JP3572768B2 - データ通信方法 - Google Patents
データ通信方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3572768B2 JP3572768B2 JP33576895A JP33576895A JP3572768B2 JP 3572768 B2 JP3572768 B2 JP 3572768B2 JP 33576895 A JP33576895 A JP 33576895A JP 33576895 A JP33576895 A JP 33576895A JP 3572768 B2 JP3572768 B2 JP 3572768B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- digital data
- data
- interface
- format
- midi
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Electrophonic Musical Instruments (AREA)
- Communication Control (AREA)
- Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタルオーディオ信号や音楽・楽器信号のようなリアルタイムのデジタル信号を双方向に伝送する技術に関し、より詳細にはデジタル信号を入力又は出力する機器における端子の数を削減し、かつデジタルオーディオ信号と音楽・楽器信号とを共通のフォーマットで伝送する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、デジタルオーディオ機器間あるいは電子楽器間をデジタル信号ラインによって接続し、デジタル信号の伝送を行うことが一般に行われている。
【０００３】
例えばＩＥＣ９５８の文書で規定されているデジタルオーディオインタフェース（以下単にデジタルオーディオインタフェースという）が、民生用あるいは業務用のデジタルオーディオ機器において使用されている。
【０００４】
図２５にデジタルオーディオインタフェースを用いたデジタルオーディオ信号の伝送例を示す。この図において、出力インタフェース８１は例えばＣＤ（コンパクトディスク）プレイヤーに内蔵されており、入力インタフェース８９は例えばＭＤ（ミニディスク）レコーダーに内蔵されている。そして、出力インタフェース８１のレジスタ８２に書き込まれたデジタルオーディオ信号はここから読み出されてパリティ・ビット付加回路８３において誤り訂正符号が付加され、バイフェーズ変調／同期パターン付加回路８４においてバイフェーズマーク変調と同期パターンの付加処理を受けてデジタルオーディオインタフェースに準拠したデジタルオーディオ信号とされ、例えばＣＤプレイヤーの出力端子から出力される。そして、同軸ケーブル８５又は光ファイバーケーブル８７を介して例えばＭＤレコーダーの入力端子から入力インタフェース８９へ入力される。ここで、光ファイバーケーブル８７を介して伝送する際には、例えばＣＤプレイヤーに設けられた送信モジュール８６によりデジタルオーディオインタフェースに準拠したデジタルオーディオ信号を光信号に変換し、例えばＭＤレコーダーに設けられた受信モジュール８８により光信号をデジタルオーディオインタフェースに準拠したデジタルオーディオ信号に変換する。
【０００５】
入力インタフェース８９においては、同期パターン検出／バイフェーズ復調回路９０により同期パターンの検出とバイフェーズマーク復調処理を受け、パリティ・ビット検査回路９１で誤り訂正処理を受け、レジスタ９２を経て元のデジタルオーディオ信号とされ、例えばＭＤレコーダーのデジタル録音回路（図示せず）へ送られる。
【０００６】
なお、ＭＤレコーダーから別のＭＤレコーダー、あるいはＤＡＴ（デジタルオーディオテープ）レコーダーにデジタル録音をする場合、およびＭＤレコーダーをＤＡコンバーターを備えたデジタルプリアンプに接続してデジタル信号を直接伝送する場合には、ＭＤレコーダーにデジタルオーディオインタフェースの出力インタフェースを備える必要がある。
【０００７】
図２６にデジタルオーディオインタフェースのサブフレームの構造を示す。また、図２７にデジタルオーディオインタフェースのサブフレーム、フレーム、及びブロックの構造を示す。
【０００８】
図２６に示すように、デジタルオーディオインタフェースのプロトコルにおいて、サブフレームは、ステレオ信号のチャネル１（左チャネル）またはチャネル２（右チャネル）、また４チャネルステレオ信号のチャネル１、２、３および４を伝送する。そして、
【０００９】
▲１▼ 同期，プリアンブル ・・・ｂ０からｂ３の４ビット分
▲２▼ ＡＵＸ（補助ビット） ・・・ｂ４からｂ７の４ビット分
▲３▼ オーディオデータ ・・・ｂ８からｂ２７の２０ビット分
▲４▼ バリデティフラッグ ・・・ｂ２８の１ビット分
▲５▼ ユーザーデータ ・・・ｂ２９の１ビット分
▲６▼ チャネルステータス ・・・ｂ３０の１ビット分
▲７▼ パリティビット ・・・ｂ３１の１ビット分
の合計３２ビット分で構成されている。
【００１０】
図２７に示すように、フレームはサブフレームの２倍の６４ビット分の長さになる。ＣＤではサンプリング周波数は４４．１ｋＨｚで、１６ビットの２チャネルステレオ信号を記録している。ＣＤ信号をデジタルオーディオインタフェースで伝送する場合は、１６ビットのＣＤデータのＭＳＢをデジタルオーディオインタフェースのサブフレームのｂ２７に入れ、以下ＬＳＢまでをｂ１２に入れる。またサブフレームのｂ１１からｂ８、ＡＵＸのｂ７からｂ４の４ビットには０２ を入れる。したがって、ＣＤ信号のデジタルオーディオインタフェースでの伝送速度は４４．１ｋＨｚ×６４ｂｉｔｓ＝２．８２２４Ｍｂｐｓとなる。またデジタルオーディオインタフェースでは、サンプリング周波数は４４．１ｋＨｚの他に、４８ｋＨｚと３２ｋＨｚに対応している。
【００１１】
デジタルオーディオインタフェースのチャネルコーディングは、ビット周期をＴとしたときに論理“０”をＴ／２の周期の２ビット００２ または１１２ で表し、論理“１”を同じくＴ／２の０１２ または１０２ で表すバイフェーズマーク変調を行っている。バイフェーズマーク変調の最大反転間隔はビット周期のＴ、最小反転間隔はＴ／２である。
【００１２】
同期，プリアンブルは、バイフェーズマーク変調の規則から外れた３Ｔ／２を含むユニークなシンボルを使用している。このシンボルはブロックの始まりとチャネル１の始まりＢ、チャネル１の始まりＭ、チャネル２、３、又は４の始まりＷの３種類があり、
【００１３】
Ｂ：１１１０１０００２ または０００１０１１１２
Ｍ：１１１０００１０２ または０００１１１０１２
Ｗ：１１１００１００２ または０００１１０１１２
が用いられている。
【００１４】
図２７に示すように、１９２個のフレームで１ブロックを構成し、ブロックの初めにＢのプリアンブルが置かれる。また、チャネルステータスを１ブロック分の１９２ビットの表にして、各種のデータを伝送することができる。なお、この表には、機器の制御信号や機器のアドレスに相当するデータは規定されていない。
【００１５】
デジタルオーディオインタフェースにはアドレス情報が付加されていないため、ポイント・ツー・ポイント通信、すなわちケーブルで接続された機器間のみデータの伝送が行われる。したがって、ビデオ機器のＴＶ（テレビジョン受像機）や、オーディオシステムのアンプやレシーバーのような信号接続の中心となる機器には、複数のデジタルオーディオ機器からデジタルオーディオインタフェースの信号線がツリー状に集中接続されることになる。
【００１６】
図２８はデジタルアンプに多数のオーディオ機器やビデオ機器を集中接続したシステムの例を示す。この例では、ＤＡコンバーターを備えたデジタルアンプ１０２に対して、デジタル音声放送チューナー１０１、スピーカー１０３、ＣＤプレイヤー１０４及び１０５、ＭＤレコーダー１０６、ＤＡＴレコーダー１０７、及びデジタルビデオカセットレコーダー（以下ＤＶＣＲという）１０８が集中接続されている。
【００１７】
そして、各機器の間は前述したデジタルオーディオインタフェースの信号線（同軸ケーブル、光ファイバー）で片方向又は双方向に接続されている。デジタルオーディオインタフェースは片方向のみの伝送が行えるものであるため、双方向に接続する機器間（ＭＤレコーダー１０６、ＤＡＴレコーダー１０７、ＤＶＣＲ１０８の各機器とデジタルアンプ１０２との間）には２本の信号線が設けられている。
【００１８】
さらに、図２８のシステムにおいて、例えばＣＤプレイヤー１０４または１０５からＭＤレコーダー１０６に録音等をする際に入手を介さずに行ったり、自動的に行ったりするためには、これらの機器間でそのための制御信号を伝送することが必要である。しかし、前述したように、デジタルオーディオインタフェースではこのような制御信号を伝送する方法を規定していないために、別に制御用のインタフェースを併用する必要がある。このため、デジタルアンプ１０２と各機器との間は制御バスで接続されている。このような制御用のインタフェースには多種の規格が存在する。
【００１９】
また、近年、ＭＩＤＩ（Ｍｕｓｉｃａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）規格により定められたインタフェースで相互に接続した電子楽器（以下単にＭＩＤＩ楽器という）間で演奏情報やコントロール情報、同期情報等を伝送することが行われている。
【００２０】
ＭＩＤＩ規格にはＭＩＤＩ ＩＮ端子（以下ＩＮという）、ＭＩＤＩ ＯＵＴ端子（以下ＯＵＴという）、ＭＩＤＩ ＴＨＲＵ端子（以下ＴＨＲＵという）の３種類の端子があり、ＭＩＤＩ楽器には通常ＩＮとＯＵＴが標準的に装備されており、ＴＨＲＵが装備されている楽器も多い。ＴＨＲＵは、ＩＮから入力されたＭＩＤＩ信号をそのまま出力する機能をもつ端子である。
【００２１】
図２９に示すように、ＭＩＤＩ楽器（マスター）１１０のＯＵＴからＭＩＤＩ楽器（スレーブ）１１１のＩＮに、ＭＩＤＩ専用ケーブル（以下ＭＩＤＩケーブルという）で接続し、ＭＩＤＩ楽器１１０のキーボードを弾くと、ＭＩＤＩ楽器１１１も一緒に演奏される。マスターとなるのは、キーボードのある電子楽器やシーケンサーのようなＭＩＤＩのデータを発生する機器で、ＭＩＤＩコントローラーという。スレーブとしては、キーボードがない音源のみの音源モジュール、エフェクターその他のあらゆるＭＩＤＩ楽器が接続可能である。
【００２２】
図３０に示すように、ＭＩＤＩ楽器１１２のＯＵＴから、別のＭＩＤＩ楽器１１３のＩＮに、さらにＴＨＲＵから別のＭＩＤＩ楽器１１４のＩＮに縦続して接続し、またさらにＴＨＲＵから別のＭＩＤＩ楽器１１５のＩＮに縦続して接続し、複数のＭＩＤＩ楽器を同時に演奏することができる。ところが、ＴＨＲＵを通すごとにＭＩＤＩ信号が劣下するために、図３０に示すようなＴＨＲＵによるカスケード型の接続は通常３台から４台が限度である。
【００２３】
そこで、複数のＭＩＤＩ楽器を接続するために、図３１に示すようにＭＩＤＩ楽器１１６のＯＵＴをパラボックス（ＴＨＲＵボックスともいわれる）１１７に入力し、ＴＨＲＵボックスの出力から複数のＭＩＤＩ楽器１１８〜１２１のＩＮに接続する方法が用いられている。しかし、ＭＩＤＩ楽器が数多く接続する場合には、ＴＨＲＵボックスにＭＩＤＩケーブルが集中する等の問題がある。
【００２４】
通常、ＭＩＤＩの通信では、受信（スレーブ）側が正しく受信しているかどうか送信（マスター）側は関知せずにオープンループでの伝送が行われている。ただし、後述するサンプリングデータの伝送のように、ＭＩＤＩの信号の中でもデータ量が大きい場合にはデータを分割してパケット送信する。このとき、受信側で、データが正しく送られたかどうかを確認するエラーチェックを行い、データが正しく送られていない場合には再送信を要求する機能がある。これをハンドシェイクによる転送という。ハンドシェイクを行う場合は、図３２に示すように、ＭＩＤＩマスター１２２のＩＮとＭＩＤＩスレーブ１２３のＯＵＴをＭＩＤＩケーブルで接続する必要がある。
【００２５】
ＭＩＤＩ楽器はＩＮとＯＵＴの端子を備えているが、マスターとスレーブの立場が固定した片方向の通信を行い、双方向通信への対応がなされていない。したがって、一度スレーブにセッティングされたＭＩＤＩ楽器のキーボードを弾いても、マスターのＭＩＤＩ楽器をならすことができないという問題がある。また、図３０のカスケード接続したシステムや、図３１のＴＨＲＵボックスを使用するシステムではマスターになる機器はあらかじめ決められており、演奏のためにＭＩＤＩ楽器の接続の順番を決める必要がある。このため、楽器を移動する場合の再セッティングが不自由であり、一度設定した楽器の構成を変更しにくい等の問題がある。
【００２６】
ＭＩＤＩ楽器間で伝送されるメッセージをＭＩＤＩメッセージという。ＭＩＤＩメッセーッジは、１バイト以上のバイト列で表される。図３３に示すように、ＭＩＤＩメッセージのバイト列は、ステータスバイトとデータバイトに分けられる。ステータスバイトは、ＭＩＤＩメッセージの種類を表し、ＭＳＢのビット７は“１”である。ステータスバイトは、通常決まった数のデータバイトを伴う。ただし、データバイトを伴わないメッセージもある。データバイトのＭＳＢのビット７は“０”である。
【００２７】
図３４に示すように、ＭＩＤＩメッセージは、チャネルメッセージとシステムメッセージの２つに分類される。チャネルメッセージは個々の楽器をコントロールするための演奏情報であり、システムメッセージはＭＩＤＩシステム全体をコントロールするためのコントロール情報や同期情報等である。ＭＩＤＩメッセージには、楽器同士の接続等に関する制御コマンドが割り付けられていないために、システムの設定や構成の変更等をＭＩＤＩ規格を通して実行できない。
【００２８】
システムメッセージはシステムエクスクルーシブメッセージ、システムコモンメッセージ、システムリアルタイムメッセージに分類される。チャネルメッセージは、チャネルボイスメッセージ（以下ボイスメッセージという）とチャネルモードメッセージ（以下モードメッセージという）がある。
【００２９】
ＭＩＤＩメッセージはシステムエクスクルーシブメッセージを除けば、データバイトの数は２バイト以下、すなわちステータスバイトも含めて３バイト以下になる。図３４において、ステータスバイトを１６進数で表した小文字のｎは、ＭＩＤＩチャネルの指定に使われる。
【００３０】
図３５にＭＩＤＩチャネルの指定の方法を示す。図３０や図３１において、複数のＭＩＤＩ楽器がＭＩＤＩケーブルによりＭＩＤＩコントローラーに接続されている場合に、ＭＩＤＩチャネルを指定することでそれぞれのＭＩＤＩ楽器を独立して演奏できる。ＭＩＤＩチャネルは４ビットであり、最大で１６のチャネルを指定できる。
【００３１】
図３６はＭＩＤＩチャネルの使用方法の例である。ＭＩＤＩコントローラー１２４に３台のＭＩＤＩ楽器１２５、１２６、１２７を接続する。ＭＩＤＩ楽器１２５はサックス、ＭＩＤＩ楽器１２６はピアノ、ＭＩＤＩ楽器１２７は電気ベースの音色をセットする。そして、ＭＩＤＩコントローラー１２４からそれぞれのパート用の演奏データを送れば、各楽器はパートごとに音を出すことになる。
【００３２】
このようにＭＩＤＩ規格では、受信側（スレーブ）の複数のＭＩＤＩ楽器の中からＭＩＤＩチャネルにより、特定のＭＩＤＩ楽器を指定してメッセージを伝送することができる。ただし、ＭＩＤＩチャネルの指定にステータスバイトの下位の４ビットを使用しているため、ＭＩＤＩチャネルは１６以上の数に増やすことが難しい。
【００３３】
図３３に示したように、ＭＩＤＩ規格の転送速度は３１．２５ｋｂｐｓ（±１％）の非同期方式シリアル転送で動作する。転送はスタートビット、ビット０、・・・ビット７、ストップビット（計１０ビット）の順で行われ、スタートビットは論理“０”、ストップビットは論理“１”である。１バイトを転送するために、１０×（１／３１．２５ｋＨｚ）＝３２０μＳを必要とする。ＭＩＤＩシステムにおいて１つの音を鳴らすノートオンというメッセージは３バイトが必要とされるため、ＭＩＤＩにより１つの音を鳴らすためには３２０μＳ×３＝約１ｍＳかかることになる。
【００３４】
サンプリング機能を搭載したＭＩＤＩ楽器をサンプラーと呼ぶ。サンプリングとは、ユーザーが生の楽器の音色をデジタルデータ化してメモリー等に記録することである。そして、再生時は、メモリーから自由なタイミングでデジタルデータを取り出して音を出す。サンプラーから取り出したサンプリングデータの伝送は、ユニバーサルシステムエクスクルーシブメッセージの一つであるサンプルダンプを用いる。ユニバーサルシステムエクスクルーシブメッセージでは、メーカーが異なるＭＩＤＩ楽器間でデータの送受信をすることができる。サンプルダンプはサンプラーのサンプリングデータを伝送するための共通フォーマットである。
【００３５】
図３７は、サンプルダンプリクエスト、ダンプヘッダー、データパケットの３つのＭＩＤＩメッセージのデータフォーマットを示している。ＭＩＤＩ楽器により（１）のダンプリクエストが出されると、（２）のダンプヘッダーが送信されて、次に（３）のデータパケットが送信される。データパケットは１２７バイトの固定の長さで、データの長さは最大で１２０バイトである。
【００３６】
通常、サンプリングした波形データは数十Ｋバイトあり、数多くのデータパケットを送信する必要がある。一度にこのような大量のデータ伝送をすると、ＭＩＤＩの送信と受信処理に時間をとられてチャネルメッセージ等の演奏情報を同時に送信することはできない。このため、通常、ＭＩＤＩ入出力機能にはシステムエクスクルーシブメッセージを受信しないようにオフにするスイッチが設けてある。
【００３７】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来のデジタルオーディオインタフェース規格には以下の（１）、（２）に記載する問題点があった。
【００３８】
（１）双方向の伝送を行うために２つの伝送路が必要になり、機器側では入力と出力の２つの端子が必要である。
【００３９】
（２）システムのセンターとなる機器では伝送路が多くなり、入力と出力の端子が複数集中する。制御のために別のインタフェースを設けた場合には、さらに機器に入出力する端子の数が増える。
【００４０】
また、従来のＭＩＤＩ規格によるメッセージの伝送には、下記（３）〜（７）に記載する問題点があった。
【００４１】
（３）ＭＩＤＩ楽器にはＩＮとＯＵＴ端子が装備されているにもかかわらず、片方向の通信のみを規定しており、双方向の通信に適応していない。
【００４２】
（４）システムのマスターになるＭＩＤＩ楽器が固定化されてしまい、フレキシブルなＭＩＤＩシステムを構築できない。
【００４３】
（５）複数の楽器を接続する場合には、ＴＨＲＵボックスにケーブルが集中する。
（６）伝送スピードが遅いため、大量のデータ伝送が難しい。
（７）システムの接続情報や接続のための制御コマンドが用意されていない。
【００４４】
さらに、前述したデジタルオーディオインタフェースを用いたデジタルオーディオ機器、例えばＣＤプレイヤーで再生したデジタルオーディオ信号に電子楽器の演奏情報を多重合成したり、ＭＤレコーダーで録音／再生した音声（ヴォーカル）に電子楽器の演奏情報を多重合成し、これをデジタル記録（録音）すること等が期待されているが、ＭＩＤＩ規格とデジタルオーディオインタフェースのデータフォーマット及びデータ伝送速度が異なるため、電子楽器とデジタルオーディオ機器のデジタル的な接続は困難であった。
【００４５】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、従来の片方向のインタフェースを用いるシステム等に比較して、入出力の端子の数を少なくし、特にシステムの中心になる機器の信号と制御に必要なケーブルと端子の数を少なくしたデータ通信方法を提供することを目的とする。
【００４６】
また、本発明は電子楽器の機能を高めることのできるデータ通信方法を提供することを目的とする。
【００４７】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために、本発明に係るデータ通信方法は、オーディオ信号である第１のデジタルデータを一の機器から他の機器へ片方向伝送するインターフェースのフォーマット、又は音楽・楽器信号である第２のデジタルデータを一の機器から他の機器へ片方向伝送するインターフェースのフォーマットを、複数の機器間で双方向シリアルバス通信によりデジタルデータの伝送を行うインターフェースのアイソクロナス伝送フォーマットに変換する変換工程と、前記変換工程によりアイソクロナス伝送フォーマットに変換された前記第１のデジタルデータ又は前記第２のデジタルデータを前記双方向シリアルバス通信において伝送する伝送工程を有し、前記アイソクロナス伝送フォーマットに変換する際に生成されるデータパケットは、前記第１のデジタルデータ及び前記第２のデジタルデータに共通のヘッダーを含み、前記ヘッダーは、前記第１のデジタルデータ及び前記第２のデジタルデータの種類を示す情報、前記第１のデジタルデータ及び前記第２のデジタルデータの同期に利用するタイムスタンプに関する情報、及び前記第１のデジタルデータ及び前記第２のデジタルデータのサンプリング周波数に関する情報を含むことを特徴とする。
