JP2010141495A - インターフェース装置及び再同期化方法 - Google Patents

Abstract

【課題】同期ロストによって発生するデータ転送の中断時間を短縮することのできるインターフェース装置を提供する。
【解決手段】インターフェース回路の物理層処理回路３０は、同期ロストの発生を検出したときに検出信号ＳＧ１を生成する同期化判定回路３２と、検出信号ＳＧ１に応じてステート遷移抑止信号ＳＧ３を接続管理ステートマシン３１に出力するタイマ３５とを備える。接続管理ステートマシン３１では、ステート遷移抑止信号ＳＧ３によって、アクティブステートからサスペンド・イニシエータステートに遷移することが抑止される。そして、受信ポートステートマシン３３及び送信ポートステートマシン３４は、同期ロストの検出に応じて、アクティブステートにてポートの再同期化を開始する。
【選択図】図２

Description

本発明は、インターフェース装置及び再同期化方法に関するものである。

近年、大量の音声や画像データを扱うパーソナルコンピュータ、デジタルビデオカメラやカラーページプリンタといったノード間を互いに結ぶシリアルインターフェースの一つとしてＩＥＥＥ１３９４ｂ規格が注目されている。

この種の規格に準拠したデータ転送方式では、送信側ノードのポートにおいて、送信される８ビットデータに対してスクランブル処理が施され、その処理後の８ビットデータに対して８ビット／１０ビットコード変換が行われる。そして、送信側ノードのポートから上記変換後の１０ビットデータが受信側ノードのポートに送信される。受信側ノードのポートでは、受信した１０ビットデータに対して１０ビット／８ビットコード変換が行われ、変換された８ビットデータに対してデスクランブル処理が施される。また、受信側ノードでは、受信した１０ビットデータが１０ビット／８ビットコード変換表に存在するか否かが判定され、送信側ノードとの間で正常にデータの送受信が行われているかが確認される。このときに、送信側ノードと受信側ノードとのポート間を結ぶバスケーブルに静電気などによって瞬間的なノイズが乗ると、受信側ノードにおいて、１０ビット／８ビットコード変換表に存在しない異常な１０ビットデータが受信される可能性が発生する。異常な１０ビットデータが所定回数連続して受信されると、受信側ノードにおいて、送信側ノードとの間で正常にデータの送受信が行われていないと判断され、両ノードのポート間の同期が外れた（ロストした）と判定される。これにより、両ノードのポート間を結ぶバスケーブルが論理的に切断されるため、両ノード間のデータ転送が中断されてしまう。但し、ＩＥＥＥ１３９４ｂ規格に準拠したデータ転送方式では、瞬間的なノイズによってデータ転送が中断されても、データ転送が可能な状態に自動的に復帰されるようになっている。

詳述すると、図１３に示すように、各ノードのポートがアクティブステート（活性状態）のときに同期外れ（同期ロスト）が発生すると（ステップＳ１）、各ポートがサスペンド・イニシエータステート（停止状態）に遷移する（ステップＳ２）。つぎに、相手ノードの切断処理が完了すると（ステップＳ３でＹＥＳ）、各ポートは約１０ｍｓ待機（ウエイト）した（ステップＳ４）後に、自動的にサスペンドステートに遷移し（ステップＳ５）、さらにディスコネクトステートに遷移する（ステップＳ６）。その後、約９０ｍｓ待機した上で（ステップＳ７）、相手ノードからのトーン信号が検出されると（ステップＳ８でＹＥＳ）、さらに約３５０ｍｓ待機して（ステップＳ９）、スピードネゴシエーションが実施される（ステップＳ１０）。このスピードネゴシエーションが正常に完了すると、各ポートがアンテストステートに遷移され（ステップＳ１１）、ポート間の再同期化（同期化）が実施される（ステップＳ１２）。ポート間の再同期化が完了すると、ループテストが実施され（ステップＳ１３）、トポロジ内にループが検出されなければ各ポートがアクティブステートに遷移される（ステップＳ１４）。そして、バスリセットを実施（ステップＳ１５）することによって、データ転送が可能な状態に復帰させることができる。

なお、上記従来技術に関連する先行技術として、特許文献１が開示されている。
特開２００４−７２７７０号公報

ところが、従来の方法では、上記ステップＳ１〜Ｓ１６の一連の処理を完了するまでに、すなわち同期外れが発生してからデータ転送が可能な状態に復帰するまでに約６００〜７００ｍｓという多大な時間を要する。すなわち、バスケーブルに瞬間的なノイズが発生しただけで物理的な切断がない場合であっても、長い時間データ転送が中断されてしまう。従って、映像や音声データを転送中にノイズによって同期外れが発生すると、約６００〜７００ｍｓだけデータ転送が中断されるため、転送中の映像や音声データが途切れてしまうという問題がある。

本発明の目的は、同期外れによって発生するデータ転送の中断時間を短縮することのできるインターフェース装置及び再同期化方法を提供することにある。

上記目的は、前記自ノードのポート毎に対応して設けられ、該ポートの同期が外れた場合に、該ポートを活性状態から停止状態に遷移させる接続管理ステートマシンと、前記同期外れが検出されたときに、前記活性状態から前記停止状態への遷移を抑止するステート遷移抑止信号を生成するステート遷移抑止回路と、前記同期外れの検出に基づいて、前記活性状態にて前記自ノードのポートの再同期化を開始する同期化用ステートマシンと、を備えるインターフェース装置により達成される。

また、前記ＩＥＥＥ１３９４ｂポートの同期外れが発生した場合に、該ＩＥＥＥ１３９４ｂポートが活性状態から停止状態に遷移することを抑止し、前記活性状態にて前記ＩＥＥＥ１３９４ｂポートの再同期化を開始する再同期化方法により達成される。

