上流にノードＭ
３があるので、ブランチである。

【００２４】バスの初期化後に、ツリー識別が行なわれ
る。ツリー識別により、１つのノードがルートとされ、
全ての物理的な接続は、ルートのノードに向かうような
道筋となる。

【００２５】ルートとなるノードの選択は、以下のよう
になされる。バスリセット後、各ノード毎に夫々決めら
れた時間が経過後、リーフのノードから順に、parent＿
notifyという信号が出力される。ブランチのノードは、
各ポートからのparent＿notifyを受け取る。ブランチノ
ードは、parent＿notifyを受け取っていないポートが１
つになり、予めノード毎に夫々決められた時間が経過す
るまで待つ。時間が経過すると、ブランチノードは残っ
たポートにparent＿notifyを出し、同時にparent＿noti
fyを受け取ったポートにchild ＿notifyという信号を送
る。この作業が繰り返され、最後に全てのポートからpa
rent＿notifyを受け取り、child ＿notifyを送り返した
ノードがルートとなる。

【００２６】各ノードでは、ルート方向に接続されてい
るポートは「親ポート」、ルート方向から遠い方向に接
続されているポートは「子ポート」として扱われる。ま
た、接続されていないポートは、「切」として、アービ
トレーションには参加されない。このツリー識別のプロ
セスが終了されると、ツリー識別の完了となる。

【００２７】図１に示す例では、ルートとなっているノ
ードは、ノードＭ４である。また、各ノードＭ１〜Ｍ１
３のポートに付加されている「ｐ」又は「ｃｈ」は、そ
のポートは、親ノードに繋がっているか、子ノードに繋
がっているかを示したものである。

【００２８】なお、ルートは、決まった１つに決定され
るものではない。各ノードの電源を入れるタイミングに
よっては、ルートがリーフになることもある。

【００２９】自己識別では、各ノードがアドレスで使用
するphisical＿IDを選択して、バス接続に関する管理情
報が作成される。この情報は、低レベルの電力管理シス
テムのトポロジーを構築するために必要とされる。

【００３０】自己識別のプロセスでは、ルートノードか
ら始められる。ルートノードは、予め割り振られている
ポート番号の小さい方から順に、下位のノードにケーブ
ルの制御を渡す。ルートは、下位のノードがノード自体
のself-ID を割り当て、ident ＿doneをルートに対して
送信するのを待つ。ident ＿doneを受け取ると、ルート
ノードは次のノードに制御を渡し、全ての接続されたノ
ードの番号が決まれば、ルートノード自体の番号を決め
る。下位のノードも同様の方法で自己識別が行なわれ
る。子ポートがあれば、そのノードに制御を渡し、も
し、子ポートがないリーフノードであれば、ノード自体
の番号が決められる。

【００３１】self-ID パケットには、phisical＿IDや管
理情報などが含まれており、ベース速度で転送される。
self-ID パケットには、そのノードが持っているポート
の情報も含まれる。このため、self-ID パケットの数は
ポートの数に依存し、ポートの数が多ければパケットの
数も多くなり、１つのノードから最大４パケットまで送
信される。例えば、最初にself-ID パケットを送ったノ
ードは、phisical＿IDを「０」とし、次にself-ID パケ
ットを送ったノードはphisical＿IDが「１」となり、以
下、順次番号が選択される。

【００３２】self-ID 内の管理情報には、リンクレイヤ
の電源を入れるために必要な電力のコードPOWER ＿CLAS
S 、各ポートの数と接続状況を示すｐ０から最大ｐ２６
まで、データ転送速度の限度を示すPHY ＿SPEED 、バス
リセットを発効したノードであるかを示すinitialed ＿
reset 等が含まれている。接続状況には、未接続、子ポ
ートに接続、親ポートに接続等がある。

【００３３】なお、各ポートはバスリセット後に受け取
ったのself-ID パケット数を数えることにより、phisic
al＿IDを決めることができる。このため、self-ID パケ
ットの情報を必要とするノードがself-ID パケットを復
号化する。したがって、必ずしも全てのノードがself-I
D パケットを復号化する必要はない。

【００３４】図１中、各ノードＭ１、Ｍ２、... に示さ
れる番号＃０、＃１、... は、ノードのアドレスであ
る。また、各ノードＭ１、Ｍ２、... に示される括弧内
の数、Ｓ１００、Ｓ４００は通信速度を示している。

【００３５】自己識別が完了すると、ノードはパケット
を送るための通常のアービトレーション方法を使用でき
る。各ノードは、アービトレーションによってバスを使
用する権利を得る。

