JP4051339B2 - バスシステムにおけるオーディオデータストリームの同期的伝送のための回路装置およびその方法 - Google Patents
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Description
本発明は、特にIEEE1394規格をベースにしたバスシステムにおけるオーディオデータストリームの同期的伝送のための回路装置並びにその方法に関している。
【0002】
従来技術
いわゆるデータソース(送信データ端末装置)とデータシンク(受信データ端末装置)の間の同期化は、非同期式データ伝送をベースにした従来型のいわゆる“タイムスタンプ”方式を用いているデータバスのもとで行われる。IEEE1394規格に対しても、このような関係の中で同じように“タイムスタンプ”原理に基づく手法が開発されてきた。この場合これまでに選択された形式はいずれにせよ、データソースがデータシンクをオーディオデータの伝送開始前に制御チャネルを介してデータサンプルレートを通知している。
【0003】
将来的には、複数のオーディオデータサンプルを備えたデータパケットが等時的データチャネルを介して伝送される。その場合各データパケットは、“タイムスタンプ”を備えており、このタイムスタンプは、最初のオーディオデータサンプルの提示時間(=プレゼンテーションタイム)を表わしている。この場合サンプルデータ周波数は、いわゆるPLL(phase locked loop)回路とデータパケット毎のデータサンプルの数に関する情報とを用いて取り戻せる。
【0004】
本発明の、課題、解決手段、利点の開示
本発明の基礎となる課題は、前述したような欠点や不完全性に鑑み、冒頭に述べたような形式の回路装置並びにその方法において、データソースのサンプルデータ周波数をデータシンクにおいてPLL回路装置なしでも回復できるように改善を行うことである。さらに本発明のねらいとするところは、バスシステムを介して複数のオーディオチャネルを並列的にかつ様々なデータサンプルレートで伝送させることである。最後に本発明によれば、外部同期可能なデータソースおよび/または外部同期不可能なデータソースも当該回路装置や当該方法に包含され得る。
【0005】
前記課題は、独立請求項の特徴部分に記載された本発明によって解決される。本発明の別の有利な実施例及び改善例は従属請求項に記載されている。
【0006】
本発明の考察によれば、当該回路装置並びに当該方法に対してオーディオデータの伝送に対する同期機構がバスシステムにおいて提供される。この関係においては、当業者にとっては特にデータソースの(サンプル)データ周波数の再生のためにPLL回路を何も必要としないことの価値がよくわかる。また特に有利には、バスシステム内で大抵は存在するジッタが同期機構に何の影響も及ぼさない。
【0007】
本発明によって得られる同期機構は、IEEE1394規格に基づくオーディオデータ伝送に対してだけでなく、その他のデータタイプおよび/またはその他のデータソースとデータシンクの間で堅固なリンクを必要とするような適用例においても使用することが可能である。それにもかかわらず、特にIEEE1394規格によれば、より高速でかつ簡素なデータ交換が特に63台までの機器間で現在のところ最で大400MBit/s(将来的には3200Mbit/sまで計画されている)のデータ転送が実現されている。
【0008】
基本的にこの方式では、非同期データ転送と等時的データ転送の間でデータ交換に違いがある。
【0009】
非同期データ転送のもとでは、最初にパケットが送信される。これはデータソースとデータシンクのアドレスを含んでいる。データシンクは、このパケットを受信した場合に確認パケットをデータソースに送り返し、本来のデータパケットの伝送が開始される。
【0010】
等時的なデータ転送のもとでは、等時性チャネルがデータソースとデータシンクの間で所定の帯域幅で要求される。それに対して当該チャネルには、一義的なチャネル識別番号(チャネルID)が割当てられる。データソースは、データに続いてもはやチャネル識別番号しか通知しない。データシンクは、このチャネル識別番号と共にデータしか受取らない。この場合最大で64個の等時性チャネルが可能である。等時性伝送によって占有されない帯域幅の残りは、非同期的データパケットの伝送におかれている。
【0011】
図面の簡単な説明
