JP2002543522A - 通信バスシステム及び通信バスシステムにおいて使用される装置 - Google Patents
通信バスシステム及び通信バスシステムにおいて使用される装置Info
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- H04L12/00—Data switching networks
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- G06F13/38—Information transfer, e.g. on bus
- G06F13/40—Bus structure
- G06F13/4004—Coupling between buses
- G06F13/4022—Coupling between buses using switching circuits, e.g. switching matrix, connection or expansion network
Abstract
Description
関する。通信バスシステムの一例は、USB(Universal Serial Bus,ユニバー
サルシリアルバス)システムであり、これは米国特許第5,784,581号に
記載されている。USBシステムは、多数のスレーブ局とホスト局との間の通信
を提供する。ホスト局及びスレーブ局は、互いにツリートポロジーで接続される
。ホストは、多数のスレーブ局及び/又は多数のハブ局に接続される。ハブ局は
、他のスレーブ局又は他のハブ局に接続される、というように続く。このように
、それぞれのスレーブ局は、ホスト局に直接又は多数のハブ局を介して接続され
る。
を有する。各スレーブ局は、直接又は1つ若しくは複数のハブ局を介して間接的
にホスト局のスレーブコネクタに接続するためのホストコネクタを有する。各ハ
ブ局は、ホストコネクタ及び1つ又は複数のスレーブコネクタを有する。ホスト
コネクタは、そのハブ局を直接又は他のハブ局を介してホスト局のスレーブコネ
クタに接続するためのものである。スレーブコネクタは、スレーブ局又は他のハ
ブ局のホストコネクタに接続するためのものである。
がもはや初期化フェーズにないとき)新しい局がシステムに組み込まれることを
可能にする。これは、例えばユーザが、スレーブ局又はハブ局のホストポートを
ホスト局又はハブ局のスレーブポートに物理的に接続するときに生じる。更に、
組み込みは、他の局よりもあとにユーザがスレーブ局又はハブ局に電力投入をす
るときにも実施される。これらを総称してシステムへの局の「導入」と呼ぶ。
を検出する。これはホスト局に報告され、ホスト局は、例えばその局に一意の識
別子を割り当て、それをテーブル等に入れることにより当該局をシステムに組み
込む。新しい局が、ハブ局である場合、ホスト局は、このハブ局にそのスレーブ
コネクタ上の信号を検知させ、アクティブな局がスレーブポートに接続されてい
るかどうかを判断する。アクティブな局が接続されていれば、このことがホスト
プロセッサに知らされ、ホストプロセッサは、これらの局をシステムに組み込む
。
イッチが入っていない場合、あるいはホスト局が全く存在しない場合、USBシ
ステムにおける通信は不可能である。これは、ホスト局が存在しない場合、スレ
ーブ局がUSBシステムを使用することができないという不利益をもつ。
この装置は、ホスト局としてもスレーブ局としても動作することができる。この
装置は、スレーブコネクタ及びホストコネクタの双方を有する。この装置は、そ
のホストコネクタによってスレーブ局としてUSBシステムに導入されない限り
スレーブ局又はスレーブコネクタに接続されている局に対するホスト局として動
作する。この装置が、スレーブ局としてUSBシステムに組み込まれると、それ
はホスト局として動作することをやめる。そのような装置の例として、ホスト局
としてカメラと通信することによりそれ自身の制御下でカメラからのデータを記
録する一方、ホスト局によって命令された場合に記録を行うスレーブとして機能
することができるビデオレコーダが挙げられる。スレーブとして動作する場合、
カメラからのデータは、カメラからホスト局に送られ、ホスト局からレコーダに
送られる。この場合、装置のスレーブポートは、ディスエーブルされる。
