JP2014174792A - バス中継装置、集積回路装置、ケーブル、コネクター、電子機器、及びバス中継方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】USBハブを挿入することなく、より簡素な構成でUSBホストとUSBデバイスとの間の通信を可能とするバス中継装置等を提供する。
【解決手段】バス中継装置200は、USBホスト110が接続されるアップストリームポート部210と、USBデバイス120が接続されるダウンストリームポート部220と、アップストリームポート制御部230と、ダウンストリームポート制御部240と、アップストリームポート部210とダウンストリームポート部220との間で転送されるパケットを中継する中継部250とを含む。バス中継装置200では、アップストリームポート部210において検知したバスステータスをダウンストリームポート部220が再現して伝達すると共に、ダウンストリームポート部220において検知したバスステータスをアップストリームポート部210が再現して伝達する。
【選択図】図2
【解決手段】バス中継装置200は、USBホスト110が接続されるアップストリームポート部210と、USBデバイス120が接続されるダウンストリームポート部220と、アップストリームポート制御部230と、ダウンストリームポート制御部240と、アップストリームポート部210とダウンストリームポート部220との間で転送されるパケットを中継する中継部250とを含む。バス中継装置200では、アップストリームポート部210において検知したバスステータスをダウンストリームポート部220が再現して伝達すると共に、ダウンストリームポート部220において検知したバスステータスをアップストリームポート部210が再現して伝達する。
【選択図】図2
Description
本発明は、バス中継装置、集積回路装置、ケーブル、コネクター、電子機器、及びバス中継方法等に関する。
従来、USB(Universal Serial Bus)規格は、パーソナルコンピューターと周辺機器とを接続するためのインターフェース規格として広く普及している。このUSB規格は、1つのホストと複数のデバイスとの間の接続を規定するものであり、上記のパーソナルコンピューターは例えばUSB規格において規定されたホストの機能を備え、上記の周辺機器は例えばUSB規格において規定されたデバイスの機能を備える。以下では、USB規格において規定されたホストの機能を有するものをUSBホストと表記し、USB規格において規定されたデバイスの機能を有するものをUSBデバイスと表記する。
図16に、一般的なUSBホストとUSBデバイスとにより構成される通信システムの構成例を示す。
この通信システム10は、USBホスト20と、USBデバイス30とを備え、USB規格において規定されたバス40を介してUSBホスト20とUSBデバイス30とが接続される。具体的には、USBホスト20は、ダウンストリームポート部22を有し、ダウンストリームポート部22にバス40の一端が接続される。また、USBデバイス30は、アップストリームポート部32を有し、アップストリームポート部32にバス40の他端が接続される。ダウンストリームポート部22及びアップストリームポート部32の各々は、例えばUSB2.0規格において規定されたドライバー、レシーバー、NRZI(Non Return to Zero Inversion)デコーダー/エンコーダー、同期検出回路、及びスケルチ検出回路を有する。
この通信システム10は、USBホスト20と、USBデバイス30とを備え、USB規格において規定されたバス40を介してUSBホスト20とUSBデバイス30とが接続される。具体的には、USBホスト20は、ダウンストリームポート部22を有し、ダウンストリームポート部22にバス40の一端が接続される。また、USBデバイス30は、アップストリームポート部32を有し、アップストリームポート部32にバス40の他端が接続される。ダウンストリームポート部22及びアップストリームポート部32の各々は、例えばUSB2.0規格において規定されたドライバー、レシーバー、NRZI(Non Return to Zero Inversion)デコーダー/エンコーダー、同期検出回路、及びスケルチ検出回路を有する。
このような構成において、USBホスト20とUSBデバイス30とは、バス40を介して、半二重により、USB規格において規定された通信を行う。このとき、相手方の特性や通信環境等に起因して、USBホスト20からの信号の波形が受信側であるUSBデバイス30において乱れたり、USBデバイス30からの信号の波形が受信側であるUSBホスト20において乱れたりすることがある。なお、図16では、受信側で信号が乱れる様子をアイパターンにより模式的に示している。この場合、受信側で受信エラーが発生し、USBホスト20とUSBデバイス30との間で通信ができなくなる。
これを解決する1つの手法として、USBホスト20とUSBデバイス30との間に、USB規格において規定されたハブ機能を有するUSBハブを挿入することが考えられる。挿入されたUSBハブにより乱れた信号波形が整形され、USBホスト20とUSBデバイス30との間の通信がより良好に行えるようになる。このようなUSBハブに関する技術ついては、例えば特許文献1に開示されている。
しかしながら、USBホスト20とUSBデバイス30との間に、例えば特許文献1に開示されているようなUSBハブを挿入すると、USBホスト20は、USB規格において規定されたUSBハブ用の制御が新たに必要になる。そのため、USBホスト20とUSBデバイス30とを用いた通信システムの構成要素の増加や制御の複雑化、これらに起因したコスト高を招くという問題がある。
本発明は、以上のような技術的課題に鑑みてなされたものである。本発明の幾つかの態様によれば、USBハブに対する制御のような本来必要としない制御をUSBホストが行う必要がなく、より簡素な構成でUSBホストとUSBデバイスとの間の通信を可能とするバス中継装置、集積回路装置、ケーブル、コネクター、電子機器、及びバス中継方法等を提供することができる。
(1)本発明に係るバス中継装置は、USBホストが接続されるアップストリームポート部と、USBデバイスが接続されるダウンストリームポート部と、前記アップストリームポート部を制御するアップストリームポート制御部と、前記ダウンストリームポート部を制御するダウンストリームポート制御部と、前記アップストリームポート部と前記ダウンストリームポート部との間で転送されるパケットを中継する中継部とを含み、前記アップストリームポート部において検知したバスステータスを前記ダウンストリームポート部が再現して前記USBデバイスに伝達すると共に、前記ダウンストリームポート部において検知したバスステータスを前記アップストリームポート部が再現して前記USBホストに伝達することを特徴とする。
本態様によれば、USBホストとUSBデバイスとの間のパケット又はバスステータスが中継されるので、パケット又はバスステータスなどに対応した信号の波形の整形が行われ受信側で信号の波形が乱れることがなくなる。また、制御を行う上で、USBホストは、USBデバイス以外の存在が見えないため、これまで通りUSBホストは、USBデバイスに対する制御を行うだけで済む。この結果、受信側で信号の波形が乱れ好ましい通信がなされない場合であっても、本発明を適用することでUSBホストとUSBデバイスとの間の通信を適正に行うことが可能となる。
(2)上記のバス中継装置において、前記ダウンストリームポート制御部と前記USBデバイスとの間でネゴシエーションにより第1の通信速度モードが決定され、前記アップストリームポート制御部と前記USBホストとの間で前記第1の通信速度モードで接続するためのネゴシエーションが実行されることが好ましい。
本態様によれば、USBデバイスとの間でネゴシエーションを行い第1の通信速度モードを決定してからUSBホストとの間でネゴシエーションを行うことで、USBホストとのネゴシエーションが本発明に係るバス中継装置との間で行われることになり、本発明に係るバス中継装置がUSBデバイスに含まれるものとするシステムの構成が可能となる。
(3)上記のバス中継装置において、前記ダウンストリームポート制御部は、前記USBホストの通信速度モードを予め認識しており、前記ダウンストリームポート制御部と前記USBデバイスとの間のネゴシエーションにおいて前記USBホストの通信速度モードで通信が可能かどうかの判断が行われることが好ましい。
本態様によれば、USBホストが対応可能な通信速度モードが予め認識されている場合、バス中継装置は、USBホスト及びUSBデバイスの間のスピードネゴシエーションを迅速に行うことができる。
(4)上記のバス中継装置において、前記ダウンストリームポート制御部が、前記ダウンストリームポート部への前記USBデバイスのアタッチを検出した後、前記アップストリームポート制御部と前記USBホストとの間でネゴシエーションにより第1の通信速度モードが決定され、前記ダウンストリームポート制御部と前記USBデバイスとの間で前記第1の通信速度モードで接続するためのネゴシエーションが実行されることが好ましい。
本態様によれば、ダウンストリームポート部へのUSBデバイスのアタッチが検出された後、USBホストとの間でネゴシエーションを行い第1の通信速度モードを決定してからUSBデバイスとの間でネゴシエーションを行うことで、USBデバイスとのネゴシエーションが本発明に係るバス中継装置との間で行われることになり、本発明に係るバス中継装置がUSBデバイスに含まれるものとするシステムの構成が可能となる。
(5)上記のバス中継装置において、前記アップストリームポート制御部は、前記USBデバイスの通信速度モードを予め認識しており、前記アップストリームポート制御部と前記USBホストとの間のネゴシエーションにおいて前記USBデバイスの通信速度モードで通信が可能かどうかの判断が行われることが好ましい。
本態様によれば、USBデバイスが対応可能な通信速度モードが予め認識されている場合、バス中継装置は、上記の効果に加えて、USBホスト及びUSBデバイスの間のスピードネゴシエーションを迅速に行うことができる。
(6)上記のバス中継装置において、前記中継部は、前記アップストリームポート部と前記ダウンストリームポート部との間で中継されるパケットに対応した信号を伝達することが好ましい。
本態様によれば、中継されるパケットに対応した信号を伝達することで、受信側で信号の波形が乱れることを防止することができ、USBホストとUSBデバイスとの間の通信を適正に行うことが可能となる。
(7)本発明に係るひとつの集積回路装置は、上記のバス中継装置と、前記アップストリームポート部に接続される前記USBホストとを含むことが好ましい。
本態様によれば、上記のバス中継装置により受信側での信号の波形の乱れを防止することができ、USBホストとUSBデバイスとの間のより適正な通信が可能となり、USBホスト機能を有する集積回路装置を提供することができる。
(8)本発明に係るひとつの集積回路装置は、上記のバス中継装置と、前記ダウンストリームポート部に接続される前記USBデバイスとを含むことが好ましい。
本態様によれば、上記のバス中継装置により受信側での信号の波形の乱れを防止することができ、USBホストとUSBデバイスとの間のより適切な通信が可能となる、USBデバイス機能を有する集積回路装置を提供することができる。
(9)本発明に係るひとつのケーブルは、第1のUSBコネクターと、一端に前記第1のUSBコネクターが接続される第1のバスと、前記第1のバスの他端に前記アップストリームポート部が接続される上記に記載のいずれか1つの態様のバス中継装置と、一端に前記ダウンストリームポート部が接続される第2のバスと、前記第2のバスの他端に接続される第2のUSBコネクターとを含むことが好ましい。
本態様によれば、上記のバス中継装置により受信側での信号の波形の乱れを防止することができる、USBホストとUSBデバイスとの間の通信を実現するケーブルを提供することができる。
(10)本発明に係るコネクターは、USBコネクターと、前記USBコネクターに前記アップストリームポート部又は前記ダウンストリームポートが接続される上記のいずれか1つの態様のバス中継装置とを含むことが好ましい。
