JP2004064340A

JP2004064340A - Bandwidth management device and method

Info

Publication number: JP2004064340A
Application number: JP2002218601A
Authority: JP
Inventors: Hideo Ozeki; 大関　秀夫
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-07-26
Filing date: 2002-07-26
Publication date: 2004-02-26

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bandwidth management device for giving chances of obtaining the bandwidth more equally to all nodes to be stored in a data transmission system. <P>SOLUTION: A bandwidth management part 152 manages the bandwidth currently assigned to a data communication in the bandwidth management device. A bandwidth leading-out part 151 leads out the bandwidth used currently in the data communication. The bandwidth change control part 153 changes the bandwidth managed at the bandwidth management part 152 and assigned to the data communication on the basis of the bandwidth led out by the bandwidth leading-out part 151. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、帯域幅管理装置及び方法に関し、より特定的には、バス形式のトポロジ上で、複数のノード間でデータ通信を行う際、各データ通信に割り当てる帯域幅を管理する帯域幅管理装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）１３９４　において、ノード間ではアイソクロナスモード（以下、同期通信モードと称する）によるデータ通信を行うことができる。このような同期通信モードにおいて、効率的にデータ通信を行うことができるように、様々なデータ伝送システムが提案されている。以下、特開平１１−２７５１２２に開示されているものを例に取り上げて説明する。従来のデータ伝送システムは、少なくとも送信ノード及び受信ノードを１つずつ備えており、さらに、ＩＲＭ（Ｉｓｏｃｈｏｒｏｎｏｕｓ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅ　Ｍａｎａｇｅｒ　）を備えている。
【０００３】
次に、送信ノードは、まず、バス上の他ノードのＩＲ（Ｉｓｏｃｈｏｒｏｎｏｕｓ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅ）をモニタして、バス帯域情報を検出する。その後、送信ノードは、検出したバス帯域情報に基づいてバスの占有帯域幅が、現在保持している値から変化したか否かを判定する。占有帯域幅が変化している場合、送信ノードは、同期通信モードで送信するデータの伝送可能な圧縮率を演算し保持し、さらに、同期通信モードでの使用可能な帯域幅を演算して、保持する。送信ノードは、ＩＲＭと非同期通信モード（アシンクロナスモード）で通信を行い、現在同期通信モードで使用している帯域幅を、演算により求めた使用可能な帯域幅に変更するよう要求する。
【０００４】
その後、送信ノードは、使用帯域幅の変更がＩＲＭにより許可されたか否かを判定し、許可されていれば、演算により求めた圧縮率で、送信すべきデータを圧縮する。さらに、送信ノードは、同期通信モードで使う帯域幅を、ＩＲＭにより許可された値に再設定し、再設定された帯域幅に対応して、同期通信モードの帯域データを更新し、保持する。その後、送信ノードは、同期通信モードにおいて、再設定された帯域幅を使って、演算により求めた圧縮率で圧縮されたデータを、受信ノードに送信する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のデータ伝送システムでは、送信ノードに割り当てられた帯域を解放しないするには、送信ノードが自発的にその旨をＩＲＭに申告して、返却する必要がある。従って、一旦割り当てられた帯域幅はなかなか解放されないことになり、その結果、新たに同期通信モードでデータ通信を行いたいノードは、自ノードが申告した帯域幅を同期通信モードで使える可能性が少ないという問題点があった。
【０００６】
それ故に、本発明の目的は、データ伝送システムに収容される全てのノードがより平等にかつ最適な帯域幅を獲得できる機会を与えることが可能な帯域幅管理装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、バス上に接続された複数のノード間でデータ通信に使われる帯域幅を管理するための帯域幅管理装置であって、データ通信に現在割り当てられている帯域幅を管理する帯域幅管理部と、データ通信で現在使われている帯域幅を導出する帯域幅導出部と、帯域幅導出部で導出された帯域幅に基づいて、帯域幅管理部で管理されておりデータ通信に割り当てられている帯域幅を変更する帯域幅変更制御部とを備える。
【０００８】
第２の発明は第１の発明に従属しており、帯域幅変更制御部により変更された帯域幅を、各ノードに通知するための電文を作成する帯域幅変更通知部をさらに備える。
【０００９】
第３の発明は第１の発明に従属しており、帯域幅変更制御部は、帯域幅導出部で導出された帯域幅と、帯域幅管理部で管理されておりデータ通信で現在使われている帯域幅との差の絶対値を算出する絶対値算出部と、絶対値算出部で算出された絶対値が予め定められた値以上である場合、帯域幅管理部で管理されている帯域幅を、帯域幅導出部で導出された帯域幅に変更する帯域幅変更部とを含む。
【００１０】
第４の発明は第１の発明に従属しており、帯域幅管理装置は、バス上で伝送されるデータを受信するバス駆動ドライバと、バス駆動ドライバの消費電力を検出する消費電力検出部とをさらに備える。帯域幅導出部は、消費電力検出部で検出された消費電力に基づいて、データ通信で現在使われている帯域幅を導出する。
【００１１】
第５の発明は第１の発明に従属しており、帯域幅管理装置は、バス上を伝送されてくる同期データを格納する同期データバッファと、同期データバッファの書き込みアドレスを制御するアドレス制御部と、アドレス制御部から書き込みアドレスに基づいて、同期データバッファにおいて同期データが書き込まれた時のアドレス変化量、又は同期データバッファに書き込まれた同期データの長さを算出するアドレス情報通知部とをさらに備えている。帯域幅導出部は、アドレス情報通知部で算出されたアドレス変化量又は同期データの長さに基づいて、データ通信で現在使われている帯域幅を導出する。
【００１２】
第６の発明は第１の発明に従属しており、帯域幅管理装置は、バス上を伝送されてくる同期データを格納するＦＩＦＯバッファと、ＦＩＦＯバッファの書き込みアドレスを制御する深さカウンタ制御部と、深さカウンタ制御部から書き込みアドレスに基づいて、ＦＩＦＯバッファの深さをカウントする深さカウンタ情報通知部とをさらに備えている。帯域幅導出部は、深さカウンタ情報通知部でカウントされた深さに基づいて、データ通信で現在使われている帯域幅を導出する。
【００１３】
第７の発明は第１の発明に従属しており、帯域幅管理装置は、バス上を伝送されてくる同期データを受け取り、同期データがバス上を伝送されていないＮＵＬＬデータを分離するＮＵＬＬデータ分離部と、ＮＵＬＬデータ分離部で分離されたＮＵＬＬデータの開始から末尾までの時間区間をカウントするＮＵＬＬデータカウンタとをさらに備えている。帯域幅導出部は、ＮＵＬＬデータカウンタでカウントされた時間区間に基づいて、データ通信で現在使われている帯域幅を導出する。
【００１４】
第８の発明は、バス上に接続された複数のノード間でデータ通信に使われる帯域幅を管理するための方法であって、データ通信で現在使われている帯域幅を導出する帯域幅導出ステップと、帯域幅導出ステップで導出された帯域幅に基づいて、予め管理されておりかつデータ通信に割り当てられている帯域幅を変更する帯域幅変更制御ステップとを備える。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る帯域幅管理装置１_ａを備えるデータ伝送システムＳの構成を示すブロック図である。図１において、データ伝送システムＳはバス型トポロジを有しており、共用される伝送媒体（バス）２に、複数のノード（図示は２ノード）３_１及び３_２が接続されている。以上のような、複数のノード３_１及び３_２の間ではＩＥＥＥ１３９４により規定されている同期通信が行われる。また、図示は省略しているが、データ伝送システムＳに接続される他の複数のノード間でも、同様の同期通信が行われる。
【００１６】
帯域幅管理装置１_ａは、データ伝送システムＳ上のいずれか１個のノード３（図１ではノード３_２）に収容されており、各同期通信で使われる帯域幅ＢＷ_ａｓを管理する。このような帯域幅管理のため、帯域幅管理装置１_ａは、通信インタフェイス１１と、データバッファ１２と、通信コントローラ１３と、データ収集部１４と、バス管理部１５とを備えている。
【００１７】
通信インタフェイス１１は主として、バス２を通じて受信したデータＤを、データバッファ１２に転送する。データバッファ１２は、通信インタフェイス１１から送られてくるデータＤを格納し、上位層に渡す。通信インタフェイス１１では一般的に、バス２からデータＤを受信している最中に消費電力Ｐが増加する。この消費電力Ｐを使えば、現在バス２でどの程度の帯域幅ＢＷ_ａｖが使用されているかを簡易に求めることが可能となる。そのために、通信インタフェイス１１は、自身の消費電力Ｐを検出して、データ収集部１４に通知する。以上の処理のために、通信インタフェイス１１は、図２に示すように、バス駆動ドライバ１１１と、消費電力検出部１１２とを備えている。バス駆動ドライバ１１１は、バス２からデータＤを受信するためのハードウェアドライバであり、図３に示すように、レシーバ１１３を備えている。レシーバ１１３は、ＩＥＥＥ１３９４の規定に従って供給される電圧により駆動し、各データＤをそのままデータバッファ１２に送る。また、レシーバ１１３は、各データＤに設定される同期信号Ｓ_ｓｙｎｃ（図４参照）をデータバッファ１２及び消費電力検出部１１２に与え、さらに、消費電力検出部１１２に電流Ｉを与える。また、レシーバ１１３は、クロックＣＬＫをデータバッファ１２に与える。
【００１８】
消費電力検出部１１２は、バス駆動ドライバ１１１の消費電力Ｐを検出するために、図５に示すように、Ｉ／Ｖ変換部１１４と、Ａ／Ｄ変換部１１５と、消費電力積算部１１６と、消費電力通知部１１７とを含んでいる。Ｉ／Ｖ変換部１１４は、バス駆動ドライバ１１１と接続され、バス駆動ドライバ１１１から与えられる電流Ｉを、アナログの電圧Ｖ_ａに変換する。Ａ／Ｄ変換部１１５は、Ｉ／Ｖ変換部１１４で変換された電圧Ｖ_ａを、デジタルの電圧値Ｖ_ｄに変換する。消費電力積算部１１６は、ソフトウェアで構成され、バス駆動ドライバ１１１からの同期信号Ｓ_ｓｙｎｃと、Ａ／Ｄ変換部１１５からの電圧値Ｖ_ｄとを受け取る。消費電力積算部１１６は、受け取った同期信号Ｓ_ｓｙｎｃをトリガーとして、受け取った電圧値Ｖ_ｄの積算を開始する。消費電力積算部１１６は、次の同期信号Ｓ_ｓｙｎｃを受け取った時、それまでの積算値を消費電力Ｐとして消費電力通知部１１７に渡し、さらに、積算値をリセットする。消費電力通知部１１７は、受け取った消費電力Ｐをそのまま後段のデータ収集部１４に渡す。
【００１９】
通信コントローラ１３は、データＤの受信制御及び／又は送信制御を行う。データ収集部１４は、通信インタフェイス１１の消費電力通知部１１７により通知される消費電力Ｐを収集して、同期信号Ｓ_ｓｙｎｃ毎にバス管理部１５に通知する。
【００２０】
バス管理部１５は、図６に示すように、帯域幅導出部１５１と、帯域幅管理部１５２と、帯域幅変更制御部１５３と、帯域幅通知部１５４とを含んでいる。帯域幅導出部１５１は、データ収集部１４により通知された消費電力Ｐを使って、チャネル毎に、現在使われている帯域幅ＢＷ_ａｖを導出して、帯域幅変更制御部１５２に通知する。より具体的には、帯域幅導出部１５１は、ソフトウェアで構成されており、消費電力Ｐ対帯域幅ＢＷ_ａｖのマップＭ_ｐ−ａｖを予め保持する。マップＭ_ｐ−ａｖは、データ伝送システムＳの運用前に、レシーバ１１３の消費電力Ｐと帯域幅ＢＷ_ａｖとの関係を調査することにより作成される。帯域幅導出部１５１は、マップＭ_ｐ−ａｖを検索して、通知された消費電力Ｐ毎に帯域幅ＢＷ_ａｖを導出する。
【００２１】
帯域幅管理部１５２は、各チャネルに現在割り当てられている帯域幅ＢＷ_ａｓを管理する。
【００２２】
