JP4163107B2 - 通信ネットワークに接続された装置を識別する方法及び装置 - Google Patents

Description

発明の詳細な説明

本発明は、通信ネットワークに係り、特に、ネットワークの再初期化後、このネットワークに接続された周辺機器を識別する方法、並びに、この方法を実施する装置に関連する。

「ＩＥＥＥ１３９４−１９９５ 高性能シリアルバス規格（Ｓｔａｎｄａｒｄ ｆｏｒ ａ Ｈｉｇｈ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）」の文献に定義されるＩＥＥＥ１３９４バスは、以下周辺機器と称する装置の接続を可能とするディジタル伝送用のシリアルバスである。これらの相互に接続された周辺機器は、夫々、ネットワークの構成（ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）の変化（ネットワークへの新しい周辺機器の接続、ネットワークからの周辺機器の切り離し等）の後に変化しうる物理アドレスと、任意の他の周辺機器によって読み出し・アクセス可能なメモリ中に永久的に格納されるＥＵＩ−６４と称される静的アドレスとを有する。ネットワークの構成の任意の変化の後、ネットワークは（「バスリセット」と称されるバスの再初期化の後に）自動的に自動再構成へ進み、これはネットワーク上に存在する周辺機器の物理アドレスの番号の付け替えを含む。この番号の付け替えは、各周辺機器が、ゼロとネットワーク上に存在する周辺機器の数との間の明確な数によって番号付けされるため、単純なものである。再構成手順の終わりにおいて、各周辺機器はそれ自体の物理アドレスと、ネットワークに接続された周辺機器の数とを知る。

しかしながら、上述の再構成手順によれば、物理アドレスは永久的ではないため、周辺機器を一意且つ永久的に識別する手段は、対応する周辺機器のＥＵＩ−６４アドレスを用いることである。このアドレスは一意且つ永久的であり、ネットワークの各周辺機器のコンフィギュレーションＲＯＭの非常に特別なレジスタ中に存在する。

他の周辺機器と通信するために、任意の周辺機器は、ＩＥＥＥ１３９４ネットワークに接続された周りの周辺機器（識別子の読み出しのための任意の周辺機器による目標周辺機器であると考えられる）のＥＵＩ−６４静的アドレスを読み出す必要がある。続いて、これらの様々な周辺機器との将来の情報交換を迅速なものとするよう、物理アドレスとそれを用いて既に通信している周辺機器のＥＵＩ−６４静的アドレスとの間の関連を内部的に維持しうる。

図１は、（バスの再初期化の後の）ネットワークの再構成後の任意の周辺機器による周りのネットワークの発見の方法を表すフローチャートである。図１は、当業者によって知られている、ネットワークに接続された全ての他の周辺機器のＥＵＩ−６４静的アドレスを与える任意の周辺機器の内部関連テーブルを再構築する方法を示す図である。

方法は、考えられるネットワークの任意の周辺機器に対して考慮される。この周辺機器は、物理アドレスがゼロから周辺機器の数から１を差し引いた数まで進むためわかっている物理アドレスを有する周りの周辺機器のＥＵＩ−６４ビットアドレスを見つけるためにネットワークを調べる。従って、考慮されている周辺機器は、物理アドレスがゼロである周辺機器から始めて（１−１）、周りの周辺機器のＥＵＩ−６４静的アドレスを読み出し（１−２）、これらを、内部的にテーブル内で、考慮されている目標周辺機器の物理アドレスと関連付ける（１−３）。考慮されている周辺機器は、関連づけをしなかった周辺機器がまだネットワーク上に残っている限り（１−５）、すぐ次の物理アドレスの周辺機器になる（１−４）。

問題となるのは、ネットワークの全ての周辺機器が同じアルゴリズムを用い、あまりにも多くの周辺機器が同一の周辺機器のコンフィギュレーションＲＯＭを同時に読みだそうとすることである。周辺機器のＲＯＭは一回に１つの要求のみを処理するため、周辺機器が読み出し要求でビジーであれば、続く読み出し要求は１つ又はそれ以上のスタック内に蓄積され、このことは、これらのスタックがオーバフローし、それにより読み出し要求が失われる危険性がありうることを示す。他方で、周辺機器が十分に大きいスタックを有する場合でも、各周辺機器が要求に応答するのに限られた時間を有すると考えると、周辺機器が要求で過負荷となれば、この限界を超え、応答することができないことがある。