【００３６】アービトレーションとは、各ノードがシリ
アルバスを使用する権利を得るための方法である。アー
ビトレーションには、非同期アービトレーションと、ア
イソクロノスアービトレーションとがある。また、非同
期アービトレーションでは、フェアアービトレーション
が利用される。フェアアービトレーションでは、フェア
ネスインターバルという考えを基に、均等にバスが割り
当てられる。つまり、フェアネスインターバルでは、バ
ス上に信号が流れる期間と、サブアクションギャップと
呼ばれる短いアイドリング期間がいくつか合わさせられ
た期間、さらに、それに続くアービトレーションリセッ
トギャップからなっている。各サブアクションギャップ
の後に、次のバスの利用者を決めるためのアービトレー
ションが行なわれる。

【００３７】各ノードには、以下のようにして、公正に
アクセス権が与えられる。つまり、アービトレーション
に参加するノードは、ひとつのフェアネスインターバル
に一度だけバスを利用する権利が与えられる。各ノード
には、ノード変数としてarb＿enableという値がある。
この値があるときだけ間だけ、アービトレーションに参
加できる。

【００３８】arb ＿enableはarb ＿reset ＿gap の期間
にセットされ、バスの利用者になったときにクリアされ
る。arb ＿enableがクリアされたノードは、次のフェア
ネスインターバル期間まで、つまり、arb ＿reset ＿ga
p が発生してarb ＿enableがセットされるまで、アービ
トレーションに参加できない。

【００３９】アービトレーションに参加した最後のノー
ドがバスを利用し終わると、フェアネスインターバル期
間は終了する。この終了後は、アービトレーションに参
加したすべてのノードのarb ＿enableがクリアされるの
で、バスをアクセスすることができなくなる。

【００４０】このアービトレーションを実際に行なうの
は、バス全体では、ルートに位置するノード（ノードＭ
４）であるが、この例では、後に説明するように、バス
を複数のセグメントに分けることができる。バスをセグ
メントに分割したときには、TreeIDによってその先に子
ノードがいると検出されたポートが、そのセグメントの
アービトレーションを行なう権限を持つ。このポートを
プロキシルートポート（proxy root port ）と称するこ
とにする。

【００４１】なお、CYCLE ＿START パケットは、本来の
ルートノード（ノードＭ４）が生成し、これをリーフに
向かって、スイッチングノード（ノードＭ３、Ｍ６、Ｍ
１１）がプロキシルートポートから中継する。

【００４２】アービトレーションでは、優先度の高いノ
ードが必ず勝ち、バスの使用権を得る。優先度の高いノ
ードは、従来では、ルートに近い方のノードである。こ
の例では、バスを複数のセグメントに分けることがで
き、このときには、そのセグメント内では、プロキシル
ートポートに近い方のノードが優先度の高いノードとな
る。

【００４３】なお、アービトレーションは、上述のよう
に、フェアネスインターバルの考え方で行なっているた
め、アクセスできる機会は均等に与えられる。

【００４４】アービトレーションでバスの権利が得られ
ると、サブアクションに移り、データの転送が実行され
る。非同期転送のサブアクションでは、データの転送
後、受信したノードは、その転送されたデータに対する
受信結果をack で返して応答する。すなわち、非同期パ
ケットを中継する際、要求パケットに対してはack ＿pe
nding 、応答パケットに対してはack ＿completeという
確認結果が返される。これにより、目的のノードにデー
タが転送されたことが確認される。

【００４５】このように、図１に示したＩＥＥＥ１３９
４のトポロジーでは、ノードＭ３、Ｍ６、Ｍ１１がルー
タ機能を有するスイッチングノードとされている。この
ようなスイッチングノードＭ３、Ｍ６、Ｍ１１を用いる
ことにより、以下に示すように、バスを複数のセグメン
トに分割して使用することができる。このことについ
て、以下に説明する。

【００４６】ルータ機能を有するスイッチングノードＭ
３、Ｍ６、Ｍ１１は、複数のポートと、各ポート間の接
続状態を設定するスイッチングブロックと、各ポートと
これに対応する宛て先のアドレスとの関係を示す経路表
が記憶すると共に、パケットバッファのためのメモリと
を有している。