にホストとして機能することをやめるので、以前のスレーブと新しいホスト局と
の間の通信に支障を及ぼさない。スレーブ局は、USBプロトコルによって要求
される相対的に短い時間の中で新しいホスト局に報告することが可能でなければ
ならない。これは、新しいホストがUSBシステムに導入される際にその装置の
動作が突然中断されることを意味する。
く新しいホスト局の接続の前後の両方において動作しうるバス通信システムを提
供することである。
き、それ自身のスレーブ局に対するホスト局としての動作と、スレーブ局として
の動作とをそれ自身の時間の中で切り替えることができる装置を提供することで
ある。
置が2つ以上の独立したUSBのような通信バスシステムの一部となることを可
能にする。係る装置が、第1のホスト局をもつUSBのような通信バスシステム
の一部であるとき、この装置を、別のホスト局をもつUSBのような通信バスシ
ステムに導入することが可能である。この装置が、他のUSBのような通信バス
システムに導入されるとき、その装置には、そのスレーブコネクタのうちの少な
くとも1つについてそのスレーブコネクタをどのホスト局に割り当てるかを決め
る選択の自由がある。スレーブコネクタが一方の通信バスシステムに割り当てら
れるとき、この装置は、他方の通信バスシステムのホストに、スレーブコネクタ
への接続が無いことに応じてその装置が通常生成する信号を供給する(信号の不
在を含む)。
システムから新しい通信バスシステムにスレーブコネクタを移すことが可能であ
る。装置は、新しいスレーブ局のスレーブコネクタへの接続に応じて装置が通常
生成する信号を用いてこれを新しい通信バスシステムに報告する。
スレーブコネクタに直接又は間接的に接続されるスレーブ局に対するホスト局と
して動作することができるそれ自体のホストプロセッサを有することが好ましい
。
険性がある。装置が、別のホスト局が接続されたかのように応答してしまう場合
、これは通信バスシステムを格下げする可能性がある。例えば、装置は、その装
置自体が新しいホストであるので、来るべき新しいホストからのイニシアティブ
を待ち始めることがありうる。更に装置が、その装置からの信号を別のホスト局
からのものであるかのように受け取る場合、それらの信号により擬似的な衝突が
生じてしまう可能性がある。USBプロトコルにおいて、ホスト局は、USBエ
ニュメレーション(enumeration)プロセスを使用して新しく導入されたスレー
ブ局に識別コードを割り当てる。スレーブコネクタがホストコネクタに接続され
ると、装置は、スレーブコネクタに識別コードを割り当てるための信号を伝送し
、それ自体のホストコネクタに送られてくる信号を受け取る。
の信号を受け取るとき、これはいつもスレーブコネクタとホストコネクタとの接
続によるものでありうる。装置は、ホスト局として伝送する識別コードと、伝送
と同時に又は伝送のすぐ後(通信バスシステムの最大許容伝送遅延の範囲内)に
受け取られる信号に含まれる識別コードと、を比較することが好ましい。これら
の識別コードが等しい場合、スレーブコネクタがホストコネクタに接続されてい
ると考えられるので、これに応じて装置は、そのスレーブコネクタへの接続を無
視することが好ましい。もちろん、この場合、ホストコネクタにおいて受け取ら
れた識別コードが、別のホスト局から生じたものであるというわずかな可能性も
ある。これにより問題が生じる可能性を低減させるために、装置は、別の識別コ
ードを割り当てる信号を伝送することによって、等しい識別コードに応答するこ
とが好ましい。この識別コードが戻ってきて受け取られた場合のみ、スレーブポ
ートが無視される。
る。
一般に使用されるUSB(ユニバーサルシリアルバス)システムのようなツリー
構造の接続を用いた典型的な通信システムを示している。
することを可能にする。装置は、ツリー構造を介して通信することができる。装
置は、他の装置がすでにアクティブにツリー構造に接続されているか否かに関わ
らず接続することができる。同様に、装置は、それが接続されるときにオン又は
オフのどちらであってもよい。
を有するホスト局10がある。ツリーのリーフ(leaves)にはスレーブ局11、
13、15、16がある。ユーザは、ホスト局10のUSBコネクタ10a,b
のそれぞれにスレーブ局11又はハブ局12を接続することができる。更にハブ