従って本発明は、各周辺機器が永久の一意の識別子及び物理アドレスによって区別され、各周辺機器が物理アドレスとネットワークに接続された各周辺機器に対する識別子とを内部的に関連付けようとする、ネットワークに接続された周辺機器を識別する方法であって、任意の周辺機器による他の周辺機器の探索の順序は当該の任意の周辺機器に特定のパラメータに依存することを特徴とする方法に関する。特定のパラメータの使用は、読み出し要求のレベルにおいてネットワークのトラバースの順序に変動する要因が導入されることを可能とする。

一つの改善点によれば、ネットワークの各周辺機器に特定の物理パラメータは、ネットワーク中でのその物理アドレスである。

一つの改善点によれば、ネットワークに接続された各周辺機器は、それ自体でネットワークの探索を開始し、即ち、自分自身を、識別子を読むために要求を送信するときの最初の目標周辺機器と考えることによって開始する。

他の改善点によれば、各周辺機器によるネットワークの探索は、ネットワークに接続された様々な周辺機器の物理アドレスの番号付けの順序に従って行われる。変形例によれば、各周辺機器によるネットワークの探索は、ネットワークに接続された様々な周辺機器の物理アドレスのランダムな順序の番号付けによって行われる。

他の改善点によれば、ネットワークに接続された各周辺機器は、次の周辺機器へ要求を送る前に一の周辺機器の応答を待つことなく、異なる目標周辺機器へ幾つかの読み出し要求を並列に送る。

本発明の主題はまた通信ネットワークへの接続用の装置であり、この装置は、ネットワークに接続される装置の永久識別子を取得する手段と、装置の永久識別子とネットワーク中の当該装置の一時識別子との間で関連テーブルを作成する手段とを含み、関連テーブルを作成する手段は装置の永久識別子の読み出しを行うことが可能であり、装置における永久識別子の読み出しの順序は読み出しを行っている装置に特定のパラメータに依存することを特徴とする。

本発明の他の特徴及び利点については、添付の図面を参照にして与えられる様々な実施態様の説明を読むことによって明らかとなろう。

図２を参照して、ｎ個の一組の相互接続された周辺機器を含み、各周辺機器が一意の永久識別子によって、また物理アドレスによって区別され、各周辺機器が物理アドレスとネットワークに接続された各周辺機器についての識別子とを内部的に関連付けようとする、ネットワークのトポロジーの発見の方法の特別の実施態様であって、任意の周辺機器による他の周辺機器の探索が当該任意の周辺機器の物理アドレスに依存することを特徴とする実施態様について、以下詳述する。

図２は、各周辺機器の一意且つ永久的な識別子がＥＵＩ−６４静的アドレスであり、各周辺機器によるネットワークの探索がそれ自体から開始され、ネットワークに接続された様々な周辺機器の物理アドレスの番号付けの順序に従って行われる、ＩＥＥＥ１３９４ネットワークのトポロジーの発見の方法を示すフローチャートである。当業者は、任意の周辺機器を指定するためにいかなる他の識別子も使用しうる。ＥＵＩ−６４静的アドレスの使用は明らかに周辺機器を識別するための唯一の方法ではない。即ち、この周辺機器のコンフィギュレーションＲＯＭのシリアル番号又はいかなる他の識別子を用いることも可能である。方法は、考えられるネットワークの任意の周辺機器に対して考慮される。この周辺機器は、物理アドレスがゼロから周辺機器の数から１を差し引いた数まで進むためわかっている物理アドレスを有する周りの周辺機器のＥＵＩ−６４静的アドレスを見つけるようネットワークを探索する。従って、考慮される周辺機器は、最初の目標周辺機器のＥＵＩ−６４静的アドレスを読み出し（２−２）、即ちそれ自体のものを読み出し（２−１）、これを内部的にテーブル中で、考慮されている目標周辺機器の物理アドレスと関連付ける（２−３）。現在の目標周辺機器は、その後、すぐに続く物理アドレスをネットワークに接続された周辺機器の数で割った剰余（モジュロ）となり（２−４）、これは関連づけを行わなかった周辺機器がネットワーク上に残っている限り続けられる（２−５）。