【００４８】
また、本発明において、変換工程は、音楽・楽器信号であるＭＩＤＩ（Musical Instrument Digital Interface）信号の伝送を一の機器から他の機器へ片方向伝送するインターフェースのフォーマットを、複数の機器間で双方向シリアルバス通信によりデジタルデータの伝送を行うインターフェースのアイソクロナス伝送フォーマットに変換することを特徴とする。
【００４９】
また、本発明において、変換工程は、ＩＥＣ９５８で定義されるデジタルデータを一の機器から他の機器へ片方向伝送するインターフェースのフォーマットを複数の機器間で双方向シリアルバス通信によりデジタルデータの伝送を行うインターフェースのアイソクロナス伝送フォーマットに変換することを特徴とする。
【００５０】
また、本発明において、ヘッダーは、前記第１のデジタルデータ及び前記第２のデジタルデータのステレオ信号のチャネルに関する情報を含むことを特徴とする。
【００５１】
また、上述の課題を解決するために、本発明に係るデータ通信方法は、オーディオ信号である第１のデジタルデータを一の機器から他の機器へ片方向伝送するインターフェースのフォーマット、又は音楽・楽器信号である第２のデジタルデータを一の機器から他の機器へ片方向伝送するインターフェースのフォーマットを、複数の機器間で双方向シリアルバス通信によりデジタルデータの伝送を行うインターフェースのアイソクロナス伝送フォーマットに変換する変換工程と、前記変換工程によりアイソクロナス伝送フォーマットに変換された前記第１のデジタルデータ又は前記第２のデジタルデータを前記双方向シリアルバス通信において伝送する伝送工程を有し、前記アイソクロナス伝送フォーマットに変換する際に生成されるデータパケットは、前記第１のデジタルデータ及び前記第２のデジタルデータに共通のヘッダーを含み、前記ヘッダーは、前記第１のデジタルデータ及び前記第２のデジタルデータの種類を示す情報、前記第１のデジタルデータ及び前記第２のデジタルデータの同期に利用するタイムスタンプに関する情報、及び前記第１のデジタルデータ及び前記第２のデジタルデータのサンプリング周波数に関する情報を含み、前記片方向でデジタルデータの伝送を行うインターフェースの同期信号をビット圧縮して、前記双方向でデジタルデータの伝送を行うインターフェースのアイソクロナス伝送のヘッダーに取り込むことを特徴とする。
【００５２】
また、上述の課題を解決するために、本発明に係るデータ通信方法は、オーディオ信号である第１のデジタルデータを一の機器から他の機器へ片方向伝送するインターフェースのフォーマット、又は音楽・楽器信号である第２のデジタルデータを一の機器から他の機器へ片方向伝送するインターフェースのフォーマットを、複数の機器間で双方向シリアルバス通信によりデジタルデータの伝送を行うインターフェースのアイソクロナス伝送フォーマットに変換する変換工程と、前記変換工程によりアイソクロナス伝送フォーマットに変換された前記第１のデジタルデータ又は前記第２のデジタルデータを前記双方向シリアルバス通信において伝送する伝送工程を有し、前記アイソクロナス伝送フォーマットに変換する際に生成されるデータパケットは、前記第１のデジタルデータ及び前記第２のデジタルデータに共通のヘッダーを含み、前記ヘッダーは、前記第１のデジタルデータ及び前記第２のデジタルデータの種類を示す情報、前記第１のデジタルデータ及び前記第２のデジタルデータの同期に利用するタイムスタンプに関する情報、及び前記第１のデジタルデータ及び前記第２のデジタルデータのサンプリング周波数に関する情報を含み、前記片方向でデジタルデータの伝送を行うインターフェースのサンプリング周波数に関わらず、前記双方向でデジタルデータの伝送を行うインターフェースのアイソクロナス伝送フォーマットにおけるデータブロックの大きさを共通にすることを特徴とする。
【００５３】
また、上述の課題を解決するために、本発明に係るデータ通信方法は、オーディオ信号である第１のデジタルデータを一の機器から他の機器へ片方向伝送するインターフェースのフォーマット、又は音楽・楽器信号である第２のデジタルデータを一の機器から他の機器へ片方向伝送するインターフェースのフォーマットを、複数の機器間で双方向シリアルバス通信によりデジタルデータの伝送を行うインターフェースのアイソクロナス伝送フォーマットに変換する変換工程と、前記変換工程によりアイソクロナス伝送フォーマットに変換された前記第１のデジタルデータ又は前記第２のデジタルデータを前記双方向シリアルバス通信において伝送する伝送工程を有し、前記アイソクロナス伝送フォーマットに変換する際に生成されるデータパケットは、前記第１のデジタルデータ及び前記第２のデジタルデータに共通のヘッダーを含み、前記ヘッダーは、前記第１のデジタルデータ及び前記第２のデジタルデータの種類を示す情報、前記第１のデジタルデータ及び前記第２のデジタルデータの同期に利用するタイムスタンプに関する情報、及び前記第１のデジタルデータ及び前記第２のデジタルデータのサンプリング周波数に関する情報を含み、上記変換工程は、インターフェースのフォーマットをアイソクロナス伝送フォーマットに変換する際に、データの送信元機器を識別するための送信元機器識別情報又は／及びデータの受信先機器を識別するための受信先機器識別情報を有さないデジタルデータを、前記送信元機器識別情報又は／及び前記受信先機器識別情報を有するデジタルデータに変換することを特徴とする。
【００５５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。以下の二つの実施の形態は、本発明をＩＥＥＥ−１３９４ Ｈｉｇｈ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ（以下ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスという）に適用したものである。
【００５６】
（第一の実施の形態）
本発明を適用した双方向のデータ伝送システムには、例えば図１に示すように、デジタルオーディオ機器としてＣＤプレイヤー１と、ＤＡＴレコーダー２と、ＭＤレコーダー３と、ＣＤプレイヤー４とが設けられている。これらのデジタルオーディオ機器はデジタルオーディオインタフェースを備えている。そして、ＣＤプレイヤー１とＤＡＴレコーダー２は、デジタルオーディオインタフェースの信号線と制御バスによりＩＥＣ９５８／ＩＥＥＥ−１３９４変換器（以下単に変換器という）６に接続されている。また、ＭＤレコーダー３とＣＤプレイヤー４は、デジタルオーディオインタフェースの信号線と制御バスにより変換器７に接続されている。さらに、変換器６と変換器７とＤＶＣＲ（デジタルビデオカセットレコーダー）５との間は、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスのケーブルにより接続されている。ＤＶＣＲ５はＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスに対するデジタルインタフェースを備えており、変換器を介さずにデジタルオーディオ／ビデオ信号を送受信することができる。
【００５７】
なお、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスを用いたシステムは、図１のようなカスケード接続のバス型のトポロジーの他にツリー型のトポロジーを採用することもできる。
【００５８】
変換器６及び変換器７は、デジタルオーディオインタフェースのプロトコルとＩＥＥＥ−１３９４のプロトコルを相互に変換する機能を備えている。この場合、デジタルオーディオインタフェースに準拠したデジタルオーディオ信号はＩＥＥＥ−１３９４のアイソクロナスモードで伝送される。アイソクロナスモードとは、データ伝送システム内のサイクルマスターになる機器が発生する８ｋＨｚ（１２５μｓ）のアイソクロナスサイクルに同期したデータ伝送を行うモードであって、動画像信号やデジタルオーディオ信号、音楽・楽器信号のように実時間の信号データを伝送するために使用される。
【００５９】
変換器６及び変換器７は、制御バスのプロトコルとＩＥＥＥ−１３９４のプロトコルを相互に変換する機能も備えている。この場合、制御バスの制御コマンドはＩＥＥＥ−１３９４のアシンクロナスモードで伝送される。アシンクロナスモードは、データをハードディスク装置のような記憶装置に実時間ではないモードで記録したり、読み出したりする場合や、機器の制御信号を伝送するために使用される。
【００６０】
図２に変換器の基本構成を示す。変換器２０は、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスに対する物理層ブロック（ＰＨＹ）２１と、リンク層ブロック（ＬＩＮＣ）２２と、ＣＰＵ２３と、デジタルオーディオＩ／Ｏ２４とを備えている。
【００６１】
物理層ブロック２１は、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスのアービトレーション、通信データのエンコード／デコード、バイアス電圧の供給等の物理層制御を行う。また、リンク層ブロック２２は、アシンクロナスデータ処理部２５とアイソクロナスデータ処理部２６とを備え、パケットの生成／検出、ヘッダーＣＲＣ及びデータＣＲＣの生成／検出等のリンク層制御を行う。そして、ＣＰＵ２３はアプリケーション層の制御を行う。また、デジタルオーディオＩ／Ｏ２４は、デジタルオーディオ信号をリンク層ブロックのアイソクロナスデータ処理部２６との間で通信し、制御信号をＣＰＵ２３との間で通信する。さらに、デジタルオーディオＩ／Ｏ２４はこれらの信号のバッファリングを行う。
【００６２】
前述した図１のシステムでは、例えばＣＤプレイヤー１において再生したデジタルオーディオ信号をデジタルオーディオインタフェースに準拠した信号に形成して変換器６に伝送する。変換器６においては、デジタルオーディオＩ／Ｏ２４から入力されたデジタルオーディオ信号をリンク層ブロック２２のアイソクロナスデータ処理部２６へ送り、ここでＩＥＥＥ−１３９４のアイソクロナスのデータブロックパケット（以下アイソパケットという）を作成し、物理層ブロック２１からＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスへ送出する。変換器７においては、物理層ブロック２１から入力されたアイソパケットをアイソクロナスデータ処理部２６を経てデジタルオーディオＩ／Ｏ２４へ送り、ここでデジタルオーディオインタフェースに準拠した信号に戻し、ＭＤレコーダー３へ送り、ここでデジタルオーディオ信号を録音する。
【００６３】
同様にして、ＣＤプレイヤー４で再生したデジタルオーディオ信号をＤＡＴレコーダー２にデジタル録音することも可能となる。さらに、ＤＶＣＲ５のデジタルオーディオデータ記録エリアにデジタル録音することも可能となる。
【００６４】
また、図１のシステムで制御コマンドを伝送する場合、例えばＣＤプレイヤー１が出力した制御コマンドは制御バスを介して変換器６に伝送する。変換器６においては、デジタルオーディオＩ／Ｏ２４から入力された制御コマンドをＣＰＵ２３からリンク層ブロック２２のアシンクロナスデータ処理部２５へ送り、ここでＩＥＥＥ−１３９４のアシンクロナスのデータブロックパケット（以下アシンクロナスパケットという）を作成し、物理層ブロック２１からＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスへ送出する。変換器７においては、物理層ブロック２１から入力されたアシンクロナスパケットをアシンクロナスデータ処理部２５とＣＰＵ２３を介してデジタルオーディオＩ／Ｏ２４へ送る。そして、ここで制御バス上のコマンドに戻し、ＭＤレコーダー３へ送り、その動作を制御する。
【００６５】
図３は図１のシステムにおいて、ＣＤプレイヤー１からＭＤレコーダー３へテジタルオーディオ信号と制御コマンドを伝送すると共に、ＤＡＴレコーダー２からＤＶＣＲ５へデジタルオーディオ信号と制御コマンドを伝送する場合のタイミングの一例を示すものである。
【００６６】
信号ストリームＡは、ＣＤプレイヤー１からＭＤレコーダー３へ伝送されるデジタルオーディオ信号であり、信号ストリームＢは、ＤＡＴレコーダー２からＤＶＣＲ５へ伝送されるデジタルオーディオ信号である。これらの信号ストリームＡ，Ｂは、デジタルオーディオインタフェースを介して変換器６に入力される。
【００６７】
また、コマンドＡの１１Ａと１１Ｂは、ＣＤプレイヤー１とＭＤレコーダー３が相互に取り交わす制御コマンドの例である。そして、コマンドＢの１２Ａと１２Ｂは、ＤＡＴレコーダー２とＤＶＣＲ５が相互に取り交わす制御コマンドの例である。これらは、いずれもデジタルオーディオインタフェースにより変換器６に入力されたものである。
【００６８】
信号ストリームＡ，Ｂは、変換器６においてアイソパケットに変換された後、１２５μｓのアイソクロナスサイクルでＩＥＥＥ−１３９４シリアルバス上を伝送される。この場合のデータ伝送速度は１００Ｍｂｐｓ、２００Ｍｂｐｓ又は４００Ｍｂｐｓのいずれかに設定される。図３においては、信号ストリームＡはアイソパケット１３Ａ〜１３Ｆに変換されており、信号ストリームＢはアイソパケット１４Ａ〜１４Ｆに変換されている。
【００６９】
また、コマンド１１Ａと１１Ｂはアシンクロナスパケット１５Ａと１５Ｂに変換されており、コマンド１２Ａと１２Ｂはアシンクロナスパケット１６Ａと１６Ｂに変換されている。
【００７０】
そして、これらのアイソパケットとアシンクロナスパケットは、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバス上で時分割多重して伝送される。このとき、アイソパケット１３Ａ〜１３Ｆと１４Ａ〜１４Ｆとは異なるチャネルを使用して伝送される。ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバス上の機器はアイソパケットのヘッダー（詳細は後述）に書かれているチャネル番号を見て必要なアイソパケットを取り込む。また、アシンクロナスパケット１５Ａ，１５Ｂとアシンクロナスパケット１６Ａ，１６Ｂとは発信元機器アドレス及び宛先機器アドレスを持っている。なお、このようなＩＥＥＥ−１３９４シリアルバス上のデータ伝送制御の詳細については、ＩＥＥＥ−１３９４の仕様書により公開されているので、ここでは説明しない。
【００７１】
ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバス上を伝送されたアイソパケットとアシンクロナスパケットは変換器７に入力される。アイソパケット１３Ａ〜１３Ｆは元の信号ストリームＡに戻され、デジタルオーディオインタフェースを介してＭＤレコーダー３に送られる。また、アシンクロナスパケット１５Ａ，１５Ｂも元のコマンド１１Ａ，１１Ｂに戻され、制御バスを介してＭＤレコーダー３に送られる。
【００７２】
一方、アイソパケット１４Ａ〜１４ＦはそのままＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスを介してＤＶＣＲ５へ送られ、取り込まれる。同様に、アシンクロナスパケット１６Ａ，１６ＢもそのままＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスを介してＤＶＣＲ５へ送られ、取り込まれる。
【００７３】
次に、デジタルオーディオインタフェースに準拠したデジタルオーディオ信号をＩＥＥＥ−１３９４のアイソパケットに載せる方法について詳細に説明する。
【００７４】
図４にＩＥＥＥ−１３９４のアイソパケットを示す。ＩＥＥＥ−１３９４のデータブロックパケットは３２ビット単位（以下クァドレットという）で表される。最初のクァドレットにあるチャネルは、アイソクロナスのチャネル番号を示す。６ビット６４のチャネルによりアイソチャネルを識別することができる。タグ（ｔａｇ）フィールドの２ビットが０１２ のときに、データフィールドの先頭に２クァドレットのコモンアイソクロナスパケットヘッダー（以下ＣＩＰヘッダーという）を挿入する。デジタルビデオ機器やデジタルオーディオ機器等のデジタルオーディオ・ビデオ信号の実時間データを扱う目的のために、ｔａｇの値を０１２ とする。本実施の形態はｔａｇ＝０１２ の場合に関するものである。なお、ｔａｇ＝００２ のときは、ＣＩＰヘッダーの挿入は必要としない。
【００７５】
図５はｔａｇ＝０１２ の値をとる場合のＣＩＰヘッダーを示している。ＣＩＰヘッダーの初めのクァドレットは、フォーマットによってビットのアサインメントが変わらない。ソースノードＩＤ（以下ＳＩＤという）は、アイソパケットを送出する機器のＩＥＥＥ−１３９４シリアルバス上におけるノードＩＤを表す。データブロックサイズ（以下ＤＢＳという）は、データブロックの長さをクァドレットで表した数字である。フラクション数（以下ＦＮという）は、ソースパケットが分割されるデータブロックの数である。クァドレットパディングカウント（以下ＱＰＣという）は、ＦＮが００２ 以外の値をとるときに用いられる。ソースパケットヘッダー（以下ＳＰＨという）は、ソースパケットが独自のソースヘッダーを持つときに１２ とする。データブロックカウンター（以下ＤＢＣという）は、８ビットの連続カウンターでソースパケットの伝送抜けを検出するために用いる。ＣＩＰヘッダーの２番目のクァドレットにおけるフォーマットＩＤフィールド（以下ＦＭＴという）は、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスで伝送されるフォーマットの識別に使用される。フォーマット依存フィールド（以下ＦＤＦという）はＦＭＴによりその仕様が決められる。
【００７６】
図６はＦＭＴの割りつけ例である。この図に示すように、ＦＭＴ＝００００００２ でＤＶＣＲ、０００００１２ でＭＰＥＧ信号伝送のフォーマットを指定している。また、ＦＭＴ＝００００１０２ で非圧縮のデジタルオーディオ（以下リニアオーディオという）、００００１１２ でビット圧縮されたデジタルオーディオ（以下ノンリニアオーディオという）、０００１００２ で音楽・楽器の伝送フォーマットを指定する。ＦＭＴ＝１１１１１０２ のときは、ＣＩＰヘッダーの規定の範囲内でメーカー独自の仕様を認める。また、ＦＭＴ＝１１１１１１２ のときは、ＤＢＳ、ＦＮ、ＱＰＣ、ＳＰＨ、ＤＢＣの各フィールドの規定は解除される。
【００７７】
図７はリニアオーディオ、ノンリニアオーディオ及び音楽・楽器に共通するＣＩＰヘッダーを示す。このヘッダーのフォーマットは、図５のＦＤＦをデータフォーマットフィールド（以下ＤＡＴＡＦという）と、同期時刻Ｓｙｎｃ Ｔｉｍｅ（以下ＳＹＴという）とに分けたものである。ＦＭＴで割り付けたデジタルオーディオと音楽・楽器のデータ伝送フォーマットを共通にすることにより、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバス上での共同の伝送が容易になる。
【００７８】
図８にＳＹＴの構造を示す。タイムスタンプの値が与えられるとき、ＳＹＴの１６ビットはサイクルカウント（Ｃｙｃｌｅ ｃｏｕｎｔ）の４ビットと、サイクルオフセット（Ｃｙｃｌｅ ｏｆｆｓｅｔ）の１２ビットに分ける。このサイクルカウントは、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバス上のサイクルマスターに設けられているサイクルタイムレジスターのサイクルカウントの１３ビットの下位４ビットの値を用いる。また、サイクルオフセットの１２ビットは、サイクルタイムレジスターのサイクルオフセットの１２ビットの値をそのまま用いる。
【００７９】
図９はリニアオーディオのＤＡＴＡＦのビット割りつけ例である。
この図において、非同期モードは、アイソクロナスモードで１２５μｓのサイクルに同期せずに、ＳＹＴのタイムスタンプを利用する伝送モードである。コンスーマー用のＣＤプレイヤー等の一般に外部クロックに同期しない機器のデジタルオーディオインタフェース信号を、ＩＥＥＥ−１３９４フォーマットに変換するために使用する。
【００８０】