本態様によれば、上記のバス中継装置により受信側での信号の波形の乱れを防止することができる、USBホストとUSBデバイスとの間の通信を実現するコネクターを提供することができる。
(11)本発明に係る電子機器は、上記の態様のいずれか1つの態様のバス中継装置を含むことが好ましい。
本態様によれば、上記のバス中継装置により受信側で信号の波形の乱れを防止することができる、USBホストとUSBデバイスとの間の通信を実現する電子機器を提供することができる。
(12)本発明に係るひとつのバス中継方法は、USBホストが接続されるアップストリームポート部とUSBデバイスが接続されるダウンストリームポート部との間で行われるバス中継方法であって、前記USBホストとの間の通信速度モードに対応した、前記USBデバイスとの間のネゴシエーションを行う第1の接続ステップと、前記第1の接続ステップの後に、前記USBホストとの間のネゴシエーションを行う第2の接続ステップと、前記第2の接続ステップの後に、前記アップストリームポート部と前記ダウンストリームポート部との間でパケット又はバスステータスを中継する中継ステップとを含むことを特徴とする。
この方法によれば、USBホストとUSBデバイスとの間で転送される信号の波形を整形することができるので、受信側における信号の波形の乱れを防止することができる。また、制御を行う上で、USBホストからはUSBデバイスの存在しか見えないため、USBホストにおける処理の負荷の増加を行わずに済むことができる。この結果、USBホストとUSBデバイスとの間のより適切な通信が可能となる。
(13)本発明に係るひとつのバス中継方法は、USBホストが接続されるアップストリームポート部とUSBデバイスが接続されるダウンストリームポート部との間で行われるバス中継方法であって、前記ダウンストリームポート部への前記USBデバイスのアタッチを検出する検出ステップと、前記検出ステップの後に、前記USBデバイスとの間の通信速度モードに対応して、前記USBホストとの間のネゴシエーションを行う第1の接続ステップと、前記第1の接続ステップの後に、前記USBデバイスとの間のネゴシエーションを行う第2の接続ステップと、前記第2の接続ステップの後に、前記アップストリームポート部と前記ダウンストリームポート部との間でパケット又はバスステータスを中継する中継ステップとを含むことを特徴とする。
この方法によれば、USBホストとUSBデバイスとの間で転送される信号の波形を整形することができるので、受信側における信号の波形の乱れを防止することができる。また、制御を行う上で、USBホストからはUSBデバイスの存在しか見えないため、USBホストにおける処理の負荷の増加を行わずに済むことができる。この結果、USBホストとUSBデバイスとの間のより適切な通信が可能となる。
(14)上記のバス中継方法において、前記中継ステップは、前記アップストリームポート部及び前記ダウンストリームポート部の一方において発生したバスステータスを、他方において再現して伝達すると共に、前記アップストリームポート部と前記ダウンストリームポート部との間で中継されるパケットに対応した信号を増幅することが好ましい。
この方法によれば、USBホストとUSBデバイスとの間のパケットに対応した信号を中継することで、受信側での信号の波形の乱れを防止することができる、USBホストとUSBデバイスとの間の通信が可能となる。
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成のすべてが本発明の課題を解決するために必須の構成要件であるとは限らない。
以下では、説明の便宜上、USB規格としてUSB2.0規格を採用し、このUSB2.0規格に準拠したUSBホスト及びUSBデバイスの通信速度モードが、HS(High Speed)モード又はFS(Full Speed)モードのいずれかであるものとする。
〔バス中継装置〕
1. 第1の実施形態
図1に、本発明に係る第1の実施形態における通信システムの構成例を示す。
第1の実施形態における通信システム100は、USBホスト110と、USBデバイス120と、バス中継装置200とを備え、USBホスト110とUSBデバイス120との間にバス中継装置200が設けられた構成を有している。USBホスト110とバス中継装置200とは、USB規格において規定されたUSBバス(以下、バス)130を介して接続され、バス中継装置200とUSBデバイス120とは、USB規格において規定されたバス132を介して接続される。
1. 第1の実施形態
図1に、本発明に係る第1の実施形態における通信システムの構成例を示す。
第1の実施形態における通信システム100は、USBホスト110と、USBデバイス120と、バス中継装置200とを備え、USBホスト110とUSBデバイス120との間にバス中継装置200が設けられた構成を有している。USBホスト110とバス中継装置200とは、USB規格において規定されたUSBバス(以下、バス)130を介して接続され、バス中継装置200とUSBデバイス120とは、USB規格において規定されたバス132を介して接続される。
USBホスト110は、ダウンストリームポート部112を有し、USBデバイス120は、アップストリームポート部122を有する。バス130,132の各々は、2本の電源ラインVBUS,GNDと、差動バスである2本の信号ラインDP(D+),DM(D−)とを含む。
バス130の一端はダウンストリームポート部112に接続され、他端はバス中継装置200に接続される。USBホスト110とバス中継装置200とは、バス130を介して、USB規格において規定された通信を行う。バス132の一端はバス中継装置200に接続され、他端はアップストリームポート部122に接続される。USBデバイス120とバス中継装置200とは、バス132を介して、USB規格において規定された通信を行う。
バス130の一端はダウンストリームポート部112に接続され、他端はバス中継装置200に接続される。USBホスト110とバス中継装置200とは、バス130を介して、USB規格において規定された通信を行う。バス132の一端はバス中継装置200に接続され、他端はアップストリームポート部122に接続される。USBデバイス120とバス中継装置200とは、バス132を介して、USB規格において規定された通信を行う。
バス中継装置200は、USBホスト110との間の通信速度モードとUSBデバイス120との間の通信速度モードとが同一となるように各々とスピードネゴシエーションを行い、両者間のパケット又はバスステータスを中継するリピーターとして動作する。
具体的には、バス中継装置200は、バス130を介してUSBホスト110が接続されるアップストリームポート部と、バス132を介してUSBデバイス120が接続されるダウンストリームポート部とを備えている。そして、バス中継装置200は、アップストリームポート部側で発生したバスステータス(リセット、サスペンド、レジューム、切断)を、ダウンストリームポート部側で再現して伝達する。また、バス中継装置200は、アップストリームポート部側で受信したUSBホスト110からのパケットを、ダウンストリームポート部側に中継し、USBデバイス120に転送する。
同様に、バス中継装置200は、ダウンストリームポート部側で発生したバスステータス(レジューム、切断)を、アップストリームポート部側で再現して伝達する。また、バス中継装置200は、ダウンストリームポート部側で受信したUSBデバイス120からのパケットを、アップストリームポート部側に中継し、USBホスト110に転送する。
同様に、バス中継装置200は、ダウンストリームポート部側で発生したバスステータス(レジューム、切断)を、アップストリームポート部側で再現して伝達する。また、バス中継装置200は、ダウンストリームポート部側で受信したUSBデバイス120からのパケットを、アップストリームポート部側に中継し、USBホスト110に転送する。
第1の実施形態によれば、USBホスト110とUSBデバイス120との間でパケット又はバスステータスに対応した信号の波形をバス中継装置200により整形することができるので、受信側で信号の波形が乱れることがなくなる(図1)。また、制御を行う上で、USBホスト110は、USBハブではなくUSBデバイス120の存在しか見えないため、これまで通りUSBホスト110は、USBデバイス120に対する制御を行うだけで済む。また、USBホスト110及びUSBデバイス120の各々との間の通信速度モードが同一となるようにスピードネゴシエーションを行うため、バス中継装置200は、USBハブが備えるトランザクショントランスレーターの機能を省略することができる。この結果、受信側で信号の波形が乱れるような場合であっても、USBハブを挿入することなく、より簡素な構成でUSBホストとUSBデバイスとの間の通信が可能となる。
図2に、図1のバス中継装置200の構成例のブロック図を示す。
バス中継装置200は、アップストリームポート部210と、ダウンストリームポート部220と、アップストリームポート制御部230と、ダウンストリームポート制御部240と、中継部250とを備えている。
アップストリームポート制御部230は、アタッチ処理部232と、デタッチ処理部234と、スピードネゴシエーション処理部236と、バスステータス処理部238とを備えている。
ダウンストリームポート制御部240は、アタッチ処理部242と、デタッチ処理部244と、スピードネゴシエーション処理部246と、バスステータス処理部248とを備えている。
中継部250は、サンプリング部252,262と、エラスティシティバッファー254,264とを備えている。
バス中継装置200は、アップストリームポート部210と、ダウンストリームポート部220と、アップストリームポート制御部230と、ダウンストリームポート制御部240と、中継部250とを備えている。
アップストリームポート制御部230は、アタッチ処理部232と、デタッチ処理部234と、スピードネゴシエーション処理部236と、バスステータス処理部238とを備えている。
ダウンストリームポート制御部240は、アタッチ処理部242と、デタッチ処理部244と、スピードネゴシエーション処理部246と、バスステータス処理部248とを備えている。
中継部250は、サンプリング部252,262と、エラスティシティバッファー254,264とを備えている。
アップストリームポート部210には、バス130を介してUSBホスト110が接続される。ダウンストリームポート部220には、バス132を介してUSBデバイス120が接続される。
アップストリームポート部210及びダウンストリームポート部220の各々は、ドライバー、レシーバー、NRZIデコーダー/エンコーダー、同期検出回路、及びスケルチ検出回路を有する。このようなドライバー等については、USB2.0規格において規定されているため、図示を省略する。
ドライバーは、HSモードが選択されたときに用いられるHSドライバーと、FSモード又はLSモードが選択されたときに用いられるFSドライバーとを含む。
レシーバーは、HSモードが選択されたときに用いられるHSレシーバーと、FSモード又はLSモードが選択されたときに用いられるFSレシーバーと、その他USB2.0規格において規定された各種レシーバーとを含む。
NRZIデコーダー/エンコーダーは、バス中継装置200の内部のNRZ符号の信号をNRZI符号の信号に変換したり、バスを介して転送されるNRZI符号の信号をNRZ符号の信号に変換したりする。
同期検出回路は、受信信号の変化を検出し受信信号の同期を検出する。
スケルチ検出回路は、有効なデータ(パケット)が転送された状態であるか、有効なデータ(パケット)が転送されていない状態であるかを検出する。
アップストリームポート部210及びダウンストリームポート部220の各々は、ドライバー、レシーバー、NRZIデコーダー/エンコーダー、同期検出回路、及びスケルチ検出回路を有する。このようなドライバー等については、USB2.0規格において規定されているため、図示を省略する。
ドライバーは、HSモードが選択されたときに用いられるHSドライバーと、FSモード又はLSモードが選択されたときに用いられるFSドライバーとを含む。
