JP2015125655A - Ip-converted usb device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ＩＰ（Internet Protocol）ネットワークを介して制御されるＵＳＢデバイスに関するものである。 The present invention relates to a USB device controlled via an IP (Internet Protocol) network.
近年、有線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ
Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）または無線ＬＡＮなどのＩＰネットワークはますます広がり、人々の生活のインフラとなっている。ネットワークＩ／Ｆ（インタフェース）の低価格化も進んでいる。
また、コンピュータにローカル接続されていた周辺機器は、ＩＰネットワークが周辺機器の制御データの送受信に十分耐えるほど高速化した現在において、コンピュータとＩＰネットワークを介して周辺機器の制御が可能になっている。
このような状況下、ＩＰネットワークを通じて、コンピュータの周辺機器であるＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）デバイスを当該ネットワークに接続しているコンピュータから利用することのできるＵＳＢデバイスサーバシステムが知られている（特許文献１、非特許文献１を参照）。
In recent years, wired LAN (Local
IP networks such as (Area Network) or wireless LANs are becoming increasingly widespread and have become an infrastructure for people's lives. The price of network I / F (interface) is also decreasing.
In addition, peripheral devices that are locally connected to a computer can control peripheral devices through the computer and the IP network at the present time when the IP network is sufficiently fast enough to withstand transmission and reception of control data of the peripheral devices. .
Under such circumstances, a USB device server system is known in which a USB (Universal Serial Bus) device, which is a peripheral device of a computer, can be used from a computer connected to the network via an IP network (Patent Literature). 1, see Non-Patent Document 1).
ＵＳＢデバイスサーバシステムでは、ホストコンピュータのＵＳＢデバイスドライバが発行した制御コマンド等のＵＳＢデータがＩＰパケットに変換され（カプセル化）、これがホストコンピュータからＵＳＢデバイスサーバに向けて送信される。ＩＰパケットを受信したＵＳＢデバイスサーバは、受信したＩＰパケットに含まれる制御コマンド等のＵＳＢデータを取り出し（デカプセル化）、ＵＳＢ通信に変換してＵＳＢデバイスサーバ自身にローカル接続されているＵＳＢデバイスに転送する。 In the USB device server system, USB data such as a control command issued by a USB device driver of a host computer is converted (encapsulated) into an IP packet, which is transmitted from the host computer to the USB device server. The USB device server that has received the IP packet extracts (decapsulates) USB data such as a control command contained in the received IP packet, converts it to USB communication, and transfers it to the USB device locally connected to the USB device server itself. To do.
ＵＳＢデバイスサーバとＵＳＢデバイスとの間における通信は、ＵＳＢ規格の通信に準じている。例えば、ホストコンピュータからＵＳＢデバイスへの送信の場合、ホストコンピュータからＵＳＢデバイスサーバを経由してＵＳＢデバイスにデータを送信するとともに、随時、ＵＳＢデバイスのステータスに関する応答をホストコンピュータはＵＳＢデバイスサーバ経由で受信する。 Communication between the USB device server and the USB device conforms to the USB standard communication. For example, in the case of transmission from a host computer to a USB device, data is transmitted from the host computer to the USB device via the USB device server, and at any time, the host computer receives a response regarding the status of the USB device via the USB device server. To do.
従来、ホストコンピュータがＩＰネットワークを介してＵＳＢデバイスを制御する場合、上述のＵＳＢデバイスサーバが利用されている。
ＵＳＢデバイスサーバを用いることで、ＬＡＮなどネットワーク接続したＵＳＢデバイスは、あたかもホストコンピュータにＵＳＢケーブルでローカル接続されているかのように利用できるので、ＵＳＢデバイスのドライバやＵＳＢデバイス付属のアプリケーションソフトウェアもそのまま利用することが可能になるというメリットがある。
しかしながら、ＵＳＢデバイスとは別にＵＳＢデバイスサーバを設置し接続しなければならないといった点がデメリットとして挙げられていた。
Conventionally, when a host computer controls a USB device via an IP network, the above-described USB device server is used.
By using a USB device server, a USB device connected to a network such as a LAN can be used as if it is locally connected to the host computer with a USB cable, so the USB device driver and application software attached to the USB device can be used as they are. There is a merit that it becomes possible to do.
However, a disadvantage is that a USB device server must be installed and connected separately from the USB device.
また近年、スマートフォン（Smart Phone）に代表されるようにパーソナルコンピュータなみの機能をもたせた携帯電話が普及し、携帯電話とホストコンピュータを直接ＵＳＢ接続して、携帯電話に保存されているアドレス帳や予定表、写真画像やその他の情報ファイルを転送することが行われている。スマートフォンなどの携帯電話では、携帯電話がＵＳＢデバイスとして振る舞い、ホストコンピュータがケーブルを介して携帯電話の内蔵メモリに対してＵＳＢ経由でデータ入出力するというものである。
スマートフォンなどの携帯電話の場合、ホストコンピュータとケーブルを介してＵＳＢ接続可能なＵＳＢインタフェースと、ホストコンピュータと無線ＬＡＮを介して接続可能なネットワークインタフェースを両方備えるＵＳＢデバイスとして位置づけることが可能である。こうした機器は、携帯電話以外にもデジタルカメラなどが存在する。
しかし、携帯電話とホストコンピュータとをＵＳＢ接続させるための端子は微小であり、また防水・防滴カバーを備えているものもあり、ＵＳＢコネクタの取り外しを多数回繰り返した際の端子やカバーの耐久性に不安要素がある。もし無線ＬＡＮを経由して携帯電話内部のＵＳＢデバイスと通信できればこうした問題が解決できる。
しかしながら、現状のスマートフォンなどの携帯電話では、ホストコンピュータから無線ＬＡＮを介して携帯電話に保存されている情報ファイルを入出力すること、携帯電話を制御することは困難であった。
In recent years, mobile phones with functions similar to those of personal computers, such as smart phones, have become popular, and the mobile phone and host computer can be directly connected to the USB to store the address book stored in the mobile phone. Transfers of calendars, photographic images and other information files have been made. In a mobile phone such as a smartphone, the mobile phone behaves as a USB device, and the host computer inputs / outputs data to / from the built-in memory of the mobile phone via USB via a cable.
In the case of a mobile phone such as a smartphone, it can be positioned as a USB device having both a USB interface that can be USB-connected to a host computer via a cable and a network interface that can be connected to the host computer via a wireless LAN. Such devices include digital cameras in addition to mobile phones.
However, the terminals for USB connection between the mobile phone and the host computer are very small, and some have a waterproof / drip-proof cover. The terminal and cover endurance when the USB connector is removed many times There is an anxiety factor in sex. If communication with a USB device inside a mobile phone can be made via a wireless LAN, such a problem can be solved.
However, in a mobile phone such as a current smartphone, it has been difficult to input / output an information file stored in the mobile phone via a wireless LAN from a host computer and to control the mobile phone.
上記事情に鑑みて、本発明は、ＩＰネットワークに直結され、ホストコンピュータからＩＰネットワーク、特に無線ＩＰネットワークを介して制御可能なＵＳＢデバイスを提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a USB device that is directly connected to an IP network and can be controlled from a host computer via an IP network, particularly a wireless IP network.
上記目的を達成すべく、本発明の第１の観点のＵＳＢデバイスは、ホストコンピュータとＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）接続可能なＵＳＢデバイスにおいて、下記１）〜５）から構成される。
１）ネットワークＩ／Ｆ
２）ホストコンピュータとの間でネットワークを介してＩＰパケットを送受信する通信制御ドライバ
３）ＵＳＢデバイスアプリケーションデータをＩＰパケットにカプセル化する、或いは、ＩＰパケットをＵＳＢデバイスアプリケーションデータにデカプセル化するトンネリングドライバ
４）ＵＳＢデバイスアプリケーションデータに含まれるＵＳＢコマンドに従ってＵＳＢホストコントローラを制御するＵＳＢコアドライバ
５）ＵＳＢホストコントローラおよびＵＳＢデバイスＩ／Ｆをエミュレートするバイパスモジュール
In order to achieve the above object, a USB device according to a first aspect of the present invention is a USB device that can be connected to a host computer by USB (Universal Serial Bus), and includes the following 1) to 5).