【００４７】図２は、このようなスイッチングノードＭ
３、Ｍ６、Ｍ１１の一例を示すものである。図２に示す
ように、スイッチングノードは、複数のポートＰ０、Ｐ
１、Ｐ２、... を有している。スイッチングブロック１
１により、これらのポートＰ０、Ｐ１、Ｐ２、... の接
続状態が設定される。また、このスイッチングノードに
は、ノード全体の動作を制御するＣＰＵ（Central Proc
essing Unite）１２と、経路表を記憶すると共に、パケ
ットバッファのためのメモリ１３とが設けられる。経路
表には、各ポートとこれに対応する宛て先のアドレスと
の関係を示す経路が記されている。

【００４８】図３、図４、及び図５は、スイッチングノ
ードＭ３、Ｍ６、及びＭ１１に設けられる経路表の一例
である。

【００４９】図１に示すように、スイッチングノードＭ
３のポートＰ０から先には、ノードＭ４、Ｍ５、Ｍ６、
Ｍ７、Ｍ９があり、これらのノードＭ４、Ｍ５、Ｍ６、
Ｍ７、Ｍ９のノードアドレスは、夫々、＃１２、＃１
１、＃１０、＃９、＃８である。また、スイッチングノ
ードＭ３のポートＰ１から先には、ノードＭ２、Ｍ１が
あり、これらのノードＭ２、Ｍ１のノードアドレスは、
夫々、＃１、＃０である。また、スイッチングノードＭ
３のポートＰ２から先には、ノードＭ８、Ｍ１１、Ｍ１
０、Ｍ１２、Ｍ１３があり、これらのノードＭ８、Ｍ１
１、Ｍ１０、Ｍ１２、Ｍ１３のノードアドレスは、夫
々、＃６、＃５、＃２、＃４、＃３である。これによ
り、図３に示すように、スイッチングノードＭ３におけ
る宛て先アドレス＃０〜＃１２に対するポート番号の対
応表が作成され、これが経路表となる。

【００５０】また、スイッチングノードＭ６のポートＰ
０から先には、ノードＭ５、Ｍ９、Ｍ４、Ｍ３、Ｍ２、
Ｍ１、Ｍ８、Ｍ１１、Ｍ１０、Ｍ１２、Ｍ１３があり、
これらのノードＭ５、Ｍ９、Ｍ４、Ｍ３、Ｍ２、Ｍ１、
Ｍ８、Ｍ１１、Ｍ１０、Ｍ１２、Ｍ１３のアドレスは、
夫々、＃１１、＃８、＃１２、＃７、＃１、＃０、＃
６、＃５、＃２、＃４、＃３である。また、スイッチン
グノードＭ６のポートＰ１から先には、ノードＭ７があ
り、このノードＭ７の宛て先アドレスは＃９である。こ
れにより、図４に示すように、スイッチングノードＭ６
における宛て先アドレス＃０〜＃１２に対するポート番
号の対応表が作成され、これが経路表となる。

【００５１】同様に、図５に示すように、スイッチング
ノードＭ１１における宛て先アドレス＃０〜＃１２に対
するポート番号の対応表が作成され、これが経路表とな
る。

【００５２】なお、自己識別のフェーズで、SelfIDパケ
ットが転送される。上述の経路表は、SelfIDパケットの
中身を解析し、バス内のトポロジーを調べることにより
作成することもできるが、各SelfIDパケットをどのポー
トから受信したかを検出することにより、より容易に経
路表を作成することができる。

【００５３】上述の図３〜図５の例では、宛て先のアド
レスに対するポート番号を経路表としているが、図６〜
図８に示すように、ポート番号に対する宛て先アドレス
を経路表としても良い。

【００５４】このようにルータ機能を有するスイッチン
グノードＭ３、Ｍ６、Ｍ１１を使うことにより、図９に
示すように、ＩＥＥＥ１３９４のバスを複数のセグメン
トに分割して使用することができるようになる。

【００５５】図９に示すように、ノードＭ１と、ノード
Ｍ２とにより、セグメントＡが構成される。このセグメ
ントＡに繋がるスイッチングノードＭ３のポートＰ１は
子ノードに繋がっている。前述したように、ルータ機能
を有するスイッチングノードでは、その先に子ノードが
いると検出されたポートがそのセグメントのアービトレ
ーションを行なう権限を持つ。したがって、セグメント
Ａ内では、スイッチングノードＭ３のポートＰ１がプロ
キシルートポートとなる。

【００５６】セグメントＡ内では、プロキシルートポー
トとなっているスイッチングノードＭ３のポートＰ１が
アービトレーションを行なって、セグメントＡ内でのパ
ケットの伝送を行なう。セグメントＡ内でのパケットの
転送では、他のセグメントから独立して行なわれる。

