JP2001506070A - 固定パターン認識のためのシリアルデータ転送方法 - Google Patents

固定パターン認識のためのシリアルデータ転送方法

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Abstract

(57)【要約】 この発明は、フレーム同期パターンを認識するためのシリアルデータに関し、特にV.110同期パターン用の高速で信頼性あるアルゴリズムを提供するために、この発明は、第一バイトと、第2バイトの値から作られるチェックバイトとのバイナリAND演算を遂行することにより、二つの連続するバイトを検査し、前記第1バイトと第2バイトが同期パターンのための候補として適格であるかどうかを確立するために前記AND演算を検査し、問題のフレームにより与えられる更なる基準をチェックすることにより、前記候補を更に検証することを特徴とする方法を示唆する。

Description

【発明の詳細な説明】 固定パターン認識のためのシリアルデータ転送方法発明の分野 この発明は、固定同期ビットパターンを認識するためのシリアルデータ転送に 関連する方法に関する。 この発明は、V.110プロトコルに関連して開発されてきたが、この発明の 一般原則が類似のシステムに関連してもそのアプリケーションを見出し得ること を理解すべきである。発明の背景 速度変換によるシリアルデータ転送用に、一般に使用されるプロトコルは、V .110である。このプロトコルのための装置を開発するときに、如何にしてV .110パターンを認識するかという問題に、人は直面する。ハードウェアか、 ソフトウェアか、ハードウェアとソフトウェアの両方の組み合わせを、人は選択 できる。ソフトウェアの代替物がCPU容量を取りすぎると思われるので、しば しばハードウェアによる解決が好まれる。しかしながら、このアルゴリズムによ れば、同期検出をソフトウェアできわめて容易に処理できる。ソフトウェアに内 で通常行われる他のV.100処理に比較して、これによる余分な負荷は非常に 小さい。 この発明の方法またはアルゴリズムを説明する前に、如何にして80ビットの V.110フレームが出現するかを図示する図1を参照すべきである。 オクテット0は全てのバイナリ0を含むが、オクテット5は、バイナリ1に続 く7個のEビットからなる。オクテット1ないし4と同6ないし9は、ビット番 号1にバイナリ1、ビット番号8にステータスビット(SビットまたはXビット )、ビット位置2ないし7に6個のデータビット(Dビット)を含む。ビット伝 送の順序は、左から右へ、また上から左へである。 17個のフレーム同期ビット(*)は、オクテット0内のバイナリ0へセット された8個全てのビットと、続く9個のオクテット内のビット位置0へセットさ れたビットを含む。本書全体を通じて、これらの同期ビット(*)に特別の注意 を集中すべきである。 最初に一見したところでは、同期パターンの発見はきわめて容易であると考え られるかもしれない。これらの10個のオクテットが問題のコンピュータメモリ 内にいつもバイト整列されて(byte−aligned)到着する場合には、 本当にこれが容易に見えるであろう。しかし、問題はここから始まる。 シリアルビットストリームがコンピュータメモリ内の受信バッファメモリへ「 カチカチと着信する」とき、フレーム内のオクテットが対応するバイトアドレス 可能な位置へ区分されるという保証は何もない。 図2は、如何に半端なシリアルビットストリームが、バイトアドレス可能なコ ンピュータメモリストアへ到着し得るかを図示する。結果として、図2に現れる ビットストリームに含まれるV.110フレームのオクテットは、図1と比較し て、必ずしもバイト整列されて(byte−aligned)いない。こうして 、各オクテットは、バイト整列に関して、2つの連続するアドレスの間で分割さ れたり、部分的にカバーしたりする。従来技術 米国特許公報第5 204 883号(ブランク)から、シリアルビットスト リーム内に分配されたフレーム指示パターンを認識する方法と装置が知られてい る。このフレーム指示パターンは、着信シリアルビットストリーム内で、1フレ ーム指示ビットの開始から次の開始までを測定したビットの数N個である、固定 数の間隔で分配されたM個の単一ビットを含んでなる。先行技術のシステムは、 N個の着信データの任意のグループの各受信にしたがって計算を行い、「それら しい」フレーム指示パターンと「真の」フレーム指示パターンの間を識別する最 少数の計算ステップの後に、ビットストリーム内の「真の」パターンの位置その ものを曖昧無しに指摘して、こうしてストリーム全体の同期を可能にする。 この先行技術は、ビットパターンに関する同期方法を記述しており、ここでパ ターン内の各ビットはその間にランダムに配置されたユーザデータにより分配さ れる。 