局12は、スレーブ局13又は他のハブ局14を接続することができるUSBコ
ネクタ12a,bを有する、というように続く。
は、必要に応じてUSBコネクタ10a,b及びハブ局12、14を介してスレ
ーブ局11、13、15、16をアドレスする。データは、必要であればハブ局
を介して、ホスト局10とアドレスされたスレーブ局11、13、15、16と
の間で伝送される。
ブ局11、13、15、16のような新しい局をバスシステムに接続することが
可能である。更に、すでに接続されているがまだスイッチがオンになっていない
局11−16のスイッチをオンにすることもできる。スイッチがオンになってい
る局の接続、及び接続された局をオンにすることを総称して「システムへの局の
導入」又はもっと短く「接続」と呼ぶ。この「接続」とともに始まるシステムに
おいて新しい局をアクセス可能にするプロセスは、「システムへの組み込み」と
呼ぶ。
タラクションを検知する。USBシステムにおいて、これは、新しい局がUSB
コネクタのピンにおいて電位を引き上げることにより実現される。導入に応じて
、ホスト局は、新しい局の存在を記録し、通信チャネルをオープンして、新しい
局のタイプを読み出す。望ましい場合には、ホスト局10は、他の通信を新しい
局と開始する。
にそのUSBコネクタをアクティブにさせる。その結果、これらのUSBコネク
タに接続されている他の局(ハブ局又はスレーブ局)を検出することが可能にな
る。そのような他の局の存在はホスト局10に報告され、ホスト局は、他の局へ
の通信チャネルをオープンする、というように続く。
テムにおいて使用される本発明による装置20を示している。装置20は、ハブ
回路22、ローカルホストプロセッサ24、ホストコネクタ26及びスレーブコ
ネクタ22a−cを有する。ハブ回路22は、コネクタ26、28a−c、及び
ローカルホストプロセッサ24に接続されている。
動作することができるように設計される。ホスト局がホストコネクタ26に接続
される場合、装置は通常のハブ局として動作することができる。このときハブ回
路22は、ハブ局の既知の機能を実施する。ホスト局がホストコネクタ26に接
続されない場合、ローカルホストプロセッサ24は、ホストプロセッサとして動
作し、スレーブコネクタ28a−cに接続されたスレーブ局と通信する。
ブ局として機能することができる。この場合、一方のハブ局は、ホストコネクタ
26を多数のスレーブコネクタ28a−cに接続し、他方のハブ局は、ローカル
ホストプロセッサ24をスレーブコネクタ28a−cの別のものに接続する。こ
れは、例えば、ポートを制御するためにホストプロセッサ24にロードされた適
当なコンピュータープログラムによって実現される。こうして、装置20を共有
する2つの相互に独立したUSBシステムを形成することができる。
に論理的に分割されているシステムを示している。システムは、多数のスレーブ
局34a−d及びハブ局36を有する。ハブ局36は、USBシステム30、3
2のそれぞれに割り当てられている装置のスレーブポートに接続されている。
に異なる方法で論理的に分割されている同じシステムを示している。装置20に
おいて制御プログラムを実行することにより、どのスレーブ局34a−d及びハ
ブ局36がどのシステムに属しているかが判断される。
ちらに属するかの選択は動的に行われる。ハブ回路22は、両方のUSBシステ
ムのホストにスレーブコネクタ28a−cを報告することができる。しかしなが
ら、ハブ回路22は、多くとも一つに、それぞれの特定のスレーブコネクタ28
a−cについてアクティブな局がそのスレーブポート28a−cに接続されてい
ることを知らせる。アクティブな局の存在を知らせるホストを選択することによ
り、その局が属するUSBシステムが決定される。
新しいホストプロセッサをホストコネクタ16に(直接又は1つ若しくは複数の
ハブ局を介して)接続することが可能である。この場合、ハブ回路22は、通常
のUSBプロトコルを使用して、ホストコネクタ26に接続された新しいホスト
局にその存在を知らせる。この信号に応じて、新しいホストは、ハブ回路にスレ
ーブポート28a−cをアクティブにするように命令する。これに応じて、ハブ
回路22は、ホストポート26を介して新しいホスト局に送る信号を生成する。
