JP3316522B2 - 仮想データ・ソース - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、一般にマイクロコンピュータに制御された
無線通信装置に関し、特にこれらの装置で必要に応じて
処理タスクに用いるのに適した用途，オペレーティング
・システムおよびアーキテクチャに関する。

発明の背景 コンピュータは、一般に、意図した用途に適した一連
のタスクを実行する。「タスク（task）」とは、データ
と、そのデータに関して作業を行い、論理機能（logica
l function）を実行し、他の周知のシステムの「プロセ
ス（process）」に匹敵する実行可能な手順からなる独
立した（self−contained）パッケージとして定義され
る。あるオペレーティング・システム環境において、オ
ペレーティング・システムは、ソフトウェア・パッケー
ジ内でハウスキーピング作業（housekeeping）や、プロ
セスまたはタスクの直接的制御を提供する。プロセスま
たはタスクは、一般に１つまたはそれ以上のサブルーチ
ンで構成される。

あるプロセス内では、データがそのプロセスからアク
セス可能であり、外部すなわち他のプロセスからはアク
セスできないことが望ましい。プロセスは、「オブジェ
クト（object）」，「モジュール（module）」またはそ
の他のより高レベルのデータ抽象構造（data abstracti
ons）を実現するために用いることができる。データ抽
象構造は、用途を変更して再利用する際に優れた設計性
（good design）と携帯性（portability）または汎用性
（flexibility）をもつ唯一の要素である。周知のよう
に、その他の設計および再利用の目標は、構造（struct
ure），モジュール性（modularity），情報の隠ぺい（i
nformation hiding）および階層（hierachy）である。

従って、無線機の用途においては、すべての新規の無
線機製品に関して再利用することのできる、あるいは携
帯性のある共通ソフトウェア・プラットフォームを利用
することにより、設計時間を短くして、設計効率を上げ
る必要がある。これらの設計目標のいくつかを実現する
ために、ある周知のシステムにおける３レベル（tri−l
evel）のマイクロプロセッサ無線機オペレーティング・
システムは、時間に左右されない（（time−insensitiv
e）時間に敏感でない）タスクの処理を実行するバック
グラウンド，実時間に敏感な（real−time sensitive）
タスクの処理を行うことのできるフォアグラウンド・ル
ーチン，時間に敏感な（time sensitive）タスクを処理
するミッド・グラウンドを提供した。マイクロプロセッ
サを介して制御される無線機能を有する双方向無縁機に
おいては、時間に敏感でないタスクの例としてはオペレ
ータの入力に応答するタスクがある。実時間に敏感なタ
スクの例には、信号の符号化（encoding）と復号化（de
coding），シリアル・バス・データの受信およびトーン
の発生がある。一方、時間に敏感なタスクの例として
は、バス・コマンドの解釈（interpretation），チャネ
ル走査，音声経路決定（audio routing）およびシンセ
サイザ・プログラミングがある。

割り込みにより実行される時間感度（time sensitivi
ty）ではなく、システム通信のためのメッセージの受渡
しに基づいたオペレーティング・システムが開発され
た。「メッセージ（message）」とは、プロセスまたは
タスクを制御し、および／またはその動作を実行するた
めに必要な情報を供給するデータを有するバッファであ
る。このように、メッセージは、２つのプロセスがデー
タを交換する、すなわち通信するための１つの方法とな
る。メッセージは、ハードウェアの透明性（transparen
cy）がそれによって得られるメカニズムも提供する。シ
ステム内のどこかにあるプロセスは、システム内のどこ
か別の場所にある他のプロセスに対して、そのプロセス
の名前が既知であれば、メッセージを送ることができ
る。

しかし、メッセージの領域または範囲を制約するよう
なアプリケーション・プログラムにおいて情報の隠ぺい
性を高めるには、オペレーティング・システムの機能を
凌いでメッセージ受渡しモデル（message−passing mod
el）にさらに定義（definition）と機能性とを加えるよ
うなプロトコルまたは規格（standard）が必要になる。
従って、すべての新規の無線機製品に関して共通のソフ
トウェア・プラットフォームを利用することにより、設
計時間の短縮，設計効率の向上が必要である。

発明の概要 機能性に基づいてタスクをレイヤ（階層）に区別（pa
rtitioning）または定義することにより、定義と機能性
とが追加される。

簡単には、本発明により、複数の無線制御プロセスを
形成する種々のハードウェアに依存するコンポーネント
および機能を制御するマイクロコンピュータを有する無
線トランシーバにおいて、無線制御プロセスを実行する
方法および装置は、複数の仮想ソース（virtual sourc
e）を有するマイクロコンピュータを提供することで構
成される。仮想ソースは、無線トランシーバ内でハード
ウェアに依存するコンポーネントおよび機能により生成
されるデータを収集および分配するためのものである。
無線制御プロセスを実行するためのハードウェアから独
立する複数のタスクもまた、このマイクロコンピュータ
により提供される。ハードウェアから独立するどのタス
クが、どの仮想ソースから受信するかを制御する分配制
御インタフェース規格も、このマイクロコンピュータに
よりさらに提供される。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明によるマイクロプロセッサ／制御さ
れた双方向無線機のブロック図である。

第２図は、第１図の無線機を制御するための制御アー
キテクチャ図である。

第３図は、第２図のいくつかのタスクに関して低レベ
ル270内で仮想無線機インタフェース規格（VRIS:Virtua
l Radio Intrface Standard）サービスを適用するため
に機能呼（function call）と仮想ソースを実現するデ
ータ構造図である。

第４図は、第３図の低レベル270内で仮想無線機イン
タフェース規格（VRIS）サービスを適用するために機能
呼と仮想ソースを実現するための詳細なデータ構造図で
ある。