レシーバーは、HSモードが選択されたときに用いられるHSレシーバーと、FSモード又はLSモードが選択されたときに用いられるFSレシーバーと、その他USB2.0規格において規定された各種レシーバーとを含む。
NRZIデコーダー/エンコーダーは、バス中継装置200の内部のNRZ符号の信号をNRZI符号の信号に変換したり、バスを介して転送されるNRZI符号の信号をNRZ符号の信号に変換したりする。
同期検出回路は、受信信号の変化を検出し受信信号の同期を検出する。
スケルチ検出回路は、有効なデータ(パケット)が転送された状態であるか、有効なデータ(パケット)が転送されていない状態であるかを検出する。
アップストリームポート制御部230は、アップストリームポート部210を制御すると共に、中継部250における中継処理を制御する。
アタッチ(Attach)処理部232は、アップストリームポート部210へのUSBホスト110のアタッチやアタッチの監視等の制御を行う。USBホスト110のアタッチは、USBホスト110によりVBUSに電源が供給された状態で、アタッチ処理部232により、アタッチ処理として信号ラインDPのプルアップ(FSターミネーション)を行うことで実現される。
デタッチ(Detach)処理部234は、アップストリームポート部210に接続されるUSBホスト110のデタッチやデタッチの検出等の制御を行う。USBホスト110のデタッチは、HSモードのときHSターミネーション(FSドライバーがSE0(DP=DM=L)を出力し、HSドライバーとHSレシーバーの動作がオン)をオフ、FSモードのときFSターミネーションをオフすることで実現される。
スピードネゴシエーション処理部236は、アップストリームポート部210を制御することにより、USBホスト110との間のスピードネゴシエーションの制御を行う。
バスステータス処理部238は、アップストリームポート部210において発生したバスステータスを検知したり、アップストリームポート部210を制御して指定されたバスステータスを伝達したりする。
アタッチ(Attach)処理部232は、アップストリームポート部210へのUSBホスト110のアタッチやアタッチの監視等の制御を行う。USBホスト110のアタッチは、USBホスト110によりVBUSに電源が供給された状態で、アタッチ処理部232により、アタッチ処理として信号ラインDPのプルアップ(FSターミネーション)を行うことで実現される。
デタッチ(Detach)処理部234は、アップストリームポート部210に接続されるUSBホスト110のデタッチやデタッチの検出等の制御を行う。USBホスト110のデタッチは、HSモードのときHSターミネーション(FSドライバーがSE0(DP=DM=L)を出力し、HSドライバーとHSレシーバーの動作がオン)をオフ、FSモードのときFSターミネーションをオフすることで実現される。
スピードネゴシエーション処理部236は、アップストリームポート部210を制御することにより、USBホスト110との間のスピードネゴシエーションの制御を行う。
バスステータス処理部238は、アップストリームポート部210において発生したバスステータスを検知したり、アップストリームポート部210を制御して指定されたバスステータスを伝達したりする。
ダウンストリームポート制御部240は、ダウンストリームポート部220を制御すると共に、中継部250における中継処理を制御する。
具体的には、アタッチ処理部242は、ダウンストリームポート部220へのUSBデバイス120のアタッチやアタッチの監視等の制御を行う。USBデバイス120のアタッチは、例えばアタッチ処理部242がVBUSに電源を供給した状態で、USBデバイス120がFSターミネーションを行うことで実現される。
デタッチ処理部244は、ダウンストリームポート部220に接続されるUSBデバイス120のデタッチやデタッチの検出等の制御を行う。USBデバイス120のデタッチは、デタッチ処理部244によりVBUSへの電源供給を停止することで実現される。
スピードネゴシエーション処理部246は、ダウンストリームポート部220を制御することにより、USBデバイス120との間のスピードネゴシエーションの制御を行う。
バスステータス処理部248は、ダウンストリームポート部220において発生したバスステータスを検知したり、ダウンストリームポート部220を制御して指定されたバスステータスを伝達したりする。
具体的には、アタッチ処理部242は、ダウンストリームポート部220へのUSBデバイス120のアタッチやアタッチの監視等の制御を行う。USBデバイス120のアタッチは、例えばアタッチ処理部242がVBUSに電源を供給した状態で、USBデバイス120がFSターミネーションを行うことで実現される。
デタッチ処理部244は、ダウンストリームポート部220に接続されるUSBデバイス120のデタッチやデタッチの検出等の制御を行う。USBデバイス120のデタッチは、デタッチ処理部244によりVBUSへの電源供給を停止することで実現される。
スピードネゴシエーション処理部246は、ダウンストリームポート部220を制御することにより、USBデバイス120との間のスピードネゴシエーションの制御を行う。
バスステータス処理部248は、ダウンストリームポート部220において発生したバスステータスを検知したり、ダウンストリームポート部220を制御して指定されたバスステータスを伝達したりする。
アップストリームポート制御部230及びダウンストリームポート制御部240は、互いに協調動作を行うためのメッセージの送受信を行う。
アップストリームポート制御部230は、ダウンストリームポート制御部240からのメッセージを受信することにより、ダウンストリームポート部220で発生したバスステータスをアップストリームポート部220に中継する。
逆に、ダウンストリームポート制御部240は、アップストリームポート制御部230からのメッセージを受信することにより、アップストリームポート部210で発生したバスステータスをダウンストリームポート部220に中継する。
アップストリームポート制御部230は、ダウンストリームポート制御部240からのメッセージを受信することにより、ダウンストリームポート部220で発生したバスステータスをアップストリームポート部220に中継する。
逆に、ダウンストリームポート制御部240は、アップストリームポート制御部230からのメッセージを受信することにより、アップストリームポート部210で発生したバスステータスをダウンストリームポート部220に中継する。
中継部250は、アップストリームポート部210において受信されたパケットに対応した信号をサンプリングし、サンプリング後の信号をバッファリングしてダウンストリームポート部220に出力する。
具体的には、サンプリング部252が、アップストリームポート部210において受信されたパケットに対応した信号をサンプリングする。そして、エラスティシティバッファー254が、入力側と出力側との周波数差を吸収しながらサンプリング後の信号を出力する。
具体的には、サンプリング部252が、アップストリームポート部210において受信されたパケットに対応した信号をサンプリングする。そして、エラスティシティバッファー254が、入力側と出力側との周波数差を吸収しながらサンプリング後の信号を出力する。
また、中継部250は、ダウンストリームポート部220において受信されたパケットに対応した信号をサンプリングし、サンプリング後の信号をバッファリングしてアップストリームポート部210に出力する。
具体的には、サンプリング部262が、ダウンストリームポート部220において受信されたパケットに対応した信号をサンプリングする。そして、エラスティシティバッファー264が、入力側と出力側との周波数差を吸収しながらサンプリング後の信号を出力する。
具体的には、サンプリング部262が、ダウンストリームポート部220において受信されたパケットに対応した信号をサンプリングする。そして、エラスティシティバッファー264が、入力側と出力側との周波数差を吸収しながらサンプリング後の信号を出力する。
次に、第1の実施形態におけるバス中継装置200の動作例について説明する。
以下では、バス中継装置200が、予めUSBホスト110がUSB2.0規格のHSモードで通信可能(接続可能)であることを認識しているものとする。例えば、バス中継装置200は、図示しない内蔵の制御レジスターや外部端子の設定により、USBホスト110がUSB2.0規格のHSモードで通信可能であるか否かを判別する。
以下では、バス中継装置200が、予めUSBホスト110がUSB2.0規格のHSモードで通信可能(接続可能)であることを認識しているものとする。例えば、バス中継装置200は、図示しない内蔵の制御レジスターや外部端子の設定により、USBホスト110がUSB2.0規格のHSモードで通信可能であるか否かを判別する。
図3に、第1の実施形態におけるバス中継装置200の制御例のフロー図を示す。図2に示すバス中継装置200を構成する各部が、図3に示すフローに従って制御を行う。
まず、ダウンストリームポート制御部240は、アタッチ処理部242において、ダウンストリームポート部220へのUSBデバイス120のアタッチを監視する(ステップS1:N)。
USBデバイス120のアタッチが検出されたとき(ステップS1:Y)、ダウンストリームポート制御部240は、USBデバイス120とHSモードで接続するためのスピードネゴシエーションを行う(ステップS2)。ここで、USBホスト110が、第1の通信速度モードとしてのHSモードで通信が可能であることが予め認識されている。そのため、ステップS2では、ダウンストリームポート制御部240は、スピードネゴシエーション処理部246において、USBデバイス120とHSモードで接続するためのスピードネゴシエーションの制御を行う。即ち、ステップS2では、スピードネゴシエーション処理部246は、USBホスト110との間の通信速度モードに応じて、USBデバイス120との間のスピードネゴシエーションの制御を行う。ステップS2は、第1の実施形態に係る第1の接続ステップに相当する。
なお、USBホスト110がFSモードで通信可能なときは、スピードネゴシエーション処理部246は、USBデバイス120とFSモードで接続するためのスピードネゴシエーションの制御を行う。
まず、ダウンストリームポート制御部240は、アタッチ処理部242において、ダウンストリームポート部220へのUSBデバイス120のアタッチを監視する(ステップS1:N)。
USBデバイス120のアタッチが検出されたとき(ステップS1:Y)、ダウンストリームポート制御部240は、USBデバイス120とHSモードで接続するためのスピードネゴシエーションを行う(ステップS2)。ここで、USBホスト110が、第1の通信速度モードとしてのHSモードで通信が可能であることが予め認識されている。そのため、ステップS2では、ダウンストリームポート制御部240は、スピードネゴシエーション処理部246において、USBデバイス120とHSモードで接続するためのスピードネゴシエーションの制御を行う。即ち、ステップS2では、スピードネゴシエーション処理部246は、USBホスト110との間の通信速度モードに応じて、USBデバイス120との間のスピードネゴシエーションの制御を行う。ステップS2は、第1の実施形態に係る第1の接続ステップに相当する。
なお、USBホスト110がFSモードで通信可能なときは、スピードネゴシエーション処理部246は、USBデバイス120とFSモードで接続するためのスピードネゴシエーションの制御を行う。
続いて、アップストリームポート制御部230は、アタッチ処理部232において、アップストリームポート部210におけるUSBホスト110によるVBUSの電源供給を監視する(ステップS3:N)。
VBUSの電源供給が検出されたとき(ステップS3:Y)、アップストリームポート制御部230は、USBホスト110とHSモードで接続するためのスピードネゴシエーションの制御を行う(ステップS4)。具体的には、アップストリームポート制御部230は、スピードネゴシエーション処理部236において、ステップS2において決定された通信速度モードでUSBホスト110と接続するためのスピードネゴシエーションの制御を行う。ステップS4は、第1の実施形態に係る第2の接続ステップに相当する。
