JP2010154329A - Ieee1394通信lsiおよびアシンクロナス送信方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】アシンクロナス送信が、IEEE1394の通信周期125μsを乱さないように行われることを確実にする。
【解決手段】アシンクロナスパケットの長さと通信速度に基づいてアシンクロナス送信限界値を計算し、該アシンクロナス送信限界値よりも早いタイミングでアシンクロナス送信要求がセットされたときは当該通信周期内でアシンクロナス送信を行い、該アシンクロナス送信限界値を超えたタイミングでアシンクロナス送信要求がセットされたときは当該通信周期内でのアシンクロナス送信を保留し次の通信周期でアシンクロナス送信を行う。
【選択図】図1

Description

本発明は、IEEE1394通信においてアイソクロナス通信とアシンクロナス通信の両方の通信を行い、IEEE1394通信の同期性を利用するIEEE1394通信システムに関する。
図5は従来のIEEE1394通信装置の構成を示す図である。1はIEEE1394通信のLINK層の制御を行うIEEE1394通信LSIであり、IEEE1394通信のアプリケーション処理を行うCPU2とIEEE1394通信の物理層処理を行う物理層LSI3とそれぞれバス12、13で接続される。
IEEE1394通信LSI1の内部にはCPU2とのインターフェイス部9と物理層LSI3とのインターフェイス部11があり、CPU2及び物理層LSI3とのパケット転送を行う。通信制御部10はCPU2と物理層LSI3との間でアシンクロナス通信とアイソクロナス通信のパケット処理を行う制御回路である。サイクルタイマ4は、IEEE1394の仕様で決められているサイクルタイムレジスタの下位12ビットであって通信周期125μs毎にカウントアップ・リロードされるものである。
CPU2とのインターフェイス部9と送受信パケットの処理を行う通信制御部10との間にはアシンクロナス通信のための送受信パケットを格納するアシンクロナス送信部5とアシンクロナス受信部6と、アイソクロナス通信のための送受信パケットを格納するアイソクロナス送信部7とアイソクロナス受信部8がある。
CPU2がアシンクロナス送信を行う場合、バス12からCPUインターフェイス部9を介してアシンクロナス送信部5に送信パケットを書き込む。アシンクロナス送信部5に書き込まれたパケットは通信制御部10から物理層LSIインターフェイス11、バス13を介して物理層LSI3に転送され、物理層LSI3からアシンクロナス帯域において通信路に送信される。アシンクロナス受信の場合は物理層LSI3から物理層LSIインターフェイス部11、通信制御部10、アシンクロナス受信部6と逆の経路を通る。アイソクロナス通信の場合もアシンクロナス通信と同様の動作となる。
IEEE1394通信において、アイソクロナス通信は、125μsの通信周期の中でアイソクロナス通信を行うための時間であるアイソクロナス帯域が確保されており、通信周期内で通信を完了する。
一方アシンクロナス通信では、125μsの通信周期内のアイソクロナス帯域以外を使って通信を行う方式であるが、一つの通信周期内で通信を完了できない場合がある。
図6−aに示すようにアシンクロナスパケットの送信に要する時間がアシンクロナス送信を行うためのアシンクロナス帯域に収まる場合には、通信周期内で通信を完了する。
ところが、図6−bに示すように送信するアシンクロナスパケットの送信に要する時間がアシンクロナス帯域に収まらない場合には、通信周期を越えたタイミングでアシンクロナスパケットの送信が完了する。従って、通信周期の開始を示すサイクルスタートパケットが125μsの通信周期を超えた時点で送信され、通信周期が乱れることになる。
この通信周期に同期して動作するシステムの場合、そのシステムは定周期で動作することができなくなる。たとえば、このシステムがドライブ制御システムの場合、制御周期が一定でなくなり、制御性能が劣化することになる。
この対策として、システム内にアシンクロナス通信の帯域を管理する管理機器を配置し、アシンクロナス送信を行う機器は、管理機器にアシンクロナス帯域の割り当てを要求し、125μsの通信周期において該アシンクロナス帯域の割り当てが可能であった旨の応答を受けた場合に、該アシンクロナス送信を行うようにした例がある(例えば、特許文献1参照)。
