JP2006319505A - Ieee1394マスタ−スレーブ通信方法、通信システム、マスタ装置、スレーブ装置及びicチップ - Google Patents

Ieee1394マスタ−スレーブ通信方法、通信システム、マスタ装置、スレーブ装置及びicチップ Download PDF

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Abstract

【課題】IEEE1394ネットワーク上に接続されたマスタ装置とスレーブ装置とでデータ交換を行う通信システムに於いて、スレーブ装置がマスタ装置からの指令データを受信したかどうかをマスタ装置で検出することを目的とする。
【解決手段】マスタ装置からのデータ受信の際、マスタ装置からデータを受信したアイソクロナスチャネルをスレーブ装置のIEEE1394リンク部内に記憶し、スレーブ装置が応答データを送信する際に前記記憶を応答データに付加することによって、スレーブ装置がマスタ装置からの指令データを受信したかどうかをマスタ装置に通知できる。
【選択図】図3

Description

本発明は、IEEE1394に接続されたマスタ装置とスレーブ装置からなる通信システムに関し、特に送信データの送達確認に係る通信方法に関する。
図4に示す様な、IEEE1394ネットワーク上に接続された1局のマスタ装置とN局のスレーブ装置とでデータ交換を行う通信システムに於いて、マスタ装置からスレーブ装置への指令データとスレーブ装置からマスタ装置への応答データの転送に帯域の保証が必要な場合、125μs毎のデータ転送が保証されるアイソクロナス転送が使用される。
しかしながら、アイソクロナス転送はマスタ装置が送信した指令データをスレーブ装置が受信する保証が無く、また、送達確認の方法も無いという問題があった。
そこで、従来は、スレーブ装置の受信確認の方法として、スレーブ装置が所定のアイソクロナスサイクルで受信すべきパケットデータを受信したか否かを判断する判断手段を実装し、上記判断を行ったアイソクロナスサイクルの次のアイソクロナスサイクルにて、上記判断結果をマスタ装置へアシンクロナス転送で通知していた(例えば、特許文献1参照)。
図8はマスタ装置と1局のスレーブ装置が1対1で通信する通信システムで、従来の受信失敗検出方法を示す例である。図8においては、上記マスタ−スレーブ装置間のアイソクロナスサイクルN、N+1の2アイソクロナスサイクル分の通信が示されている。
アイソクロナスサイクルN+1において、マスタ装置はサイクルスタートパケット送信後、指令データ(N+1)をアイソクロナス転送にて送信する。スレーブ装置は指令データ受信後、アシンクロナス転送にて1つ前のアイソクロナスサイクルでの指令データ(N)に対する応答データ(N)をマスタ装置に送信する。この応答データ(N)に、受信判断手段による指令データ(N)の受信判断結果を付加することで、受信確認を実現している。すなわち、指令データ(N)の受信判断結果はアイソクロナスサイクルN+1においてスレーブ装置からマスタ装置へ通知される。
このように、従来の方法では受信したか否かを判断する判断手段を必要とし、次のアイソクロナスサイクルで判断結果を通知するという手順がとられていた。
特開2003−110565号公報(第4−6頁、図6)
しかしながら、従来の技術では、マスタ装置が送信した指令データの送達確認をするには、スレーブ装置に指令データを受信できたか否かを判断する判断手段を実装しなければならず、またその判定結果をマスタ装置へ通知するまでに1アイソクロナスサイクルの遅れが生じていた。
また、仮にスレーブ装置の指令データを同一アイソクロナスサイクル内で処理し応答データの送信を行った場合でも、アシンクロナス転送を使用した応答データ返信ではAckやレスポンスパケットを伴う上、帯域が保証されないため、同一アイソクロナスサイクル中にマスタ装置が応答データを受信できる保証はない。
マスタ−スレーブ装置間で定周期にデータを授受する通信システムでは、送達確認の遅れは通信周期短縮の妨げになる。特に、制御装置などで高速な定周期通信が要求されるシステムでは、1アイソクロナスサイクルの遅れでも影響は大きい。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、スレーブ装置がマスタ装置の指令データを受信したアイソクロナスサイクル内でマスタ装置に受信結果を通知できるようにすることを目的とする。
