JP3951749B2 - データ通信装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、低速の規格のデータを高速の規格の通信路を介して送信するデータ通信装置に関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】
パーソナルコンピュータは、高速のインターフェイス規格であるIEEE1394シリアルバスやUSB2.0、中速のインターフェイス規格であるUSB(Universal Serial Bus)などのインタフェースを備えており、このようなインターフェイスを介してMIDI(Musical Instrument Digital Interface)など低速なインターフェイス規格のデータも送受信するようになってきている。上記IEEE1394は100〜400Mbps、USBは12Mbps、USB2.0は480Mbps程度のデータ伝送速度を有するのに対し、MIDI規格は31.25kHzの基準クロックに従っており、データ伝送速度は31.25kbps程度である。
【0003】
また、パーソナルコンピュータ上のシーケンスプログラムでMIDIデータを生成した場合、複雑なコントロールチェンジデータや16チャンネルを超えるチャンネル数のデータ、すなわち、処理速度が上記MIDI規格の伝送速度で伝送できる伝送量を超えるデータが容易に発生し得る。このような状況は複数のMIDI機器でMIDIデータを生成した場合も同様である。このようにMIDI規格の伝送速度で伝送できる伝送量を超えるデータであっても上記IEEE1394シリアルバスやUSBを用いればこれを他の外部機器へ伝送することができるが、他の外部機器がMIDI規格のインターフェイスを備えるいわゆるMIDI機器であった場合、MIDI規格の伝送速度を超えて送られてくるデータを取りこぼしてしまい、十分なデータ処理ができないという問題点があった。
【0004】
この発明は、IEEE1394シリアルバスなどの高速の伝送系を用いてMIDIなどの低速の規格のデータを送受信する場合でも、これを正常に送受信することができるデータ通信装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、MIDI規格の処理速度でデータを処理するデータ処理手段で処理されるべきデータを、前記MIDI規格の処理速度よりも高速に生成可能なデータ生成手段と、前記MIDI規格の処理速度よりも高速に、IEEE1394シリアルバス、またはUSBを介してデータ伝送する高速通信手段と、前記データ生成手段および高速通信手段の間に挿入され、データ生成手段が生成したデータをバッファし、前記MIDI規格の周期で1ビットのデータを高速通信手段へ出力する間隔制御手段と、を備え、前記間隔制御手段は、前記MIDI規格の周期で基準クロック信号を生成する間隔規定信号生成手段を含み、前記基準クロック信号に同期して1ビットのデータの出力の間隔を制御することを特徴とする。
請求項2の発明は、前記間隔制御手段は、該間隔制御手段に今回入力したデータとその直前に入力したデータとの間隔が前記MIDI規格の周期を超えているときには、前記基準クロック信号の生成タイミングをリセットし、該今回入力したデータを直ちに出力することを特徴とする。
【0006】
前記間隔制御手段は、該間隔制御手段に今回入力したデータとその直前に入力したデータとの間隔が前記所定の処理速度に対応した周期を超えているときには、該今回入力したデータが直ちに出力されるように構成することが出来る。これを実現するには、例えば、今回入力したデータとその直前に入力したデータとの間隔が前記所定の処理速度に対応した周期を超えているときは、今回入力したデータの入力タイミングで、前記間隔規定信号生成手段が生成する前記処理速度に対応した周期の信号をリセットする。
【0007】
前記データ生成手段としては、例えばMIDIデータを生成する手段を使用することが出来る。また、前記高速通信手段としては、例えばIEEE1394シリアルバスまたはUSBを介してデータを送受信する手段を使用することが出来る。
【0008】