1) Network I / F
2) Communication control driver that transmits and receives IP packets to and from the host computer via a network 3) Tunneling driver 4 that encapsulates USB device application data into IP packets or decapsulates IP packets into USB device application data ) USB core driver that controls the USB host controller according to the USB command included in the USB device application data 5) Bypass module that emulates the USB host controller and USB device I / F
本発明の第１の観点のＵＳＢデバイスは、ＩＰネットワークに直結され、ホストコンピュータからＩＰネットワークを介して制御され、ＵＳＢデバイス本体以外はネットワークＩ／Ｆ部のハードウェアで構成され、他はソフトウェアで構成される。第１の観点のＵＳＢデバイスは、受け渡しデータのインタフェースを変更しないために、既存のドライバプログラムを有効活用できる。本発明の第１の観点のＵＳＢデバイスは、ホストコンピュータとＵＳＢでローカル接続が可能であることが前提であり、ＵＳＢデバイスＩ／Ｆ、ＵＳＢガジェットドライバ、ＵＳＢデバイスアプリケーションを備えている。ＵＳＢガジェットドライバは、ＵＳＢデバイスＩ／Ｆ部を制御するプログラムであり、プラグ・アンド・プレイ機能やＵＳＢ規格で使用する種々のドライバを用意している。
本発明の第１の観点のＵＳＢデバイスでは、ホストコンピュータとＵＳＢ接続可能なＵＳＢデバイスにおいて、上記１）〜５）を備えている点が特徴である。
The USB device according to the first aspect of the present invention is directly connected to the IP network and controlled from the host computer via the IP network. The USB device other than the USB device itself is configured by hardware of the network I / F unit, and the other is software. Composed. The USB device according to the first aspect can effectively use the existing driver program in order not to change the interface of the delivery data. The USB device according to the first aspect of the present invention is based on the premise that local connection with a host computer is possible via USB, and includes a USB device I / F, a USB gadget driver, and a USB device application. The USB gadget driver is a program for controlling the USB device I / F unit, and various drivers used for the plug and play function and the USB standard are prepared.
The USB device according to the first aspect of the present invention is characterized in that the USB device that can be USB-connected to the host computer includes the above 1) to 5).
上記１）のネットワークＩ／Ｆは、有線または無線ネットワーク、例えば無線ＬＡＮのＩ／Ｆなどである。ネットワークＩ／Ｆはハードウェアで構成されるが、その他の上記２）〜５）はソフトウェアで実現される。
また、上記２）の通信制御ドライバは、ホストコンピュータとの間でＩＰパケットを送受信するものであり、ＴＣＰ／ＩＰ（Transmission Control Protocol／Internet
Protocol）に従って処理するドライバプログラムである。
The network I / F of 1) is a wired or wireless network, for example, a wireless LAN I / F. The network I / F is configured by hardware, but the other 2) to 5) are realized by software.
The communication control driver 2) transmits / receives IP packets to / from the host computer. The TCP / IP (Transmission Control Protocol / Internet)
Driver program for processing according to (Protocol).
また、上記３）のトンネリングドライバは、ＵＳＢデバイスアプリケーションデータをＩＰパケットにカプセル化する、或いは、ＩＰパケットをＵＳＢデバイスアプリケーションデータにデカプセル化するプログラムである。ここで、ＵＳＢデバイスアプリケーションデータとは、ＢＵＬＫ−ＩＮ、ＢＵＬＫ−ＯＵＴなどのＵＳＢデバイスを制御するＵＳＢコマンドやＵＳＢデバイスとの間で入出力するデータを含むものである。 The tunneling driver 3) is a program that encapsulates USB device application data into IP packets or decapsulates IP packets into USB device application data. Here, the USB device application data includes USB commands for controlling USB devices such as BULK-IN and BULK-OUT, and data input / output to / from the USB devices.
また、上記４）のＵＳＢコアドライバは、ＵＳＢデバイス本体に対してデータの入出力処理するプログラムであり、ＵＳＢホストコントローラを制御し、各種ＵＳＢコマンドを処理するドライバプログラムである。つまり、ＵＳＢコアドライバは、ＵＳＢホストコントローラを制御し、ＵＳＢデバイスと情報をやりとりし、接続されたデバイスを扱えるＵＳＢドライバを検索して、ＵＳＢデバイスを使用可能な状態にする。
ＵＳＢコアドライバは、ＵＳＢホストコントローラドライバとＵＳＢルート・ハブドライバなどを制御するドライバであり、さらにＵＳＢデータの圧縮・伸縮などを行う、または暗号化・複合化するその他機能などを有することも考えられる。
The USB core driver 4) is a program for inputting / outputting data to / from the USB device body, and is a driver program for controlling the USB host controller and processing various USB commands. That is, the USB core driver controls the USB host controller, exchanges information with the USB device, searches for a USB driver that can handle the connected device, and makes the USB device usable.
The USB core driver is a driver that controls the USB host controller driver and the USB root / hub driver, and may have other functions such as compression / expansion / encryption / encryption / encryption of USB data. .
また、上記５）のバイパスモジュールは、仮想ＵＳＢホストコントローラ部と仮想ＵＳＢデバイスコントローラ部とで構成される。また、ＵＳＢコアドライバをも含む形態にしてもよい。バイパスモジュール部は、ＵＳＢコアドライバとＵＳＢガジェットドライバの間でデータを授受できるようにするものである。ここで、バイパスモジュールがＵＳＢホストコントローラおよびＵＳＢデバイスＩ／Ｆをエミュレートするとは、元来通信経路上ＵＳＢホストコントローラおよびＵＳＢデバイスＩ／Ｆの位置に存在するが、ハードウェアとしての実体はなく、その前後に存在するトンネリングドライバ、又はＵＳＢコアドライバとガジェットドライバとの間で効率よくデータを受け渡す機能を果たすことを意味する。 The bypass module 5) includes a virtual USB host controller unit and a virtual USB device controller unit. Further, a form including a USB core driver may also be included. The bypass module unit allows data to be exchanged between the USB core driver and the USB gadget driver. Here, the bypass module emulates the USB host controller and the USB device I / F originally exists in the position of the USB host controller and the USB device I / F on the communication path, but there is no actual entity as hardware, This means that a tunneling driver existing before and after that, or a function of efficiently transferring data between the USB core driver and the gadget driver is achieved.
本発明の第１の観点のＵＳＢデバイスは、下記１）〜７）から構成されるものであると表現することも可能である。
１）ネットワークＩ／Ｆと、
２）ホストコンピュータとの間でネットワークを介してＩＰパケットを送受信する通信制御ドライバと、
３）ＵＳＢデバイスアプリケーションデータをＩＰパケットにカプセル化する、或いは、ＩＰパケットをＵＳＢデバイスアプリケーションデータにデカプセル化するトンネリングドライバと、
４）ＵＳＢデバイスアプリケーションデータに含まれるＵＳＢコマンドに従ってＵＳＢホストコントローラを制御するＵＳＢコアドライバと、
５）ＵＳＢホストコントローラおよびＵＳＢデバイスＩ／Ｆをエミュレートするバイパスモジュールと、
６）ＵＳＢデバイスＩ／Ｆを制御するＵＳＢガジェットドライバと、
７）ＵＳＢデバイスアプリケーションデータを入出力するＵＳＢデバイスアプリケーション
The USB device according to the first aspect of the present invention can also be expressed as comprising the following 1) to 7).
1) Network I / F,
2) a communication control driver that transmits and receives IP packets to and from the host computer via a network;
3) a tunneling driver that encapsulates USB device application data into IP packets, or decapsulates IP packets into USB device application data;
4) a USB core driver that controls the USB host controller in accordance with a USB command included in the USB device application data;
5) a bypass module that emulates a USB host controller and USB device I / F;
6) a USB gadget driver that controls the USB device I / F;
7) USB device application that inputs and outputs USB device application data
本発明の第１の観点のＵＳＢデバイスは、ホストコンピュータとＵＳＢ接続可能なＵＳＢインタフェースと、ホストコンピュータとネットワークを介して接続可能なネットワークインタフェースを両方備えるＵＳＢデバイスにおいて、下記ａ）〜ｃ）の構成を備えるとして表現することもできる。
ａ）ＵＳＢデバイスアプリケーションデータをＩＰパケットにカプセル化する、或いは、ＩＰパケットをＵＳＢデバイスアプリケーションデータにデカプセル化するトンネリングドライバ
ｂ）ＵＳＢデバイスアプリケーションデータに含まれるＵＳＢコマンドに従ってＵＳＢホストコントローラを制御するＵＳＢコアドライバ
ｃ）ＵＳＢホストコントローラおよびＵＳＢデバイスＩ／Ｆをエミュレートするバイパスモジュール
The USB device according to the first aspect of the present invention is a USB device that includes both a USB interface that can be USB-connected to a host computer and a network interface that can be connected to the host computer via a network. It can also be expressed as comprising.
a) Tunneling driver that encapsulates USB device application data into IP packets or decapsulates IP packets into USB device application data b) USB core driver that controls the USB host controller in accordance with USB commands included in USB device application data c) Bypass module that emulates USB host controller and USB device I / F
スマートフォンなどの携帯電話の場合、ホストコンピュータとＵＳＢ接続可能なＵＳＢインタフェースと、ホストコンピュータと無線ＬＡＮを介して接続可能なネットワークインタフェースを両方備えるＵＳＢデバイスとして位置づけることが可能であり、このようなデバイスの場合、上記ａ）〜ｃ）の構成を付加することにより、ホストコンピュータから無線ＬＡＮを介して携帯電話に保存されている情報ファイルを入出力すること、携帯電話を制御することが可能になる。
上記ａ）〜ｃ）の構成は、上述の３）〜５）と同じである。
In the case of a mobile phone such as a smartphone, it can be positioned as a USB device having both a USB interface that can be connected to a host computer via USB and a network interface that can be connected to the host computer via a wireless LAN. In this case, by adding the configurations a) to c), it becomes possible to input / output information files stored in the mobile phone from the host computer via the wireless LAN and to control the mobile phone.