上記問題を解決するため、本発明は、次のようにしたのである。
請求項1に記載の発明は、IEEE1394ネットワークに接続されたマスタ装置とスレーブ装置とからなり、前記マスタ装置と前記スレーブ装置がアイソクロナス転送によりデータの送受信を行う通信システムにおいて、前記マスタ装置をサイクル・マスタとし、前記スレーブ装置はマスタ装置からのデータ受信時にIEEE1394リンク部がアイソクロナスチャネルからの受信の状態を記憶し、マスタ装置へデータ送信時に、IEEE1394リンク部が前記アイソクロナスチャネルの受信状態を送信データに付加して送信し、前記マスタ装置は前記スレーブ装置からの受信データに付加された前記アイソクロナスチャネルの受信状態を参照して前記スレーブ装置へのデータの送達確認を行うことを特徴とするものである。
請求項2に記載の発明は、IEEE1394ネットワークに接続されたマスタ装置とスレーブ装置とからなり、前記マスタ装置と前記スレーブ装置がアイソクロナス転送によりデータの送受信を行う通信システムにおいて、前記スレーブ装置は、前記データを受信したアイソクロナスチャネルを記憶する第1記憶部を備え、前記マスタ装置は、前記データを送信したアイソクロナスチャネルを記憶する第2記憶部と、前記スレーブ装置からの受信データに付加された前記第1記憶部の内容を記憶する第3記憶部と、を備えたことを特徴とするものである。
請求項3に記載の発明は、IEEE1394ネットワークに接続されるIEEE1394PHY部と、前記IEEE1394PHY部と送受信データを交換するIEEE1394リンク部と、受信データを元に演算処理を実行し送信データを作成するホストCPU部と、を備え、IEEE1394ネットワークに接続されたマスタ装置とアイソクロナス転送によりデータの送受信を行うスレーブ装置において、前記IEEE1394リンク部は、前記データを受信したアイソクロナスチャネルを記憶する第1記憶部を備えたことを特徴とするものである。
請求項4に記載の発明は、前記第1記憶部の内容を送信データに付加して送信する送信制御部を備えたことを特徴とするものである。
請求項5に記載の発明は、IEEE1394ネットワークに接続されるIEEE1394PHY部と、前記IEEE1394PHY部と送受信データを交換するIEEE1394リンク部と、受信データを元に演算処理を実行し送信データを作成するホストCPU部と、を備え、データを受信したアイソクロナスチャネルを記憶する第1記憶部を備えたスレーブ装置とアイソクロナス転送によりデータの送受信を行うマスタ装置において、前記IEEE1394リンク部は、前記データを送信したアイソクロナスチャネルを記憶する第2記憶部と、前記スレーブ装置からの受信データに付加された前記第1記憶部の内容を記憶する第3記憶部と、を備えたことを特徴とするものである。
請求項6に記載の発明は、前記データ送信時に、前記第2記憶部を更新する送信制御部と、前記データ受信時に、前記受信データに付加された第1記憶部の内容で前記第3記憶部を更新する受信制御部と、を備えたことを特徴とするものである。
請求項7に記載の発明は、IEEE1394ネットワークに接続するためのICチップにおいて、データを送信または受信したアイソクロナスチャネルを記憶する第1記憶部を備えたことを特徴とするものである。
請求項8に記載の発明は、IEEE1394ネットワークに接続するための第1接続部と第2接続部を備えたICチップにおいて、前記第1接続部は、データを受信したアイソクロナスチャネルを記憶する第1記憶部を備え、前記第2接続部は、データを送信したアイソクロナスチャネルを記憶する第2記憶部と、受信したデータに付加された情報を記憶する第3記憶部と、を備え、前記データに付加された情報は、通信相手がデータを受信したアイソクロナスチャネルを記憶する前記通信相手が備える記憶部の内容であることを特徴とするものである。