この発明では、間隔制御手段がデータ処理手段の処理速度に合わせて高速通信手段に入力するデータの送出間隔を制御する。高速通信手段は、データ処理手段に対してデータを送信するが、データの送出間隔がデータ処理手段のデータ処理速度に合わせられているため、伝送速度が高速であってもデータ処理手段の処理能力を超えたデータを供給することがない。したがって、受信側のデータ処理手段でデータを取りこぼすことがない。このように、受信側のデータ処理手段でデータを取りこぼすことがないことが保証されるため、送信側が受信側にデータの処理の状況を問い合わせる必要がなくなる。また、高速通信手段を介してデータの送出間隔が短い状態でデータ伝送された場合でも、受信側でデータ処理手段へ出力する間隔を適正に制御する(伸ばす)ことにより、データ処理手段に対して処理能力を超えたデータを供給することがない。
【0009】
また、データの間隔を制御するときに、今回入力したデータとその直前に入力したデータとの間隔が所定の処理速度に対応した周期(MIDI規格では、32μs)を超えているときには、例えば、前記所定の処理速度に対応した周期の信号をリセットする処理を行うことで、該今回入力したデータが直ちに出力されるようになる。こうすると、データ送出が間断のある状態で送られているときに、データ送出の途切れた後に最初にデータが入力されるとそのデータは、次のクロック(所定の処理速度に対応した周期の信号)を待つことなく直ちに送出されるようになる。データ送出が間断のある状態で送られているときには、このような状況は相当に発生すると考えられるため、全体としてのデータ通信時間の遅延抑止効果は大きいものとなる。
【0010】
【発明の実施の形態】
図面を参照してこの発明の実施形態であるデータ通信装置について説明する。この装置は、MIDIデータをIEEE1394シリアルバスを介してIsocronous方式で伝送する装置を例に上げて説明する。Isocronous方式は、ハンドシェイクなしでMIDIデータなどを伝送するための方式である。
【0011】
図1は上記データ通信装置のブロック図、図2は同データ通信装置におけるデータ通信速度の制御方式を説明する図である。送信データ生成手段1は、例えばパーソナルコンピュータで動作する自動演奏シーケンスプログラムであり、MIDIの標準クロックである31.25kHz(32μs周期)より短い周期でMIDIデータを生成する機能を有するものである。この送信データ生成手段1が生成したデータ(MIDIデータ)は、送信FIFO2にバッファされる。送信FIFO2にバッファされたデータはデータの送出間隔を制御する送出間隔制御手段3に読み出され、高速通信データ送出手段5に入力される。送出間隔制御手段3は、データの送出間隔を規定する信号であるクロックを生成する送出間隔規定信号生成手段3aと、そのクロックが入力され、クロックに同期して送信FIFO2にバッファに記憶されているデータを出力する送出間隔設定手段3bを含んでいる。送出間隔設定手段3bから送出間隔規定信号生成手段3aに対しては、クロックをリセットするリセット信号が出力可能となっている。送出間隔設定手段3bおよび送出間隔規定信号生成手段3aはそれぞれハードウェアで構成してもよいが、上記パーソナルコンピュータ上で動作するソフトウェアで構成してもよい。また、送信FIFO2もパーソナルコンピュータのRAMを用いて構成してもよい。
【0012】
送出間隔規定信号生成手段3aは、この実施形態ではMIDI規格の基準クロック周波数である31.25kHzのクロックを発生して、これを上記データの送出間隔を規定する信号として送出間隔設定手段3bに供給する。送出間隔設定手段3bは、送出間隔規定信号生成手段3aから入力されるクロックに従って送信FIFO2にバッファされているMIDIデータ(1ビットのデータ)を読み出し、入力されたクロックの間隔でこのMIDIデータを高速通信データ送出手段5に入力する。
【0013】
高速通信データ送出手段5、高速通信路6および高速通信データ受信手段7は、たとえばIEEE1394規格の通信手段であり、上記MIDI規格の数千倍の速度である100Mbps〜400Mbpsの通信速度でデータを送受することができる。高速通信データ送出手段5は、送出間隔制御手段3から入力されたMIDIデータを高速通信路6を介して高速通信データ受信手段7に送信する。この送受信処理は、厳密には伝送速度が変動せぬよう帯域保証されるべきであるが、高速通信路6の伝送速度がMIDI規格の伝送速度に比べて極めて早い速度で行われるため、MIDIデータの伝送はタイムラグなく瞬時に行われ、伝送速度の変動はほとんどないと考えて差し支えない。
【0014】