その構成を図7に示すが、101はアシンクロナス管理機能を有する機器Aであり、102はアシンクロナス通信を要求する機器Bである。アシンクロナス管理機能を有する機器A101は、内部のCPUにより実行される機能であるアシンクロナス転送管理機能部111を備えている。
アシンクロナス通信を要求する機器B102は機器A101に対してアシンクロナス通信に必要な帯域の値を含む帯域割り当て要求を送信する。機器A101は機器B102からの帯域割り当て要求に対してアシンクロナス転送管理機能部111で計算した帯域値と機器B102から要求された帯域値を比較し、前者が大きい場合には帯域割り当て承認の応答を機器B102に対して送信する。
前者が後者に対して小さい場合には帯域割り当て拒絶の応答を機器B102に対して送信する。機器A101から帯域割り当て承認の応答を受信した機器B102はアシンクロナス送信を開始する。機器A101からの帯域割り当て拒絶の応答を受信した機器B102はアシンクロナス通信を断念する。
このように、従来のIEEE1394通信システムは、アシンクロナス帯域を管理する機器を設けて、アシンクロナス通信が可能な帯域が確保されているかを確認してアシンクロナス通信を行うようにしている。
特開2004−179974号公報(第5−7頁、図1)
しかし、このようにアシンクロナス帯域が確保されていることを確認してアシンクロナス通信を行うようにしても、その125μsの通信周期内にアシンクロナス送信を完了できない場合があるという問題があった。
たとえば、図8に示すように、アシンクロナス通信の帯域の割り当てを承認された機器のアシンクロナス送信開始のタイミングが遅れた場合には、通信周期125μsを越えてアシンクロナス送信パケットの送信が行われ、通信周期125μsが乱れることがあった。
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項1に記載の発明は、少なくともIEEE1394パケットの送受信制御を行う通信制御部と、IEEE1394通信のアシンクロナス送信パケットを格納するアシンクロナス送信部と、アシンクロナス受信パケットを格納するアシンクロナス受信部と、IEEE1394通信のアイソクロナス送信パケットを格納するアイソクロナス送信部と、アイソクロナス受信パケットを格納するアイソクロナス受信部と、IEEE1394通信周期の基となるサイクルタイマと、を含むIEEE1394通信LSIにおいて、前記サイクルタイマから出力されるサイクルタイマ値と外部のCPUによって設定されるアシンクロナス送信限界値を比較して、前記アシンクロナス送信部からのアシンクロナスパケットの送信を可能または不可能にするアシンクロナス送信可否信号を出力するアシンクロナス送信可否判断部を備え、前記アシンクロナス送信部が前記アシンクロナス送信可否信号に従ってアシンクロナス送信を開始する手段を含むことを特徴とするものである。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記アシンクロナス送信可否判断部は、前記サイクルタイマ値が前記アシンクロナス送信限界値より小さいときアシンクロナス送信可能信号を出力し、前記サイクルタイマ値が前記アシンクロナス送信限界値を超えるとアシンクロナス送信不可能信号を出力することを特徴とするものである。
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の発明において、前記アシンクロナス送信部は、前記アシンクロナス送信可能信号が入力されていてアシンクロナス送信要求がセットされたときにアシンクロナスパケットを送信し、前記アシンクロナス送信不可能信号が入力されているときにアシンクロナス送信要求がセットされてもアシンクロナスパケットを送信しないことを特徴とするものである。
請求項4に記載の発明は、請求項1、請求項2または請求項3に記載の発明において、前記アシンクロナス送信限界値は、ある前記通信周期において送信予定のアシンクロナスパケットの送信を当該通信周期内に完了するために、前記アシンクロナス送信要求がセットされなければならない時刻の限界となるサイクルタイマ値であることを特徴とするものである。