【００５７】セグメントＡ内のノードから、セグメント
Ａの外にあるノードに対してパケットが送られるときに
は、スイッチングノードＭ３にある経路表（図３）が参
照される。そして、この経路表に従って、ポートが選択
される。

【００５８】また、セグメントＡの外からセグメントＡ
内にあるノードに対してパケットが送られてきたときに
は、スイッチングノードＭ３の経路表（図３）が参照さ
れる。そして、この経路表に従って、ポートが選択され
る。

【００５９】ノードＭ４と、ノードＭ５と、ノードＭ９
により、セグメントＢが構成される。このセグメントＢ
に繋がっているスイッチングノードＭ３のポートＰ０は
親ノードに繋がっている。また、セグメントＢに繋がっ
ているスイッチングノードＭ６のポートＰ０は親ノード
に繋がっている。ルータ機能を有するスイッチングノー
ドでは、その先に子ノードがいると検出されたポートが
そのセグメントのアービトレーションを行なう権限を持
つので、これらのスイッチングノードＭ３のポートＰ０
及びスイッチングノードＭ６のポートＰ０は、何れも、
プロキシルートポートにはならない。このセグメントＢ
では、ルートであるノードＭ４がアービトレーションを
行なう。

【００６０】セグメントＢ内では、ルートのノードＭ４
がアービトレーションを行なって、セグメントＢ内でパ
ケットの転送を行なう。セグメントＢ内でパケットの転
送では、セグメントＢ内で独立してパケットの伝送が行
なわれる。

【００６１】セグメントＢ内のノードから、セグメント
Ｂの外にあるノードに対してパケットが送られるときに
は、スイッチングノードＭ３又はスイッチングノードＭ
６の経路表（図３、図４）が参照される。そして、この
経路表に従って、ポートが選択される。

【００６２】また、セグメントＢの外からセグメントＢ
内にあるノードに対してパケットが送られてきたときに
は、スイッチングノードＭ３又はＭ６の経路表（図３、
図４）が参照される。そして、この経路表に従って、ポ
ートが選択される。

【００６３】ノードＭ７により、セグメントＣが構成さ
れる。セグメントＣと繋がれるスイッチングノードＭ６
のポートＰ１は子ノードに繋がっている。ルータ機能を
有するスイッチングノードでは、その先に子ノードがい
ると検出されたポートがそのセグメントのアービトレー
ションを行なう権限を持つ。したがって、セグメントＣ
内では、スイッチングノードＭ６のポートＰ１がプロキ
シルートポートとなる。

【００６４】セグメントＣ内では、プロキシルートポー
トとなっているスイッチングノードＭ６のポートＰ１が
アービトレーションを行なって、セグメントＣ内でパケ
ットの転送を行なう。セグメントＣ内でパケットの転送
では、セグメントＣ内で独立してパケットの伝送が行な
われる。

【００６５】セグメントＣ内のノードから、セグメント
Ｃの外にあるノードに対してパケットが送られるときに
は、スイッチングノードＭ６の経路表（図４参照）が参
照される。そして、この経路表に従って、ポートが選択
される。

【００６６】また、セグメントＣの外からセグメントＣ
内にあるノードに対してパケットが送られてきたときに
は、スイッチングノードＭ６の経路表（図４）が参照さ
れる。そして、この経路表に従って、ポートが選択され
る。

【００６７】ノードＭ８により、セグメントＤが構成さ
れる。セグメントＤと繋がっているスイッチングノード
Ｍ３のポートＰ２は子ノードに繋がっている。これに対
して、セグメントＤと繋がっているスイッチングノード
Ｍ１１のポートＰ０は親ノードに繋がっている。ルータ
機能を有するスイッチングノードでは、その先に子ノー
ドがいると検出されたポートがそのセグメントのアービ
トレーションを行なう権限を持つ。したがって、セグメ
ントＤ内では、スイッチングノードＭ３のポートＰ２が
プロキシルートポートとなる。これに対して、スイッチ
ングノードＭ１１のポートＰ０は、その先に親ノードが
繋がっているので、プロキシルートポートとはならな
い。

【００６８】セグメントＤ内では、プロキシルートポー
トとなっているスイッチングノードＭ３のポートＰ２が
アービトレーションを行なって、セグメントＤ内でパケ
ットの転送を行なう。セグメントＤ内でパケットの転送
では、セグメントＤ内で独立してパケットの伝送が行な
われる。

【００６９】セグメントＤ内のノードから、セグメント
Ｄの外にあるノードに対してパケットが送られるときに
は、スイッチングノードＭ３又はＭ１１の経路表（図
４、図５）が参照される。そして、この経路表に従っ
て、スイッチングノードＭ３又はＭ６により、ポートが
選択される。