本発明のさらなる構成、特徴、利点は、以下の明細書で図1及び図2に示されている実施例に基づいて詳細に説明する。この場合
図1は、本発明による回路装置の実施例の概略的に示した基本原理図であり、
図2は、図1による回路装置のもとでの3つの周波数データパケットの等時的伝送の可能性を時間軸に対する基本原理図で示した図である。なお図1と図2において同じ構成要素や特徴部分に対しては同じ符号が付されている。
【0012】
実施例の説明
図1に基づいて示されている本発明による回路装置100の実施例は、以下でさらに詳細に説明する付加的データソース20の他に、送信ユニットとしてのデータソース10と、さらに受信ユニットとしてのデータシンク40を有している。この場合データソース10も付加的なデータソース20もデータシンク40も当該回路装置100が設けられているバスシステム内でそれぞれバスノードとして機能している。
【0013】
データソース10と、付加的データソース20と、データシンク40内には、それぞれ1つの刻時ないし計時ユニット12ないし22ないし42が設けられている。この場合IEEE1394規格をベースにしたバスシステムの場合には、これらはそれぞれいわゆる“1394−タイマー”である。これはデータバス全体に対して統一的なタイムベースを含んだレジスタである。前記刻時ないし計時ユニット12ないし22ないし42は、約8キロヘルツの周波数で周期的に実際化される。すなわち当該刻時ないし計時ユニット内に含まれるタイミングレジスタの値にリセットされる。
【0014】
この関係において重要なのは、この値がバスシステムのリセットの際にもリセットされないことである。基本的に刻時ないし計時ユニット12に含まれるタイミングレジスタは、同期化に対する基準位置を形成する。
【0015】
回路装置100に対しても当該方法に対しても基本となる機能の1つは、データソース10内のジェネレータユニット14ないしは付加的なデータソース20内のジェネレータユニット24内で実行される。これらのジェネレータユニット14ないし24の入力側の1つには、いわゆるサンプリング周波数またはデータ周波数FsないしFs+が印加される。データ周波数FsないしFs+の各クロックにおいてジェネレータユニット14ないし24が計数状態を刻時または計時ユニット12ないし22のタイミングレジスタから読出され、一定の値、詳細にはいわゆる伝送遅延(=いわゆる“伝送遅れ”)が加算され、その値が非同期的周波数データパケットFSないしFS+に書込まれる。
【0016】
このことは図2に基づいて説明する。ここではそれぞれ時間間隔dt+μだけ時間的に相互にずらされた(t3=t2+dt+μ=t1+dt+μ+dt+μ)3つの非同期の周波数データパケットFSがマッピングされている。ここで補足的に述べるならば、いわゆる“ヘッダ”、つまりそのつどのデータパケットのヘッド内に1つのフィールドが挿入されており、このフィールドはデータパケットの内容に関する情報並びに目下使用されている同期方法に関する情報を含んでいる。
【0017】
図2の実施例によれば、非同期の周波数データパケットFSないしFS+にそれぞれ5つの値がプロットされた後で、これらがデータチャネル32ないし38を介してデータシンク40に伝送される(すなわち“unicast”、“Broadcast an Gruppe”、“Broadcast an alle”)。データシンク40は、伝送された周波数パケットFSの受信した値をデータ周波数バッファユニット46内へプロットする。
【0018】
同様にデータシンク40に対応付けられているコンパレータユニット48内には、接続線路428を介して到来する刻時/計時ユニット42の計数状態が、接続線路468を介して到来するデータ周波数パッファユニット46の第1の値と比較される。これらの値が同一であるならば、コンパレータユニット48から接続線路485を介してデータ周波数パルスfsが送出される。この場合これは基本的にデータソース10内で生成されたサンプリング周波数またはデータ周波数FSかもしくは付加的なデータソース20内で生成されたサンプリング周波数またはデータ周波数FS+である。
【0019】