The configurations of a) to c) are the same as those of 3) to 5) described above.
次に、本発明の第２の観点のＵＳＢデバイスについて説明する。
上述の課題を達成するため、従来から知られている上述のＵＳＢデバイスサーバの機能を内蔵した基板（以下、ＵＳＢデバイスサーバ機能内蔵基板）をＵＳＢデバイスの内部基板（以下、ＵＳＢデバイス内部基板）に実装し、ＵＳＢデバイスサーバ機能内蔵基板とＵＳＢデバイス内部基板との間をコネクタで直結することにより、見かけ上、ＵＳＢデバイスが直接ネットワークに接続されることになり、ホストコンピュータがＩＰネットワークを介して直接にＵＳＢデバイスを制御するように見せることが可能になる。
Next, a USB device according to the second aspect of the present invention will be described.
In order to achieve the above-mentioned problems, a board that incorporates a function of the above-mentioned USB device server that has been conventionally known (hereinafter referred to as a USB device server function-embedded board) is used as an internal board of the USB device (hereinafter referred to as a USB device internal board). By mounting and connecting the USB device server function built-in board and the USB device internal board directly with a connector, the USB device is apparently directly connected to the network, and the host computer is directly connected via the IP network. It is possible to appear to control the USB device.
すなわち、本発明の第２の観点のＵＳＢデバイスは、ホストコンピュータとＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）接続可能なＵＳＢデバイスにおいて、下記１）〜５）から構成される。
１）ネットワークＩ／Ｆ
２）ＵＳＢホストコントローラ
３）ホストコンピュータとの間でネットワークを介してＩＰパケットを送受信する通信制御ドライバ
４）ＵＳＢデバイスアプリケーションデータをＩＰパケットにカプセル化する、或いは、ＩＰパケットをＵＳＢデバイスアプリケーションデータにデカプセル化するトンネリングドライバ
５）ＵＳＢデバイスアプリケーションデータに含まれるＵＳＢコマンドに従ってＵＳＢホストコントローラを制御するＵＳＢコアドライバ
That is, the USB device according to the second aspect of the present invention is a USB device that can be connected to a host computer via USB (Universal Serial Bus), and includes the following 1) to 5).
1) Network I / F
2) USB host controller 3) Communication control driver that transmits and receives IP packets to and from the host computer via the network 4) Encapsulates USB device application data into IP packets, or decapsulates IP packets into USB device application data 5) USB core driver that controls the USB host controller according to the USB command included in the USB device application data
本発明の第２の観点のＵＳＢデバイスは、下記１）〜８）から構成されるものであると表現することも可能である。
１）ネットワークＩ／Ｆ
２）ＵＳＢホストコントローラ
３）ホストコンピュータとの間でネットワークを介してＩＰパケットを送受信する通信制御ドライバ
４）ＵＳＢデバイスアプリケーションデータをＩＰパケットにカプセル化する、或いは、ＩＰパケットをＵＳＢデバイスアプリケーションデータにデカプセル化するトンネリングドライバ
５）ＵＳＢデバイスアプリケーションデータに含まれるＵＳＢコマンドに従ってＵＳＢホストコントローラを制御するＵＳＢコアドライバ
６）ＵＳＢデバイスＩ／Ｆ
７）ＵＳＢデバイスＩ／Ｆを制御するＵＳＢガジェットドライバ
８）ＵＳＢデバイスアプリケーションデータを入出力するＵＳＢデバイスアプリケーション
The USB device according to the second aspect of the present invention can also be expressed as comprising the following 1) to 8).
1) Network I / F
2) USB host controller 3) Communication control driver that transmits and receives IP packets to and from the host computer via the network 4) Encapsulates USB device application data into IP packets, or decapsulates IP packets into USB device application data 5) USB core driver that controls the USB host controller according to the USB command included in the USB device application data 6) USB device I / F
7) USB gadget driver that controls the USB device I / F 8) USB device application that inputs and outputs USB device application data
また、本発明の第２の観点のＵＳＢデバイスにおいて、ＵＳＢホストコントローラとＵＳＢデバイスＩ／Ｆが、同一基板に実装されていることが好ましい。
通常、上記のＵＳＢデバイスサーバ機能内蔵基板は、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭなどの高価な構成要素を含んだ基板である。そのため、ＵＳＢデバイスサーバ機能内蔵基板を別に用意する場合はコスト面で問題がある。また、ＵＳＢデバイス内部基板にも、高価なＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭなどが搭載されており、昨今の高性能なＣＰＵでは余力が存在する。
しかしながら、ＵＳＢデバイス内部基板のＣＰＵに余力があったとしても、ＵＳＢデバイスサーバ機能内蔵基板とＵＳＢデバイス内部基板との間をコネクタで直結するといったアーキテクチャーでは、ＵＳＢデバイス内部基板の余力のあるＣＰＵを活用することはできない。
そこで、ＵＳＢデバイス内部基板のＣＰＵの余力を活用することにより、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭなどの高価な構成要素を含んだデバイスサーバ機能内蔵基板が不要となる。
つまり、ＵＳＢホストコントローラとＵＳＢデバイスＩ／Ｆが同一基板に実装される、または、ＵＳＢホストコントローラ部とＵＳＢデバイスＩ／Ｆ部の機能を持ち合わせたＳｏｃ（System-on-a-chip）が基板に実装されることにより、ＵＳＢホストコントローラ部とＵＳＢデバイスＩ／Ｆ部の間を自己結線することで、アーキテクチャーをより安価に実現することが可能になる。
In the USB device according to the second aspect of the present invention, it is preferable that the USB host controller and the USB device I / F are mounted on the same substrate.
Usually, the above-mentioned board with a built-in USB device server function is a board including expensive components such as a CPU, RAM, and ROM. For this reason, there is a problem in terms of cost when separately preparing a board with a built-in USB device server function. Further, expensive CPUs, RAMs, ROMs, and the like are also mounted on the USB device internal board, and there is a surplus in recent high-performance CPUs.
However, even if the CPU of the USB device internal board has a surplus, in the architecture in which the USB device server function built-in board and the USB device internal board are directly connected by a connector, the CPU having the surplus power of the USB device internal board is not used. It cannot be used.
Therefore, by utilizing the remaining capacity of the CPU of the USB device internal board, a board with a built-in device server function that includes expensive components such as a CPU, RAM, and ROM becomes unnecessary.
That is, the USB host controller and the USB device I / F are mounted on the same board, or a Soc (System-on-a-chip) having the functions of the USB host controller unit and the USB device I / F unit is mounted on the board. By mounting, the architecture can be realized at a lower cost by self-connecting the USB host controller unit and the USB device I / F unit.
本発明のＵＳＢデバイスによれば、ＵＳＢデバイスがＩＰネットワークに直結され、ホストコンピュータからＩＰネットワークを介してＵＳＢデバイスを制御できるといった効果がある。 According to the USB device of the present invention, there is an effect that the USB device is directly connected to the IP network, and the USB device can be controlled from the host computer via the IP network.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明していく。なお、本発明の範囲は、以下の実施例や図示例に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The scope of the present invention is not limited to the following examples and illustrated examples, and many changes and modifications can be made.
（従来のＵＳＢデバイスとＵＳＢデバイスサーバ）
本発明のＵＳＢデバイスを説明するに際し、ホストコンピュータにローカル接続されるＵＳＢデバイス、並びにＵＳＢデバイスサーバと対比して説明するのが理解しやすい。そこで、先ず、従来のＵＳＢデバイスおよびＵＳＢデバイスサーバについて説明する。
図１は、従来のＵＳＢデバイスの接続システムの構成図を示している。図１（１）では、ホストコンピュータ２０にＵＳＢケーブル５０でＵＳＢデバイス３０が接続されている。また、図１（２）は従来のＵＳＢデバイスサーバのシステム概略構成図を示している。ＵＳＢデバイスサーバシステムでは、ＵＳＢデバイスサーバ１０にＵＳＢケーブル５０でＵＳＢデバイス３０が接続され、クライアント２０（ホストコンピュータと同義）はネットワーク４０経由で、デバイスサーバ１０に接続されるＵＳＢデバイス３０を制御する。
(Conventional USB device and USB device server)
In describing the USB device of the present invention, it is easy to understand in comparison with a USB device locally connected to a host computer and a USB device server. First, a conventional USB device and USB device server will be described.