この構成によれば、同期外れが発生したときに、自ノードのポートが活性状態から停止状態に遷移されることが抑止される。これにより、同期外れが発生しても活性状態が維持され、その活性状態において再同期化を開始することができる。換言すると、同期外れが発生した後に、図１３に示したステップＳ２〜Ｓ１１，Ｓ１３，Ｓ１４の処理を行うことなく再同期化を開始することができる。従って、同期外れの発生から再同期化が完了するまでの時間を短縮することができ、ひいては同期外れによって発生するデータ転送の中断時間を短縮することができる。

開示のインターフェース装置によれば、同期外れによって発生するデータ転送の中断時間を短縮することができるという効果を奏する。

以下、本発明を具体化した第１実施形態を図１〜図７に従って説明する。
図５は、ＩＥＥＥ１３９４ｂ規格に準拠したシステム構成（トポロジ）を示す。ノードＡにはＩＥＥＥ１３９４ｂバスケーブル（バスケーブル）１ａを介してノードＢが接続され、ノードＢにはバスケーブル１ｂを介してノードＣが接続され、ノードＣにはバスケーブル１ｃを介してノードＤが接続されている。なお、ノードＡ〜Ｄは、例えばパーソナルコンピュータ、プリンタ、デジタルカメラ、デジタルＶＴＲ等の接続ポイントの総称である。

ノードＡは、図１に示すインターフェース回路１０を備える。なお、ノードＢ〜ＤもノードＡと同様にインターフェース回路１０を備える。
図１に示すように、インターフェース回路１０は、ＩＥＥＥ１３９４ｂポート（ポート）２０と、物理層処理回路３０と、リンク層処理回路４０とを含む。ポート２０は、送信回路２１と受信回路２２とを備えている。送信回路２１はバスケーブル１ａを介してノードＢの受信回路２２と接続され、物理層処理回路３０から入力される電気信号（送信データ）をＩＥＥＥ１３９４ｂ規格の電気信号に変換して相手ノード（他ノード）Ｂの受信回路２２に送信する。具体的には、送信回路２１は、物理層処理回路３０から入力される電気信号（８ビットデータ）に対してスクランブル処理を施し、その処理後の電気信号を８ビット／１０ビットコード変換し、変換後の１０ビットデータを相手ノードＢに送信する。

また、ノードＡの受信回路２２はバスケーブル１ａを介してノードＢの送信回路２１と接続され、そのノードＢから受信する電気信号（受信データ）を装置内部で扱う電気信号に変換して物理層処理回路３０に出力する。具体的には、受信回路２２は、受信した電気信号（１０ビットデータ）を１０ビット／８ビットコード変換し、変換後の８ビットデータに対してデスクランブル処理を施し、その処理後の電気信号を物理層処理回路３０に出力する。

なお、図１のインターフェース回路１０ではポート２０を１つのみ図示したが、ポートは１つのノードに最大１６個まで設けることができる。
物理層処理回路３０は、電気信号から論理信号への変換処理、論理信号から電気信号への変換処理、ポートの接続管理やポートの同期化及び再同期化などを行う。

すなわち、物理層処理回路３０は、リンク層処理回路４０に接続され、相手ノードＢから自ノードＡの受信回路２２を介して入力される電気信号（例えばパケット）をリンク層処理回路４０に出力する。このとき、物理層処理回路３０は、電気信号をリンク層処理回路が扱う論理信号に変換する役割を果たす。また、物理層処理回路３０は、リンク層処理回路４０から入力されるパケットをポート２０の送信回路２１に出力する。このとき、物理層処理回路３０は、リンク層処理回路４０が扱う論理信号を電気信号に変換する役割を果たす。

また、物理層処理回路３０は、接続管理ステートマシン３１（図２参照）を備え、ポート２０の接続状態について、ディスコネクトステートＳＴ１、アンテストステートＳＴ２、ループ・ディスエーブルステートＳＴ３、アクティブステートＳＴ４、サスペンド・イニシエータステートＳＴ５、サスペンドステートＳＴ６の各ステートの遷移を管理する（図３参照）。

また、物理層処理回路３０は、相手ノードＢから自ノードＡの受信回路２２を介して入力される同期化用データとしてのトレーニングコードに基づいて、ノードＡ，Ｂのポート２０間の同期化を行う。また、物理層処理回路３０は、同期化が完了した後も継続して、相手ノードＢから自ノードＡの受信回路２２を介して入力される電気信号（１０ビットデータ）に基づいて、ノードＡ，Ｂのポート２０間の同期がロストしていないかを判定する。この物理層処理回路３０は、ノイズなどによって異常な１０ビットデータを連続して受信して同期外れ（同期ロスト）を検出した場合に、従来ではポート２０がアクティブステートＳＴ４からサスペンド・イニシエータステートＳＴ５に遷移されるが、その遷移を所定時間（例えば２１ｍｓ）だけ抑止する。そして、物理層処理回路３０は、その遷移が抑止されたアクティブステートＳＴ４においてポート２０の再同期化を行う。

ここで、ポート２０の同期化とは、送信側ノードのポート２０から送信されるトレーニングコードを受信側ノードのポート２０で認識できるようになるまで、スクランブル処理／デスクランブル処理のトレーニングを行うことである。すなわち、送信側ノードのポート２０から送信されるトレーニングコードが受信側ノードのポート２０で認識できるようになれば、ポート２０の同期化が完了する。また、本明細書において再同期化とは、データ転送が可能な状態で同期ロストが発生した後に、再度同期化を行うことである。

つぎに、物理層処理回路３０におけるポート２０の再同期化に関連する主要な構成について、図２を参照して説明する。
図２に示すように、物理層処理回路３０は、接続管理ステートマシン３１と、同期化判定回路３２と、同期化用の受信ポートステートマシン３３及び送信ポートステートマシン３４と、タイマ３５とを備える。