請求項1、2に記載の発明によると、IEEE1394ネットワークに接続されたマスタ装置とスレーブ装置からなり、アイソクロナス転送により定周期で送受信を行う通信システムにおいて、スレーブ装置は自局の受信状態をアイソクロナスサイクル遅れが発生することなくマスタ装置へ通知することができるので、通信の信頼性が向上する。
請求項3、4に記載の発明によると、スレーブ装置は所定のアイソクロナスサイクルで受信すべきパケットデータを受信したか否かを判断しマスタ装置に通知する処理をホストCPU部で実装する必要がなくなる。また、IEEE1394リンク部にて処理を行うことでその受信状態を同一アイソクロナスサイクル内のスレーブ装置の送信にてマスタ装置に通知することができるので、通信の信頼性が向上する。
請求項5、6に記載の発明によると、マスタ装置はIEEE1394リンク部のレジスタを参照するだけで、スレーブ装置へ送信した指令データの送達確認を行うことができる。
請求項7、8に記載の発明によると、アイソクロナス転送による通信の受信確認が可能な装置またはシステムを構成することができるので、通信の信頼性が向上する。
以下、本発明の方法の具体的実施例について、図に基づいて説明する。
図1は、本発明におけるスレーブ装置の例を示す図である。図1においてスレーブ装置1は、マスタ装置とアイソクロナス転送により送受信を行うIEEE1394PHY部10と、IEEE1394PHY部10と送受信データを交換するIEEE1394リンク部11と、受信データを元に演算処理を実行し送信データを作成するホストCPU部12を備えている。
IEEE1394PHY部10は、IEEE1394ネットワークに接続され、論理信号を実際の電気的な信号に変換するものである。
IEEE1394リンク部11は、IEEE1394PHY部10が受信したマスタ装置からの指令データを格納する受信バッファ110と、データを受信したアイソクロナスチャネルを記憶する受信アイソクロナスチャネル記憶レジスタ111(第1記憶部)と、受信アイクロナスチャネル記憶レジスタ111をクリア及び更新し、受信バッファ110を更新する受信制御部113と、送信データを格納する送信バッファ112と、送信バッファ112に格納されたデータに受信アイソクロナスチャネル記憶レジスタ111の内容を付加して送信する送信制御部114とを備えている。
ホストCPU部12は、受信したデータを記憶する受信データ記憶部120と、受信データ記憶部120のデータを処理する演算処理部121と、演算処理部121で演算した処理結果によるマスタ装置への送信データを記憶する送信データ記憶部122を備えている。
IEEE1394リンク部11は、マスタ装置からの指令データを受信する前に受信制御部113が受信アイソクロナスチャネル記憶レジスタ111をクリアし、マスタ装置からの指令データを受信すると、受信制御部113が受信データを受信バッファ110に格納し、受信アイソクロナスチャネル記憶レジスタ111にデータを受信したアイソクロナスチャネルを記録し、送信制御部114に受信アイソクロナス記憶レジスタ111の更新を通知する。受信アイソクロナスチャネル記憶レジスタ111の内容は、送信制御部114が送信データを送信バッファ112から読み出した際に、送信データに付加してIEEE1394PHY部10に転送する。受信バッファ110からデータを取り出し受信データ記憶部120に格納するタイミングと、送信データ記憶部122のデータを送信バッファ112に格納するタイミングは演算処理部121での処理内容による。
図2は、本発明におけるマスタ装置の例を示す図である。図2においてマスタ2は、スレーブ装置とアイソクロナス転送により送受信を行うIEEE1394PHY部20と、IEEE1394PHY部20と送受信データを交換するIEEE1394リンク部21と、受信データを元に演算処理を実行し送信データを作成するホストCPU部22を備えている。
IEEE1394PHY部20は、IEEE1394ネットワークに接続され、論理信号を実際の電気的な信号に変換するものである。