本発明は、衝突の数を制限し、従って目標周辺機器のＲＯＭのレベルでの要求の過負荷を制限する。特に、互いに別個の初期目標物理アドレスを用い、現在の目標周辺機器の物理アドレスを１単位ずつインクリメントすることにより次の目標周辺機器へ進むことは、ネットワーク上に存在する全ての周辺機器間で要求を公平に分配することを可能とする。

更に、ネットワークの発見の効率性を高めるため、任意の周辺機器が、周辺機器毎にではなく、様々な目標周辺機器に対して並列に幾つかの要求を発行すること（すなわち目標周辺機器の応答を待つ必要なしに幾つかの読み出し要求を発行すること）が可能であることが有利である。これは、図２に示す方法では可能ではない。

図３には、各周辺機器によるネットワークの探索がネットワークに接続された種々の周辺装置の物理アドレスの番号付けのランダムな順序に従って行われる本発明の発明の変形が示されている。特に、上述の実施態様は、ネットワークの種々の周辺機器のトラバースの予め決められた順序に基づくものであるのに対して、各周辺機器はそれ自体の特別なランダムな順序に従ってネットワークをトラバースすると考えることが可能である。しかしながら、ネットワークに接続された各周辺機器は、それ自身を識別子を読み出す要求を送る最初の目標周辺機器であると考えることによって、ネットワークの探索を常にそれ自身から開始する。方法は、考えられるネットワークの任意の周辺機器に対して考慮される。この周辺機器は、物理アドレスがゼロから周辺機器の数から１を差し引いた数まで進むためわかっている物理アドレスを有する周りの周辺機器のＥＵＩ−６４静的アドレスを見つめるようネットワークを探索する。従って、考慮されている周辺機器は、最初の目標周辺機器のＥＵＩ−６４静的アドレスを読み出し（３−２）、即ちそれ自身のＥＵＩ−６４静的アドレスを読み出し（３−１）、それを内部的にテーブル内で考慮されている目標周辺機器の物理アドレスと関連付ける（３−３）。その後、考慮されている周辺機器は、内部的に、例えばアレイ中で、処理したばかりの周辺機器をマーク付けする（３−４）。その後、現在の目標周辺機器を変える。即ち、新しい現在の目標周辺機器の物理アドレスは、まだ関連付けられていない周辺機器の物理アドレスからランダムに選ばれ（３−５）、例えばアレイによって示される。考慮されている周辺機器が関連づけを行っていない周辺機器がまだネットワーク内にあるかぎり（３−６）、新しい現在の目標周辺機器に対するＥＵＩ−６４静的アドレスの読み出しから開始する段階を繰り返す。

図３に示される本発明の変形例は、衝突の数を制限し、従って目標周辺機器のＲＯＭのレベルにおける要求の過負荷を制限する。特に、ネットワークに多数の周辺機器が接続されている場合、２つの周辺機器が同一の第３の周辺機器に同時に問い合わせを行う確率は、目標周辺機器を選ぶのに用いた乱数関数に依存する。各周辺機器に対して異なる乱数関数が選ばれる場合、又は、各周辺機器によって異なる値で、例えばそれらの物理アドレスで初期化された同一の乱数関数が選ばれる場合、衝突の確率はそれによって制限される。

すると、各周辺機器が乱数発生器を有すること、又は、様々な周辺機器の物理アドレスのランダムに配置されたリストを作成する全ての周辺機器に共通の乱数発生器があること、また、各周辺機器が異なる場所から開始してこの共通リストをトラバースし、この場合はトラバースの予め決められた順序が再び見つけられることが考えられる。例えば、任意の周辺機器は、それ自身の物理アドレスを番号として有するリスト中の要素に対応する物理アドレスの目標周辺機器から始めてネットワークのトラバースを開始する。