同期化判定回路３２は、相手ノードＢから受信回路２２を介して入力される電気信号（１０ビットデータ）が１０ビット／８ビットコード変換表に存在するか否かを判定する。この同期化判定回路３２は、上記コード変換表に存在しない異常な１０ビットデータを所定回数連続して受信すると、同期ロストが発生したと判定する。そして、同期化判定回路３２は、同期ロストの発生を検出したことを示す検出信号ＳＧ１を受信ポートステートマシン３３及びタイマ３５に出力する。

受信ポートステートマシン３３は、ポート２０の同期化を行うとともに、上記検出信号ＳＧ１に応じてポート２０の再同期化を行う。この受信ポートステートマシン３３は、ステートＳＴＲ１〜ＳＴＲ３（図４（ａ）参照）を備え、所定の遷移条件を満たしたときに所望のステートに遷移する。なお、この受信ポートステートマシン３３はポート２０の受信回路２２に対応するステートマシンである。

受信ポートステートマシン３３と協動してポート２０の同期化を行う送信ポートステートマシン３４は、上記同期ロストの検出に応じてポート２０の再同期化を行う。送信ポートステートマシン３４は、ポート２０の同期化又は再同期化が完了すると、その完了を示す同期化完了信号ＳＧ２をタイマ３５に出力する。この送信ポートステートマシン３４はステートＳＴＴ１〜ＳＴＴ３（図４（ｂ）参照）を備え、所定の遷移条件を満たしたときに所望のステートに遷移する。なお、この送信ポートステートマシン３４はポート２０の送信回路２１に対応するステートマシンである。

タイマ３５は、同期化判定回路３２からの検出信号ＳＧ１の入力に応じてカウント動作を開始する。タイマ３５は、上記カウント動作開始と同時に、アクティブステートＳＴ４からサスペンド・イニシエータステートＳＴ５（図３参照）への遷移を抑止するステート遷移抑止信号ＳＧ３を接続管理ステートマシン３１に所定時間（例えば２１ｍｓ）だけ出力する。このため、上記ポートステートマシン３３，３４によるポート２０の再同期化は、接続管理ステートマシン３１がアクティブステートＳＴ４（図３参照）のときに行われる。ここで、上記所定時間は、静電気などの瞬間的なノイズによって同期ロストが発生した場合に、同期ロストを検出してからアクティブステートＳＴ４を維持した状態で再同期化が完了するのに十分な時間に設定されている。

タイマ３５は、上記所定時間内に、送信ポートステートマシン３４から同期化完了信号ＳＧ２を入力すると、上記カウント動作を終了してステート遷移抑止信号ＳＧ３の出力も停止する。このとき、ポート２０の再同期化が完了しているため、アクティブステートＳＴ４からサスペンド・イニシエータステートＳＴ５へ遷移する遷移条件Ｔ６（図３参照）が成立しなくなる。このため、上記ステート遷移抑止信号ＳＧ３の出力が停止されても、接続管理ステートマシン３１はアクティブステートＳＴ４にそのまま維持される。

一方、タイマ３５は、送信ポートステートマシン３４から同期化完了信号ＳＧ２が入力されないまま所定時間が経過すると、上記カウント動作を終了してステート遷移抑止信号ＳＧ３の出力も停止する。このとき、ポート２０の同期化が完了していないため、ステート遷移抑止信号ＳＧ３の出力が停止されると、接続管理ステートマシン３１は、アクティブステートＳＴ４からサスペンド・イニシエータステートＳＴ５に遷移される。

接続管理ステートマシン３１は、ポート２０に対応して設けられ、ポート２０の接続状態の遷移を管理する。この接続管理ステートマシン３１は、所定の遷移条件を満たしたときに所望のステートに遷移する。なお、接続管理ステートマシン３１が所定のステートに遷移すると、該ステートマシン３１に対応するポート２０の接続状態も同様に遷移される。

ここで、各ステートマシン３１，３３，３４のステート遷移について図３及び図４に従って説明する。
まず、接続管理ステートマシン３１のステート遷移（状態遷移）について図３に従って説明する。図３に示すように、接続管理ステートマシン３１は、上記ステートＳＴ１〜ＳＴ６を備える。ディスコネクト（Disconnected）ステートＳＴ１は、ポート２０が他のポートと物理的に未接続状態、あるいはポート２０が他のポートと物理的に接続されてスピードネゴシエーションを行っている状態である。アンテスト（Untested）ステートＳＴ２は、ポート２０と接続された他のポート（ここでは、ノードＢのポート２０）との同期化が行われ、さらにトポロジ中にループが形成されたか否かを判定するループテストが行われる状態である。ループ・ディスエーブル（Loop disabled）ステートＳＴ３は、同期ロスト検出やループ検出によってポート２０が論理的に切断された状態である。アクティブ（Active）ステートＳＴ４は、ポート２０がデータ転送可能な状態である。サスペンド・イニシエータ（Suspended initiator）ステートＳＴ５は、アクティブステートＳＴ４からサスペンド（Suspened）ステートＳＴ６に遷移するときに経由するステートであり、ポート２０が停止状態である。サスペンドステートＳＴ６は、ポート２０が中断状態（休止状態）である。

つぎに、接続管理ステートマシン３１における各ステートＳＴ１〜ＳＴ６間の遷移について説明する。
接続管理ステートマシン３１は、ディスコネクトステートＳＴ１のときに、相手ノードからのトーン信号を検出した後、スピードネゴシエーションが正常に完了すると（遷移条件Ｔ１）、アンテストステートＳＴ２に遷移する。