第５図は、第２図の仮想ソースを適切に制御するため
の好適な段階のシーケンスを示す流れ図である。

第６図は、第１図のハードウェア・プラットフォーム
220の全体的要素のブロック図である。

第７図は、第２図のメッセージ229,239のメッセージ
・ヘッダのフォーマット図である。

発明の実施例 第１図を参照して、マイクロコンピュータまたはマイ
クロプロセッサ11（モトローラ社製MC68HC11など）が、
双方向無線機などの通信装置内で、種々の無線機ハード
ウェア・コンポーネントまたはハードウェア220および
他の論理装置に接続される。マイクロコンピュータ11
は、読み取り専用メモリ（ROM）280およびランダム・ア
クセス・メモリ（RAM）210を内蔵する内部メモリと、入
力／出力（I/O）インタフェース218と、シリアル通信用
インタフェース（SCI:serial communications interfac
e）または低レベル・シリアル・バス・ハンドラ24を有
する。その他の論理コンポーネントとしては、当技術で
周知の外部メモリ12および支援論理（support logic）1
3がある。

さらに無線周波数（RF）復調器16は送信された信号を
回復し、それをマイクロコンピュータ11と受信復号器10
に結合する。受信復号器10は、トランク発信信号語（tr
unking Outbound Signaling Word）（OSW）情報などの
デジタルに変調されたデータか、二重トーン多重周波数
（DTMF:Dual Tone Multiple Frequency）信号などのア
ナログ・データのどちらかを復号することができる。あ
るいは、これらの復号機能をマイクロコンピュータ11で
直接的に実行することもできる。スケルチ回路（squelc
h circuit）60は、マイクロコンピュータにキャリヤ検
出情報を供給する。

送信機80は、マイクロホン90からか、データ符号器10
0どちらかから入力を受信して、無線周波数通信チャネ
ル上で変調および送信をすることができる。送信機80
は、マイクロコンピュータ11からの信号により許可（en
able）される。マイクロコンピュータ11は、データ符号
器100にシリアル周辺インタフェース（serial peripher
al interface）18を介して許可信号を与えることによ
り、データ符号器100の制御もする。好適な実施例にお
いては、いわゆるプッシュ−トゥ−トーク（PTT）120と
いう瞬時スイッチ（momentary switch）が一端で普通は
接地される。スイッチを起動すると、スイッチの接地側
がDC電源130の形で高論理（logic high）に接続され
る。スイッチ120のもう一方は、マイクロコンピュータ1
1に結合される。

さらに、レギュレータ電力制御17もマイクロコンピュ
ータ11により制御され、間接的にシリアル周辺インタフ
ェース18により制御される。マイクロコンピュータ11
は、信号化フィルタ19,シンセサイザ・プログラマ21,デ
ジタル−アナログ変換器22および音声電力増幅器（audi
o power amplifier）23をプログラムする。共通シリア
ル・データ・リンケージまたはバス230は、パラメータ
・データの転送とシステム制御のために用いられる。

基本的には、シリアル周辺バス230は、無線機とディ
スプレイ160やデータおよび制御情報の入力を行うキー
ボードまたはキーパッド170などの周辺装置との間の通
信を行うために用いられる。バス230は、無線機の外部
にあるコネクタを介して外部通信にも用いられる。この
無線機は、この外部シリアル・バスを介してアクセス可
能なオペレータおよび付属品の選択が可能なすべての制
御部を有し、将来拡張された場合の融通性を提供する。
シリアル・バスは、外界とデータの送受信を行う物理的
媒体である。物理的インタフェースをシリアル・バス情
報に提供するのが、シリアル通信用インタフェース24の
機能である。

マイクロコンピュータ11は、無線ハードウェア220に
直接インタフェースし、特定の無線機に関する低レベル
のタスク240に多くを実行する。これらのタスクは、シ
ンセサイザの制御21,送信電力レベルの制御17,音声の消
音化（audio muting）40,チャネル走査論理26,受信／送
信と送信／受信シーケンスのタイミング260および可聴
下信号（sub−audible signaling）の発生と検出250な
どを含む。

マイクロコンピュータ11は、このように構成される
と、無線機の機能に関する情報を受信し、無線機の動作
モードを制御する。たとえば、トランク通信の用途また
はモードにおいて、マイクロコンピュータ11は必要なソ
フトウェア資源を提供し、他の信号によるトランク制御
センターのチャネル割当やチャネル保守情報のやりとり
を可能にする。一方、従来の無線機動作においては、マ
イクロコンピュータ11はチャネル走査動作，優先権チャ
ネル走査動作およびその他の適切な信号化作業などに対
応する。

第６図を参照して、無線機ソフトウェア内のタスク
は、無線機ハードウェア、プラットフォーム220内でオ
ペレーティング・システムにより制御されるか、あるい
はスケジュールが決定される。本発明によるソフトウェ
アの動作環境では、ソフトウェアのオペレーティング・
システムは、モトローラ社のマイクロプロセッサMC68HC
11のために開発され、最適化される無線機オペレーティ
ング・システム（ROS:Radio Operating System）602で
ある。このオペレーティング・システムは、よりよいモ
ジュール性を得て、再利用を促進するために無線機用に
特に設計される。このオペレーティング・システムは本
発明の制御アーキテクチャに重なり、一般的にシステム
内のタスクのためのマネージャ，スケジュールラまたは
カーネル（kernel）608として動作し、ハードウェア・
インタフェースを提供する。カーネル608は、ROS602の
細分区間（subsection）であることを当業者には理解さ
れたい。カーネル608の重要性を強調するためだけに別
のブロックが用いられる。