FIG. 1 shows a configuration diagram of a conventional USB device connection system. In FIG. 1A, a USB device 30 is connected to the host computer 20 with a USB cable 50. FIG. 1 (2) shows a schematic system configuration diagram of a conventional USB device server. In the USB device server system, the USB device 30 is connected to the USB device server 10 with the USB cable 50, and the client 20 (synonymous with the host computer) controls the USB device 30 connected to the device server 10 via the network 40.
図２は、図１（１）で示すホストコンピュータ２０とＵＳＢケーブル５０でローカルに接続されたＵＳＢデバイス３０の機能ブロック図を示している。なお、ハードウェア（Ｈ／Ｗ）で実現される機能ブロックと、ソフトウェア（Ｓ／Ｗ）で実現される機能ブロックとを区別して描いている。
ホストコンピュータ２０は、一般的なパーソナルコンピュータと同様なハードウェア構成を備えており、図示しないＣＰＵ、入力部、表示部、メモリ、外部記憶部、図示するＵＳＢホストコントローラ２７などが内部バスで接続されている。
FIG. 2 is a functional block diagram of the USB device 30 locally connected to the host computer 20 shown in FIG. The functional blocks realized by hardware (H / W) and the functional blocks realized by software (S / W) are drawn separately.
The host computer 20 has a hardware configuration similar to that of a general personal computer, and a CPU, an input unit, a display unit, a memory, an external storage unit, a USB host controller 27 (not shown), and the like are connected via an internal bus. ing.
ホストコンピュータ２０には、外部記憶部に格納され、実行時にメモリに搭載されるアプリケーション２４とＵＳＢデバイスドライバ２３とＵＳＢコアドライバ２２がソフトウェア部品として存在する。この他、ソフトウェア部品としては、図示しないＯＳ（Operating
System）、ＯＳと同時に起動しそのまま常に起動している図示しない常駐モジュール、通信制御ドライバ（ＴＣＰ／ＩＰ）があり、制御に必要な各種データと共に外部記憶部に格納されている。
一方、ＵＳＢデバイス３０は、ハードウェアとしてＵＳＢデバイスＩ／Ｆ３１が存在し、これをＵＳＢガジェットドライバ３２が制御する。このような構成によって、ホスト側のアプリケーション２４と、ＵＳＢデバイス側のＵＳＢデバイスアプリケーション３３の間でデータの受け渡しが可能になる。
In the host computer 20, an application 24, a USB device driver 23, and a USB core driver 22 that are stored in an external storage unit and are loaded in the memory at the time of execution exist as software components. In addition, as a software component, an OS (Operating System) (not shown) is used.
System), a resident module (not shown) and a communication control driver (TCP / IP) which are started simultaneously with the OS and are always started as they are, and are stored in an external storage unit together with various data necessary for control.
On the other hand, the USB device 30 has a USB device I / F 31 as hardware, and the USB gadget driver 32 controls this. With this configuration, data can be exchanged between the host-side application 24 and the USB device-side USB device application 33.
次に従来のＵＳＢデバイスサーバについて説明する。
図３および図４は、従来のＵＳＢデバイスサーバシステムの機能ブロック図である。また、図４では、ハードウェア（Ｈ／Ｗ）で実現される機能ブロックと、ソフトウェア（Ｓ／Ｗ）で実現される機能ブロックとを区別して描いている。
クライアント２０は、一般的なパーソナルコンピュータと同様なハードウェア構成を備えており、図示しないＣＰＵ、入力部、表示部、メモリ、外部記憶部、図示するネットワークＩ／Ｆ２１などが内部バスで接続されている。
Next, a conventional USB device server will be described.
3 and 4 are functional block diagrams of a conventional USB device server system. In FIG. 4, functional blocks realized by hardware (H / W) and functional blocks realized by software (S / W) are illustrated separately.
The client 20 has a hardware configuration similar to that of a general personal computer. A CPU, an input unit, a display unit, a memory, an external storage unit, a network I / F 21 shown in the figure, and the like are connected via an internal bus. Yes.
クライアント２０には、外部記憶部に格納され、実行時にメモリに搭載されるアプリケーション２４とＵＳＢデバイスドライバ２３とトンネリングドライバ２６がソフトウェア部品として存在している。この他、ソフトウェア部品としては、図示しないＯＳ（Operating
System）、ＯＳと同時に起動しそのまま常に起動している図示しない常駐モジュール、通信制御ドライバ（ＴＣＰ／ＩＰ）２５があり、制御に必要な各種データと共に外部記憶部に格納されている。これらソフトウェア部品及び各種データは、ＣＰＵの制御に従い、メモリ上に読み出されて各種制御が実行される。
In the client 20, an application 24, a USB device driver 23, and a tunneling driver 26 that are stored in an external storage unit and are installed in the memory at the time of execution exist as software components. In addition, as a software component, an OS (Operating System) (not shown) is used.
System), a resident module (not shown) that is started simultaneously with the OS and is always started as it is, and a communication control driver (TCP / IP) 25, which are stored in an external storage unit together with various data necessary for control. These software components and various data are read out on the memory and various controls are executed under the control of the CPU.
なお、当該常駐モジュールは、図３に示される前記従来のＵＳＢデバイスサーバシステム上で動作するソフトウェア部品であり、以下に記載の従来のＵＳＢデバイスサーバシステムにおいて、データの監視、制御などを担うプログラムである。また、ＵＳＢデバイスサーバ１０には、ＵＳＢデバイス３０がＵＳＢケーブル５０によってローカルに接続されている。 The resident module is a software component that operates on the conventional USB device server system shown in FIG. 3, and is a program responsible for data monitoring and control in the conventional USB device server system described below. is there. A USB device 30 is locally connected to the USB device server 10 via a USB cable 50.
ＵＳＢデバイスサーバ１０は、ＵＳＢデバイス３０が接続されると、ＵＳＢデバイス３０を認識して識別するためのＵＳＢデバイス情報を受信する。受信したＵＳＢデバイス情報に基づいて、ＵＳＢデバイス３０とのデータ送受信に必要となるＵＳＢコアドライバ１２を生成し、ＵＳＢデバイス３０を制御できる状態にする。
また、ＵＳＢデバイスサーバ１０は、受信したＵＳＢデバイス情報をクライアント２０に送信する。
When the USB device 30 is connected, the USB device server 10 receives USB device information for recognizing and identifying the USB device 30. Based on the received USB device information, the USB core driver 12 necessary for data transmission / reception with the USB device 30 is generated, and the USB device 30 can be controlled.
In addition, the USB device server 10 transmits the received USB device information to the client 20.
一方、ＵＳＢデバイス３０は、ハードウェアとしてＵＳＢデバイスＩ／Ｆ３１が存在し、これをＵＳＢガジェットドライバ３２が制御する。このような構成によって、クライアント２０側のアプリケーション２４と、ＵＳＢデバイス３０側のＵＳＢデバイスアプリケーション３３の間でデータの受け渡しが可能になる。 On the other hand, the USB device 30 has a USB device I / F 31 as hardware, and the USB gadget driver 32 controls this. With such a configuration, data can be exchanged between the application 24 on the client 20 side and the USB device application 33 on the USB device 30 side.
クライアント２０のＵＳＢデバイスドライバ２３は、ＯＳやアプリケーション２４、前記常駐モジュールなど上位プログラムからのデータ入出力要求を、データ入出力対象のＵＳＢデバイス３０に応じたデータ形式に変換し、また、ＵＳＢデバイス３０からの応答を上位プログラムへ渡す。 The USB device driver 23 of the client 20 converts a data input / output request from a higher-level program such as the OS, the application 24, and the resident module into a data format corresponding to the USB device 30 as a data input / output target. The response from is passed to the upper program.
ＵＳＢデバイスドライバ２３は、アプリケーション２４からのデータ入出力要求を、ＵＳＢデバイス３０に応じたデータ形式に変換し、ＵＳＢのデータ形式に準拠したパケットデータに変換してトンネリングドライバ２６に渡す。また、トンネリングドライバ２６から送られてくるＵＳＢのデータ形式に準拠したパケットデータを、データ形式を変換してアプリケーション２４へ渡す。 The USB device driver 23 converts the data input / output request from the application 24 into a data format corresponding to the USB device 30, converts it into packet data compliant with the USB data format, and passes it to the tunneling driver 26. Also, packet data conforming to the USB data format sent from the tunneling driver 26 is converted to a data format and passed to the application 24.
トンネリングドライバ２６は、ＵＳＢデバイスドライバ２３から渡されたパケットデータをＩＰパケットにカプセル化する。その一方で、ＵＳＢデバイスサーバ１０からＩＰパケットを受信すると、ＩＰパケットから応答パケットデータを取り出し（デカプセル化して）、ＵＳＢデバイスドライバ２３に受け渡す。 The tunneling driver 26 encapsulates the packet data passed from the USB device driver 23 into an IP packet. On the other hand, when an IP packet is received from the USB device server 10, response packet data is extracted (decapsulated) from the IP packet and transferred to the USB device driver 23.