周波数パケットFSないしFS+の伝送に平行して、非同期または等時的データチャネル30ないし34を介して、オーディオデータパケットADないしAD+が伝送される。これは対応するオーディオデータを含んでいる。これらのオーディオサンプルは、データシンク40内でオーディオデータバッファユニット44内に書込まれる。データシンク40に割当てられている出力ユニット50(これは例えば12S出力ユニットの形態で構成される)は、コンパレータユニット48からの各パルス毎に目下の値をオーディオデータバッファユニット44から接続線路445を介して読出し、2つの値をオーディオデータパルスadとデータ周波数パルスfsの形態で例えば12Sフォーマットにて出力する。
【0020】
同じようにデータシンク40に割当てられているデータストリームコントロールユニット60の使用によって、当該データシンク40内のオーディオデータバッファユニット44および/またはデータ周波数バッファユニット46のアイドリングまたはオーバーフローが回避される。データストリームコントロールユニット60は、データソース10へのフィードバックループを有している(図1の破線参照)。これに対して代替的にまたは補足的に、データストリームコントロールユニット60は、内的であってもよい。すなわちアイドリング、特にオーディオデータバッファユニット44のアイドリングの際に、オーディオ信号のレベルを適時に減衰しかつそのようにしてスピーカの障害的ノイズを避けるために、データシンク40内に設けられてもよい。
【0021】
当該回路装置100内で傑出している管理ユニットは、いわゆる“オーディオマスタ”の形態で、全ての伝送された、すなわちバスシステム内で使用されるサンプリング周波数またはデータ周波数(図1の実施例の場合にはサンプリング周波数またはデータ周波数FsないしFs+)のリストを管理している。ここにおいて、付加的なデータソース20が当該バスシステムに接続されたならば、それによってまず、この付加的データソース20が外的同期化が可能などうかが確認される。
【0022】
前記付加的なデータソース20の外的同期化が可能であるならば、さらに、当該バスシステムにおいて、付加的なデータソース20の相応のサンプリング周波数またはデータ周波数Fs+を有するデータパケットが既に送信されているか否かが確認される。この機構は、管理ユニットとデータソース10ないし付加的データソース20の間で実行される。
【0023】
既に前述してきたように、この場合は付加的データソース20に関して基本的に3つのケースに区別できる。
【0024】
第1のケースでは、付加的なデータソース20が外的同期化可能にサンプリング周波数またはデータ周波数Fs+を既に伝送する。それにより全てのデータソース10が同一のサンプリング周波数またはデータ周波数Fs=Fs+で当該バスシステム内で同じクロックで同期化される。このケースでは、付加的データソース20が非同期チャネルまたは等時性チャネル34を介してオーディオデータパケットAD+を送信し、データシンク40は、チャネル38を介して等時性周波数データパケットFS=FS+を受信し、刻時または計時ユニット42および、局所的コンパレータユニット48を用いてサンプリング周波数またはデータ周波数Fs=Fs+が生成される。
【0025】
第2のケースでは、付加的データソース20が外的同期化可能ではなく、サンプリング周波数またはデータ周波数もまだ伝送されていない。このようなケースでは、付加的なデータソース20が、所属のジェネレータユニット24を用いて、サンプリング周波数やデータ周波数を有する周波数データパケットを生成する。さらに付加的データソース20は、オーディオサンプルを備えたオーディオデータパケットを生成する。
【0026】
最後に第3のケースでは、付加的データソース20が外的同期化可能でなく、サンプリング周波数もしくはデータ周波数Fs+は既に伝送されている。このケースでは、管理ユニットによって、他の全てのデータソースが当該サンプリング周波数もしくはデータ周波数で外的同期化可能であるか否かが確認されなければならない。可能な場合には、管理ユニットから付加的データソース20に、サンプリング周波数またはデータ周波数を有するデータパケットを生成すべき旨が伝達され、、前述した第2のケースが出現する。それに対して当該サンプリング周波数またはデータ周波数を有する他の全てのデータソースが外的同期化可能でない場合には、1つの付加的なサンプリング周波数またはデータ周波数が提供され、同じように前述した第2のケースが出現する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による回路装置の実施例の概略的に示した基本原理図である。