ハードウェア・プラットフォーム220は、その他に２
つの一般的部分である低レベル支援部604と割込ハンド
ラ606とを有する。割込ハンドラ606は、ハードウェアの
割込すべてを処理する。低レベル支援部604は第２図を
参照して後述される。無線機オペレーティング・システ
ムのソフトウェア（ROS）602は、タスクのスケジュール
決定，レイヤ内およびレイヤ間のメッセージ伝達（詳細
に後述），バッファ・プール管理（buffer pool manage
ment），タスク・タイミングおよびメモリの分配を支援
する。

メッセージの処理は、カーネル608の責任である。ROS
602と協働し、カーネル608は第１図のRAM210を仕切り、
いくつかのバッファを生成する。これらのバッファは、
第１図のマイクロコンピュータ11を含む種々のコンポー
ネントにより用いられ、メッセージ伝達などの機能を実
行する。カーネル608は、バッファを仕切られたメモリ
装置から各々のタスクに割り当てるためのバッファ・プ
ール・マネージャを含む。

あるいは、バッファ・プール・マネージャはカーネル
608の中ではなく、ROS602内に常駐し、カーネル608がそ
のバッファ・プール管理タスクを行う際の補助をするこ
ともある。このように、ROS602により実行される多くの
機能は、カーネル608によって同様に実行することがで
き、またその反対も可能である。

ROS物理コード・オブジェクト・モデルにおいて、シ
ステム構造はタスクに基づいており、タスク通信は簡単
なメッセージ・モデルまたはバッファを介して行われ
る。そのため、バッファは、情報，パラメータ・データ
またはプロセス間またはタスク間のアーギュメントを運
ぶ。メッセージ内では、メッセージの発信場所に関して
受信側タスクに知らせるための送出者の識別子（ID）が
ヘッダに含まれており、受信側タスクがデータを正しく
解釈できるようにする。

プロセスまたはタスクに送られるメッセージは、先入
れ先出し（FIFO:first−in−first−out）型のメッセー
ジ待行列に入れられる。優先権のあるメッセージが受信
側のメッセージ待行列の先頭に自動的に配置される優先
待行列メカニズムがある。

各プロセスまたはタスクは、「タスク」IDとして知ら
れる独自の識別子を有し、それによって参照される。こ
のIDは、プロセスが作成されたときにオペレーティング
・システムにより割り当てられ、物理的にプロセスの位
置を決定するためにオペレーティング・システムにより
用いられる。システム内の各プロセスまたはタスクは、
独自のタスクIDを有する。メッセージは、タスクIDを参
照することによりタスクに送られる。さらに詳しくは、
タスクIDは、タスク・ノード（または、RAM210内のタス
ク制御ブロック）を指し示す指標である。各タスクに
は、タスクまたはプロセスを独自に識別する８ビットの
番号である独自のタスク名もある。オペレーティング・
システムは、タスク名からタスクIDへの変換を行う。タ
スクIDからタスク名への変換は、タスク・ノードからタ
スク名を読み取ることにより実行される。

本発明により仮想ソースの概念を支援するための仮想
無線機インタフェース規格（VRIS）プロトコルは、オペ
レーティング・システム（ROS）の機能を凌いで、オペ
レーティング・システムのメッセージ伝達能力に定義と
機能性のレイヤを追加する。定義と機能性とは、タスク
を機能性に基づいてレイヤに仕分けまたは定義すること
により追加される。

第２図を参照して、VRISの機能性に基づく３層の規格
が図示される。破線は、低270,高390および共通290であ
るレイヤのうち１つのVRISレイヤの分離を示す。レイヤ
は、単に関連するプロセスまたはタスクの集合に過ぎな
い（例えば、272,282,392）。

円は、システムの階層を表すROSタスクまたは１組のR
OSタスクを示す。このように、レイヤがタスクをより小
型のより管理しやすいサブシステムに区分する。関連す
るタスクは、抽象度のレベルまたは機能性において匹敵
する機能を実行する。

VRISの機能性に基づく３層の規格においては、シンセ
サイザのプログラミング21などのハードウェア・ルーチ
ンや、符号器100,復号器10およびシリアル・バス・ハン
ドラ24,それぞれのハードウェア・インタフェース18（2
74,276,278）などの時間的に重要な機能が、低レベルVR
IS270の部分を形成する。このように、低レベル・タス
クの例としては、シリアル・バス・コマンドの解釈278
や、キーパッド走査170,音声経路決定40およびシンセサ
イザ・プログラミング21などのハードウェア・プラット
フォーム220をインタフェースする他のタスクがある。

あるいは、ハードウェア・インタフェース・タスク27
4,276をそれぞれ符号器および復号器の１つとして図示
することも、第６図の低レベル支援部604の一部である
その他のソフトウェア・トランスレータとして図示する
こともできる。符号器は、ハードウェア・プラットフォ
ーム220から低レベル・インタフェース規格228に送信さ
れるメッセージを符号化するために用いられる。復号器
は、インタフェース規格228から情報を受信し、それを
ハードウェア・プラットフォーム220が「理解する（und
erstands）」言語に変換するために用いられる。

無線機製品の中でユーザ・インタフェースの独自性を
認識すると、VRIS規格は制御またはモデル独自のエルゴ
ノミクス（ergonomics）レベルを高レベルVRIS390とし
て定義する。高レベルVRISレイヤは、無線機のユーザの
エルゴノミクスを受け持つ。

タスク292の残り、すなわち、無線機から独立する、
あるいは歴史的に安定する種々の無線機機能，ユーザの
必要条件および通信プロトコルが、共通レベルVRIS290
にまとめられる。そのため、共通レベル・タスクの例と
しては、信号符号化294および復号化296のためのソフト
ウェア・インタフェースおよびトーン発生299がある。