【００７０】また、セグメントＤの外からセグメントＤ
内にあるノードに対してパケットが送られてきたときに
は、スイッチングノードＭ３又はＭ１１の経路表（図
４、図５）が参照される。そして、この経路表に従っ
て、ポートが選択される。

【００７１】ノードＭ１０により、セグメントＥが構成
される。セグメントＥと繋がっているノードＭ１１のポ
ートＰ１は子ノードに繋がっている。ルータ機能を有す
るスイッチングノードでは、その先に子ノードがいると
検出されたポートがそのセグメントのアービトレーショ
ンを行なう権限を持つ。したがって、セグメントＥ内で
は、ノードＭ１１のポートＰ１はプロキシルートポート
となる。

【００７２】セグメントＥ内では、プロキシルートポー
トとなっているノードＭ１１のポートＰ１がアービトレ
ーションを行なって、セグメントＥ内でパケットの転送
を行なう。セグメントＥ内でパケットの転送では、セグ
メントＥ内で独立してパケットの伝送が行なわれる。

【００７３】セグメントＥ内のノードから、セグメント
Ｅの外にあるノードに対してパケットが送られるときに
は、ノードＭ１１の経路表（図５）が参照される。そし
て、この経路表に従って、ポートが選択される。

【００７４】セグメントＥの外からセグメントＥ内にあ
るノードに対してパケットが送られるときには、ノード
Ｍ１１の経路表（図５）が参照される。そして、この経
路表に従って、ポートが選択される。

【００７５】ノードＭ１２、Ｍ１３により、セグメント
Ｆが構成される。セグメントＦと繋がっているスイッチ
ングノードＭ１１のポートＰ２は子ノードに繋がってい
る。ルータ機能を有するスイッチングノードでは、その
先に子ノードがいると検出されたポートがそのセグメン
トのアービトレーションを行なう権限を持つ。したがっ
て、セグメントＦ内では、ノードＭ１１のポートＰ２が
プロキシルートポートとなる。

【００７６】セグメントＦ内では、プロキシルートポー
トとなっているノードＭ１１のポートＰ２がアービトレ
ーションを行なって、セグメントＦ内でパケットの転送
を行なう。セグメントＦ内でパケットの転送では、セグ
メントＦ内で独立してパケットの伝送が行なわれる。

【００７７】セグメントＦ内のノードから、セグメント
Ｆの外にあるノードに対してパケットが送られるときに
は、ノードＭ１１の経路表（図５）が参照される。そし
て、この経路表に従って、ポートが選択される。

【００７８】セグメントＦの外からセグメントＦ内にあ
るノードに対してパケットが送られるときには、ノード
Ｍ１１の経路表が参照される。そして、この経路表に従
って、ポートが選択される。

【００７９】例えば、ノードＭ１（ノードアドレス＃
０）からノードＭ２（ノードアドレス＃１）にパケット
を伝送するとする。ノードＭ１とノードＭ２は、共に同
じセグメントＡ内にある。したがって、この場合には、
スイッチングノードＭ３のポートＰ１がアービトレーシ
ョンを行なって、ノードＭ１からノードＭ２へのパケッ
トの転送が行なわれる。

【００８０】このように、同一セグメントＡ内にあるノ
ードＭ１からＭ２にデータの伝送を行なうときには、セ
グメントＡ内で独立してパケットの伝送が行なわれる。
このため、他のセグメントで同時にパケットの伝送を行
なうことが可能である。

【００８１】つまり、例えば、ノードＭ１からノードＭ
２にパケットを伝送すると同時に、ノードＭ１２（ノー
ドアドレス＃４）からノードＭ１３（ノードアドレス＃
３）にパケットの伝送を行なうとする。ノードＭ１とノ
ードＭ２は、共に同じセグメントＡ内にあり、ノードＭ
１２とノードＭ１３は共に同じセグメントＢ内にあり、
互いに異なるセグメントにあるので、ノードＭ１からノ
ードＭ２へのパケットの伝送とノードＭ１２からノード
Ｍ１３へのパケットの伝送を同時に行なうことができ
る。

【００８２】また、セグメントの間をパケット伝送する
場合にも、同様に、そのパケットの伝送に使用されてい
ないセグメントでは、同時に、他のパケットを伝送する
ことができる。