一方、ＵＳＢデバイスサーバ１０には、ネットワークＩ／Ｆ１１と通信制御ドライバ（ＴＣＰ／ＩＰ）１５とトンネリングドライバ１６とＵＳＢコアドライバ１２とＵＳＢホストコントローラ１７が搭載されている。
トンネリングドライバ１６では、クライアント２０からＩＰパケットを受信すると、このＩＰパケットからＵＳＢのデータ形式に準拠したパケットデータを取り出し（デカプセル化して）、ＵＳＢコアドライバ１２に送る。また、ＵＳＢコアドライバ１２からＵＳＢのデータ形式に準拠したパケットデータを受け取って、ＩＰパケットにカプセル化する。
On the other hand, the USB device server 10 includes a network I / F 11, a communication control driver (TCP / IP) 15, a tunneling driver 16, a USB core driver 12, and a USB host controller 17.
When receiving the IP packet from the client 20, the tunneling driver 16 extracts (decapsulates) packet data that conforms to the USB data format from the IP packet and sends it to the USB core driver 12. Also, packet data conforming to the USB data format is received from the USB core driver 12 and encapsulated into an IP packet.
また、ＵＳＢデバイス３０には、ＵＳＢデバイスＩ／Ｆ３１とＵＳＢガジェットドライバ３２とＵＳＢデバイスアプリケーション３３が搭載されている。ＵＳＢデバイスアプリケーション３３は、ＵＳＢガジェットドライバ３２で、ＵＳＢのデータ形式に準拠したパケットデータに変換し、ＵＳＢデバイスＩ／Ｆ３１を介して、ＵＳＢデバイスサーバ１０との間でデータの受け渡しを行う。 The USB device 30 includes a USB device I / F 31, a USB gadget driver 32, and a USB device application 33. The USB device application 33 uses the USB gadget driver 32 to convert it into packet data that conforms to the USB data format, and exchanges data with the USB device server 10 via the USB device I / F 31.
このようなＵＳＢデバイスサーバシステムの構成によって、ホストコンピュータ（クライアントＰＣ）側のアプリケーション２４と、ＵＳＢデバイス側のＵＳＢデバイスアプリケーション３３の間でデータの受け渡しが可能になる。 With this configuration of the USB device server system, data can be transferred between the application 24 on the host computer (client PC) side and the USB device application 33 on the USB device side.
（本発明の第１の観点のＵＳＢデバイス）
図５は、本発明の第１の観点のＵＳＢデバイスの機能ブロック図を示している。
本発明の第１の観点のＵＳＢデバイス１００は、物理的なＵＳＢ接続ケーブルが不要で、またＵＳＢ規格のデータ通信を必要としない。本発明の第１の観点のＵＳＢデバイス１００では、ＵＳＢデバイス本体以外はネットワークＩ／Ｆ１１のハードウェアが実装され、他はプログラムが実装されている。
(USB device according to the first aspect of the present invention)
FIG. 5 shows a functional block diagram of the USB device according to the first aspect of the present invention.
The USB device 100 according to the first aspect of the present invention does not require a physical USB connection cable and does not require USB standard data communication. In the USB device 100 according to the first aspect of the present invention, hardware of the network I / F 11 is mounted except for the USB device main body, and a program is mounted in the other.
実装されているプログラムは、下記１）〜６）である。
１）ホストコンピュータとの間でネットワーク（ＬＡＮ）４０を介してＩＰパケットを送受信する通信制御ドライバ１５
２）ＵＳＢデバイスアプリケーションデータをＩＰパケットにカプセル化する、或いは、ＩＰパケットをＵＳＢデバイスアプリケーションデータにデカプセル化するトンネリングドライバ１６
３）ＵＳＢデバイスアプリケーションデータに含まれるＵＳＢコマンドに従ってＵＳＢホストコントローラを制御するＵＳＢコアドライバ１２
４）ＵＳＢホストコントローラおよびＵＳＢデバイスＩ／Ｆをエミュレートするバイパスモジュール１０２
５）ＵＳＢデバイスＩ／Ｆを制御するＵＳＢガジェットドライバ３２
６）ＵＳＢデバイスアプリケーションデータを入出力するＵＳＢデバイスアプリケーション３３
The installed programs are the following 1) to 6).
1) A communication control driver 15 for transmitting / receiving IP packets to / from a host computer via a network (LAN) 40
2) A tunneling driver 16 that encapsulates USB device application data into IP packets or decapsulates IP packets into USB device application data.
3) USB core driver 12 for controlling the USB host controller according to the USB command included in the USB device application data
4) Bypass module 102 that emulates USB host controller and USB device I / F
5) USB gadget driver 32 for controlling the USB device I / F
6) USB device application 33 for inputting / outputting USB device application data
ここで、上記４）のバイパスモジュール１０２について、図１０を参照して説明する。
バイパスモジュール１０２は、仮想ＵＳＢホストコントローラ部１０２ａと仮想ＵＳＢデバイスコントローラ部１０２ｂとで構成される。また、バイパスモジュール１０２は、仮想ＵＳＢホストコントローラ部１０２ａと仮想ＵＳＢデバイスコントローラ部１０２ｂに加えて、上記３）のＵＳＢコアドライバ１２を含む構成にしてもよい。
Here, the bypass module 102 of the above 4) will be described with reference to FIG.
The bypass module 102 includes a virtual USB host controller unit 102a and a virtual USB device controller unit 102b. The bypass module 102 may include the USB core driver 12 of 3) above in addition to the virtual USB host controller unit 102a and the virtual USB device controller unit 102b.
仮想ＵＳＢホストコントローラ部１０２ａは、ＵＳＢホストコントローラドライバとＵＳＢルート・ハブドライバに相当する機能を備える。一方、仮想ＵＳＢデバイスコントローラ部１０２ｂは、ＵＳＢデバイスコントローラドライバに相当する機能を備える。ここで、ＵＳＢホストコントローラドライバは、ＵＳＢホストコントローラを制御するプログラムである。また、ＵＳＢデバイスコントローラドライバは、ＵＳＢデバイスＩ／Ｆを制御するプログラムである。また、ＵＳＢルート・ハブドライバはＵＳＢルート・ハブを制御するプログラムである。 The virtual USB host controller unit 102a has functions corresponding to a USB host controller driver and a USB root / hub driver. On the other hand, the virtual USB device controller unit 102b has a function corresponding to a USB device controller driver. Here, the USB host controller driver is a program for controlling the USB host controller. The USB device controller driver is a program for controlling the USB device I / F. The USB root hub driver is a program for controlling the USB root hub.
ハードウェアにおいて、ＵＳＢルート・ハブは、ＵＳＢホストコントローラに内蔵されている。ＵＳＢデバイスは、ルート・ハブ、若しくはルート・ハブに接続されたハブのポートに接続されることになる。ルート・ハブのポート数は、ＵＳＢホストコントローラにもよるが通常１から２ポート程度であるため、多くのＵＳＢデバイスを接続する場合、ハブのポート先にさらにハブをつなぐことでポート数を増やし、ＵＳＢデバイスの接続数を増やすことができる。 In hardware, the USB root hub is built in the USB host controller. The USB device is connected to a root hub or a port of a hub connected to the root hub. Depending on the USB host controller, the number of ports on the root hub is usually about 1 to 2 ports, so when connecting many USB devices, the number of ports can be increased by further connecting the hub to the hub port. The number of USB device connections can be increased.
ホストコンピュータ（クライアント）から受けたＵＳＢ要求（ＵＲＢ（ＵＳＢ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｂｌｏｃｋ）とも言う）は、ＵＳＢ規格の通信形式に則ったパケットデータ形式（以後、ＵＳＢパケットデータと呼ぶ）に分解されることなく、バイパスモジュール１０２を経由して、ＵＳＢ要求のまま、もしくは効率の良い形式で、ＵＳＢガジェットドライバ３２を経由してＵＳＢデバイスアプリケーション３３に渡される。ＵＳＢデバイスアプリケーション３３からの応答についても同様である。 A USB request (also referred to as URB (USB Request Block)) received from a host computer (client) is bypassed without being decomposed into a packet data format conforming to a USB standard communication format (hereinafter referred to as USB packet data). It is passed to the USB device application 33 via the USB gadget driver 32 via the module 102 in the form of a USB request or in an efficient format. The same applies to the response from the USB device application 33.
バイパスモジュール１０２は、仮想ＵＳＢホストコントローラ部と仮想ＵＳＢデバイスコントローラ部に分かれているが、同じメモリ空間に存在するので、ＵＳＢ要求の受け渡しは、効率よく行なわれる。
しかしながら、ＵＳＢガジェットドライバ３２の仕様によっては、ＵＳＢ要求の形式のままでは対応できないＵＳＢガジェットドライバ３２も存在する場合がある。この場合には、バイパスモジュール１０２がＵＳＢ要求をＵＳＢパケットデータに変換することで、ホストコンピュータ（クライアント）から受けたＵＳＢ要求は、バイパスモジュール１０２を経由して、ＵＳＢガジェットドライバ３２、あるいは、ＵＳＢデバイスアプリケーション３３に受け渡しできる。
The bypass module 102 is divided into a virtual USB host controller unit and a virtual USB device controller unit. However, since the bypass module 102 exists in the same memory space, the USB request is efficiently transferred.