同期モードは、１２５μｓのアイソクロナスサイクルに同期する伝送のモードで、業務用のＣＤプレイヤーやレコーダーの外部クロックに同期することが可能な機器に用いる。
【００８１】
Ｒａｗ オーディオの仕様は、デジタルオーディオインタフェースの入出力端子を持たない機器がフォーマットに依存しないデジタルオーディオ信号をＩＥＥ０−１３９４シリアルバス上で伝送する場合に用いる。
【００８２】
本実施の形態においては、デジタルオーディオインタフェースの信号ストリームをブロックの単位に分けてソースパケットとし、これにヘッダーを付けて伝送する。デジタルオーディオインタフェースでは、４８ｋＨｚ、４４．１ｋＨｚ、３２ｋＨｚの３種類のサンプリング周波数（以下Ｆｓという）が定義されている。デジタルオーディオインタフェースの１ブロックは１９２フレームであるから、１ブロックの長さは各Ｆｓにおいて、
【００８３】
Ｆｓ：４８ｋＨｚ ・・・１９２÷４８ｋＨｚ＝４ｍｓ
Ｆｓ：４４．１ｋＨｚ ・・・１９２÷４４．１ｋＨｚ＝４．３５３７４ｍｓ
Ｆｓ：３２ｋＨｚ ・・・１９２÷３２ｋＨｚ＝６ｍｓ
である。
【００８４】
したがって、１ブロックに入る各Ｆｓにおけるアイソパケットの数は最大で、
Ｆｓ：４８ｋＨｚ ・・・４ｍｓ÷１２５μｓ＝３２
Ｆｓ：４４．１ｋＨｚ ・・・４．３５３７４ｍｓ÷１２５μｓ≒３５
Ｆｓ：３２ｋＨｚ ・・・６ｍｓ÷１２５μｓ＝４８
である。
【００８５】
本実施の形態では、Ｆｓの値に係わらず、データの入っているアイソパケットの数を１ブロックの中で２４にする。そして、その他のアイソパケットはソースパケットのないヘッダーだけのパケット（以下ダミーパケットという）を伝送する。
【００８６】
１ブロックのデータのビット数は、６４ビット×１９２＝１２２８８ビットであるから、有効なパケットのデータのビット数は１２２８８ビット÷２４＝５１２ビットである。これをクァドレットに直すと１６クァドレットになり、ＤＢＣ＝１６＝０００１００００２ である。１６クァドレットはデジタルオーディオインタフェースの１６サブフレーム分、すなわち８フレーム分に相当する。
【００８７】
図１０はこの８フレームを１つの単位にしてアイソパケットで伝送する例を示す。８フレームのデータが変換器内のバッファーに蓄えられるのに必要な時間を各Ｆｓについて計算すると、
【００８８】
Ｆｓ：４８ｋＨｚ ・・・８÷４８ｋＨｚ＝１６６．７μｓ
Ｆｓ：４４．１ｋＨｚ ・・・８÷４４．１ｋＨｚ＝１８１．４μｓ
Ｆｓ：３２ｋＨｚ ・・・８÷３２ｋＨｚ＝２５０μｓ
となる。
【００８９】
図１０に示すように、Ｆｓ＝４４．１ｋＨｚの場合は、１ブロックの伝送中におよそ３５−２４＝１１のダミーパケットがあり、ほぼ有効なパケットを２つ伝送した後でダミーパケットを１つ伝送することになる。
【００９０】
また、Ｆｓが４８ｋＨｚの場合は、図１１に示すように、１ブロックを伝送する間に３２−２４＝８のダミーパケットがあり、有効なパケットをほぼ３つの伝送した後でダミーパケットを１つ伝送することになる。
【００９１】
同様に、Ｆｓが３２ｋＨｚの場合は、図１２に示すように、１ブロックを伝送する間に４８−２４＝２４のダミーパケットを伝送があり、ほぼ有効なパケットとダミーパケットとを交互に伝送することになる。
【００９２】
図１３にアイソパケットのフォーマットの例を示す。
この図に示すように、デジタルオーディオインタフェースのサブフレーム３２ビットの内容はそのままアイソパケットに転送する。ただし、同期・プリアンブルの４ビット分は
【００９３】
Ｂ：ＬＳＢ １１＊＊ ＭＳＢ
Ｍ：ＬＳＢ ０１＊＊ ＭＳＢ
Ｗ：ＬＳＢ ００＊＊ ＭＳＢ
に変換する。ここで、＊＊は、通常００２ を挿入する。２０ビットのオーディオデータと４ビットの補助データと＊＊とを合わせて２６ビットのオーディオデータとして使用することができる。
【００９４】
この図及び図１０に示すように、本実施の形態では、デジタルオーディオインタフェースの信号の伝送において、１つのアイソパケットのデータ部は、８つのフレームを単位にして伝送する。図２７に示したように、データ部の最初のクァドレットはＢまたはＭであり、Ｗから始まることはない。そして、Ｂはデータ部の最初のクァドレットに位置して、データ部の途中になることはない。ここでは、オディオデータをＬＳＢから先に伝送しているが、ＭＳＢから先に伝送するように定めても良い。
【００９５】
（第二の実施の形態）
本発明を適用した双方向のデータ伝送システムの第２の形態を図１４に示す。このデーテ伝送システムには、ＭＩＤＩ楽器３１〜３４と、ＣＤプレイヤー３５と、ＭＤレコーダー３６と、ＭＩＤＩ／ＩＥＥＥ−１３９４変換器（以下単に変換器という）３７〜４０と、パーソナルコンピュータ（以下パソコンという）４１と、ハードディスク装置４２とが設けられている。
【００９６】
そして、ＭＩＤＩ楽器３１〜３４のＯＵＴは、ＭＩＤＩケーブルによりそれぞれ変換器３７〜４０のＩＮに接続され、ＭＩＤＩ楽器３１〜３４のＩＮは、ＭＩＤＩケーブルによりそれぞれ変換器３７〜４０のＯＵＴに接続されている。
【００９７】
また、変換器３７〜４０、ＣＤプレイヤー３５、ＭＤレコーダー３６、パソコン４１、及びハードディスク装置４２はＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスにより共通に接続されている。つまり、これらの機器はＩＥＥＥ−１３９４シリアルバス上のノードＩＤを持っている。
【００９８】
変換器３７〜４０はＭＩＤＩ信号とＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスのプロトコルとの間の相互の変換を行う。例えばＭＩＤＩ楽器３１のＯＵＴから変換器３７のＩＮへ入力されたＭＩＤＩ信号は、変換器３７においてＩＥＥＥ−１３９４のアイソパケット又はアシンクロナスパケットに変換され、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスへ送出される。逆に、他のＭＩＤＩ楽器から他の変換器を介してＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスへ送出され、変換器３７で受信されたパケットは、ここでＭＩＤＩ信号に変換され、ＯＵＴからＭＩＤＩ楽器３１のＩＮへ送られる。
【００９９】
ＣＤプレイヤー３５及びＭＤレコーダー３６は、デジタルオーディオインタフェースと図２に示したＩＥＣ９５８／ＩＥＥＥ−１３９４変換器とを備えており、内部でプロトコル間の相互変換が行える。したがって、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスに対して、アイソパケット及びアシンクロナスパケットを直接送受信できる。なお、図１と同様に、ＩＥＣ９５８／ＩＥＥＥ−１３９４変換器をＣＤプレイヤー３５及びＭＤレコーダー３６の外部に設けてもよい。
【０１００】
パソコン４１及びハードディスク装置４２は、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスに対するデジタルインタフェース（図２の物理層ブロックとリンク層ブロック）を備えており、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスに対して、アイソパケット及びアシンクロナスパケットを直接送受信できる。
【０１０１】
以上のように構成した双方向通信システムによれば、ＭＩＤＩ楽器３１から出力された、ＭＩＤＩ楽器３２〜３４の演奏情報は、変換器３７によりＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスのプロトコルに変換され、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスへ送出される。そして、変換器３８〜４０においてＭＩＤＩ楽器３２〜３４の演奏情報に逆変換され、それぞれのＭＩＤＩ楽器３２〜３４のＩＮへ入力される。これにより、ＭＩＤＩ楽器３１〜３４を同時に演奏できる。
【０１０２】
また、ＭＩＤＩ楽器の演奏情報やコントロール情報等はハードディスク装置４２において記録再生することができる。さらに、パソコン４１のディスプレイにおいてオンスクリーンディスプレイ表示を行うこともできる。
【０１０３】
また、ＭＩＤＩ楽器が出力した演奏情報とＣＤプレイヤーの再生デジタルオーディオ信号を合成し、ＭＤレコーダー３６やハードディスク装置４２に記録（録音）をすることができる。
【０１０４】
図１４において、変換器３７〜４０はＩＥＥＥ−１３９４シリアルバス上のＩＤを持ち、アシンクロナスパケットのソースＩＤ（後述する図１６、図１７を参照）にそのＩＤ番号を使用することにより、どのＭＩＤＩ楽器がＭＩＤＩメッセージを送信しているか判別ができる。すなわち、図１４の構成においてどのＭＩＤＩ楽器もマスターになることができ、図３０あるいは図３１のように接続を固定する必要がなく、どのキーボードからでも他のＭＩＤＩ楽器を鳴らすことができる。
【０１０５】
図１５にＭＩＤＩ規格とＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスフォーマットの変換器の１例を示す。この変換器は、大別するとＭＩＤＩメッセージの送受信部と、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスに対するデジタルインタフェースと、ＣＰＵ５４とから構成されている。
【０１０６】
ＭＩＤＩメッセージの送受信部は、ＭＩＤＩ ＯＵＴ端子へ出力するＭＩＤＩメッセージのバッファー５１と、ＭＩＤＩ ＩＮ端子から入力されたＭＩＤＩメッセージのバッファー５２と、ＵＡＲＴ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｒｅｃｅｉｖｅｒ−Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）５３とから構成されている。
【０１０７】
ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスに対するデジタルインタフェースは、リンク層ブロック５５と物理層ブロック５６とから構成されている。これらは図２の対応するブロックと同様に構成されている。
【０１０８】
ＣＰＵ５４から出力されたＭＩＤＩメッセージはＵＡＲＴ５３で非同期シリアルデータに変換されてバッファー５１を通ってＭＩＤＩ ＯＵＴからＭＩＤＩケーブル上に出力される。また、ＭＩＤＩ ＩＮから入力されたＭＩＤＩメッセージは、バッファー５２を通ってＵＡＲＴ５３でパラレルデータに変換されてＣＰＵ５４へ入力される。
【０１０９】
ＭＩＤＩメッセージをアシンクロナスパケットに載せて伝送する場合には、ＣＰＵ５４から出力されたＭＩＤＩメッセージをアシンクロナスデータ処理部５７へ送り、ここから物理層ブロック５６を介してＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスへ送出する。そして、ＭＩＤＩメッセージをアイソパケットに載せて伝送する場合には、ＣＰＵ５４から出力されたＭＩＤＩメッセージをアイソクロナスデータ処理部５８へ送り、ここから物理層ブロック５６を介してＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスへ送出する。
【０１１０】
次に、ＭＩＤＩ規格に準拠した音楽・楽器信号をＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスのアシンクロナスパケットにのせる方法について説明する。
【０１１１】
ここではＩＥＥＥ−１３９４のファンクションコントロールプロトコル（以下ＦＣＰという）を用いて音楽・楽器信号を伝送する。ＦＣＰはＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスに接続する機器をコントロールするためのプロトコルであり、アシンクロナスパケットにより制御コマンドとレスポンスを伝送する。
【０１１２】
図１６にＩＥＥＥ−１３９４のアシンクロナスデータ伝送モードのＷｒｉｔｅｒｅｑｕｅｓｔ ｆｏｒ ｄａｔａ ｂｌｏｃｋパケット、図１７にＷｒｉｔｅ ｒｅｑｕｅｓｔ ｆｏｒ ｄａｔａ ｑｕａｄｌｅｔパケットを示す。この２つのパケットのペイロードをＦＣＰフレームと呼ぶ。ＦＣＰフレームの長さが４バイト（＝１クァドレット）であるときに、“Ｗｒｉｔｅ ｒｅｑｕｅｓｔｆｏｒ ｄａｔａ ｑｕａｄｌｅｔ”が使われる。ソースＩＤとディスティネーションＩＤは、アシンクロナスパケット発信元と宛先のアドレスである。
【０１１３】
図１８にＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスのアシンクロナスデータ伝送モードのＦＣＰフレームの構造を示す。ＦＣＰフレームの先頭の４ビットはコマンドトランザクションセット（以下ＣＴＳという）で、オーディオ／ビデオ機器（以下ＡＶ機器という）制御用としてＣＴＳ＝００００２ を割り当ててある。ＣＴＳの後は、コマンドタイプ／レスポンスコード（以下ＣＴ／ＲＣという）が４ビット、ヘッダーアドレス（以下ＨＡという）が８ビット、ＯＰＣが８ビット、ＯＰＲ１が８ビット、ＯＰＲ２が８ビット・・・と続く。
【０１１４】
図１９は、ＣＴＳ＝００００２ のときのＦＣＰフレームでＭＩＤＩメッセージを伝送するデータ構造の一例である。ＣＴ／ＲＣの４ビットは、コマンドとレスポンスの種類を表し、４ビットのＭＳＢが‘０’ならば、そのフレームがコマンドフレームであり、‘１’ならばレスポンスフレームである。このＣＴ／ＲＣの仕様はＡＶ機器制御用の仕様に準じるものである。
【０１１５】
ＨＡの８ビットは、例えばＩＥＣパブリケーション１０３０（以下ＩＥＣ−１０３０という）で規定されているサブデバイスのタイプコードおよび、サブデバイスナンバーを用いることができる。ＭＳＢ５ビットがサブデバイスタイプ、ＬＳＢ３ビットがサブデバイスナンバーである。サブデバイスタイプは、ＡＶ機器用にビデオモニター、オーディオアンプ等を割り付けている。音楽・楽器として、例えばオーディオエフェクツユニット（１０１００２ ）のサブデバイスタイプを使うことができる。サブデバイスナンバーは、例えばダブルカセットデッキのように１台の機器に同じサブデバイスが複数ある場合に２つのデッキを区別するために使用する。
【０１１６】
ＯＰＣの８ビットにＭＩＤＩメッセージのステータスバイト、ＯＰＲ１のビットに一番目のＭＩＤＩメッセージのデータバイト、ＯＰＲ２の８ビットに２番目のデータバイトを入れる。ＩＥＣ−１０３０において、ＯＰＣのＭＳＢは‘１’でＯＰＲのＭＳＢは‘０’であり、ＭＩＤＩメッセージのステータスバイトとデータバイトとの関連を保つことができる。
【０１１７】
本実施の形態では、ＭＩＤＩメッセージのシステムエクスクルーシブメッセージ以外はアシンクロナスデータ伝送モードで伝送する。
【０１１８】
図２０はＦＣＰフレームの別の例である。本例ではＣＴＳに音楽・楽器専用のコード（例えば０００１２ ）を割り付ける。ＣＴ／ＲＣの仕様は、ＣＴＳ＝００００２ の場合に準じても良い。ＣＴＳにおいて音楽・楽器のメッセージであることが指定されているために、図１９のようにＨＡにおいてサブデバイスを指定する必要がないので、ＨＡの位置にステータスバイトを入れ、その後にデータバイトが最大２バイトが続く。システムエクスクルーシブメッセージ以外は４バイト以内に納まるために、“Ｗｒｉｔｅ ｒｅｑｕｅｓｔ ｆｏｒ ｄａｔａ ｑｕａｄｌｅｔ”パケットで伝送する。システムエクスクルーシブメッセージは、前例と同様にアイソクロナスデータ伝送モードで伝送することも、Ｗｒｉｔｅ ｒｅｑｕｅｓｔ ｆｏｒ ｄａｔａ ｂｌｏｃｋパケットによりアシンクロナスデータ伝送モードで伝送することもできる。
【０１１９】
図１６および図１７のディスティネーションＩＤは、通信システム中の楽器の数が少ない場合は、特定の楽器に接続する変換器のＩＤを指定することができる。一方、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスに直接接続できる機器の数は６３台であり、多くのＭＩＤＩ楽器に同じ内容のＭＩＤＩメッセージを送信する場合は、ディスティネーションＩＤに同報（Ｂｒａｏｄｃａｓｔ）ＩＤを指定する。
【０１２０】
図１９および図２０を含むアシンクロナスパケットを受信した変換器は、ＭＩＤＩメッセージに変換してＭＩＤＩ楽器へ送る。ＭＩＤＩ楽器は図３５に示したステータスバイトの下位の４ビットより指定されたチャネルを確認し、チャネルが指定されたものであれば音を出す。
【０１２１】
現状のＭＩＤＩ信号は、低速であること、及びパケット伝送であることから、ＭＩＤＩメッセージの伝送にはＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスのアシンクロナス伝送が適している。しかし、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバス上でＭＩＤＩ規格の高速化やデジタルオーディオ信号伝送と共存する場合や、現状のＭＩＤＩメッセージの中でもシステムエクスクルーシブメッセージはアイソクロナスデータ伝送の方が適している。そこで、次に、ＭＩＤＩ規格に準拠した音楽・楽器信号をＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスのアイソクロナスパケットにのせる方法について説明する。
【０１２２】
アイソクロナスパケットのフォーマットについては、図４〜図８を参照しながら説明した。ＭＩＤＩメッセージのＭＩＤＩチャネルを、アイソクロナス伝送のチャネルに変換することにより、アイソクロナス伝送上で１６の異なるチャネルを構成することができる。また、ＭＩＤＩ規格が将来拡張された場合、あるいはより高速の音楽・楽器データ伝送フォーマットにおいて６４のアイソクロナスパケットを伝送することができる。図２１は、ＣＩＰヘッダーのＦＭＴ＝０００１００２ の音楽・楽器に関するフォーマットのＤＡＴＡＦのビット割り付けの例である。
【０１２３】
次に、スレーブになるＭＩＤＩ楽器のサンプリングデータの伝送、及びデジタル信号データをＯＵＴ端子からフィードバックする例を用いて、本発明におけるアイソクロナスデータ伝送について説明する。
【０１２４】
図２２はアイソクロナスデータ伝送を行うためのＭＩＤＩ楽器の構成図である。このＭＩＤＩ楽器のＭＩＤＩ ＩＮ端子とＭＩＤＩ ＯＵＴ端子は図１４の変換器の入出力端子に接続されているものとする。図２２に示すように、このＭＩＤＩ楽器は、音色合成部６０と、スイッチ６１と、キーボード６２と、Ｄ／Ａコンバーター６３と、アンプ６４と、スピーカー６５とを備えている。
【０１２５】
キーボード６２からのキーデータとタッチデータは、スイッチ６１を通って音色合成部６０へ送られる。音色合成部６０はキーデータとタッチデータを基にデジタルの音色波形信号を合成する。また、ＭＩＤＩメッセージはＩＮ端子からスイッチ６１を通ってキーデータとタッチデータに変換され、音色合成部６０へ入力される。したがって、キーボード６２を弾かなくても、ＩＮからのＭＩＤＩメッセージにより演奏することができる。
【０１２６】
音色合成方式にはＦＭ方式やＰＣＭ方式がある。ＰＣＭ方式では実際の音をデジタル記憶して、再生時にキーボードからの指令やＭＩＤＩメッセージによりメモリーから読み出す。
【０１２７】
音色合成部６０から出力されたデジタル信号は、Ｄ／Ａコンバーター６３でアナログ信号に変換され、アンプ６４を通ってスピーカー６５から音楽音を発生する。また、音色合成部６０から出力されたデジタル信号を、スイッチ６１を通ししてＭＩＤＩ信号出力のＯＵＴから変換器へ入力し、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスのアイソクロナスデータ伝送のフォーマットに変換してバス上の機器にフィードバックすることもできる。デジタル信号をフィードバックする場合、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバス伝送のフォーマットは、例えば、ＩＥＣ−９５８で規定されるデジタルオーディオインタフェースのフォーマットに準じることもできる。
【０１２８】
さらに、このＭＩＤＩ楽器はサンプリング機能を持っている。サンプリングとはユーザーがデジタルデータを自分で記録することである。ここでは、音色合成部６０内のメモリに記憶する。
【０１２９】
音色合成部６０から出力されたサンプリングデータはデジタル信号出力と同様、スイッチ６１を通してＭＩＤＩ信号出力のＯＵＴから変換器に入力し、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスのアイソクロナスデータ伝送のフォーマットに変換してバス上の機器に伝送することができる。