接続管理ステートマシン３１は、アンテストステートＳＴ２のときに、同期ロストが検出されると、又はループテストにおいてループが検出されると（遷移条件Ｔ２）、ループ・ディスエーブルステートＳＴ３に遷移する。接続管理ステートマシン３１は、ループ・ディスエーブルステートＳＴ３のときに、ポート２０が物理的に切断されると（遷移条件Ｔ３）、ディスコネクトステートＳＴ１に遷移する。また、接続管理ステートマシン３１は、ループ・ディスエーブルステートＳＴ３のときに、バスリセットを検出すると（遷移条件Ｔ４）、アンテストステートＳＴ２に遷移する。

一方、接続管理ステートマシン３１は、アンテストステートＳＴ２のときに、同期化が完了し、ループテストにおいてループが検出されない場合には（遷移条件Ｔ５）、アクティブステートＳＴ４に遷移する。

接続管理ステートマシン３１は、アクティブステートＳＴ４のときに、ノイズや物理的な切断などによる同期ロストが検出された場合、又はサスペンドコマンド等による中断処理が行われた場合には（遷移条件Ｔ６）、サスペンド・イニシエータステートＳＴ５に遷移する。但し、同期ロストが検出されてから所定時間は、タイマ３５からステート遷移抑止信号ＳＧ３が入力されるため、アクティブステートＳＴ４からサスペンド・イニシエータステートＳＴ５への遷移が抑止される。すなわち、同期ロストが検出されても、所定時間が経過するまではアクティブステートＳＴ４が維持される。そして、そのアクティブステートＳＴ４においてポート２０の再同期化が行われる。この所定時間内にポート２０の再同期化が完了すれば、上記遷移条件Ｔ６が成立しなくなるため、ステート遷移抑止信号ＳＧ３の入力がなくなっても、アクティブステートＳＴ４がそのまま維持される。このため、再同期化が完了すると、直ちにデータ転送が可能になる。

なお、物理的な切断によって同期ロストが検出された場合のように、同期ロストが検出されてから所定時間経過しても、ポート２０の再同期化が完了せずにステート遷移抑止信号ＳＧ３の入力がなくなった場合には、アクティブステートＳＴ４からサスペンド・イニシエータステートＳＴ５に遷移される。

接続管理ステートマシン３１は、サスペンド・イニシエータステートＳＴ５に遷移すると（遷移条件Ｔ７）、自動的にサスペンドステートＳＴ６に遷移する。また、接続管理ステートマシン３１は、同期ロストの検出によってサスペンド・イニシエータステートＳＴ５を経由してサスペンドステートＳＴ６に遷移した場合には（遷移条件Ｔ８）、さらに自動的にディスコネクトステートＳＴ１に遷移する。一方、接続管理ステートマシン３１は、中断処理によってサスペンドステートＳＴ６に遷移したときに、リジュームパケットやリモートコマンドパケットを受信すると（遷移条件Ｔ９）、アクティブステートＳＴ４に復帰する。

続いて、受信ポートステートマシン３３における各ステートＳＴＲ１〜ＳＴＲ３間の遷移及び送信ポートステートマシン３４における各ステートＳＴＴ１〜ＳＴＴ３間の遷移について図４にしたがって説明する。

まず、ポート２０の同期化に関連するステート遷移について説明する。
図４（ｂ）に示すように、送信ポートステートマシン３４は、ポートの同期化が行われていないオフ（Off）ステートＳＴＴ１のときに、ポート２０が他のポートと物理的に接続され、スピードネゴシエーションが完了すると（遷移条件ＴＴ１）、シンク・ロストステートＳＴＴ２に遷移する。このシンク・ロスト（Sync lost）ステートＳＴＴ２では、ポート２０の同期化が開始される。具体的には、シンク・ロストステートＳＴＴ２では、送信回路２１からトレーニングコードが相手ノードＢの受信回路２２に送信される。

図４（ａ）に示すように、受信ポートステートマシン３３は、ポートの同期化が行われていないオフ（Off）ステートＳＴＲ１のときに、ポート２０が他のポートと物理的に接続され、スピードネゴシエーションが完了すると（遷移条件ＴＲ１）、リシンクステートＳＴＲ２に遷移する。このリシンク（Resync）ステートＳＴＲ２では、ポート２０の同期化が開始される。具体的には、リシンクステートＳＴＲ２では、受信回路２２にて受信されるトレーニングコードの１０ビット境界が検出され、その１０ビットデータが同期化判定回路３２にて１０ビット／８ビットコード変換表に存在するか否かが判定される。なお、このポート２０の同期化は、接続管理ステートマシン３１がアンテストステートＳＴ２のときに行われる。

上記トレーニングコードの送受信によってポート２０の同期化が完了すると（遷移条件ＴＲ２，ＴＴ２）、受信ポートステートマシン３３はレシーブステートＳＴＲ３に遷移し、送信ポートステートマシン３４はトランスミットステートＳＴＴ３に遷移する。これらレシーブ（Receive）ステートＳＴＲ３及びトランスミット（Transmit）ステートＳＴＴ３に遷移されると、ループテストの実施後にポート２０がアクティブステートＳＴ４（図３参照）に遷移され、バスリセットの実施後にデータの転送が可能な状態になる。なお、送信ポートステートマシン３４は、ポート２０の同期化が完了したことを示す同期化完了信号ＳＧ２をタイマ３５に出力する。