IEEE1394リンク部21は、IEEE1394PHY部20が受信したスレーブ装置からの応答データを格納する受信バッファ210と、データを送信したアイソクロナスチャネルを記録した送信アイソクロナスチャネル記憶レジスタ213(第2記憶部)と、受信した応答データに付加されている受信アイソクロナスチャネル記憶レジスタ111の内容を記憶するスレーブ受信状態レジスタ211(第3記憶部)と、スレーブ受信状態レジスタ211をクリア及び更新し、送信アイソクロナスチャネル記憶レジスタ213をクリアし、受信バッファ210を更新する受信制御部214と、送信データを格納する送信バッファ212と、送信バッファ212に格納されたデータを送信し、送信アイソクロナスチャネル記憶レジスタ213を更新する送信制御部215とを備えている。
IEEE1394リンク部21は、スレーブ装置へ指令データを送信する前に受信制御部214がスレーブ受信状態レジスタ211と送信アイソクロナスチャネル記憶レジスタ213をクリアし、スレーブ装置へ指令データを送信する時、送信制御部215がその送信に使用したアイソクロナスチャネルを送信アイソクロナスチャネル記憶レジスタ213に記録する。スレーブ装置へ指令データ送信後、スレーブ装置からの応答データを受信すると、受信制御部214が応答データ中の受信アイソクロナスチャネル記憶レジスタ111の内容以外の情報を受信バッファ210に格納すると共に、応答データに付加された受信アイソクロナスチャネル記憶レジスタ111の内容でスレーブ受信状態レジスタ211を更新する。
ホストCPU部22の演算処理部221は、スレーブ受信状態レジスタ211と送信アイソクロナスチャネルレジスタ213の内容を比較し、指令データをスレーブ装置が受信したかどうかを判定する。演算処理部221は、この判定結果と受信データ記憶部220の応答データを基に、演算を行い次の指令データを作成する。
図3は、本発明の方法による通信タイミングの例を示す図であり、マスタ−スレーブ装置間のアイソクロナスサイクルNおよびN+1の2アイソクロナスサイクル分の通信が示されている。なお、簡略のため、本図においては、マスタ装置と1局のスレーブ装置が1対1で通信する通信システムを示しているが、その構成比が1:Nであっても構わない。
アイソクロナスサイクルNにおいて、マスタ装置はサイクルスタートパケット送信後、指令データ(N)をアイソクロナス転送にて送信する。スレーブ装置は指令データを受信する際、チャネル記憶レジスタに自局が受信したアイソクロナスチャネルを、アイソクロナスチャネル記憶レジスタ111に保存する。スレーブ装置は指令データ受信後、アイソクロナス転送にて指令データ(N)に対する応答データ(N)をマスタ装置に送信する。この応答データ(N)に、指令データの送達確認情報として、受信の際更新した指令データ(N)の受信結果を反映した受信アイソクロナスチャネル記憶レジスタ111の内容を付加する。
図5は、図1に示すスレーブ装置の実施例におけるIEEE1394リンク部11の送受信処理シーケンスを示す図である。本処理は、例えばサイクルスタートパケット受信タイミングなどの、アイソクロナスサイクルの開始タイミングで起動される処理である。
送受信処理が起動されると、受信制御部113が受信アイソクロナスチャネル記憶レジスタ111をクリアし(S101)、続いてマスタ装置から受信した指令データを受信バッファ110に格納する(S102)。その時、指令データを受信したアイソクロナスチャネルを受信アイソクロナスチャネル記憶レジスタ111に記憶する(S103)。その後、送信制御部114が送信バッファ112から送信データを読み出し、送信データに受信アイソクロナスチャネル記憶レジスタ111の内容を付加して送信する(S104)。
図6は、図2の実施例におけるマスタ装置の送受信処理シーケンスを示す図である。本処理は、アイソクロナスサイクルに同期して毎周期起動される。
最初に送信制御部はサイクルスタートパケットを送信し(S201)、送信アイソクロナスチャネル記憶レジスタ213をクリア(S202)する。この時、受信制御部214はスレーブ受信状態レジスタ211をクリアする(S203)。続いて、スレーブ装置に対して指令データを送信し(S204)、その時使用したアイソクロナスチャネルを、送信アイソクロナスチャネル記憶レジスタ213に記録する(S205)。ここで、接続されたスレーブ装置が複数ある場合、S204とS205をスレーブ装置数分繰り返す。その後、スレーブ装置からの応答データを受信すると、受信データから受信アイソクロナスチャネル記憶レジスタ111の情報を削除して、受信バッファ210に格納し(S206)、同情報でスレーブ受信状態レジスタ211を更新する(S207)。ここでも、接続されたスレーブ装置が複数ある場合、S206とS207をスレーブ装置数分繰り返す。