しかしながら、この先行技術の技法は、「ビット分配され」ないビットを発見 することに付いては何も語らず、したがってそうしたビットパターンの認識に使 用できないであろう。 米国特許公報第5 177 738号(デローロ他)は、総合ディジタル通信 網(ISDN)用の速度整合のための方法とモノリシック的に集積された装置を 開示しており、これは、前記ネットワークからのデータ受信中に、前記ISDN の同期端末および非同期端末の速度整合のために、フレーム同期ビットとデータ ビットを含むビットのオクテット行(octet−row)に構成されるシリア ルビットストリームの種々な長さの非同期データフレームを同期化し分解する方 法に関する。 EP 0 727 886−A2(アンダーソン/ワンデルおよびゴルターマ ンテクノロジー社)は、ディジタルデータシーケンスパターンフィルタリングに 関する方法を開示し、その方法は、オクテット/バイトに向けられている。実際 これは、この方法がバイトストリーム上で作動され、バイト整列を仮定できるこ とを含んでいる。 しかしながら、この先行技術は、ビットストリームに関する方法について、何 の指示も与えず、ましてや認識すべきビットパターンに関して整列されたバイト でないことを表記された(enfaced)いかなる解決も与えない。 US5 412 754(ニュウリー他)はパターン認識システムに関し、デ ータビットと所定のビットパターンを含むビットのシリアルストリームを送信し 受信する送信機と受信機を含んでなるが、このシステムを前記ビットパターンの 認識用に適応させることができる。このシステムは、所定のビットパターンが認 識されるまで、各受信ビットをチェックして、先行ビットの状態値と比較する。 このシステムは、各受信ビットを比較しチェックすることを要するので、遅いシ ステムである。言い換えれば、各第8受信ビットについてのみ比較またはチェッ クすることについて、この発明は何も語らない。 シリアルデータ転送に関するUS5 412 610(鈴木)は、シリアルデ ータがFIFOバッファへ/から転送されるシリアルデータ転送装置に関する。 しかしながら、この公報には、そうしたバッファにおいて、ある特定のビットパ ターン、たとえばシリアル通信リンクから受信されたデータが、どのように認識 されるかに関して何の情報もない。 結論として、V.110プロトコルによるフレーム内の同期パターンを如何に して認識するかに関して、引例はいずれも何の情報も与えないし、ましてやそう したV.110同期パターンのための高速サーチアルゴリズムにより、この認識 を遂行できることについて、何の情報も与えない。発明の要約 この発明の主要な目的は、V.110同期パターンのための高速サーチアルゴ リズムを供給することである。 ビットストリーム内で1個の一(1)が後に続く11個のゼロ(0)(EOL 、すなわちエンドオブラインとして知られる)を認識するのが目的のFAXアプ リケーションのための高速サーチアルゴリズムを供給することもこの発明の一つ の目的である。 この発明のもう一つの目的は、そうした高速サーチアルゴリズムに関して使用 される適当なチェックビットマスクテーブル(CheckBitMaskTab le)を供給することである。 この発明の更なる目的は、2つの任意のビットグループまたはバイトを互いに 比較して、その結果を、V.110が与える更なる規準と比較するアルゴリズム を供給することである。 その発明の更にもう一つの目的は、ソフトウェア内で処理しやすく、ソフトウ ェア内の関係する処理に比較して非常に僅かな負荷しか表現しないアルゴリズム を供給することである。 この発明のなおもう一つの目的は、ビット分配されないビットパターンを発見 するアルゴリズムを供給することである。 この発明のなお更なる目的は、ビットストリーム内の各8番目に受信されるビ ットのみについて比較またはチェックを行うアルゴリズムを供給して、これによ り、アルゴリズムが作動できる速度を増大することである。発明の簡単な開示 上記の諸目的は前文中に述べた方法に関連して達成され、この方法はこの発明 によれば、二つの相次ぐ要素を検査して、第1要素と、第2要素からなるチェッ ク要素の間でバイナリAND演算を遂行することにより、それから前記第1要素 と第2要素が同期パターンとして適格であるかどうかを確立し、更に問題のフレ ームにより与えられた更なる規準をチェックすることにより前記候補を更に検証 することを特徴とする。 この発明により与えられる更なる特徴と利点は、同封の特許請求の範囲から見 えてくると共に、同封の図面および付録と共にされる以下の説明から見えてくる であろう。図面および付録の簡単な説明 図1は、80ビットCCITT V.110フレームのレイアウトを示す。ビ ットの番号付けの方式が図2と比較して使用されていることに注意されたい。