つぎに、ポート２０の再同期化に関連するステート遷移について説明する。
受信ポートステートマシン３３は、レシーブステート（受信状態）ＳＴＲ３のときに、同期ロストが検出されて上記検出信号ＳＧ１が入力されると（遷移条件ＴＲ３）、オフステート（オフ状態）ＳＴＲ１に遷移する（図４（ａ）参照）。このように同期ロストが検出されて受信ポートステートマシン３３がオフステートＳＴＲ１に遷移すると（遷移条件ＴＴ３）、送信ポートステートマシン３４はトランスミットステート（喪心状態）ＳＴＴ３からオフステート（オフ状態）ＳＴＴ１に遷移する（図４（ｂ）参照）。すると、従来のインターフェース回路では、接続管理ステートマシン３１がアクティブステートＳＴ４からサスペンド・イニシエータステートＳＴ５に遷移される（図３参照）。これにより、たとえ瞬間的なノイズによって同期ロストが発生しただけであっても、先の図１３で説明したフローが開始されてしまう。このため、受信ポートステートマシン３３は、ステップＳ１０のスピードネゴシエーションが完了しない限り（遷移条件ＴＲ１を満たさない限り）、オフステートＳＴＲ１からリシンクステート（再同期状態）ＳＴＲ２に遷移できない。同様に、送信ポートステートマシン３４は、ステップＳ１０のスピードネゴシエーションが完了しない限り（遷移条件ＴＴ１を満たさない限り）、オフステートＳＴＴ１からシンク・ロストステート（同期外れ状態）ＳＴＴ２に遷移できない。このため、従来のインターフェース回路では、同期ロストの検出から再同期化を開始するまでに多大な時間を要していた。

これに対し、本実施形態では、同期ロストが検出されてから所定時間は、接続管理ステートマシン３１（ポート２０）がアクティブステートＳＴ４からサスペンド・イニシエータステートＳＴ５に遷移されることが抑止され、アクティブステートＳＴ４に維持される。これにより、受信ポートステートマシン３３は、上述のようにオフステートＳＴＲ１に遷移したときにスピードネゴシエーションが既に完了していることになるため（遷移条件ＴＲ１を満たしているため）、直ちにリシンクステートＳＴＲ２に遷移する。同様に、送信ポートステートマシン３４は、オフステートＳＴＴ１に遷移したときにスピードネゴシエーションが既に完了していることになるため（遷移条件ＴＴ１を満たしているため）、直ちにシンク・ロストステートＳＴＴ２に遷移する。そして、シンク・ロストステートＳＴＴ２に遷移すると、送信回路２１からトレーニングコードが相手ノードＢの受信回路２２に送信され、ポート２０の再同期化が開始される。なお、相手ノードＢのポート２０は、上記トレーニングコードの受信によって同期ロストが発生したことを検出し、トレーニングコードをノードＡのポート２０に送信し始める。

このトレーニングコードの送受信によってポート２０の再同期化が完了すると、受信ポートステートマシン３３はレシーブステートＳＴＲ３に遷移し、送信ポートステートマシン３４はトランスミットステートＳＴＴ３に遷移する。さらに、送信ポートステートマシン３４は、図２に示すように、ポート２０の再同期化が完了したことを示す同期化完了信号ＳＧ２をタイマ３５に出力する。

つぎに、このように構成されたインターフェース回路１０における再同期化方法について図６及び図７にしたがって説明する。
今、図６（ａ）に示すように、ノードＡのポート２０とノードＢのポート２０間でデータ転送が正常に行われている。なお、このときのノードＡ，Ｂのポート２０はアクティブステートＳＴ４である。つぎに、ノードＢからノードＡのポート２０に送信されるデータが静電気などのノイズによって異常データになると、ノードＡの同期化判定回路３２にて同期ロストが検出され、検出信号ＳＧ１がタイマ３５と受信ポートステートマシン３３に出力される（図７のステップＳ２０）。すると、タイマ３５は、カウント動作を開始するとともに、ステート遷移抑止信号ＳＧ３を接続管理ステートマシン３１に出力する（ステップＳ２１）。これにより、接続管理ステートマシン３１は、アクティブステートＳＴ４からサスペンド・イニシエータステートＳＴ５に遷移することが抑止され、アクティブステートＳＴ４に維持される。そして、このアクティブステートＳＴ４のときに、ポート２０の再同期化が開始される（ステップＳ２２）。

詳述すると、受信ポートステートマシン３３は、上記検出信号ＳＧ１の入力に応じて、レシーブステートＳＴＲ３からオフステートＳＴＲ１を経由してリシンクステートＳＴＲ２に遷移する。これに伴って、送信ポートステートマシン３４は、トランスミットステートＳＴＴ３からオフステートＳＴＴ１を経由してシンク・ロストステートＳＴＴ２に遷移する。このシンク・ロストステートＳＴＴ２に遷移されると、図６（ｃ）に示すように、ノードＡのポート２０からトレーニングコードが相手ノードＢのポート２０に送信される。

ノードＢでは、上記トレーニングコードを受信することにより同期化判定回路３２にて同期ロストが検出される。これにより、ノードＢの受信ポートステートマシン３３は、レシーブステートＳＴＲ３からオフステートＳＴＲ１を経由してリシンクステートＳＴＲ２に遷移する。これに伴って、ノードＢの送信ポートステートマシン３４は、トランスミットステートＳＴＴ３からオフステートＳＴＴ１を経由してシンク・ロストステートＳＴＴ２に遷移する。すると、図６（ｄ）に示すように、ノードＢのポート２０からノードＡのポート２０へもトレーニングコードが送信される。

これらトレーニングコードの送受信によってノードＡ，Ｂのポート２０の再同期化が完了すると（ステップＳ２３でＹＥＳ）、受信ポートステートマシン３３はレシーブステートＳＴＲ３に遷移し、送信ポートステートマシン３４はトランスミットステートＳＴＴ３に遷移する。さらに、送信ポートステートマシン３４は、再同期化の完了を示す同期化完了信号ＳＧ２をタイマ３５に出力する（ステップＳ２４）。タイマ３５は、同期化完了信号ＳＧ２の入力に応じて、カウント動作を終了して上記ステート遷移抑止信号ＳＧ３の出力を停止する（ステップＳ２５）。このときには、既にポート２０の再同期化が完了しているため（同期ロストが発生していないため）、アクティブステートＳＴ４からサスペンド・イニシエータステートＳＴ５への遷移条件Ｔ６が成立しない。従って、接続管理ステートマシン３１（ポート２０）がデータ転送可能なアクティブステートＳＴ４にそのまま維持されるため、図６（ｅ）に示すように、再同期化が完了すると直ちにノードＡ，Ｂのポート２０間で正常なデータ転送が再開される（ステップＳ２６）。