そして、高速通信データ受信手段7は、高速通信データ送出手段5から高速通信路6を介して送られてきたMIDIデータを受信して低速通信データ送出手段8に入力する。ここで、高速通信データ受信手段7および低速通信データ送出手段8は上記送信データ生成手段1を含む装置(たとえばパーソナルコンピュータ)とは別の装置である。低速通信データ送出手段8は、高速通信データ受信手段7から入力されたデータをバッファし、MIDI規格に準拠したデータ形式に変換してMIDIインタフェースなどの低速通信路に送出する。低速通信路の先には例えばMIDI音源などが接続されている。この低速通信データ送出手段8がこの発明のデータ処理手段に対応するが、この低速通信データ送出手段8を省略し、データ処理手段としてMIDI音源を直接高速通信データ受信手段7に接続し、MIDI規格の伝送間隔で送信されるデータを直接受信するようにしてもよい。
【0015】
このように送信側で通信速度を制御することにより、IEEE1394シリアルバスなどの高速通信路6を介して低速の規格のMIDIデータを伝送しても、データ処理手段の処理能力を超えたデータを供給することがない。したがって、受信側のデータ処理手段でデータを取りこぼすことがない。そして、受信側のデータ処理手段である低速の規格の装置でデータを取りこぼすことがないことが保証されるため、送信側が受信側にデータの処理の状況を問い合わせる必要がなくなる。なお、高速通信路6はIEEE1394シリアルバスに限定されない。たとえばUSBであってもよいし、ISDN(Integrated Service Digital Network)やADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)もしくはEthernet(登録商標)やIEEE802.11(いわゆる無線LAN)であってもよい。また、送受信されるデータはMIDIデータに限定されない。
【0016】
なお、送信データ生成手段1は、MIDI規格の伝送速度で伝送できる伝送量を超えるデータを生成できるものであるが、データは常時おなじ間隔で生成されているものではなく、間断のある状況で生成されることが一般的である。従って、データを生成する速度が高速であっても、生成が途切れている間に、溜まったデータを送出することでデータを捨てることなく送信することが可能である。
【0017】
また、送出間隔制御手段3は、送信データ生成手段1(送信FIFO2)からのデータが途切れてから最初のデータが入力されたとき、このデータの入力タイミングでクロック(送出間隔規定信号生成手段3aで生成されデータの送出間隔を規定する信号)の発生タイミングをリセットするようにすれば、次のクロックを待たなくてもデータ送出が直ちに行われることになるため時間遅れを少なくすることができる。
図3(A)は、送出間隔設定手段3bがこのクロックの発生タイミングをリセットする場合の処理動作を示すフローチャートである。ステップs1では送信FIFO2にデータがあるかを監視している。データがない場合にはデータが入力されるまで待機する。データが入力されれば、今回入力したデータとその直前に入力したデータとの間隔が所定の処理速度に対応した周期(MIDI規格では、MIDIの基準クロック間隔32μs)を超えているかどうかの判定を行う(ステップs2)。超えていなければ、送出間隔規定信号生成手段3aからのクロックに同期してデータを出力する(ステップs3)。今回入力したデータとその直前に入力したデータとの間隔が上記32μsを超えていれば、送出間隔設定手段3bが送出間隔規定信号生成手段3aに対してリセット信号を出し、送出間隔規定信号生成手段3aでのクロックの発生タイミングをリセットする(ステップs4)。そして、ステップs3に進んで、データを出力する。このときのステップs3では、ステップs4でクロックの発生タイミングがリセットされているため、入力された今回のデータは直ちに出力されることとなる。なお、図3(A)の動作では、図1に示す送出間隔規定信号生成手段3aはソフトウエアカウンタで構成され、このカウンタがMIDIの基準クロックに合わせて32μs毎の信号を常時発生している。上記リセット信号によりこのカウンタがリセットされることになる。
【0018】
また、図3(B)に示す動作でデータの送出間隔を制御することも出来る。
【0019】
ステップs10では送信FIFO2にデータがあるかを監視している。データが入力されればこれを即座に高速通信データ送出手段5に向けて出力する(ステップs11)。次に、MIDIの基準クロックに合わせて32μsウェイトし(ステップs12)、こののちステップs10に戻る。ステップs12では、ソフトウエアカウンタにより32μsを計時している。したがって、ステップs12の処理により、ソフトウエア上のMIDI基準タイミングが生成されていて、通常は、MIDI基準クロックの周期でデータ出力されていき、今回入力したデータとその直前に入力したデータとの間隔が上記32μsを超えていれば、ステップs10からステップs11に進んだときに、そのMIDI基準クロックが実質的にリセットされたのと等価となる。最初にデータが入力されたときも同様である。このようなソフトウエアによる処理では、ステップs12が、上記送出間隔規定信号生成手段3aで生成される信号によるデータの送出間隔の制御に対応している。