図４Ａ乃至図４Ｃは、ネットワークの様々な周辺機器が同一のタイムスパンで、読み出しに対する幾つかの要求を並列に発行することを許すため、即ち、任意の周辺機器は次の目標周辺機器へ読み出し要求を送る前に一の目標周辺機器の応答を待つ必要がないため、本発明の可能な改善を示すフローチャートである。それでもやはり、ネットワークを過負荷としないためには、並列の読み出し要求の可能な数を制限することが必要である。並列な読み出し要求の最大数は、例えば、ネットワーク自体の処理能力を反映する定数であり、例えばこの定数はスタック又はバッファメモリのサイズに依存し、関連付け段階の始まりにおいて固定であるべきである（４−１）。図４Ａ乃至図４Ｃに示す改善は、図２に示す原理に対して行われる。各周辺機器によるネットワークの探索はそれ自体で始まり（４−２）、ネットワークに接続された種々の周辺機器の物理アドレスの番号付けの順序に従って行われる（４−５）。従って、考慮されている周辺機器は、送ることが認められている数の読み出し要求を並列に送り（４−３，４−６，４−７）、次の目標周辺機器へ移る前にこれらの要求を送った目標周辺機器の応答を待たない。図２に示す発明のためだけに、一の目標周辺機器から次の目標周辺機器へ移ることは、現在の目標周辺機器の物理アドレスを１単位インクリメントしたものをネットワークに接続された周辺機器の数で割った剰余で行われる（４−５）。考慮されている周辺機器は、その後、それが以前に送った要求に対する応答を待つ（４−９）。周辺機器がネットワーク再構成命令（バスリセット）を受信すると（４−１０）、周辺機器はネットワークの探索を開始する。考慮されている周辺機器は、これまでに用いられているＥＵＩ−６４静的アドレス等の識別子を含む応答を受信した場合、それに対して応答した周辺機器の物理アドレスと受信したＥＵＩ−６４静的アドレスとを内部的に関連付ける（４−１２）。その後、要求によって問い合わされた周辺機器の数がネットワークに接続された周辺機器の数よりも厳密に少ない限り（４−１５）、現在の目標周辺機器へ新しい読み出し要求を発行し（４−１３）、目標周辺機器のアドレスをインクリメントする（４−１４）。

図４Ａ乃至図４Ｃに示す本発明の改善点は、図２に示す方法と同じ利点を有し、なぜならばこれらはいずれも目標周辺機器のアドレスに関してシフトを行う同じ原理に基づくものだからである。従って、このことは衝突の数を減少させ、周辺機器のコンフィギュレーションＲＯＭの過負荷を回避する。更に、幾つかの読み出し要求を並列に送る可能性は、周辺機器がこれらの応答に対する待ち時間を減らすことを可能とする。特に、一の周辺機器の応答が遅ければ、より遅い周辺機器よりも後に問い合わされたより速い周辺機器の応答を処理することができ、従って探索の効率を改善する。

図３に示す本発明の第２の変形と同様の方法が適用されうる。特に、読み出し要求を並列に発行する可能性は、ネットワークがトラバースされる方法とは独立である。図４Ａ乃至図４Ｃに示す改善において成されるように物理アドレスの番号付けの順序でトラバースされる代わりに、図３に示す方法を用いてランダムにトラバースされることもできる。

更に、並列に要求を送る方法は、従来技術の場合のように、各周辺機器が同じ探索順序を用いる場合にも適用される。

図５は、周辺機器１０を示すブロック図である。この周辺機器は、例えば光ＤＶＤリーダである。周辺機器１０は、物理インタフェース１２及びリンク回路１３を通じて、参照番号１１で示される１３９４バスに接続される。リンク回路１３は、周辺機器１０の内部パラレルバス１４にリンクされる。マイクロプロセッサ１５又は同等の装置は周辺機器を管理し、これは入力／出力１６及びメモリ１７を管理する回路を含む。これらの最後の３つの要素もまたパラレルバス１４にリンクされる。

一般的には、マイクロプロセッサは、自動識別処理、ネットワークのトポロジーを決定する処理、及び関連テーブルを作成する処理を扱う。再初期化後のトポロジーに関する情報、及び関連テーブルは、例えばメモリ１７内に保持される。

方法の実施に関する方法の変更は、特許請求の範囲に記載される本発明の範囲から逸脱することなくなされうる。

与えられた例によれば、各周辺機器はそれ自身の識別子の読み出しを始める。しかしながら、これは強制的なものではなく、当業者によれば他の最初の解法が考えられうる。例えば、考慮されている周辺機器の物理アドレスに対する一定のシフト等である。