一方、例えばノードＡ，Ｂ間のバスケーブルの物理的な切断によって同期ロストが発生した場合には、タイマ３５のカウント動作開始（同期ロストの検出）から所定時間が経過してもポート２０の再同期化が完了しない（ステップＳ２３でＮＯ、且つステップＳ２７でＹＥＳ）。すると、タイマ３５はステート遷移抑止信号ＳＧ３の出力を停止する（ステップＳ２８）。このとき、接続管理ステートマシン３１（ポート２０）は、遷移条件Ｔ６が成立するため、アクティブステートＳＴ４からサスペンド・イニシエータステートＳＴ５に遷移する（ステップＳ２９）。このため、その後は図１３に示すステップＳ３〜Ｓ１１の処理が行われ、ポート２０の同期化が行われる。

以上説明した本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）同期ロストを検出したときに、アクティブステートＳＴ４からサスペンド・イニシエータステートＳＴ５への遷移を抑止し、アクティブステートＳＴ４においてポート２０の再同期化を行うようにした。これにより、図１３のステップＳ２〜Ｓ１１の処理を行うことなく再同期化を開始することができるため、再同期化を開始するまでの時間を短縮することができる。

また、瞬間的なノイズによって同期ロストが発生した場合のように、その同期ロストの発生から所定時間内に再同期化が完了すれば、接続管理ステートマシン３１がアクティブステートＳＴ４に維持され続ける。このため、再同期化の完了後にループテストやバスリセットを行うことなくデータ転送が可能な状態にすることができる。これにより、再同期化の完了からデータ転送が可能な状態に復帰するまでの時間を短縮することができる。

以上のことから、静電気などの瞬間的なノイズによって同期ロストが発生した場合におけるデータ転送の中断時間を大幅に短縮することができる。具体的には、本実施形態のインターフェース回路１０では、瞬間的なノイズによって同期ロストが発生しても数ｍｓという短時間でデータ転送を再開することができる。従って、映像や音声データを転送中に瞬間的なノイズによって同期ロストが発生しても、転送中の映像や音声データが途切れることを抑制することができる。

とくに、ＩＥＥＥ１３９４ｂ規格を車載用途で使用する場合（ＩＤＢ１３９４規格）には、基本的にデータ転送中にバスケーブルが抜き差しされることがないため、静電気などのノイズへの耐性が要求される。このため、本実施形態のインターフェース回路１０を車載用途のノードに適用することにより、上述した効果はより顕著なものとなる。

（２）同期ロストを検出してから所定時間経過しても、再同期化が完了しない場合には、ステート遷移抑止信号ＳＧ３の出力を停止し、アクティブステートＳＴ４からサスペンド・イニシエータステートＳＴ５に遷移させるようにした。すなわち、再同期化に制限時間を設けるようにした。これによって、物理的な切断によって同期ロストが発生した場合や本実施形態のインターフェース回路１０を備えていない既存のノードと接続されている場合であっても、アクティブステートＳＴ４にとどまり続けるという不具合を解消することができる。

詳述すると、ステート遷移抑止信号ＳＧ３が出力されると、ポート２０間のバスケーブルが物理的に切断された場合であっても、アクティブステートＳＴ４からサスペンド・イニシエータステートＳＴ５への遷移が抑止される。ここで、仮に再同期化に制限時間がないとすると、再同期化が完了しない限りステート遷移抑止信号ＳＧ３が出力され続ける。しかし、物理的に切断された場合には再同期化が完了することはないため、ステート遷移抑止信号ＳＧ３が出力され続けることになり、アクティブステートＳＴ４にとどまり続けてしまう。

また、例えば図６のノードＢが既存のインターフェース回路を備えたノードであった場合には、ノードＢでは、同期ロストが発生したときに図１３に示したフローの処理が実行される。このとき、仮に再同期化に制限時間がないとすると、ノードＡのポート２０は再同期化が完了するまでステート遷移抑止信号ＳＧ３が出力され続けるため、アクティブステートＳＴ４にとどまり続ける。しかし、ノードＢのポートでは、図１３のステップＳ２〜Ｓ１１の処理が完了しない限り同期化を開始することができない。ここで、ノードＡのポート２０がアクティブステートＳＴ４であるため、ノードＢのポートではステップＳ３からステップＳ４に移行することができない。従って、ノードＡ，Ｂのポート間で同期化が開始されず、ノードＡのポート２０はアクティブステートＳＴ４にとどまり続けてしまう。

これらに対して、本実施形態のインターフェース回路１０では、再同期化に制限時間を設けるようにしたため、制限時間を過ぎても再同期化が完了しない場合には、ステート遷移抑止信号ＳＧ３の出力が停止される。これによって、アクティブステートＳＴ４からサスペンド・イニシエータステートＳＴ５に遷移させることができる。従って、物理的な切断によって同期ロストが発生した場合や本実施形態のインターフェース回路１０を備えていない既存のノードと接続されている場合であっても、アクティブステートＳＴ４にとどまり続けるという不具合を解消することができる。

（３）同期化用ステートマシンである受信ポートステートマシン３３と送信ポートステートマシン３４の遷移条件は、既存のステートマシンの遷移条件をそのまま使用した。このため、ポートステートマシン３３，３４の遷移条件を既存のステートマシンから変更しなくとも、上述したようにアクティブステートＳＴ４にて再同期化を行うことによって再同期化を迅速に完了させることができる。