通常のUSBプロトコルにおいて、これらの信号は、アクティブな装置が接続さ
れているスレーブポート28a−cと、そうでない他のスレーブポート28a−
cとを区別する。
ッサ24によってすでに使用されている可能性がある。この場合、ハブ回路22
から新しいホスト局に送られる信号は、ローカルホストプロセッサ24によって
使用されているスレーブポート28a−cへの接続は存在しないとシミュレート
する。その結果、新しいホスト局は、これらのスレーブポート28a−cを通し
て通信を確立しようとはせず、ローカルホスト局は、これらのスレーブポート2
8a−cを介して通信を続けることができる。
れているかどうかを表すために、装置20は、ローカルホストプロセッサ24及
びハブ回路22の双方がアクセス可能な多数のフラグ記憶位置29を有すること
が好ましい。フラグが、スレーブコネクタ18a−cが使用されていることを示
す場合、ハブ回路22は、新しいホストに、スレーブコネクタ18a−cについ
て切断されているものとして報告する。他のスレーブコネクタは、それぞれが物
理的に接続されているか又は切断されているかに依存して、通常通り、すなわち
接続されている又は切断されていると報告される。
路22は、ローカルホストプロセッサ24にスレーブポート28a−cが切断さ
れていると報告することが好ましい。従って、ローカルホストプロセッサは、も
はやそれらのスレーブポート28a−cと通信を始めようとはしない。これが行
われるのは、ローカルホストプロセッサ24によってフラグ記憶位置29を用い
て問題なくそのような突然の切断を行うことができることが示されるスレーブポ
ート28a−cについてのみである。
、両方とも通常のUSB通信チャネルの外部でフラグ記憶位置29にアクセスす
ることができる。代替として、ローカルホストプロセッサ24は、装置の外部に
位置し、装置20の別のホストコネクタ(図示せず)を介して当該装置に接続す
るようにしてもよい。この場合、ローカルホストプロセッサ24は、どのスレー
ブコネクタを使用しており又は使用していないかをUSBプロトコルを介して伝
達し、より正確に述べると、ローカルホストプロセッサがどのスレーブコネクタ
からの突然の切断に耐えられるかを伝達することが好ましい。
る。ローカルホストプロセッサは、他のスレーブコネクタの「使用中」ステータ
スに関してフラグ記憶位置29に書き込むように仮想スレーブコネクタにメッセ
ージを送ることができる。
複数のものを使用することをやめると、ハブ回路22は、1つ又は複数のスレー
ブコネクタ28a−cへの接続がまさに確立されたところであるかのように新し
いホスト局への信号をシミュレートする。この場合、新しいホスト局は、接続が
生成された直後であるかのようにそれらのスレーブコネクタを介して通信を始め
る。
に知らされると、ローカルホストプロセッサ24は、スレーブコネクタ28a−
cを介したスレーブとのインタラクションを終えることによりこの情報に応答す
る。ローカルホストプロセッサ24は、好ましくは、すべての通信を突然終了さ
せるのではなく、進行中のデータ転送を終了し、ローカルホストプロセッサ24
及び/又はスレーブ上で走っているプロセスを終了させるために必要な制御コマ
ンドを送信することによりスレーブとのインタラクションを終える。このような
終了は、概して、USBプロトコルによってスレーブが新しいホストからの信号
に応答することが許される最大応答時間よりも多くの時間を要する。これは問題
ではない。ハブ回路22は、ローカルホストプロセッサ24によって使用されて
いるスレーブの不在をシミュレートしているので、新しいホストは、このような
スレーブからの応答に期待することはないからである。
以外のどこにも物理的に存在しないコネクタ)に接続されていることをローカル
ホストプロセッサ24に知らせることにより、新しいホストの接続をローカルホ
ストプロセッサ24に知らせることが好ましい。ローカルホストプロセッサ24
は、仮想コネクタから信号を受け取るためにソフトウェアドライバプログラムを
含むことが好ましい。ソフトウェアドライバプログラムは、スレーブコネクタ2
8a−cとの通信の完了をトリガする。
セッサ24上で走っているアプリケーションプログラムのユーザに、そのアプリ
ケーションを終わらせるか、あるいは再構成するように促すので、スレーブコネ