帯域幅変更制御部１５３は、帯域幅導出部１５１により帯域幅ＢＷ_ａｖが通知される度に、帯域幅変更処理を行う。より具体的には、帯域幅変更制御部１５３は、通知された帯域幅ＢＷ_ａｖの中から、該当する値を選択する。その後、帯域幅変更制御部１５３は、帯域幅管理部１５２から、選択した帯域幅ＢＷ_ａｖと同じチャネルに現在割り当てられている帯域幅ＢＷ_ａｓを取得する。さらに、帯域幅変更制御部１５３は、選択した帯域幅ＢＷ_ａｖと、取得した帯域幅ＢＷ_ａｓとの差分値の絶対値Δ_ＢＷを算出し、算出した絶対値Δ_ＢＷが所定値Ｖ_ｔｈ以上か否かを判断する。ここで、所定値Ｖ_ｔｈは、データ伝送システムＳの設計要件に応じて自由に設定できる値である。絶対値Δ_ＢＷが所定値Ｖ_ｔｈ以上であれば、帯域幅変更制御部１５３は、帯域幅管理部１５２で管理されている帯域幅ＢＷ_ａｓの値を、選択した帯域幅ＢＷ_ａｖの値に更新する。逆に、絶対値Δ_ＢＷが所定値Ｖ_ｔｈ以上でなければ、帯域幅ＢＷ_ａｓの更新は行われない。以上の処理を、帯域幅変更制御部１５３は、現在使われているチャネル全てについて実行する。帯域幅変更制御部１５３は、全チャネルに対して帯域幅変更処理を行った後、その旨を帯域幅通知部１５４に通知する。
【００２３】
帯域幅通知部１５４は、帯域幅変更制御部１５３からの通知に応答して、ＩＥＥＥ１３９４で規定されている帯域幅通知プロトコルに従って、帯域幅管理部１５２により管理されている更新後の帯域幅ＢＷ_ａｓを各ノード３に同報するための電文ＥＭを生成し、通信コントローラ１３に渡す。通信コントローラ１３は、通信インタフェイス１２を通じて、受け取った電文ＥＭをバス２に送出する。
【００２４】
次に、図７を参照して、以上の構成の帯域幅管理装置１_ａの動作について説明する。データ伝送システムＳでは、同期通信に先だって、帯域幅の自己申告及び割り当てが行われる。この処理については、周知であるため、簡単に説明する。まず、同期通信を行いたい各ノード３は、ＩＥＥＥ１３９４のプロトコルに従って、同期通信で自ノード３が使いたい帯域幅ＢＷ_ｄｓを帯域幅管理装置１_ａに申告する。帯域幅管理装置１_ａでは、ＩＥＥＥ１３９４のプロトコルに従って、各ノード３に対して、チャネル及び帯域幅ＢＷ_ａｓの双方を割り当てた後、それらを帯域幅管理部１５２に設定する。ここで、帯域幅管理装置１_ａにより割り当てられる帯域幅ＢＷ_ａｓは、必ずしも、自己申告された帯域幅ＢＷ_ｄｓと同じになるとは限らない。その後、帯域幅管理装置１_ａは、ＩＥＥＥ１３９４のプロトコルに従って、割り当てたチャネル及び帯域幅ＢＷ_ａｓを各ノード３に同報する。
【００２５】
以上の帯域幅の自己申告及び割り当てが完了すると、データ伝送システムＳでは、同期通信が可能になる。同期通信の最中、帯域幅管理装置１_ａにおいて、通信インタフェイス１１は、受信データＤから算出した消費電力Ｐをデータ収集部１４に転送する（図７；ステップＳ１１）。データ収集部１４は、通信インタフェイス１１の消費電力通知部１１７により通知される消費電力Ｐを収集して、収集した消費電力Ｐを同期信号Ｓ_ｓｙｎｃ毎にバス管理部１５の帯域幅導出部１５１に通知する（ステップＳ１２）。帯域幅導出部１５１は、通知されたチャネル毎に、現在使われている帯域幅ＢＷ_ａｖを算出して、帯域幅変更制御部１５２に通知する（ステップＳ１３）。
【００２６】
帯域幅変更制御部１５３は、帯域幅導出部１５１により帯域幅ＢＷ_ａｖが通知される度に、帯域幅変更処理を行う（ステップＳ１４）。より具体的には、帯域幅変更制御部１５３は、通知された帯域幅ＢＷ_ａｖの中から、該当する値を選択する（ステップＳ１４１）。その後、帯域幅変更制御部１５３は、帯域幅管理部１５２から、選択した帯域幅ＢＷ_ａｖと同じチャネルに現在割り当てられている帯域幅ＢＷ_ａｓを取得する（ステップＳ１４２）。さらに、帯域幅変更制御部１５３は、選択した帯域幅ＢＷ_ａｖと、取得した帯域幅ＢＷ_ａｓとの差分値の絶対値Δ_ＢＷを算出し、算出した絶対値Δ_ＢＷが所定値Ｖ_ｔｈ以上か否かを判断する（ステップＳ１４３）。絶対値Δ_ＢＷが所定値Ｖ_ｔｈ以上であれば、帯域幅変更制御部１５３は、帯域幅管理部１５２で管理されている帯域幅ＢＷ_ａｓの値を、選択した帯域幅ＢＷ_ａｖの値に更新し（ステップＳ１４４）、その後、ステップＳ１４５を行う。逆に、絶対値Δ_ＢＷが所定値Ｖ_ｔｈ以上でなければ、帯域幅ＢＷ_ａｓの更新は行われずに、処理はステップＳ１４５に直接進む。
【００２７】
ステップＳ１４５において、帯域幅変更制御部１５３は、全チャネルの帯域幅ＢＷ_ａｖを選択したか否かを判断する。未選択の帯域幅ＢＷ_ａｖが残っていれば、帯域幅変更制御部１５３は、その中から１つ選択して（ステップＳ１４６）、ステップＳ１４２を行う。逆にステップＳ１４５において、全チャネルの帯域幅ＢＷ_ａｖを選択済みの場合には、帯域幅変更制御部１５３は、その旨を帯域幅通知部１５４に通知し（ステップＳ１４７）、これによって、帯域幅変更処理が終了する。
【００２８】
帯域幅通知部１５４は、帯域幅変更制御部１５３からの通知に応答して、ＩＥＥＥ１３９４で規定されている帯域幅通知プロトコルに従って、帯域幅管理部１５２により管理されている更新後の帯域幅ＢＷ_ａｓを各ノード３に同報するための電文ＥＭを生成し、通信コントローラ１３に渡す。通信コントローラ１３は、非同期通信中に、通信インタフェイス１２を通じて、受け取った電文ＥＭをバス２に送出する（ステップＳ１５）。
【００２９】
以上のようにして、本データ伝送システムＳでは、帯域幅管理装置１_ａは、各チャネル毎に検出した帯域幅ＢＷ_ａｖの実際の使用量に基づいて、同期通信における帯域幅ＢＷ_ａｓの割当て量を動的に変更する。これによって、ノード３_１に割り当てた帯域幅ＢＷ_ａｓよりも、そのノード３_１が実際に使っている帯域幅ＢＷ_ａｖがあまりに少なければ、帯域幅管理装置１_ａは、実質的に未使用分の帯域幅を解放して、他のノード３に解放された帯域幅を割り当てることが可能になる。さらに、帯域幅管理装置１_ａは、ノード３_１に割り当てた帯域幅ＢＷ_ａｓを強制的に解放することになるので、従来技術と比較して平等かつ各ノード３に最適な帯域幅を割り当てることが可能になる。
【００３０】
また、ノード３_１に割り当てた帯域幅ＢＷ_ａｓよりも、そのノード３_１が実際に使っている帯域幅ＢＷ_ａｖがあまりに大きければ、帯域幅管理装置１_ａは、不足分の帯域幅をノード３_１にさらに割り当てることが可能になる。その結果、バス２において帯域幅が余っているという状態を回避することができ、バス２の帯域幅を有効的に利用することが可能になる。
【００３１】
また、以上の実施形態では、データ収集部１４は、同期信号Ｓ_ｓｙｎｃ毎に、消費電力Ｐを帯域幅導出部１５１に渡すようにしていたが、これに限らず、複数の同期信号Ｓ_ｓｙｎｃ毎に、これらを渡すようにしても良い。同様に、帯域幅変更制御部１５３は、同期信号Ｓ_ｓｙｎｃ毎に帯域幅変更処理を行っていたが、これに限らず、複数の同期信号Ｓ_ｓｙｎｃ毎に帯域幅変更処理を行っても良い。この場合、帯域幅導出部１５１は、現在使われている帯域幅ＢＷ_ａｖとして、複数の同期信号Ｓ_ｓｙｎｃ間における平均値を、通知されたチャネル毎に算出して、帯域幅変更制御部１５２に通知する。
【００３２】
また、帯域幅変更制御部１５３は、バス２からの受信データＤに基づいて、帯域幅変更処理を行っていたが、それだけでなく、ノード３_２がバス２に送出するデータＤに基づいて、帯域幅変更処理を行っても良い。
【００３３】
次に、図８を参照して、帯域幅管理装置１_ａの第１の変型例である帯域幅管理装置１_ｂについて説明する。図８において、帯域幅管理装置１_ｂは、通信インタフェイス２１と、データバッファ２２と、通信コントローラ２３と、データ収集部２４と、バス管理部２５とを備えている。
【００３４】
通信インタフェイス２１は、バス２を通じて受信したデータＤをそのままデータバッファ２２に転送し、さらに、受信データＤから同期信号Ｓ_ｓｙｎｃを分離して、データッファ２２に転送する。
【００３５】
データバッファ２２は、図９に示すように、データ分離部２２１と、非同期データバッファ２２２と、同期データバッファ２２３と、アドレス制御部２２４と、アドレス情報通知部２２５とを備えている。データ分離部２２１は、受信データＤを、非同期データＤ_ａｓｙｎと同期データＤ_ｉｓｏとに分離する。データ分離部２２１は、分離した非同期データＤ_ａｓｙｎを非同期データバッファ２２２に転送し、分離した同期データＤ_ｉｓｏを同期データバッファ２２３に転送する。非同期データバッファ２２２及び同期データバッファ２２３は、データ分離部２２１から転送されてくる非同期データＤ_ａｓｙｎ及び同期データＤ_ｉｓｏを格納する。アドレス制御部２２４は、同期データバッファ２２３の書き込みアドレスを制御し、さらに、アドレス情報通知部２２５に、書き込みアドレス情報Ｉ_ａｄをデータバッファ２２への書き込みが発生する毎に逐次通知する。アドレス情報通知部２２５は、通信インタフェイス２１からの同期信号Ｓ_ｓｙｎｃ及びアドレス制御部２２４からのアドレス情報Ｉ_ａｄを受け取る。アドレス情報通知部２２５は、受け取った同期信号Ｓ_ｓｙｎｃと同時に受け取ったアドレス情報Ｉ_ａｄを保持する。アドレス情報通知部２２５は、次の同期信号Ｓ_ｓｙｎｃを受け取った時、同時に受け取ったアドレス情報Ｉ_ａｄから前回のアドレス情報Ｉ_ａｄを減算して、アドレスの変化量Δ_ａｄを算出して、後段のデータ収集部２４に渡す。
【００３６】
通信コントローラ２３は、前述の通信コントローラ１３と同様であるため、その説明を省略する。データ収集部２４は、データバッファ２２のアドレス情報通知部２２５からのアドレス変化量Δ_ａｄを収集して、同期信号Ｓ_ｓｙｎｃ毎にバス管理部２５に通知する。
【００３７】
バス管理部２５は、図１０に示すように、図６のバス管理部１５と比較すると、帯域幅導出部１５１に代えて、帯域幅導出部２５１を備えている点で相違する。それ以外に両バス管理部１５及び２５の間には相違点は無いので、図１０において、図６の構成に相当するものには同一の参照符号を付けて、それぞれの説明を省略する。
【００３８】
帯域幅導出部２５１は、データ収集部２４により通知されたアドレス変化量Δ_ａｄを使って、チャネル毎に現在使われている帯域幅ＢＷ_ａｖを導出して、帯域幅変更制御部１５２に通知する。より具体的には、帯域幅導出部２５１は、ソフトウェアで構成されており、アドレス変化量Δ_ａｄと帯域幅ＢＷ_ａｖとが有する比例関係、つまり比例式Ｆ（Δ_ａｄ）＝ＢＷ_ａｖ＝α×Δ_ａｄ（αは定数）を予め保持する。帯域幅導出部２５１は、比例式Ｆ（Δ_ａｄ）に、通知されたアドレス変化量Δ_ａｄを代入して帯域幅ＢＷ_ａｖを導出する。
【００３９】
次に、図１１を参照して、以上の構成の帯域幅管理装置１_ｂの動作について説明する。前述の帯域幅の自己申告及び割り当てが完了すると、同期通信が可能になる。同期通信の最中、帯域幅管理装置１_ｂにおいて、データバッファ２２は、上述のようして得られるアドレス変化量Δ_ａｄをデータ収集部２４に転送する（図１１；ステップＳ２１）。データ収集部２４は、データバッファ２２のアドレス情報通知部２２５からのアドレス変化量Δ_ａｄを収集して、同期信号Ｓ_ｓｙｎｃ毎に、収集したアドレス変化量Δ_ａｄをバス管理部２５に通知する（ステップＳ２２）。帯域幅導出部２５１は、上述した方法で、通知されたチャネル毎に、現在使われている帯域幅ＢＷ_ａｖを算出して、帯域幅変更制御部１５２に通知する（ステップＳ２３）。以降、帯域幅管理装置１_ｂでは、図７のステップＳ１４からＳ１５と同様の処理が行われるので、ここではそれぞれの説明を省略する。
【００４０】
以上のように、帯域幅管理装置１_ｂは、各チャネル毎に検出した帯域幅ＢＷ_ａｖの実際の使用量に基づいて、同期通信における帯域幅ＢＷ_ａｓの割当て量を動的に変更する。これによって、ノード３_１に割り当てた帯域幅ＢＷ_ａｓよりも、そのノード３_１が実際に使っている帯域幅ＢＷ_ａｖがあまりに少なければ、帯域幅管理装置１_ａは、実質的に未使用分の帯域幅を解放して、他のノード３に解放された帯域幅を割り当てることが可能になる。さらに、帯域幅管理装置１_ａは、ノード３_１に割り当てた帯域幅ＢＷ_ａｓを強制的に解放することになるので、従来技術と比較して、平等かつ各ノード３に最適な帯域幅を割り当てることが可能になる。
【００４１】
また、ノード３_１に割り当てた帯域幅ＢＷ_ａｓよりも、そのノード３_１が実際に使っている帯域幅ＢＷ_ａｖがあまりに大きければ、帯域幅管理装置１_ａは、不足分の帯域幅をノード３_１にさらに割り当てることが可能になる。その結果、バス２において帯域幅が余っているという状態を回避することができ、バス２の帯域幅を有効的に利用することが可能になる。
【００４２】
なお、以上の変型例では、アドレス情報通知部２２５は、アドレス変化量Δ_ａｄを算出していたが、今回のアドレス情報Ｉ_ａｄから前回のアドレス情報Ｉ_ａｄを減算して、同期データＤ_ｉｓｏの長さＤＬ_ｉｓｏを算出して、後段のデータ収集部２４に通知するにしても良い（ステップＳ２１及びＳ２２の括弧内参照）。この場合、帯域幅導出部２５１は、ステップＳ２３において、データ収集部２４により通知されたデータ長ＤＬ_ｉｓｏを使って、チャネル毎に現在使われている帯域幅ＢＷ_ａｖを導出して、帯域幅変更制御部１５２に通知する。ここで、データ長ＤＬ_ｉｓｏと帯域幅ＢＷ_ａｖとは実質的に比例関係にあり、Ｆ（ＤＬ_ｉｓｏ）＝ＢＷ_ａｖ＝β×ＤＬ_ｉｓｏ（βは定数）で表現される。帯域幅導出部２５１は、比例式Ｆ（ＤＬ_ｉｓｏ）に、通知されたデータ長ＤＬ_ｉｓｏを代入して帯域幅ＢＷ_ａｖを導出する。
【００４３】
また、以上の変型例では、データ収集部２４は、同期信号Ｓ_ｓｙｎｃ毎に、アドレス変化量Δ_ａｄ又はデータ長ＤＬ_ｉｓｏを帯域幅導出部２５１に渡すようにしていたが、これに限らず、複数の同期信号Ｓ_ｓｙｎｃ毎に、これらを渡すようにしても良い。同様に、帯域幅変更制御部１５３は、同期信号Ｓ_ｓｙｎｃ毎に帯域幅変更処理を行っていたが、これに限らず、複数の同期信号Ｓ_ｓｙｎｃ毎に帯域幅変更処理を行っても良い。この場合、帯域幅導出部２５１は、現在使われている帯域幅ＢＷ_ａｖとして、複数の同期信号Ｓ_ｓｙｎｃの間における平均値を、通知されたチャネル毎に算出して、帯域幅変更制御部１５２に通知する。
【００４４】
また、帯域幅変更制御部１５３は、バス２からの受信データＤに基づいて、帯域幅変更処理を行っていたが、それだけでなく、ノード３_２がバス２に送出するデータＤに基づいて、帯域幅変更処理を行っても良い。
【００４５】
次に、図１２を参照して、帯域幅管理装置１_ａの第２の変型例である帯域幅管理装置１_ｃについて説明する。図１２において、帯域幅管理装置１_ｃは、通信インタフェイス３１と、データバッファ３２と、通信コントローラ３３と、データ収集部３４と、バス管理部３５とを備えている。