【0020】
このように、データ送出が間断のある状態で送られているときに、データ送出の途切れた後に最初にデータが入力されるとそのデータは、次のMIDI基準クロック(所定の処理速度に対応した周期の信号)のタイミングを待つことなく直ちに送出されるようになる。データ送出が間断のある状態で送られているときには、かかる状況は相当に発生すると考えられるため、全体としてのデータ通信時間の遅延抑止効果は大きいものとなる。
【0021】
上記実施形態では、高速に発生される低速の規格のデータの転送間隔を高速通信路の手前で低速の規格の転送間隔に制御して受信側での取りこぼしがないようにしているが、高速通信路の受信側でデータの転送間隔を低速の規格に合わせるように制御し、高速通信路では高速のままデータを伝送するようにして多量のデータを送受信できるようにしてもよい。この場合は高速通信路は低速通信路に対して高速であれば伝送速度が一定でなくてもよい。
【0022】
高速通信路の受信側でデータの伝送速度を低速規格に合わせた場合の本発明の別の実施形態に係るデータ送受信装置を図4に示す。
【0023】
送信データ生成手段11は、高速でデータ(MIDIデータ)を生成する。ここで高速とはMIDIの基準クロック31.25kHz(32μs周期)よりも短い周期のことである。生成されたデータは、そのまま高速通信データ送出手段12に入力される。高速通信データ送出手段12、高速通信路13および高速通信データ受信手段14は、例えばIEEE1394規格の通信手段であり、100〜400Mbpsの通信速度を有するため、送信データ生成手段11から入力されたMIDIデータを取りこぼすことなく高速通信データ受信手段14に受け渡すことができる。
【0024】
高速通信データ受信手段14は、受信したデータを転送間隔制御手段15に入力する。なお転送間隔制御手段15は図示しない受信バッファ、および、図示しない転送間隔規定信号生成手段を含んでいる。転送間隔規定信号生成手段は、図1の送出間隔規定信号生成手段3aと同様な機能を持つものであり、ハードウエアで構成することも出来るし、ソフトウエア上の処理で構成することも出来る。転送間隔制御手段15は、入力された高速のMIDIデータをバッファし、MIDI規格の基準クロックである31.25kHzの間隔で再出力する。このとき、入力されたデータをMIDI規格に準拠したデータ形式に変換して出力する。
【0025】
このように受信側で転送速度を制御することにより、IEEE1394シリアルバスなどの高速通信路13を介して低速の規格のMIDIデータが高速に送られてきた場合でも、データを取りこぼすことなく受信することができ、且つ、このデータをMIDI規格に準拠した形式、速度で転送することができる。なお、高速通信路13はIEEE1394シリアルバスに限定されない。たとえばUSBであってもよいし、ISDNやADSLもしくはEthernet(登録商標)やIEEE802.11(いわゆる無線LAN)であってもよい。また、送受信されるデータはMIDIデータに限定されない。
【0026】
なお、送信データ生成手段11は、MIDIの基準クロックよりも高速にデータを生成できるものであるが、データは常に同じ間隔で生成されているものではなく、間断をもって生成されることが一般的である。従って、データを生成する速度が高速であっても、生成が途切れている間に、溜まったデータを転送することでデータを捨てることなく転送することが可能である。
【0027】
また、転送間隔制御手段15は、高速通信データ受信手段14から間断の後に最初のデータが入力されたとき、このデータの入力タイミング後直ちにそのデータを出力させる。すなわち、高速通信データ受信手段14から転送間隔制御手段15に今回入力したデータとその直前に入力したデータとの間隔がMIDIの基準クロック周期の32μsを超えているときには、該今回入力したデータが直ちに出力されるように処理する。具体的には、転送間隔制御手段15内の転送間隔規定信号生成手段として、32μs周期のクロックを発生するクロック発生手段を使用する場合、最初のデータの入力タイミングでこのクロックをリセットする。または、図3(B)のように、32μsをウエイトするステップS12の次にステップS10で入力データの有無を判定し、データがあればステップS11で直ちにそのデータを出力する。こうすると、データ送出が間断のある状態で送られているときに、データ送出の途切れた後に最初にデータが入力されるとそのデータは、直ちに送出されるようになる。データ送出が間断のある状態で送られているときには、このような状況は相当に発生すると考えられるため、全体としてのデータ通信時間の遅延抑止効果は大きいものとなる。