V .110フレーム内のオクテットを参照するときは、ビットは通常左から右へ、 1から8まで番号をつけられる。1バイト内のビットは、図2のように、右から 始まり左へ、0から7まで番号をつけられる。アステリスク(*)は、フレーム 同期ビットを指摘する。 図2は、あるコンピュータメモリ内のバッファへ受信された任意のシリアルビ ットストリームを図解するテーブルである。アステリスク(*)に注意し、また バイトアドレス可能なバッファに対してオクテットが如何に半端に整列している かに注意されたい。 付録Aは、この発明による方法に関連して使用されるチェック値を生成するの に使用され得るテーブルの実施例を図示する。 付録Bは、この発明による方法を実現するために使用され得るコンピュータプ ログラムの印刷出力である。発明の実施例の詳細な説明 図1に関連して以前に説明したように、V.110フレーム同期パターンが8 0ビットで現れ、一つのフレームは常に8個のゼロ(0)ビットに1個の一(0 )ビットが続く。図2に示すように、このシリアルビットストリームは、バイト アドレス可能な複数の位置の中に連続的だが任意の位置を取り得るし、またこの 発明の一実施例が、バッファ/アレイ内のそうした任意の位置に関連して説明さ れる。 同じく図2を参照すると、下記の仮定が観察される。 − 受信されたビットストリームは、バイトアドレス可能なバッファ/アレイ 内に記憶される。 − バッファ内のバイトは、シリアル線からビットが次々と入ってくるときに 、左から右へ書きこまれ、ここで最上位ビット(MSB)が最初に受信されると 仮定される。しかしながら、最下位ビット(LSB)も同様に使用できるが、そ のときはチェックバイト(後で説明する)を反転しなければならない。 上記の仮定が実現すると、この発明の一実施例は、検査すべき各受信されたバ イトについて、下記のステップを含んでなる。 1. 検討されるバイトと特別なチェックバイトの間でAND演算をすることに より、問題のバイトをチェックせよ。このチェックバイトは、問題のバイトに続 くバイト内に先行ゼロビットがあるのと同じ数の先行ゼロビットを有すべきであ る。このチェックバイト内のその他のビットは、一(1)にセットされなければ ならない。 2. このAND演算の結果がもしゼロであって、問題のバイトに続くバイトが それ自体ゼロでなければ、そのときは8個の連続したゼロ(0)に続いて、少な くとも一個の一(1)ビットが発見されているであろう。 以下の例は、図2を参照することにより、それが如何に作動するかがより良く 説明されるであろう。この例では、バイト0バイト1バイト2などの表記は 、それぞれのメモリオフセット0、1、2などのバイトを言及する。 もしバイト0が8個の連続したゼロビットの開始のための候補であったならば 、バイト0に続くバイト1は2個だけのゼロビット(b7とb6)を有するので 、ビット0からビット5まではゼロでなければならない。 バイト0と、先行の2個のビットだけがゼロで残りが一(1)にセットされた バイトとによるバイナリANDは、もしバイト0候補であれば、結果ゼロを与え る。 もしバイト1が8個の連続したゼロビットの開始のための候補であったならば 、バイト2が4個の先行ビット(ビット7からビット4まで)を含むので、ビッ ト0からビット3まではゼロでなければならない。 バイト1と、先行の4個のビットだけがゼロで残りが一(1)にセットされた バイトとによるバイナリANDは、もしバイト1候補であれば、結果ゼロを与え る。 8個の連続したゼロ(0)ビットが発見された。最初の4個はバイト1内のb 3−b0に発見され、残りはバイト2内のb7−b4に続いて発見された。バイ ト2 は非ゼロなので、セットされる最初の同期ビット(図1のオクテット1内の ビット8)が、ビット位置b3でバイト2内に含まれなければならない。しかし b3は8個のバイトバイト3..バイト8の全ての中にセットされてないので、バイト1 は同期パターンの部分であり得ず、こうしてバイト2をチェックし続け る。 バイト2と、8個の先行ゼロ(バイト3におけると同じ数の先行ゼロ)を有す る1バイトとによるバイナリANDは、常にゼロの結果を与えるが、バイト3は ゼロ自体なので、この8個の連続ビットに一つの一(1)ビットが続くものは、バイト2 の範囲内で開始できず、こうしてバイト2もまた除去される。 バイト3と、2個の先行ゼロ(バイト4におけると同じ数の先行ゼロ)を有す る1バイトにより、続いてバイナリANDを行うことによりゼロの結果が与えら れ、こうしてわれわれは、残りの一(1)の同期ビットをチェックしなければな らない。バイト4内で最初の先行一(1)がビット位置b5に見出されるので、 ビットb5を残りのバイトバイト5..バイト12内でチェックしなければなら ない。そうしたb5位置は、これらのバイト内に全てセットされているので、有 効なスタートが発見された。 