【００４６】
通信インタフェイス３１は、前述の通信インタフェイス２１と同様であるため、その説明を省略する。データバッファ３２は、図１３に示すように、データ分離部３２１と、非同期データバッファ３２２と、同期データ用のＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ−Ｉｎ　Ｆｉｒｓｔ−Ｏｕｔ）バッファ３２３と、深さカウンタ制御部３２４と、深さカウンタ情報通知部３２５とを備えている。データ分離部３２１及び非同期データバッファ３２２については、図９に示すデータ分離部２２１及び非同期データバッファ２２２と同様であるため、それぞれの詳細な説明を省略する。
【００４７】
ＦＩＦＯバッファ３２３は、データ分離部３２１から転送されてくる同期データＤ_ｉｓｏを格納する。深さカウンタ制御部３２４は、ＦＩＦＯバッファ３２３の書き込みアドレスを制御し、さらに、深さカウンタ情報通知部３２５に、書き込みアドレス情報Ｉ_ａｄを１クロック毎に逐次通知する。深さカウンタ情報通知部３２５は、通信インタフェイス２１からの同期信号Ｓ_ｓｙｎｃ及び深さカウンタ制御部３２４からのアドレス情報Ｉ_ａｄを受け取る。深さカウンタ情報通知部３２５は、受け取った同期信号Ｓ_ｓｙｎｃと同時に受け取ったアドレス情報Ｉ_ａｄを保持する。深さカウンタ情報通知部３２５は、次の同期信号Ｓ_ｓｙｎｃを受け取った時、同時に受け取ったアドレス情報Ｉ_ａｄから前回のアドレス情報Ｉ_ａｄを減算して、ＦＩＦＯバッファ３２３の深さ（つまり、使用容量）Δ_ｄｐを算出して、後段のデータ収集部３４に渡す。
【００４８】
通信コントローラ３３は、前述の通信コントローラ１３と同様であるため、その説明を省略する。データ収集部３４は、データバッファ３２の深さカウンタ情報通知部３２５からの深さΔ_ｄｐを収集して、同期信号Ｓ_ｓｙｎｃ毎にバス管理部３５に通知する。
【００４９】
バス管理部３５は、図１４に示すように、図１０のバス管理部２５と比較すると、帯域幅導出部２５１に代えて、帯域幅導出部３５１を備えている点で相違する。それ以外に両バス管理部２５及び３５の間には相違点は無いので、図１４において、図１０の構成に相当するものには同一の参照符号を付けて、それぞれの説明を省略する。
【００５０】
帯域幅導出部３５１は、データ収集部３４により通知された深さΔ_ｄｐを使って、チャネル毎に現在使われている帯域幅ＢＷ_ａｖを導出して、帯域幅変更制御部１５２に通知する。より具体的には、帯域幅導出部２５１は、ソフトウェアで構成されており、深さΔ_ｄｐと帯域幅ＢＷ_ａｖとが有する比例関係、つまり比例式Ｆ（Δ_ｄｐ）＝ＢＷ_ａｖ＝γ×Δ_ｄｐ（γは定数）を予め保持する。帯域幅導出部３５１は、比例式Ｆ（Δ_ｄｐ）に、通知された深さΔ_ｄｐを代入して帯域幅ＢＷ_ａｖを導出する。
【００５１】
次に、図１５を参照して、以上の構成の帯域幅管理装置１_ｃの動作について説明する。同期通信の最中、帯域幅管理装置１_ｃにおいて、データバッファ３２は、上述のようして得られる深さΔ_ｄｐをデータ収集部３４に転送する（図１５；ステップＳ３１）。データ収集部３４は、データバッファ３２の深さカウンタ情報通知部３２５からの深さΔ_ｄｐを収集して、同期信号Ｓ_ｓｙｎｃ毎に、収集した深さΔ_ｄｐをバス管理部３５に通知する（ステップＳ３２）。帯域幅導出部３５１は、上述した方法で、通知されたチャネル毎に、現在使われている帯域幅ＢＷ_ａｖを算出して、帯域幅変更制御部１５２に通知する（ステップＳ３３）。以降、帯域幅管理装置１_ｃでは、図７のステップＳ１４からＳ１５と同様の処理が行われるので、ここではそれぞれの説明を省略する。
【００５２】
以上のように、帯域幅管理装置１_ｃは、帯域管理装置１_ａ及び１_ｂと同様に、ノード３_１に割り当てた帯域幅ＢＷ_ａｓを強制的に解放することになるので、従来技術と比較して、平等かつ各ノード３に最適な帯域幅を割り当てることが可能になる。さらに、また、ノード３_１に割り当てた帯域幅ＢＷ_ａｓよりも、そのノード３_１が実際に使っている帯域幅ＢＷ_ａｖがあまりに大きければ、帯域幅管理装置１_ｃは、不足分の帯域幅をノード３_１にさらに割り当てることが可能になる。その結果、バス２において帯域幅が余っているという状態を回避することができ、バス２の帯域幅を有効的に利用することが可能になる。
【００５３】
また、以上の変型例では、データ収集部３４は、同期信号Ｓ_ｓｙｎｃ毎に、深さΔ_ｄｐを帯域幅導出部２５１に渡すようにしていたが、これに限らず、複数の同期信号Ｓ_ｓｙｎｃ毎に、これらを渡すようにしても良い。同様に、帯域幅変更制御部１５３は、同期信号Ｓ_ｓｙｎｃ毎に帯域幅変更処理を行っていたが、これに限らず、複数の同期信号Ｓ_ｓｙｎｃ毎に帯域幅変更処理を行っても良い。また、帯域幅変更制御部１５３は、バス２からの受信データＤに加えて、ノード３_２がバス２に送出するデータＤに基づいて、帯域幅変更処理を行っても良い。
【００５４】
次に、図１６を参照して、帯域幅管理装置１_ａの第３の変型例である帯域幅管理装置１_ｄについて説明する。図１６において、帯域幅管理装置１_ｃは、通信インタフェイス４１と、データバッファ４２と、通信コントローラ４３と、データ収集部４４と、バス管理部４５とを備えている。
【００５５】
通信インタフェイス４１は、前述の通信インタフェイス２１と同様であるため、その説明を省略する。データバッファ４２は、図１７に示すように、データ分離部４２１と、非同期データバッファ４２２と、同期データバッファ４２３と、ＮＵＬＬデータ分離部４２４と、ＮＵＬＬデータカウンタ４２５と、ＮＵＬＬデータ区間通知部４２６とを備えている。データ分離部４２１、非同期データバッファ４２２及び同期データバッファ４２３については、図９に示すデータ分離部２２１、非同期データバッファ２２２及び同期データバッファ２２３と同様であるため、それぞれの詳細な説明を省略する。
【００５６】
ＮＵＬＬデータ分離部４１４は、データ分離部４２１により分離された同期データＤ_ｉｓｏを順次受け取り、受信同期データＤ_ｉｓｏが伝送されていない時間区間（以下、ＮＵＬＬデータ区間）Ｔ_ｎｕｌｌを検出する。つまり、ＮＵＬＬテ゛ータ分離部４１４は、ＮＵＬＬデータを分離する。さらに、ＮＵＬＬデータ分離部４１４は、ＮＵＬＬデータ区間Ｔ_ｎｕｌｌの間中、後段のＮＵＬＬデータカウンタ４２５に、現在ＮＵＬＬデータ区間Ｔ_ｎｕｌｌであることを示す電気信号Ｓ_ｎｕｌｌを送出する。ＮＵＬＬデータカウンタ４２５は、外部から与えられるクロックＣＬＫ、通信インタフェイス２１からの同期信号Ｓ_ｓｙｎｃ及び、ＮＵＬＬデータ分離部４１４からの電気信号Ｓ_ｎｕｌｌを受け取る。ＮＵＬＬデータカウンタ４２５は、電気信号Ｓ_ｎｕｌｌを受信している間に限り、入力されたクロックＣＬＫに同期して、値をカウントアップし、通信インタフェイス２１からの同期信号Ｓ_ｓｙｎｃを受け取った時点で、ＮＵＬＬデータ区間Ｔ_ｎｕｌｌとして、現在のカウント値をＮＵＬＬデータ区間通知部４２６に通知する。ＮＵＬＬデータ区間通知部４２６は、通信インタフェイス２１から同期信号Ｓ_ｓｙｎｃを受け取る度に、同時に受け取ったＮＵＬＬデータ区間Ｔ_ｎｕｌｌを後段のデータ収集部４４に渡す。
【００５７】
通信コントローラ４３は、前述の通信コントローラ１３と同様であるため、その説明を省略する。データ収集部４４は、上述のＮＵＬＬデータ区間通知部４２６からのＮＵＬＬデータ区間Ｔ_ｎｕｌｌを収集して、同期信号Ｓ_ｓｙｎｃ毎にバス管理部４５に通知する。
【００５８】
バス管理部４５は、図１８に示すように、図１０のバス管理部２５と比較すると、帯域幅導出部２５１に代えて、帯域幅導出部４５１を備えている点で相違する。それ以外に両バス管理部２５及び４５の間には相違点は無いので、図１７において、図１０の構成に相当するものには同一の参照符号を付けて、それぞれの説明を省略する。
【００５９】
帯域幅導出部４５１は、データ収集部４４により通知されたＮＵＬＬデータ区間Ｔ_ｎｕｌｌを使って、チャネル毎に現在使われている帯域幅ＢＷ_ａｖを導出して、帯域幅変更制御部１５２に通知する。より具体的には、帯域幅導出部４５１は、ソフトウェアで構成されており、ＮＵＬＬデータ区間Ｔ_ｎｕｌｌと帯域幅ＢＷ_ａｖとが有する比例関係、つまり比例式Ｆ（Ｔ_ｎｕｌｌ）＝ＢＷ_ａｖ＝δ×Ｔ_ｎｕｌｌ（δは定数）を予め保持する。帯域幅導出部４５１は、比例式Ｆ（Ｔ_ｎｕｌｌ）に、通知されたＮＵＬＬデータ区間Ｔ_ｎｕｌｌを代入して帯域幅ＢＷ_ａｖを導出する。
【００６０】
次に、図１９を参照して、以上の構成の帯域幅管理装置１_ｄの動作について説明する。同期通信の最中、帯域幅管理装置１_ｄにおいて、データバッファ４２は、上述のようして得られるＮＵＬＬデータ区間Ｔ_ｎｕｌｌをデータ収集部４４に転送する（図１９；ステップＳ４１）。データ収集部４４は、データバッファ４２のＮＵＬＬデータ区間通知部４２６からのＮＵＬＬデータ区間Ｔ_ｎｕｌｌを収集して、同期信号Ｓ_ｓｙｎｃ毎に、収集したＮＵＬＬデータ区間Ｔ_ｎｕｌｌをバス管理部４５に通知する（ステップＳ４２）。帯域幅導出部４５１は、上述した方法で、通知されたチャネル毎に、現在使われている帯域幅ＢＷ_ａｖを算出して、帯域幅変更制御部１５２に通知する（ステップＳ４３）。以降、帯域幅管理装置１_ｄでは、図７のステップＳ１４からＳ１５と同様の処理が行われるので、ここではそれぞれの説明を省略する。
【００６１】
以上のように、帯域幅管理装置１_ｄは、帯域管理装置１_ａから１_ｃと同様に、ノード３_１に割り当てた帯域幅ＢＷ_ａｓを強制的に解放することになるので、従来技術と比較して、平等かつ各ノード３に最適な帯域幅を割り当てることが可能になる。さらに、また、ノード３_１に割り当てた帯域幅ＢＷ_ａｓよりも、そのノード３_１が実際に使っている帯域幅ＢＷ_ａｖがあまりに大きければ、帯域幅管理装置１_ｃは、不足分の帯域幅をノード３_１にさらに割り当てることが可能になる。その結果、バス２において帯域幅が余っているという状態を回避することができ、バス２の帯域幅を有効的に利用することが可能になる。
【００６２】
また、以上の変型例では、データ収集部４４は、同期信号Ｓ_ｓｙｎｃ毎に、ＮＵＬＬデータ区間Ｔ_ｎｕｌｌを帯域幅導出部４５１に渡すようにしていたが、これに限らず、複数の同期信号Ｓ_ｓｙｎｃ毎に、これらを渡すようにしても良い。同様に、帯域幅変更制御部１５３は、同期信号Ｓ_ｓｙｎｃ毎に帯域幅変更処理を行っていたが、これに限らず、複数の同期信号Ｓ_ｓｙｎｃ毎に帯域幅変更処理を行っても良い。また、帯域幅変更制御部１５３は、バス２からの受信データＤに加えて、ノード３_２がバス２に送出するデータＤに基づいて、帯域幅変更処理を行っても良い。
【００６３】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、帯域幅管理装置は、データ通信において実際に使われている帯域幅を検出して、データ通信における帯域幅の割当て量を動的に変更する。従って、帯域幅管理装置は、ノードに割り当てた帯域幅を強制的に解放することが可能となるので、従来よりも平等かつ効率的に帯域幅を各ノードに割り当てることが可能になる。また、ノードが割当てられた量よりも多くの帯域幅を実際に使っている場合には、帯域幅管理装置は、実際の使用量を割り当てることも可能になる。これによって、バスの帯域幅が余っているという状況を少なくでき、バスの有効利用を実現することも可能になる。
【００６４】
請求項２に係る発明によれば、帯域幅変更制御部により変更された帯域幅は、各ノードに通知されるので、各ノードは新たに割り当てられた帯域幅を知ることが可能になり、これによって、より効率的なデータ通信を行うことが可能になる。
【００６５】
請求項３に係る発明によれば、帯域幅変更制御部は、データ通信で現在使われている帯域幅と、帯域幅管理部で管理されている帯域幅との差があまりに大きい場合にのみ、帯域幅管理部で管理されている帯域幅を、帯域幅導出部で導出された帯域幅に変更する。これによって、帯域幅変更制御部は、無意味な帯域幅の更新を行わなくて済むことになる。
【００６６】
請求項４に係る発明によれば、バス駆動ドライバの消費電力に基づいて、現在使われている帯域幅が導出される。つまり、全ノードがデータ通信のために有するバス駆動ドライバを帯域幅管理装置は使うことになるので、帯域幅管理のために追加する構成を減らすことが可能になり、さらには、現在使っている帯域幅を簡単に導出することが可能になる。
【００６７】
請求項５に係る発明によれば、同期データバッファの書き込みアドレスに基づいて、現在使われている帯域幅が導出される。つまり、全ノードがデータ通信のために有する同期データバッファを帯域幅管理装置は使うことになるので、帯域幅管理のために追加する構成を減らすことが可能になり、さらには、現在使っている帯域幅を簡単に導出することが可能になる。
【００６８】
請求項６に係る発明によれば、ＦＩＦＯバッファの深さに基づいて、現在使われている帯域幅が導出される。つまり、全ノードがデータ通信のために有していることがあるＦＩＦＯバッファを帯域幅管理装置は使うことになるので、帯域幅管理のために追加する構成を減らすことが可能になり、さらには、現在使っている帯域幅を簡単に導出することが可能になる。
【００６９】
請求項７に係る発明によれば、同期データが伝送されていないＮＵＬＬデータ区間の長さに基づいて、現在使われている帯域幅を導出することができる。
【００７０】
請求項８に係る発明によれば、請求項１に係る発明と同様に、従来よりも平等かつ効率的に帯域幅を各ノードに割り当てることが可能になる。バスの帯域幅が余っているという状況を少なくでき、バスの有効利用を実現することも可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る帯域幅管理装置１_ａを備えるデータ伝送システムＳの構成を示すブロック図である。
【図２】図１の通信インタフェイス１１の詳細な構成を示すブロック図である。
【図３】図２のバス駆動ドライバ１１１の詳細な構成を示すブロック図である。