【0028】
また、図4の構成において、転送間隔制御手段15に複数の出力ポートを設け、高速で入力されたMIDIデータを上記複数の出力ポートに振り分けて出力するようにしてもよい。このように転送間隔制御手段に複数の出力ポートを設けた実施形態を図5に示す。
【0029】
図5において、高速通信データ受信手段14は、高速通信路13を介して高速通信データ送出手段12から受信したMIDIデータを転送間隔制御手段25に入力する。転送間隔制御手段25は、入力された高速のMIDIデータをMIDI規格に準拠した方式のデータに変換し、MIDI基準クロック31.25kHzの間隔に制御して出力する。このとき、そのデータを(たとえばチャンネルに基づいて)複数系列に振り分け、それぞれの系列に対してMIDI基準クロックの間隔で出力する。このようにデータを複数の系列に振り分けてMIDI基準クロックの間隔で出力するようにしていることにより、データの出力先がそれぞれ低速の装置であっても複数の装置で全てのデータを処理することができる。
【0030】
なお、上述の最初の実施形態では、送出間隔規定信号生成手段3aによって生成されるクロックがMIDI規格の基準クロック(31.25kHz)であるとしたが、この基準クロック(31.25kHz)の1/N倍の周波数のクロックにすることも出来る。この場合、N個のMIDI信号をまとめて高速通信データ送出手段5に入力することになり、高速通信路6を介して送信されたN個のMIDI信号を受信側で分解して、上述の実施形態と同様な受信処理と転送処理を行うことになる。
【0031】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、送信側が受信側にデータ処理の状況を問い合わせなくとも、高速の通信路を用いて低速で送受信される規格のデータを取りこぼしなく送受信することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明が適用されるMIDIデータ送受信システムのブロック図
【図2】同MIDIデータ送受信システムにおけるデータの送受信を説明する図
【図3】同MIDIデータ送受信システムにおける送出間隔制御手段の処理動作を示すフローチャート
【図4】この発明の他の実施形態におけるデータの送受信を説明する図
【図5】この発明の他の実施形態におけるデータの送受信を説明する図
【符号の説明】
1…送信データ生成手段、
2…送信FIFO、
3…送出間隔制御手段、
3a…送出間隔規定信号生成手段、
3b…送出間隔設定手段、
5…高速通信データ送出手段、
6…高速通信路、
7…高速通信データ受信手段、
8…低速通信データ送出手段、
11…送信データ生成手段、
12…高速通信データ送出手段、
13…高速通信路、
14…高速通信データ受信手段、
15、25…転送間隔制御手段
Claims (2)
- MIDI規格の処理速度でデータを処理するデータ処理手段で処理されるべきデータを、前記MIDI規格の処理速度よりも高速に生成可能なデータ生成手段と、
前記MIDI規格の処理速度よりも高速に、IEEE1394シリアルバス、またはUSBを介してデータ伝送する高速通信手段と、
前記データ生成手段および高速通信手段の間に挿入され、データ生成手段が生成したデータをバッファし、前記MIDI規格の周期で1ビットのデータを高速通信手段へ出力する間隔制御手段と、
を備え、
前記間隔制御手段は、前記MIDI規格の周期で基準クロック信号を生成する間隔規定信号生成手段を含み、前記基準クロック信号に同期して1ビットのデータの出力の間隔を制御するデータ通信装置。 - 前記間隔制御手段は、該間隔制御手段に今回入力したデータとその直前に入力したデータとの間隔が前記MIDI規格の周期を超えているときには、前記基準クロック信号の生成タイミングをリセットし、該今回入力したデータを直ちに出力することを特徴とする請求項1に記載のデータ通信装置。
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