（他の実施形態）
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。
・上記実施形態では、ポート２０の再同期化が完了した後に、直ちにデータ転送が可能な状態に移行させた。これに限らず、例えばポート２０の再同期化が完了した後に、バスリセット又はショートバスリセットを発生させてからデータ転送が可能な状態に移行させてもよい。すなわち、図８に示すように、タイマ３５から入力される再同期化完了信号ＳＧ４に応答してバスリセット要求をバスリセットステートマシン３７に出力するバスリセット要求回路３６を備えるようにしてもよい。なお、タイマ３５は、送信ポートステートマシン３４から入力される同期化完了信号ＳＧ２のうち、同期化判定回路３２からの検出信号ＳＧ１が入力された後に入力される同期化完了信号ＳＧ２を再同期化完了信号ＳＧ４としてバスリセット要求回路３６に出力する。この場合、図９に示すように、ステップＳ２５（又はステップＳ２４）とステップＳ２６との間でバスリセットが実施されることになる（ステップＳ３０）。この構成によれば、ポート２０の再同期化中にバスリセットが発生し、システム構成（トポロジ）が変化していた場合であっても、再同期化後に正常なデータ転送が可能なトポロジを構築することができる。

詳述すると、図１０（ａ）に示すトポロジにおいて、ノードＡ，Ｂ間で同期ロストが発生すると、そのノードＡ，Ｂのポート２０間の再同期化中に、例えばノードＤがノードＢ，Ｃ，Ｄからなるトポロジ内でバスリセットを引き起こす場合がある。このバスリセットが完了すると、ノードＢ，Ｃ，ＤのノードＩＤが新たに決定される。このときに、図１０（ｂ）に示すように、ノードＢ，Ｃ，Ｄのいずれかのノード（ここでは、ノードＢ）に、ノードＡに付されているノードＩＤと同一のノードＩＤが付される場合がある。このようなトポロジが構築された後に、ノードＡ，Ｂのポート間の再同期化が完了すると、ノードＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄからなるトポロジ内では、「０」のノードＩＤが２つ存在することになるため、正常なデータ転送を行うことができない。

そこで、図８の構成のように、ノードＡ，Ｂのポート間の再同期化が完了した後に、ノードＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄからなるトポロジでバスリセットを発生させることにより、ノードＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄで再度ノードＩＤが決定されるため、ノードＩＤの重複が解消される。これにより、正常なデータ転送が可能となる。

・上記実施形態では、同期ロストが発生した後に、直ちにポート２０の再同期化を行うようにした。これに限らず、図１１に示すように、同期ロストを検出した後に（ステップＳ２０）、バスリセット又はショートバスリセットを実施して（ステップＳ３１）からポート２０の再同期化を行う（ステップＳ２２）ようにしてもよい。例えば図１０（ａ）に示すトポロジにおいて、ノードＡ，Ｂ間で同期ロストが発生した場合に、ノードＡからなるトポロジとノードＢ，Ｃ，Ｄからなるトポロジのそれぞれでバスリセットを実施してからノードＡ，Ｂのポート間の再同期化を行うようにしてもよい。これにより、ノードＡ，Ｂのポート間の再同期化中においても、ノードＢ，Ｃ，Ｄ間でデータ転送を行うことができる。なお、この場合、例えば図８に示したバスリセット要求回路３６が検出信号ＳＧ１又は送信ポートステートマシン３４にて生成される再同期化の開始を示す再同期化開始信号ＳＧ５（図８の破線参照）などに応答してバスリセット要求を生成すればよい。

・上記実施形態における受信ポートステートマシン３３は、レシーブステートＳＴＲ３のときに、同期化判定回路３２から検出信号ＳＧ１が入力されると（遷移条件ＴＲ３）、オフステートＳＴＲ１を経由してリシンクステートＳＴＲ２に遷移するようにした。また、この遷移に伴って（遷移条件ＴＴ３）、送信ポートステートマシン３４は、トランスミットステートＳＴＴ３からオフステートＳＴＴ１を経由してシンク・ロストステートＳＴＴ２に遷移するようにした。

これに限らず、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、上記遷移条件ＴＲ３に代えて遷移条件ＴＲ４を追加するとともに、上記遷移条件ＴＴ３に代えて遷移条件ＴＴ４を追加するようにしてもよい。この場合、受信ポートステートマシン３３は、図１２（ａ）に示すように、レシーブステートＳＴＲ３のときに、同期化判定回路３２から検出信号ＳＧ１が入力されると（遷移条件ＴＲ４）、レシーブステートＳＴＲ３から直接リシンクステートＳＴＲ２に遷移する。また、この遷移に伴って（遷移条件ＴＴ４）、送信ポートステートマシン３４は、図１２（ｂ）に示すように、トランスミットステートＳＴＴ３から直接シンク・ロストステートＳＴＴ２に遷移する。これにより、オフステートＳＴＲ１，ＳＴＴ１を経由しない分だけポート２０の再同期化を早く開始することができる。

・上記実施形態における送信ポートステートマシン３４は、同期化判定回路３２からの検出信号ＳＧ１を入力し、その検出信号ＳＧ１に応じてトランスミットステートＳＴＴ３からオフステートＳＴＴ１（又はシンク・ロストステートＳＴＴ２）に遷移するようにしてもよい。