【図2】 図1による回路装置のもとでの3つの周波数データパケットの等時的伝送の可能性を時間軸に対する基本原理図で示した図である。
Claims (23)
- バスシステム、特にIEEE1394規格をベースにしたバスシステムにおけるオーディオデータストリームの同期的伝送のための回路装置において、
非同期的または等時的に伝送すべきオーディオデータパケット(AD)も、伝送すべきオーディオデータパケット(AD)にそのつど割当てられる非同期的または等時的に伝送すべき周波数データパケット(FS)も提供する、少なくとも1つのデータソース(10)と、
前記データソース(10)と少なくとも1つのデータチャネル(30,32)を介して接続形成され、伝送すべきオーディオデータパケット(AD)もそのつど割当てられる周波数データパケット(FS)も受信する、少なくとも1つのデータシンク(40)とを有し、
前記データソース(10)は、
当該回路装置(100)の中で少なくとも1つの同期クロックもしくはタイムクロックの特に周期的な実際化を図るための、少なくとも1つの刻時/計時ユニット(12)と、
前記刻時/計時ユニット(12)と接続(124)を形成し少なくとも1つのデータ周波数(Fs)が印加される、少なくとも1つのジェネレータユニット(14)を備えており、
前記ジェネレータユニット(14)は、
データ周波数(Fs)に従って前記刻時/計時ユニット(12)のそのつどの計数状態を読出し、
読出された計数状態に所定の特に一定の値を加算し、
周波数データパケット(FS)に値を書込み、
周波数データパケット(FS)において所定の数の値に達した後で当該周波数データパケット(FS)を送出するためのものであり、
前記データシンク(40)は、
同期クロックまたはタイムクロックの特に周期的な実際化を図るための少なくとも1つの刻時/計時ユニット(42)と、
受信したオーディオデータパケット(AD)の計数状態の書込みのための少なくとも1つのオーディオデータバッファユニット(44)と、
受信した周波数データパケット(FS)の計数状態の書込みのための少なくとも1つのデータ周波数バッファユニット(46)と、
前記計時/刻時ユニット(42)とも接続(428)を形成し前記データ周波数バッファユニット(46)とも接続(468)を形成する少なくとも1つのコンパレータユニット(48)と、
前記オーディオデータバッファユニット(44)とも接続(445)を形成し前記コンパレータユニット(48)とも接続(485)を形成する出力ユニット(50)を備えており、
前記コンパレータユニット(48)は、
前記刻時/計時ユニット(42)の計数状態と前記データ周波数バッファユニット(46)の計数状態を比較し、少なくとも1つのデータ周波数パルス(fs)を送出するためのものであり、
前記出力ユニット(50)は、
前記オーディオデータバッファユニット(44)から読み出されたオーディオデータパルス(ad)を、前記コンパレータユニット(48)から送出され当該オーディオデータパルス(ad)に割当てられるデータ周波数パルス(fs)と一緒に送出するように構成されていることを特徴とする、回路装置。 - 前記回路装置(100)は、オーディオデータパケット(AD)と周波数データパケット(FS)のパラレル伝送用に構成されている、請求項1記載の回路装置。
- データソース(10)とデータシンク(40)の間のデータストリームのコントロールのための少なくとも1つのデータストリームコントロールユニット(60)が設けられている、請求項1または2記載の回路装置。
- 前記データストリームコントロールユニット(60)は、データシンク(40)に割当てられており、および/または、
データストリームコントロールユニット(60)はオーディオデータバッファユニット(44)および/またはデータ周波数バッファユニット(46)と接続(466)を形成され、および/または、
データストリームコントロールユニット(60)によってオーディオデータバッファユニット(44)および/またはデータ周波数バッファユニット(46)のアイドリングまたはオーバーフローが回避可能である、請求項3記載の回路装置。 - 前記データストリームコントロールユニット(60)は、データソース(10)、特にデータソース(10)のジェネレータユニット(14)に帰還結合されている、請求項3または4記載の回路装置。