【図４】図１のデータ伝送システムＳで伝送されるデータＤに設定される同期信号Ｓ_ｓｙｎｃを示す模式図である。
【図５】図２の消費電力検出部１１２の詳細な構成を示すブロック図である。
【図６】図１のバス管理部１５の詳細な構成を示すブロック図である。
【図７】図１の帯域幅管理装置１_ａの動作を示すフローチャートである。
【図８】図１に示す帯域幅管理装置１_ａの第１の変型例である帯域幅管理装置１_ｂの構成を示すブロック図である。
【図９】図８に示すデータバッファ２２の詳細な構成を示すブロック図である。
【図１０】図８に示すバス管理部２５の詳細な構成を示すブロック図である。
【図１１】図８の帯域幅管理装置１_ｂの動作を示すフローチャートである。
【図１２】図１に示す帯域幅管理装置１_ａの第２の変型例である帯域幅管理装置１_ｃの構成を示すブロック図である。
【図１３】図１２のデータバッファ３２の詳細な構成を示すブロック図である。
【図１４】図１２のバス管理部３５の詳細な構成を示すブロック図である。
【図１５】図１２の帯域幅管理装置１_ｃの動作を示すフローチャートである。
【図１６】図１に示す帯域幅管理装置１_ａの第３の変型例である帯域幅管理装置１_ｄの構成を示すブロック図である。
【図１７】図１６のデータバッファ４２の詳細な構成を示すブロック図である。
【図１８】図１６のバス管理部４５の詳細な構成を示すブロック図である。
【図１９】図１６の帯域幅管理装置１_ｄの動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１_ａ〜１_ｄ…帯域幅管理装置
１１，２１，３１，４１…通信インタフェイス
１１１…バス駆動ドライバ
１１３…レシーバ
１１２…消費電力検出部
１１４…Ｉ／Ｖ変換部
１１５…Ａ／Ｄ変換部
１１６…消費電力積算部
１１７…消費電力通知部
１２，２２，３２，４２…データバッファ
２２１，３２１，４２１…データ分離部
２２２，３２２，４２２…非同期データバッファ
２２３，４２３…同期データバッファ
２２４…アドレス制御部
２２５…アドレス情報通知部
３２３…ＦＩＦＯバッファ
３２４…深さカウンタ制御部
３２５…深さカウンタ情報通知部
４２４…ＮＵＬＬデータ分離部
４２５…ＮＵＬＬデータカウンタ
４２６…ＮＵＬＬデータ区間通知部
１３，２３，３３，４３…通信コントローラ
１４，２４，３４，４４…データ収集部
１１，２１，３１，４１…バス管理部
１５１，２５１，３５１，４５１…帯域幅導出部
１５２…帯域幅管理部
１５３…帯域幅変更制御部
１５４…帯域幅変更通知部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a bandwidth management device and method, and more particularly, to a bandwidth management device that manages a bandwidth allocated to each data communication when performing data communication between a plurality of nodes on a bus type topology. And methods.
[0002]
[Prior art]
In IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 1394, data communication can be performed between nodes in an isochronous mode (hereinafter, referred to as a synchronous communication mode). Various data transmission systems have been proposed so that data communication can be performed efficiently in such a synchronous communication mode. Hereinafter, description will be made by taking an example disclosed in JP-A-11-275122 as an example. A conventional data transmission system includes at least one transmission node and one reception node, and further includes an IRM (Isochronous Resource Manager).
[0003]
Next, the transmitting node first monitors the IR (Isochronous Resource) of another node on the bus to detect bus band information. Thereafter, the transmitting node determines whether or not the occupied bandwidth of the bus has changed from the currently held value based on the detected bus bandwidth information. If the occupied bandwidth has changed, the transmitting node calculates and holds a transmittable compression ratio of data transmitted in the synchronous communication mode, and further calculates an available bandwidth in the synchronous communication mode, Hold. The transmitting node communicates with the IRM in the asynchronous communication mode (asynchronous mode), and requests that the bandwidth currently used in the synchronous communication mode be changed to a usable bandwidth obtained by calculation.
[0004]
Thereafter, the transmitting node determines whether or not the change of the used bandwidth is permitted by the IRM. If the change is permitted, the transmitting node compresses the data to be transmitted at the compression rate calculated by the calculation. Further, the transmitting node resets the bandwidth used in the synchronous communication mode to a value permitted by the IRM, updates and holds the synchronous communication mode bandwidth data in accordance with the reset bandwidth. Thereafter, in the synchronous communication mode, the transmitting node uses the reset bandwidth to transmit data compressed at the compression rate obtained by the calculation to the receiving node.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the data transmission system described above, in order not to release the band allocated to the transmission node, the transmission node must voluntarily declare the fact to the IRM and return it. Therefore, the bandwidth once allocated is not readily released, and as a result, a node that wants to newly perform data communication in the synchronous communication mode is less likely to use the bandwidth declared by the own node in the synchronous communication mode. There was a problem.
[0006]
Therefore, an object of the present invention is to provide a bandwidth management device capable of giving all nodes accommodated in a data transmission system an even more equal opportunity to obtain an optimum bandwidth.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
A first invention is a bandwidth management apparatus for managing a bandwidth used for data communication between a plurality of nodes connected on a bus, and manages a bandwidth currently allocated to data communication. A bandwidth management unit, a bandwidth derivation unit for deriving a bandwidth currently used in data communication, and a data communication managed by the bandwidth management unit based on the bandwidth derived by the bandwidth derivation unit. And a bandwidth change control unit that changes the bandwidth allocated to the.
[0008]
A second invention is according to the first invention, and further includes a bandwidth change notification unit that creates a message for notifying each node of the bandwidth changed by the bandwidth change control unit.
[0009]
A third invention is according to the first invention, wherein the bandwidth change control unit includes a bandwidth derived by the bandwidth derivation unit and a bandwidth managed by the bandwidth management unit and currently used in data communication. An absolute value calculating unit for calculating an absolute value of a difference from the bandwidth, and a bandwidth managed by the bandwidth managing unit when the absolute value calculated by the absolute value calculating unit is equal to or larger than a predetermined value. Is changed to the bandwidth derived by the bandwidth deriving unit.
[0010]
A fourth invention is according to the first invention, wherein the bandwidth management device comprises: a bus driver for receiving data transmitted on the bus; and a power consumption detector for detecting power consumption of the bus driver. Is further provided. The bandwidth deriving unit derives a bandwidth currently used in data communication based on the power consumption detected by the power consumption detecting unit.