図Bは、上記のアルゴリズムの実施例Cを示す。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】平成11年1月15日(1999.1.15) 【補正内容】 請求の範囲 1. ビット分配されないで連続的な非整列バイト要素としてバッファ/アレイ 内に記憶された、固定パターンを認識するためのシリアルデータに関連する方法 であって、 第1バイト要素と、第2バイト要素から計算されるチェック要素との間のAN Dビット演算を遂行することにより、連続する2つの非整列バイト要素を検査す ることと、 前記第1バイト要素と前記第2バイト要素が非整列連続バイト要素により与え られる前記パターンの候補となるかどうかをその後に規定するために、前記ビッ ト演算を検査することと、 を特徴とする前記方法。 2. 前記シリアルデータのビットストリームがその中に受信されたバッファ/ アレイ内の第1バイトを検査するステップと、 前記第1バイトに続く第2バイトを検査するステップと、 前記次のバイトに基づいてチェックバイトを計算するステップと、 前記第1バイトの値と前記第2バイトの値との間でバイナリAND演算を遂行 するステップと、 前記AND演算を検査して、8個の連続するゼロビット(’0’)が見出され るかどうかを検査するステップと、 前記第2バイト内の最初の’1’ビットのビット位置を検査するステップと、 残りの各バイト内の対応する’1’ビット位置をそれぞれチェックして、正し い同期パターンを検証するステップとを特徴とする、請求項1記載の方法。 3. 第1CurrentPtrを初期化して、バッファ内の第1バイトについ て、フレームの開始を含み得ることを指摘するステップと、 NextPtrを初期化して、CurrentPtrが指摘するバイトに続く その次のバイトを指摘するステップと、 NextPtrが指摘するバイトの値を使用して、CheckBitMask TableアレイからCheckBitMaskを検索するステップと、 CurrentPtrが指摘するバイトの値と、CheckBitMaskT ableに見出されるCheckBitMaskの値のバイナリAND演算を実 行して、結果がゼロであるかどうかをチェックするステップと、 もし結果がゼロでなければ、CurrentPtrが指摘するバイトを除去し て、前記CurrentPtrを検査すべき次のバイトへ進ませ(Curren tPtr=NextPtrをセットする)、NextPtrをバッファ内の次の バイトへ進ませるステップと、 もしバッファ内に更なるバイトが存在すれば、そのときはNextPtrが指 摘するバイトの値を使用し、さもなければヒット無しでサーチを終了するステッ プと、 もしNextPtrがゼロバイトを指摘すれば、そのときは前記バイトを廃棄 し、さもなければ、少なくとも8個の連続したゼロ(0)ビットの後に一つの一 (1)ビットが続くのが見出されるかどうかをチェックするステップと、 を特徴とする請求項1、または請求項2に記載の方法。 4. NextBytePtrが指摘するバイト内の最左の一(’1’)のビッ トと同じビット位置で一つの一(’1’)のビットを、次の8バイトが含むかど うかをチェックして、これにより正しい同期パターンが発見されたことを検証す ることを特徴とする、請求項3に記載の方法。 5. 256個の入力を有するCheckBitMaskTableを使用し、 その各々は8ビット幅パターンであるCheckBitMaskを含み、各入力 は、その入力の位置番号自体の中の先行ゼロビット(’0’ビット)に対応する 先行ゼロビット(’0’ビット)から作られたパターンを含むが、その他の入力 ビットはそれぞれ一(’1’)へセットされることを特徴とする、前項までの請 求項のいずれかの請求項に記載の方法。 6. 最上位ビット(MSB)が最初に受信されるビットストリームに関連して 使用されるように調整されたCheckBitMaskTableを使用するこ とを特徴とする前項までの請求項のいずれかの請求項に記載の方法。 7. 最下位ビット(LSB)が最初に受信されるビットストリームに関連して 使用されるように調整されたCheckBitMaskTableを使用するこ とを特徴とする前項までの請求項のいずれかの請求項に記載の方法。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(GH,KE,LS,MW,S D,SZ,UG,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG ,KZ,MD,RU,TJ,TM),AL,AM,AT ,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY, CA,CH,CN,CU,CZ,CZ,DE,DE,D K,DK,EE,EE,ES,FI,FI,GB,GE ,GH,HU,ID,IL,IS,JP,KE,KG, KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,L U,LV,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO ,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG, SI,SK,SK,SL,TJ,TM,TR,TT,U A,UG,US,UZ,VN,YU,ZW