【００８３】例えば、ノードＭ１（ノードアドレス＃
０）からノードＭ１３（ノードアドレス＃３）へのパケ
ットの伝送を行なう場合には、ノードＭ１からスイッチ
ングノードＭ３のポートＰ１へパケットが伝送され、ス
イッチングノードＭ３の経路表により、ポートＰ１から
ポートＰ２へ中継され、そのパケットは、ノードＭ８を
介して、スイッチングノードＭ１１のポートＰ０に伝送
され、スイッチングノードＭ１１の経路表により、ポー
トＰ０からポートＰ２へ中継され、そのパケットは、ノ
ードＭ１１のポートＰ２からノードＭ１３に伝送され
る。この場合、セグメントＡと、セグメントＤと、セグ
メントＦとの間をパケットが伝送される。この時、これ
ら以外のセグメント、すなわち、セグメントＢ、セグメ
ントＣ、セグメントＥでは、同時に、他のパケットを伝
送できる。例えば、ノードＭ１からノードＭ１３へのパ
ケットの伝送を行なう場合には、これと同時に、ノード
Ｍ７（ノードアドレス＃９）とノードＭ４（ノードアド
レス＃１２）との間で、パケットの伝送を行なうことが
可能である。

【００８４】このように、各セグメント間でパケットを
伝送していくとき、非同期パケットを中継する際には、
各スイッチングノードにおいて要求パケットに対しては
ack＿pending 、応答パケットに対しては、acks＿compl
eteという確認パケットを代理で返送し、サブアクショ
ンをセグメント内で終了させ、送信権を他のノードに譲
渡させている。

【００８５】例えば、ノードＭ１（ノードアドレス＃
０）からノードＭ１３（ノードアドレス＃３）に、READ
＿REQUEST のパケットの伝送を行なう場合には、スイッ
チングノードＭ３とスイッチングノードＭ１１を経由す
る。この場合、図１０Ａに示すように、パケットが伝送
される。

【００８６】つまり、スプリットトランザクションで
は、図１０Ａに示すように、ノードＭ１からREAD＿REQU
EST のパケットが送信され、このREAD＿REQUEST のパケ
ットがノードＭ１からスイッチングノードＭ３に送られ
る。このREAD＿REQUEST のパケットがノードＭ１からス
イッチングノードＭ３に送られると、スイッチングノー
ドＭ３でack ＿pending が代理で返送される。そして、
スイッチングノードＭ３からスイッチングノードＭ１１
にREAD＿REQUEST のパケットが送られる。スイッチング
ノードＭ３からスイッチングノードＭ１１にREAD＿REQU
EST のパケットが送られると、スイッチングノードＭ１
１でack ＿pending が代理で返送される。そして、スイ
ッチングノードＭ１１からノードＭ１３にREAD＿REQUES
T のパケットが届けられる。スイッチングノードＭ１１
からノードＭ１３にREAD＿REQUESTのパケットが送られ
ると、ノードＭ１３からack ＿pending が返送される。

【００８７】ノードＭ１３にREAD＿REQUEST のパケット
が送られると、ノードＭ１３は、このREAD＿REQUEST の
パケットの要求に応じてREAD＿RESPを応答をする。

【００８８】ノードＭ１３からのREAD＿RESPのパケット
は、ノードＭ１３からスイッチングノードＭ１１に送ら
れる。ノードＭ１３からスイッチングノードＭ１１にRE
AD＿RESPのパケットが送られると、スイッチングノード
Ｍ１１からでack ＿completeが代理で返送される。そし
て、スイッチングノードＭ１１からスイッチングノード
Ｍ３にREAD＿RESPのパケットが送られる。スイッチング
ノードＭ１１からスイッチングノードＭ３にREAD＿RESP
のパケットが送られると、スイッチングノードＭ３から
でack ＿completeが代理で返送される。そして、スイッ
チングノードＭ３からノードＭ１にREAD＿RESPのパケッ
トが送られる。スイッチングノードＭ３からノードＭ１
にREAD＿RESPのパケットが送られると、ノードＭ１から
ack ＿completeが返送される。

【００８９】また、ユニファイドトランザクションで
は、要求パケットに対して、スイッチングノードにより
応答パケットが生成される。

【００９０】例えば、ノードＭ１からノードＭ１３へ
に、WRITE ＿REQUEST のパケットの伝送を行なう場合に
は、図１０Ｂに示すように、ノードＭ１からWRITE ＿Ｒ
ＥＱＵＥＳＴのパケットが送信され、このＷＲＩＴＥ
＿REQUEST のパケットがスイッチングノードＭ３に送ら
れる。WRITE ＿REQUEST のパケットがノードＭ１からス
イッチングノードＭ３に送られると、スイッチングノー
ドＭ３でack ＿pending が代理で返送される。そして、
スイッチングノードＭ３からスイッチングノードＭ１１
にWRITE ＿REQUEST のパケットが送られる。スイッチン
グノードＭ３からスイッチングノードＭ１１にWRITE ＿
REQUEST のパケットが送られると、スイッチングノード
Ｍ１１でack ＿pending が代理で返送される。