クタ28a−cが新しいホストのために開放される。
に接続されるという危険がある。通常のUSBバスシステムにおいてこれは問題
ではない。ホストプロセッサ10は、ホストポート及びホストポートを具えるハ
ブ局を有していない。このようなハブ局は、通信を始めるためのイニシアティブ
をとることは決してない。
cの1つに接続されたUSBバスシステムの一部に接続されるホストプロセッサ
として動作する場合、USBバスシステムの一部のスレーブコネクタをホストコ
ネクタ26に接続することができる。この場合、その接続が、ローカルホストプ
ロセッサ24に報告される。ローカルホストプロセッサ24は、新しく接続され
た局、すなわちローカルホストプロセッサ24自体がその一部となっている装置
との接続を確立することにより応答する。これは急ぎの問題ではない。ハブ回路
は、ローカルホストプロセッサ24によって使用されているスレーブコネクタ2
8a−cを切断されているものとしてシミュレートするからである。この結果、
ループ接続は確立されない。
ローカルホストプロセッサ24はスレーブコネクタ28a−cとの通信をシャッ
トダウンすることができる。これは、スレーブコネクタ28a−cのうちの1つ
からのループ接続がホストコネクタ26に(直接又はハブ局を介して間接的に)
戻る場合には望ましくない。この場合、シャットダウンは不要であり、スレーブ
コネクタ28a−cを使用する予定である新しいホストが存在しないからである
。
ているかどうかをチェックすることが好ましい。これは、USBプロトコルの特
性を使用して実施することができる。局11−16がUSBバスに接続されると
、ホスト局10は、新しく接続された局に識別番号を割り当てる。ローカルホス
トプロセッサ24は、スレーブコネクタ28a−cのうちの1つに(直接的又は
間接的に)接続が行われる場合にこの割り当てを実施する。
を介して受け取られる。ハブ回路22は、ホストコネクタ26を介して受け取っ
た識別番号と、ローカルホストプロセッサ16によりスレーブコネクタ28a−
cの1つを介して同時に(又は少し前に)伝送された識別番号と、を比較する。
これらの識別番号が等しい場合、ループの可能性が知らされる。この場合、ロー
カルホストプロセッサ24は、以前と同じ局に新しい識別番号を伝送する。この
新しい識別番号がホストコネクタを介して受け取られる場合、ループが存在する
という結論に至る。ハブ回路は、ホストコネクタ26の切断をシミュレートし、
ローカルホストプロセッサ24は、スレーブコネクタ28a−cとの通信をシャ
ットダウンしない。
。
Claims (10)
- 【請求項1】通信バスシステムにおいてハブ局として使用される装置であっ
て、 前記通信バスシステムは、前記装置のホストコネクタに接続されたホスト局と
、前記装置のスレーブコネクタに接続されたスレーブ局とを有するとともに、前
記ハブ局が前記ホストコネクタを介して前記システムに組み込まれる際に該ハブ
局が該ホストコネクタ上に存在信号を生成する通信プロトコルに従って動作し、
前記存在信号は、前記ハブ局が前記スレーブコネクタに接続されたスレーブ装置
を検出するかどうかに依存し、前記装置は、 代替ホストポートと、 前記ホストコネクタ、前記スレーブコネクタ、及び前記代替ホストポートに機
能的に接続されたハブ回路と、を有し、 前記ハブ回路は、前記代替ホストポート及び前記スレーブコネクタを介して代替
ホストプロセッサとスレーブ装置との間の通信を行い、前記ハブ局が前記システ
ムに組み込まれるとともに前記代替ホストプロセッサが前記スレーブ装置に接続
される前記スレーブコネクタを使用するとき、前記スレーブコネクタへの接続が
無いものとしてシミュレートする存在信号を生成する装置。 - 【請求項2】前記スレーブ装置が前記スレーブコネクタにおいて前記システ
ムに導入されるとき、前記プロトコルは、前記ホストコネクタにおいて接続信号
を生成し、前記ハブ局が前記ホストコネクタを介して前記システムに組み込まれ
た後に前記代替ホストプロセッサが前記スレーブ装置を使用することをやめると
き、前記ハブ回路は前記接続信号を生成する、請求項1に記載の装置。 - 【請求項3】前記スレーブ装置が前記スレーブコネクタにおいて前記システ
ムに組み込まれるとき、前記プロトコルは、前記ホストコネクタにおいて接続信
号を生成し、前記プロトコルは、前記スレーブ装置が前記スレーブコネクタを介