【０１３０】
図２３にシステムエクスクルーシブメッセージをＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスのアイソクロナス伝送モードにより送信する方法を示す。データパケットは１２７バイトの固定のデータ量で、ＭＩＤＩ信号として伝送すると、最短で３２０μＳ×１２７＝４．０６４ｍＳかかる。この間のアイソクロナスパケットの数は４．０６４ｍＳ÷１２５μＳ＝３２５．１２となる。ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスではクァドレット＝４バイト単位でデータを伝送するので、１２７バイトのデータパケットに１バイトのダミーバイトを加えて１２８バイト（＝３２クァドレット）とする。したがって、１つのアイソクロナスパケットで１、２、４、８、１６、３２クァドレットを送信する６種類の方法が考えられる。
【０１３１】
３２クァドレットを伝送する方法では、約３２５個のアイソクロナスパケットのうち３２４個のパケットがデータを伝送しないダミーパケットになる。クロック周波数が１００ＭＨｚの時の有効パケットの長さは、（３２＋５）×３２÷１００ＭＨｚ＝約１２μＳになる。
【０１３２】
１アイソクロナスパケットで１クァドレットを伝送する方法でも１０個のパケットのうち約９個がダミーパケットとなる。１アイソクロナスパケットで１クァドレットのデータを伝送する場合の有効パケットの長さは、（１＋５）×３２÷１００ＭＨｚ＝約２μＳになる。
６種類の方法をまとめると下記のようになる。
【０１３３】
クァドレット数 有効パケット ダミーパケット 有効パケットの長さ
３２ １ ３２５ １１．８４μＳ
１６ ２ ３２４ ６．７２μＳ
８ ４ ３２２ ４．１６μＳ
４ ８ ３１８ ２．８８μＳ
２ １６ ３１０ ２．２４μＳ
１ ３２ ２９４ １．９２μＳ
【０１３４】
１アイソクロナスパケットに３２クァドレットを伝送すると１２５μＳのうち１２μＳの帯域を占めることになるが、複数のデジタルサンプラーからデータをダンプする可能性が少ないので、約４ｍＳごとにアイソクロナスパケットでＭＩＤＩメッセージのデータパケットを伝送することができる。１アイソクロナスパケットの中のクァドレットの数を上記６種類のうちのどれから選んでも良い。
【０１３５】
図２４は本発明を適用した双方向データ伝送システムのさらに他の例を示すブロック図である。このシステムでは、電子楽器７５，７６，８０内に図１４に示した変換器が内蔵されているので、内部でプロトコルの相互変換が行える。したがって、これらの電子楽器はＩＥＥＥ−１３９４シリアルバス上のノードＩＤを持ち、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスのプロトコルで通信ができる。また、ＣＤプレイヤー７３とＭＤレコーダー７４は、図１４と同様、ＩＥＣ９５８／ＩＥＥＥ−１３９４変換器を備えているので、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスのプロトコルで通信ができる。そして、ＤＶＣＲ７０、デジタルＴＶ７１、ＤＶＤプレイヤー７２、セットトップボックス７７、パソコン７８、及びハードディスク装置７９は、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスに対するデジタルインタフェースを備えているので、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスのプロトコルで通信ができる。
【０１３６】
なお、本発明は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【０１３７】
例えば、図２４においてＣＤプレイヤー等のデジタルオーディオ機器にはデジタルオーディオインタフェースを設けず、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスに対するデジタルインタフェースのみを設け、ＩＥＥＥ−１３９４のプロトコルでデジタルオーディオ信号の処理を行うようにしてもよい。
【０１３８】
同様に、図２４の電子楽器にＭＩＤＩを設けず、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスに対するデジタルインタフェースのみを設け、ＩＥＥＥ−１３９４のプロトコルで音楽・楽器信号の処理を行うようにしてもよい。
【０１３９】
将来、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスが普及し、デジタルオーディオインタフェースやＭＩＤＩが不要になれば、これらの方法が有効である。ただし、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスに対するデジタルインタフェースに用いるプロトコルはデジタルオーディオインタフェースに対応するプロトコル、換言すれば図１のＩＥＥＥ−１３９４シリアルバス上のプロトコルを採用することにより、現在から将来にわたって構成の変化を最小限に停める。ＭＩＤＩについても同様である。本発明に係る「片方向でデジタルデータの伝送を行うインタフェースのフォーマットを、双方向でデジタルデータの伝送を行うインタフェースのアイソクロナス伝送フォーマットに変換する」は、このような形態を含む。
【０１４０】
また、本発明は、例えばリニアデジタルオーディオ信号の同期伝送、ノンリニアデジタルオーディオ信号の同期、非同期伝送等に適用することができる。さらに、それらの信号と共に制御コマンドの双方向伝送にも本発明を適用できる。
【０１４１】
そして、本発明は、例えば音楽・楽器の高速インタフェース、デジタルオーディオインタフェース以外のデジタルオーディオデータ伝送フォーマットにも適用することができる。
【０１４２】
【発明の効果】
以上の詳細に説明したように、本発明によれば、片方向でポイント・ツー・ポイント又はツリー状の信号伝送を行うインタフェースのフォーマットを、双方向でデジタルデータの伝送を行うインタフェースのアイソクロナス伝送フォーマット又はアシンクロナス伝送フォーマットに変換をすることにより、機器の入出力端子の数を少なくすることができる。
【０１４３】
したがって、従来、アナログの機器も含めてＴＶやオーディオのアンプやレシーバーのようにシステムの中心になる機器は、信号ケーブルがツリー状に接続されていたが、本発明を適用することにより１本のケーブルを接続するのみでデジタルオーディオ信号の双方向伝送が行えるようになる。また、従来、ＭＩＤＩ楽器では、複数の楽器を接続するパラボックスに、ＭＩＤＩケーブルが集中配線されていたが、本発明を適用することにより１本のケーブルを接続するのみで音楽・楽器信号の演奏情報やコントロール情報等の双方向伝送が行えるようになる。
【０１４４】
そして、本発明によれば、制御コマンドの伝送フォーマットを、双方向でデジタルデータの伝送を行うインタフェースのアシンクロナス伝送フォーマットに変換して上記のアイソクロナス伝送パケットと時分割多重して伝送することにより、システムの機器から制御コマンド伝送用のインタフェースのケーブルと端子を省略することができる。
【０１４５】
また、本発明を適用することにより、デジタルオーディオインタフェースを用いるリニアデジタルオーディオの信号伝送と、ノンリニアデジタルオーディオおよび音楽・楽器信号を、双方向デジタルインタフェースに共通のフォーマットで変換することにより、ＴＶやＤＶＣＲ等の映像機器やパソコン、及び各種のデジタルオーディオ機器と電子楽器等を同じ双方向のデジタルインタフェースに接続したシステムにおいて情報信号の相互伝送と制御とが容易になる。
【０１４６】
さらに、片方向の音楽・楽器信号の伝送フォーマットを双方向のデジタルデータの伝送を行うインタフェースのアシンクロナス伝送モードに変換して、ＡＶ機器用の制御コマンドの伝送フォーマットと一致させることにより、音楽・楽器とＡＶ機器が相互に信号と制御コマンドを通信することが容易になる。
【０１４７】
また、片方向の音楽・楽器信号の伝送フォーマットおよび、その高速化したフォーマットを、双方向のデジタルデータの伝送を行うインタフェースのアイソクロナス伝送フォーマットに変換して、大量のデータを短時間に伝送することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した双方向データ伝送システムの第一の形態を示す図である。
【図２】図１における変換器の基本構成を示す図である。
【図３】図１のシステムにおけるアイソクロナスとアシンクロナスのデータ伝送形態の一例を示す図である。
【図４】ＩＥＥＥ−１３９４のアイソクロナスパケットのフォーマットを示す図である。
【図５】ＩＥＥＥ−１３９４のアイソクロナスデータ伝送モードでのＣＩＰヘッダーの一般的な仕様を示す図である。
【図６】デジタルオーディオ、音楽・楽器等のフォーマット指定の一例を示す図である。
【図７】本発明におけるＣＩＰヘッダーの一例を示す図である。
【図８】本発明におけるＳＹＴの例を示す図である。
【図９】本発明におけるデータフォーマットの指定の一例を示す図である。
【図１０】本発明において、デジタルオーディオインタフェースのサンプリング周波数が４４．１ｋＨｚの場合の変換の例を示す図である。
【図１１】本発明において、デジタルオーディオインタフェースのサンプリング周波数が４８ｋＨｚの場合の変換の例を示す図である。
【図１２】本発明において、デジタルオーディオインタフェースのサンプリング周波数が３２ｋＨｚの場合の変換の例を示す図である。
【図１３】本発明におけるアイソパケットの例を示す図である。
【図１４】本発明を適用した双方向データ伝送システムの第二の形態を示す図である。
【図１５】図１４における変換器の基本構成を示す図である。
【図１６】ＩＥＥＥ−１３９４のアシンクロナスデータ伝送モードのＷｒｉｔｅ ｒｅｑｕｅｓｔ ｆｏｒ ｄａｔａ ｂｌｏｃｋパケットを示す図である。
【図１７】ＩＥＥＥ−１３９４のアシンクロナスデータ伝送モードのＷｒｉｔｅ ｒｅｑｕｅｓｔ ｆｏｒ ｄａｔａ ｑｕａｄｌｅｔパケットを示す図である。
【図１８】ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスのアシンクロナスデータ伝送モードのＦＣＰフレームの構造を示す図である。
【図１９】ＣＴＳ＝００００２ のときのＦＣＰフレームでＭＩＤＩメッセージを伝送するデータ構造の一例を示す図である。
【図２０】ＦＣＰフレームの別の例を示す図である。
【図２１】ＣＩＰヘッダーのＦＭＴ＝０００１００２ の音楽・楽器に関するフォーマットのＤＡＴＡＦのビット割り付けの例である。
【図２２】アイソクロナスデータ伝送を行うためのＭＩＤＩ楽器の構成図である。
【図２３】システムエクスクルーシブメッセージをＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスのアイソクロナス伝送モードにより送信する方法を示す図である。
【図２４】本発明を適用した双方向データ伝送システムのさらに他の例を示すブロック図である。
【図２５】デジタルオーディオインタフェースを用いたデジタルオーディオ信号の伝送例を示す図である。
【図２６】デジタルオーディオインタフェースのサブフレームの構造を示す図である。
【図２７】デジタルオーディオインタフェースのサブフレーム、フレーム、及びブロックの構造を示す図である。
【図２８】デジタルアンプに多数のオーディオ機器やビデオ機器を集中接続したシステムの例を示す図である。
【図２９】ＭＩＤＩ規格による電子楽器の接続の例を示す図である。
【図３０】ＭＩＤＩ楽器をカスケード状に接続する例を示す図である。
【図３１】ＭＩＤＩ楽器をＴＨＲＵボックスを経由してツリー状に接続する例を示す図である。
【図３２】ＭＩＤＩ楽器においてシェイクハンドの伝送することを示す図である。
【図３３】ＭＩＤＩメッセージのフォーマットを示す図である。
【図３４】ＭＩＤＩメッセージの種類を示す図である。
【図３５】ＭＩＤＩチャネルの指定の方法を示す図である。
【図３６】ＭＩＤＩチャネルの使用方法の例を示す図である。
【図３７】サンプルダンプリクエスト、ダンプヘッダー、データパケットの３つのＭＩＤＩメッセージのデータフォーマットを示す図である。
【符号の説明】
１，４，３５，７３…ＣＤプレイヤー、２…ＤＡＴレコーダー、３，３６，７４…ＭＤレコーダー、５，７０…ＤＶＣＲ、６，７，２０…ＩＥＣ９５８／ＩＥＥＥ−１３９４変換器、３１〜３４…ＭＩＤＩ楽器、３８〜４０，５０…ＭＩＤＩ／ＩＥＥＥ−１３９４変換器、４１，７８…パソコン、４２，７９…ハードディスク装置、７１…デシデルＴＶ、７２…ＤＶＤプレイヤー、７７…セットトップボックス、７５，７６，８０…電子楽器
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタルオーディオ信号や音楽・楽器信号のようなリアルタイムのデジタル信号を双方向に伝送する技術に関し、より詳細にはデジタル信号を入力又は出力する機器における端子の数を削減し、かつデジタルオーディオ信号と音楽・楽器信号とを共通のフォーマットで伝送する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、デジタルオーディオ機器間あるいは電子楽器間をデジタル信号ラインによって接続し、デジタル信号の伝送を行うことが一般に行われている。
【０００３】
例えばＩＥＣ９５８の文書で規定されているデジタルオーディオインタフェース（以下単にデジタルオーディオインタフェースという）が、民生用あるいは業務用のデジタルオーディオ機器において使用されている。
【０００４】
図２５にデジタルオーディオインタフェースを用いたデジタルオーディオ信号の伝送例を示す。この図において、出力インタフェース８１は例えばＣＤ（コンパクトディスク）プレイヤーに内蔵されており、入力インタフェース８９は例えばＭＤ（ミニディスク）レコーダーに内蔵されている。そして、出力インタフェース８１のレジスタ８２に書き込まれたデジタルオーディオ信号はここから読み出されてパリティ・ビット付加回路８３において誤り訂正符号が付加され、バイフェーズ変調／同期パターン付加回路８４においてバイフェーズマーク変調と同期パターンの付加処理を受けてデジタルオーディオインタフェースに準拠したデジタルオーディオ信号とされ、例えばＣＤプレイヤーの出力端子から出力される。そして、同軸ケーブル８５又は光ファイバーケーブル８７を介して例えばＭＤレコーダーの入力端子から入力インタフェース８９へ入力される。ここで、光ファイバーケーブル８７を介して伝送する際には、例えばＣＤプレイヤーに設けられた送信モジュール８６によりデジタルオーディオインタフェースに準拠したデジタルオーディオ信号を光信号に変換し、例えばＭＤレコーダーに設けられた受信モジュール８８により光信号をデジタルオーディオインタフェースに準拠したデジタルオーディオ信号に変換する。
【０００５】
入力インタフェース８９においては、同期パターン検出／バイフェーズ復調回路９０により同期パターンの検出とバイフェーズマーク復調処理を受け、パリティ・ビット検査回路９１で誤り訂正処理を受け、レジスタ９２を経て元のデジタルオーディオ信号とされ、例えばＭＤレコーダーのデジタル録音回路（図示せず）へ送られる。
【０００６】
なお、ＭＤレコーダーから別のＭＤレコーダー、あるいはＤＡＴ（デジタルオーディオテープ）レコーダーにデジタル録音をする場合、およびＭＤレコーダーをＤＡコンバーターを備えたデジタルプリアンプに接続してデジタル信号を直接伝送する場合には、ＭＤレコーダーにデジタルオーディオインタフェースの出力インタフェースを備える必要がある。
【０００７】
図２６にデジタルオーディオインタフェースのサブフレームの構造を示す。また、図２７にデジタルオーディオインタフェースのサブフレーム、フレーム、及びブロックの構造を示す。
【０００８】
図２６に示すように、デジタルオーディオインタフェースのプロトコルにおいて、サブフレームは、ステレオ信号のチャネル１（左チャネル）またはチャネル２（右チャネル）、また４チャネルステレオ信号のチャネル１、２、３および４を伝送する。そして、
【０００９】
▲１▼ 同期，プリアンブル ・・・ｂ０からｂ３の４ビット分
▲２▼ ＡＵＸ（補助ビット） ・・・ｂ４からｂ７の４ビット分
▲３▼ オーディオデータ ・・・ｂ８からｂ２７の２０ビット分
▲４▼ バリデティフラッグ ・・・ｂ２８の１ビット分
▲５▼ ユーザーデータ ・・・ｂ２９の１ビット分
▲６▼ チャネルステータス ・・・ｂ３０の１ビット分
▲７▼ パリティビット ・・・ｂ３１の１ビット分
の合計３２ビット分で構成されている。
【００１０】
図２７に示すように、フレームはサブフレームの２倍の６４ビット分の長さになる。ＣＤではサンプリング周波数は４４．１ｋＨｚで、１６ビットの２チャネルステレオ信号を記録している。ＣＤ信号をデジタルオーディオインタフェースで伝送する場合は、１６ビットのＣＤデータのＭＳＢをデジタルオーディオインタフェースのサブフレームのｂ２７に入れ、以下ＬＳＢまでをｂ１２に入れる。またサブフレームのｂ１１からｂ８、ＡＵＸのｂ７からｂ４の４ビットには０２ を入れる。したがって、ＣＤ信号のデジタルオーディオインタフェースでの伝送速度は４４．１ｋＨｚ×６４ｂｉｔｓ＝２．８２２４Ｍｂｐｓとなる。またデジタルオーディオインタフェースでは、サンプリング周波数は４４．１ｋＨｚの他に、４８ｋＨｚと３２ｋＨｚに対応している。
【００１１】
デジタルオーディオインタフェースのチャネルコーディングは、ビット周期をＴとしたときに論理“０”をＴ／２の周期の２ビット００２ または１１２ で表し、論理“１”を同じくＴ／２の０１２ または１０２ で表すバイフェーズマーク変調を行っている。バイフェーズマーク変調の最大反転間隔はビット周期のＴ、最小反転間隔はＴ／２である。
【００１２】
同期，プリアンブルは、バイフェーズマーク変調の規則から外れた３Ｔ／２を含むユニークなシンボルを使用している。このシンボルはブロックの始まりとチャネル１の始まりＢ、チャネル１の始まりＭ、チャネル２、３、又は４の始まりＷの３種類があり、
【００１３】
Ｂ：１１１０１０００２ または０００１０１１１２
Ｍ：１１１０００１０２ または０００１１１０１２
Ｗ：１１１００１００２ または０００１１０１１２
が用いられている。
【００１４】
図２７に示すように、１９２個のフレームで１ブロックを構成し、ブロックの初めにＢのプリアンブルが置かれる。また、チャネルステータスを１ブロック分の１９２ビットの表にして、各種のデータを伝送することができる。なお、この表には、機器の制御信号や機器のアドレスに相当するデータは規定されていない。
【００１５】
デジタルオーディオインタフェースにはアドレス情報が付加されていないため、ポイント・ツー・ポイント通信、すなわちケーブルで接続された機器間のみデータの伝送が行われる。したがって、ビデオ機器のＴＶ（テレビジョン受像機）や、オーディオシステムのアンプやレシーバーのような信号接続の中心となる機器には、複数のデジタルオーディオ機器からデジタルオーディオインタフェースの信号線がツリー状に集中接続されることになる。
【００１６】
図２８はデジタルアンプに多数のオーディオ機器やビデオ機器を集中接続したシステムの例を示す。この例では、ＤＡコンバーターを備えたデジタルアンプ１０２に対して、デジタル音声放送チューナー１０１、スピーカー１０３、ＣＤプレイヤー１０４及び１０５、ＭＤレコーダー１０６、ＤＡＴレコーダー１０７、及びデジタルビデオカセットレコーダー（以下ＤＶＣＲという）１０８が集中接続されている。
【００１７】
そして、各機器の間は前述したデジタルオーディオインタフェースの信号線（同軸ケーブル、光ファイバー）で片方向又は双方向に接続されている。デジタルオーディオインタフェースは片方向のみの伝送が行えるものであるため、双方向に接続する機器間（ＭＤレコーダー１０６、ＤＡＴレコーダー１０７、ＤＶＣＲ１０８の各機器とデジタルアンプ１０２との間）には２本の信号線が設けられている。
【００１８】
さらに、図２８のシステムにおいて、例えばＣＤプレイヤー１０４または１０５からＭＤレコーダー１０６に録音等をする際に入手を介さずに行ったり、自動的に行ったりするためには、これらの機器間でそのための制御信号を伝送することが必要である。しかし、前述したように、デジタルオーディオインタフェースではこのような制御信号を伝送する方法を規定していないために、別に制御用のインタフェースを併用する必要がある。このため、デジタルアンプ１０２と各機器との間は制御バスで接続されている。このような制御用のインタフェースには多種の規格が存在する。