- 特に非同期および/または等時性に伝送すべきオーディオデータパケット(AD+)も、伝送すべきオーディオデータパケット(AD+)にそのつど割当てられた周波数データパケット(FS+)も提供する、少なくとも1つのさらなる付加的なデータソース(20)が設けられており、
前記付加的なデータソース(20)は、
同期クロックまたはタイムクロックの特に周期的な実際化のための少なくとも1つの刻時/計時ユニット(22)と、
前記刻時/計時ユニット(22)に接続される、少なくとも1つのデータ周波数(Fs+)が印加されるジェネレータユニット(24)を有しており、
前記ジェネレータユニット(24)は
データ周波数(Fs+)に従って前記刻時/計時ユニット(22)のそのつどの計数状態を読出し、
前記読出した計数状態に所定の値、特に一定の値を加算し、
その値を周波数データパケット(FS+)に書込み、
周波数データパケット内で所定の数の値に達した後で当該周波数データパケット(FS+)を送出するものである、請求項1から5いずれか1項による回路装置。 - 前記付加的なデータソース(20)は、データチャネル(34,36)を介してデータソース(10)にも接続され、また少なくとも1つのデータチャネル(38)を介してデータシンク(40)にも接続される、請求項6記載の回路装置。
- 前記付加的なデータソース(20)と前記データソース(10)の間のデータストリームのコントロールのために、少なくとも1つの付加的なデータストリームコントロールユニットが設けられている、請求項6または7記載の回路装置。
- 前記付加的なデータストリームコントロールユニットは、前記付加的なデータソース(20)、特に当該付加的なデータソース(20)のジェネレータユニット(24)に帰還結合されている、請求項8記載の回路装置。
- データ周波数(Fs,Fs+)の管理のために少なくとも1つの管理ユニットが設けられている、請求項1から9いずれか1項記載の回路装置。
- 少なくとも1つの外部データソースが接続可能である、請求項1から10いずれか1項記載の回路装置。
- 前記管理ユニットと外部データソースの間のデータ交換によって、当該外部データソースの外的同期化の可否が検出可能である、請求項10または11記載の回路装置。
- バスシステム、特にIEEE1394規格をベースにしたバスシステムにおけるオーディオデータストリームの同期的伝送のための方法において、
(a.1)少なくとも1つのデータソース(10)に割当てられている少なくとも1つの刻時/計時ユニット(12)を用いて、少なくとも1つの同期クロックまたはタイムクロックの特に周期的な実際化を図るステップと、
(a.2)前記刻時/計時ユニット(12)と接続(124)を形成し前記データソース(10)に割当てられている少なくとも1つのジェネレータユニット(14)に少なくとも1つのデータ周波数(Fs)を印加するステップと、
(b.1)前記ジェネレータユニット(14)を用いて、データ周波数(Fs)に従って前記刻時/計時ユニット(12)のそのつどの計数状態を読出すステップと、
(b.2)読出した計数状態に所定の値、特に一定の値を加算するステップと、
(b.3)周波数データパケット(FS)に値を書込むステップと、
(b.4)周波数データパケット(FS)において所定の数の値に達した後で当該周波数データパケット(FS)を送出するステップと、
(c.1)前記データソース(10)と、該データソース(10)に少なくとも1つのデータチャネル(30,32)を介して接続されるデータシンク(40)との間でオーディオデータパケット(AD)の非同期的伝送および/または等時性伝送を行うステップと、
(c.2)伝送すべきオーディオデータパケット(AD)にそれぞれ割当てられた周波数データパケット(FS)を特に非同期的に伝送するステップと、
(d.1)データシンク(40)を用いて、伝送すべきオーディオデータパケット(AD)もそのつど割当てられた周波数データパケット(FS)も受信するステップと、
(d.2)データシンク(40)に割当てられている少なくとも1つの刻時/計時ユニット(42)を用いて、同期クロックまたはタイムクロックの特に周期的な実際化を図るステップと、
(d.3)受信したオーディオデータパケット(AD)の計数状態を、データシンク(40)に割当てられている少なくとも1つのオーディオデータバッファユニット(44)に書込むステップと、
