JP2002533016A - シリアル・インタフェースのための公平性スキーム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 単一チャネル通信システム上で装置中で通信と関連付けられるスループットを最大にし、待ち時間を最小にするために、本発明は、それぞれの装置に均等に単一チャネル通信システムにアクセスすることを保証するプロトコルに基づいた公平性のための方法及び装置を提供する。このプロトコルは、装置からのそれぞれの順次送信の間で「公平性」遅延を強いる。その結果、他の装置をこの公平性遅延期間の間に通信チャネルへのアクセスを増加させる。好適実施例では、それぞれの送信の持続時間は制限され、その結果、通信チャネルへのアクセスを増加させる装置のための最大待ち時間期間及び当該装置への最小バンド幅割当てを提供する。保証された最小バンド幅及び最大待ち時間を持つプロトコルを提供することにより、本発明に従う装置は待ち時間期間の間必要とされる記憶リソースを含みさえすればよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】

本発明は通信の分野に関し、特に、単一チャネル経路を介した装置間のデータ
通信の分野に関する。

【０００２】

【背景技術】

構成要素間のシリアル・インタフェースの使用は、パラレル・インターフェー
スにとってしばしば好適である。データを伝えるためのシリアル・インタフェー
スの使用は、重要なコスト節約のために備えられうる。シリアル情報を送るメデ
ィアのコストは、パラレル・インターフェースの該コストより少ない。有線接続
が使用される場合は、より少しのワイヤー及びより単純なコネクタがこれら装置
の間に要求される。一方、無線接続が使用される場合は、より少ないチャネルが
これらの装置の間に要求される。通信装置もまた、コスト高ではない。例えばＩ
Ｃ上のパッド又はプリント回路基板上のピンのような相互接続ポートが、パラレ
ル形式とシリアル形式との間でデータを変換するのに要求される回路よりもしば
しばコスト高であるからである。そして、特にＩＣの設計では、利用可能な相互
接続ポートの数は、しばしばコスト及び実行可能性の両方の観点からみて動かし
難い制約である。典型的には、シリアル・インタフェースの利益を達成するため
に、単一チャネル通信経路が、各装置への通信及び各装置からの通信のために割
り当てられる。

【０００３】 単一チャネル通信のために使われる共通のプロトコルは、「衝突回避（ｃｏｌ
ｌｉｓｉｏｎ ａｖｏｉｄａｎｃｅ）」のプロトコルである。装置が送るべき情
報を持つ場合、当該装置は通信のチャネル上で静止期間の間待ち、それからその
情報を拡付する。該チャネルが通信前に使用されなくなるときまで待つことによ
り、１台の装置は、すでに単一通信チャネルを使っている他の装置と故意に干渉
しない。しかし、このプロトコルにおいて、２台の装置それぞれが、チャネルを
モニターし、静止期間を検出し、それからそれぞれが、単一チャネル上でそれら
の各送信を始めるかもしれないという可能性がある。単一チャネル上の２つ（又
はそれ以上の）同時の送信は「衝突（ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ）」と呼ばれ、どちら
の送信も意図された（目的とされた）受信器で回復されえないであろう。衝突の
見込みを補償するために、典型的なプロトコルが衝突を回復するスキームのため
に提供される。慣例的には、各送信器が衝突を検出するためにチャネルをモニタ
ーし、衝突が検出された場合に適切なアクションを取ることを上記プロトコルが
要求する。典型的には、上記適切なアクションは、送信を中止し（一般には「バ
ックオフ（ｂａｃｋ ｏｆｆ）」と称される）、それから次に検出される静止期
間で送信を再び始める。衝突後に同じ装置間同士の衝突の繰り返しの衝突を避け
るために、上記プロトコルは、典型的には、それぞれの装置が上記静止期間のラ
ンダムな持続期間の後で再送信を試みることを要求する。このような態様で、よ
り短いランダムな持続期間を持つ装置は送信を始め、より長いランダムな持続期
間を持つ装置はこの送信を検出し、その次の静止期間まで待つ。

【０００４】 衝突検出−バックオフ−再送信のシナリオは、特に磁気ディスク及びＣＤ等の
ような高速度の周辺装置に対する問題を含んでいる。典型的には、上記周辺装置
は、例えば回転しているディスクの適切なエリアが上記周辺装置の読取りヘッド
の下にある場合等の、特定の時間におけるデータへアクセスする。このデータが
アクセス利用可能なときにそのデータが送信不可能であるならば、上記周辺装置
は、それが送信可能となるまで、又は回転速度を遅くし、これにより転送レート
が低減されるまで、該データを保持するための記憶バッファを包含しなければな
らない。再送信の機会を待っている間に、被ったさらなる衝突又はさらなる遅延
は、追加の記憶バッファ又はバッファ・スペースが利用可能になるまでデータア
クセスの休止を必要とする。さらに、衝突のランダムな性質及びトラヒック量（
ｔｒａｆｆｉｃ ｖｏｌｕｍｅ）の上記依存性のために、記憶量の過剰を与える
ことなしでは、与えられたスループットを保証することは難しい。すなわち、衝
突の影響（ｉｍｐａｃｔ）に関係なく、与えられたスループットを保証するため
には、与えられた記憶量が、最悪の場合の衝突シナリオの効果を緩衝するのに十
分でなければならず、結果的に、衝突の平均的出現では、通常動作の間、衝突補
償のために提供される大部分の記憶（装置）が使われていない。