【００９１】そして、スイッチングノードＭ１１は、WR
ITE ＿REQUEST のパケットを受け取ると、スイッチング
ノードＭ１１からノードＭ１３にWRITE ＿REQUEST のパ
ケットを届ける。

【００９２】スイッチングノードＭ１１からノードＭ１
３にWRITE ＿REQUEST のパケットが送られると、ノード
Ｍ１３でack ＿completeが返送される。ack ＿complete
を受信したスイッチングノードＭ１１は、WRITE ＿RESP
パケットを生成する。

【００９３】また、スイッチングノードＭ１１からのWR
ITE ＿RESPのパケットは、スイッチングノードＭ３に送
られる。スイッチングノードＭ１１からスイッチングノ
ードＭ３にWRITE ＿RESPのパケットが送られると、スイ
ッチングノードＭ３からでack ＿completeが代理で返送
される。そして、スイッチングノードＭ３からノードＭ
１にWRITE ＿RESPのパケットが送られる。スイッチング
ノードＭ３からノードＭ１にWRITE ＿RESPのパケットが
送られると、ノードＭ１からでack ＿completeが返送さ
れる。

【００９４】図１１は、スイッチングノードＭ３、Ｍ
６、Ｍ１１の動作を示すフローチャートである。

【００９５】図１１において、パケットを受信したら
（ステップＳＴ１）、パケットの種類が判断される（ス
テップＳＴ２）。ステップＳＴ２で、転送されてきたパ
ケットがCYICLE＿START パケットであると判断された
ら、下流のノードに転送されて（ステップＳＴ３）、ス
テップＳＴ１にリターンされる。ステップＳＴ２で、転
送されてきたパケットが同期パケットであると判断され
たら、タイムスタンプを調整して他のポートにパケット
が転送される（ステップＳＴ４）。

【００９６】ステップＳＴ２で、転送されてきたパケッ
トが非同期パケットであると判断されたら、宛て先アド
レスと経路表が参照され、そのパケットが転送不要か否
かが判断される（ステップＳＴ５）。送られてきたパケ
ットが転送不要なら、ステップＳＴ１にリターンされ
る。

【００９７】送られてきたパケットを転送する必要があ
る場合には、そのパケットが要求パケットか応答パケッ
トかが判断される（ステップＳＴ６）。応答パケットな
ら、ack ＿complet が返送され（ステップＳＴ７）、経
路表で参照される宛て先ノードのポートへパケットが転
送され（ステップＳＴ８）、ステップＳＴ１にリターン
される。

【００９８】ステップＳＴ６で、送られてきたパケット
が要求パケットなら、ack ＿pending が返送され（ステ
ップＳＴ９）、経路表で参照される宛て先ノードのポー
トへパケットが転送される（ステップＳＴ１０）。但
し、非ブロードキャストの場合のみである。

【００９９】そして、送信結果が判断され（ステップＳ
Ｔ１１）、スプリットトランザクションの場合、ack ＿
pending を受信し、ステップＳＴ１にリターンされる。
ユニファイドトランザクションでWRITE ＿RESPONSEを生
成して（ステップＳＴ１２）、ステップＳＴ１にリター
ンされる。

【０１００】ところで、ＩＥＥＥ１３９４をセグメント
化して扱わない場合には、伝送速度は、経路上のノード
の最低速度で決まってしまう。図９のノードＭ１からノ
ードＭ１３へ転送する場合、経路上の最低速度のノード
Ｍ１により律速されＳ１００（１００Ｍｂｉｔ／秒）と
なる。

【０１０１】これに対して、この例では、各セグメント
毎に、独立してパケットが伝送される。したがって、各
セグメント毎に速度が決められる。なお、ノードの速度
は、ＩＥＥＥ１３９４の規格にあるSPEED ＿MAP と呼ば
れる速度管理機構により示される。

【０１０２】ノードＭ１は経路上の最低速度Ｓ１００で
送信する。スイッチングノードＭ３は、次のスイッチン
グノードＭ１１までの最低速度Ｓ４００で転送する。ス
イッチングノードＭ１１は、ノードＭ１３までの最低速
度Ｓ２００で転送する。