して前記システムに導入されることに応じて、前記ホストコネクタ又は前記ロー
カルホストプロセッサから前記スレーブ装置に識別コードを伝送し、前記装置は
、前記ローカルホストプロセッサにより前記スレーブコネクタに伝送される第1
の識別コード値と、前記ホストコネクタからそののち受け取られる第2の識別コ
ード値と、を比較し、前記第1及び前記第2の識別コード値が等しいことが検出
されると前記システムへの前記ホストコネクタにおける組み込みを無視する、請
求項1に記載の装置。 - 【請求項4】前記ローカルホストプロセッサは、前記第1及び前記第2の識
別コード値が等しいことが検出されると第3の識別コード値を伝送し、前記ホス
トコネクタから前記第3の識別コード値に等しい第4の識別コード値が受け取ら
れるとき、前記ホストコネクタを介した前記システムへの組み込みが無視される
、請求項3に記載の装置。 - 【請求項5】前記ハブ回路は、前記ホストコネクタを介して前記システムに
組み込まれることが検出されるとき前記ローカルホストプロセッサにシャットダ
ウン信号を生成し、前記ローカルホストプロセッサは、前記スレーブ装置の使用
を終了させることにより前記シャットダウン信号に応答し、次いで当該スレーブ
ポートがもはや使用されていないことを示す信号を前記ハブ回路に生成する、請
求項1に記載の装置。 - 【請求項6】前記シャットダウン信号は、前記装置の仮想スレーブコネクタ
に別のスレーブ装置が接続されることを知らせる接続信号として生成される、請
求項5に記載の装置。 - 【請求項7】前記装置は、フラグ記憶域を具え、前記ローカルプロセッサは
、前記ローカルホストプロセッサが前記スレーブコネクタをそれぞれ使用してい
るか否かに依存して、前記フラグ記憶域を使用状態又は不使用状態に設定し、前
記ハブ回路は、前記存在/不在信号を決定するために前記フラグ記憶域の状態を
調べる、請求項1に記載の装置。 - 【請求項8】共有されるハブ局を具える少なくとも第1及び第2の通信バス
システムを有するシステムであって、 前記通信バスシステムはそれぞれ第1及び第2のホスト局を有し、前記第1及
び第2のホスト局は、スレーブ局を組み込むとともに前記第1及び前記第2の通
信バスシステムにおいて前記スレーブ局との通信を制御し、前記共有されるハブ
局は、前記スレーブ局を接続するためのスレーブコネクタを有し、前記第1及び
前記第2の通信バスシステムはそれぞれ、前記ハブ局が当該システムに導入され
たときに該ハブ局が前記スレーブコネクタについて存在信号を生成する通信プロ
トコルに従って動作し、前記存在信号は、前記共有されるハブ局が前記スレーブ
コネクタに接続されたスレーブ局を検出するかどうかに依存し、前記共有される
ハブ局は、前記スレーブコネクタを前記第1又は前記第2の通信バスシステムに
選択可能に割り当て、前記共有されるハブ局が前記スレーブコネクタを前記第1
の通信バスシステムに割り当てる場合、前記共有されるハブ局は、前記スレーブ
コネクタへの接続が無いこと応じて通常生成する信号を前記第2のホスト局に供
給するシステム。 - 【請求項9】前記共有されるハブ局は、前記第1及び前記第2の通信バスシ
ステムについて新しく割り当てられる通信バスシステムへの割り当ての切り替え
を行い、前記共有されるハブ局が、前記割り当てを切り替えるとともに前記新し
く割り当てられた通信バスシステムのホスト局に接続信号を供給するとき、前記
共有されるハブ局は、前記スレーブ局が前記スレーブコネクタに接続されること
に対応する接続信号を生成する、請求項8に記載のシステム。 - 【請求項10】前記共有されるハブ局は、前記スレーブコネクタを介して前
記第1の通信バスシステムに局が導入されるときに該スレーブコネクタを介して
伝送される第1の識別コード値と、前記第2の通信バスシステムに前記共有され
るハブ局を接続するためにホストコネクタからそののち受け取られる第2の識別
コード値と、を比較し、前記第1及び第2の識別コード値が等しいことが検出さ
れることに応じて前記第1の通信バスシステムへの組み込みをやめる、請求項8
に記載のシステム。
Applications Claiming Priority (3)
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