【０００５】 衝突防止のシナリオに伴うもう一つの問題は、他の装置が単一チャネル上で送
信する間は、装置が、延長された持続期間のための単一チャネルへのアクセスに
対して排除されうることである。これは、データフローが単一チャネル上での通
信を介して制御される場合に特に問題視される。例えば、１台の装置が、他の装
置からのデータを受信するための限られたバッファを持ち、バッファのオーバフ
ローを防ぐために、送信している装置へ「中止送信（ｃｅａｓｅ ｔｒａｎｓｍ
ｉｓｓｉｏｎ）」信号を送信するように構成されうる。受信している装置がアク
セスを得る前に送信している装置が、単一チャネルへのアクセスを得続けるため
に、受信している装置が単一チャネルへのアクセスを得ることができないならば
、該送信している装置が送信を続行し、受信している装置のバッファをオーバー
フローさせるであろう。

【０００６】 本発明の目的は、チャネルを利用しているそれぞれの装置に、通信チャネルに
アクセスの等しい機会を与える単一チャネル上の通信のための方法及び装置を提
供することにある。本発明の他の目的は、チャネルを利用するそれぞれの装置に
、最小バンド幅割当て部を提供することにある。本発明の他の目的は、チャネル
を利用するそれぞれの装置に、最大待ち時間の遅延を提供することにある。

【０００７】 これらの目的及びその他の目的は、装置からの各順次送信の間で「公平性」が
ある遅延を強いる通信プロトコルを提供することによって達成され、これにより
、他の装置がこの公平性遅延期間の間通信チャネルへのアクセスを得ることを許
容する。好適実施例では、それぞれの送信の持続時間もまた制限され、これによ
り、装置が通信チャネルへのアクセスを得る最大待ち時間期間及びこの装置への
最小バンド幅割当て部を提供する。保証された最小バンド幅及び最大待ち時間を
持つプロトコルを提供することによって、本発明に従う装置は、待ち時間期間に
必要とされるストレージリソースを包含しさえすればよい。

【０００８】 本発明は、添付の図面を参照して、更なる詳細な説明及び実施例を介して説明
される。

【０００９】

【発明の実施の形態】

図１は、本発明に従う２つのステーション通信システムの実施例のブロック図
を示す。参照を平易化するために、ホストと周辺装置との間のパラダイムが、２
つのステーション・システムのステーションを区別するために使用される。単一
チャネル通信経路５０を介して互いに通信する周辺装置１００及びホスト装置２
００が、このシステムで示されている。しかし、ここで提示されている原理は、
送信及び受信のための共通の通信経路を使用する一般的な通信装置に適用可能で
あることが当業者にとって自明である。

【００１０】 単一チャネル通信経路５０は、有線若しくは無線の通信媒体、又は通信媒体の
組合せを介して存在しうる。その名前が意味するように、単一チャネル通信経路
５０は、時間内のいかなる時点においても１台の装置だけからの送信に制限され
ている。別々の線上にあるか、一度に１台の装置だけからのクロック信号及びデ
ータ信号のような多重信号が、この通信経路５０を介して同時に送信されうる。
図１で示されたシステムでは、装置１００及び装置２００の両方が、同じ時間間
隔の間で送信を試みるならば、装置１００及び装置２００のどちらも、その時間
間隔の間で他の装置から送信された情報を正しく受信することができない。

【００１１】 図１の実施例の周辺装置１００は、データソース１１０及びこのソース１１０
からホスト装置２００へデータ１１１を通信する送信器１２０を含む。送信器１
２０はまた、例えばパラレル形式からシリアル形式への変換、及び変調形式への
変換等の送信に必要とされるデータのいずれかの変換を行う。送信器１２０から
の変換されたデータ１２１は、例えばＩＣの入出力パッドのような、パッド１５
０を介して通信経路５０に伝えられる。当業者には自明であろうが、通信経路５
０が無線媒体を介して存在するならば、上記パッド１５０は例えばＲＦアンテナ
、音響変換器、及び赤外線変換器等の、この媒体を介した送信を行う構成要素を
表す。図１で図示されるのは、オプショナルの送信−機能抑止のための（ｔｒａ
ｎｓｍｉｔ−ｄｉｓａｂｌｅ）信号１２２であり、この信号１２２は、信号がホ
スト２００から受信されているときに、送信器１２０を、通信経路５０及び受信
器１６０から分離するための好適実施例で使用される。

【００１２】 図１の実施例のホスト装置２００は、経路５０を介して変換されるデータ１２
１を受信し、受信器２６０への受信信号２５１を与える、対応パッド２５０を含
む。このパッド２５０及び受信器２６０は、経路５０に関する変換データ１２１
をオリジナルデータ１１１に対応するデータ２６１する変換を行う。例えば、通
信経路５０がＲＦ送信を介して存在するならば、パッド２５０及び受信器２６０
は、オリジナルデータ１１１のＲＦ変調を受信し、データ２６１を形成するため
にそれを復調する。データ２６１は、例えばホスト装置２００上で実行している
アプリケーションプログラムによる処理用の、次の処理のためのデータプロセッ
サー２７０に与えられる。ホスト装置２００はまた、信号が周辺装置１００から
受信されうるとき、送信器２２０を通信経路５０及び受信器２６０から分離する
ための好適実施例で使用される任意の送信−機能抑止信号１２２を含む。受信器
２６０は、周辺装置１００からの送信が検出されるときはいつでも、アクティビ
ティ信号２８１を与えるアクティビティ検出器２８０を含む。