請求項5に記載の発明は、少なくともIEEE1394パケットの送受信制御を行う通信制御部と、IEEE1394通信のアシンクロナス送信パケットを格納するアシンクロナス送信部と、アシンクロナス受信パケットを格納するアシンクロナス受信部と、IEEE1394通信のアイソクロナス送信パケットを格納するアイソクロナス送信部と、アイソクロナス受信パケットを格納するアイソクロナス受信部と、IEEE1394通信周期の基となるサイクルタイマと、を含むIEEE1394通信LSIのアシンクロナス送信方法おいて、アシンクロナスパケットを送信するために必要なアシンクロナス帯域を前記アシンクロナスパケットの長さと通信速度に基づいて算出し、該アシンクロナス帯域を一つの通信周期内において確保できるようにアシンクロナス送信要求をセットする限界の時刻としてのサイクルタイマ値であるアシンクロナス送信限界値を計算し、前記アシンクロナス送信要求がセットされたときのサイクルタイマ値が前記アシンクロナス送信限界値よりも小さいときにアシンクロナス送信を開始し、前記アシンクロナス送信要求がセットされたときのサイクルタイマ値が前記アシンクロナス送信限界値を超えたときはアシンクロナス送信を保留することを特徴とするものである。
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の発明において、前記保留されたアシンクロナスパケットは、当該アシンクロナス送信要求がセットされた通信周期の次の通信周期内に、アイソクロナス送信が終了した後のアシンクロナス帯域において送信されることを特徴とするものである。
請求項7に記載の発明は、請求項5または請求項6に記載の発明において、前記アシンクロナス送信限界値は、ある前記通信周期において送信予定のアシンクロナスパケットの送信を当該通信周期内に完了するために、前記アシンクロナス送信要求がセットされなければならない時刻の限界となるサイクルタイマ値であることを特徴とするものである。
請求項8に記載の発明は、請求項5、請求項6または請求項7に記載の発明において、前記アシンクロナス送信限界値は、前記CPUがセットするものであることを特徴とするものである。
請求項1〜請求項4に記載の発明によると、アシンクロナス送信要求がセットされた通信周期内で送信可能なときはその通信周期において当該アシンクロナスパケットを送信し、アシンクロナス送信要求がセットされた通信周期内で送信不可能なときはその次の通信周期において当該アシンクロナスパケットを送信するので、125μsの通信周期を乱すことのないIEEE1394通信LSIを得ることができる。
また、請求項5〜請求項8に記載の発明によると、アシンクロナス送信要求がセットされた通信周期内で送信可能なときはその通信周期において当該アシンクロナスパケットを送信し、アシンクロナス送信要求がセットされた通信周期内で送信不可能なときはその次の通信周期において当該アシンクロナスパケットを送信するので、125μsの通信周期を乱すことのないIEEE1394通信のアシンクロナス通信方法を得ることができる。
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する
図1は、本発明のIEEE1394LSIの構成ブロック図である。サイクルタイマ4、CPUインタフェース部9、アシンクロナス受信部6、アイソクロナス送信部7、アイソクロナス受信部8、通信制御部10、物理層LSIインタフェース部11は、標準のIEEE1394通信用LSIが備えるものと同じなので説明を省略する。
本発明が従来技術と異なる部分は、サイクルタイマ値とアシンクロナス送信限界値を比較して、サイクルタイマ値がアシンクロナス送信限界値より小さいときはアシンクロナス送信可能信号を出力し、サイクルタイマ値がアシンクロナス送信限界値を超えたときはアシンクロナス送信不可能信号を出力するアシンクロナス送信可否判断部15を備えた部分である。
なお、アシンクロナス送信可能信号とアシンクロナス送信不可能信号の総称としてアシンクロナス送信可否信号という。たとえば、アシンクロナス送信可能信号はアシンクロナス送信可否信号が‘1’のとき、アシンクロナス送信不可能信号はアシンクロナス送信可否信号が‘0’のときのように設定することができる。