オペレータの入力に応答するタスクは、さらに、オペ
レータによるスイッチの閉操作を検知するなど、低レベ
ル270にあるハードウェアに依存するデータの発信場所
特定（data sourcing）タスク272と、スイッチが押され
たという情報の受信に応答してオペレーションにより選
択された無線機動作を実行するなど、高レベル390にあ
るハードウェアから独立するデータ受信タスク392に分
類される。

一般に、ソースとシンク（sink）は、それぞれ動作中
に無線機のソフトウェアにより生成される非同期データ
の発生部と消費部（cunsumer）である。詳しくは、VRIS
は非同期的に発生されたデータを収集および分配する方
法として、仮想ソースまたはハードウェアに依存するデ
ータ発信場所特定タスク272を定義する。このデータに
は、空中信号10（over−the−air signaling）データな
どの外界から来るデータ，受信および送信状態の表示な
どの内部発生されたある形態の無線機情報およびユーザ
・ボタンのキーを押したりスイッチの変更などを例とす
るすでに説明されたユーザ入力がある。このデータは、
低レベルVRISのハードウェアに依存するプラットフォー
ム220により捕捉される。

次に仮想ソースは、無線機のプラットフォームにある
実際のハードウェアからは独立する低レベルの情報を受
信するためのメカニズムを提供する。さらに、仮想ソー
スは、他のタスクが低レベル情報の複製を受信し、要求
によってこれらの複製の受信を停止するための手段を提
供する。複製を受信するこのメカニズムを、仮想ソース
に対する加入（subscribing）と呼ぶ。低レベル情報の
複製は、ROSメッセージを介して加入者リスト内のすべ
てのタスクに送られる。仮想ソースは、非同期的に受信
されたデータの収集を実行する。場合によっては、低レ
ベルのVRISはこのデータをさらに有用な形に処理して、
それから分配する。このように異なる種類のデータが１
組の仮想ソースに論理的に収集される。

仮想ソースは、第４図の１つ以上の個別のデータ・ソ
ースまたはソース群440で構成される。一般に、仮想ソ
ース272は、割込ソフトウェア・ルーチン／スイッチ・
センサ（ISR/ドライバ）の組み合せ440である単独のメ
ッセージ発生装置，ソフトウェア・データ復調器または
復号器と接続されるか、あるいはそれらを含む。単独の
仮想ソース内の個別のデータ・ソースは、仮想ソースの
サブタイプ（subtype）として知られる。例としては、
サブタイプの発信信号語（OSW:outbound signaling wor
d）と低速データを含むトランク仮想ソースがある。

特殊な仮想ソースの１つにシリアル・バス仮想ソース
278がある。その他の定義されるソースには、無線機の
動作中に異なるモードで受信された種々のデータまたは
非音声情報に関する「受信チャネル・データ」と集合的
に呼ばれるユーザ入力，従来チャネル状況，無線機状況
および仮想ソースの集合がある。「被受信チャネル・デ
ータ」情報は、既に説明されたトランク（国内）信号，
機密（secure），二重トーン多重周波数（復号用のDTM
F），従来の信号およびデジタル信号のような仮想ソー
スにさらに分類される。

定義によれば、システム制御メッセージ識別子仮想ソ
ース（System Control Message Identifier Virtual So
urce）は、実際には仮想ソースではないが、高レベル39
0または共通レベル290内のタスク、またはタスク制御用
システム・タイマからのタスクにより発生されるシステ
ム・コマンドであるVRISメッセージ定義を表す。この種
類のメッセージを定義することにより、特定の仮想ソー
スに属さない新しいメッセージをVRIS定義に加えること
が簡単になる。

一般に、レイヤ間のすべての通信（インタレイヤ通
信）は、任意の２つのレイヤを隔てるインタフェースま
たは境界があるために直接的には起こらない。設計上、
このようなレイヤ間通信はすべて、メッセージ伝達の標
準VRISフォーマットに準ずるものでなければならない。
VRISメッセージは、あらかじめ設定されたフォーマット
に従う限り、無線機内で起こるイベントに応答して流れ
込むことができる。さらに、これらのメッセージのいく
つかは、VRIS機能呼（function calls）と一定のあらか
じめ定められた環境とに応答して、流れ込むことのでき
るものがある。これについては、低レベルに関して後述
する。

詳しくは、VRIS規格では、共通または高レベルのプロ
セスまたはタスクは、低レベルにある仮想ソースなどの
タスクと直接通信することはできない。低レベルとの通
信はすべて、低レベルのVRIS定義内で行われ、これが低
レベルの実際の実現をソフトウェアの残りの部分から隠
ぺいする論理インタフェースを提供する。このように、
低レベル・インタフェース228は、低レベルから高レベ
ル390および共通レベル290を分離する。

レイヤ間に分離を拡大すると、共通レベル290から高
レベル390を分離する高レベル・インタフェース238も図
示される。複数のインタフェースを有する利点は、区分
けが改善されてコードの再利用性が促進されることであ
る。

インタフェース228,238は、あるタスクをシステム内
の他のタスクとは独立して設計したり書き込んだりする
ことを可能にする、あらかじめ定義された機能および／
またはメッセージ・フォーマットの組である。あらかじ
め定義された１組のROSメッセージ・フォーマット239が
高レベル・インタフェース238を構築し、これによりイ
ンタフェース238のいずれの側にあるタスクも互いに通
信することができる。表記上は、タスクを結ぶ矢印の付
いた実線239は、ROSメッセージがあるタスクから他のタ
スクに送られることを示す。