【００１３】 同様に、上記実施例のホスト装置２００はまた、データソース２１０、及びソ
ース２１０から周辺装置１００へのデータ２１１を送信するための送信器２２０
を含む。送信器１２０に関して上述したように、送信器２２０は送信にふさわし
いフォーム２２１へデータ２１１を変換する。送信器２２０から変換されたデー
タ２２１は、パッド２５０を介して通信経路５０に伝えられる。それと呼応しつ
つ、上記実施例の周辺装置１００はパッド１５０を介して通信経路５０上の信号
を受信し、受信器１６０へ受信される信号１５１を与える。パッド１５０及び受
信器１６０は、ホスト・データ２１１に対応するホスト送信信号のデータ１６１
の変換を実行する。ディスクドライブである周辺装置１００の実施例では、デー
タプロセッサー１７０は、データ１１１として次のアクセスのための受信器１６
０からデータソース１１０へのデータ１６１を、単に記憶するだけでよい。 受信器１６０は、信号がホスト装置２００から受信されるときにはいつでも、ア
クティビティ信号１８１をアサートするアクティビティ検出器１８０を含む。

【００１４】 周辺装置１００は、公平性タイマー１４０及びコントローラ１９０を含み、上
記ホスト装置２００は公平性タイマー２４０及びコントローラ２９０を含み、こ
れらの動作は図２のタイミングダイアグラムに関して最もよく理解される。図２
のタイミングダイアグラムＡは、図１の周辺装置１００の周辺送信信号１２１に
対応しており、周辺装置１００からの送信シーケンス３０１、３０２、及び３０
３を図示する。タイミングダイアグラムＢはホスト送信信号２２１に対応してお
り、ホスト装置２００からの送信３１１を示す。タイミングダイアグラムＣ、Ｄ
、Ｅ及びＦは、信号１８１、１４１、１９１、及び２４１のそれぞれに対応し、
タイミングダイアグラムＧは、それらが通信経路５０上に発生するような送信を
示す。

【００１５】 周辺装置１００は、時間３７１でのシーケンスの第１の送信３０１を送り、３
７２において短期間後に、タイミングダイアグラムＧ上で信号３０１’により図
示されているように、送信３０１は通信経路５０に伝搬する。この送信３０１は
時間３７３で終わる。本発明によれば、コントローラ１９０は送信器１２０から
のそれぞれの送信の終わりに、タイミング要求１９４を公平性タイマー１４０へ
アサートする。このタイミング要求１９４に呼応して、公平性タイマー１４０は
公平性遅延期間３００と以下称される所定の持続時間のための公平性信号１４１
をアサートする。図２に示されているように、送信３０１の終端部３７３で、公
平性パルス３３１は公平性遅延３００と等しい持続時間のためにアサートされる
。

【００１６】 公平性遅延期間３００は、単一チャネル通信経路５０にホスト装置２００をア
クセスさせるために本発明により提供されている。公平性期間３００の持続時間
は、アクティビティ検出器２８０を介して、ホスト装置２００に、周辺装置１０
０からそれぞれの送信１２１の終わりを検出させ、ホスト送信器２２０からホス
ト送信２２１を始めさせるのに十分である。公平性期間３００の持続時間はまた
、送信２２１がホストから送信される間に、周辺装置１００がその次の送信１２
１を始めないように、ホスト２００からの送信２２１の開始を周辺装置１００に
検出させるのに十分である。一般用語では、送信を始める時間と、受信装置が送
信の受信に基づく動作を始める時間との間の時間としての伝播遅延の定義は、上
記送信の受信に基づくアクションを始めさせることであり、上記公平性期間は、
少なくとも周辺装置１００と上記ホストとの間の伝達遅れ時間の２倍であるべき
である。

【００１７】 図２の実施例の例示では、周辺装置１００から送信３０１の終わり３７３を検
出した後に、ホスト装置２００は時間３７５で送信３１１を行う。時間３７７で
、伝播遅延の後、周辺装置１００におけるアクティビティ検出器１８０がこの送
信３１１を検出し、タイミングダイアグラムＣ上のアクティビティ・パルス３２
１として図示されたアクティビティ信号１８１をアサートする。上記送信３１１
は時間３７６で終わる。そして、この検出時間３７８で、アクティビティ検出器
１８０はアクティビティ信号１８１を逆アサートする。当業者には常識であるが
、１台の送信の端が他のものの起動から明らかに区別できるように、大部分のプ
ロトコルが送信間にわずかな遅延時間を強いる。完全性を期すために、本発明の
好適実施例では、公平性タイマー１４０は公平性信号１４１上にパルスを与え、
このインタ−送信遅延の効果を実行する。コントローラ１９０は、この短い持続
時間パルスを与えるために公平性タイマー１４０へのタイミング要求１９４を送
信する。この実施例では、公平性期間又はインタ−送信期間が要求されるかどう
かに依存して、コントローラ１９０が異なるタイミング要求１９４を発すること
を注釈する。本発明によれば、図１で示されたような二つの通信システムにおい
て、上記公平性期間は送信を行った後に要求され、インタ−送信期間は送信を受
信した後に要求される。インタ−送信遅延期間は実質的に前記の公平性遅延期間
３００より小さく、アクティビティパルス３２１の終了３７８で発生するパルス
３３２として図示されている。例えば、伝達遅延時間が送信の間で固有の間隔を
提供するときのプロトコルが、インタ−送信遅延を必要としないならば、パルス
３３２が提供される必要はないことを注釈する。