VBUSの電源供給が検出されたとき(ステップS3:Y)、アップストリームポート制御部230は、USBホスト110とHSモードで接続するためのスピードネゴシエーションの制御を行う(ステップS4)。具体的には、アップストリームポート制御部230は、スピードネゴシエーション処理部236において、ステップS2において決定された通信速度モードでUSBホスト110と接続するためのスピードネゴシエーションの制御を行う。ステップS4は、第1の実施形態に係る第2の接続ステップに相当する。
ステップS4の結果、USBデバイス120とUSBホスト110との間がHSモード又はFSモードで接続される。そこで、バス中継装置200は、パケット又はバスステータスを中継する(ステップS5)。即ち、ステップS5では、中継部250が、アップストリームポート部210とダウンストリームポート部220との間で転送されるパケットを中継する。また、バスステータス処理部238は、アップストリームポート部210において発生したバスステータスを検知して、バスステータス処理部248が、ダウンストリームポート部220を制御し、検知したバスステータスを再現して伝達する。或いは、バスステータス処理部248は、ダウンストリームポート部220において発生したバスステータスを検知して、バスステータス処理部238が、アップストリームポート部210を制御し、検知したバスステータスを再現して伝達する。ステップS5は、第1の実施形態に係る中継ステップに相当する。
その後、一連の処理を終了しないとき(ステップS6:N)、ステップS5に戻り、バス中継装置200は、パケット又はバスステータスの中継を継続する。一方、ステップS6において、処理を終了するとき(ステップS6:Y)、バス中継装置200は、一連の処理を終了する(エンド)。
図4に、第1の実施形態におけるバス中継装置200の動作シーケンスの一例を示す。図4は、USBホスト110及びUSBデバイス120がHSモードで通信可能なときのシーケンスの一例を表す。
まず、アップストリームポート部210にUSBホスト110が接続され、VBUSに電源が供給されているものとする(SQ1)。このとき、アタッチ処理部232は、アタッチ処理を行わず、アップストリームポート部210は、Detached状態のままである。
まず、アップストリームポート部210にUSBホスト110が接続され、VBUSに電源が供給されているものとする(SQ1)。このとき、アタッチ処理部232は、アタッチ処理を行わず、アップストリームポート部210は、Detached状態のままである。
その後、アタッチ処理部242において、Initial状態にあるダウンストリームポート部220におけるUSBデバイス120のアタッチを検出する(SQ2)。アタッチ処理部242は、VBUSに電源が供給された状態で、信号ラインDPのプルアップを検出することで、USBデバイス120のアタッチを検出する。なお、VBUSへの電源供給は、バス中継装置200が行ってもよいし、バス中継装置200以外の他の装置が行ってもよい。
続いて、スピードネゴシエーション処理部246は、USBデバイス120との間のスピードネゴシエーションの制御を行う(SQ3)。
具体的には、スピードネゴシエーション処理部246は、バスステータス処理部248によりダウンストリームポート部220を制御させて、バスリセットを発行する。バスリセットは、信号ラインDPをLレベル、信号ラインDMをLレベルに設定することにより行われる。
このバスリセットを検知したUSBデバイス120は、HSモードで通信可能であることをバス中継装置200に対して表明する(HS Capable)。この表明は、FSターミネーションをオンにしたまま、データK(DP=L,DM=L)を駆動するChirpにより実現される。
この表明に対して、スピードネゴシエーション処理部246は、ダウンストリームポート部220を制御して、HSモードでの接続を許可(HS Granted)し、HSモードが選択される。HSモードでの接続の許可は、信号ラインDP,DMでデータKとデータJ(DP=H,DP=L)とを交互に駆動する(Chirpを返す)ことにより行われる。HSモードが選択されると、FSターミネーションがオフ、HSターミネーションがオンする。
具体的には、スピードネゴシエーション処理部246は、バスステータス処理部248によりダウンストリームポート部220を制御させて、バスリセットを発行する。バスリセットは、信号ラインDPをLレベル、信号ラインDMをLレベルに設定することにより行われる。
このバスリセットを検知したUSBデバイス120は、HSモードで通信可能であることをバス中継装置200に対して表明する(HS Capable)。この表明は、FSターミネーションをオンにしたまま、データK(DP=L,DM=L)を駆動するChirpにより実現される。
この表明に対して、スピードネゴシエーション処理部246は、ダウンストリームポート部220を制御して、HSモードでの接続を許可(HS Granted)し、HSモードが選択される。HSモードでの接続の許可は、信号ラインDP,DMでデータKとデータJ(DP=H,DP=L)とを交互に駆動する(Chirpを返す)ことにより行われる。HSモードが選択されると、FSターミネーションがオフ、HSターミネーションがオンする。
この結果、ダウンストリームポート部220はHS_Ready状態となり、ダウンストリームポート制御部240は、アップストリームポート制御部230に対してメッセージDP_Ready(HS)を送信する(SQ4)。
メッセージDP_Ready(HS)を受信したアップストリームポート制御部230は、Attach状態となったアップストリームポート部210を制御し、アタッチ処理部232において、アタッチ処理を行う(SQ5)。
その後、アップストリームポート部210は、Reset状態となり、アップストリームポート制御部230は、スピードネゴシエーション処理部236において、USBホスト110との間のスピードネゴシエーションの制御を行う(SQ6)。
具体的には、USBホスト110がバスリセットを発行すると、スピードネゴシエーション処理部236は、アップストリームポート部210を制御して、HSモードで通信可能であることをUSBホスト110に対して表明する(HS Capable)。
この表明に対して、USBホスト110は、HSモードでの接続を許可(HS Granted)し、HSモードが選択される。
具体的には、USBホスト110がバスリセットを発行すると、スピードネゴシエーション処理部236は、アップストリームポート部210を制御して、HSモードで通信可能であることをUSBホスト110に対して表明する(HS Capable)。
この表明に対して、USBホスト110は、HSモードでの接続を許可(HS Granted)し、HSモードが選択される。
この結果、アップストリームポート部210はHS_Ready状態となり、アップストリームポート制御部230は、ダウンストリームポート制御部240に対してメッセージUP_Ready(HS)を送信する(SQ7)。
その後、アップストリームポート部210及びダウンストリームポート部220の各々は、中継状態となり、バス中継装置200は、USBホスト110及びUSBデバイス120の各々との間を、HSモードで通信が可能な状態となる。そして、バス中継装置200は、USBホスト110とUSBデバイス120との間のパケット又はバスステータスを中継する(SQ8)。
図5に、第1の実施形態におけるバス中継装置200の動作シーケンスの他の例を示す。図5は、USBホスト110がHSモードで通信可能であり、USBデバイス120がFSモードで通信可能なときのシーケンスの一例を表す。
まず、アップストリームポート部210にUSBホスト110が接続され、VBUSに電源が供給されているものとする(SQ11)。このとき、アタッチ処理部232は、アタッチ処理を行わず、アップストリームポート部210は、Detached状態のままである。
まず、アップストリームポート部210にUSBホスト110が接続され、VBUSに電源が供給されているものとする(SQ11)。このとき、アタッチ処理部232は、アタッチ処理を行わず、アップストリームポート部210は、Detached状態のままである。
その後、ダウンストリームポート制御部240は、アタッチ処理部242において、Initial状態にあるダウンストリームポート部220におけるUSBデバイス120のアタッチを検出する(SQ12)。
続いて、スピードネゴシエーション処理部246は、USBデバイス120との間のスピードネゴシエーションの制御を行う(SQ13)。
具体的には、スピードネゴシエーション処理部246は、ダウンストリームポート部220を制御して、バスリセットを発行する。
このバスリセットを検知したUSBデバイス120は、FSモードで通信可能であることをバス中継装置200に対して表明する(not HS Capable)。この表明は、所定期間内にChirpをしないことにより実現される。
この表明に対して、スピードネゴシエーション処理部246は、ダウンストリームポート部220を制御して、FSモードでの接続を許可(FS Granted)し、FSモードが選択される。FSモードでの接続の許可は、所定期間内にChirpを返さないことにより実現される。FSモードが選択されると、FSターミネーションがオン、HSターミネーションがオフとなる。
具体的には、スピードネゴシエーション処理部246は、ダウンストリームポート部220を制御して、バスリセットを発行する。
このバスリセットを検知したUSBデバイス120は、FSモードで通信可能であることをバス中継装置200に対して表明する(not HS Capable)。この表明は、所定期間内にChirpをしないことにより実現される。
この表明に対して、スピードネゴシエーション処理部246は、ダウンストリームポート部220を制御して、FSモードでの接続を許可(FS Granted)し、FSモードが選択される。FSモードでの接続の許可は、所定期間内にChirpを返さないことにより実現される。FSモードが選択されると、FSターミネーションがオン、HSターミネーションがオフとなる。
この結果、ダウンストリームポート部220はFS_Ready状態となり、ダウンストリームポート制御部240は、アップストリームポート制御部230に対してメッセージDP_Ready(FS)を送信する(SQ14)。
メッセージDP_Ready(FS)を受信したアップストリームポート制御部230は、Attach状態となったアップストリームポート部210を制御し、アタッチ処理部232は、アタッチ処理を行う(SQ15)。
その後、アップストリームポート制御部230は、Reset状態となり、USBホスト110との間のスピードネゴシエーションの制御を行う(SQ16)。
具体的には、USBホスト110がバスリセットを発行すると、スピードネゴシエーション処理部236は、FSモードで通信可能であることをUSBホスト110に対して表明する(not HS Capable)。
この表明に対して、USBホスト110は、FSモードでの接続を許可(FS Granted)し、FSモードが選択される。
具体的には、USBホスト110がバスリセットを発行すると、スピードネゴシエーション処理部236は、FSモードで通信可能であることをUSBホスト110に対して表明する(not HS Capable)。
この表明に対して、USBホスト110は、FSモードでの接続を許可(FS Granted)し、FSモードが選択される。
この結果、アップストリームポート部210はFS_Ready状態となり、アップストリームポート制御部230は、ダウンストリームポート制御部240に対してメッセージUP_Ready(FS)を送信する(SQ17)。
その後、アップストリームポート部210及びダウンストリームポート部220の各々は、中継状態となり、バス中継装置200は、USBホスト110及びUSBデバイス120の各々との間を、FSモードで通信が可能な状態となる。そして、バス中継装置200は、USBホスト110とUSBデバイス120との間のパケット又はバスステータスを中継する(SQ18)。
なお、図4及び図5では、バス中継装置200が、予めUSBホスト110がUSB2.0規格のHSモードで通信可能であることを認識しているものとして説明したが、第1の実施形態は、これに限定されるものではない。バス中継装置200が、予めUSBホスト110がUSB規格のFSモード又はLSモードで通信可能であることを認識している場合も同様である。
以上説明したように、第1の実施形態によれば、USBホスト110とUSBデバイス120との間に挿入されるバス中継装置200により、USBホスト110とUSBデバイス120との間で転送される信号の波形を整形することができる。このとき、バス中継装置200が、アップストリームポート部側及びダウンストリームポート部側の一方で発生したパケット又はバスステータスを、他方で再現する。こうすることで、制御を行う上で、USBホスト110は、USBハブではなくUSBデバイス120の存在しか見えないため、これまで通りUSBホスト110は、USBデバイス120に対する制御を行うだけで済む。この結果、信号の波形が乱れるような場合でも、USBハブを挿入することなく、より簡素な構成でUSBホストとUSBデバイスとの間の通信が可能となる。
また、バス中継装置200は、アップストリームポート部側とダウンストリームポート部側との通信速度を一致させるようにしたので、USBハブが備えるトランザクショントランスレーターの機能を省略することができる。これにより、より一層、簡素な構成でUSBホストとUSBデバイスとの間の通信が可能となる。
更に、バス中継装置200は、USBデバイス120との間のスピードネゴシエーションを行った後にUSBホスト110との間のスピードネゴシエーションを行う。これにより、USBホスト110からのパケットやバスステータスを、USBデバイス120に対して確実に中継することができる。
なお、第1の実施形態では、バス中継装置200が、予めUSBホスト110がUSB2.0規格のHSモードで通信可能であることを認識しているため、次のような集積回路装置を構成するようにしてもよい。
図6に、第1の実施形態におけるバス中継装置200が適用された集積回路装置の構成例のブロック図である。図6において、図1と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
集積回路装置300は、USBホスト110と、バス中継装置200とを備え、USBホスト110とバス中継装置200とはバス(内部バス)310を介して接続されている。集積回路装置300には、バス320を介してUSBデバイス120が接続される。バス310,320の各々は、USB規格において規定されたバスである。
集積回路装置300は、USBホスト110と、バス中継装置200とを備え、USBホスト110とバス中継装置200とはバス(内部バス)310を介して接続されている。集積回路装置300には、バス320を介してUSBデバイス120が接続される。バス310,320の各々は、USB規格において規定されたバスである。
このような集積回路装置300においては、同一装置内に予め能力がわかるUSBホスト110と共にバス中継装置200が集積化される。そのため、USBハブの挿入を不要とし、より低コスト、且つ、より簡素な構成でUSBホストとUSBデバイスとの間の通信が可能となる。
2. 第2の実施形態
第1の実施形態では、バス中継装置200が、予めUSBホスト110が対応可能な通信速度を認識しているものとして説明した。これに対して、第2の実施形態では、バス中継装置200が、予めUSBデバイス120が対応可能な通信速度を認識しているものとする。
第2の実施形態におけるバス中継装置の構成は第1の実施形態におけるバス中継装置200の構成と同様であるため、図示及び説明を省略する。なお、説明の便宜上、以下では、図2に示すバス中継装置200を構成する各部の符号を用いて、第2の実施形態におけるバス中継装置の動作例について説明する。
第1の実施形態では、バス中継装置200が、予めUSBホスト110が対応可能な通信速度を認識しているものとして説明した。これに対して、第2の実施形態では、バス中継装置200が、予めUSBデバイス120が対応可能な通信速度を認識しているものとする。
第2の実施形態におけるバス中継装置の構成は第1の実施形態におけるバス中継装置200の構成と同様であるため、図示及び説明を省略する。なお、説明の便宜上、以下では、図2に示すバス中継装置200を構成する各部の符号を用いて、第2の実施形態におけるバス中継装置の動作例について説明する。
以下では、バス中継装置200が、予めUSBデバイス120がUSB2.0規格のHSモードで通信可能であることを認識しているものとする。例えば、バス中継装置200は、図示しない内蔵の制御レジスターや外部端子の設定により、USBデバイス120がUSB2.0規格のHSモードで通信可能であるか否かを判別する。
図7に、第2の実施形態におけるバス中継装置200の制御例のフロー図を示す。図2に示すバス中継装置200を構成する各部が、図7に示すフローに従って制御を行う。
まず、ダウンストリームポート制御部240は、アタッチ処理部242において、ダウンストリームポート部220へのUSBデバイス120のアタッチを監視する(ステップS11:N)。ステップS11は、第2の実施形態に係る検出ステップに相当する。
USBデバイス120のアタッチが検出されたとき(ステップS11:Y)、ダウンストリームポート制御部240は、スピードネゴシエーション処理部246において、USBデバイス120とHSモードで接続するためのスピードネゴシエーションを行う(ステップS12)。
なお、USBデバイス120がFSモードで通信可能なときは、スピードネゴシエーション処理部246は、USBデバイス120とFSモードで接続するためのスピードネゴシエーションを行う。
まず、ダウンストリームポート制御部240は、アタッチ処理部242において、ダウンストリームポート部220へのUSBデバイス120のアタッチを監視する(ステップS11:N)。ステップS11は、第2の実施形態に係る検出ステップに相当する。
USBデバイス120のアタッチが検出されたとき(ステップS11:Y)、ダウンストリームポート制御部240は、スピードネゴシエーション処理部246において、USBデバイス120とHSモードで接続するためのスピードネゴシエーションを行う(ステップS12)。
なお、USBデバイス120がFSモードで通信可能なときは、スピードネゴシエーション処理部246は、USBデバイス120とFSモードで接続するためのスピードネゴシエーションを行う。
続いて、アップストリームポート制御部230は、アタッチ処理部232において、アップストリームポート部210へのUSBホスト110によるVBUSの電源供給を監視する(ステップS13:N)。
VBUSの電源供給が検出されたとき(ステップS13:Y)、アップストリームポート制御部230は、スピードネゴシエーション処理部236において、USBホスト110とHSモードで接続するためのスピードネゴシエーションの制御を行う(ステップS14)。ここで、USBデバイス120が、第1の通信速度モードとしてのHSモードで通信が可能であることが予め認識されている。そのため、ステップS14では、アップストリームポート制御部230は、スピードネゴシエーション処理部236において、USBホスト110とHSモードで接続するためのスピードネゴシエーションの制御を行う。即ち、ステップS14では、スピードネゴシエーション処理部236は、USBデバイス120との間の通信速度モードに応じて、USBホスト110との間のスピードネゴシエーションの制御を行う。ステップS14は、第2の実施形態に係る第1の接続ステップに相当する。
VBUSの電源供給が検出されたとき(ステップS13:Y)、アップストリームポート制御部230は、スピードネゴシエーション処理部236において、USBホスト110とHSモードで接続するためのスピードネゴシエーションの制御を行う(ステップS14)。ここで、USBデバイス120が、第1の通信速度モードとしてのHSモードで通信が可能であることが予め認識されている。そのため、ステップS14では、アップストリームポート制御部230は、スピードネゴシエーション処理部236において、USBホスト110とHSモードで接続するためのスピードネゴシエーションの制御を行う。即ち、ステップS14では、スピードネゴシエーション処理部236は、USBデバイス120との間の通信速度モードに応じて、USBホスト110との間のスピードネゴシエーションの制御を行う。ステップS14は、第2の実施形態に係る第1の接続ステップに相当する。
ステップS14の結果、HSモードでの通信が可能なとき(ステップS15:Y)、ダウンストリームポート制御部240は、スピードネゴシエーション処理部246において、USBデバイス120とHSモードで接続するためのスピードネゴシエーションの制御を行う(ステップS16)。
一方、HSモードでの通信が不可能なとき(ステップS15:N)、ダウンストリームポート制御部240は、スピードネゴシエーション処理部246において、USBデバイス120とFSモードで接続するためのスピードネゴシエーションの制御を行う(ステップS17)。
ここで、ステップS16及びステップS17は、第2の実施形態に係る第2の接続ステップに相当する。なお、ステップS12の制御後の状態を維持し、ステップS16のスピードネゴシエーションの制御を省略してもよい。
ステップS16又はステップS17の結果、USBデバイス120とUSBホスト110との間がHSモード又はFSモードで接続される。そこで、バス中継装置200は、パケット又はバスステータスを中継する(ステップS18)。ステップS18は、第2の実施形態に係る中継ステップに相当する。
続いて、一連の処理を終了しないとき(ステップS19:N)、ステップS18に戻り、バス中継装置200は、パケット又はバスステータスの中継を継続する。一方、ステップS19において、処理を終了するとき(ステップS19:Y)、バス中継装置200は、一連の処理を終了する(エンド)。
図8に、第2の実施形態におけるバス中継装置200の動作シーケンスの一例を示す。図8は、USBホスト110及びUSBデバイス120がHSモードで通信可能なときのシーケンスの一例を表す。
まず、ダウンストリームポート制御部240は、アタッチ処理部242において、Initial状態にあるダウンストリームポート部220におけるUSBデバイス120のアタッチを検出する(SQ21)。
まず、ダウンストリームポート制御部240は、アタッチ処理部242において、Initial状態にあるダウンストリームポート部220におけるUSBデバイス120のアタッチを検出する(SQ21)。
続いて、スピードネゴシエーション処理部246は、USBデバイス120との間のスピードネゴシエーションの制御を行う(SQ22)。
具体的には、スピードネゴシエーション処理部246は、バスステータス処理部248によりダウンストリームポート部220を制御させて、バスリセットを発行する。
このバスリセットを検知したUSBデバイス120は、HSモードで通信可能であることをバス中継装置200に対して表明する(HS Capable)。
この表明に対して、スピードネゴシエーション処理部246は、ダウンストリームポート部220を制御して、HSモードでの接続を許可(HS Granted)し、HSモードが選択される。
具体的には、スピードネゴシエーション処理部246は、バスステータス処理部248によりダウンストリームポート部220を制御させて、バスリセットを発行する。
このバスリセットを検知したUSBデバイス120は、HSモードで通信可能であることをバス中継装置200に対して表明する(HS Capable)。
この表明に対して、スピードネゴシエーション処理部246は、ダウンストリームポート部220を制御して、HSモードでの接続を許可(HS Granted)し、HSモードが選択される。
一方、Detached状態にあるアップストリームポート部210にUSBホスト110が接続され、VBUSに電源が供給されると、アップストリームポート部210は、Attach状態となる(SQ23)。
次に、アップストリームポート制御部230は、アタッチ処理部232において、FSターミネーションをオンしてアタッチ処理を行い(SQ24)、アップストリームポート部210は、Reset状態となる。
その後、アップストリームポート制御部230は、スピードネゴシエーション処理部236において、USBホスト110との間のスピードネゴシエーションの制御を行う(SQ25)。
具体的には、USBホスト110がバスリセットを発行すると、スピードネゴシエーション処理部236は、アップストリームポート部210を制御して、HSモードで通信可能であることをUSBホスト110に対して表明する(HS Capable)。
この表明に対して、USBホスト110は、HSモードでの接続を許可(HS Granted)し、HSモードが選択される。
具体的には、USBホスト110がバスリセットを発行すると、スピードネゴシエーション処理部236は、アップストリームポート部210を制御して、HSモードで通信可能であることをUSBホスト110に対して表明する(HS Capable)。
この表明に対して、USBホスト110は、HSモードでの接続を許可(HS Granted)し、HSモードが選択される。
この結果、アップストリームポート部210はHS_Ready状態となり、アップストリームポート制御部230は、ダウンストリームポート制御部240に対してメッセージUP_Ready(HS)を送信する(SQ26)。
すると、スピードネゴシエーション処理部246は、USBデバイス120との間のスピードネゴシエーションの制御を行う(SQ27)。
具体的には、スピードネゴシエーション処理部246は、バスステータス処理部248によりダウンストリームポート部220を制御させて、バスリセットを発行する。
このバスリセットを検知したUSBデバイス120は、HSモードで通信可能であることをバス中継装置200に対して表明する(HS Capable)。
この表明に対して、スピードネゴシエーション処理部246は、ダウンストリームポート部220を制御して、HSモードでの接続を許可(HS Granted)し、HSモードが選択される。
なお、スピードネゴシエーション処理部246によるスピードネゴシエーションの制御(SQ27)は、図7のステップS16に相当し、この制御は、省略されてもよい。
具体的には、スピードネゴシエーション処理部246は、バスステータス処理部248によりダウンストリームポート部220を制御させて、バスリセットを発行する。
このバスリセットを検知したUSBデバイス120は、HSモードで通信可能であることをバス中継装置200に対して表明する(HS Capable)。
この表明に対して、スピードネゴシエーション処理部246は、ダウンストリームポート部220を制御して、HSモードでの接続を許可(HS Granted)し、HSモードが選択される。
なお、スピードネゴシエーション処理部246によるスピードネゴシエーションの制御(SQ27)は、図7のステップS16に相当し、この制御は、省略されてもよい。
その後、ダウンストリームポート部220はHS_Ready状態となり、ダウンストリームポート制御部240は、アップストリームポート制御部230に対してメッセージDP_Ready(HS)を送信する(SQ28)。
アップストリームポート制御部230がメッセージDP_Ready(HS)を受信すると、アップストリームポート部210及びダウンストリームポート部220の各々は、中継状態となる。即ち、バス中継装置200は、USBホスト110及びUSBデバイス120の各々との間を、HSモードで通信が可能な状態となる。そして、バス中継装置200は、USBホスト110とUSBデバイス120との間のパケット又はバスステータスを中継する(SQ29)。
図9に、第2の実施形態におけるバス中継装置200の動作シーケンスの他の例を示す。図9は、USBデバイス120がHSモードで通信可能であり、USBホスト110がFSモードで通信可能なときのシーケンスの一例を表す。
まず、ダウンストリームポート制御部240は、アタッチ処理部242において、Initial状態にあるダウンストリームポート部220におけるUSBデバイス120のアタッチを検出する(SQ31)。
まず、ダウンストリームポート制御部240は、アタッチ処理部242において、Initial状態にあるダウンストリームポート部220におけるUSBデバイス120のアタッチを検出する(SQ31)。
続いて、スピードネゴシエーション処理部246は、USBデバイス120との間のスピードネゴシエーションの制御を行う(SQ32)。
具体的には、スピードネゴシエーション処理部246は、バスステータス処理部248によりダウンストリームポート部220を制御させて、バスリセットを発行する。
このバスリセットを検知したUSBデバイス120は、HSモードで通信可能であることをバス中継装置200に対して表明する(HS Capable)。
この表明に対して、スピードネゴシエーション処理部246は、ダウンストリームポート部220を制御して、HSモードでの接続を許可(HS Granted)し、HSモードが選択される。
具体的には、スピードネゴシエーション処理部246は、バスステータス処理部248によりダウンストリームポート部220を制御させて、バスリセットを発行する。
このバスリセットを検知したUSBデバイス120は、HSモードで通信可能であることをバス中継装置200に対して表明する(HS Capable)。
この表明に対して、スピードネゴシエーション処理部246は、ダウンストリームポート部220を制御して、HSモードでの接続を許可(HS Granted)し、HSモードが選択される。
一方、Detached状態にあるアップストリームポート部210にUSBホスト110が接続され、VBUSに電源が供給されると、アップストリームポート部210は、Attach状態となる(SQ33)。
次に、アップストリームポート制御部230は、アタッチ処理部232において、FSターミネーションをオンしてアタッチ処理を行い(SQ34)、アップストリームポート部210は、Reset状態となる。
その後、アップストリームポート制御部230は、スピードネゴシエーション処理部236において、USBホスト110との間のスピードネゴシエーションの制御を行う(SQ35)。
具体的には、USBホスト110がバスリセットを発行すると、スピードネゴシエーション処理部236は、アップストリームポート部210を制御して、HSモードで通信可能であることをUSBホスト110に対して表明する(HS Capable)。
この表明に対して、USBホスト110は、FSモードでの接続を表明(FS Granted)し、FSモードが選択される。このFSモードでの接続の表明は、アップストリームポート部210からのChirpに対し、所定期間内にChirpを返さないことにより実現する。
具体的には、USBホスト110がバスリセットを発行すると、スピードネゴシエーション処理部236は、アップストリームポート部210を制御して、HSモードで通信可能であることをUSBホスト110に対して表明する(HS Capable)。
この表明に対して、USBホスト110は、FSモードでの接続を表明(FS Granted)し、FSモードが選択される。このFSモードでの接続の表明は、アップストリームポート部210からのChirpに対し、所定期間内にChirpを返さないことにより実現する。
この結果、アップストリームポート部210はFS_Ready状態となり、アップストリームポート制御部230は、ダウンストリームポート制御部240に対してメッセージUP_Ready(FS)を送信する(SQ36)。
メッセージUP_Ready(FS)を受信したダウンストリームポート制御部240は、スピードネゴシエーション処理部246において、USBデバイス120とFSモードで接続するためのスピードネゴシエーションの制御を行う(SQ37)。
具体的には、ダウンストリームポート制御部240は、バスステータス処理部248によりダウンストリームポート部220を制御してバスリセットを発行する。すると、USBデバイス120は、HSモードで通信可能であることを表明する(HS Capable)。
この表明に対して、バス中継装置200は、バスステータス処理部248において、FSモードでの接続を表明(FS Granted)し、FSモードが選択される。
具体的には、ダウンストリームポート制御部240は、バスステータス処理部248によりダウンストリームポート部220を制御してバスリセットを発行する。すると、USBデバイス120は、HSモードで通信可能であることを表明する(HS Capable)。
この表明に対して、バス中継装置200は、バスステータス処理部248において、FSモードでの接続を表明(FS Granted)し、FSモードが選択される。
この結果、ダウンストリームポート部220は、FS_Ready状態となり、ダウンストリームポート制御部240は、アップストリームポート制御部230に対してメッセージDP_Ready(FS)を送信する(SQ38)。
アップストリームポート制御部230がメッセージDP_Ready(FS)を受信すると、アップストリームポート部210及びダウンストリームポート部220の各々は、中継状態となる。即ち、バス中継装置200は、USBホスト110及びUSBデバイス120の各々との間を、FSモードで通信が可能な状態となる。そして、バス中継装置200は、USBホスト110とUSBデバイス120との間のパケット又はバスステータスを中継する(SQ39)。
なお、図8及び図9では、バス中継装置200が、予めUSBデバイス120がUSB2.0規格のHSモードで通信可能であることを認識しているものとして説明したが、第2の実施形態は、これに限定されるものではない。バス中継装置200が、予めUSBデバイス120がUSB規格のFSモード又はLSモードで通信可能であることを認識している場合も同様である。
以上説明したように、第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、第2の実施形態では、バス中継装置200が、予めUSBデバイス120がUSB2.0規格のHSモードで通信可能であることを認識しているため、次のような集積回路装置を構成するようにしてもよい。
図10に、第2の実施形態におけるバス中継装置200が適用された集積回路装置の構成例のブロック図である。図10において、図1と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
集積回路装置400は、USBデバイス120と、バス中継装置200とを備え、USBデバイス120とバス中継装置200とはバス(内部バス)410を介して接続されている。集積回路装置400には、バス420を介してUSBホスト110が接続される。バス410,420の各々は、USB規格において規定されたバスである。
集積回路装置400は、USBデバイス120と、バス中継装置200とを備え、USBデバイス120とバス中継装置200とはバス(内部バス)410を介して接続されている。集積回路装置400には、バス420を介してUSBホスト110が接続される。バス410,420の各々は、USB規格において規定されたバスである。
このような集積回路装置400においては、同一装置内に予め能力がわかるUSBデバイス120と共にバス中継装置200が集積化される。そのため、USBハブの挿入を不要とし、より低コスト、且つ、より簡素な構成でUSBホストとUSBデバイスとの間の通信が可能となる。
3. 変形例
3.1 第1の変形例
第1の実施形態又は第2の実施形態では、USBホスト110とUSBデバイス120との間に1つのバス中継装置200を挿入する例を説明したが、本発明に係る実施形態は、これに限定されるものではない。
3.1 第1の変形例
第1の実施形態又は第2の実施形態では、USBホスト110とUSBデバイス120との間に1つのバス中継装置200を挿入する例を説明したが、本発明に係る実施形態は、これに限定されるものではない。
図11に、上記のいずれかの実施形態の第1の変形例における通信システムの構成例を示す。図11において、図1と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
第1の変形例における通信システム100aは、USBホスト110と、USBデバイス120と、2つのバス中継装置200aとを備えている。バス中継装置200aは、第1の実施形態又は第2の実施形態におけるバス中継装置200である。2つのバス中継装置200aは、USBホスト110とUSBデバイス120との間に設けられる。即ち、USBホスト110と一方のバス中継装置200a(アップストリームポート部側)とは、バス130aを介して接続される。このバス中継装置200a(ダウンストリームポート部側)と他方のバス中継装置200a(アップストリームポート部側)とは、バス132aを介して接続される。他方のバス中継装置200a(ダウンストリームポート部側)とUSBデバイス120とは、バス134aを介して接続される。バス130a,132a,134aは、USB規格において規定されるバスである。
第1の変形例における通信システム100aは、USBホスト110と、USBデバイス120と、2つのバス中継装置200aとを備えている。バス中継装置200aは、第1の実施形態又は第2の実施形態におけるバス中継装置200である。2つのバス中継装置200aは、USBホスト110とUSBデバイス120との間に設けられる。即ち、USBホスト110と一方のバス中継装置200a(アップストリームポート部側)とは、バス130aを介して接続される。このバス中継装置200a(ダウンストリームポート部側)と他方のバス中継装置200a(アップストリームポート部側)とは、バス132aを介して接続される。他方のバス中継装置200a(ダウンストリームポート部側)とUSBデバイス120とは、バス134aを介して接続される。バス130a,132a,134aは、USB規格において規定されるバスである。
なお、図11では、USBホスト110とUSBデバイス120との間に2つのバス中継装置200aが設けられる構成を示したが、USBホスト110とUSBデバイス120との間に3以上のバス中継装置が設けられていてもよい。
第1の変形例によれば、上記のいずれかの実施形態の効果に加えて、従来の制御を変更することなく、USBホスト110とUSBデバイス120との間の通信距離を延長することができる。
3.2 第2の変形例
第1の実施形態又は第2の実施形態におけるバス中継装置200において、信号ラインDP,DMに接続される端子の配置を、図示しない内蔵の制御レジスターや外部端子の設定により変更可能に構成してもよい。
第1の実施形態又は第2の実施形態におけるバス中継装置200において、信号ラインDP,DMに接続される端子の配置を、図示しない内蔵の制御レジスターや外部端子の設定により変更可能に構成してもよい。
図12に、上記の実施形態の第2の変形例における通信システムの構成例を示す。図12において、図1と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
第2の変形例における通信システム100bでは、USBホスト110とUSBデバイス120との間に設けられるバス中継装置200bは、第1の実施形態又は第2の実施形態におけるバス中継装置200の機能を有する。更に、バス中継装置200bは、アップストリームポート部210及びダウンストリームポート部220の各々において、信号ラインDP,DMに接続される2つの端子の入れ替えが、図示しない内蔵の制御レジスターや外部端子の設定により可能に構成されている。即ち、アップストリームポート部210及びダウンストリームポート部220の各々が、第1の方向に配列される第1の端子と第2の端子とを備える。第1の動作モードでは、第1の端子に信号ラインDPの信号が入出力されると共に、第2の端子に信号ラインDMの信号が入出力される。第2の動作モードでは、第1の端子に信号ラインDMの信号が入出力されると共に、第2の端子に信号ラインDPの信号が入出力される。
第2の変形例における通信システム100bでは、USBホスト110とUSBデバイス120との間に設けられるバス中継装置200bは、第1の実施形態又は第2の実施形態におけるバス中継装置200の機能を有する。更に、バス中継装置200bは、アップストリームポート部210及びダウンストリームポート部220の各々において、信号ラインDP,DMに接続される2つの端子の入れ替えが、図示しない内蔵の制御レジスターや外部端子の設定により可能に構成されている。即ち、アップストリームポート部210及びダウンストリームポート部220の各々が、第1の方向に配列される第1の端子と第2の端子とを備える。第1の動作モードでは、第1の端子に信号ラインDPの信号が入出力されると共に、第2の端子に信号ラインDMの信号が入出力される。第2の動作モードでは、第1の端子に信号ラインDMの信号が入出力されると共に、第2の端子に信号ラインDPの信号が入出力される。
例えば、図12に示すように、バス中継装置200bにおいて、アップストリームポート部側とダウンストリームポート部側とで、互いに第1の端子及び第2の端子の機能を入れ替える。こうすることで、両端子に接続されるバスを構成する信号ラインを互いにクロスさせて配線する必要がなくなる場合がある。これにより、パケット又はバスステータスの中継による効果に加えて、ノイズを低減したUSBによる通信を可能とすることができる。
〔ケーブル〕
第1の実施形態、第2の実施形態、又はその変形例のいずれかのバス中継装置は、USBコネクター間を接続するためのUSBケーブルに内蔵されていてもよい。
第1の実施形態、第2の実施形態、又はその変形例のいずれかのバス中継装置は、USBコネクター間を接続するためのUSBケーブルに内蔵されていてもよい。
図13に、上記の実施形態又はその変形例におけるバス中継装置が適用されたUSBケーブルの構成例のブロック図を示す。
USBケーブル(広義には、ケーブル)500は、USB規格に準拠した第1のUSBコネクター510と、バス中継装置520と、USB規格に準拠した第2のUSBコネクター530とを備えている。第1のUSBコネクター510は、USB規格に準拠した第1のバス540の一端に接続される。第1のバス540の他端には、バス中継装置520のアップストリームポート部及びダウンストリームポート部の一方が接続される。バス中継装置520のアップストリームポート部及びダウンストリームポート部の他方は、USB規格に準拠した第2のバス542の一端に接続され、第2のバス542の他端には、第2のUSBコネクター530が接続される。
USBケーブル(広義には、ケーブル)500は、USB規格に準拠した第1のUSBコネクター510と、バス中継装置520と、USB規格に準拠した第2のUSBコネクター530とを備えている。第1のUSBコネクター510は、USB規格に準拠した第1のバス540の一端に接続される。第1のバス540の他端には、バス中継装置520のアップストリームポート部及びダウンストリームポート部の一方が接続される。バス中継装置520のアップストリームポート部及びダウンストリームポート部の他方は、USB規格に準拠した第2のバス542の一端に接続され、第2のバス542の他端には、第2のUSBコネクター530が接続される。
第1のUSBコネクター510及び第2のUSBコネクター530の各々は、USB規格で規定されたプラグ又はレセクタプルである。例えば、第1のUSBコネクター510及び第2のUSBコネクター530の各々は、標準Aプラグ、標準Bプラグ、ミニAプラグ、ミニBプラグ、標準Aレセクタプル、標準Bレセクタプル、ミニAレセクタプル、ミニBレセクタプル、又はミニABレセクタプルである。
バス中継装置520は、第1の実施形態又は第2の実施形態のバス中継装置200、又はその変形例におけるバス中継装置200a,200bのいずれかである。
バス中継装置520は、第1の実施形態又は第2の実施形態のバス中継装置200、又はその変形例におけるバス中継装置200a,200bのいずれかである。
図13に示すUSBケーブル500によれば、信号の波形が乱れるような状況であっても、USBハブを挿入することなく、従来の制御のままでUSBホストとUSBデバイスとの間の通信を実現する。
〔コネクター〕
第1の実施形態、第2の実施形態、又はその変形例のいずれかのバス中継装置は、コネクターに内蔵されていてもよい。
第1の実施形態、第2の実施形態、又はその変形例のいずれかのバス中継装置は、コネクターに内蔵されていてもよい。
図14に、上記の実施形態又はその変形例におけるバス中継装置が適用されたコネクターの構成例のブロック図を示す。例えば、図14に示すコネクターが、電子機器等に内蔵される。
コネクター600は、USB規格に準拠したUSBコネクター610と、バス中継装置620とを備えている。バス中継装置620は、第1の実施形態又は第2の実施形態のバス中継装置200、又はその変形例におけるバス中継装置200a,200bのいずれかである。USBコネクター610は、USB規格に準拠したバス612の一端に接続される。バス612の他端には、バス中継装置620のアップストリームポート部及びダウンストリームポート部の一方が接続される。USBコネクター610は、USB規格で規定されたプラグ又はレセクタプルである。例えば、USBコネクター610は、標準Aプラグ、標準Bプラグ、ミニAプラグ、ミニBプラグ、標準Aレセクタプル、標準Bレセクタプル、ミニAレセクタプル、ミニBレセクタプル、又はミニABレセクタプルである。
コネクター600は、USB規格に準拠したUSBコネクター610と、バス中継装置620とを備えている。バス中継装置620は、第1の実施形態又は第2の実施形態のバス中継装置200、又はその変形例におけるバス中継装置200a,200bのいずれかである。USBコネクター610は、USB規格に準拠したバス612の一端に接続される。バス612の他端には、バス中継装置620のアップストリームポート部及びダウンストリームポート部の一方が接続される。USBコネクター610は、USB規格で規定されたプラグ又はレセクタプルである。例えば、USBコネクター610は、標準Aプラグ、標準Bプラグ、ミニAプラグ、ミニBプラグ、標準Aレセクタプル、標準Bレセクタプル、ミニAレセクタプル、ミニBレセクタプル、又はミニABレセクタプルである。
バス中継装置620のアップストリームポート部及びダウンストリームポート部の他方には、USB規格に準拠したバス614を介して例えばUSBホスト110が接続される。なお、バス中継装置620のアップストリームポート部及びダウンストリームポート部の他方には、バス614を介してUSBデバイス120が接続されてもよい。
図14に示すコネクター600によれば、信号の波形が乱れるような状況であっても、USBハブを挿入することなく、従来の制御のままでUSBホストとUSBデバイスとの間の通信を実現する。
〔電子機器〕
第1の実施形態、第2の実施形態、又はその変形例のいずれかのバス中継装置は、電子機器に適用することができる。
第1の実施形態、第2の実施形態、又はその変形例のいずれかのバス中継装置は、電子機器に適用することができる。
図15(A)、図15(B)に、上記のいずれかの実施形態又はその変形例におけるバス中継装置が適用された電子機器の構成例のブロック図を示す。
図15(A)に示すように、USBホスト機能を有する電子機器700は、中央演算処理装置(Central Processing Unit:以下、CPU)710と、メモリー720と、USBホスト730と、バス中継装置750とを備えている。CPU710、メモリー720、及びUSBホスト730は、バス740を介して接続されている。メモリー720は、読み出し専用メモリー(Read Only Memory:以下、ROM)又はランダムアクセスメモリー(Random Access Memory:以下、RAM)により構成される。バス中継装置750は、第1の実施形態又は第2の実施形態のバス中継装置200、又はその変形例におけるバス中継装置200a,200bのいずれかである。USBホスト730は、バス中継装置750を介して、電子機器700の外部のUSBデバイスと接続される。
図15(A)に示すように、USBホスト機能を有する電子機器700は、中央演算処理装置(Central Processing Unit:以下、CPU)710と、メモリー720と、USBホスト730と、バス中継装置750とを備えている。CPU710、メモリー720、及びUSBホスト730は、バス740を介して接続されている。メモリー720は、読み出し専用メモリー(Read Only Memory:以下、ROM)又はランダムアクセスメモリー(Random Access Memory:以下、RAM)により構成される。バス中継装置750は、第1の実施形態又は第2の実施形態のバス中継装置200、又はその変形例におけるバス中継装置200a,200bのいずれかである。USBホスト730は、バス中継装置750を介して、電子機器700の外部のUSBデバイスと接続される。
このような電子機器700において、メモリー720に予め記憶されたプログラムを読み出したCPU710が、該プログラムに対応した処理を実行し、USBホスト730を制御する。USB730は、CPU710からの制御のもとで、バス中継装置750を介して、外部のUSBデバイスとの間でUSB規格に準拠した通信を行う。
また、図15(B)に示すように、USBデバイス機能を有する電子機器800は、CPU810と、メモリー820と、USBデバイス830と、バス中継装置850とを備えている。CPU810、メモリー820、及びUSBデバイス830は、バス840を介して接続されている。メモリー820は、ROM又はRAMにより構成される。バス中継装置850は、第1の実施形態又は第2の実施形態のバス中継装置200、又はその変形例におけるバス中継装置200a,200bのいずれかである。USBデバイス830は、バス中継装置850を介して、電子機器800の外部のUSBホストと接続される。
このような電子機器800において、メモリー820に予め記憶されたプログラムを読み出したCPU810が、該プログラムに対応した処理を実行し、USBデバイス830を制御する。USB830は、CPU810の制御のもとで、バス中継装置850を介して、外部のUSBホストとの間でUSB規格に準拠した通信を行う。
図15(A)、図15(B)に示す構成を有する電子機器として、情報携帯端末(PDA:Personal Digital Assistants)、デジタルスチルカメラ、テレビ、ビデオカメラ、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳、電子ペーパー、電卓、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、POS(Point of sale system)端末、プリンター、スキャナー、複写機、ビデオプレーヤー、タッチパネルを備えた機器、ヘッドマウントディスプレイや電子ビューファインダー等の表示パネルを用いた機器が挙げられる。
図15(A)、図15(B)に示す電子機器によれば、受信側での信号の波形が乱れる状況でも、USBハブを挿入することなく、従来の制御のまま、より簡素な構成でUSBホストとUSBデバイスとの間の通信が可能となる。
以上、本発明に係るバス中継装置、集積回路装置、ケーブル、コネクター、電子機器、及びバス中継方法等を上記の実施形態又はその変形例に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態又はその変形例に限定されるものではない。例えば、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、次のような変形も可能である。
(1)本発明は、上記の実施形態又はその変形例において説明したバス中継装置の構成、制御フローやシーケンスに限定されるものではない。
(2)上記の実施形態又はその変形例では、USB2.0規格を例に説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、USB2.0規格よりも下位の規格、又はUSB2.0規格を改良した規格についても、同様に適用することができる。
(3)上記の実施形態又はその変形例では、本発明をバス中継装置、集積回路装置、ケーブル、コネクター、電子機器、及びバス中継方法等として説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、本発明に係るバス中継方法の処理手順が記述されたプログラム、このプログラムが記録された記録媒体であってもよい。
10,100,100a,100b…通信システム、
20,110,730…USBホスト、 30,120,830…USBデバイス、
40,130,130a,132,132a,134a,310,320,410,420,612,614…バス(USBバス)、
112,220…ダウンストリームポート部、
122,210…アップストリームポート部、
200,200a,200b,520,750,850…バス中継装置、
230…アップストリームポート制御部、 232,242…アタッチ処理部、
234,244…デタッチ処理部、
236,246…スピードネゴシエーション処理部、
238,248…バスステータス処理部、 240…ダウンストリームポート制御部、
250…中継部、252,262…サンプリング部、
254,264…エラスティシティバッファー、 300,400…集積回路装置、
500…USBケーブル、 510…第1のUSBコネクター、
530…第2のUSBコネクター、 540…第1のバス、 542…第2のバス、
600…コネクター、 610…USBコネクター、700,800…電子機器、
710,810…CPU、 720,820…メモリー、740,840…内部バス
20,110,730…USBホスト、 30,120,830…USBデバイス、
40,130,130a,132,132a,134a,310,320,410,420,612,614…バス(USBバス)、
112,220…ダウンストリームポート部、
122,210…アップストリームポート部、
200,200a,200b,520,750,850…バス中継装置、
230…アップストリームポート制御部、 232,242…アタッチ処理部、
234,244…デタッチ処理部、
236,246…スピードネゴシエーション処理部、
238,248…バスステータス処理部、 240…ダウンストリームポート制御部、
250…中継部、252,262…サンプリング部、
254,264…エラスティシティバッファー、 300,400…集積回路装置、
500…USBケーブル、 510…第1のUSBコネクター、
530…第2のUSBコネクター、 540…第1のバス、 542…第2のバス、
600…コネクター、 610…USBコネクター、700,800…電子機器、
710,810…CPU、 720,820…メモリー、740,840…内部バス
Claims (14)
- USBホストが接続されるアップストリームポート部と、
USBデバイスが接続されるダウンストリームポート部と、
前記アップストリームポート部を制御するアップストリームポート制御部と、
前記ダウンストリームポート部を制御するダウンストリームポート制御部と、
前記アップストリームポート部と前記ダウンストリームポート部との間で転送されるパケットを中継する中継部とを含み、
前記アップストリームポート部において検知したバスステータスを前記ダウンストリームポート部が再現して前記USBデバイスに伝達すると共に、前記ダウンストリームポート部において検知したバスステータスを前記アップストリームポート部が再現して前記USBホストに伝達することを特徴とするバス中継装置。 - 前記ダウンストリームポート制御部と前記USBデバイスとの間でネゴシエーションにより第1の通信速度モードが決定され、
前記アップストリームポート制御部と前記USBホストとの間で前記第1の通信速度モードで接続するためのネゴシエーションが実行されることを特徴とする請求項1に記載のバス中継装置。 - 前記ダウンストリームポート制御部は、前記USBホストの通信速度モードを予め認識しており、
前記ダウンストリームポート制御部と前記USBデバイスとの間のネゴシエーションにおいて前記USBホストの通信速度モードで通信が可能かどうかの判断が行われることを特徴とする請求項1又は2に記載のバス中継装置。 - 前記ダウンストリームポート制御部が、前記ダウンストリームポート部への前記USBデバイスのアタッチを検出した後、
前記アップストリームポート制御部と前記USBホストとの間でネゴシエーションにより第1の通信速度モードが決定され、
前記ダウンストリームポート制御部と前記USBデバイスとの間で前記第1の通信速度モードで接続するためのネゴシエーションが実行されることを特徴とする請求項1に記載のバス中継装置。 - 前記アップストリームポート制御部は、前記USBデバイスの通信速度モードを予め認識しており、
前記アップストリームポート制御部と前記USBホストとの間のネゴシエーションにおいて前記USBデバイスの通信速度モードで通信が可能かどうかの判断が行われることを特徴とする請求項1又は4に記載のバス中継装置。 - 前記中継部は、
前記アップストリームポート部と前記ダウンストリームポート部との間で中継されるパケットに対応した信号を伝達することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のバス中継装置。 - 請求項2又は3に記載のバス中継装置と、
前記アップストリームポート部に接続される前記USBホストとを含むことを特徴とする集積回路装置。 - 請求項4又は5に記載のバス中継装置と、
前記ダウンストリームポート部に接続される前記USBデバイスとを含むことを特徴とする集積回路装置。 - 第1のUSBコネクターと、
一端に前記第1のUSBコネクターが接続される第1のバスと、
前記第1のバスの他端に前記アップストリームポート部が接続される請求項1乃至6のいずれか1項に記載のバス中継装置と、
一端に前記ダウンストリームポート部が接続される第2のバスと、
前記第2のバスの他端に接続される第2のUSBコネクターとを含むことを特徴とするケーブル。 - USBコネクターと、
前記USBコネクターに前記アップストリームポート部又は前記ダウンストリームポートが接続される請求項1乃至6のいずれか1項に記載のバス中継装置とを含むことを特徴とするコネクター。 - 請求項1乃至6のいずれか1項に記載のバス中継装置を含むことを特徴とする電子機器。
- USBホストが接続されるアップストリームポート部とUSBデバイスが接続されるダウンストリームポート部との間で行われるバス中継方法であって、
前記USBホストとの間の通信速度モードに対応した、前記USBデバイスとの間のネゴシエーションを行う第1の接続ステップと、
前記第1の接続ステップの後に、前記USBホストとの間のネゴシエーションを行う第2の接続ステップと、
前記第2の接続ステップの後に、前記アップストリームポート部と前記ダウンストリームポート部との間でパケット又はバスステータスを中継する中継ステップとを含むことを特徴とするバス中継方法。 - USBホストが接続されるアップストリームポート部とUSBデバイスが接続されるダウンストリームポート部との間で行われるバス中継方法であって、
前記ダウンストリームポート部への前記USBデバイスのアタッチを検出する検出ステップと、
前記検出ステップの後に、前記USBデバイスとの間の通信速度モードに対応した、前記USBホストとの間のネゴシエーションを行う第1の接続ステップと、
前記第1の接続ステップの後に、前記USBデバイスとの間のネゴシエーションを行う第2の接続ステップと、
前記第2の接続ステップの後に、前記アップストリームポート部と前記ダウンストリームポート部との間でパケット又はバスステータスを中継する中継ステップとを含むことを特徴とするバス中継方法。 - 前記中継ステップは、
前記アップストリームポート部及び前記ダウンストリームポート部の一方において発生したバスステータスを、他方において再現し伝達すると共に、
前記アップストリームポート部と前記ダウンストリームポート部との間で中継されるパケットに対応した信号を伝達することを特徴とする請求項12又は13に記載のバス中継方法。
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