図7は、受信アイソクロナスチャネル記憶レジスタ111、スレーブ受信状態レジスタ211、および送信アイソクロナスチャネル記憶レジスタ213の具体例である。
レジスタはチャネル毎に1ビットが割り付けられている。ここでは32チャネルまでしか示していないが、IEEE1394では64チャネルまで使用できるので、さらに拡張することもできる。
受信アイソクロナスチャネル記憶レジスタ111およびスレーブ受信状態レジスタ211では、0が「データ未受信」、1が「データ正常受信」を意味する。送信アイソクロナスチャネル記憶レジスタ213は、0が「未送信」、1が「送信完了」を示す。
1:Nの通信システムの場合、マスタ装置は指令データ送信に使用するアイソクロナスチャネルをスレーブ装置別に唯一となる様に割り付けることで、スレーブ受信状態レジスタ211、および送信アイソクロナスチャネル記憶レジスタ213の該当ビットが更新される。
従って、マスタ装置はスレーブ受信状態レジスタ211、および送信アイソクロナスチャネル記憶レジスタ213の論理積をとることで指令データの受信に失敗したスレーブ装置を抽出することができる。
このように、IEEE1394に接続され、アイソクロナス転送にてデータ交換を行うマスタ−スレーブ通信システムにおいて、マスタ装置からの指令データを受信したアイソクロナスチャネルを、IEEE1394リンク部内のアイソクロナスチャネル記憶レジスタに保存し、そのレジスタの情報を応答データに付加して送信することで、マスタ装置にスレーブ装置が指令データの受信に失敗したかどうかを通知する事ができる。
また、アイソクロナスチャネル記憶レジスタに保存し、そのレジスタの情報を応答データに付加する処理をIEEE1394リンク部が行うので、実行時間が短縮され、その結果マスタ装置は指令データを送信したアイソクロナスサイクル内に、指令データの送達確認ができる。
なお、IEEE1394リンク部11、21は、それぞれIEEE1394リンクチップ(ICチップ)として実現してもよく、両者を含めて1つのIEEE1394リンクチップ(ICチップ)として実現してもよい。
また、IEEE1394PHY部10とIEEE1394リンク部11とを備えた1つのICチップとして実現してもよく、IEEE1394PHY部20とIEEE1394リンク部21とを備えた1つのICチップとして実現してもよい。さらには、少なくともIEEE1394リンク部11が設けられた第1接続部と、少なくともIEEE1394リンク部21が設けられた第2接続部と、を備えた1つのICチップとして実現してもよい。
本発明は、IEEE1394で接続された機器間の通信に広く利用できる。具体的には、アイソクロナス転送を利用したコントローラとサーボ間の制御通信の様な同期を伴うサイクリック通信にて、リトライなどの機能を実現しようとする際に、効率の良い送達確認方法として適用できる。
本発明を適用するスレーブ装置の構成を示すブロック図 本発明を適用するマスタ装置の構成を示すブロック図 本発明の方法による通信タイミングの例を示す図 本発明を適用する通信システムの構成示す図 本発明の方法によるスレーブ装置の送受信処理シーケンスを示す図 本発明の方法によるマスタ装置の送受信処理シーケンスを示す図 本発明の方法によるレジスタの具体例を示す図 従来の方法による通信タイミングを示す図
符号の説明
1 スレーブ装置
10 IEEE1394PHY部
11 IEEE1394リンク部
110 受信バッファ
111 受信アイソクロナスチャネル記憶レジスタ
112 送信バッファ
113 受信制御部
114 送信制御部
12 ホストCPU部
120 受信データ記憶部
121 演算処理部
122 送信データ記憶部
2 マスタ装置
20 IEEE1394PHY部
21 IEEE1394リンク部
210 受信バッファ
211 スレーブ受信状態レジスタ
212 送信バッファ
213 送信アイソクロナスチャネル記憶レジスタ