【００１８】 本発明によれば、公平性信号１４１又はアクティビティ信号１８１がアサート
されるときはいつでも、コントローラ１９０が周辺装置１００の送信器１２０か
らの送信を抑止する。図２は、送信３０１の終了後、公平性パルス３３１の論理
和に対応して結果として得られる抑止パルス３４１、送信３１１の間のアクティ
ビティ・パルス３２１、及び送信３１１の終了以後のインタ−送信パルス３３２
を示す。周辺送信器１２０は、３７９で抑止パルス３４１が除去されるときに次
の送信３０２を行う。

【００１９】 図２のラインＦで示したように、送信３１１の終わり３７６で、公平性タイマ
ー２４０が、ホスト装置２００において、コントローラ２９０からの公平性タイ
ミング要求２９４に呼応して公平性パルス３５２をアサートする。周辺装置１０
０でのコントローラ１９０と同様に、コントローラ２９０はこの公平性パルス３
５２がアサートされる間に、ホスト送信器２２０が新しい送信を始めることを抑
止する。ホスト公平性タイマー２４０の公平性パルス３５２はホスト装置２００
からの送信の終わりに要求され、その結果、本発明によれば公平性遅延期間３０
０に等しい。インタ−送信パルス３３２が公平性遅延期間３００より実質的に短
いので、周辺装置１００は、この周辺装置１００が時間３７９で送信３０２を始
めるときに単一チャネル通信経路５０へのアクセスを保証させる。このようにし
て、図２のオンラインＧに示されているように、周辺装置１００からの送信３０
２’が、先の送信３０１’からの最大待ち時間期間３９０以内で、周辺装置１０
０から単一チャネル通信経路上で実行可能であることが保証される。

【００２０】 それぞれの受信された周辺送信３０１’，３０２’，及び３０３’の終わりで
、ホスト公平性タイマー２４０は、周辺装置の公平性タイマー１４０のパルス３
３２に関して議論されているような、前記のインター送信遅延期間の間のパルス
３５１、３５３、及び３５４をアサートする。上述したように、プロトコルがイ
ンタ−送信遅延を要求しないならば、インター送信遅延パルス３５１、３５３、
及び３５４は除去される。

【００２１】 送信３０２の終わり３８１で、周辺装置の公平性タイマー１４０は、公平性期
間３００までの持続時間に等しいもう一つの公平性パルス３３３を与え、送信器
１２０は、送信することから３４２を抑止し、これによって、ホスト装置２００
に再び送信する機会を許可する。図２の実施例では、ホスト装置２００が送信終
了３０２の後でこの公平性期間３００の間に送信せず、その結果、アクティビテ
ィ検出信号１８１はアサートされないままである。結果として、公平性パルス３
３３の終了３８２で、コントローラ１９０は抑止パルス３４２を逆アサートし、
送信器１２０は送信３０３を行うこと許容させる。

【００２２】 理解されるように、１つの公平性遅延期間３００の後で再び送信器１２０に送
信させることによって、周辺装置１００のスループットが、ホスト装置２００か
らの送信を省略する利益を与えることを増加させる。装置１００及び２００の両
方が送信する送信動作を持つ場合に、通信経路５０のスループットが媒体及びプ
ロトコルの遅延特性だけによって制限される。すなわち、最大アクティビティの
期間の間に、本発明によって提供される公平性期間は、キャパシティへの効果又
は単一チャネル通信経路５０の性能への効果を持たず、最適な２つの方法の通信
性能が、それぞれの装置１００及び２００に提供される。

【００２３】 さらに、一旦送信が始まったならば、次の送信は仮想的には衝突が自由である
ことに留意すべきである。すなわち、ホスト装置２００がそれぞれの周辺送信１
２１の終わりに又は先のホスト送信２２１の後の公平性期間の終わりにそれぞれ
のホスト送信２２１を始める場合、及び周辺装置１００が、それぞれのホスト送
信２２１の終わりに又は先の周辺送信１２１の後の公平性期間の終わりにそれぞ
れの周辺送信１２１を始める場合は、衝突は発生しえない。当業者には明らかな
ように、衝突検出手段は、送信が通信経路５０上の非アクティブな期間以後で発
生する場合に、衝突を検出するために具備されるべきである。衝突検出手段は、
当業者には常識であり、この手段でそれぞれの装置が衝突のための通信経路を監
視し、衝突が検出されるとき、それぞれの装置は後退（バックオフ）して、時間
のランダムな間隔の後で典型的に試される。同時係属中の米国特許出願「シリア
ル・インターフェースのためのアービトレーションスキーム」（出願人整理番号
：ＰＨＡ２３５４５：出願番号０９／２０３６３４：出願日：１９９８年１月１
２日）は、１台の装置を、その装置において衝突検出手段のためにニーズを除去
して、常に衝突に打ち克つようにさせる方法及び装置を提示している。なお、こ
の出願を参照することにより本出願に、上記米国出願の内容が組み込まれる。こ
の発明の好適実施例では、周辺装置１００が常にホスト装置２００との衝突に打
ち克つ装置として選択される。この実施例では、単に衝突にかまわず、ホストが
検出されないときはいつでも、非アクティビティの期間後に周辺装置が単に送信
を始める必要があるだけである。その理由は、上記送信が開始する場合にそれが
発生するべきときの衝突に打ち克つことが保証されており、その後で、上述した
ように、衝突を引き起こさないように保証されているからである。この連続送信
は、例えば磁気ディスク装置、磁気テープ駆動、ＣＤ駆動、及びビデオ・ディス
クドライブ等の、時間に依存するデータを提供する装置に特に有益である。この
ような装置においては、読取機構がデータを包含する媒体のエリアを回避する場
合だけデータがアクセスされる。これらの装置では、確実な連続した送信を提供
ことによって、一旦送信が開始すれば、媒体からのデータ読取りが直接的に送信
可能であり、これにより当該装置内のデータバッファーの必要性を最小限にする
。すなわち、単一チャネル通信経路５０がクリアなときに媒体からのデータの読
取りが開始されるならば、衝突干渉に対する関心なしで、読取りヘッドがそれら
を回避するので、媒体上で隣接するデータ要素が連続的に送信されうる。