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. 固定パターンを認識するためのシリアルデータに関連する方法であって、 第1要素と、第2要素から計算されるチェック要素との間のビット演算を遂行 することにより、連続する2つの要素を検査することと、 前記第1要素と前記第2要素が前記パターンの候補となるかどうかをその後に 規定するために、前記ビット演算を検査することと、 を特徴とする前記方法。 2. 前記シリアルデータのビットストリームがその中に受信されたバッファ/ アレイ内の第1バイトを検査するステップと、 前記第1バイトの次に来る第2バイトを検査するステップと、 前記次のバイトに基づいてチェックバイトを計算するステップと、 前記第1バイトの値と前記第2バイトの値との間でバイナリAND演算を遂行 するステップと、 前記AND演算を検査して、8個の連続するゼロビット(’0’)が見出され るかどうかを検査するステップと、 前記第2バイト内の最初の’1’ビットのビット位置を検査するステップと、 残りの各バイト内の対応する’1’ビット位置をそれぞれチェックして、正し い同期パターンを検証するステップとを特徴とする、請求項1記載の方法。 3. 第1要素と、第2要素のためのCheckBitMaskとの間のAND 演算を遂行することにより、二つの連続する要素を検査することを特徴とする請 求項1または請求項2に記載の方法。 4. 第1CurrentPtrを初期化して、バッファ内の第1バイトについ て、フレームの開始を含み得ることを指摘するステップと、 NextPtrを初期化して、CurrentPtrが指摘するバイトに続く その次のバイトを指摘するステップと、 NextPtrが指摘するバイトの値を使用して、CheckBitMask TableアレイからCheckBitMaskを検索するステップと、 CurrentPtrが指摘するバイトの値と、CheckBitMaskT ableに見出されるCheckBitMaskの値のバイナリAND演算を実 行して、結果がゼロであるかどうかをチェックするステップと、 もし結果がゼロでなければ、CurrentPtrが指摘するバイトを除去し て、前記CurrentPtrを検査すべき次のバイトへ進ませ(Curren tPtr=NextPtrをセットする)、NextPtrをバッファ内の次の バイトへ進ませるステップと、 もしバッファ内に更なるバイトが存在すれば、そのときはNextPtrが指 摘するバイトの値を使用し、さもなければヒット無しでサーチを終了するステッ プと、 もしNextPtrがゼロバイトを指摘すれば、そのときは前記バイトを廃棄 し、さもなければ、少なくとも8個の連続したゼロ(0)ビットの後に一つの一 (1)ビットが続くのが見出されたかどうかをチェックするステップと、 を特徴とする請求項1、請求項2、請求項3に記載の方法。 5. NextBytePtrが指摘するバイト内の最左の一(’1’)のビッ トと同じビット位置で一つの一(’1’)のビットを、次の8バイトが含むかど うかをチェックして、これにより正しい同期パターンが発見されたことを検証す ることを特徴とする、請求項4に記載の方法。 6. 256個の入力を有するCheckBitMaskTableを使用し、 その各々は8ビット幅パターンであるCheckBitMaskを含み、各入力 は、その入力の位置番号自体の中の先行ゼロビット(’0’ビット)に対応する 先行ゼロビット(’0’ビット)から作られたパターンを含むが、その他の入力 ビットはそれぞれ一(’1’)へセットされることを特徴とする、前項までの請 求項のいずれかの請求項に記載の方法。 7. 最上位ビット(MSB)が最初に受信されるビットストリームに関連して 使用されるように調整されたCheckBitMaskTableを使用するこ とを特徴とする前項までの請求項のいずれかの請求項に記載の方法。 8. 最下位ビット(LSB)が最初に受信されるビットストリームに関連して 使用されるように調整されたCheckBitMaskTableを使用するこ とを特徴とする前項までの請求項のいずれかの請求項に記載の方法。
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