However, depending on the specifications of the USB gadget driver 32, there may be a USB gadget driver 32 that cannot be supported by the USB request format. In this case, when the bypass module 102 converts the USB request into USB packet data, the USB request received from the host computer (client) can be sent via the bypass module 102 to the USB gadget driver 32 or the USB device. It can be passed to the application 33.
なお、ＵＳＢ要求は、ＵＳＢ規格に準拠したデバイスの制御を行うデータであり、どのデバイスの、どのエンドポイントに対して、どの転送方式で、どのバッファのデータを送信するのか、またどのバッファに受信するのかという情報を含んでいる。 Note that the USB request is data for controlling a device that conforms to the USB standard. Which device, which endpoint, to which endpoint, with which transfer method, which buffer data is transmitted, and which buffer is received. Contains information about what to do.
本発明の第１の観点のＵＳＢデバイスの場合、ホストコンピュータ（クライアント）にはＵＳＢデバイスとして認識させながらも、物理的なＵＳＢインタフェースを利用しないため、ＵＳＢホストコントローラおよびＵＳＢデバイスＩ／Ｆが不要で、ハードウェアコストを抑えることができる。 In the case of the USB device according to the first aspect of the present invention, the host computer (client) is recognized as a USB device, but does not use a physical USB interface, so a USB host controller and a USB device I / F are unnecessary. Hardware costs can be reduced.
（本発明の第２の観点のＵＳＢデバイス）
図６は、本発明の第２の観点のＵＳＢデバイスの機能ブロック図を示している。
本発明の第２の観点のＵＳＢデバイス１０１は、ＵＳＢデバイス本体以外にネットワークＩ／Ｆ１１、ＵＳＢホストコントローラ１７、ＵＳＢデバイスＩ／Ｆ３１のハードウェアが実装されている。その他はプログラムが実装されている。
ＵＳＢホストコントローラ１７とＵＳＢデバイスＩ／Ｆ３１は、同一基板に実装され、ＵＳＢホストコントローラ１７とＵＳＢデバイスＩ／Ｆ３１の間が自己結線されている。
(USB device according to the second aspect of the present invention)
FIG. 6 shows a functional block diagram of a USB device according to the second aspect of the present invention.
In the USB device 101 according to the second aspect of the present invention, the hardware of the network I / F 11, the USB host controller 17, and the USB device I / F 31 is mounted in addition to the USB device main body. Other programs are implemented.
The USB host controller 17 and the USB device I / F 31 are mounted on the same board, and the USB host controller 17 and the USB device I / F 31 are self-connected.
実装されているプログラムとしては、下記１）〜５）である。
１）ホストコンピュータとの間でネットワーク（ＬＡＮ）４０を介してＩＰパケットを送受信する通信制御ドライバ１５
２）ＵＳＢデバイスアプリケーションデータをＩＰパケットにカプセル化する、或いは、ＩＰパケットをＵＳＢデバイスアプリケーションデータにデカプセル化するトンネリングドライバ１６
３）ＵＳＢデバイスアプリケーションデータに含まれるＵＳＢコマンドに従ってＵＳＢホストコントローラを制御するＵＳＢコアドライバ１２
４）ＵＳＢデバイスＩ／Ｆを制御するＵＳＢガジェットドライバ３２
５）ＵＳＢデバイスアプリケーションデータを入出力するＵＳＢデバイスアプリケーション３３
The installed programs are the following 1) to 5).
1) A communication control driver 15 for transmitting / receiving IP packets to / from a host computer via a network (LAN) 40
2) A tunneling driver 16 that encapsulates USB device application data into IP packets or decapsulates IP packets into USB device application data.
3) USB core driver 12 for controlling the USB host controller according to the USB command included in the USB device application data
4) USB gadget driver 32 for controlling the USB device I / F
5) USB device application 33 for inputting / outputting USB device application data
上記３）のトンネリングドライバ１６は、ＵＳＢデバイスサーバシステムにおけるデバイスサーバ１０に実装されていたトンネリングドライバに相当する。
本発明の第２の観点のＵＳＢデバイス１０１は、ＳｏＣ（Ｓｙｓｔｅｍ ｏｎ Ｃｈｉｐ）のＵＳＢホストコントローラあるいはＵＳＢデバイスＩ／Ｆにおいて余剰がある場合に、ソフトウェアによるＵＳＢデバイスサーバ機能を内蔵させて、トンネリングドライバ１６によって、ホストコンピュータ（クライアント）とネットワーク（ＬＡＮ）４０を介して接続する。こうして、デバイスサーバ機器を設けることなく、ソフトウェアのインストールによりデバイスをネットワーク経由で制御することが可能となる。
The tunneling driver 16 in the above 3) corresponds to a tunneling driver mounted on the device server 10 in the USB device server system.
The USB device 101 according to the second aspect of the present invention has a built-in USB device server function by software when there is a surplus in a SoC (System on Chip) USB host controller or USB device I / F. To connect to the host computer (client) via the network (LAN) 40. In this way, it is possible to control the device via the network by installing the software without providing a device server device.
図７は、本発明の第１の観点の具体例（実施例１）のプリンタ１００ａの機能ブロック図を示している。一方、図１１は、図１（１）で示したクライアントと直結するタイプの従来のプリンタのハードウェア構成図を示している。図１１において、プリンタ３０ａは、ＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、記憶装置２０４、ＷＮＩＣ（Wireless Network Interface Card）２０５が、内部バス２０６で接続されているハードウェア構成になっている。
実施例１では、ＵＳＢホスト側のアプリケーション２４が、ネットワーク（ＬＡＮ）４０を介して、ＵＳＢデバイスであるプリンタ１００ａにより印刷データを出力するシステムについて説明する。
FIG. 7 is a functional block diagram of the printer 100a according to a specific example (first embodiment) of the first aspect of the present invention. On the other hand, FIG. 11 shows a hardware configuration diagram of a conventional printer of the type directly connected to the client shown in FIG. In FIG. 11, the printer 30 a has a hardware configuration in which a CPU 201, a ROM 202, a RAM 203, a storage device 204, and a WNIC (Wireless Network Interface Card) 205 are connected by an internal bus 206.
In the first embodiment, a system in which an application 24 on the USB host side outputs print data from a printer 100a that is a USB device via a network (LAN) 40 will be described.
図７に示すように、プリンタ１００ａのトンネリングドライバ１６ａが、通信制御ドライバ１５ａを介し、ホスト側から無線ＬＡＮ
Ｉ／Ｆ１１ａによりＩＰパケットを受信する。受信したＩＰパケットはカプセル化されており、トンネリングドライバ１６ａがカプセル化されたＩＰパケットからＵＳＢ規格に準拠したプリンタ１００ａの制御データ（以後、ＵＳＢ要求）を取り出す。ＵＳＢコアドライバ１２ａは、取り出されたＵＳＢ要求をそのままバイパスモジュール１０２ａに渡す。あるいは、ＵＳＢコアドライバ１２ａが、ＵＳＢ要求の圧縮・伸縮などを行う、または暗号化・複合化するなどデータ加工の機能を有している場合は、圧縮・伸縮または暗号化・複合化などの変換処理を行ってからバイパスモジュール１０２ａに渡してもよい。
As shown in FIG. 7, the tunneling driver 16a of the printer 100a receives a wireless LAN from the host side via the communication control driver 15a.
The IP packet is received by the I / F 11a. The received IP packet is encapsulated, and the tunneling driver 16a extracts control data (hereinafter, USB request) of the printer 100a compliant with the USB standard from the encapsulated IP packet. The USB core driver 12a passes the extracted USB request to the bypass module 102a as it is. Alternatively, if the USB core driver 12a has a data processing function such as compression / expansion of USB request or encryption / decryption, conversion such as compression / expansion or encryption / decryption is performed. You may pass to the bypass module 102a after processing.
次に、プリンタドライバ３２ａが、バイパスモジュール１０２ａから受け取ったＵＳＢ要求を、印刷アプリケーション用データに変換し、印刷アプリケーション３３ａに引き渡す。
実施例１のプリンタ１００ａによれば、ホスト側から受けたＵＳＢ要求は、ＵＳＢパケットデータに変換されることなく、バイパスモジュール１０２ａを経由して、ＵＳＢ要求そのままのデータ形式、若しくは、圧縮など加工された効率の良いデータ形式にして、プリンタドライバ３２ａと送受信されることで、より効率の良いデータの受け渡しが可能である。また、ホスト側への応答に対しても同様である。
Next, the printer driver 32a converts the USB request received from the bypass module 102a into print application data and delivers it to the print application 33a.
According to the printer 100a of the first embodiment, a USB request received from the host side is not converted into USB packet data, but is processed through the bypass module 102a without changing the data format or compression of the USB request as it is. By transferring data to and from the printer driver 32a in an efficient data format, it is possible to exchange data more efficiently. The same applies to the response to the host side.
また、プリンタドライバ３２ａが、ＵＳＢ要求を加工していないそのままのデータ形式では解析できない仕様である場合も考えられることから、その場合はバイパスモジュール１０２ａが、ＵＳＢ要求をＵＳＢパケットデータの形式に変換して、データの受け渡しを行うことにしてもよい。
実施例１のプリンタ１００ａによれば、ホスト側のアプリケーション２４からは、あたかも自身のホスト側コンピュータにＵＳＢケーブルで接続されたプリンタであるかの様に利用できる。
In addition, there is a possibility that the printer driver 32a has a specification that cannot be analyzed in the data format as it is without processing the USB request. In this case, the bypass module 102a converts the USB request into the USB packet data format. Thus, data may be exchanged.
According to the printer 100a of the first embodiment, the host-side application 24 can be used as if it were a printer connected to its own host-side computer with a USB cable.
図８は、本発明の第１の観点の具体例（実施例２）のスマートフォン１００ｂの機能ブロック図を示している。
実施例２では、ＵＳＢホスト側のアプリケーション２４が、ネットワーク（ＬＡＮ）４０を介して、スマートフォン１００ｂの内蔵メモリとデータの入出力を行うシステムについて説明する。
FIG. 8 shows a functional block diagram of a smartphone 100b of a specific example (Example 2) of the first aspect of the present invention.
In the second embodiment, a system in which an application 24 on the USB host side inputs / outputs data to / from a built-in memory of the smartphone 100b via a network (LAN) 40 will be described.
図８に示すように、スマートフォン１００ｂのトンネリングドライバ１６ｂが、通信制御ドライバ１５ｂを介し、ホスト側から無線ＬＡＮ
Ｉ／Ｆ１１ｂによりＩＰパケットを受信する。受信したＩＰパケットはカプセル化されており、トンネリングドライバ１６ｂがカプセル化されたＩＰパケットからＵＳＢ規格に準拠したＵＳＢ要求（スマートフォン１００ｂの内蔵メモリの入出力制御データ）を取り出す。ＵＳＢコアドライバ１２ｂは、取り出されたＵＳＢ要求をそのままバイパスモジュール１０２ｂに渡す。あるいは、ＵＳＢコアドライバ１２ｂが、ＵＳＢ要求の圧縮・伸縮などを行う、または暗号化・複合化するなどデータ加工の機能を有している場合は、圧縮・伸縮または暗号化・複合化などの変換処理を行ってからバイパスモジュール１０２ｂに渡してもよい。
As shown in FIG. 8, the tunneling driver 16b of the smartphone 100b is connected to the wireless LAN from the host side via the communication control driver 15b.
An IP packet is received by the I / F 11b. The received IP packet is encapsulated, and the tunneling driver 16b extracts a USB request (input / output control data in the built-in memory of the smartphone 100b) conforming to the USB standard from the encapsulated IP packet. The USB core driver 12b passes the extracted USB request to the bypass module 102b as it is. Alternatively, if the USB core driver 12b has a data processing function such as compression / expansion or encryption / decryption of a USB request, conversion such as compression / expansion or encryption / decryption is performed. You may pass to the bypass module 102b, after processing.
次に、入出力ドライバ３２ｂが、バイパスモジュール１０２ｂから受け取ったＵＳＢ要求を、内蔵メモリ入出力用アプリケーション３３ｂの仕様に合致したデータ形式に変換し、内蔵メモリ入出力用アプリケーション３３ｂに引き渡す。
このように、ホスト側から受けたＵＳＢ要求は、バイパスモジュール１０２ｂを経由して、スマートフォン１００ｂに送信されることで、ホストとスマートフォン１００ｂの内蔵メモリとの間で、無線ＬＡＮを介してデータの送受信が行われる。
Next, the input / output driver 32b converts the USB request received from the bypass module 102b into a data format that conforms to the specifications of the built-in memory input / output application 33b, and delivers it to the built-in memory input / output application 33b.
As described above, the USB request received from the host side is transmitted to the smartphone 100b via the bypass module 102b, whereby data is transmitted and received between the host and the built-in memory of the smartphone 100b via the wireless LAN. Is done.
ここで、スマートフォン１００ｂの内蔵メモリは、ＲＡＭ及び記憶装置のハードウェアから成る。
また、ホスト側からデバイス側に対しＵＳＢ要求をした場合、そのＵＳＢ要求に対する応答は、スマートフォン１００ｂの内蔵メモリ入出力用アプリケーション３３ｂから入出力ドライバ３２ｂに引き渡され、その後入出力ドライバ３２ｂが、受け取った応答をそのままのデータ形式、若しくは、圧縮など加工された効率の良いデータ形式にして、バイパスモジュール１０２ｂに引き渡す。
次に、バイパスモジュール１０２ｂは、受け取った応答をトンネリングドライバ１６ｂに引き渡し、トンネリングドライバ１６ｂは、これをカプセル化したＩＰパケットに変換して、通信制御ドライバ１５ｂを介し、無線ＬＡＮ Ｉ／Ｆ１１ｂによりホスト側へ送信する。
Here, the built-in memory of the smartphone 100b includes RAM and hardware of a storage device.
When a USB request is made from the host side to the device side, a response to the USB request is transferred from the built-in memory input / output application 33b of the smartphone 100b to the input / output driver 32b, and the input / output driver 32b then receives the response. The response is transferred to the bypass module 102b in the data format as it is or in an efficient data format processed such as compression.
Next, the bypass module 102b passes the received response to the tunneling driver 16b, and the tunneling driver 16b converts the response into an encapsulated IP packet, and transmits it to the host side by the wireless LAN I / F 11b via the communication control driver 15b. Send to.
このように、ホスト側から受けたＵＳＢ要求は、バイパスモジュール１０２ｂを経由して、スマートフォン１００ｂに送信されることで、スマートフォン１００ｂの内蔵メモリとデータの入力が行われる。
実施例２のスマートフォン１００ｂによれば、ホスト側から要求されるＵＳＢ要求は、ＵＳＢパケットデータに変換されることなく、バイパスモジュールを経由して、ＵＳＢ要求そのまま、若しくは、加工することでより効率の良いデータ形式にして、ホスト側と入出力ドライバ３２ｂと送受信されることで、より効率の良いデータの受け渡しが可能である。
As described above, the USB request received from the host side is transmitted to the smartphone 100b via the bypass module 102b, whereby the internal memory and data of the smartphone 100b are input.
According to the smartphone 100b of the second embodiment, the USB request requested from the host side is not converted into the USB packet data, and the USB request is processed as it is or processed via the bypass module. By making a good data format and transmitting and receiving data between the host and the input / output driver 32b, it is possible to exchange data more efficiently.
また、スマートフォン１００ｂ側でのＵＳＢ要求が発生した場合（スマートフォン１００ｂ側のコマンド操作によるホスト側とのデータ送受信）も、実施例１と同様に効率の良いデータの受け渡しができる。
実施例２のスマートフォン１００ｂによれば、ホスト側のアプリケーション２４からは、無線ＬＡＮを介してあたかも自身のホストコンピュータにＵＳＢケーブルで接続されたスマートフォンであるかの様に利用できる。
Also, when a USB request occurs on the smartphone 100b side (data transmission / reception with the host side by a command operation on the smartphone 100b side), efficient data exchange can be performed as in the first embodiment.
According to the smartphone 100b of the second embodiment, the host-side application 24 can be used as if it were a smartphone connected to its own host computer with a USB cable via a wireless LAN.
図９は、本発明の第２の観点の具体例（実施例３）のスキャナ機器１０１ｃの機能ブロック図を示している。
実施例３では、ＵＳＢホスト側のアプリケーション２４が、ネットワーク（ＬＡＮ）４０を介して、スキャナ機器１０１ｃからスキャンデータの入力を行うシステムについて説明する。
FIG. 9 is a functional block diagram of the scanner device 101c according to a specific example (third embodiment) of the second aspect of the present invention.
In the third embodiment, a system in which an application 24 on the USB host side inputs scan data from the scanner device 101c via a network (LAN) 40 will be described.
図９に示すように、スキャナ機器１０１ｃにおいて、取り込まれたスキャンデータは、スキャンデータ取り込みアプリケーション３３ｃから、規格（ＴＷＡＩＮなど）に準拠した制御を行うスキャナドライバ３２ｃへスキャンデータが渡され、さらにＵＳＢデバイスＩ／Ｆ３１ｃとＵＳＢケーブル１０４ｃを介して、接続しているＵＳＢホストコントローラ１７ｃに渡される。 As shown in FIG. 9, in the scanner device 101c, the scan data captured is transferred from the scan data capture application 33c to the scanner driver 32c that performs control in accordance with a standard (TWAIN or the like), and further the USB device. The data is transferred to the connected USB host controller 17c via the I / F 31c and the USB cable 104c.