図1において、サイクルタイマ4は、IEEE1394の仕様で決められているサイクルタイムレジスタの下位12ビットであって通信周期125μs毎にカウントアップ・リロードされるものである。
サイクルタイマ値16はサイクルタイマ4の出力で、12ビットのパラレルデータとしてアシンクロナス送信可否判断部15に入力されるものである。
アシンクロナス送信限界値14は、外部のCPU(非図示)が、CPUバス12を介してアシンクロナス送信可否判断部15に書き込むものである。
その値は、アシンクロナス送信パケット長と通信速度からアシンクロナスパケットが通信路上を占有する時間すなわちアシンクロナス帯域を演算し、その値に余裕をプラスした値を通信周期125μsから差し引いた値である。
アシンクロナス送信可否判断部15は、サイクルタイマ値16をアシンクロナス送信限界値14と常時比較しており、その比較した結果をアシンクロナス送信可否判断部としてアシンクロナス送信部5へ出力する。
すなわち、アシンクロナス送信可否判断部15は、サイクルタイマ値16がアシンクロナス送信限界値より小さければアシンクロナス送信可能信号を出力し、サイクルタイマ値16がアシンクロナス送信限界値を超えればアシンクロナス送信不可能信号を出力する。
アシンクロナス送信部5は、アシンクロナス送信可否判断部15からアシンクロナス送信可能信号が入力されているときにアシンクロナス送信要求がセットされるとアシンクロナス送信を開始し、アシンクロナス送信可否判断部15からアシンクロナス送信不可能信号が入力されているときにはアシンクロナス送信要求がセットされてもアシンクロナス送信を開始しない。
このことを図9を用いて説明する。外部のCPU(非図示)は、送信予定のアシンクロナスパケットをCPUインタフェイス部9に接続されるバス23を介してアシンクロナス送信バッファ19に書込み、その後同様にしてアシンクロナス送信制御レジスタ20にアシンクロナス送信要求をセットする。このとき、アシンクロナス送信可否判断部15の出力であるアシンクロナス送信可否信号がアシンクロナス送信可能信号であれば、アシンクロナス送信イネーブル信号21が出力される。アシンクロナス送信バッファ19はアシンクロナスパケットをアシンクロナス送信バス24を介して通信制御部10への送信を開始する。
アシンクロナス送信バッファステータス信号が送信完了となれば、アシンクロナス送信制御レジスタにセットされていたアシンクロナス送信要求はリセットされる。
なお、図9において、アシンクロナス送信イネーブル信号21はアシンクロナス送信要求とアシンクロナス送信可能信号の論理積によって生成されるように構成しているが、この構成に限るものではない。
次に、図2、図3、図4に示すタイミングチャートを使って動作を説明する。
これらの図において、アイソクロナスパケットが通信されている時間をアイソクロナス帯域、通信周期のアイソクロナス帯域以外であってアシンクロナスパケットが通信されている時間をアシンクロナス帯域と示している。
サイクルタイマは通信周期125μs毎にカウントアップ・リロードするタイマであり、その値によって通信周期開始からの時間、及び通信周期終了までの時間を知ることができる。
アシンクロナス送信限界値は、アシンクロナス送信パケットの送信を、アシンクロナス送信要求がセットされた通信周期において終了するために、該アシンクロナス送信要求をセットしてアシンクロナス送信を開始する時刻の限界を意味するサイクルタイマ値である。
また、アシンクロナス送信限界値はアシンクロナス送信パケット長により変化する。
また、1回のアシンクロナス送信で送信するアシンクロナスパケットの最大長のものをその通信周期内で送信を完了するために必要なアシンクロナス帯域を、あらかじめリソースマネージャから獲得しておくことが必要である。アシンクロナス帯域の確保については、IEEE1394の仕様で規定されているので、その詳細は省略する。