214 受信制御部
215 送信制御部
22 ホストCPU部
220 受信データ記憶部
221 演算処理部
222 送信データ記憶部

Claims (8)

  1. IEEE1394ネットワークに接続されたマスタ装置とスレーブ装置とからなり、前記マスタ装置と前記スレーブ装置がアイソクロナス転送によりデータの送受信を行う通信システムにおいて、
    前記マスタ装置をサイクル・マスタとし、
    前記スレーブ装置はマスタ装置からのデータ受信時にIEEE1394リンク部がアイソクロナスチャネルからの受信の状態を記憶し、
    マスタ装置へデータ送信時に、IEEE1394リンク部が前記アイソクロナスチャネルの受信状態を送信データに付加して送信し、
    前記マスタ装置は前記スレーブ装置からの受信データに付加された前記アイソクロナスチャネルの受信状態を参照して前記スレーブ装置へのデータの送達確認を行うことを特徴とするIEEE1394マスタ−スレーブ通信方法。
  2. IEEE1394ネットワークに接続されたマスタ装置とスレーブ装置とからなり、前記マスタ装置と前記スレーブ装置がアイソクロナス転送によりデータの送受信を行う通信システムにおいて、
    前記スレーブ装置は、前記データを受信したアイソクロナスチャネルを記憶する第1記憶部を備え、
    前記マスタ装置は、前記データを送信したアイソクロナスチャネルを記憶する第2記憶部と、前記スレーブ装置からの受信データに付加された前記第1記憶部の内容を記憶する第3記憶部と、を備えたことを特徴とする通信システム。
  3. IEEE1394ネットワークに接続されるIEEE1394PHY部と、前記IEEE1394PHY部と送受信データを交換するIEEE1394リンク部と、受信データを元に演算処理を実行し送信データを作成するホストCPU部と、を備え、IEEE1394ネットワークに接続されたマスタ装置とアイソクロナス転送によりデータの送受信を行うスレーブ装置において、
    前記IEEE1394リンク部は、前記データを受信したアイソクロナスチャネルを記憶する第1記憶部を備えたことを特徴とするスレーブ装置。
  4. 前記第1記憶部の内容を送信データに付加して送信する送信制御部を備えたことを特徴とする請求項3記載のスレーブ装置。
  5. IEEE1394ネットワークに接続されるIEEE1394PHY部と、前記IEEE1394PHY部と送受信データを交換するIEEE1394リンク部と、受信データを元に演算処理を実行し送信データを作成するホストCPU部と、を備え、データを受信したアイソクロナスチャネルを記憶する第1記憶部を備えたスレーブ装置とアイソクロナス転送によりデータの送受信を行うマスタ装置において、
    前記IEEE1394リンク部は、前記データを送信したアイソクロナスチャネルを記憶する第2記憶部と、
    前記スレーブ装置からの受信データに付加された前記第1記憶部の内容を記憶する第3記憶部と、を備えたことを特徴とするマスタ装置。
  6. 前記データ送信時に、前記第2記憶部を更新する送信制御部と、
    前記データ受信時に、前記受信データに付加された第1記憶部の内容で前記第3記憶部を更新する受信制御部と、を備えたことを特徴とする請求項5記載のマスタ装置。
  7. IEEE1394ネットワークに接続するためのICチップにおいて、
    データを送信または受信したアイソクロナスチャネルを記憶する第1記憶部を備えたことを特徴とするICチップ。
  8. IEEE1394ネットワークに接続するための第1接続部と第2接続部を備えたICチップにおいて、
    前記第1接続部は、データを受信したアイソクロナスチャネルを記憶する第1記憶部を備え、
    前記第2接続部は、データを送信したアイソクロナスチャネルを記憶する第2記憶部と、
    受信したデータに付加された情報を記憶する第3記憶部と、を備え、
    前記データに付加された情報は、通信相手がデータを受信したアイソクロナスチャネルを記憶する前記通信相手が備える記憶部の内容であることを特徴とするICチップ。
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