[0011]
A fifth invention is according to the first invention, wherein the bandwidth management device includes a synchronous data buffer for storing synchronous data transmitted on the bus, and an address control unit for controlling a write address of the synchronous data buffer. And an address information notifying unit that calculates an address change amount when synchronous data is written in the synchronous data buffer or a length of the synchronous data written to the synchronous data buffer based on the write address from the address control unit. It also has more. The bandwidth derivation unit derives a bandwidth currently used in data communication based on the address change amount or the length of the synchronization data calculated by the address information notification unit.
[0012]
A sixth invention is according to the first invention, wherein the bandwidth management device includes a FIFO buffer for storing synchronous data transmitted on the bus, and a depth counter control unit for controlling a write address of the FIFO buffer. And a depth counter information notification unit that counts the depth of the FIFO buffer based on the write address from the depth counter control unit. The bandwidth deriving unit derives a bandwidth currently used in data communication based on the depth counted by the depth counter information notifying unit.
[0013]
A seventh invention is according to the first invention, wherein the bandwidth management device receives the synchronization data transmitted on the bus, and separates the null data from which the synchronization data is not transmitted on the bus. It further includes a separation unit and a NULL data counter that counts a time section from the start to the end of the NULL data separated by the NULL data separation unit. The bandwidth deriving unit derives a bandwidth currently used in data communication based on the time section counted by the NULL data counter.
[0014]
An eighth invention is a method for managing a bandwidth used for data communication between a plurality of nodes connected on a bus, and a bandwidth deriving method for deriving a bandwidth currently used for data communication. And a bandwidth change control step of changing a bandwidth managed in advance and assigned to data communication based on the bandwidth derived in the bandwidth derivation step.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows a bandwidth management device 1 according to a first embodiment of the present invention. _a 1 is a block diagram illustrating a configuration of a data transmission system S including: In FIG. 1, a data transmission system S has a bus topology, and a plurality of nodes (two nodes in the figure) 3 ₁ And 3 ₂ Is connected. Multiple nodes 3 as described above ₁ And 3 ₂ The synchronous communication defined by IEEE 1394 is performed between the two. Although not shown, the same synchronous communication is performed between a plurality of other nodes connected to the data transmission system S.
[0016]
Bandwidth management device 1 _a Is one of the nodes 3 on the data transmission system S (node 3 in FIG. 1). ₂ ) And the bandwidth BW used for each synchronous communication _as Manage. For such bandwidth management, the bandwidth management device 1 _a Has a communication interface 11, a data buffer 12, a communication controller 13, a data collection unit 14, and a bus management unit 15.
[0017]
The communication interface 11 mainly transfers the data D received via the bus 2 to the data buffer 12. The data buffer 12 stores the data D sent from the communication interface 11 and passes it to the upper layer. In the communication interface 11, the power consumption P generally increases while receiving the data D from the bus 2. Using this power consumption P, how much bandwidth BW _av Can be easily obtained. For that purpose, the communication interface 11 detects its own power consumption P and notifies the data collection unit 14. For the above processing, the communication interface 11 includes a bus drive driver 111 and a power consumption detection unit 112 as shown in FIG. The bus drive driver 111 is a hardware driver for receiving the data D from the bus 2, and includes a receiver 113 as shown in FIG. The receiver 113 is driven by a voltage supplied in accordance with the IEEE 1394 regulations, and sends each data D to the data buffer 12 as it is. Further, the receiver 113 outputs the synchronization signal S set for each data D. _sync (See FIG. 4) to the data buffer 12 and the power consumption detection unit 112, and further provide the current I to the power consumption detection unit 112. The receiver 113 supplies the clock CLK to the data buffer 12.
[0018]
As shown in FIG. 5, the power consumption detection unit 112 includes an I / V conversion unit 114, an A / D conversion unit 115, and a power consumption integration unit 116, in order to detect the power consumption P of the bus drive driver 111. , And a power consumption notifying unit 117. The I / V converter 114 is connected to the bus driver 111 and converts the current I given from the bus driver 111 into an analog voltage V _a Convert to The A / D converter 115 outputs the voltage V converted by the I / V converter 114. _a Is the digital voltage value V _d Convert to The power consumption integration unit 116 is configured by software, and outputs the synchronization signal S from the bus driver 111. _sync And the voltage value V from the A / D converter 115 _d And receive. The power consumption integrating section 116 receives the synchronization signal S _sync Triggered by the received voltage value V _d Start integration of. The power consumption integrating unit 116 outputs the next synchronization signal S _sync Is received, the integrated value up to that time is passed as the power consumption P to the power consumption notifying section 117, and the integrated value is reset. The power consumption notifying unit 117 transfers the received power consumption P to the subsequent data collection unit 14 as it is.