図2は、CPU(非図示)がアシンクロナス送信要求をセットするタイミングがアシンクロナス送信限界値よりも早い場合である。このとき、サイクルタイマ値16はアシンクロナス送信限界値14より小さいので、アシンクロナス送信可否判断部15はアシンクロナス送信部5へアシンクロナス送信可能信号を出力する。従って、アシンクロナス送信部5は、アシンクロナス送信を開始し、アシンクロナスパケットが通信制御部10へ転送される。
図3は、CPU(非図示)がアシンクロナス送信要求をセットするタイミングが、アシンクロナス送信限界値よりも早いが、まだアイソクロナス通信が行われているアイソクロナス帯域内である場合である。
このとき、サイクルタイマ値16はアシンクロナス送信限界値14より小さいので、アシンクロナス送信可否判断部15はアシンクロナス送信部5へアシンクロナス送信可能信号を出力する。しかし、アシンクロナス送信はアイソクロナス帯域が終了してアシンクロナス帯域が開始するまで保留される。そして、アシンクロナス帯域の始まりとともに、アシンクロナス送信部5は、アシンクロナス送信を開始し、アシンクロナスパケットが通信制御部10へ転送される。
図4は、CPU(非図示)がアシンクロナス送信要求をセットするタイミングが、アシンクロナス送信限界値よりも遅い場合である。
このとき、サイクルタイマ値16はアシンクロナス送信限界値14を超えているので、アシンクロナス送信可否判断部15はアシンクロナス送信部5へアシンクロナス送信不可能信号を出力する。
従って、アシンクロナス送信部5は、アシンクロナス送信要求がセットされているにもかかわらずアシンクロナス送信を開始することができない。しかし、アシンクロナス送信要求はセットされたままである。
次の通信周期において、サイクルタイマ値がアシンクロナス送信限界値より小さくなれば、アシンクロナス送信判断部14はアシンクロナス送信許可信号をアシンクロナス送信部へ出力する。
そして、アイソクロナス帯域が終了してアシンクロナス帯域が開始するタイミングになると、アシンクロナス送信部5は、アシンクロナス送信を開始し、送信を保留されていたアシンクロナスパケットが通信制御部10へ転送される。
このように、アシンクロナス送信可否判断部において、アシンクロナス送信要求がセットされたときに、送信予定のアシンクロナスパケットを該アシンクロナス送信要求がセットされた通信周期内で完了できるか否かを判断し、完了できないときは次の通信周期にアシンクロナス送信を行うようにしたので、該アシンクロナス送信によって125μsの通信周期が乱されることを確実に回避することができる。
従って、たとえば、該125μsの通信周期に同期して実行されるようなモーション制御システムの制御周期を乱すことがなくなりその精度向上に寄与することができる。
本発明の第1実施例を示すIEEE1394通信LSIのブロック図 本発明のIEEE1394通信LSIの動作を示す第1のタイミング図 本発明のIEEE1394通信LSIの動作を示す第2のタイミング図 本発明のIEEE1394通信LSIの動作を示す第3のタイミング図 従来のIEEE1394通信LSIのブロック図 従来のIEEE1394通信LSIの動作を示すタイミング図 従来のアシンクロナス通信を制限するIEEE1394通信システム構成図 従来のIEEE1394通信LSIの動作を示すタイミング図 本発明のアシンクロナス送信部のブロック図
符号の説明
1 IEEE1394通信LSI
2 CPU
3 物理層LSI
4 サイクルタイマ
5 アシンクロナス送信部
6 アシンクロナス受信部
7 アイソクロナス送信部
8 アイソクロナス受信部
9 CPUインターフェイス部
10 通信制御部
11 物理層LSIインターフェイス部
12 CPUバス
13 物理層インタフェースバス
14 アシンクロナス送信限界値
15 アシンクロナス送信可否判断部
16 サイクルタイマ値
18 アシンクロナス送信可否信号
19 アシンクロナス送信バッファ
20 アシンクロナス送信制御レジスタ
21 アシンクロナス送信イネーブル信号
22 アシンクロナス送信バッファステータス信号
23 バス
24 アシンクロナス送信バス
101 通信機器A
102 通信機器B
103 IEEE1394シリアルバス
111 アシンクロナス転送管理機能部

Claims (8)