ここで、ＵＳＢケーブルを介して接続しているとは、ＵＳＢホストコントローラ１７ｃとＵＳＢデバイスＩ／Ｆ３１ｃが同一基板に実装されることにより、ＵＳＢホストコントローラ１７ｃとＵＳＢデバイスＩ／Ｆ３１ｃの間を自己結線（例えば、プリント配線上で結線している、物理的なＵＳＢケーブルで接続されてもよい）していることをいう。
次に、スキャンデータは、ＵＳＢホストコントローラ１７ｃからＵＳＢコアドライバ１２ｃへ渡され、その後、トンネリングドライバ１６ｃが、ＵＳＢのデータ形式に準拠したＩＰパケットデータに変換し（カプセル化して）、無線ＬＡＮ Ｉ／Ｆ１１ｃにより、ネットワーク（ＬＡＮ）４０を介して、ホスト側のアプリケーション２４にスキャンデータを送信する。
Here, the term “connected via a USB cable” means that the USB host controller 17c and the USB device I / F 31c are mounted on the same board, so that the USB host controller 17c and the USB device I / F 31c are self-connected. (For example, it may be connected with a physical USB cable connected on a printed wiring).
Next, the scan data is passed from the USB host controller 17c to the USB core driver 12c, and then the tunneling driver 16c converts (encapsulates) it into IP packet data that conforms to the USB data format, and performs wireless LAN I / O. The scan data is transmitted to the host-side application 24 via the network (LAN) 40 by F11c.
実施例３のスキャナ機器１０１ｃによれば、ホスト側のアプリケーション２４は、ＵＳＢのデータ形式に準拠したパケットデータを、ネットワーク（ＬＡＮ）４０を介して、あたかも自身のホスト側コンピュータにＵＳＢケーブルで接続されたスキャナ機器であるかの様に利用できる。 According to the scanner device 101c of the third embodiment, the host-side application 24 connects the packet data compliant with the USB data format to the host-side computer via the network (LAN) 40 with a USB cable. It can be used as if it were a scanner device.
本発明は、ＩＰネットワーク、特に無線ＩＰネットワークを介して制御可能なＵＳＢデバイスに有用である。 The present invention is useful for USB devices that can be controlled via an IP network, particularly a wireless IP network.
１０ ＵＳＢデバイスサーバ
２０ クライアント（ホストコンピュータ）
３０，１００，１０１ ＵＳＢデバイス
４０ ネットワーク（ＬＡＮ）
５０，１０４ｃ ＵＳＢケーブル
１０２ バイパスモジュール
10 USB device server 20 Client (host computer)
30, 100, 101 USB device 40 Network (LAN)
50, 104c USB cable 102 Bypass module
Claims (6)
ネットワークＩ／Ｆと、
ホストコンピュータとの間でネットワークを介してＩＰパケットを送受信する通信制御ドライバと、
ＵＳＢデバイスアプリケーションデータをＩＰパケットにカプセル化する、或いは、ＩＰパケットをＵＳＢデバイスアプリケーションデータにデカプセル化するトンネリングドライバと、
ＵＳＢデバイスアプリケーションデータに含まれるＵＳＢコマンドに従ってＵＳＢホストコントローラを制御するＵＳＢコアドライバと、
ＵＳＢホストコントローラおよびＵＳＢデバイスＩ／Ｆをエミュレートするバイパスモジュールと、
を備えたことを特徴とするＵＳＢデバイス。 In USB devices that can be connected to a host computer via USB (Universal Serial Bus),
Network I / F,
A communication control driver that transmits and receives IP packets to and from a host computer via a network;
A tunneling driver that encapsulates USB device application data into IP packets, or decapsulates IP packets into USB device application data;
A USB core driver that controls the USB host controller in accordance with a USB command included in the USB device application data;
A bypass module that emulates a USB host controller and USB device I / F;
A USB device characterized by comprising:
ホストコンピュータとの間でネットワークを介してＩＰパケットを送受信する通信制御ドライバと、
ＵＳＢデバイスアプリケーションデータをＩＰパケットにカプセル化する、或いは、ＩＰパケットをＵＳＢデバイスアプリケーションデータにデカプセル化するトンネリングドライバと、
ＵＳＢデバイスアプリケーションデータに含まれるＵＳＢコマンドに従ってＵＳＢホストコントローラを制御するＵＳＢコアドライバと、
ＵＳＢホストコントローラおよびＵＳＢデバイスＩ／Ｆをエミュレートするバイパスモジュールと、
ＵＳＢデバイスＩ／Ｆを制御するＵＳＢガジェットドライバと、
ＵＳＢデバイスアプリケーションデータを入出力するＵＳＢデバイスアプリケーションと、
を備えたことを特徴とするＵＳＢデバイス。 Network I / F,
A communication control driver that transmits and receives IP packets to and from a host computer via a network;
A tunneling driver that encapsulates USB device application data into IP packets, or decapsulates IP packets into USB device application data;
A USB core driver that controls the USB host controller in accordance with a USB command included in the USB device application data;
A bypass module that emulates a USB host controller and USB device I / F;
A USB gadget driver that controls the USB device I / F;
A USB device application that inputs and outputs USB device application data;
A USB device characterized by comprising:
ＵＳＢデバイスアプリケーションデータをＩＰパケットにカプセル化する、或いは、ＩＰパケットをＵＳＢデバイスアプリケーションデータにデカプセル化するトンネリングドライバと、
ＵＳＢデバイスアプリケーションデータに含まれるＵＳＢコマンドに従ってＵＳＢホストコントローラを制御するＵＳＢコアドライバと、
ＵＳＢホストコントローラおよびＵＳＢデバイスＩ／Ｆをエミュレートするバイパスモジュールと、
を備えたことを特徴とするＵＳＢデバイス。 In a USB device having both a USB interface that can be connected to a host computer via USB (Universal Serial Bus) and a network interface that can be connected to the host computer via a network,
A tunneling driver that encapsulates USB device application data into IP packets, or decapsulates IP packets into USB device application data;
A USB core driver that controls the USB host controller in accordance with a USB command included in the USB device application data;
A bypass module that emulates a USB host controller and USB device I / F;
A USB device characterized by comprising:
ネットワークＩ／Ｆと、
ＵＳＢホストコントローラと、
ホストコンピュータとの間でネットワークを介してＩＰパケットを送受信する通信制御ドライバと、
ＵＳＢデバイスアプリケーションデータをＩＰパケットにカプセル化する、或いは、ＩＰパケットをＵＳＢデバイスアプリケーションデータにデカプセル化するトンネリングドライバと、
ＵＳＢデバイスアプリケーションデータに含まれるＵＳＢコマンドに従ってＵＳＢホストコントローラを制御するＵＳＢコアドライバと、
を備えたことを特徴とするＵＳＢデバイス。 In USB devices that can be connected to a host computer via USB (Universal Serial Bus),
Network I / F,
A USB host controller;
A communication control driver that transmits and receives IP packets to and from a host computer via a network;
A tunneling driver that encapsulates USB device application data into IP packets, or decapsulates IP packets into USB device application data;
A USB core driver that controls the USB host controller in accordance with a USB command included in the USB device application data;
A USB device characterized by comprising:
ＵＳＢホストコントローラと、
ホストコンピュータとの間でネットワークを介してＩＰパケットを送受信する通信制御ドライバと、
ＵＳＢデバイスアプリケーションデータをＩＰパケットにカプセル化する、或いは、ＩＰパケットをＵＳＢデバイスアプリケーションデータにデカプセル化するトンネリングドライバと、
ＵＳＢデバイスアプリケーションデータに含まれるＵＳＢコマンドに従ってＵＳＢホストコントローラを制御するＵＳＢコアドライバと、
ＵＳＢデバイスＩ／Ｆと、
ＵＳＢデバイスＩ／Ｆを制御するＵＳＢガジェットドライバと、
ＵＳＢデバイスアプリケーションデータを入出力するＵＳＢデバイスアプリケーションと、
を備えることを特徴とするＵＳＢデバイス。 Network I / F,
A USB host controller;
A communication control driver that transmits and receives IP packets to and from a host computer via a network;
A tunneling driver that encapsulates USB device application data into IP packets, or decapsulates IP packets into USB device application data;
A USB core driver that controls the USB host controller in accordance with a USB command included in the USB device application data;
USB device I / F,
A USB gadget driver that controls the USB device I / F;
A USB device application that inputs and outputs USB device application data;
A USB device comprising:
The USB device according to claim 5, wherein the USB host controller and the USB device I / F are mounted on the same substrate.
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