従来技術によるネットワークのトポロジーの発見を示すフローチャートである。 トラバースする順序に基づくが並列な要求のないときの本発明の実施の様々な態様を示すフローチャートである。 トラバースする順序に基づくが並列な要求のないときの本発明の実施の様々な態様を示すフローチャートである。 トラバースする順序に基づき並列に要求を送るときの本発明の望ましい実施の態様を示すフローチャートのうちの第１の部分である。 トラバースする順序に基づき並列に要求を送るときの本発明の望ましい実施の態様を示すフローチャートのうちの第２の部分である。 トラバースする順序に基づき並列に要求を送るときの本発明の望ましい実施の態様を示すフローチャートのうちの第３の部分である。 ネットワークへ接続することが可能な周辺機器を示すブロック図である。

Claims (11)

1. 各装置が永久識別子と一時識別子によって区別され、少なくとも１つの装置が他の接続装置の永久識別子及び一時識別子を関連付けようとする、通信ネットワークに接続された装置を識別する方法であって、
   前記方法は、前記少なくとも１つの装置のレベルでは、
   前記ネットワークの前記装置の前記一時識別子を決定する段階と、
   前記ネットワークの前記装置の前記永久識別子を読み出す段階と、
   各装置の前記永久識別子と前記一時識別子を関連付ける段階とを含み、
   前記読み出す段階は、各装置における連続的な要求によって行われ、前記装置の前記要求のアドレッシングの順序は、前記少なくとも１つのリーダ装置に特定なパラメータに依存することを特徴とする方法。
2. 装置に特定な前記パラメータは、前記ネットワーク上でのその装置の一時識別子であることを特徴とする、請求項１記載の方法。
3. 前記ネットワーク中の装置の前記一時識別子は、前記ネットワークの各再初期化中に割り当てられるその装置の物理アドレスであることを特徴とする、請求項１記載の方法。
4. 前記ネットワークに接続される各装置はそれ自体が読み出しを開始することを特徴とする、請求項２又は３記載の方法。
5. 各装置のアドレッシングの順序は、アドレッシングされるべき機器の前記一時識別子の昇順又は降順であることを特徴とする、請求項２乃至４のうちいずれか一項記載の方法。
6. 前記ネットワークの構成の変化に続き、前記ネットワークに接続される各装置は、
   （ａ）前記読み出しを行う装置の前記一時識別子で読み出されるべき永久識別子を有する目標装置の宛先アドレスを初期化する段階と、
   （ｂ）前記目標装置の識別子を読み出す段階と、
   （ｃ）前記読み出しを行う装置のレベルにおいて、前記目標装置の前記永久識別子と前記一時識別子を関連付ける段階と、
   （ｄ）宛先アドレスをネットワーク上の機器の数で割った剰余でインクリメント、或いはデクリメントする段階とを含み、全ての永久識別子が得られるまで、前記段階（ｂ）乃至（ｄ）を繰り返すことを特徴とする、請求項４又は５記載の方法。
7. 前記読み出しを行う装置は、読み出されるべき装置をランダムな順序又は疑似ランダムな順序で選択し、前記疑似ランダムな順序は、特定のパラメータで初期化されることを特徴とする、請求項２乃至４のうちいずれか一項記載の方法。
8. 前記少なくとも１つの装置は、次の要求を送る前に特定の装置の応答を待つことなく、要求を送ることを特徴とする、請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の方法。
9. 装置の前記永久識別子は、ＥＵＩ−６４値であることを特徴とする、請求項１乃至８のうちいずれか一項記載の方法。
10. 通信ネットワークへの接続用の装置であって、前記装置は、前記ネットワークに接続される装置の永久識別子を取得する手段と、装置の永久識別子と前記ネットワーク中の当該装置の一時識別子との間の関連テーブルを作成する手段とを含み、
    前記関連テーブルを作成する手段は、装置の前記永久識別子の読み出しを行うことが可能であり、前記装置における前記永久識別子の読み出しの順序は前記読み出しを行っている装置に特定のパラメータに依存することを特徴とする、装置。
11. 前記特定のパラメータは前記ネットワーク中の装置の物理アドレスであることを特徴とする、請求項１０記載の装置。

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