  1. 少なくともIEEE1394パケットの送受信制御を行う通信制御部と、IEEE1394通信のアシンクロナス送信パケットを格納するアシンクロナス送信部と、アシンクロナス受信パケットを格納するアシンクロナス受信部と、IEEE1394通信のアイソクロナス送信パケットを格納するアイソクロナス送信部と、アイソクロナス受信パケットを格納するアイソクロナス受信部と、IEEE1394通信周期の基となるサイクルタイマと、を含むIEEE1394通信LSIにおいて、
    前記サイクルタイマから出力されるサイクルタイマ値と外部のCPUによって設定されるアシンクロナス送信限界値を比較して、前記アシンクロナス送信部からのアシンクロナスパケットの送信を可能または不可能にするアシンクロナス送信可否信号を出力するアシンクロナス送信可否判断部を備え、
    前記アシンクロナス送信部が前記アシンクロナス送信可否信号に従ってアシンクロナス送信を開始する手段を含むことを特徴とするIEEE1394通信LSI。
  2. 前記アシンクロナス送信可否判断部は、前記サイクルタイマ値が前記アシンクロナス送信限界値より小さいときアシンクロナス送信可能信号を出力し、前記サイクルタイマ値が前記アシンクロナス送信限界値を超えるとアシンクロナス送信不可能信号を出力することを特徴とする請求項1に記載のIEEE1394通信LSI。
  3. 前記アシンクロナス送信部は、前記アシンクロナス送信可能信号が入力されていてアシンクロナス送信要求がセットされたときにアシンクロナスパケットを送信し、前記アシンクロナス送信不可能信号が入力されているときにアシンクロナス送信要求がセットされてもアシンクロナスパケットを送信しないことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のIEEE1394通信LSI。
  4. 前記アシンクロナス送信限界値は、ある前記通信周期において送信予定のアシンクロナスパケットの送信を当該通信周期内に完了するために、前記アシンクロナス送信要求がセットされなければならない時刻の限界となるサイクルタイマ値であることを特徴とする請求項1、請求項2または請求項3に記載のIEEE1394通信LSI。
  5. 少なくともIEEE1394パケットの送受信制御を行う通信制御部と、IEEE1394通信のアシンクロナス送信パケットを格納するアシンクロナス送信部と、アシンクロナス受信パケットを格納するアシンクロナス受信部と、IEEE1394通信のアイソクロナス送信パケットを格納するアイソクロナス送信部と、アイソクロナス受信パケットを格納するアイソクロナス受信部と、IEEE1394通信周期の基となるサイクルタイマと、を含むIEEE1394通信LSIのアシンクロナス送信方法おいて、
    アシンクロナスパケットを送信するために必要なアシンクロナス帯域を前記アシンクロナスパケットの長さと通信速度に基づいて算出し、
    該アシンクロナス帯域を一つの通信周期内において確保できるようにアシンクロナス送信要求をセットする限界の時刻としてのサイクルタイマ値であるアシンクロナス送信限界値を計算し、
    前記アシンクロナス送信要求がセットされたときのサイクルタイマ値が前記アシンクロナス送信限界値よりも小さいときにアシンクロナス送信を開始し、前記アシンクロナス送信要求がセットされたときのサイクルタイマ値が前記アシンクロナス送信限界値を超えたときはアシンクロナス送信を保留することを特徴とするアシンクロナス送信方法
  6. 前記保留されたアシンクロナスパケットは、当該アシンクロナス送信要求がセットされた通信周期の次の通信周期内に、アイソクロナス送信が終了した後のアシンクロナス帯域において送信されることを特徴とする請求項5に記載の通信方法。
  7. 前記アシンクロナス送信限界値は、ある前記通信周期において送信予定のアシンクロナスパケットの送信を当該通信周期内に完了するために、前記アシンクロナス送信要求がセットされなければならない時刻の限界となるサイクルタイマ値であることを特徴とする請求項5または請求項6に記載のアシンクロナス送信方法。
  8. 前記アシンクロナス送信限界値は、前記CPUがセットするものであることを特徴とする請求項5、請求項6または請求項7に記載のアシンクロナス送信方法。
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