・上記実施形態における同期化完了信号ＳＧ２や再同期化開始信号ＳＧ５は、受信ポートステートマシン３３にて生成するようにしてもよい。
・上記実施形態では、再同期化に制限時間を設けるようにした。これに限らず、例えば車載用途で使用する場合のようにデータ転送中に物理的な切断がほとんど起こらない場合であって、且つトポロジ内のノードがすべてインターフェース回路１０を備えている場合であれば、再同期化に制限時間を設けなくてもよい。すなわち、タイマ３５を、同期化判定回路３２からの検出信号ＳＧ１に応じてステート遷移抑止信号ＳＧ３を接続管理ステートマシン３１に出力し、同期化完了信号ＳＧ２に応じてステート遷移抑止信号ＳＧ３の出力を停止するステート遷移抑止回路に代えてもよい。この場合、図７のステップＳ２７〜Ｓ２９を省略してもよい。

本実施形態のインターフェース回路を示すブロック図。 物理層処理回路を示すブロック図。 接続管理ステートマシンの状態遷移を説明するための説明図。 （ａ）、（ｂ）は、同期化用ステートマシンの状態遷移を説明するための説明図。 ネットワークシステムを示すブロック図。 （ａ）〜（ｅ）は、再同期化方法を説明するための説明図。 再同期化方法を説明するためのフローチャート。 変形例の物理層処理回路を示すブロック図。 変形例の再同期化方法を説明するためのフローチャート。 （ａ）、（ｂ）は、変形例の再同期化方法を説明するための説明図。 変形例の再同期化方法を説明するためのフローチャート。 （ａ）、（ｂ）は、変形例の同期化用ステートマシンの状態遷移を説明するための説明図。 従来の再同期化方法を説明するための説明図。

符号の説明

Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ ノード
１ａ，１ｂ，１ｃ ＩＥＥＥ１３９４ｂバスケーブル
１０ インターフェース回路（インターフェース装置）
２０ ＩＥＥＥ１３９４ｂポート
２１ 送信回路
２２ 受信回路
３０ 物理層処理回路
３１ 接続管理ステートマシン
３２ 同期化判定回路
３３ 受信ポートステートマシン（同期化用ステートマシン）
３４ 送信ポートステートマシン（同期化用ステートマシン）
３５ タイマ（ステート遷移抑止回路）
３６ バスリセット要求回路
３７ バスリセットステートマシン
４０ リンク層処理回路

Claims (10)

1. バスケーブルで接続された他ノードとの間でデータの送受信を行う自ノードに備えられるインターフェース装置であって、
   前記バスケーブルによって他ノードのポートと接続されるポートと、
   前記自ノードのポート毎に対応して設けられ、該ポートの同期が外れた場合に、該ポートを活性状態から停止状態に遷移させる接続管理ステートマシンと、
   前記同期外れが検出されたときに、前記活性状態から前記停止状態への遷移を抑止するステート遷移抑止信号を生成するステート遷移抑止回路と、
   前記同期外れの検出に基づいて、前記活性状態にて前記自ノードのポートの再同期化を開始する同期化用ステートマシンと、
   を備えることを特徴とするインターフェース装置。
2. 前記ステート遷移抑止回路は、前記同期外れが発生してから所定時間経過後に前記ステート遷移抑止信号の生成を停止することを特徴とする請求項１に記載のインターフェース装置。
3. 前記ステート遷移抑止回路は、前記再同期化が完了したときに、前記ステート遷移抑止信号の生成を停止することを特徴とする請求項１又は２に記載のインターフェース装置。
4. 前記同期外れが発生したか否かを判定し、前記同期外れの発生を検出したときに検出信号を生成する同期化判定回路を備え、
   前記同期化用ステートマシンは、前記再同期化が完了したときに完了信号を生成し、
   前記ステート遷移抑止回路は、前記検出信号に基づいて前記ステート遷移抑止信号を生成し、前記完了信号に基づいて前記ステート遷移抑止信号の生成を停止することを特徴とする請求項３に記載のインターフェース装置。
5. 前記ポートは、
   送信データを前記他ノードに送信する送信回路と、
   前記他ノードから受信データを受信する受信回路とを含み、
   前記同期化用ステートマシンは、
   前記送信回路に対応して設けられ、前記同期外れの検出に基づいて、送信状態から同期外れ状態に遷移して前記再同期化を開始する送信ポートステートマシンと、
   前記受信回路に対応して設けられ、前記同期外れの検出に基づいて、受信状態から再同期状態に遷移して前記再同期化を開始する受信ポートステートマシンと、を含むことを特徴とする請求項４に記載のインターフェース装置。
6. 前記ポートは、
   送信データを前記他ノードに送信する送信回路と、
   前記他ノードから受信データを受信する受信回路とを含み、
   前記同期化用ステートマシンは、
   前記送信回路に対応して設けられ、前記同期外れの検出に基づいて、送信状態からオフ状態を経由して同期外れ状態に遷移して前記再同期化を開始する送信ポートステートマシンと、
   前記受信回路に対応して設けられ、前記同期外れの検出に基づいて、受信状態からオフ状態を経由して再同期状態に遷移して前記再同期化を開始する受信ポートステートマシンと、を含むことを特徴とする請求項４に記載のインターフェース装置。
7. 前記送信ポートステートマシンは、前記同期外れ状態に遷移して、同期化用データを前記他ノードに送信することにより、前記再同期化を開始することを特徴とする請求項５又は６に記載のインターフェース装置。
8. 前記再同期化が完了したときに、バスリセット要求を生成するバスリセット要求回路を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載のインターフェース装置。
9. 前記再同期化を開始するときに、バスリセット要求を生成するバスリセット要求回路を備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載のインターフェース装置。
10. 複数のノードがＩＥＥＥ１３９４ｂポートにて接続されてなるネットワークシステムの再同期化方法において、
    前記ＩＥＥＥ１３９４ｂポートの同期外れが発生した場合に、該ＩＥＥＥ１３９４ｂポートが活性状態から停止状態に遷移することを抑止し、前記活性状態にて前記ＩＥＥＥ１３９４ｂポートの再同期化を開始することを特徴とする再同期化方法。

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