低レベル・インタフェース228は、個別の仮想ソース
の各々により定義される、あらかじめ定義された１組の
ROSメッセージ・フォーマット229を含む。さらに、低レ
ベル・インタフェース228には、インタフェースの高レ
ベルおよび共通レベル側のタスクが低レベルに情報を通
信することを可能にするあらかじめ定義された１組の低
レベルVRIS機能呼も含まれる。表記上は、機能呼227
は、鎖線（hyphenated lines）で表される。

インタフェースの定義により、インタフェース238ま
たは228を横切るすべてのメッセージ239,229には、デー
タがある場合はその前に付く第７図に示されるような標
準のVRISヘッダ・フォーマットがなければならない。メ
ッセージ・フォーマット700は、16ビット構造に含まれ
るユーザ/VRISフィールド701,オペコード（Op−code）
フィールド702,ソースIDフィールド703およびサブタイ
プ・フィールド704の４つのフィールドで構成される。
ユーザ/VRISフィールド701のフラッグが１であるか０で
あるかが、残りの15ビットの解釈に関する指標となる。
この位置に０があるとVRISメッセージ・ヘッダを示し、
１であると標準フォーマットを適用する必要のないユー
ザ・ヘッダであることを示す。

ソースIDフィールド703は、すでに名前を付けられた
仮想ソースのうち任意の１つを示す。システム制御メッ
セージ識別子仮想ソースは、定義された実際の仮想ソー
スではないので、これがこのフィールド703で識別され
た仮想ソースであれば、フォーマットされたヘッダに続
く任意のデータはそのヘッダと共に、高レベル・インタ
フェース239を横切るか、あるいはタイマから発したメ
ッセージ239を形成する。一方、ソースがシステム制御
メッセージ識別子以外のものである場合は、フォーマッ
トされたヘッダに続く任意のデータはそのヘッダと共に
低レベル270から来た、低レベル・インタフェース238を
横切るメッセージ229である。

サブタイプ・フィールド704は、メッセージ・タイプ
を特定する。例としては、トランク仮想ソースですでに
説明されたOSWや低速データ・サブタイプがある。この
ため、ソース・フィールド703とサブタイプ・フィール
ド704は共にメッセージの正確な発信場所を表す。

最後に、オペコード・フィールド702は、ソースおよ
びサブタイプ内または１組のアクション・コード内のメ
ッセージ選択か、このソースおよび情報のサブタイプ集
合に関する演算コードのいずれかを提供する。オペコー
ドの例は、停止，開始，検出，非検出，状況，空白化，
状態，マーカ，リンク，タイムアウトおよび低バッテリ
などの一般コマンド群から選択される。

このように、インタフェース定義を正式なものとし、
規格化することによって、高レベルまたは共通レベルの
タスクは、既存のハードウェア・プラットフォームとは
独立するインタフェース定義を用いて書き込むことがで
きる。次に、新たに設計されたタスクは、低レベルが正
確にはどのように実現されるかということに依存しなく
なる。このような高度な独立性によって、インタフェー
スのどちら側のソフトウェアでもその再利用性が改善さ
れる。

さらに詳しくは、低レベルから発したデータは、ハー
ドウェアから独立する方法で共通レベルまたは高レベル
の他のタスクに受信されるためには、低レベルVRIS境界
を越えなければならない。これは、仮想ソースの概念と
定義により達成される。仮想ソースは、受信されたデー
タに関する情報を含むROSメッセージを、現在仮想ソー
スに属するすべてのタスクに送る。このように、VRISは
特定の機能的動作を実行するための、無線ハードウェア
への標準ソフトウェア・インタフェースを定義する。

次に、低レベル・ハードウェア・インタフェース228
は、エルゴノミクス（高レベル）390とフィーチャ（共
通レベル）290のレベルまたはレイヤによって、ハード
ウェア・プラットフォーム220と通信しそれを制御する
ために用いられるソフトウェア・サービスの組を提供す
る。種々の無線機の特徴とユーザの必要条件が、標準的
手順，方法およびルールの組、すなわちLL−VRISサービ
スを用いて開発されると、新たな無線製品に対応するた
めにその特徴とユーザの必要条件とを変更しようとする
作業は、定義された規格と相入れる方法で新たなハード
ウェアにアクセスするための、たとえば低レベル呼など
のサービスのみの開発に限定される。形式とインタフェ
ースに関してVRIS規格に準ずる機能呼227は、ISR/ドラ
イバ440（または、スイッチ・センサ）および／または
サービス222と共に用いられる無線機から独立するソフ
トウェアを利用することで特定の無線機機能を実行する
ことができるソフトウェア・ルーチンである。

表記上は、黒い縦のバーが低レベル・インタフェース
228の一部である低レベル（LL−VRIS）サービスを表
す。低レベルVRISインタフェースでその中に鎖線が入り
込む部分が「シンク」である。以下にさらに詳細に説明
されるが、低レベルVRISサービスはシンク222となりう
る。これは対応する低レベルVRIS機能の１つが高レベル
390または共通レベル290のタスクに呼び出されたことを
示す。特定の無線機タスクを含む低レベル270は、この
ように共通および／または高レベル呼227から制御され
る。低レベル・サービスは、共通レベルおよび高レベル
から他のすべての呼機能から見える状態でなければなら
ないことは明らかである。シンクによる機能呼に応答し
てROSメッセージを発生する低レベルの仮想ソース・サ
ービス232は、それぞれ実線の矢印を伴う黒い縦バーに
より表される。

第３図を参照して、第２図の低レベルのVRISサービス
を適用するための機能呼と仮想ソースの働きが図示およ
び説明される。基本的には、VRISメッセージ・プロトコ
ル定義は、ハードウェアから独立する方法でROSタスク
に提示されるすべての被捕捉データに関する手段を提供
する。

機能呼（227）により、任意の仮想ソースに対する加
入が可能になる。共通レベル（290）および高レベル（3
90）に一般に位置するが、ROSタスク292,392,394,396
は、仮想ソース・メッセージ（229）の受信側となる。
仮想ソース262または272に対する呼出を行って特定のイ
ベント350または360にそれぞれ基づいて、被捕捉データ
を検索する高レベル（392,394,396）または共通レベル
（292）のタスクは、ROSメッセージ229を介してそのデ
ータを受信する。

異なる種類の仮想ソースを扱うために、サービス（22
2）は、データ受信タスクを示すタスク292が仮想ソース
262に（情報229を受信するために）加入するか否かを制
御することを可能にする。ROSタスクが、これらのメッ
セージ229をどのように送るかを制御するには２つの方
法がある。１つは、加入による方法であり、もう１つは
ソースを許可する方法である。

ROSタスク292は、低レベルVRISレイヤ270に対して、
所望の仮想ソース262の各々に加入することにより、ど
のVRISソースからデータを要求するかを知らせなければ
ならない。逆に、その加入を取り消すことにより、タス
クはデータの受信を停止することができる。捕捉された
データはすべて、加入された仮想ソース262または272か
らそれぞれ来るイベント350または360に基づき、そのデ
ータを要求したすべての加入ROSタスク（292,392,394,3
96）に対してメッセージ・ストリームの形で標準ROSメ
ッセージ229を介して分配される。

タスク292が仮想ソース262に加入（222）すると、ソ
ースがすでに許可され、データの収集を始めれば、ソー
ス262から来る次のメッセージを受信するだけである。
サービス呼は、そのソース・タイプ内（許可であろうと
禁止であろうと）のサブタイプ・メッセージ発生器の状
態の表示を返送することはない。このために、仮想ソー
ス内で個別のデータ・ソース（サブタイプ）を許可また
は禁止するときには注意を払わねばならない。第５図
は、一般的に個別のデータ・ソースを許可および禁止す
るための段階の好適なシーケンスを示す。

VRISサービス222の加入および取り消しの具体例は、
低レベルVRISレイヤ270の上のソフトウェアによって示
される２つの異なるソフトウェア・サブルーチンであ
る。これらのサブルーチン222は、パラメータとして、
加入するタスクの以前定義されたタスクIDと動作が行わ
れる仮想ソースとを受信する。

第４図を参照して、本発明による１つの可能な実施例
でありより詳細な実施例において、仮想ソース272への
加入が本質的に「仮想ソース・マネージャ」410に加入
タスクのタスクID392,394を与える。このIDの転送によ
り、マネージャ410は仮想ソース272が作成したメッセー
ジ・ストリーム420の各々の複製492,494をどこに宛てる
か、あるいは分配するかを知ることができる。次に、仮
想ソース・マネージャ410の加入待行列またはバッファ4
00は、どのタスクをどの仮想ソース（272）に加入させ
るかを示すタスクID（392,394）のリストを含む。バッ
ファ400内の空白位置480には、その位置に加入するタス
クがないことを示す空白（Null）が含まれることにな
る。

空白位置が見つからないときは、その特定の仮想ソー
スは加入の限界に達しており、エラーが戻る。あるタス
クが同じソースに誤って２回以上加入しようとすること
を防ぐために、要求するタスクのIDと一致する加入（en
try）がないか、まずテーブルを検索しなければならな
い。これが見つかった場合は、そのタスクはすでにその
ソース272の加入者リスト400にあるので動作は終る。

仮想ソース・マネージャ410のデータ構造またはバッ
ファ400は、タスクがいずれかの仮想ソースに加入する
前に初期化しなければならない。初期化には、タスクに
メッセージを送るか、あるいは広域に書き込むだけの段
階と、存在する可能性のある保護セマフォ（semaphore
s）を初期化する段階を含む。

発信場所特定タスク（sourcing task）または仮想ソ
ース272が、生データ（raw data）を収集したISR440か
らメッセージ（419）を得ると、タスク272がそれを処理
する（生データの復号またはその他の変換を行うな
ど）。次に、バッファ400内の加入者リストを検証し
て、結果420の複製429,494を非空白タスクIDのすべての
加入者392,394に送ることを開始する。次に加入された
すべてのタスク392,394は、各タスク392,394に関してバ
ッファに入れられるデータ429を含むメッセージ420の複
製492,494を待つ待行列に入れられる。テーブル400を読
み込んで複製492,494を送出する仮想ソース・マネージ
ャ410は、テーブル400から加入されたタスクのIDを読み
込むだけで、追加（396）または削除される新規の加入
者には関わらない。これは、これらの加入されたタスク
（396）が、その加入（または取り消し）が実際に起こ
る前に、失われたメッセージや受信された余分なメッセ
ージを補わなければならないためである。しかし、加入
されたタスク（392）はすべて、他の加入されたタスク
（394）が同じメッセージ・ストリーム420を得て、その
メッセージ429に関して動作する可能性のあることに留
意しなければならない。

逆に、タスクがそれ以上のメッセージを受信しないと
きは、第２図のサービス227を呼び出してメッセージの
複製の受信を取り消すことにより、仮想ソースへの加入
を取り消すことを低レベル270に知らせなければならな
い。サービス227は次に、特定の仮想ソースのバッファ
により維持される「複製先（copy to）」のリストから
そのタスクIDを排除する。このように、仮想ソースへの
加入を取り消すことにより、加入するタスクのIDは仮想
ソース・マネージャのバッファ400から排除されて、そ
れによりその特定のタスクへのメッセージ・ストリーム
が停止される。

このため、タスクが仮想ソースの複製を得ることを取
り消す場合には、サービス227がテーブル400内で呼出タ
スクのIDを検索して、これが見つかると、それを空白
（480）と置き換える。タスクは２回以上同じ仮想ソー
スに加入することはないので、テーブルの残りの部分を
検索する必要はない。呼び出すタスクのIDがテーブル内
に見つからない場合は、エラー動作は起こらない。

仮想ソースに対する加入（および、それに対応する取
り消し）サービス227は、第２図のシリアル・バス278を
除き、すべてのソースに関して可能である。タスクがシ
リアル・バス入力（218）にいったん接続されると、シ
リアル・バス・ハンドラ24はすべての受信したシリアル
・バス・メッセージを接続されたタスクに送り、受信さ
れた情報の処理を行うことはないので、シリアル・バス
仮想ソース278は、１度だけの接続を行うに過ぎない。
タスクが接続されると、シリアル・バス入力から切り離
す（加入を取り消す）ための備えはない。接続される
と、すべての受信されたシリアル・バス・メッセージ
は、接続されたタスクに送られる。低レベル・シリアル
・バス・ハンドラ24が着信パケットを分解して、それを
低レベル内で適切な論理タスクに分配する。

仮想ソース・メッセージ420は、廃棄されないと溜っ
て行くので、加入するタスクはその入力メッセージ待行
列にかなりの注意を払わねばならない。各着信メッセー
ジの複製を取り出して、分解して、動作を行い、廃棄し
なければならない。仮想ソースに加入するタスクは、着
信メッセージを分解して（メッセージ・ヘッダを解釈す
ることにより）そのソースと意味429とを決定する責を
負う。タスクがメッセージ・バッファの処理を終った
ら、ROSはメッセージの取り出し方法とメッセージ・バ
ッファの廃棄方法とを別々に定義する。たとえば、メッ
セージが検証され、任意で動作が行われた後には、メッ
セージ・バッファは、ROS命令Free_Bufを用いて、使い
果たすか解放しなければならない。

しかし、仮想ソース272から仮想ソース・メッセージ4
29を受信する（229）ことができるようになる前に、
（第２図の別のタイプの機能呼227により）仮想ソース2
72をまず許可しなければならない。このとき、タスクが
仮想ソース272から送られた229メッセージ420を制御す
る別の方法は、個別のデータ・サブタイプを実際に許可
するか、あるいは禁止することである。仮想ソース内で
許可または禁止されたデータ・ソースは、対応する割込
サービス・ルーチン（ISR）または／およびドライバの
組み合せ440を機能させることができる。言い換えれ
ば、ISR/ドライバの組み合せを、第４図の許可および禁
止機能225に応答して、オンおよびオフにすることがで
きる。

ここでも、これらのイネーブルおよびディスエーブル
機能225は、低レベルVRISレイヤ270の上のソフトウェア
に見られるような異なるソフトウェア・サブルーチンに
より具体化される。サブルーチンは、データそのもの42
9の捕捉を構成するパラメータを受信する。サブルーチ
ンの名前は、どのデータ・サブタイプに動作がなされる
かを示す。たとえば、あるタスクが特定のデータ・サブ
タイプを許可すると、対応する仮想ソース272に加入す
るすべてのタスク392,394は、そのデータ・サブタイプ
から結果メッセージ429の受信（229）を開始する。異な
るタスクが同じサブタイプを禁止することもあり、その
場合はすべての加入されたタスクがそのデータ・サブタ
イプからの受信を停止する。

１つの実現方法として、許可および禁止機能225が、
開始（START）425および停止（STOP）431メッセージま
たはオペコードとして知られる特殊なメッセージを、仮
想データ・ソース・メッセージ・ストリーム420に挿入
して、実際のデータ429の開始と終了にそれぞれマーク
を付ける。

低レベル270は、適切な方法でそのデータ構造または
バッファ300の自身の初期化を行わなければならない。
この方法には、各仮想ソース・データ429の真の送り手4
40である各ソース・タスク272の（タスク・コード280
の）初期化部分430が含まれるに過ぎない。許可サブル
ーチンが呼び出されると、低レベルVRISレイヤ仮想ソー
ス272またはサブタイプが自身（440）を初期化して、所
望のデータまたはデータ・サブタイプを収集する。ある
実現方法においては、低レベル・インタフェース228の
ソース・マネージャ410は、個別のISR/ドライバ，メッ
セージ発生器または復調器440を実際にオンまたはオフ
にするものである。初期化のプロセスには、適切なソフ
トウェア資源（ISR）440の始動と特定の用途を特定した
集積回路IC（ASIC）またはプロセッサの信号化を伴う。
初期化プロセスが終了すると、ソース272は対応する仮
想ソース272またはそのデータ・サブタイプに加入する
すべてのタスク392,394（ソースを許可したものが属す
る場合はそれを含む）に対して一般的な開始メッセージ
425も送り、このデータ・ソース440またはそのサブタイ
プがデータの収集を開始したことを知らせる。すべての
開始メッセージ425は、特定のデータ・ソース440または
サブタイプについて許可呼が実行された後で発され、通
常の（優先権のない）メッセージとして送られる。

同様に、禁止サブルーチンが呼び出されると、低レベ
ルVRISレイヤ270にある仮想ソース・タスク272は、その
データ・ソース440またはデータ・サブタイプからデー
タの収集を停止する。ソース272はまた、対応する仮想
ソース272に加入するすべてのタスク392,394（ソースを
許可したものが加入している場合はそれを含む）に一般
的な停止メッセージ431を送り、このデータ・ソース440
またはそのサブタイプが終了したことを知らせる。しか
し、停止メッセージ431は、禁止呼に応答して発され、
優先権をもつメッセージとして送られる。メッセージの
優先権（！）という性質によって、停止メッセージ431
は「古い」保留中のデータ・メッセージがタスクに送ら
れたが、メッセージ待行列（メッセージは加入するタス
ク392,394のいずれかのタスク・メッセージ待行列で待
機する）からまだ検索されない状態の前に出現すること
になる。定義により、優先権を持つ停止メッセージ431
は、特定のデータ・ソース440/272からの未処理メッセ
ージの前に受信されて、受信タスク392,394が古い許可
区間と新しい許可区間から来たメッセージを区別するこ
とができるようにする。このために、新しい停止と古い
停止との間にあるメッセージは、簡単に廃棄することが
できる。このように、加入タスクは、他のタスクがソー
ス・サブタイプを停止する前に起こった非同期データ・
メッセージの処理を回避することができる。

しかし、仮想ソースには独自のものがあって、これら
はISR/ドライバの組み合せ440ではない。この独自の仮
想ソースは、性質上連続するもので、許可／禁止機能22
5を必要としない。この後これらのソースは、メッセー
ジ・ストリーム内に明確な開始および停止メッセージを
持たない。

詳しくは、無線状況仮想ソースは、加入することがで
きる仮想ソースであるかのようにふるまうメッセージの
内部発生ソースであるが、開始および停止機能を持たな
い。このため、電源投入時に許可されると、無線状況仮
想ソースは連続動作を行う。無線状況仮想ソースに加入
するタスクは、明確にソースを許可することなくすべて
のメッセージを受信する。

まとめると、仮想ソースはデータを捕捉し、そのタス
クまたは別のタスクにより許可されると、それをVRISフ
ォーマットされたヘッダと共に、そのソースに以前加入
したすべてのタスクのメッセージ待行列に送る。加入さ
れたタスクは、加入タスクが加入を取り消したり、ある
いはそのタスクまたは別のタスクによって禁止されてソ
ースがデータの収集をやめるまでデータの受信を続け
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−188524（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−81232（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−299031（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−219332（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−300743（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−85640（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04L 29/06 G06F 9/46 340

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】動作ハードウェアに依存する複数のコンポ
   ーネントおよび機能を制御する制御手段を有する無線ト
   ランシーバであって： 前記無線トランシーバ内で前記ハードウェアに依存する
   コンポーネントおよび機能により発生されたデータを収
   集および分配するための前記制御手段によって提供され
   る複数の仮想ソース手段； 前記ハードウェアに依存するコンポーネントおよび機能
   の無線制御プロセスを実行するハードウェアから独立す
   る前記制御手段によって提供される複数のタスク手段；
   および ハードウェアから独立するどのタスク手段がどの仮想ソ
   ース手段から受信するかを制御する前記制御手段によっ
   て提供される分配制御手段； によって構成されることを特徴とする無線トランシー
   バ。
2. 【請求項２】前記分配制御手段がオペレーテイング・シ
   ステム・スケジューラによって構成されることを特徴と
   する請求項１記載の無線トランシーバ。
3. 【請求項３】前記分配制御手段が加入マネージャによっ
   て構成されることを特徴とする請求項１記載の無線トラ
   ンシーバ。
4. 【請求項４】前記分配制御手段が第１レベルに位置する
   前記仮想ソース手段と、機能性に基づいた別のレベルの
   タスク階層に位置する前記タスク手段との間にあるイン
   タフェース規格によって構成されることを特徴とする請
   求項１記載の無線トランシーバ。
5. 【請求項５】前記インタフェース規格が、前記タスク手
   段から前記仮想ソース手段への一方通行の通信を可能に
   する複数の機能呼と、前記仮想ソース手段から前記タス
   ク手段への一方通行の通信を可能にする複数のバッファ
   に入れられたメッセージとによって構成されることを特
   徴とする請求項４記載の無線トランシーバ。
6. 【請求項６】前記複数の機能呼が、前記仮想ソース手段
   に前記タスク手段を加入させ、前記仮想ソース手段から
   分配されたデータを選択的に受信する加入呼によって構
   成されることを特徴とする請求項５記載の無線トランシ
   ーバ。
7. 【請求項７】前記複数の機能呼が、前記タスク手段が前
   記仮想ソース手段を選択的に許可してデータの収集を開
   始させる許可呼によって構成されることを特徴とする請
   求項５記載の無線トランシーバ。
8. 【請求項８】前記複数の機能呼が、前記タスク手段が前
   記仮想ソース手段に対する加入を取り消して、前記仮想
   ソース手段から分配されたデータの受信を選択的に停止
   させる取り消し呼によって構成されることを特徴とする
   請求項５記載の無線トランシーバ。
9. 【請求項９】前記複数の機能呼が、前記仮想ソース手段
   を選択的に禁止して、データ収集を終了させる禁止呼に
   よって構成されることを特徴とする請求項５記載の無線
   トランシーバ。
10. 【請求項１０】動作ハードウェアに依存する複数のコン
    ポーネントおよび機能を制御する制御手段を有する無線
    トランシーバにおいて、前記制御手段によって前記動作
    ハードウェアに依存するコンポーネントおよび機能を調
    整する方法であって： 仮想ソース手段内で前記ハードウェアに依存するコンポ
    ーネントおよび機能により発生されたデータを収集およ
    び分配する段階； ハードウェアから独立する複数のタスク手段において、
    前記ハードウェアに依存するコンポーネントおよび機能
    の無線制御プロセスを実行する段階；および ハードウェアから独立するどのタスク手段が、どの仮想
    ソース手段から受信するかを制御する段階； によって構成されることを特徴とする方法。