(d.4)受信した周波数データパケット(FS)の計数状態を、データシンク(40)に割当てられている少なくとも1つのデータ周波数バッファユニット(46)に書込むステップと、
(e.1)前記刻時/計時ユニット(42)とも接続(428)を形成し前記データ周波数バッファユニット(46)とも接続(468)を形成する、前記データシンクに割当てられた少なくとも1つのコンパレータユニット(48)を用いて、前記刻時/計時ユニット(42)の計数状態をデータ周波数バッファユニット(46)の計数状態と比較するステップと、
(e.2)前記コンパレータユニット(48)によって少なくとも1つのデータ周波数パルス(fs)を送出するステップと、
(f)前記オーディオデータバッファユニット(44)とも接続(445)を形成し前記コンパレータユニット(48)とも接続(485)を形成し前記データシンク(40)に割当てられている少なくとも1つの出力ユニット(50)を用いて、前記オーディオデータバッファユニット(44)から読み出されたオーディオデータパルス(ad)を、前記コンパレータユニット(48)から送出され当該オーディオデータパルス(ad)に割当てられるデータ周波数パルス(fs)と一緒に送出するステップとを、有していることを特徴とする方法。 - 前記オーディオデータパケット(AD)と周波数データパケット(FS)は、パラレル伝送される、請求項13記載の方法。
- データソース(10)とデータシンク(40)の間のデータストリームが、オーディオデータバッファユニット(44)および/またはデータ周波数バッファユニット(46)と接続(466)を形成されデータシンク(40)に割当てられているデータストリームコントロールユニット(60)を用いてコントロールされる、請求項13または14記載の方法。
- 前記データストリームコントロールユニット(60)によって、オーディオデータバッファユニット(44)および/またはデータ周波数バッファユニット(46)の空転またはオーバーフローが回避される、請求項15記載の方法。
- 前記データストリームコントロールユニット(60)は、前記データソース(10)、特に当該データソース(10)のジェネレータユニット(14)に帰還結合される、請求項15または16記載の方法。
- 少なくとも1つのデータチャネル(34,36)を介してデータソース(10)にも接続され少なくとも1つのデータチャネル(38)を介してデータシンク(40)にも接続され少なくとも1つの付加的データソース(20)に割当てられている少なくとも1つの刻時/計時ユニット(22)を用いて、同期クロックまたはタイムクロックの特に周期的な実際化を図るステップと、
前記刻時/計時ユニット(22)と接続(224)を形成し付加的なデータソース(20)に割当てられているジェネレータユニット(24)に、少なくとも1つのデータ周波数(Fs+)を印加するステップと、
前記ジェネレータユニット(24)を用いて、データ周波数(Fs+)に従って前記刻時/計時ユニット(22)のそのつどの計数状態を読出すステップと、
前記読出した計数状態に所定の値、特に一定の値を加算するステップと、
その値を周波数データパケット(FS+)に書込むステップと、
周波数データパケット内で所定の数値に達した後で当該周波数データパケット(FS+)を送出するステップを有している、請求項13から17いずれか1項記載の方法。 - 前記付加的なデータソース(20)と前記データソース(10)の間のデータストリームが、少なくとも1つの付加的なデータストリームコントロールユニットを用いてコントロールされる、請求項18記載の方法。
- 前記付加的なデータストリームコントロールユニットは、前記付加的なデータソース(20)、特に当該付加的なデータソース(20)のジェネレータユニット(24)に帰還結合される、請求項19記載の方法。
- データ周波数(Fs,Fs+)が少なくとも1つの管理ユニットを用いて管理される、請求項13から20いずれか1項記載の方法。
- 少なくとも1つの外部データソースが接続される、請求項13から21いずれか1項記載の方法。
- 前記管理ユニットと外部データソースの間のデータ交換によって、当該外部データソースの外的同期化の可否が検出される、請求項21または22記載の方法
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