【００１９】
また、近年、ＭＩＤＩ（Ｍｕｓｉｃａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）規格により定められたインタフェースで相互に接続した電子楽器（以下単にＭＩＤＩ楽器という）間で演奏情報やコントロール情報、同期情報等を伝送することが行われている。
【００２０】
ＭＩＤＩ規格にはＭＩＤＩ ＩＮ端子（以下ＩＮという）、ＭＩＤＩ ＯＵＴ端子（以下ＯＵＴという）、ＭＩＤＩ ＴＨＲＵ端子（以下ＴＨＲＵという）の３種類の端子があり、ＭＩＤＩ楽器には通常ＩＮとＯＵＴが標準的に装備されており、ＴＨＲＵが装備されている楽器も多い。ＴＨＲＵは、ＩＮから入力されたＭＩＤＩ信号をそのまま出力する機能をもつ端子である。
【００２１】
図２９に示すように、ＭＩＤＩ楽器（マスター）１１０のＯＵＴからＭＩＤＩ楽器（スレーブ）１１１のＩＮに、ＭＩＤＩ専用ケーブル（以下ＭＩＤＩケーブルという）で接続し、ＭＩＤＩ楽器１１０のキーボードを弾くと、ＭＩＤＩ楽器１１１も一緒に演奏される。マスターとなるのは、キーボードのある電子楽器やシーケンサーのようなＭＩＤＩのデータを発生する機器で、ＭＩＤＩコントローラーという。スレーブとしては、キーボードがない音源のみの音源モジュール、エフェクターその他のあらゆるＭＩＤＩ楽器が接続可能である。
【００２２】
図３０に示すように、ＭＩＤＩ楽器１１２のＯＵＴから、別のＭＩＤＩ楽器１１３のＩＮに、さらにＴＨＲＵから別のＭＩＤＩ楽器１１４のＩＮに縦続して接続し、またさらにＴＨＲＵから別のＭＩＤＩ楽器１１５のＩＮに縦続して接続し、複数のＭＩＤＩ楽器を同時に演奏することができる。ところが、ＴＨＲＵを通すごとにＭＩＤＩ信号が劣下するために、図３０に示すようなＴＨＲＵによるカスケード型の接続は通常３台から４台が限度である。
【００２３】
そこで、複数のＭＩＤＩ楽器を接続するために、図３１に示すようにＭＩＤＩ楽器１１６のＯＵＴをパラボックス（ＴＨＲＵボックスともいわれる）１１７に入力し、ＴＨＲＵボックスの出力から複数のＭＩＤＩ楽器１１８〜１２１のＩＮに接続する方法が用いられている。しかし、ＭＩＤＩ楽器が数多く接続する場合には、ＴＨＲＵボックスにＭＩＤＩケーブルが集中する等の問題がある。
【００２４】
通常、ＭＩＤＩの通信では、受信（スレーブ）側が正しく受信しているかどうか送信（マスター）側は関知せずにオープンループでの伝送が行われている。ただし、後述するサンプリングデータの伝送のように、ＭＩＤＩの信号の中でもデータ量が大きい場合にはデータを分割してパケット送信する。このとき、受信側で、データが正しく送られたかどうかを確認するエラーチェックを行い、データが正しく送られていない場合には再送信を要求する機能がある。これをハンドシェイクによる転送という。ハンドシェイクを行う場合は、図３２に示すように、ＭＩＤＩマスター１２２のＩＮとＭＩＤＩスレーブ１２３のＯＵＴをＭＩＤＩケーブルで接続する必要がある。
【００２５】
ＭＩＤＩ楽器はＩＮとＯＵＴの端子を備えているが、マスターとスレーブの立場が固定した片方向の通信を行い、双方向通信への対応がなされていない。したがって、一度スレーブにセッティングされたＭＩＤＩ楽器のキーボードを弾いても、マスターのＭＩＤＩ楽器をならすことができないという問題がある。また、図３０のカスケード接続したシステムや、図３１のＴＨＲＵボックスを使用するシステムではマスターになる機器はあらかじめ決められており、演奏のためにＭＩＤＩ楽器の接続の順番を決める必要がある。このため、楽器を移動する場合の再セッティングが不自由であり、一度設定した楽器の構成を変更しにくい等の問題がある。
【００２６】
ＭＩＤＩ楽器間で伝送されるメッセージをＭＩＤＩメッセージという。ＭＩＤＩメッセーッジは、１バイト以上のバイト列で表される。図３３に示すように、ＭＩＤＩメッセージのバイト列は、ステータスバイトとデータバイトに分けられる。ステータスバイトは、ＭＩＤＩメッセージの種類を表し、ＭＳＢのビット７は“１”である。ステータスバイトは、通常決まった数のデータバイトを伴う。ただし、データバイトを伴わないメッセージもある。データバイトのＭＳＢのビット７は“０”である。
【００２７】
図３４に示すように、ＭＩＤＩメッセージは、チャネルメッセージとシステムメッセージの２つに分類される。チャネルメッセージは個々の楽器をコントロールするための演奏情報であり、システムメッセージはＭＩＤＩシステム全体をコントロールするためのコントロール情報や同期情報等である。ＭＩＤＩメッセージには、楽器同士の接続等に関する制御コマンドが割り付けられていないために、システムの設定や構成の変更等をＭＩＤＩ規格を通して実行できない。
【００２８】
システムメッセージはシステムエクスクルーシブメッセージ、システムコモンメッセージ、システムリアルタイムメッセージに分類される。チャネルメッセージは、チャネルボイスメッセージ（以下ボイスメッセージという）とチャネルモードメッセージ（以下モードメッセージという）がある。
【００２９】
ＭＩＤＩメッセージはシステムエクスクルーシブメッセージを除けば、データバイトの数は２バイト以下、すなわちステータスバイトも含めて３バイト以下になる。図３４において、ステータスバイトを１６進数で表した小文字のｎは、ＭＩＤＩチャネルの指定に使われる。
【００３０】
図３５にＭＩＤＩチャネルの指定の方法を示す。図３０や図３１において、複数のＭＩＤＩ楽器がＭＩＤＩケーブルによりＭＩＤＩコントローラーに接続されている場合に、ＭＩＤＩチャネルを指定することでそれぞれのＭＩＤＩ楽器を独立して演奏できる。ＭＩＤＩチャネルは４ビットであり、最大で１６のチャネルを指定できる。
【００３１】
図３６はＭＩＤＩチャネルの使用方法の例である。ＭＩＤＩコントローラー１２４に３台のＭＩＤＩ楽器１２５、１２６、１２７を接続する。ＭＩＤＩ楽器１２５はサックス、ＭＩＤＩ楽器１２６はピアノ、ＭＩＤＩ楽器１２７は電気ベースの音色をセットする。そして、ＭＩＤＩコントローラー１２４からそれぞれのパート用の演奏データを送れば、各楽器はパートごとに音を出すことになる。
【００３２】
このようにＭＩＤＩ規格では、受信側（スレーブ）の複数のＭＩＤＩ楽器の中からＭＩＤＩチャネルにより、特定のＭＩＤＩ楽器を指定してメッセージを伝送することができる。ただし、ＭＩＤＩチャネルの指定にステータスバイトの下位の４ビットを使用しているため、ＭＩＤＩチャネルは１６以上の数に増やすことが難しい。
【００３３】
図３３に示したように、ＭＩＤＩ規格の転送速度は３１．２５ｋｂｐｓ（±１％）の非同期方式シリアル転送で動作する。転送はスタートビット、ビット０、・・・ビット７、ストップビット（計１０ビット）の順で行われ、スタートビットは論理“０”、ストップビットは論理“１”である。１バイトを転送するために、１０×（１／３１．２５ｋＨｚ）＝３２０μＳを必要とする。ＭＩＤＩシステムにおいて１つの音を鳴らすノートオンというメッセージは３バイトが必要とされるため、ＭＩＤＩにより１つの音を鳴らすためには３２０μＳ×３＝約１ｍＳかかることになる。
【００３４】
サンプリング機能を搭載したＭＩＤＩ楽器をサンプラーと呼ぶ。サンプリングとは、ユーザーが生の楽器の音色をデジタルデータ化してメモリー等に記録することである。そして、再生時は、メモリーから自由なタイミングでデジタルデータを取り出して音を出す。サンプラーから取り出したサンプリングデータの伝送は、ユニバーサルシステムエクスクルーシブメッセージの一つであるサンプルダンプを用いる。ユニバーサルシステムエクスクルーシブメッセージでは、メーカーが異なるＭＩＤＩ楽器間でデータの送受信をすることができる。サンプルダンプはサンプラーのサンプリングデータを伝送するための共通フォーマットである。
【００３５】
図３７は、サンプルダンプリクエスト、ダンプヘッダー、データパケットの３つのＭＩＤＩメッセージのデータフォーマットを示している。ＭＩＤＩ楽器により（１）のダンプリクエストが出されると、（２）のダンプヘッダーが送信されて、次に（３）のデータパケットが送信される。データパケットは１２７バイトの固定の長さで、データの長さは最大で１２０バイトである。
【００３６】
通常、サンプリングした波形データは数十Ｋバイトあり、数多くのデータパケットを送信する必要がある。一度にこのような大量のデータ伝送をすると、ＭＩＤＩの送信と受信処理に時間をとられてチャネルメッセージ等の演奏情報を同時に送信することはできない。このため、通常、ＭＩＤＩ入出力機能にはシステムエクスクルーシブメッセージを受信しないようにオフにするスイッチが設けてある。
【００３７】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来のデジタルオーディオインタフェース規格には以下の（１）、（２）に記載する問題点があった。
【００３８】
（１）双方向の伝送を行うために２つの伝送路が必要になり、機器側では入力と出力の２つの端子が必要である。
【００３９】
（２）システムのセンターとなる機器では伝送路が多くなり、入力と出力の端子が複数集中する。制御のために別のインタフェースを設けた場合には、さらに機器に入出力する端子の数が増える。
【００４０】
また、従来のＭＩＤＩ規格によるメッセージの伝送には、下記（３）〜（７）に記載する問題点があった。
【００４１】
（３）ＭＩＤＩ楽器にはＩＮとＯＵＴ端子が装備されているにもかかわらず、片方向の通信のみを規定しており、双方向の通信に適応していない。
【００４２】
（４）システムのマスターになるＭＩＤＩ楽器が固定化されてしまい、フレキシブルなＭＩＤＩシステムを構築できない。
【００４３】
（５）複数の楽器を接続する場合には、ＴＨＲＵボックスにケーブルが集中する。
（６）伝送スピードが遅いため、大量のデータ伝送が難しい。
（７）システムの接続情報や接続のための制御コマンドが用意されていない。
【００４４】
さらに、前述したデジタルオーディオインタフェースを用いたデジタルオーディオ機器、例えばＣＤプレイヤーで再生したデジタルオーディオ信号に電子楽器の演奏情報を多重合成したり、ＭＤレコーダーで録音／再生した音声（ヴォーカル）に電子楽器の演奏情報を多重合成し、これをデジタル記録（録音）すること等が期待されているが、ＭＩＤＩ規格とデジタルオーディオインタフェースのデータフォーマット及びデータ伝送速度が異なるため、電子楽器とデジタルオーディオ機器のデジタル的な接続は困難であった。
【００４５】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、従来の片方向のインタフェースを用いるシステム等に比較して、入出力の端子の数を少なくし、特にシステムの中心になる機器の信号と制御に必要なケーブルと端子の数を少なくしたデータ通信方法を提供することを目的とする。
【００４６】
また、本発明は電子楽器の機能を高めることのできるデータ通信方法を提供することを目的とする。
【００４７】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために、本発明に係るデータ通信方法は、オーディオ信号である第１のデジタルデータを一の機器から他の機器へ片方向伝送するインターフェースのフォーマット、又は音楽・楽器信号である第２のデジタルデータを一の機器から他の機器へ片方向伝送するインターフェースのフォーマットを、複数の機器間で双方向シリアルバス通信によりデジタルデータの伝送を行うインターフェースのアイソクロナス伝送フォーマットに変換する変換工程と、前記変換工程によりアイソクロナス伝送フォーマットに変換された前記第１のデジタルデータ又は前記第２のデジタルデータを前記双方向シリアルバス通信において伝送する伝送工程を有し、前記アイソクロナス伝送フォーマットに変換する際に生成されるデータパケットは、前記第１のデジタルデータ及び前記第２のデジタルデータに共通のヘッダーを含み、前記ヘッダーは、前記第１のデジタルデータ及び前記第２のデジタルデータの種類を示す情報、前記第１のデジタルデータ及び前記第２のデジタルデータの同期に利用するタイムスタンプに関する情報、及び前記第１のデジタルデータ及び前記第２のデジタルデータのサンプリング周波数に関する情報を含むことを特徴とする。
【００４８】
また、本発明において、変換工程は、音楽・楽器信号であるＭＩＤＩ（Musical Instrument Digital Interface）信号の伝送を一の機器から他の機器へ片方向伝送するインターフェースのフォーマットを、複数の機器間で双方向シリアルバス通信によりデジタルデータの伝送を行うインターフェースのアイソクロナス伝送フォーマットに変換することを特徴とする。
【００４９】
また、本発明において、変換工程は、ＩＥＣ９５８で定義されるデジタルデータを一の機器から他の機器へ片方向伝送するインターフェースのフォーマットを複数の機器間で双方向シリアルバス通信によりデジタルデータの伝送を行うインターフェースのアイソクロナス伝送フォーマットに変換することを特徴とする。
【００５０】
また、本発明において、ヘッダーは、前記第１のデジタルデータ及び前記第２のデジタルデータのステレオ信号のチャネルに関する情報を含むことを特徴とする。
【００５１】
また、上述の課題を解決するために、本発明に係るデータ通信方法は、オーディオ信号である第１のデジタルデータを一の機器から他の機器へ片方向伝送するインターフェースのフォーマット、又は音楽・楽器信号である第２のデジタルデータを一の機器から他の機器へ片方向伝送するインターフェースのフォーマットを、複数の機器間で双方向シリアルバス通信によりデジタルデータの伝送を行うインターフェースのアイソクロナス伝送フォーマットに変換する変換工程と、前記変換工程によりアイソクロナス伝送フォーマットに変換された前記第１のデジタルデータ又は前記第２のデジタルデータを前記双方向シリアルバス通信において伝送する伝送工程を有し、前記アイソクロナス伝送フォーマットに変換する際に生成されるデータパケットは、前記第１のデジタルデータ及び前記第２のデジタルデータに共通のヘッダーを含み、前記ヘッダーは、前記第１のデジタルデータ及び前記第２のデジタルデータの種類を示す情報、前記第１のデジタルデータ及び前記第２のデジタルデータの同期に利用するタイムスタンプに関する情報、及び前記第１のデジタルデータ及び前記第２のデジタルデータのサンプリング周波数に関する情報を含み、前記片方向でデジタルデータの伝送を行うインターフェースの同期信号をビット圧縮して、前記双方向でデジタルデータの伝送を行うインターフェースのアイソクロナス伝送のヘッダーに取り込むことを特徴とする。
【００５２】
また、上述の課題を解決するために、本発明に係るデータ通信方法は、オーディオ信号である第１のデジタルデータを一の機器から他の機器へ片方向伝送するインターフェースのフォーマット、又は音楽・楽器信号である第２のデジタルデータを一の機器から他の機器へ片方向伝送するインターフェースのフォーマットを、複数の機器間で双方向シリアルバス通信によりデジタルデータの伝送を行うインターフェースのアイソクロナス伝送フォーマットに変換する変換工程と、前記変換工程によりアイソクロナス伝送フォーマットに変換された前記第１のデジタルデータ又は前記第２のデジタルデータを前記双方向シリアルバス通信において伝送する伝送工程を有し、前記アイソクロナス伝送フォーマットに変換する際に生成されるデータパケットは、前記第１のデジタルデータ及び前記第２のデジタルデータに共通のヘッダーを含み、前記ヘッダーは、前記第１のデジタルデータ及び前記第２のデジタルデータの種類を示す情報、前記第１のデジタルデータ及び前記第２のデジタルデータの同期に利用するタイムスタンプに関する情報、及び前記第１のデジタルデータ及び前記第２のデジタルデータのサンプリング周波数に関する情報を含み、前記片方向でデジタルデータの伝送を行うインターフェースのサンプリング周波数に関わらず、前記双方向でデジタルデータの伝送を行うインターフェースのアイソクロナス伝送フォーマットにおけるデータブロックの大きさを共通にすることを特徴とする。
【００５３】
また、上述の課題を解決するために、本発明に係るデータ通信方法は、オーディオ信号である第１のデジタルデータを一の機器から他の機器へ片方向伝送するインターフェースのフォーマット、又は音楽・楽器信号である第２のデジタルデータを一の機器から他の機器へ片方向伝送するインターフェースのフォーマットを、複数の機器間で双方向シリアルバス通信によりデジタルデータの伝送を行うインターフェースのアイソクロナス伝送フォーマットに変換する変換工程と、前記変換工程によりアイソクロナス伝送フォーマットに変換された前記第１のデジタルデータ又は前記第２のデジタルデータを前記双方向シリアルバス通信において伝送する伝送工程を有し、前記アイソクロナス伝送フォーマットに変換する際に生成されるデータパケットは、前記第１のデジタルデータ及び前記第２のデジタルデータに共通のヘッダーを含み、前記ヘッダーは、前記第１のデジタルデータ及び前記第２のデジタルデータの種類を示す情報、前記第１のデジタルデータ及び前記第２のデジタルデータの同期に利用するタイムスタンプに関する情報、及び前記第１のデジタルデータ及び前記第２のデジタルデータのサンプリング周波数に関する情報を含み、上記変換工程は、インターフェースのフォーマットをアイソクロナス伝送フォーマットに変換する際に、データの送信元機器を識別するための送信元機器識別情報又は／及びデータの受信先機器を識別するための受信先機器識別情報を有さないデジタルデータを、前記送信元機器識別情報又は／及び前記受信先機器識別情報を有するデジタルデータに変換することを特徴とする。
【００５５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。以下の二つの実施の形態は、本発明をＩＥＥＥ−１３９４ Ｈｉｇｈ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ（以下ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスという）に適用したものである。
【００５６】
（第一の実施の形態）
本発明を適用した双方向のデータ伝送システムには、例えば図１に示すように、デジタルオーディオ機器としてＣＤプレイヤー１と、ＤＡＴレコーダー２と、ＭＤレコーダー３と、ＣＤプレイヤー４とが設けられている。これらのデジタルオーディオ機器はデジタルオーディオインタフェースを備えている。そして、ＣＤプレイヤー１とＤＡＴレコーダー２は、デジタルオーディオインタフェースの信号線と制御バスによりＩＥＣ９５８／ＩＥＥＥ−１３９４変換器（以下単に変換器という）６に接続されている。また、ＭＤレコーダー３とＣＤプレイヤー４は、デジタルオーディオインタフェースの信号線と制御バスにより変換器７に接続されている。さらに、変換器６と変換器７とＤＶＣＲ（デジタルビデオカセットレコーダー）５との間は、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスのケーブルにより接続されている。ＤＶＣＲ５はＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスに対するデジタルインタフェースを備えており、変換器を介さずにデジタルオーディオ／ビデオ信号を送受信することができる。
【００５７】
なお、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスを用いたシステムは、図１のようなカスケード接続のバス型のトポロジーの他にツリー型のトポロジーを採用することもできる。
【００５８】
変換器６及び変換器７は、デジタルオーディオインタフェースのプロトコルとＩＥＥＥ−１３９４のプロトコルを相互に変換する機能を備えている。この場合、デジタルオーディオインタフェースに準拠したデジタルオーディオ信号はＩＥＥＥ−１３９４のアイソクロナスモードで伝送される。アイソクロナスモードとは、データ伝送システム内のサイクルマスターになる機器が発生する８ｋＨｚ（１２５μｓ）のアイソクロナスサイクルに同期したデータ伝送を行うモードであって、動画像信号やデジタルオーディオ信号、音楽・楽器信号のように実時間の信号データを伝送するために使用される。
【００５９】
変換器６及び変換器７は、制御バスのプロトコルとＩＥＥＥ−１３９４のプロトコルを相互に変換する機能も備えている。この場合、制御バスの制御コマンドはＩＥＥＥ−１３９４のアシンクロナスモードで伝送される。アシンクロナスモードは、データをハードディスク装置のような記憶装置に実時間ではないモードで記録したり、読み出したりする場合や、機器の制御信号を伝送するために使用される。