【００２４】 ここで、ホスト２００及び周辺装置１００からの送信のために等しいパケット
サイズを仮定すると、衝突の機会に関係なく、オーバーヘッドがこのシナリオと
ほとんど関連付けられないので、この中断されない送信シナリオはまた、通信経
路５０のバンド幅の少なくとも半分の周辺装置からのスループットを保証する。
一旦送信が開始すれば、ホスト装置２００のスループットはまた、オーバーヘッ
ドよりも小さく、通信経路５０のバンド幅の半分以下である。すなわち、通信経
路のバンド幅及びこのプロトコルと関連付けられたオーバーヘッドを与えられて
、上記装置のスループットが、決定されうる。スループットが実質的に衝突から
独立しており、最大待ち時間が制限されているので、上述のように、例えば待ち
時間期間の間にデータを含むバッファのような、単一チャネル通信経路を介して
情報を送信する装置に、典型的に必要とされる補助的構成要素が所定のサイズと
されうる。スループットが実質的に衝突から独立しているので、本発明の原理は
、例えばリアルタイム表現のためにビデオ及びオーディオ・データを送信するた
めに使用されるビデオ及びオーディオ装置、又はコンピューターネットワークの
ような、保証された全体に渡ってデータスループットレートを必要とする装置に
特に適用できる。

【００２５】 この開示内容に照らして当業者にとって自明なように、バンド幅はまた、装置
１００及び装置２００の内で不均衡に割り当てられうる。例えば、送信の最大サ
イズは、それぞれの装置１００及び装置２００について異なりうる。この態様で
は、それぞれの装置が、単一チャネル経路５０に接近することを増加する等しい
機会があるが、１台の装置は、それぞれのアクセスで、他より多くの情報を送信
することができる。

【００２６】 本発明は、多局（ｍｕｌｔｉ−ｓｔａｔｉｏｎ）通信網にも同様に適用できる
。図３及び図４は、３つのステーション通信網への本発明の適用例を示す。図３
では、周辺装置１００、ホスト装置２００及びもう一つの装置Ｃ ４００の中の
無線通信経路５０が示されている。Ｃ装置４００は、実質的に周辺装置１００及
びホスト装置２００と類似しており、明瞭のために、周辺装置及びホスト装置の
中の送信器１２０、２２０に類似している送信器４２０が、図３に示されている
。この発明によれば、それぞれの装置１００、２００、及び４００は、同様に動
作する。２つのステーション通信システムでは、それぞれの装置が、他の装置を
送信させることを許可するその送信を禁止する。Ｎ−ステーション通信システム
では、それぞれの装置は、他のＮ−１装置に送信させるためにその送信を禁止す
る。

【００２７】 図４は、３つのステーション通信網のための実施例のタイミングダイアグラム
を示す。タイミングダイアグラムＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、及びＨは、図３
の信号ノード１２１、２２１、４２１、１８１、１４１、１９１、５０、及び２
４１のそれぞれに対応する。理解の容易のために、信号中のささいな伝播遅延時
間は、図４では図示されていない。すなわち、例えば、ノード１２１上の送信５
０１の初期化と通信経路５０上の信号５０１’の存在との間の遅延は、図示され
ていない。

【００２８】 周辺の送信器１２０からの送信Ｐ１ ５０１は図４で示される。この送信５０
１の終わりに、２つのステーション通信システムの場合のように、そして図４の
タイミング図Ｅで図示されるように、コントローラ１９０が公平性タイマー１４
０介して公平性パルス５４１を開始させる。この公平性間隔５４１の間に、ホス
ト２００は送信Ｈ１ ５１１を開始させる。送信Ｈ１ ５１１の終わりに、ホス
ト装置２００のコントローラ２９０が公平性パルス５７２の発生を開始させる。
また、この送信Ｈ１ ５１１の終わりに、周辺装置１００のコントローラ１９０
が、他の公平性パルス５４２の発生を開始させる。この理由は、公平性において
は、残存しているＣ装置４００が、通信経路５０にアクセスする機会を与えられ
るべきであるからである。Ｃ装置４００は、これらの公平性間隔５４２及び５７
２の間に、送信Ｃ１ ５２１を開始させる。

【００２９】 送信Ｃ１ ５２１の終わりに、ホスト・コントローラ２９０は、第２の公平性
パルス５７３を開始させる。図示はされないが、Ｃ装置４００はまた、その送信
Ｃ１ ５２１の終わりに公平性パルスを開始させる。２つの公平性間隔５４１、
５４２のために、周辺装置の送信を禁止して、周辺装置制御回路１９０は短いイ
ンタ−送信遅延５４３を始め、それから送信Ｐ２ ５０２を許可する。本発明に
よれば、それぞれの送信５０１、５１１、及び５２１の持続時間が制限されてい
る場合には、それぞれの他の装置と同様に周辺装置１００は、最大待ち時間遅延
５９０の範囲内の通信経路５０へのアクセスを備えている。送信Ｐ２ ５０２の
終わりには、周辺装置コントローラ１９０は公平性パルス５４４を開始させる。
図示はされないが、Ｃ装置４００はまた、ホスト装置２００をインタ−送信遅延
５７４の後で送信Ｈ２ ５１２を開始させて、この送信Ｐ２ ５０２の終わりに
公平性パルスを開始させる。それぞれ、周辺装置１００及びホスト装置１００の
それぞれが送信Ｈ２ ５１２の終わりに公平性パルス５４５、５７５のそれぞれ
を開始させる。