[0019]
The communication controller 13 performs reception control and / or transmission control of the data D. The data collection unit 14 collects the power consumption P notified by the power consumption notification unit 117 of the communication interface 11 and _sync It notifies the bus management unit 15 every time.
[0020]
As illustrated in FIG. 6, the bus management unit 15 includes a bandwidth derivation unit 151, a bandwidth management unit 152, a bandwidth change control unit 153, and a bandwidth notification unit 154. The bandwidth deriving unit 151 uses the power consumption P notified by the data collecting unit 14 and, for each channel, _av Is derived and notified to the bandwidth change control unit 152. More specifically, the bandwidth deriving unit 151 is configured by software, and the power consumption P versus the bandwidth BW _av Map M _p-av Is held in advance. Map M _p-av Before the operation of the data transmission system S, the power consumption P of the receiver 113 and the bandwidth BW _av Created by investigating the relationship with The bandwidth deriving unit 151 uses the map M _p-av And the bandwidth BW for each notified power consumption P _av Is derived.
[0021]
The bandwidth management unit 152 determines the bandwidth BW currently allocated to each channel. _as Manage.
[0022]
The bandwidth change control unit 153 controls the bandwidth derivation unit 151 to change the bandwidth BW _av Every time is notified, a bandwidth change process is performed. More specifically, the bandwidth change control unit 153 transmits the notified bandwidth BW _av Select the appropriate value from Thereafter, the bandwidth change control unit 153 sends the selected bandwidth BW from the bandwidth management unit 152. _av Bandwidth BW currently allocated to the same channel as _as To get. Further, the bandwidth change control unit 153 selects the selected bandwidth BW _av And the acquired bandwidth BW _as Absolute value Δ of the difference value with _BW And the calculated absolute value Δ _BW Is the predetermined value V _th It is determined whether or not this is the case. Here, the predetermined value V _th Is a value that can be set freely according to the design requirements of the data transmission system S. Absolute value Δ _BW Is the predetermined value V _th If it is the above, the bandwidth change control unit 153 determines the bandwidth BW managed by the bandwidth management unit 152. _as To the selected bandwidth BW _av Update to the value of Conversely, the absolute value Δ _BW Is the predetermined value V _th If not, the bandwidth BW _as Is not updated. The bandwidth change control unit 153 executes the above processing for all currently used channels. After performing the bandwidth change process on all the channels, the bandwidth change control unit 153 notifies the bandwidth notification unit 154 of the change.
[0023]
The bandwidth notification unit 154 responds to the notification from the bandwidth change control unit 153, and updates the updated bandwidth BW managed by the bandwidth management unit 152 in accordance with the bandwidth notification protocol defined by IEEE1394. _as Is generated and broadcast to the communication controller 13. The communication controller 13 sends the received message EM to the bus 2 via the communication interface 12.
[0024]
Next, referring to FIG. 7, the bandwidth management device 1 having the above-described configuration will be described. _a The operation of will be described. In the data transmission system S, self-reporting and allocation of bandwidth are performed prior to synchronous communication. This processing is well known and will be described briefly. First, each node 3 that wants to perform synchronous communication, according to the IEEE 1394 protocol, uses the bandwidth BW that the node 3 wants to use in the synchronous communication. _ds To the bandwidth management device 1 _a Report to Bandwidth management device 1 _a Then, in accordance with the IEEE 1394 protocol, the channel and bandwidth BW _as Are assigned to the bandwidth management unit 152. Here, the bandwidth management device 1 _a Bandwidth BW allocated by _as Is not necessarily the self-reported bandwidth BW _ds Is not necessarily the same as Then, the bandwidth management device 1 _a Is the assigned channel and bandwidth BW according to the IEEE 1394 protocol. _as To each node 3.
[0025]
When the self-reporting and the allocation of the bandwidth are completed, the data transmission system S can perform synchronous communication. During synchronous communication, the bandwidth management device 1 _a , The communication interface 11 transfers the power consumption P calculated from the received data D to the data collection unit 14 (FIG. 7; step S11). The data collecting unit 14 collects the power consumption P notified by the power consumption notifying unit 117 of the communication interface 11, and synchronizes the collected power consumption P with the synchronization signal S. _sync Each time it is notified to the bandwidth derivation unit 151 of the bus management unit 15 (step S12). The bandwidth deriving unit 151 calculates, for each notified channel, the currently used bandwidth BW _av Is calculated and notified to the bandwidth change control unit 152 (step S13).
[0026]
The bandwidth change control unit 153 controls the bandwidth derivation unit 151 to change the bandwidth BW _av Is notified every time is notified (step S14). More specifically, the bandwidth change control unit 153 transmits the notified bandwidth BW _av , A corresponding value is selected (step S141). Thereafter, the bandwidth change control unit 153 sends the selected bandwidth BW from the bandwidth management unit 152. _av Bandwidth BW currently allocated to the same channel as _as Is acquired (step S142). Further, the bandwidth change control unit 153 selects the selected bandwidth BW _av And the acquired bandwidth BW _as Absolute value Δ of the difference value with _BW And the calculated absolute value Δ _BW Is the predetermined value V _th It is determined whether or not this is the case (step S143). Absolute value Δ _BW Is the predetermined value V _th If it is the above, the bandwidth change control unit 153 determines the bandwidth BW managed by the bandwidth management unit 152. _as To the selected bandwidth BW _av Is updated (step S144), and then step S145 is performed. Conversely, the absolute value Δ _BW Is the predetermined value V _th If not, the bandwidth BW _as Is not updated, and the process proceeds directly to step S145.
[0027]
In step S145, the bandwidth change control unit 153 sets the bandwidth BW _av It is determined whether or not is selected. Unselected bandwidth BW _av If remains, the bandwidth change control unit 153 selects one of them (step S146) and performs step S142. Conversely, in step S145, the bandwidth BW of all channels _av If has already been selected, the bandwidth change control unit 153 notifies the bandwidth notification unit 154 of the selection (step S147), and the bandwidth change process ends.
[0028]
The bandwidth notification unit 154 responds to the notification from the bandwidth change control unit 153, and updates the updated bandwidth BW managed by the bandwidth management unit 152 in accordance with the bandwidth notification protocol defined by IEEE1394. _as Is generated and broadcast to the communication controller 13. The communication controller 13 sends the received message EM to the bus 2 via the communication interface 12 during the asynchronous communication (Step S15).
[0029]
As described above, in the data transmission system S, the bandwidth management device 1 _a Is the bandwidth BW detected for each channel _av Bandwidth BW in synchronous communication based on the actual usage of _as Dynamically change the quota of This allows node 3 ₁ Bandwidth BW assigned to _as Than its node 3 ₁ Bandwidth BW actually used _av Is too small, the bandwidth management device 1 _a Can release substantially unused bandwidth and allocate the released bandwidth to other nodes 3. Further, the bandwidth management device 1 _a Is the node 3 ₁ Bandwidth BW assigned to _as Is forcibly released, so that an optimum bandwidth can be allocated to each node 3 equally and in comparison with the related art.
[0030]
Node 3 ₁ Bandwidth BW assigned to _as Than its node 3 ₁ Bandwidth BW actually used _av Is too large, the bandwidth management device 1 _a Is the bandwidth shortage of node 3 ₁ Can be assigned further. As a result, it is possible to avoid a state where the bandwidth is left in the bus 2, and it is possible to effectively use the bandwidth of the bus 2.
[0031]
Further, in the above embodiment, the data collection unit 14 outputs the synchronization signal S _sync Each time, the power consumption P is passed to the bandwidth deriving unit 151, but the present invention is not limited to this. _sync These may be passed every time. Similarly, the bandwidth change control unit 153 controls the synchronization signal S _sync Although the bandwidth change process has been performed every time, the present invention is not limited to this. _sync The bandwidth change processing may be performed every time. In this case, the bandwidth deriving unit 151 determines that the currently used bandwidth BW _av As a plurality of synchronization signals S _sync The average value between the channels is calculated for each of the notified channels, and is notified to the bandwidth change control unit 152.
[0032]
In addition, the bandwidth change control unit 153 performs the bandwidth change process based on the reception data D from the bus 2, but not only that, but also the node 3 ₂ May perform a bandwidth change process based on the data D transmitted to the bus 2.
[0033]
Next, referring to FIG. _a Bandwidth management device 1 which is a first variation of _b Will be described. In FIG. 8, the bandwidth management device 1 _b Has a communication interface 21, a data buffer 22, a communication controller 23, a data collection unit 24, and a bus management unit 25.
[0034]
The communication interface 21 transfers the data D received via the bus 2 to the data buffer 22 as it is, _sync Is separated and transferred to the data buffer 22.
[0035]
As shown in FIG. 9, the data buffer 22 includes a data separation unit 221, an asynchronous data buffer 222, a synchronous data buffer 223, an address control unit 224, and an address information notification unit 225. The data separation unit 221 converts the reception data D into the asynchronous data D _asyn And synchronous data D _iso And separated into The data separating unit 221 separates the asynchronous data D _asyn Is transferred to the asynchronous data buffer 222, and the separated synchronous data D _iso To the synchronous data buffer 223. The asynchronous data buffer 222 and the synchronous data buffer 223 store the asynchronous data D transferred from the data separation unit 221. _asyn And synchronous data D _iso Is stored. The address control unit 224 controls the write address of the synchronous data buffer 223, and furthermore, sends the write address information I to the address information notification unit 225. _ad Is sequentially notified each time writing to the data buffer 22 occurs. The address information notification unit 225 is configured to output the synchronization signal S from the communication interface 21. _sync And address information I from the address control unit 224 _ad Receive. The address information notifying unit 225 receives the synchronization signal S _sync Address information I received at the same time _ad Hold. The address information notification unit 225 outputs the next synchronization signal S _sync Is received, the address information I received at the same time _ad To previous address information I _ad Is subtracted to obtain the address change amount Δ _ad Is calculated and passed to the data collection unit 24 at the subsequent stage.
[0036]
The communication controller 23 is the same as the communication controller 13 described above, and a description thereof will be omitted. The data collection unit 24 calculates the address change amount Δ from the address information notification unit 225 of the data buffer 22. _ad And the synchronization signal S _sync It notifies the bus management unit 25 every time.
[0037]
The bus management unit 25 is different from the bus management unit 15 in FIG. 6 in that the bus management unit 25 includes a bandwidth derivation unit 251 instead of the bandwidth derivation unit 151, as shown in FIG. Since there is no difference between the two bus management units 15 and 25, the same reference numerals in FIG. 10 denote the same parts as those in FIG. 6, and a description thereof will be omitted.
[0038]
The bandwidth deriving unit 251 calculates the address change amount Δ notified by the data collecting unit 24. _ad , The bandwidth BW currently used for each channel _av Is derived and notified to the bandwidth change control unit 152. More specifically, the bandwidth deriving unit 251 is configured by software, and the address change amount Δ _ad And bandwidth BW _av Has a proportional relationship, that is, a proportional expression F (Δ _ad ) = BW _av = Α × Δ _ad (Α is a constant) is held in advance. The bandwidth deriving unit 251 calculates the proportional expression F (Δ _ad ) Is the notified address change amount Δ _ad To the bandwidth BW _av Is derived.
[0039]
Next, with reference to FIG. 11, the bandwidth management device 1 having the above configuration _b The operation of will be described. When the above-mentioned self-reporting and allocation of bandwidth is completed, synchronous communication is enabled. During synchronous communication, the bandwidth management device 1 _b , The data buffer 22 stores the address change amount Δ obtained as described above. _ad Is transferred to the data collection unit 24 (FIG. 11; step S21). The data collection unit 24 calculates the address change amount Δ from the address information notification unit 225 of the data buffer 22. _ad And the synchronization signal S _sync The collected address change amount Δ _ad Is notified to the bus management unit 25 (step S22). The bandwidth deriving unit 251 uses the above-described method to change the currently used bandwidth BW for each of the notified channels. _av Is calculated and notified to the bandwidth change control unit 152 (step S23). Hereinafter, the bandwidth management device 1 _b Then, the same processes as those in steps S14 to S15 in FIG. 7 are performed, and the description thereof is omitted here.
[0040]
As described above, the bandwidth management device 1 _b Is the bandwidth BW detected for each channel _av Bandwidth BW in synchronous communication based on the actual usage of _as Dynamically change the quota of This allows node 3 ₁ Bandwidth BW assigned to _as Than its node 3 ₁ Bandwidth BW actually used _av Is too small, the bandwidth management device 1 _a Can release substantially unused bandwidth and allocate the released bandwidth to other nodes 3. Further, the bandwidth management device 1 _a Is the node 3 ₁ Bandwidth BW assigned to _as Is forcibly released, so that an equal and optimum bandwidth can be allocated to each node 3 as compared with the related art.
[0041]
Node 3 ₁ Bandwidth BW assigned to _as Than its node 3 ₁ Bandwidth BW actually used _av Is too large, the bandwidth management device 1 _a Is the bandwidth shortage of node 3 ₁ Can be assigned further. As a result, it is possible to avoid a state where the bandwidth is left in the bus 2, and it is possible to effectively use the bandwidth of the bus 2.
[0042]
Note that in the above modified example, the address information notifying unit 225 stores the address change amount Δ _ad Was calculated, but the current address information I _ad To previous address information I _ad Is subtracted to obtain the synchronization data D _iso Length DL _iso May be calculated and notified to the subsequent data collection unit 24 (see the parentheses in steps S21 and S22). In this case, in step S23, the bandwidth deriving unit 251 determines the data length DL notified by the data collecting unit 24. _iso , The bandwidth BW currently used for each channel _av Is derived and notified to the bandwidth change control unit 152. Here, the data length DL _iso And bandwidth BW _av Is substantially proportional to F (DL _iso ) = BW _av = Β × DL _iso (Β is a constant). The bandwidth deriving unit 251 calculates the proportional expression F (DL _iso ), The notified data length DL _iso To the bandwidth BW _av Is derived.
[0043]
Further, in the above modified example, the data collection unit 24 outputs the synchronization signal S _sync Address change amount Δ _ad Or data length DL _iso Has been passed to the bandwidth deriving unit 251, but the present invention is not limited to this. _sync These may be passed every time. Similarly, the bandwidth change control unit 153 controls the synchronization signal S _sync Although the bandwidth change process has been performed every time, the present invention is not limited to this. _sync The bandwidth change processing may be performed every time. In this case, the bandwidth deriving unit 251 outputs the currently used bandwidth BW _av As a plurality of synchronization signals S _sync Is calculated for each of the notified channels, and is notified to the bandwidth change control unit 152.
[0044]
In addition, the bandwidth change control unit 153 performs the bandwidth change process based on the reception data D from the bus 2, but not only that, but also the node 3 ₂ May perform a bandwidth change process based on the data D transmitted to the bus 2.
[0045]
Next, referring to FIG. _a Bandwidth management device 1 which is a second modified example of _c Will be described. In FIG. 12, the bandwidth management device 1 _c Has a communication interface 31, a data buffer 32, a communication controller 33, a data collection unit 34, and a bus management unit 35.
[0046]
The communication interface 31 is the same as the communication interface 21 described above, and a description thereof will be omitted. As shown in FIG. 13, the data buffer 32 includes a data separation unit 321, an asynchronous data buffer 322, a FIFO (First-In First-Out) buffer 323 for synchronous data, a depth counter control unit 324, and a depth counter control unit 324. And a counter information notification unit 325. Since the data separation unit 321 and the asynchronous data buffer 322 are the same as the data separation unit 221 and the asynchronous data buffer 222 shown in FIG. 9, detailed description of each is omitted.
[0047]
The FIFO buffer 323 stores the synchronization data D transferred from the data separation unit 321. _iso Is stored. The depth counter control unit 324 controls the write address of the FIFO buffer 323, and furthermore, sends the write address information I to the depth counter information notification unit 325. _ad Are notified sequentially at each clock. The depth counter information notifying unit 325 outputs the synchronization signal S from the communication interface 21. _sync Information I from the depth counter control unit 324 _ad Receive. The depth counter information notification unit 325 receives the synchronization signal S _sync Address information I received at the same time _ad Hold. The depth counter information notification unit 325 outputs the next synchronization signal S _sync Is received, the address information I received at the same time _ad To previous address information I _ad Is subtracted, and the depth of the FIFO buffer 323 (that is, the used capacity) Δ _dp Is calculated and passed to the data collection unit 34 at the subsequent stage.
[0048]
The communication controller 33 is the same as the communication controller 13 described above, and a description thereof will be omitted. The data collection unit 34 receives the depth Δ from the depth counter information notification unit 325 of the data buffer 32. _dp And the synchronization signal S _sync It notifies the bus management unit 35 every time.
[0049]
The bus management unit 35 is different from the bus management unit 25 of FIG. 10 in that a bandwidth derivation unit 351 is provided instead of the bandwidth derivation unit 251 as shown in FIG. Other than that, there is no difference between the two bus management units 25 and 35. Therefore, in FIG. 14, the components corresponding to those in FIG. 10 are denoted by the same reference numerals, and their description is omitted.
[0050]
The bandwidth deriving unit 351 calculates the depth Δ notified by the data collecting unit 34. _dp , The bandwidth BW currently used for each channel _av Is derived and notified to the bandwidth change control unit 152. More specifically, the bandwidth deriving unit 251 is configured by software and has a depth Δ _dp And bandwidth BW _av Has a proportional relationship, that is, a proportional expression F (Δ _dp ) = BW _av = Γ × Δ _dp (Γ is a constant) is held in advance. The bandwidth deriving unit 351 calculates the proportional expression F (Δ _dp ), The reported depth Δ _dp To the bandwidth BW _av Is derived.
[0051]
Next, with reference to FIG. 15, the bandwidth management device 1 having the above configuration will be described. _c The operation of will be described. During synchronous communication, the bandwidth management device 1 _c , The data buffer 32 has the depth Δ obtained as described above. _dp Is transferred to the data collection unit 34 (FIG. 15; step S31). The data collection unit 34 receives the depth Δ from the depth counter information notification unit 325 of the data buffer 32. _dp And the synchronization signal S _sync For each, the collected depth Δ _dp Is notified to the bus management unit 35 (step S32). The bandwidth deriving unit 351 uses the above-described method to change the currently used bandwidth BW for each notified channel. _av Is calculated and notified to the bandwidth change control unit 152 (step S33). Hereinafter, the bandwidth management device 1 _c Then, the same processes as those in steps S14 to S15 in FIG. 7 are performed, and the description thereof is omitted here.
[0052]
As described above, the bandwidth management device 1 _c Is the bandwidth management device 1 _a And 1 _b As in node 3 ₁ Bandwidth BW assigned to _as Is forcibly released, so that an equal and optimum bandwidth can be allocated to each node 3 as compared with the related art. In addition, node 3 ₁ Bandwidth BW assigned to _as Than its node 3 ₁ Bandwidth BW actually used _av Is too large, the bandwidth management device 1 _c Is the bandwidth shortage of node 3 ₁ Can be assigned further. As a result, it is possible to avoid a state where the bandwidth is left in the bus 2, and it is possible to effectively use the bandwidth of the bus 2.
[0053]
Further, in the above modified example, the data collection unit 34 outputs the synchronization signal S _sync For each, the depth Δ _dp Has been passed to the bandwidth deriving unit 251, but the present invention is not limited to this. _sync These may be passed every time. Similarly, the bandwidth change control unit 153 controls the synchronization signal S _sync Although the bandwidth change process has been performed every time, the present invention is not limited to this. _sync The bandwidth change processing may be performed every time. Further, the bandwidth change control unit 153 further includes the node 3 in addition to the reception data D from the bus 2. ₂ May perform a bandwidth change process based on the data D transmitted to the bus 2.
[0054]
Next, referring to FIG. _a Bandwidth management device 1 which is a third variation of _d Will be described. In FIG. 16, the bandwidth management device 1 _c Includes a communication interface 41, a data buffer 42, a communication controller 43, a data collection unit 44, and a bus management unit 45.
[0055]
The communication interface 41 is the same as the communication interface 21 described above, and a description thereof will be omitted. As shown in FIG. 17, the data buffer 42 includes a data separator 421, an asynchronous data buffer 422, a synchronous data buffer 423, a NULL data separator 424, a NULL data counter 425, and a NULL data section notifier 426. It has. The data separating unit 421, the asynchronous data buffer 422, and the synchronous data buffer 423 are the same as the data separating unit 221, the asynchronous data buffer 222, and the synchronous data buffer 223 shown in FIG.
[0056]
The NULL data separation unit 414 outputs the synchronization data D separated by the data separation unit 421. _iso Are sequentially received, and the reception synchronization data D _iso In which time is not transmitted (hereinafter, NULL data section) T _null Is detected. That is, the NULL data separation unit 414 separates NULL data. Further, the NULL data separation unit 414 outputs the NULL data section T _null During the period, the next NULL data counter 425 stores the current NULL data section T. _null Electrical signal S indicating that _null Is sent. The NULL data counter 425 includes a clock CLK supplied from the outside and a synchronization signal S from the communication interface 21. _sync And the electric signal S from the NULL data separation unit 414 _null Receive. The NULL data counter 425 outputs the electric signal S _null Is counted up in synchronization with the input clock CLK only while receiving the synchronization signal S from the communication interface 21. _sync Is received, the NULL data section T _null The current count value is notified to the NULL data section notification unit 426. The NULL data section notification unit 426 outputs the synchronization signal S from the communication interface 21. _sync Is received, the NULL data section T received at the same time is received. _null Is passed to the data collection unit 44 at the subsequent stage.
[0057]
The communication controller 43 is the same as the communication controller 13 described above, and a description thereof will be omitted. The data collection unit 44 receives the NULL data section T from the NULL data section notification unit 426 described above. _null And the synchronization signal S _sync It notifies the bus management unit 45 every time.
[0058]
The bus management unit 45 is different from the bus management unit 25 of FIG. 10 in that the bus management unit 45 includes a bandwidth derivation unit 451 instead of the bandwidth derivation unit 251 as shown in FIG. Other than that, there is no difference between the two bus management units 25 and 45. Therefore, in FIG. 17, components corresponding to those in FIG. 10 are denoted by the same reference numerals, and their description is omitted.
[0059]
The bandwidth deriving unit 451 determines the NULL data section T notified by the data collecting unit 44. _null , The bandwidth BW currently used for each channel _av Is derived and notified to the bandwidth change control unit 152. More specifically, the bandwidth deriving unit 451 is configured by software, and includes a NULL data section T _null And bandwidth BW _av , Ie, the proportional expression F (T _null ) = BW _av = Δ × T _null (Δ is a constant) is held in advance. The bandwidth deriving unit 451 calculates the proportional expression F (T _null ), The notified NULL data section T _null To the bandwidth BW _av Is derived.
[0060]
Next, referring to FIG. 19, the bandwidth management device 1 having the above configuration will be described. _d The operation of will be described. During synchronous communication, the bandwidth management device 1 _d , The data buffer 42 stores the NULL data section T obtained as described above. _null Is transferred to the data collection unit 44 (FIG. 19; step S41). The data collection unit 44 receives the NULL data section T from the NULL data section notification unit 426 of the data buffer 42. _null And the synchronization signal S _sync For each collected NULL data section T _null Is notified to the bus management unit 45 (step S42). The bandwidth deriving unit 451 determines, for each of the notified channels, the currently used bandwidth BW _av Is calculated and notified to the bandwidth change control unit 152 (step S43). Hereinafter, the bandwidth management device 1 _d Then, the same processes as those in steps S14 to S15 in FIG. 7 are performed, and the description thereof is omitted here.
[0061]
As described above, the bandwidth management device 1 _d Is the bandwidth management device 1 _a From 1 _c As in node 3 ₁ Bandwidth BW assigned to _as Is forcibly released, so that an equal and optimum bandwidth can be allocated to each node 3 as compared with the related art. In addition, node 3 ₁ Bandwidth BW assigned to _as Than its node 3 ₁ Bandwidth BW actually used _av Is too large, the bandwidth management device 1 _c Is the bandwidth shortage of node 3 ₁ Can be assigned further. As a result, it is possible to avoid a state where the bandwidth is left in the bus 2, and it is possible to effectively use the bandwidth of the bus 2.
[0062]
Further, in the above-described modified example, the data collection unit 44 outputs the synchronization signal S _sync Each time, NULL data section T _null Has been passed to the bandwidth deriving unit 451, but the present invention is not limited to this. _sync These may be passed every time. Similarly, the bandwidth change control unit 153 controls the synchronization signal S _sync Although the bandwidth change process has been performed every time, the present invention is not limited to this. _sync The bandwidth change processing may be performed every time. Further, the bandwidth change control unit 153 further includes the node 3 in addition to the reception data D from the bus 2. ₂ May perform a bandwidth change process based on the data D transmitted to the bus 2.
[0063]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the bandwidth management device detects the bandwidth actually used in the data communication, and dynamically changes the bandwidth allocation in the data communication. Therefore, the bandwidth management device can forcibly release the bandwidth allocated to the node, so that the bandwidth can be allocated to each node more evenly and more efficiently than in the past. Also, if the node is actually using more bandwidth than the allocated amount, the bandwidth management device can also allocate the actual usage. As a result, it is possible to reduce the situation where the bandwidth of the bus is excessive, and it is also possible to realize effective use of the bus.
[0064]
According to the invention according to claim 2, the bandwidth changed by the bandwidth change control unit is notified to each node, so that each node can know the newly allocated bandwidth. Thereby, more efficient data communication can be performed.
[0065]
According to the invention according to claim 3, the bandwidth change control unit determines that the difference between the bandwidth currently used in the data communication and the bandwidth managed by the bandwidth management unit is too large. The bandwidth managed by the bandwidth management unit is changed to the bandwidth derived by the bandwidth derivation unit. As a result, the bandwidth change control unit does not need to update the meaningless bandwidth.
[0066]
According to the fourth aspect of the present invention, the currently used bandwidth is derived based on the power consumption of the bus driver. That is, since the bandwidth management device uses a bus driver that all the nodes have for data communication, it is possible to reduce the configuration added for the bandwidth management, and furthermore, it is currently used. The bandwidth can be easily derived.
[0067]
According to the invention according to claim 5, the currently used bandwidth is derived based on the write address of the synchronous data buffer. In other words, since the bandwidth management device uses a synchronous data buffer that all nodes have for data communication, it is possible to reduce the configuration added for bandwidth management, and furthermore, it is currently used. The bandwidth can be easily derived.
[0068]
According to the invention according to claim 6, the currently used bandwidth is derived based on the depth of the FIFO buffer. That is, since the bandwidth management device uses a FIFO buffer that all the nodes may have for data communication, it is possible to reduce the configuration added for bandwidth management, and Thus, it is possible to easily derive the currently used bandwidth.
[0069]
According to the invention according to claim 7, it is possible to derive the currently used bandwidth based on the length of the NULL data section in which no synchronous data is transmitted.
[0070]
According to the invention of claim 8, similarly to the invention of claim 1, it becomes possible to allocate a bandwidth to each node more evenly and more efficiently than in the past. It is possible to reduce the situation where the bandwidth of the bus is surplus, and it is also possible to realize effective use of the bus.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a bandwidth management device 1 according to a first embodiment of the present invention. _a 1 is a block diagram illustrating a configuration of a data transmission system S including:
FIG. 2 is a block diagram showing a detailed configuration of a communication interface 11 of FIG.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a detailed configuration of a bus drive driver 111 of FIG. 2;
4 is a synchronizing signal S set to data D transmitted by the data transmission system S of FIG. _sync FIG.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a detailed configuration of a power consumption detection unit 112 in FIG. 2;
FIG. 6 is a block diagram showing a detailed configuration of a bus management unit 15 of FIG.
FIG. 7 is a bandwidth management device 1 of FIG. _a 5 is a flowchart showing the operation of the embodiment.
8 is a bandwidth management device 1 shown in FIG. _a Bandwidth management device 1 which is a first variation of _b FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of FIG.
FIG. 9 is a block diagram showing a detailed configuration of a data buffer 22 shown in FIG.
FIG. 10 is a block diagram showing a detailed configuration of a bus management unit 25 shown in FIG.
FIG. 11 shows the bandwidth management device 1 of FIG. _b 5 is a flowchart showing the operation of the embodiment.
FIG. 12 shows a bandwidth management device 1 shown in FIG. _a Bandwidth management device 1 which is a second modified example of _c FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of FIG.
FIG. 13 is a block diagram showing a detailed configuration of a data buffer 32 of FIG.
14 is a block diagram illustrating a detailed configuration of a bus management unit 35 of FIG.
FIG. 15 shows the bandwidth management device 1 of FIG. _c 5 is a flowchart showing the operation of the embodiment.
FIG. 16 shows a bandwidth management device 1 shown in FIG. _a Bandwidth management device 1 which is a third variation of _d FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of FIG.
FIG. 17 is a block diagram showing a detailed configuration of a data buffer 42 of FIG.
18 is a block diagram illustrating a detailed configuration of a bus management unit 45 in FIG.
FIG. 19 shows the bandwidth management device 1 of FIG. _d 5 is a flowchart showing the operation of the embodiment.
[Explanation of symbols]
1 _a ~ 1 _d ... Bandwidth management device
11, 21, 31, 41 ... communication interface
111 Bus drive driver
113 ... Receiver
112 ... Power consumption detection unit
114 ... I / V conversion unit
115 ... A / D converter
116: Power consumption integration unit
117: Power consumption notification unit
12, 22, 32, 42 ... data buffer
221, 321, 421 data separation unit
222, 322, 422 ... asynchronous data buffer
223, 423: Synchronous data buffer
224 ... Address control unit
225: Address information notification unit
323 ... FIFO buffer
324: depth counter control unit
325: Depth counter information notification unit
424: NULL data separation unit
425: NULL data counter
426... NULL data section notification unit
13, 23, 33, 43 ... communication controller
14, 24, 34, 44 ... data collection unit
11, 21, 31, 41: Bus management unit
151,251,351,451 ... Bandwidth derivation unit
152: bandwidth management unit
153 bandwidth change control unit
154: bandwidth change notification unit

Claims

A bandwidth management device for managing bandwidth used for data communication between a plurality of nodes connected on a bus,
A bandwidth management unit that manages a bandwidth currently allocated to the data communication,
A bandwidth deriving unit for deriving a bandwidth currently used in the data communication,
Based on the bandwidth derived by the bandwidth deriving unit, comprising a bandwidth change control unit that is managed by the bandwidth management unit and that changes the bandwidth allocated to the data communication. apparatus.

The bandwidth management device according to claim 1, further comprising a bandwidth change notification unit that creates a message for notifying each of the nodes of the bandwidth changed by the bandwidth change control unit.

The bandwidth change control unit,
An absolute value calculation unit that calculates an absolute value of a difference between the bandwidth derived by the bandwidth derivation unit and the bandwidth currently managed by the bandwidth management unit and used in the data communication.
When the absolute value calculated by the absolute value calculation unit is equal to or greater than a predetermined value, the bandwidth managed by the bandwidth management unit is changed to the bandwidth derived by the bandwidth derivation unit. The bandwidth management device according to claim 1, further comprising a bandwidth changing unit.

The bandwidth management device,
A bus drive driver for receiving data transmitted on the bus;
A power consumption detection unit that detects power consumption of the bus drive driver,
The bandwidth management device according to claim 1, wherein the bandwidth deriving unit derives a bandwidth currently used in the data communication based on the power consumption detected by the power consumption detecting unit.

The bandwidth management device,
A synchronous data buffer that stores synchronous data transmitted on the bus, an address control unit that controls a write address of the synchronous data buffer,
An address information notifying unit that calculates an address change amount when synchronous data is written in the synchronous data buffer, or a length of synchronous data written to the synchronous data buffer, based on a write address from the address control unit; Further comprising
2. The bandwidth deriving unit according to claim 1, wherein the bandwidth deriving unit derives a bandwidth currently used in the data communication based on the address change amount or the length of the synchronization data calculated by the address information notifying unit. Bandwidth management device.

The bandwidth management device,
A FIFO buffer for storing synchronous data transmitted on the bus;
A depth counter control unit for controlling a write address of the FIFO buffer;
A depth counter information notification unit that counts the depth of the FIFO buffer based on a write address from the depth counter control unit,
The bandwidth management device according to claim 1, wherein the bandwidth derivation unit derives a bandwidth currently used in the data communication based on the depth counted by the depth counter information notification unit.

The bandwidth management device,
A NULL data separating unit that receives synchronous data transmitted on the bus and separates NULL data for which the synchronous data is not transmitted on the bus;
A NULL data counter that counts a time section from the start to the end of the NULL data separated by the NULL data separation unit,
The bandwidth management device according to claim 1, wherein the bandwidth deriving unit derives a bandwidth currently used in the data communication based on a time section counted by the NULL data counter.

A method for managing bandwidth used for data communication between a plurality of nodes connected on a bus,
A bandwidth deriving step of deriving a bandwidth currently used in the data communication,
A bandwidth change control step of changing a bandwidth managed in advance and assigned to the data communication based on the bandwidth derived in the bandwidth derivation step.