【００６０】
図２に変換器の基本構成を示す。変換器２０は、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスに対する物理層ブロック（ＰＨＹ）２１と、リンク層ブロック（ＬＩＮＣ）２２と、ＣＰＵ２３と、デジタルオーディオＩ／Ｏ２４とを備えている。
【００６１】
物理層ブロック２１は、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスのアービトレーション、通信データのエンコード／デコード、バイアス電圧の供給等の物理層制御を行う。また、リンク層ブロック２２は、アシンクロナスデータ処理部２５とアイソクロナスデータ処理部２６とを備え、パケットの生成／検出、ヘッダーＣＲＣ及びデータＣＲＣの生成／検出等のリンク層制御を行う。そして、ＣＰＵ２３はアプリケーション層の制御を行う。また、デジタルオーディオＩ／Ｏ２４は、デジタルオーディオ信号をリンク層ブロックのアイソクロナスデータ処理部２６との間で通信し、制御信号をＣＰＵ２３との間で通信する。さらに、デジタルオーディオＩ／Ｏ２４はこれらの信号のバッファリングを行う。
【００６２】
前述した図１のシステムでは、例えばＣＤプレイヤー１において再生したデジタルオーディオ信号をデジタルオーディオインタフェースに準拠した信号に形成して変換器６に伝送する。変換器６においては、デジタルオーディオＩ／Ｏ２４から入力されたデジタルオーディオ信号をリンク層ブロック２２のアイソクロナスデータ処理部２６へ送り、ここでＩＥＥＥ−１３９４のアイソクロナスのデータブロックパケット（以下アイソパケットという）を作成し、物理層ブロック２１からＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスへ送出する。変換器７においては、物理層ブロック２１から入力されたアイソパケットをアイソクロナスデータ処理部２６を経てデジタルオーディオＩ／Ｏ２４へ送り、ここでデジタルオーディオインタフェースに準拠した信号に戻し、ＭＤレコーダー３へ送り、ここでデジタルオーディオ信号を録音する。
【００６３】
同様にして、ＣＤプレイヤー４で再生したデジタルオーディオ信号をＤＡＴレコーダー２にデジタル録音することも可能となる。さらに、ＤＶＣＲ５のデジタルオーディオデータ記録エリアにデジタル録音することも可能となる。
【００６４】
また、図１のシステムで制御コマンドを伝送する場合、例えばＣＤプレイヤー１が出力した制御コマンドは制御バスを介して変換器６に伝送する。変換器６においては、デジタルオーディオＩ／Ｏ２４から入力された制御コマンドをＣＰＵ２３からリンク層ブロック２２のアシンクロナスデータ処理部２５へ送り、ここでＩＥＥＥ−１３９４のアシンクロナスのデータブロックパケット（以下アシンクロナスパケットという）を作成し、物理層ブロック２１からＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスへ送出する。変換器７においては、物理層ブロック２１から入力されたアシンクロナスパケットをアシンクロナスデータ処理部２５とＣＰＵ２３を介してデジタルオーディオＩ／Ｏ２４へ送る。そして、ここで制御バス上のコマンドに戻し、ＭＤレコーダー３へ送り、その動作を制御する。
【００６５】
図３は図１のシステムにおいて、ＣＤプレイヤー１からＭＤレコーダー３へテジタルオーディオ信号と制御コマンドを伝送すると共に、ＤＡＴレコーダー２からＤＶＣＲ５へデジタルオーディオ信号と制御コマンドを伝送する場合のタイミングの一例を示すものである。
【００６６】
信号ストリームＡは、ＣＤプレイヤー１からＭＤレコーダー３へ伝送されるデジタルオーディオ信号であり、信号ストリームＢは、ＤＡＴレコーダー２からＤＶＣＲ５へ伝送されるデジタルオーディオ信号である。これらの信号ストリームＡ，Ｂは、デジタルオーディオインタフェースを介して変換器６に入力される。
【００６７】
また、コマンドＡの１１Ａと１１Ｂは、ＣＤプレイヤー１とＭＤレコーダー３が相互に取り交わす制御コマンドの例である。そして、コマンドＢの１２Ａと１２Ｂは、ＤＡＴレコーダー２とＤＶＣＲ５が相互に取り交わす制御コマンドの例である。これらは、いずれもデジタルオーディオインタフェースにより変換器６に入力されたものである。
【００６８】
信号ストリームＡ，Ｂは、変換器６においてアイソパケットに変換された後、１２５μｓのアイソクロナスサイクルでＩＥＥＥ−１３９４シリアルバス上を伝送される。この場合のデータ伝送速度は１００Ｍｂｐｓ、２００Ｍｂｐｓ又は４００Ｍｂｐｓのいずれかに設定される。図３においては、信号ストリームＡはアイソパケット１３Ａ〜１３Ｆに変換されており、信号ストリームＢはアイソパケット１４Ａ〜１４Ｆに変換されている。
【００６９】
また、コマンド１１Ａと１１Ｂはアシンクロナスパケット１５Ａと１５Ｂに変換されており、コマンド１２Ａと１２Ｂはアシンクロナスパケット１６Ａと１６Ｂに変換されている。
【００７０】
そして、これらのアイソパケットとアシンクロナスパケットは、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバス上で時分割多重して伝送される。このとき、アイソパケット１３Ａ〜１３Ｆと１４Ａ〜１４Ｆとは異なるチャネルを使用して伝送される。ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバス上の機器はアイソパケットのヘッダー（詳細は後述）に書かれているチャネル番号を見て必要なアイソパケットを取り込む。また、アシンクロナスパケット１５Ａ，１５Ｂとアシンクロナスパケット１６Ａ，１６Ｂとは発信元機器アドレス及び宛先機器アドレスを持っている。なお、このようなＩＥＥＥ−１３９４シリアルバス上のデータ伝送制御の詳細については、ＩＥＥＥ−１３９４の仕様書により公開されているので、ここでは説明しない。
【００７１】
ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバス上を伝送されたアイソパケットとアシンクロナスパケットは変換器７に入力される。アイソパケット１３Ａ〜１３Ｆは元の信号ストリームＡに戻され、デジタルオーディオインタフェースを介してＭＤレコーダー３に送られる。また、アシンクロナスパケット１５Ａ，１５Ｂも元のコマンド１１Ａ，１１Ｂに戻され、制御バスを介してＭＤレコーダー３に送られる。
【００７２】
一方、アイソパケット１４Ａ〜１４ＦはそのままＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスを介してＤＶＣＲ５へ送られ、取り込まれる。同様に、アシンクロナスパケット１６Ａ，１６ＢもそのままＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスを介してＤＶＣＲ５へ送られ、取り込まれる。
【００７３】
次に、デジタルオーディオインタフェースに準拠したデジタルオーディオ信号をＩＥＥＥ−１３９４のアイソパケットに載せる方法について詳細に説明する。
【００７４】
図４にＩＥＥＥ−１３９４のアイソパケットを示す。ＩＥＥＥ−１３９４のデータブロックパケットは３２ビット単位（以下クァドレットという）で表される。最初のクァドレットにあるチャネルは、アイソクロナスのチャネル番号を示す。６ビット６４のチャネルによりアイソチャネルを識別することができる。タグ（ｔａｇ）フィールドの２ビットが０１２ のときに、データフィールドの先頭に２クァドレットのコモンアイソクロナスパケットヘッダー（以下ＣＩＰヘッダーという）を挿入する。デジタルビデオ機器やデジタルオーディオ機器等のデジタルオーディオ・ビデオ信号の実時間データを扱う目的のために、ｔａｇの値を０１２ とする。本実施の形態はｔａｇ＝０１２ の場合に関するものである。なお、ｔａｇ＝００２ のときは、ＣＩＰヘッダーの挿入は必要としない。
【００７５】
図５はｔａｇ＝０１２ の値をとる場合のＣＩＰヘッダーを示している。ＣＩＰヘッダーの初めのクァドレットは、フォーマットによってビットのアサインメントが変わらない。ソースノードＩＤ（以下ＳＩＤという）は、アイソパケットを送出する機器のＩＥＥＥ−１３９４シリアルバス上におけるノードＩＤを表す。データブロックサイズ（以下ＤＢＳという）は、データブロックの長さをクァドレットで表した数字である。フラクション数（以下ＦＮという）は、ソースパケットが分割されるデータブロックの数である。クァドレットパディングカウント（以下ＱＰＣという）は、ＦＮが００２ 以外の値をとるときに用いられる。ソースパケットヘッダー（以下ＳＰＨという）は、ソースパケットが独自のソースヘッダーを持つときに１２ とする。データブロックカウンター（以下ＤＢＣという）は、８ビットの連続カウンターでソースパケットの伝送抜けを検出するために用いる。ＣＩＰヘッダーの２番目のクァドレットにおけるフォーマットＩＤフィールド（以下ＦＭＴという）は、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスで伝送されるフォーマットの識別に使用される。フォーマット依存フィールド（以下ＦＤＦという）はＦＭＴによりその仕様が決められる。
【００７６】
図６はＦＭＴの割りつけ例である。この図に示すように、ＦＭＴ＝００００００２ でＤＶＣＲ、０００００１２ でＭＰＥＧ信号伝送のフォーマットを指定している。また、ＦＭＴ＝００００１０２ で非圧縮のデジタルオーディオ（以下リニアオーディオという）、００００１１２ でビット圧縮されたデジタルオーディオ（以下ノンリニアオーディオという）、０００１００２ で音楽・楽器の伝送フォーマットを指定する。ＦＭＴ＝１１１１１０２ のときは、ＣＩＰヘッダーの規定の範囲内でメーカー独自の仕様を認める。また、ＦＭＴ＝１１１１１１２ のときは、ＤＢＳ、ＦＮ、ＱＰＣ、ＳＰＨ、ＤＢＣの各フィールドの規定は解除される。
【００７７】
図７はリニアオーディオ、ノンリニアオーディオ及び音楽・楽器に共通するＣＩＰヘッダーを示す。このヘッダーのフォーマットは、図５のＦＤＦをデータフォーマットフィールド（以下ＤＡＴＡＦという）と、同期時刻Ｓｙｎｃ Ｔｉｍｅ（以下ＳＹＴという）とに分けたものである。ＦＭＴで割り付けたデジタルオーディオと音楽・楽器のデータ伝送フォーマットを共通にすることにより、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバス上での共同の伝送が容易になる。
【００７８】
図８にＳＹＴの構造を示す。タイムスタンプの値が与えられるとき、ＳＹＴの１６ビットはサイクルカウント（Ｃｙｃｌｅ ｃｏｕｎｔ）の４ビットと、サイクルオフセット（Ｃｙｃｌｅ ｏｆｆｓｅｔ）の１２ビットに分ける。このサイクルカウントは、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバス上のサイクルマスターに設けられているサイクルタイムレジスターのサイクルカウントの１３ビットの下位４ビットの値を用いる。また、サイクルオフセットの１２ビットは、サイクルタイムレジスターのサイクルオフセットの１２ビットの値をそのまま用いる。
【００７９】
図９はリニアオーディオのＤＡＴＡＦのビット割りつけ例である。
この図において、非同期モードは、アイソクロナスモードで１２５μｓのサイクルに同期せずに、ＳＹＴのタイムスタンプを利用する伝送モードである。コンスーマー用のＣＤプレイヤー等の一般に外部クロックに同期しない機器のデジタルオーディオインタフェース信号を、ＩＥＥＥ−１３９４フォーマットに変換するために使用する。
【００８０】
同期モードは、１２５μｓのアイソクロナスサイクルに同期する伝送のモードで、業務用のＣＤプレイヤーやレコーダーの外部クロックに同期することが可能な機器に用いる。
【００８１】
Ｒａｗ オーディオの仕様は、デジタルオーディオインタフェースの入出力端子を持たない機器がフォーマットに依存しないデジタルオーディオ信号をＩＥＥ０−１３９４シリアルバス上で伝送する場合に用いる。
【００８２】
本実施の形態においては、デジタルオーディオインタフェースの信号ストリームをブロックの単位に分けてソースパケットとし、これにヘッダーを付けて伝送する。デジタルオーディオインタフェースでは、４８ｋＨｚ、４４．１ｋＨｚ、３２ｋＨｚの３種類のサンプリング周波数（以下Ｆｓという）が定義されている。デジタルオーディオインタフェースの１ブロックは１９２フレームであるから、１ブロックの長さは各Ｆｓにおいて、
【００８３】
Ｆｓ：４８ｋＨｚ ・・・１９２÷４８ｋＨｚ＝４ｍｓ
Ｆｓ：４４．１ｋＨｚ ・・・１９２÷４４．１ｋＨｚ＝４．３５３７４ｍｓ
Ｆｓ：３２ｋＨｚ ・・・１９２÷３２ｋＨｚ＝６ｍｓ
である。
【００８４】
したがって、１ブロックに入る各Ｆｓにおけるアイソパケットの数は最大で、
Ｆｓ：４８ｋＨｚ ・・・４ｍｓ÷１２５μｓ＝３２
Ｆｓ：４４．１ｋＨｚ ・・・４．３５３７４ｍｓ÷１２５μｓ≒３５
Ｆｓ：３２ｋＨｚ ・・・６ｍｓ÷１２５μｓ＝４８
である。
【００８５】
本実施の形態では、Ｆｓの値に係わらず、データの入っているアイソパケットの数を１ブロックの中で２４にする。そして、その他のアイソパケットはソースパケットのないヘッダーだけのパケット（以下ダミーパケットという）を伝送する。
【００８６】
１ブロックのデータのビット数は、６４ビット×１９２＝１２２８８ビットであるから、有効なパケットのデータのビット数は１２２８８ビット÷２４＝５１２ビットである。これをクァドレットに直すと１６クァドレットになり、ＤＢＣ＝１６＝０００１００００２ である。１６クァドレットはデジタルオーディオインタフェースの１６サブフレーム分、すなわち８フレーム分に相当する。
【００８７】
図１０はこの８フレームを１つの単位にしてアイソパケットで伝送する例を示す。８フレームのデータが変換器内のバッファーに蓄えられるのに必要な時間を各Ｆｓについて計算すると、
【００８８】
Ｆｓ：４８ｋＨｚ ・・・８÷４８ｋＨｚ＝１６６．７μｓ
Ｆｓ：４４．１ｋＨｚ ・・・８÷４４．１ｋＨｚ＝１８１．４μｓ
Ｆｓ：３２ｋＨｚ ・・・８÷３２ｋＨｚ＝２５０μｓ
となる。
【００８９】
図１０に示すように、Ｆｓ＝４４．１ｋＨｚの場合は、１ブロックの伝送中におよそ３５−２４＝１１のダミーパケットがあり、ほぼ有効なパケットを２つ伝送した後でダミーパケットを１つ伝送することになる。
【００９０】
また、Ｆｓが４８ｋＨｚの場合は、図１１に示すように、１ブロックを伝送する間に３２−２４＝８のダミーパケットがあり、有効なパケットをほぼ３つの伝送した後でダミーパケットを１つ伝送することになる。
【００９１】
同様に、Ｆｓが３２ｋＨｚの場合は、図１２に示すように、１ブロックを伝送する間に４８−２４＝２４のダミーパケットを伝送があり、ほぼ有効なパケットとダミーパケットとを交互に伝送することになる。
【００９２】
図１３にアイソパケットのフォーマットの例を示す。
この図に示すように、デジタルオーディオインタフェースのサブフレーム３２ビットの内容はそのままアイソパケットに転送する。ただし、同期・プリアンブルの４ビット分は
【００９３】
Ｂ：ＬＳＢ １１＊＊ ＭＳＢ
Ｍ：ＬＳＢ ０１＊＊ ＭＳＢ
Ｗ：ＬＳＢ ００＊＊ ＭＳＢ
に変換する。ここで、＊＊は、通常００２ を挿入する。２０ビットのオーディオデータと４ビットの補助データと＊＊とを合わせて２６ビットのオーディオデータとして使用することができる。
【００９４】
この図及び図１０に示すように、本実施の形態では、デジタルオーディオインタフェースの信号の伝送において、１つのアイソパケットのデータ部は、８つのフレームを単位にして伝送する。図２７に示したように、データ部の最初のクァドレットはＢまたはＭであり、Ｗから始まることはない。そして、Ｂはデータ部の最初のクァドレットに位置して、データ部の途中になることはない。ここでは、オディオデータをＬＳＢから先に伝送しているが、ＭＳＢから先に伝送するように定めても良い。
【００９５】
（第二の実施の形態）
本発明を適用した双方向のデータ伝送システムの第２の形態を図１４に示す。このデーテ伝送システムには、ＭＩＤＩ楽器３１〜３４と、ＣＤプレイヤー３５と、ＭＤレコーダー３６と、ＭＩＤＩ／ＩＥＥＥ−１３９４変換器（以下単に変換器という）３７〜４０と、パーソナルコンピュータ（以下パソコンという）４１と、ハードディスク装置４２とが設けられている。
【００９６】
そして、ＭＩＤＩ楽器３１〜３４のＯＵＴは、ＭＩＤＩケーブルによりそれぞれ変換器３７〜４０のＩＮに接続され、ＭＩＤＩ楽器３１〜３４のＩＮは、ＭＩＤＩケーブルによりそれぞれ変換器３７〜４０のＯＵＴに接続されている。
【００９７】
また、変換器３７〜４０、ＣＤプレイヤー３５、ＭＤレコーダー３６、パソコン４１、及びハードディスク装置４２はＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスにより共通に接続されている。つまり、これらの機器はＩＥＥＥ−１３９４シリアルバス上のノードＩＤを持っている。
【００９８】
変換器３７〜４０はＭＩＤＩ信号とＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスのプロトコルとの間の相互の変換を行う。例えばＭＩＤＩ楽器３１のＯＵＴから変換器３７のＩＮへ入力されたＭＩＤＩ信号は、変換器３７においてＩＥＥＥ−１３９４のアイソパケット又はアシンクロナスパケットに変換され、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスへ送出される。逆に、他のＭＩＤＩ楽器から他の変換器を介してＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスへ送出され、変換器３７で受信されたパケットは、ここでＭＩＤＩ信号に変換され、ＯＵＴからＭＩＤＩ楽器３１のＩＮへ送られる。
【００９９】
ＣＤプレイヤー３５及びＭＤレコーダー３６は、デジタルオーディオインタフェースと図２に示したＩＥＣ９５８／ＩＥＥＥ−１３９４変換器とを備えており、内部でプロトコル間の相互変換が行える。したがって、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスに対して、アイソパケット及びアシンクロナスパケットを直接送受信できる。なお、図１と同様に、ＩＥＣ９５８／ＩＥＥＥ−１３９４変換器をＣＤプレイヤー３５及びＭＤレコーダー３６の外部に設けてもよい。
【０１００】
パソコン４１及びハードディスク装置４２は、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスに対するデジタルインタフェース（図２の物理層ブロックとリンク層ブロック）を備えており、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスに対して、アイソパケット及びアシンクロナスパケットを直接送受信できる。
【０１０１】
以上のように構成した双方向通信システムによれば、ＭＩＤＩ楽器３１から出力された、ＭＩＤＩ楽器３２〜３４の演奏情報は、変換器３７によりＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスのプロトコルに変換され、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスへ送出される。そして、変換器３８〜４０においてＭＩＤＩ楽器３２〜３４の演奏情報に逆変換され、それぞれのＭＩＤＩ楽器３２〜３４のＩＮへ入力される。これにより、ＭＩＤＩ楽器３１〜３４を同時に演奏できる。
【０１０２】
また、ＭＩＤＩ楽器の演奏情報やコントロール情報等はハードディスク装置４２において記録再生することができる。さらに、パソコン４１のディスプレイにおいてオンスクリーンディスプレイ表示を行うこともできる。
【０１０３】
また、ＭＩＤＩ楽器が出力した演奏情報とＣＤプレイヤーの再生デジタルオーディオ信号を合成し、ＭＤレコーダー３６やハードディスク装置４２に記録（録音）をすることができる。
【０１０４】
図１４において、変換器３７〜４０はＩＥＥＥ−１３９４シリアルバス上のＩＤを持ち、アシンクロナスパケットのソースＩＤ（後述する図１６、図１７を参照）にそのＩＤ番号を使用することにより、どのＭＩＤＩ楽器がＭＩＤＩメッセージを送信しているか判別ができる。すなわち、図１４の構成においてどのＭＩＤＩ楽器もマスターになることができ、図３０あるいは図３１のように接続を固定する必要がなく、どのキーボードからでも他のＭＩＤＩ楽器を鳴らすことができる。
【０１０５】