【０１０３】このように、ＩＥＥＥ１３９４をセグメン
ト化して扱わない場合には、伝送速度は経路上のノード
の最低速度で決まってしまうが、バスをセグメント化す
ると、各セグメント毎に伝送速度が変更可能であり、使
用効率が向上される。

【０１０４】なお、上述の例では、ＩＥＥＥ１３９４の
非同期伝送モードでパケットを伝送する場合について説
明したが、この発明は、他のシリアル通信でパケットを
伝送する場合にも同様に適用できる。

【０１０５】

【発明の効果】この発明によれば、スイッチングノード
により、ＩＥＥＥ１３９４のバスが複数のセグメントに
分割され、各セグメント毎に、アービトレーションが行
なわれる。このため、各セグメント毎にパケットの伝送
を行なうことができ、セグメントが異なれば、パケット
の伝送を同時に行なうことができる。また、バスをセグ
メント化することにより、各セグメント毎にノードの伝
送速度が決まる。これにより、ＩＥＥＥ１３９４のバス
全体の転送量を増やし、使用効率を向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明が適用されたＩＥＥＥ１３９４のトポ
ロジーの一例のブロック図である。

【図２】スイッチングノードの一例のブロック図であ
る。

【図３】経路表の一例の説明に用いる略線図である。

【図４】経路表の一例の説明に用いる略線図である。

【図５】経路表の一例の説明に用いる略線図である。

【図６】経路表の他の例の説明に用いる略線図である。

【図７】経路表の他の例の説明に用いる略線図である。

【図８】経路表の他の例の説明に用いる略線図である。

【図９】この発明が適用されたＩＥＥＥ１３９４のトポ
ロジーにおけるセグメントの分割の説明に用いるブロッ
ク図である。

【図１０】セグメント毎のサブアクションの説明に用い
る略線図である。

【図１１】スイッチングノードの説明に用いるフローチ
ャートである。

【図１２】従来のＩＥＥＥ１３９４のトポロジーの一例
のブロック図である。

【符号の説明】

Ｍ３、Ｍ６、Ｍ１１... スイッチングノード、Ｐ０、Ｐ
１、Ｐ２... ポート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のノードをシリアルバスを介して接
続し、アービトレーションを行なって上記シリアルバス
の使用権を割り当てて、上記複数のノード間でパケット
を伝送するようにしたデータ伝送方法において、アービトレーションを行なえるスイッチングノードによ
り上記シリアルバスを複数のセグメントに分割し、上記スイッチングノードにより上記セグメント内のノー
ドについて上記セグメント毎にアービトレーションを行
なうようにしたことを特徴とするデータ伝送方法。
【請求項２】上記スイッチングノードは、経路情報を
有し、上記経路情報に基づいて、受信したパケットの中
継先を判断するようにした請求項１に記載のデータ伝送
方法。
【請求項３】上記スイッチングノードによりパケット
を中継する際に、上記スイッチングパケットが確認パケ
ットを返送するようにした請求項２に記載のデータ伝送
方法。
【請求項４】上記各セグメント内のノードの速度に基
づいて、セグメント毎に最適な速度で中継を行なうよう
にした請求項１に記載のデータ伝送方法。
【請求項５】複数のノードをシリアルバスを介して接
続し、アービトレーションを行なって上記シリアルバス
の使用権を割り当てて、上記複数のノード間でパケット
を伝送するのに用いられるスイッチングノードにおい
て、複数のポートと、上記複数のポートを切り替えるスイッチング手段と、上記複数のポートと宛て先のノードアドレスとの関係を
示す経路情報が記憶された記憶手段と、受信されたパケットの宛て先と上記経路情報とに応じて
上記スイッチング手段を制御する制御手段と、その先に子ノードがいるポートがあればアービトレーシ
ョンを行なう手段とを備え、上記シリアルバスを複数のセグメントに分割し、上記セ
グメント内のノードについて上記セグメント毎にアービ
トレーションを行なうようにしたことを特徴とするスイ
ッチングノード装置。
【請求項６】経路情報を有し、上記経路情報に基づい
て、受信したパケットの中継先を判断するようにした請
求項５に記載のスイッチングノード装置。
【請求項７】上記スイッチングノードによりパケット
を中継する際に、上記スイッチングパケットが確認パケ
ットを返送するようにした請求項６に記載のスイッチン
グノード装置。
【請求項８】上記各セグメント内のノードの速度に基
づいて、セグメント毎に最適な速度で中継を行なうよう
にした請求項６に記載のスイッチングノード装置。