【００３０】 それぞれの間、送信Ｈ１ ５１１、Ｃ１ ５２１、及びＨ２ Ｃ５１２が発生
する間、周辺アクティビティ検出器１８０が、信号５３１、５３２、及び５３３
でそれぞれでこの送信アクティビティを信号化する。これらのアクティビティ・
パルスの組合せ、前記の公平性パルス、並びに遅延パルス５４１、５４２、５４
３、５４４、及び５４５は、送信禁止（ｔｒａｎｓｍｉｔ−ｉｎｈｉｂｉｔ）期
間５５１及び５５２を与える。ホスト送信Ｈ２ ５１２の終了の後の公平性間隔
５４５及び５７５の間に、この実施例のＣ装置４００は送信しない。その結果、
アクティビティ検出器１８０はアクティビティを検出せず、送信禁止パルス５５
２が公平性パルス５４の終わりで終端し、送信器１２０が送信Ｐ３ ５０３を送
信することを許可される。公平性パルス５７５の終わりに、この間隔の間にアク
ティビティを検出もしなかった、ホスト装置２００がもう一つの公平性パルス５
７６を開始させ、周辺装置１００を衝突の可能性なしで送信Ｐ３ ５０３を開始
させるための通信経路５０にアクセスする。また、本発明に従って、上記装置が
、他の装置が利用可能なスループットを十分に活用しない場合に通信経路５０の
使用を増加させることができることもまた注釈する。送信Ｐ３ ５０３の終わり
に、ホスト装置２００はインタ−送信遅延５７７の後送信Ｈ３ ５１３を開始さ
せ、それからＣ装置４００は送信Ｃ２ ５２２等を開始させる。

【００３１】 この３つのステーション通信システムでの各装置は、互いに通信経路５０に等
しくアクセスさせるために上記２つの公平性間隔送信（ｔｗｏ−ｆａｉｒｎｅｓ
ｓ−ｉｎｔｅｒｖａｌｓ−ｂｅｔｗｅｅｎ−ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓ）シナ
リオを繰り返し続ける。上記の内容に照らすと通常の当業者には自明であろうが
、、Ｎ−ステーション通信システムでは、それぞれの装置が、送信の間で（Ｎ−
１）の公平性間隔を提供するだろう。２つのステーション通信システムの場合の
ように、一旦送信のシーケンスが開始すると、この公平性シナリオも通信経路５
０への衝突の自由なアクセスを保証し、これにより通信経路５０の利用可能なバ
ンド幅の使用を最大にする。また、２つのステーション通信システムにおける場
合のように、従来の衝突検出手段は、非アクティブの期間以後に可能な衝突を扱
うために使用されうる。

【００３２】 （Ｎ−１）の公平性間隔シナリオを実行するために、Ｎ−ステーション通信シ
ステムでのそれぞれの装置は、Ｎを決定することができなければならない。固定
されたＮを備えた、分かり易い実施例では、それぞれの装置は例えば、スイッチ
設定又はプログラム・コマンドのようなＮの値を直接的に与えられることが可能
である。Ｎが可変である動的システムでは、様々な従来からのネットワーク−形
成のためのシナリオが使用されうる。上記ネットワークが、例えば主コントロー
ラ及びそれぞれの他の装置としてスレーブと称されている１つの装置のような制
御構造を持つ場合には、それがネットワークの上へ装置を認めるので、主コント
ローラはそれぞれのスレーブ装置にＮを知らせることができる。上記ネットワー
クが中央コントローラを欠いている場合は、それぞれの装置が、観察されるアク
ティビティ又は衝突に基づくＮを動的に決定するために構成される。動的ネット
ワークのための好適実施例では、例えば、それぞれの装置は最初に２−ステーシ
ョン構成を仮定して、絶えず衝突のために監視する。衝突が送信のシーケンスの
間に発生する場合は、ステーションのみなしナンバーが増加される。これら及び
他のネットワーク形成技術は、通常の当業者には一般的であろう。

【００３３】 図５は、本発明によるＮ−ステーション通信システムにおける通信装置のため
の流れ図を示す。このプロセスは６１０で起動する。この起動は、それぞれの装
置がネットワークを確立し確認するために、典型的には最初のメッセージのシー
ケンスを送信する通信網の初期化に対応する。６２０で送信を開始させる前に、
６１５で上記装置がチャネル上で静止期間を待つ。この送信の間、上記装置は初
期化している他の装置との起こりうる衝突を監視する。衝突が発生するならば、
上記送信はアボート（中断）され、プロセス６１５−６２０が繰り返される。好
適実施例では、衝突が発生するときに、それぞれの装置がチャネルの上でのラン
ダムな静止期間後に再び送信を試行する。このようにするときに、各装置は、チ
ャネルについには最初のアクセスを最後に得る。そして、そこから、ここで議論
されているような連続する各アクセスが決定される。

【００３４】 衝突のない完了した第１の送信後に、上記装置はカウント・インジケータを介
して上記通信チャネルへのアクセスのトラックを維持し続け、それは６３０でゼ
ロに初期化される。６３５で、上記装置は最初の送信後に１つの公平性間隔を待
ち、次の装置に送信させ、６４０で、カウントがこの公平性間隔のために増加さ
れる。他の装置からのアクティビティがこの公平性間隔の終わりにチャネル上に
ある場合、当該プロセスはアクティビティが終わるまでに６５０でループする。
（Ｎ−１）の公平性間隔がまだカウントされなかったならば、６６０で、プロセ
スは、６３５で、他の公平性間隔を待つためにループを溯り、６４０でカウント
を増加させる。上記装置が（Ｎ−１）の公平性間隔を課すまでに、６３５−６４
０−６５０−６６０のループが繰り返される。６６５で、（Ｎ−１）の公平性間
隔の後に、装置は送信すべき情報を持ち、６７０でそれが送信される。それから
、上記装置は６３０でプロセスを数えている公平性間隔を再開する。６６５で、
上記装置が送信する情報が持たないならば、送信するこの装置のための公平性間
隔を待っているその他の装置と同期したままでいるために、装置は他の公平性間
隔を待つ。６８０で、直近のアクティビティが通信チャネル上にあった場合には
、上記装置は、６３０でプロセスを数えている公平性間隔を再開し、当該プロセ
スが絶えず繰り返される。６８０で、非アクティビティの長い期間があった場合
、ネットワークの装置が同期の外にあるかもしれない可能性がある。同期の欠如
の確率は、時間それぞれの公平性間隔にそれぞれの装置で使用される手段に主に
依存している。それぞれの装置がこのタイミングタスクに特に正確な場合、同期
の欠如の危険性が発生する前に非アクティブな期間が特に長くなりうる。上記装
置がタイミングについて大きな変化を持つならば、同期は２、３のサイクルのア
クティビティの範囲内で消失しうる。

【００３５】 ６８０で、上記装置が送信する何かを持ち、同期の損失が発生したかもしれな
いことはありそうなときには、６１５で、プロセスは最初の起動から繰り返され
る。好適実施例で、同期の損失の機会及び同期を復旧する速度は、ネットワーク
でそれぞれの装置のそれぞれの送信に特定の装置の識別子を含ませることによっ
て低減される。例えば、この好適実施例で、それぞれの装置は、それぞれの装置
がネットワークに最初のアクセスを得るとき、増加される数字の識別子が割り当
てられる。その後、この数字の識別子はそれぞれの送信と共に含まれる。この態
様では、それぞれの装置がその割当てがどこに公平性タイミングのシーケンスで
あるかを判断することができるので、適当な同期が維持されうる。例えば、識別
子３を持つ装置は、識別子２を持つ送信直後に送信可能であり、識別子１を持つ
送信後の一つの公平性間隔等を把握する。これら及び他の同期技術は、通常の当
業者には明らかだろう。例えば、連続する同期を維持するために、送信する機会
のそれぞれで送信するためにネットワークでのそれぞれの装置が構成されうる。
特定の装置が送信する情報がないならば、送信は短いバーストでありうる。この
バーストは、単にアクティビティの終了がそれぞれの公平性タイマーのために新
しい期間を強制するように、アクティビティとして認める他の装置のために、十
分長くする必要がある。代替的には、装置の中でタイミングの適度な整合性を仮
定すると、送信器会のそれぞれで送信するためには、一つのみの装置が構成され
る必要があり、それによって、図５のブロック６８０における判断で、６３０へ
連続的にリターンすることと、非アクティビティの長い期間の出現を防ぐ。

【００３６】 前述のことは、単に本発明の原理を示すだけである。それは明示的には記述さ
れないか、ここでは示されないけれども、当業者が本発明の原理を具体化し、上
記配置はこのようにその精神及び有効範囲の範囲内にある様々な配置を当業者が
創出することができることはこのようにして理解される。例えば、本発明が特に
単一チャネルのシリアル接続に特によく適しているけれども、本発明の原理は、
パラレル接続を形成する複数の単一チャネル接続のうちの１つに適用可能である
。他の実施例で、ここで提示された原理は、動的なバンド幅割当てを持つ通信網
を形成するために適用可能である。ネットワークの装置は、（例えば、即時の表
現のためのビデオ又はオーディオのクリップを具備する時に）実質的に中断され
ない送信アクセスを必要とする場合に、他の装置が、短い持続時間の送信だけで
送信を行うためにプログラムされる一方、長い持続時間の送信を行うためにプロ
グラムされうる。ほかの時点では、他の装置は、このより長い持続時間の送信割
当てを与えることができる。

【００３７】 本発明は、ハードウェア、ソフトウェア、又は両方の組合せで実現されうる。
例えば、コントローラ２９０はハードウェア送信器２２０及び受信器２６０と対
話するコンピュータ上のプログラムであってもよい。提示された機能の分割は、
例示された目的ためだけにある。例えば、公平性タイマー２４０はコントローラ
２９０又は送信器２２０において組み込まれてもよい。同様に、タイマー２４０
、コントローラ２９０、及び送信器２２０は、単一ユニットとして組み込まれて
もよい。これら及び他の構成並びに最適化技術は、通常の当業者には自明であり
本発明の範囲にあるだろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に従う２つのステーション通信システムの実施例のブロック図を示す。

【図２】 本発明に従う２つのステーション通信システムの実施例のタイミング図を示す
。

【図３】 本発明に従う多局通信システムの実施例のブロック図を示す。

【図４】 本発明に従う多局通信網の実施例のタイミング図を示す。

【図５】 本発明に従う通信装置のための実施例の流れ図を示す。

【符号の説明】

５０ 通信経路 １００ 周辺装置 １１０ データソース １２０ 送信器 １４０ 公平性タイマー １５０ パッド １６０ 受信器 １７０ データプロセッサ １８０ アクティビティ検出器 １９０ コントローラ ２００ 送信器 ２１０ データソース ２２０ 送信器 ２４０ 公平性タイマー ２５０ パッド ２６０ 受信器 ２７０ データプロセッサ ２８０ アクティビティ検出器 ２９０ コントローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 Ｇｒｏｅｎｅｗｏｕｄｓｅｗｅｇ １， 5621 ＢＡ Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ， Ｔｈ ｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ Ｆターム(参考） 5B061 BB33 QQ02 RR03 RR06 5B077 AA17 GG25 HH03 MM02 NN02 5K034 AA02 AA19 CC02 CC05 DD01 HH01 HH11 HH65

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 単一チャネル通信経路上で送信のシーケンスを送信する送信
   器と、 該送信のシーケンスの第１の送信の終わりの後、公平性持続時間のために公平
   性信号を与える公平性タイマーと、 前記単一チャネル通信経路上で第２の通信装置からの第２の送信に依存したア
   クティビティ信号を与えるアクティビティ検出器と、 を有する通信装置であって、 前記送信器が前記公平性信号及び前記アクティビティ信号に依存して前記送信
   のシーケンスの次の送信を行う通信装置。
2. 【請求項２】 多くの他の装置が前記単一チャネル通信経路上で通信し、前
   記送信器が他の装置の数にさらに依存して前記次の送信を行う請求項１に記載の
   通信装置。
3. 【請求項３】 前記公平性持続時間が、前記送信器と前記第２の通信装置と
   の間の送信伝播遅れ時間に依存する請求項１に記載の通信装置。
4. 【請求項４】 前記公平性タイマーは、前記第２の通信装置からの前記第２
   の送信の終わりの後で、遅延信号を第２の持続時間のために与え、前記送信器は
   、前記遅延信号にさらに依存して前記次の送信を行う請求項１に記載の通信装置
   。
5. 【請求項５】 前記送信のシーケンスを介して送信されるデータを与えるた
   めのデータソースをさらに有する請求項１に記載の通信装置。
6. 【請求項６】 前記データソースが磁気テープ装置、磁気ディスク装置、及
   びレーザーディスク（登録商標）装置の少なくとも１つである請求項５に記載の 通信装置。
7. 【請求項７】 前記送信のシーケンスがビデオ・データのシーケンス及びオ
   ーディオ・データのシーケンスの少なくとも１つを含む請求項１に記載の通信装
   置。
8. 【請求項８】 前記第２の通信装置からの前記第２の送信を介して伝えられ
   るデータを処理するプロセッサーを更に有する請求項１に記載の通信装置。
9. 【請求項９】 単一チャネル通信経路上で送信の第１のシーケンスを送信す
   る第１の装置と、前記単一チャネル通信経路上で送信の第２のシーケンスを送信
   する第２の装置と、を有する通信システムであって、 前記第１の装置が、送信の第１のシーケンスの先の送信の終わりの公平性持続
   時間、及び送信の第２のシーケンスの先の送信の終わりの後の遅延持続時間のう
   ちの一つである第１の持続時間の後、送信の第１のシーケンスのそれぞれの送信
   を行う通信システム。
10. 【請求項１０】 前記第２の装置は、送信の第２のシーケンスの先の送信の
    終わりの後の公平性持続時間、及び送信の第１のシーケンスの他の送信の終わり
    の遅延持続時間のうちの一つである第２の持続時間の後、送信の第２のシーケン
    スのそれぞれの送信を行う請求項９に記載の通信システム。
11. 【請求項１１】 前記第２の装置はホストコンピューターであり、前記第１
    の装置はこのホストコンピューターの周辺構成要素である請求項１０に記載の通
    信システム。
12. 【請求項１２】 前記周辺構成要素が磁気テープ装置、磁気ディスク装置、
    及びレーザーディスク装置のうちの１つである請求項１０に記載の通信システム
    。
13. 【請求項１３】 送信の第１のシーケンスがビデオ・データのシーケンス及
    びオーディオ・データのシーケンスのうちの少なくとも１つを含む請求項９に記
    載の通信システム。
14. 【請求項１４】 前記第２の装置が、送信の前記第１のシーケンスの第１の
    送信と、送信のうち前記第２のシーケンスの第２の送信との間の衝突を検出する
    衝突検出器を含み、該衝突が検出されるときはいつでも、第２の装置が第２の送
    信を終了し、第１の装置が該衝突から独立している第１の送信を続ける請求項９
    に記載の通信システム。
15. 【請求項１５】 通信装置からのデータフローを制御するための方法であっ
    て、 前記通信装置から単一チャネル通信経路上で第１の送信を行うステップと、 公平性持続時間のために公平性信号をアサートするステップと、 該公平性持続時間の間、第２の通信装置から単一チャネル通信経路上の第２の
    送信のために前記単一チャネル通信経路を監視し、前記第２の送信が検出される
    ときはいつでもアクティビティ信号をアサートするステップと、 前記公平性信号及び前記アクティビティ信号に依存して、前記通信装置から前
    記単一チャネル通信経路上で次の送信を行うステップと、を有する方法。