図１５にＭＩＤＩ規格とＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスフォーマットの変換器の１例を示す。この変換器は、大別するとＭＩＤＩメッセージの送受信部と、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスに対するデジタルインタフェースと、ＣＰＵ５４とから構成されている。
【０１０６】
ＭＩＤＩメッセージの送受信部は、ＭＩＤＩ ＯＵＴ端子へ出力するＭＩＤＩメッセージのバッファー５１と、ＭＩＤＩ ＩＮ端子から入力されたＭＩＤＩメッセージのバッファー５２と、ＵＡＲＴ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｒｅｃｅｉｖｅｒ−Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）５３とから構成されている。
【０１０７】
ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスに対するデジタルインタフェースは、リンク層ブロック５５と物理層ブロック５６とから構成されている。これらは図２の対応するブロックと同様に構成されている。
【０１０８】
ＣＰＵ５４から出力されたＭＩＤＩメッセージはＵＡＲＴ５３で非同期シリアルデータに変換されてバッファー５１を通ってＭＩＤＩ ＯＵＴからＭＩＤＩケーブル上に出力される。また、ＭＩＤＩ ＩＮから入力されたＭＩＤＩメッセージは、バッファー５２を通ってＵＡＲＴ５３でパラレルデータに変換されてＣＰＵ５４へ入力される。
【０１０９】
ＭＩＤＩメッセージをアシンクロナスパケットに載せて伝送する場合には、ＣＰＵ５４から出力されたＭＩＤＩメッセージをアシンクロナスデータ処理部５７へ送り、ここから物理層ブロック５６を介してＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスへ送出する。そして、ＭＩＤＩメッセージをアイソパケットに載せて伝送する場合には、ＣＰＵ５４から出力されたＭＩＤＩメッセージをアイソクロナスデータ処理部５８へ送り、ここから物理層ブロック５６を介してＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスへ送出する。
【０１１０】
次に、ＭＩＤＩ規格に準拠した音楽・楽器信号をＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスのアシンクロナスパケットにのせる方法について説明する。
【０１１１】
ここではＩＥＥＥ−１３９４のファンクションコントロールプロトコル（以下ＦＣＰという）を用いて音楽・楽器信号を伝送する。ＦＣＰはＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスに接続する機器をコントロールするためのプロトコルであり、アシンクロナスパケットにより制御コマンドとレスポンスを伝送する。
【０１１２】
図１６にＩＥＥＥ−１３９４のアシンクロナスデータ伝送モードのＷｒｉｔｅｒｅｑｕｅｓｔ ｆｏｒ ｄａｔａ ｂｌｏｃｋパケット、図１７にＷｒｉｔｅ ｒｅｑｕｅｓｔ ｆｏｒ ｄａｔａ ｑｕａｄｌｅｔパケットを示す。この２つのパケットのペイロードをＦＣＰフレームと呼ぶ。ＦＣＰフレームの長さが４バイト（＝１クァドレット）であるときに、“Ｗｒｉｔｅ ｒｅｑｕｅｓｔｆｏｒ ｄａｔａ ｑｕａｄｌｅｔ”が使われる。ソースＩＤとディスティネーションＩＤは、アシンクロナスパケット発信元と宛先のアドレスである。
【０１１３】
図１８にＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスのアシンクロナスデータ伝送モードのＦＣＰフレームの構造を示す。ＦＣＰフレームの先頭の４ビットはコマンドトランザクションセット（以下ＣＴＳという）で、オーディオ／ビデオ機器（以下ＡＶ機器という）制御用としてＣＴＳ＝００００２ を割り当ててある。ＣＴＳの後は、コマンドタイプ／レスポンスコード（以下ＣＴ／ＲＣという）が４ビット、ヘッダーアドレス（以下ＨＡという）が８ビット、ＯＰＣが８ビット、ＯＰＲ１が８ビット、ＯＰＲ２が８ビット・・・と続く。
【０１１４】
図１９は、ＣＴＳ＝００００２ のときのＦＣＰフレームでＭＩＤＩメッセージを伝送するデータ構造の一例である。ＣＴ／ＲＣの４ビットは、コマンドとレスポンスの種類を表し、４ビットのＭＳＢが‘０’ならば、そのフレームがコマンドフレームであり、‘１’ならばレスポンスフレームである。このＣＴ／ＲＣの仕様はＡＶ機器制御用の仕様に準じるものである。
【０１１５】
ＨＡの８ビットは、例えばＩＥＣパブリケーション１０３０（以下ＩＥＣ−１０３０という）で規定されているサブデバイスのタイプコードおよび、サブデバイスナンバーを用いることができる。ＭＳＢ５ビットがサブデバイスタイプ、ＬＳＢ３ビットがサブデバイスナンバーである。サブデバイスタイプは、ＡＶ機器用にビデオモニター、オーディオアンプ等を割り付けている。音楽・楽器として、例えばオーディオエフェクツユニット（１０１００２ ）のサブデバイスタイプを使うことができる。サブデバイスナンバーは、例えばダブルカセットデッキのように１台の機器に同じサブデバイスが複数ある場合に２つのデッキを区別するために使用する。
【０１１６】
ＯＰＣの８ビットにＭＩＤＩメッセージのステータスバイト、ＯＰＲ１のビットに一番目のＭＩＤＩメッセージのデータバイト、ＯＰＲ２の８ビットに２番目のデータバイトを入れる。ＩＥＣ−１０３０において、ＯＰＣのＭＳＢは‘１’でＯＰＲのＭＳＢは‘０’であり、ＭＩＤＩメッセージのステータスバイトとデータバイトとの関連を保つことができる。
【０１１７】
本実施の形態では、ＭＩＤＩメッセージのシステムエクスクルーシブメッセージ以外はアシンクロナスデータ伝送モードで伝送する。
【０１１８】
図２０はＦＣＰフレームの別の例である。本例ではＣＴＳに音楽・楽器専用のコード（例えば０００１２ ）を割り付ける。ＣＴ／ＲＣの仕様は、ＣＴＳ＝００００２ の場合に準じても良い。ＣＴＳにおいて音楽・楽器のメッセージであることが指定されているために、図１９のようにＨＡにおいてサブデバイスを指定する必要がないので、ＨＡの位置にステータスバイトを入れ、その後にデータバイトが最大２バイトが続く。システムエクスクルーシブメッセージ以外は４バイト以内に納まるために、“Ｗｒｉｔｅ ｒｅｑｕｅｓｔ ｆｏｒ ｄａｔａ ｑｕａｄｌｅｔ”パケットで伝送する。システムエクスクルーシブメッセージは、前例と同様にアイソクロナスデータ伝送モードで伝送することも、Ｗｒｉｔｅ ｒｅｑｕｅｓｔ ｆｏｒ ｄａｔａ ｂｌｏｃｋパケットによりアシンクロナスデータ伝送モードで伝送することもできる。
【０１１９】
図１６および図１７のディスティネーションＩＤは、通信システム中の楽器の数が少ない場合は、特定の楽器に接続する変換器のＩＤを指定することができる。一方、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスに直接接続できる機器の数は６３台であり、多くのＭＩＤＩ楽器に同じ内容のＭＩＤＩメッセージを送信する場合は、ディスティネーションＩＤに同報（Ｂｒａｏｄｃａｓｔ）ＩＤを指定する。
【０１２０】
図１９および図２０を含むアシンクロナスパケットを受信した変換器は、ＭＩＤＩメッセージに変換してＭＩＤＩ楽器へ送る。ＭＩＤＩ楽器は図３５に示したステータスバイトの下位の４ビットより指定されたチャネルを確認し、チャネルが指定されたものであれば音を出す。
【０１２１】
現状のＭＩＤＩ信号は、低速であること、及びパケット伝送であることから、ＭＩＤＩメッセージの伝送にはＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスのアシンクロナス伝送が適している。しかし、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバス上でＭＩＤＩ規格の高速化やデジタルオーディオ信号伝送と共存する場合や、現状のＭＩＤＩメッセージの中でもシステムエクスクルーシブメッセージはアイソクロナスデータ伝送の方が適している。そこで、次に、ＭＩＤＩ規格に準拠した音楽・楽器信号をＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスのアイソクロナスパケットにのせる方法について説明する。
【０１２２】
アイソクロナスパケットのフォーマットについては、図４〜図８を参照しながら説明した。ＭＩＤＩメッセージのＭＩＤＩチャネルを、アイソクロナス伝送のチャネルに変換することにより、アイソクロナス伝送上で１６の異なるチャネルを構成することができる。また、ＭＩＤＩ規格が将来拡張された場合、あるいはより高速の音楽・楽器データ伝送フォーマットにおいて６４のアイソクロナスパケットを伝送することができる。図２１は、ＣＩＰヘッダーのＦＭＴ＝０００１００２ の音楽・楽器に関するフォーマットのＤＡＴＡＦのビット割り付けの例である。
【０１２３】
次に、スレーブになるＭＩＤＩ楽器のサンプリングデータの伝送、及びデジタル信号データをＯＵＴ端子からフィードバックする例を用いて、本発明におけるアイソクロナスデータ伝送について説明する。
【０１２４】
図２２はアイソクロナスデータ伝送を行うためのＭＩＤＩ楽器の構成図である。このＭＩＤＩ楽器のＭＩＤＩ ＩＮ端子とＭＩＤＩ ＯＵＴ端子は図１４の変換器の入出力端子に接続されているものとする。図２２に示すように、このＭＩＤＩ楽器は、音色合成部６０と、スイッチ６１と、キーボード６２と、Ｄ／Ａコンバーター６３と、アンプ６４と、スピーカー６５とを備えている。
【０１２５】
キーボード６２からのキーデータとタッチデータは、スイッチ６１を通って音色合成部６０へ送られる。音色合成部６０はキーデータとタッチデータを基にデジタルの音色波形信号を合成する。また、ＭＩＤＩメッセージはＩＮ端子からスイッチ６１を通ってキーデータとタッチデータに変換され、音色合成部６０へ入力される。したがって、キーボード６２を弾かなくても、ＩＮからのＭＩＤＩメッセージにより演奏することができる。
【０１２６】
音色合成方式にはＦＭ方式やＰＣＭ方式がある。ＰＣＭ方式では実際の音をデジタル記憶して、再生時にキーボードからの指令やＭＩＤＩメッセージによりメモリーから読み出す。
【０１２７】
音色合成部６０から出力されたデジタル信号は、Ｄ／Ａコンバーター６３でアナログ信号に変換され、アンプ６４を通ってスピーカー６５から音楽音を発生する。また、音色合成部６０から出力されたデジタル信号を、スイッチ６１を通ししてＭＩＤＩ信号出力のＯＵＴから変換器へ入力し、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスのアイソクロナスデータ伝送のフォーマットに変換してバス上の機器にフィードバックすることもできる。デジタル信号をフィードバックする場合、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバス伝送のフォーマットは、例えば、ＩＥＣ−９５８で規定されるデジタルオーディオインタフェースのフォーマットに準じることもできる。
【０１２８】
さらに、このＭＩＤＩ楽器はサンプリング機能を持っている。サンプリングとはユーザーがデジタルデータを自分で記録することである。ここでは、音色合成部６０内のメモリに記憶する。
【０１２９】
音色合成部６０から出力されたサンプリングデータはデジタル信号出力と同様、スイッチ６１を通してＭＩＤＩ信号出力のＯＵＴから変換器に入力し、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスのアイソクロナスデータ伝送のフォーマットに変換してバス上の機器に伝送することができる。
【０１３０】
図２３にシステムエクスクルーシブメッセージをＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスのアイソクロナス伝送モードにより送信する方法を示す。データパケットは１２７バイトの固定のデータ量で、ＭＩＤＩ信号として伝送すると、最短で３２０μＳ×１２７＝４．０６４ｍＳかかる。この間のアイソクロナスパケットの数は４．０６４ｍＳ÷１２５μＳ＝３２５．１２となる。ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスではクァドレット＝４バイト単位でデータを伝送するので、１２７バイトのデータパケットに１バイトのダミーバイトを加えて１２８バイト（＝３２クァドレット）とする。したがって、１つのアイソクロナスパケットで１、２、４、８、１６、３２クァドレットを送信する６種類の方法が考えられる。
【０１３１】
３２クァドレットを伝送する方法では、約３２５個のアイソクロナスパケットのうち３２４個のパケットがデータを伝送しないダミーパケットになる。クロック周波数が１００ＭＨｚの時の有効パケットの長さは、（３２＋５）×３２÷１００ＭＨｚ＝約１２μＳになる。
【０１３２】
１アイソクロナスパケットで１クァドレットを伝送する方法でも１０個のパケットのうち約９個がダミーパケットとなる。１アイソクロナスパケットで１クァドレットのデータを伝送する場合の有効パケットの長さは、（１＋５）×３２÷１００ＭＨｚ＝約２μＳになる。
６種類の方法をまとめると下記のようになる。
【０１３３】
クァドレット数 有効パケット ダミーパケット 有効パケットの長さ
３２ １ ３２５ １１．８４μＳ
１６ ２ ３２４ ６．７２μＳ
８ ４ ３２２ ４．１６μＳ
４ ８ ３１８ ２．８８μＳ
２ １６ ３１０ ２．２４μＳ
１ ３２ ２９４ １．９２μＳ
【０１３４】
１アイソクロナスパケットに３２クァドレットを伝送すると１２５μＳのうち１２μＳの帯域を占めることになるが、複数のデジタルサンプラーからデータをダンプする可能性が少ないので、約４ｍＳごとにアイソクロナスパケットでＭＩＤＩメッセージのデータパケットを伝送することができる。１アイソクロナスパケットの中のクァドレットの数を上記６種類のうちのどれから選んでも良い。
【０１３５】
図２４は本発明を適用した双方向データ伝送システムのさらに他の例を示すブロック図である。このシステムでは、電子楽器７５，７６，８０内に図１４に示した変換器が内蔵されているので、内部でプロトコルの相互変換が行える。したがって、これらの電子楽器はＩＥＥＥ−１３９４シリアルバス上のノードＩＤを持ち、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスのプロトコルで通信ができる。また、ＣＤプレイヤー７３とＭＤレコーダー７４は、図１４と同様、ＩＥＣ９５８／ＩＥＥＥ−１３９４変換器を備えているので、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスのプロトコルで通信ができる。そして、ＤＶＣＲ７０、デジタルＴＶ７１、ＤＶＤプレイヤー７２、セットトップボックス７７、パソコン７８、及びハードディスク装置７９は、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスに対するデジタルインタフェースを備えているので、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスのプロトコルで通信ができる。
【０１３６】
なお、本発明は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【０１３７】
例えば、図２４においてＣＤプレイヤー等のデジタルオーディオ機器にはデジタルオーディオインタフェースを設けず、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスに対するデジタルインタフェースのみを設け、ＩＥＥＥ−１３９４のプロトコルでデジタルオーディオ信号の処理を行うようにしてもよい。
【０１３８】
同様に、図２４の電子楽器にＭＩＤＩを設けず、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスに対するデジタルインタフェースのみを設け、ＩＥＥＥ−１３９４のプロトコルで音楽・楽器信号の処理を行うようにしてもよい。
【０１３９】
将来、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスが普及し、デジタルオーディオインタフェースやＭＩＤＩが不要になれば、これらの方法が有効である。ただし、ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスに対するデジタルインタフェースに用いるプロトコルはデジタルオーディオインタフェースに対応するプロトコル、換言すれば図１のＩＥＥＥ−１３９４シリアルバス上のプロトコルを採用することにより、現在から将来にわたって構成の変化を最小限に停める。ＭＩＤＩについても同様である。本発明に係る「片方向でデジタルデータの伝送を行うインタフェースのフォーマットを、双方向でデジタルデータの伝送を行うインタフェースのアイソクロナス伝送フォーマットに変換する」は、このような形態を含む。
【０１４０】
また、本発明は、例えばリニアデジタルオーディオ信号の同期伝送、ノンリニアデジタルオーディオ信号の同期、非同期伝送等に適用することができる。さらに、それらの信号と共に制御コマンドの双方向伝送にも本発明を適用できる。
【０１４１】
そして、本発明は、例えば音楽・楽器の高速インタフェース、デジタルオーディオインタフェース以外のデジタルオーディオデータ伝送フォーマットにも適用することができる。
【０１４２】
【発明の効果】
以上の詳細に説明したように、本発明によれば、片方向でポイント・ツー・ポイント又はツリー状の信号伝送を行うインタフェースのフォーマットを、双方向でデジタルデータの伝送を行うインタフェースのアイソクロナス伝送フォーマット又はアシンクロナス伝送フォーマットに変換をすることにより、機器の入出力端子の数を少なくすることができる。
【０１４３】
したがって、従来、アナログの機器も含めてＴＶやオーディオのアンプやレシーバーのようにシステムの中心になる機器は、信号ケーブルがツリー状に接続されていたが、本発明を適用することにより１本のケーブルを接続するのみでデジタルオーディオ信号の双方向伝送が行えるようになる。また、従来、ＭＩＤＩ楽器では、複数の楽器を接続するパラボックスに、ＭＩＤＩケーブルが集中配線されていたが、本発明を適用することにより１本のケーブルを接続するのみで音楽・楽器信号の演奏情報やコントロール情報等の双方向伝送が行えるようになる。
【０１４４】
そして、本発明によれば、制御コマンドの伝送フォーマットを、双方向でデジタルデータの伝送を行うインタフェースのアシンクロナス伝送フォーマットに変換して上記のアイソクロナス伝送パケットと時分割多重して伝送することにより、システムの機器から制御コマンド伝送用のインタフェースのケーブルと端子を省略することができる。
【０１４５】
また、本発明を適用することにより、デジタルオーディオインタフェースを用いるリニアデジタルオーディオの信号伝送と、ノンリニアデジタルオーディオおよび音楽・楽器信号を、双方向デジタルインタフェースに共通のフォーマットで変換することにより、ＴＶやＤＶＣＲ等の映像機器やパソコン、及び各種のデジタルオーディオ機器と電子楽器等を同じ双方向のデジタルインタフェースに接続したシステムにおいて情報信号の相互伝送と制御とが容易になる。
【０１４６】
さらに、片方向の音楽・楽器信号の伝送フォーマットを双方向のデジタルデータの伝送を行うインタフェースのアシンクロナス伝送モードに変換して、ＡＶ機器用の制御コマンドの伝送フォーマットと一致させることにより、音楽・楽器とＡＶ機器が相互に信号と制御コマンドを通信することが容易になる。
【０１４７】
また、片方向の音楽・楽器信号の伝送フォーマットおよび、その高速化したフォーマットを、双方向のデジタルデータの伝送を行うインタフェースのアイソクロナス伝送フォーマットに変換して、大量のデータを短時間に伝送することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した双方向データ伝送システムの第一の形態を示す図である。
【図２】図１における変換器の基本構成を示す図である。
【図３】図１のシステムにおけるアイソクロナスとアシンクロナスのデータ伝送形態の一例を示す図である。
【図４】ＩＥＥＥ−１３９４のアイソクロナスパケットのフォーマットを示す図である。
【図５】ＩＥＥＥ−１３９４のアイソクロナスデータ伝送モードでのＣＩＰヘッダーの一般的な仕様を示す図である。
【図６】デジタルオーディオ、音楽・楽器等のフォーマット指定の一例を示す図である。
【図７】本発明におけるＣＩＰヘッダーの一例を示す図である。
【図８】本発明におけるＳＹＴの例を示す図である。
【図９】本発明におけるデータフォーマットの指定の一例を示す図である。
【図１０】本発明において、デジタルオーディオインタフェースのサンプリング周波数が４４．１ｋＨｚの場合の変換の例を示す図である。
【図１１】本発明において、デジタルオーディオインタフェースのサンプリング周波数が４８ｋＨｚの場合の変換の例を示す図である。
【図１２】本発明において、デジタルオーディオインタフェースのサンプリング周波数が３２ｋＨｚの場合の変換の例を示す図である。
【図１３】本発明におけるアイソパケットの例を示す図である。
【図１４】本発明を適用した双方向データ伝送システムの第二の形態を示す図である。
【図１５】図１４における変換器の基本構成を示す図である。
【図１６】ＩＥＥＥ−１３９４のアシンクロナスデータ伝送モードのＷｒｉｔｅ ｒｅｑｕｅｓｔ ｆｏｒ ｄａｔａ ｂｌｏｃｋパケットを示す図である。
【図１７】ＩＥＥＥ−１３９４のアシンクロナスデータ伝送モードのＷｒｉｔｅ ｒｅｑｕｅｓｔ ｆｏｒ ｄａｔａ ｑｕａｄｌｅｔパケットを示す図である。
【図１８】ＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスのアシンクロナスデータ伝送モードのＦＣＰフレームの構造を示す図である。
【図１９】ＣＴＳ＝００００２ のときのＦＣＰフレームでＭＩＤＩメッセージを伝送するデータ構造の一例を示す図である。
【図２０】ＦＣＰフレームの別の例を示す図である。
【図２１】ＣＩＰヘッダーのＦＭＴ＝０００１００２ の音楽・楽器に関するフォーマットのＤＡＴＡＦのビット割り付けの例である。
【図２２】アイソクロナスデータ伝送を行うためのＭＩＤＩ楽器の構成図である。
【図２３】システムエクスクルーシブメッセージをＩＥＥＥ−１３９４シリアルバスのアイソクロナス伝送モードにより送信する方法を示す図である。
【図２４】本発明を適用した双方向データ伝送システムのさらに他の例を示すブロック図である。
【図２５】デジタルオーディオインタフェースを用いたデジタルオーディオ信号の伝送例を示す図である。
【図２６】デジタルオーディオインタフェースのサブフレームの構造を示す図である。
【図２７】デジタルオーディオインタフェースのサブフレーム、フレーム、及びブロックの構造を示す図である。
【図２８】デジタルアンプに多数のオーディオ機器やビデオ機器を集中接続したシステムの例を示す図である。
【図２９】ＭＩＤＩ規格による電子楽器の接続の例を示す図である。
【図３０】ＭＩＤＩ楽器をカスケード状に接続する例を示す図である。
【図３１】ＭＩＤＩ楽器をＴＨＲＵボックスを経由してツリー状に接続する例を示す図である。
【図３２】ＭＩＤＩ楽器においてシェイクハンドの伝送することを示す図である。
【図３３】ＭＩＤＩメッセージのフォーマットを示す図である。
【図３４】ＭＩＤＩメッセージの種類を示す図である。
【図３５】ＭＩＤＩチャネルの指定の方法を示す図である。
【図３６】ＭＩＤＩチャネルの使用方法の例を示す図である。
【図３７】サンプルダンプリクエスト、ダンプヘッダー、データパケットの３つのＭＩＤＩメッセージのデータフォーマットを示す図である。
【符号の説明】
１，４，３５，７３…ＣＤプレイヤー、２…ＤＡＴレコーダー、３，３６，７４…ＭＤレコーダー、５，７０…ＤＶＣＲ、６，７，２０…ＩＥＣ９５８／ＩＥＥＥ−１３９４変換器、３１〜３４…ＭＩＤＩ楽器、３８〜４０，５０…ＭＩＤＩ／ＩＥＥＥ−１３９４変換器、４１，７８…パソコン、４２，７９…ハードディスク装置、７１…デシデルＴＶ、７２…ＤＶＤプレイヤー、７７…セットトップボックス、７５，７６，８０…電子楽器
Claims (7)
- オーディオ信号である第１のデジタルデータを一の機器から他の機器へ片方向伝送するインターフェースのフォーマット、又は音楽・楽器信号である第２のデジタルデータを一の機器から他の機器へ片方向伝送するインターフェースのフォーマットを、複数の機器間で双方向シリアルバス通信によりデジタルデータの伝送を行うインターフェースのアイソクロナス伝送フォーマットに変換する変換工程と、
前記変換工程によりアイソクロナス伝送フォーマットに変換された前記第１のデジタルデータ又は前記第２のデジタルデータを前記双方向シリアルバス通信において伝送する伝送工程を有し、
前記アイソクロナス伝送フォーマットに変換する際に生成されるデータパケットは、前記第１のデジタルデータ及び前記第２のデジタルデータに共通のヘッダーを含み、
前記ヘッダーは、前記第１のデジタルデータ及び前記第２のデジタルデータの種類を示す情報、前記第１のデジタルデータ及び前記第２のデジタルデータの同期に利用するタイムスタンプに関する情報、及び前記第１のデジタルデータ及び前記第２のデジタルデータのサンプリング周波数に関する情報を含むことを特徴とするデータ通信方法。 - 前記変換工程は、前記音楽・楽器信号であるＭＩＤＩ（ Musical Instrument Digital Interface ）信号の伝送を一の機器から他の機器へ片方向伝送するインターフェースのフォーマットを、複数の機器間で双方向シリアルバス通信によりデジタルデータの伝送を行うインターフェースのアイソクロナス伝送フォーマットに変換することを特徴とする請求項１記載のデータ通信方法。
- 前記変換工程は、ＩＥＣ９５８で定義されるデジタルデータを一の機器から他の機器へ片方向伝送するインターフェースのフォーマットを複数の機器間で双方向シリアルバス通信によりデジタルデータの伝送を行うインターフェースのアイソクロナス伝送フォーマットに変換することを特徴とする請求項１記載のデータ通信方法。
- 前記ヘッダーは、前記第１のデジタルデータ及び前記第２のデジタルデータのステレオ信号のチャネルに関する情報を含むことを特徴とする請求項１記載のデータ通信方法。
- オーディオ信号である第１のデジタルデータを一の機器から他の機器へ片方向伝送するインターフェースのフォーマット、又は音楽・楽器信号である第２のデジタルデータを一の機器から他の機器へ片方向伝送するインターフェースのフォーマットを、複数の機器間で双方向シリアルバス通信によりデジタルデータの伝送を行うインターフェースのアイソクロナス伝送フォーマットに変換する変換工程と、
前記変換工程によりアイソクロナス伝送フォーマットに変換された前記第１のデジタルデータ又は前記第２のデジタルデータを前記双方向シリアルバス通信において伝送する伝送工程を有し、
前記アイソクロナス伝送フォーマットに変換する際に生成されるデータパケットは、前記第１のデジタルデータ及び前記第２のデジタルデータに共通のヘッダーを含み、
前記ヘッダーは、前記第１のデジタルデータ及び前記第２のデジタルデータの種類を示す情報、前記第１のデジタルデータ及び前記第２のデジタルデータの同期に利用するタイムスタンプに関する情報、及び前記第１のデジタルデータ及び前記第２のデジタルデータのサンプリング周波数に関する情報を含み、
前記片方向でデジタルデータの伝送を行うインターフェースの同期信号をビット圧縮して、前記双方向でデジタルデータの伝送を行うインターフェースのアイソクロナス伝送のヘッダーに取り込むことを特徴とするデータ通信方法。 - オーディオ信号である第１のデジタルデータを一の機器から他の機器へ片方向伝送する インターフェースのフォーマット、又は音楽・楽器信号である第２のデジタルデータを一の機器から他の機器へ片方向伝送するインターフェースのフォーマットを、複数の機器間で双方向シリアルバス通信によりデジタルデータの伝送を行うインターフェースのアイソクロナス伝送フォーマットに変換する変換工程と、
前記変換工程によりアイソクロナス伝送フォーマットに変換された前記第１のデジタルデータ又は前記第２のデジタルデータを前記双方向シリアルバス通信において伝送する伝送工程を有し、
前記アイソクロナス伝送フォーマットに変換する際に生成されるデータパケットは、前記第１のデジタルデータ及び前記第２のデジタルデータに共通のヘッダーを含み、
前記ヘッダーは、前記第１のデジタルデータ及び前記第２のデジタルデータの種類を示す情報、前記第１のデジタルデータ及び前記第２のデジタルデータの同期に利用するタイムスタンプに関する情報、及び前記第１のデジタルデータ及び前記第２のデジタルデータのサンプリング周波数に関する情報を含み、
前記片方向でデジタルデータの伝送を行うインターフェースのサンプリング周波数に関わらず、前記双方向でデジタルデータの伝送を行うインターフェースのアイソクロナス伝送フォーマットにおけるデータブロックの大きさを共通にすることを特徴とするデータ通信方法。 - オーディオ信号である第１のデジタルデータを一の機器から他の機器へ片方向伝送するインターフェースのフォーマット、又は音楽・楽器信号である第２のデジタルデータを一の機器から他の機器へ片方向伝送するインターフェースのフォーマットを、複数の機器間で双方向シリアルバス通信によりデジタルデータの伝送を行うインターフェースのアイソクロナス伝送フォーマットに変換する変換工程と、
前記変換工程によりアイソクロナス伝送フォーマットに変換された前記第１のデジタルデータ又は前記第２のデジタルデータを前記双方向シリアルバス通信において伝送する伝送工程を有し、
前記アイソクロナス伝送フォーマットに変換する際に生成されるデータパケットは、前記第１のデジタルデータ及び前記第２のデジタルデータに共通のヘッダーを含み、
前記ヘッダーは、前記第１のデジタルデータ及び前記第２のデジタルデータの種類を示す情報、前記第１のデジタルデータ及び前記第２のデジタルデータの同期に利用するタイムスタンプに関する情報、及び前記第１のデジタルデータ及び前記第２のデジタルデータのサンプリング周波数に関する情報を含み、
上記変換工程は、インターフェースのフォーマットをアイソクロナス伝送フォーマットに変換する際に、データの送信元機器を識別するための送信元機器識別情報又は／及びデータの受信先機器を識別するための受信先機器識別情報を有さないデジタルデータを、前記送信元機器識別情報又は／及び前記受信先機器識別情報を有するデジタルデータに変換することを特徴とするデータ通信方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33576895A JP3572768B2 (ja) | 1995-08-12 | 1995-11-30 | データ通信方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7-227407 | 1995-08-12 | ||
| JP22740795 | 1995-08-12 | ||
| JP33576895A JP3572768B2 (ja) | 1995-08-12 | 1995-11-30 | データ通信方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09116593A JPH09116593A (ja) | 1997-05-02 |
| JP3572768B2 true JP3572768B2 (ja) | 2004-10-06 |
Family
ID=26527654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33576895A Expired - Lifetime JP3572768B2 (ja) | 1995-08-12 | 1995-11-30 | データ通信方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3572768B2 (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69837356T2 (de) * | 1997-02-14 | 2007-11-29 | Canon K.K. | Vorrichtung, System und Verfahren zur Datenübertragung und Vorrichtung zur Bildverarbeitung |
| JP3785747B2 (ja) * | 1997-06-20 | 2006-06-14 | ソニー株式会社 | シリアルインタフェース回路およびその信号処理方法 |
| CN1246996A (zh) * | 1997-12-10 | 2000-03-08 | 索尼公司 | 数据通信方法、电子设备及供给数据通信程序的程序供给媒体 |
| JP4019481B2 (ja) | 1998-01-23 | 2007-12-12 | ソニー株式会社 | 情報処理装置および方法、情報処理システム、並びに提供媒体 |
| US6690648B2 (en) * | 1998-02-24 | 2004-02-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Data communication apparatus, method, and system utilizing reception capability information of a destination node |
| US6678769B1 (en) * | 1998-02-24 | 2004-01-13 | Canon Kabushiki Kaisha | Control apparatus and method for managing a logical connection between source and destination nodes |
| KR100546578B1 (ko) * | 1998-11-26 | 2006-04-14 | 엘지전자 주식회사 | 디지털오디오데이터포맷변환장치 |
| JP2000251390A (ja) * | 1999-03-01 | 2000-09-14 | Clarion Co Ltd | カーオーディオシステム及びその制御方法 |
| KR100725966B1 (ko) | 1999-05-25 | 2007-06-11 | 소니 가부시끼 가이샤 | 전송방법, 전송장치 및 전송시스템 |
| KR100598299B1 (ko) * | 2000-02-09 | 2006-07-07 | 엘지전자 주식회사 | 디지털 인터페이스를 이용한 오디오 데이터 전송방법 |
| EP1133108A1 (en) * | 2000-03-07 | 2001-09-12 | Sony International (Europe) GmbH | Interface link layer device for long delay connections |
| US7181555B2 (en) | 2001-03-08 | 2007-02-20 | Yamaha Corporation | Data communication apparatus, data communication method, and program |
| JP4650253B2 (ja) * | 2005-12-19 | 2011-03-16 | ヤマハ株式会社 | 電子楽器用バスシステム |
| JP4877401B2 (ja) * | 2010-04-05 | 2012-02-15 | ヤマハ株式会社 | 電子楽器用バスシステム |
| JPWO2021049181A1 (ja) | 2019-09-10 | 2021-03-18 |
-
1995
- 1995-11-30 JP JP33576895A patent/JP3572768B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09116593A (ja) | 1997-05-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100402190B1 (ko) | 데이터통신방법 | |
| JP3572768B2 (ja) | データ通信方法 | |
| JP4449141B2 (ja) | 電源制御装置、電源制御システム | |
| USRE43962E1 (en) | Digital signal transmission method, digital signal transmission system, digital signal transmitting apparatus and recording medium | |
| US7646793B2 (en) | Transmission method, transmission apparatus and transmission system | |
| JP4403331B2 (ja) | 電子機器システム、情報処理機器 | |
| KR100387330B1 (ko) | 오디오 송신장치 및 오디오 수신장치 | |
| JP4281201B2 (ja) | 制御装置、及び制御方法 | |
| JP4337198B2 (ja) | 伝送方法及び伝送装置 | |
| JP2000358032A (ja) | 情報処理装置及び情報処理方法 | |
| KR100673801B1 (ko) | 오디오 및 음악 데이터 전송에서의 통신 시스템 | |
| EP1296486A1 (en) | Data transmission apparatus, data reception apparatus, data transmission method, data reception method, and transfer system | |
| KR20020097288A (ko) | 데이터 전송 방법 및 데이터 전송 장치 | |
| KR101165316B1 (ko) | 수신장치 및 수신방법 | |
| JP4281144B2 (ja) | 伝送方法および伝送装置 | |
| JP2001257707A (ja) | マルチ再生システム、サーバ装置、端末装置 | |
| JP2000357386A (ja) | 編集装置及び操作装置 | |
| JP2002033751A (ja) | 電子機器、電子機器管理方法 | |
| JP3767345B2 (ja) | 信号処理装置及び伝送方法 | |
| JP2001236772A (ja) | 電子機器システム、電子機器 | |
| JP2000151738A (ja) | データ処理装置、データ伝送システムおよびその方法 | |
| JP2001250370A (ja) | 電子機器システム、及び電子機器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040310 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040316 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040511 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040608 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040621 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080709 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090709 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090709 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100709 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100709 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110709 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110709 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120709 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130709 Year of fee payment: 9 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |