JP4258925B2

JP4258925B2 - Wireless USB hub

Info

Publication number: JP4258925B2
Application number: JP33811599A
Authority: JP
Inventors: 厚志齋藤; 弘之渡辺
Original assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Current assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Priority date: 1999-11-29
Filing date: 1999-11-29
Publication date: 2009-04-30
Anticipated expiration: 2019-11-29
Also published as: JP2001156797A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はワイヤレスＵＳＢハブに関するものであり、特に、複数台の既存のＵＳＢ機器とＰＣ（パソコン）とをワイヤレスで接続できるようにしたワイヤレスＵＳＢハブに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の此種ワイヤレスＵＳＢハブを図３及び図４に従って説明する。図３は複数台のＵＳＢ機器を接続したＵＳＢデータバッファリング方式のワイヤレスＵＳＢハブ１を示すものであって、該ワイヤレスＵＳＢハブ１はＰＣ２にＵＳＢ接続された親機３と、スキャナー４ａ及びプリンター４ｂ等のＵＳＢ機器４，４…とＵＳＢ接続された子機５ａ，５ｂ…とから成り、該親機３と該子機５ａ，５ｂ…とはワイヤレス接続されている。
【０００３】
而して、該親機３は図４に示す如く、ＵＳＢハブ６と、後述のＵＳＢファンクションコントローラ７ａ，７ｂ…と、ＵＳＢデータをバッファリングするためのバッファ８と、無線伝送手段としてのＴＸ／ＲＸ９とから成る。なお、図中９ａはアンテナである。前記ファンクションコントローラ７ａ，７ｂ…は前記ＰＣ２に対して無線の先方の子機５ａ，５ｂ…に接続されているスキャナー４ａ及びプリンター４ｂ等のＵＳＢ機器４，４…を模擬するためのものであり、該ＵＳＢファンクションコントローラ７ａ，７ｂ…はサポートするＵＳＢ機器４，４…と同数実装される。又、前記子機５ａ，５ｂ…はバッファ（図示せず）と無線伝送手段（図示せず）とを有している。
【０００４】
斯くして、例えば前記ＰＣ２から前記プリンター４ｂへデータを伝送する場合は、該ＰＣ２からのデータを前記親機３で受信し、該親機３内に設けた前記バッファ８にバッファリングし、そして、該バッファリングしたデータを前記ＴＸ／ＲＸ９を通じて前記子機５ｂに送り該子機５ｂに設けたバッファ（図示せず）にバッファリングし、更に、バッファリングしたデータを前記プリンター４ｂに送信する。
【０００５】
又、前記スキャナー４ａの読み取りデータを前記ＰＣ２に取り込む場合は、該スキャナー４ａからのデータを前記子機５ａで受信し、該子機５ａ内に設けたバッファ（図示せず）にバッファリングを行い、更に、バッファ内のデータを該子機５ａ内に設けたＴＸ／ＲＸ（図示せず）から前記親機３に送り、該親機３に設けた前記バッファ８に再度バッファリングを行い、そして、該バッファ８内のデータを前記ＰＣ２に送る。
【０００６】
該ＵＳＢデータバッファリング方式の場合、前記ＰＣ２から見た前記親機３は、前記子機５ａ，５ｂ…の先方に接続されている前記スキャナー４ａ及びプリンター４ｂ等のＵＳＢ機器４，４…として認識され、又、該ＵＳＢ機器４，４…から見た場合、前記子機５ａ，５ｂ…は前記親機３の先方に接続されているＰＣ２本体として認識される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のワイヤレスＵＳＢハブはワイヤレス接続しようとするＵＳＢ機器が複数台となる場合に於いて、該ＵＳＢ機器の最大接続台数と同数のハブポート及びＵＳＢファンクションコントローラを親機内部に実装する必要がある。又、該ハブポート及びＵＳＢファンクションコントローラは、該親機の内部に内蔵されているため、最大接続ＵＳＢ機器数が即座に判別できず、又、該ハブポートが不足する場合、増設が困難である等の欠陥があった。
【０００８】
而して、上記欠陥を改善する手段として、該親機に十分な数のハブポートとＵＳＢファンクションコントローラを組み込む方法が考えられるが、該方法は大量の半導体を必要とするためコスト高となるという問題がある。
【０００９】
そこで、複数台の既存のＵＳＢ機器とＰＣとをワイヤレスで接続できるようにしたワイヤレスＵＳＢハブであって、該ワイヤレスＵＳＢハブに既存のＵＳＢ機器を安価に多数接続できるようにするために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、ＰＣにＵＳＢ接続された親機と、ＵＳＢ機器に接続された子機とを相互にワイヤレス接続するワイヤレスＵＳＢハブに於いて、該ワイヤレスＵＳＢハブの親機に、ＵＳＢを介して前記ＰＣとのインターフェースを実現するためのＵＳＢコントローラと、該ＰＣのＵＳＢ動作を模擬するための擬似ホストと、該ＰＣのＵＳＢインターフェースとして使用されるＵＳＢホストコントローラと同一構成のホストコントローラと、ハブ機能を有し、且つ、ＵＲＢデータをカプセル化して送受信するためのワイヤレスＵＳＢハブブロックと、無線伝送手段としてのＴＸ／ＲＸとを設け、更に、前記子機に、該ＰＣのＵＳＢ動作を模擬するための擬似ホストと、該ＰＣのＵＳＢインターフェースとして使用される前記ＵＳＢホストコントローラと同一構成のホストコントローラと、無線伝送手段としてのＴＸ／ＲＸとを装備し、更に、前記ＰＣ内部にＵＳＢデータの送受信を行なう前記ＵＳＢホストコントローラと、該ＵＳＢホストコントローラ用のデバイスドライバーであるＵＨＣＤと、ＵＳＢ機能全体をコントロールするＵＳＢドライバーと、前記ワイヤレレスＵＳＢハブブロックのデバイスドライバーであり、且つ、ＵＲＢデータをカプセル化して前記ワイヤレスＵＳＢハブブロックとの間で送受信するワイヤレスＵＳＢハブドライバーとを装荷したワイヤレスＵＳＢハブ、及び、ＰＣにＵＳＢ接続された親機と、ＵＳＢ機器に接続された子機とを相互にワイヤレス接続するワイヤレスＵＳＢハブであり、該ワイヤレスＵＳＢハブの親機に、ＵＳＢを介して前記ＰＣとのインターフェースを実現するためのＵＳＢコントローラと、該ＰＣのＵＳＢ動作を模擬するための擬似ホストと、該ＰＣのＵＳＢインターフェースとして使用されるＵＳＢホストコントローラと同一構成のホストコントローラと、ハブ機能を有し、且つ、ＵＲＢデータをカプセル化して送受信するためのワイヤレスＵＳＢハブブロックと、無線伝送手段としてのＴＸ／ＲＸとを設け、更に、前記子機に、該ＰＣのＵＳＢ動作を模擬するための擬似ホストと、該ＰＣのＵＳＢインターフェースとして使用される前記ＵＳＢホストコントローラと同一構成のホストコントローラと、無線伝送手段としてのＴＸ／ＲＸとを装備し、更に、前記ＰＣ内部にＵＳＢデータの送受信を行なう前記ＵＳＢホストコントローラと、該ＵＳＢホストコントローラ用のデバイスドライバーであるＵＨＣＤと、ＵＳＢ機能全体をコントロールするＵＳＢドライバーと、前記ワイヤレレスＵＳＢハブブロックのデバイスドライバーであり、且つ、ＵＲＢデータをカプセル化して前記ワイヤレスＵＳＢハブブロックとの間で送受信するワイヤレスＵＳＢハブドライバーとを装荷したワイヤレスＵＳＢハブに於いて、前記子機内の前記擬似ホストによって付与されたＵＳＢ機器のＵＳＢアドレス及び親機のアドレス及び子機のアドレスが付加されたＵＳＢ機器の構成情報、並びに子機のアドレス及びＵＳＢ機器のＵＳＢアドレスが付加されたＵＲＢを送受信するように構成されたワイヤレスＵＳＢハブ、及び、前記親機及び前記子機にグループ識別データとしてグループＩＤを付与し、該親機がビーコンを送信する際に該ビーコンの中にグループＩＤを含めて送信するように構成された請求項１又は２記載のワイヤレスＵＳＢハブ、及び、前記ＵＳＢコントローラと、擬似ホストと、ホストコントローラと、ＴＸ／ＲＸと、ワイヤレスＵＳＢハブブロックから成る前記親機にスイッチを設け、該スイッチの切替えにより、該ＵＳＢコントローラ及びワイヤレスＵＳＢハブと、スイッチ及び擬似ホスト並びにホストコントローラとを直列に接続し、且つ、該ワイヤレスＵＳＢハブに前記ＴＸ／ＲＸを接続したスイッチ付親機を作成すると共に、別に該スイッチ付親機と同一構成であって、且つ、該スイッチの切替えによりＴＸ／ＲＸ及びスイッチ、擬似ホスト並びにホストコントローラを直列に接続したスイッチ付子機を作成し、前記親機及び子機に代えて該スイッチ付親機及びスイッチ付子機を用いることができるようにした請求項１，２又は３記載のワイヤレスＵＳＢハブを提供するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図１及び図２に従って詳述する。図１に於いて１０はワイヤレスＵＳＢハブシステムを示し、該ワイヤレスＵＳＢハブシステム１０はＰＣ（パソコン）１１にＵＳＢハブ１２を介してＵＳＢ接続された親機１３と、該親機１３とワイヤレス接続され、且つ、ＵＳＢ機器１４に接続される子機１５と、該ＰＣ１１内部に組み込まれ、且つ、該親機１３及び子機１５並びにＵＳＢ機器１４，１４…を作動させると共に制御する各種ドライバー１６，１６…及びコントローラ１７とから成る。
【００１２】
而して、該親機１３は、ＵＳＢを介して前記ＰＣ１１とのインターフェースを実現するためのＵＳＢコントローラ１３ａと、ワイヤレスＵＳＢハブ自体の機能を実現するためのワイヤレスＵＳＢハブブロック１３ｂと、前記ＰＣ１１のＵＳＢインターフェースとして設けられ、且つ、ＵＳＢデータの送受信を行うＵＳＢホストコントローラ１７ａと同一構成のホストコントローラ１３ｃと、前記ＰＣ１１のＵＳＢ動作を模擬するための擬似ホスト１３ｄと、ＵＳＢのワイヤレス化を実現するための無線伝送手段であるＴＸ／ＲＸ１３ｅとから成る。
【００１３】
又、該子機１５は、前記ＵＳＢホストコントローラ１７ａと同一構成のホストコントローラ１５ａと、前記ＰＣ１１のＵＳＢ動作を模擬するための擬似ホスト１５ｂと、前記親機１３との無線伝送を実現するためのＴＸ／ＲＸ１５ｃとから成る。
【００１４】
更に、前記ＰＣ１１内部には、ＵＳＢデータの送受信を行う前記ＵＳＢホストコントローラ１７ａと、該ＵＳＢホストコントローラ１７ａのデバイスドライバーであるＵＨＣＤ１６ａと、ＵＳＢ機能全体を制御するＵＳＢＤ１６ｂと、前記ワイヤレスＵＳＢハブブロック１３ｂ等を制御するワイヤレスＵＳＢハブドライバー１６ｃが組込まれ、且つ、各ＵＳＢ機器１４，１４…のドライバーとなるＵＳＢハブドライバー１６ｄ及びカメラドライバー１６ｅと、ＴＡドライバー１６ｆ並びにスキャナードライバー１６ｇ等の各種ドライバーが組込まれている。
【００１５】
ここで、前記親機１３が前記ＰＣ１１に接続され、前記子機１５にＴＡ（ターミナルアダプター）１４ａが接続された場合の動作を説明する。最初に該ＴＡ１４ａが該子機１５に接続されると該子機１５内部の前記擬似ホスト１５ａは該子機１５のポートにＴＡ１４ａが接続されたことを検出し、該子機１５のポートを有効にし、接続された該ＴＡ１４ａの構成情報の読込み等を行う。そして、該子機１５は、前記ＴＸ／ＲＸ１５ｃを通じて前記親機１３のワイヤレスＵＳＢハブブロック１３ｂへ新たなＴＡ１４ａの接続及びその構成情報を通知する。更に、該ワイヤレスＵＳＢハブブロック１３ｂは前記子機１５から入手した情報を前記ワイヤレスＵＳＢハブドライバー１６ｃに通知する。而して、該ワイヤレスＵＳＢハブドライバー１６ｃは新しいＴＡ１４ａが接続されたことを認識し、ＯＳ（オペレーティング・システム）のＰｎＰ（プラグアンドプレイ）マネージャーの助けを借りて前記ＴＡドライバー１６ｆをロードし、該ＴＡドライバー１６ｆをスタートさせ、斯くして、必要なアプリケーション動作が可能となる。
【００１６】
次に、前記ＰＣ１１から前記ＴＡ１４ａに向けてデータ転送を行う場合について説明する。前記ＴＡドライバー１６ｆから前記ワイヤレスＵＳＢハブドライバー１６ｃに対しては、ＵＲＢ（ＵＳＢ Request Block ）の形でデータが送られる。そして、該ワイヤレスＵＳＢハブドライバー１６ｃはこのデータを前記親機１３内のワイヤレスＵＳＢハブブロック１３ｂとの間で取り決めたフォーマットに従ってカプセル化し、前記ＵＳＢドライバー１６ｂへ送る。該カプセル化されたデータは通常のＵＳＢの場合と同様な手順で前記ＵＨＣＤ１６ａ及びＵＳＢホストコントローラ１７ａ、ＵＳＢハブ１２並びにＵＳＢコントローラ１３ａを経由して前記ワイヤレスＵＳＢハブブロック１３ｂに送られる。そして、該ワイヤレスＵＳＢハブブロック１３ｂは前記カプセル化されたデータを前記ＴＡドライバー１６ｆが前記ワイヤレスＵＳＢハブドライバー１６ｃへ渡したオリジナルな形に戻し、前記親機１３と前記子機１５の間の無線区間にて取り決めたプロトコルに従って該子機１５へ送る。該子機１５では受信データを前記擬似ホスト１５ｂへ渡し、更に、前記ホストコントローラ１５ａから前記ＴＡ１４ａへ送る。
【００１７】
次に、前記ＴＡ１４ａからデータを読み込む場合について説明する。ＵＳＢのプロトコルでは該ＴＡ１４ａから前記ＰＣ１１へ向けて非同期にデータを送信することはできないため、該ＴＡ１４ａからデータを読み込む場合は、前記ＴＡドライバー１６ｆから前記ワイヤレスＵＳＢハブドライバー１６ｃに対してＵＲＢ（ＩＮ）を送る。該ワイヤレスＵＳＢハブドライバー１６ｃは前記親機１３内のワイヤレスＵＳＢハブブロック１３ｂとの間で取り決めたフォーマットに従い、ＵＲＢ（ＩＮ）が前記ＴＡドライバー１６ｆから発行されたことを該ワイヤレスＵＳＢハブブロック１３ｂに通知する。そして、該ワイヤレスＵＳＢハブブロック１３ｂはＵＲＢ（ＩＮ）が発行されたことを前記子機１５に通知する。該子機１５内の前記擬似ホスト１５ｂがＵＲＢ（ＩＮ）が発行されたことを知ると、該擬似ホスト１５ｂは前記ホストコントローラ１５ａを介して前記子機１５に接続されている前記ＴＡ１４ａに対してデータ読み込み命令であるＩＮ命令を発行しデータの読み込み動作を行う。該読み込まれたデータは前記擬似ホスト１５ｂ内のメモリに一旦バッファリングされ、更に、前記親機１３内の前記ワイヤレスＵＳＢハブブロック１３ｂへ送られる。該ワイヤレスＵＳＢハブブロック１３ｂでは該データを前記ワイヤレスＵＳＢハブドライバー１６ｃとの間で取り決められたプロトコルに従ってカプセル化し、該ワイヤレスＵＳＢハブドライバー１６ｃからのインタラプト転送に対してデータが揃ったことを通知し、データが揃ったことを知った該ワイヤレスＵＳＢハブドライバー１６ｃからのＩＮ命令に従って前記カプセル化したデータを該ワイヤレスＵＳＢハブドライバー１６ｃへ送る。そして、該ワイヤレスＵＳＢハブドライバー１６ｃでは受け取ったデータをオリジナルの形に戻し、最初に前記ＴＡドライバー１６ｆが該ワイヤレスＵＳＢハブドライバー１６ｃへ渡したＵＲＢ（ＩＮ）に対してのデータとして該ＴＡドライバー１６ｆへデータを送る。
【００１８】
更に、前記親機１３及び前記子機１５並びに前記ＵＳＢ機器１４が複数台ある場合、夫々を認識し区別する方法を説明する。先ず、該親機１３及び該子機１５とも一台毎に異なるアドレスが夫々付与される。該アドレス番号の割り当て方法は、例えばＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮシステムを無線回線として採用する場合、「ＩＥＥＥ Std ８０２．１Ｆ−１９９３ Common Definition and Procedures for ＩＥＥＥ８０２ Management Information 」で規定されるアドレスが使用される。そして、無線区間からデータを受信した際には、先ずデータの先頭に付加されている宛先アドレスのチェックを行い、予め自機に付与されているアドレスと一致するかどうかのチェックを行う。そして、データの先頭に付加されているアドレスが自機のアドレスと一致した場合、データ本体の受信を行い、一致しない場合はデータの受信等その後の操作は行われない。
【００１９】
更に、詳しく個々の親機１３及び子機１５並びにＵＳＢ機器１４，１４…が認識され、且つ、区別される手順を説明する。先ず、最初に該親機１３が前記ＰＣ１１に接続されると、以降該親機１３は前記ワイヤレスＵＳＢハブシステム１０の親機１３としての動作が可能となるため、その事を無線回線を通じて該子機１５へ通知するために、例えばビーコンという形で予め決められた時間間隔で該親機１３自身のアドレス等該親機１３の情報を送信する。
【００２０】
このビーコンの送信の際は特定の子機１５に対してのデータ送信ではないため、送信データの先頭に相手方子機１５のアドレスを付加することはできない。そこで、例えば、前述の「ＩＥＥＥ８０２．１Ｆ」で規定されるブロードキャストアドレスのようなアドレスを付加する。そして、該ブロードキャストアドレスを付加されたデータは受信側にて常に受信可能である。ここで、ある子機１５に該子機１５にとって最初の一台目となるＵＳＢ機器１４が接続されると、その時点から該子機１５は前記親機１３のビーコン受信を試みる。そして、前記親機１３からのビーコンを受信することにより該親機１３のアドレス等の情報が得られるため、この時点で該子機１５はＵＳＢ機器１４に対してコマンドを発行して該ＵＳＢ機器１４の構成情報を得る。該構成情報を受信した子機１５は、該子機１５内の前記擬似ホスト１５ｂにて該ＵＳＢ機器１４に対してのＵＳＢアドレス（このＵＳＢアドレスは０〜１２７までのアドレスであり、通常、前記ＰＣ１１と直接接続されるＵＳＢ機器１４「例えばカメラ１４ｃ」に割り当てられるＵＳＢアドレスと同じアドレスであるが、ここでは各子機１５毎に独立に割り当てられるＵＳＢアドレスを意味する。）を割り当て、該構成情報にデータ送信宛先である前記親機１３のアドレス及び送信元である該子機１５のアドレス並びに前記ＵＳＢ機器１４のＵＳＢアドレスを付加し前記親機１３へ送る。
【００２１】
以後、既に動作している子機１５にＵＳＢ機器１４が追加されたり、又は、新たに別の子機１５にＵＳＢ機器１４が接続された場合にも同様の動作が行われ、前記親機１３に設けられた前記ワイヤレスＵＳＢハブブロック１３ｂにＵＳＢアドレス情報が蓄積される。そして、実際に複数台のＵＳＢ機器１４，１４…が前記子機１５に接続されている場合や複数台の子機１５，１５…が存在する場合に、前記ワイヤレスＵＳＢハブドライバー１６ｄからＵＲＢのカプセル化データが該ワイヤレスＵＳＢハブブロック１３ｂに送られてくると、該ワイヤレスＵＳＢハブブロック１３ｂでは予め知り得た情報から対応する子機１５のアドレスとＵＳＢアドレスを割り出し、それらのアドレスを該ＵＲＢに付加し無線回線に送信することになる。
【００２２】
次に、複数の親機がある場合について認識、区別する方法を説明する。複数の親機１３，１３…が存在する場合に於いては、前述のアドレスだけではＵＳＢ機器１４が接続されているある子機１５がどの親機１３に接続されるべきか明確になっていないため、アドレス以外にグループ化を行う必要があり、例えばグループＩＤのような識別データを各グループ毎に用意し、予めグループに属する親機１３及び子機１５すべてに記憶させておくことにする。そして、前記ＰＣ１１に接続された前記親機１３がビーコンを送信する際には、その中に該ＩＤを含めることとし、該ビーコンを検出する前記子機１５では予め自身に記憶しているグループＩＤと一致するビーコンのみを受信し、一致しないビーコンは受信しないようにする。斯くして、該親機１３，１３…が複数台同時に存在しても、同一の無線回線（例えば電波を使った無線回線の場合は同一の周波数）を共用してワイヤレスＵＳＢシステムを実現することが可能となる。例えば、前記ＰＣ１１が多数台あった場合にも夫々のＰＣ１１，１１…に対して自由にＵＳＢ機器１４，１４…をワイヤレス化することができ、該ＵＳＢ機器１４，１４…は同一の無線回線を使用して無線化しているにも拘わらず、通常のＵＳＢのように排他的にＵＳＢ機器１４を専有することが可能となる。
【００２３】
尚、ノートＰＣ等、小型のＰＣではＵＳＢポートが一個しかない場合もあり、その場合、ＵＳＢポートを親機１３に専有されてしまうと他の機器の接続が不可能となる。そこで、該親機１３にＵＳＢポートを設置し、ここに、例えばスキャナー１４ｂ等のＵＳＢ機器１４を接続することも可能である。
【００２４】
又、該親機１３の中の擬似ホスト１３ｄ及びホストコントローラ１３ｃ部分は前記子機１５と同一の構成となっており、該親機１３の内部の前記擬似ホスト１３ｄ及び前記ホストコントローラ１３ｃ部分を利用すると、該親機１３と該子機１５は図２に示すように同一の内部構成とすることが可能である。図２（ａ）はスイッチ付親機１３Ａの場合のブロック図であり、図２（ｂ）はスイッチ付子機１５Ａの場合のブロック図である。いずれも内部構成は同一となっているが、ＳＷ（スイッチ）１８により内部のブロックを切り替えてスイッチ付親機１３Ａ及びスイッチ付子機１５Ａの機能を実現するように構成されている。先ず、ＵＳＢコントローラ１３ａのＵＳＢポートが前記ＰＣ１１へ接続された場合には、自動的にスイッチ付親機１３Ａとしての機能を実現するようにし、前記ＳＷ１８はワイヤレスＵＳＢハブブロック１３ｂと擬似ホスト１３ｄとを接続する。一方、ＵＳＢコントローラ１３ａのＵＳＢポートに前記ＰＣ１１が接続されず、前記ホストコントローラ１３ｃのＵＳＢポートにＵＳＢ機器１４が接続された場合には、自動的にスイッチ付子機１５Ａとしての機能を実現するようにし、この場合、前記ＳＷ１８は前記擬似ホスト１３ｄと前記ＴＸ／ＲＸ１３ｅとを接続し、前記ＵＳＢコントローラ１３ａ及び前記ワイヤレスＵＳＢハブブロック１３ｂの動作を停止させる。
【００２５】
尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は上記一実施の形態に詳述したように、請求項１記載の発明は親機にハブ機能を有し、且つ、ＵＲＢデータをカプセル化して送受信するためのワイヤレスＵＳＢハブブロックを設け、更に、ＰＣ本体内部に該ワイヤレスＵＳＢハブブロックのデバイスドライバーであり、且つ、ＵＲＢデータをカプセル化して該ワイヤレスＵＳＢハブブロックとの間で送受信するワイヤレスハブドライバーを設けたから、データをＵＲＢの形でカプセル化して送受信可能となり、斯くして、接続されるＵＳＢ機器のタイミングやプロトコルに制限がなく、且つ、既存のＵＳＢ機器に対してソフトやハードを一切変更することなく、該ＵＳＢ機器とＰＣとの間をワイヤレス接続することができる。
【００２７】
又、請求項２記載の発明は、前記子機内の前記擬似ホストによって付与されたＵＳＢ機器のＵＳＢアドレス及び親機のアドレス及び子機のアドレスが付加されたＵＳＢ機器の構成情報、並びに子機のアドレス及びＵＳＢ機器のＵＳＢアドレスが付加されたＵＲＢを送受信するように構成したから、該アドレスにより送信先及び発進元の識別が可能となり、複数の子機及びＵＳＢ機器を接続でき、且つ、データを確実に受信できる。又、従来例のように多数のファンクションコントローラを装荷する必要もない。
【００２８】
又、請求項３記載の発明は、親機から該親機自身のアドレス情報等を送信するビーコンにグループＩＤを含めて送信するようにしたから、子機側でグループの識別が可能となり、該親機が複数台存在しても、同一の無線回線を共用してワイヤレスＵＳＢシステムを実現することができる。
【００２９】
更に、請求項４記載の発明は、親機にスイッチを設け、該親機内の構成要素を該スイッチで選択的に接続して子機の機能も実現するように構成したから、該親機は子機として用いることが可能となる。従って、該親機と子機は同一構成であるため、同一工程で作成可能となり作成工数の削減が図れる。
【００３０】
斯くして、本発明は、複数台の既存のＵＳＢ機器とＰＣとをワイヤレスで接続できるようにしたワイヤレスＵＳＢハブであって、該ワイヤレスＵＳＢハブに既存のＵＳＢ機器を安価に多数接続できるようにする等、正に著大なる効果を奏する発明である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の請求項１乃至請求項３に係る一実施の形態を示し、ワイヤレスＵＳＢハブシステムのブロック図。
【図２】（ａ）本発明の請求項４に係る一実施の形態を示し、親機のブロック図。（ｂ）本発明の請求項４に係る一実施の形態を示し、子機のブロック図。
【図３】従来例を示し、ワイヤレスＵＳＢハブシステムのブロック図。
【図４】図３の親機のブロック図。
【符号の説明】
１０ワイヤレスＵＳＢハブシステム
１１ＰＣ
１３親機
１３ａＵＳＢコントローラ
１３ｂワイヤレスＵＳＢハブブロック
１３ｃ，１５ａホストコントローラ
１３ｄ，１５ｂ擬似ホスト
１３ｅ，１５ｃＴＸ／ＲＸ
１３Ａスイッチ付親機
１４ＵＳＢ機器
１５子機
１５Ａスイッチ付子機
１６ａＵＨＣＤ
１６ｂＵＳＢドライバー
１６ｃワイヤレスＵＳＢハブドライバー
１７ａＵＳＢホストコントローラ
１８スイッチ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a wireless USB hub, and more particularly, to a wireless USB hub that can connect a plurality of existing USB devices and a PC (personal computer) wirelessly.
[0002]
[Prior art]
A conventional wireless USB hub of this type will be described with reference to FIGS. FIG. 3 shows a USB data buffering type wireless USB hub 1 in which a plurality of USB devices are connected. The wireless USB hub 1 is connected to a PC 2 by a USB connection, a scanner 4a and a printer 4b. .. And USB devices 4a, 5b,..., And the master device 3 and the slave devices 5a, 5b.
[0003]
Thus, as shown in FIG. 4, the master unit 3 includes a USB hub 6, USB function controllers 7a, 7b, which will be described later, a buffer 8 for buffering USB data, and TX / TX as a wireless transmission means. RX9. In the figure, 9a is an antenna. The function controllers 7a, 7b,... Are for simulating USB devices 4, 4,..., Such as a scanner 4a and a printer 4b, connected to the slave devices 5a, 5b,. The USB function controllers 7a, 7b,... Are mounted in the same number as the USB devices 4, 4,. The slave units 5a, 5b,... Have a buffer (not shown) and wireless transmission means (not shown).
[0004]
Thus, for example, when data is transmitted from the PC 2 to the printer 4b, the data from the PC 2 is received by the base unit 3, buffered in the buffer 8 provided in the base unit 3, and The buffered data is sent to the slave unit 5b through the TX / RX 9 and buffered in a buffer (not shown) provided in the slave unit 5b, and the buffered data is transmitted to the printer 4b.
[0005]
Further, when reading data read by the scanner 4a into the PC 2, the data from the scanner 4a is received by the slave unit 5a and buffered in a buffer (not shown) provided in the slave unit 5a. Further, the data in the buffer is sent from the TX / RX (not shown) provided in the slave unit 5a to the master unit 3, the buffer 8 provided in the master unit 3 is buffered again, and The data in the buffer 8 is sent to the PC 2.
[0006]
In the case of the USB data buffering method, the master unit 3 viewed from the PC 2 is recognized as a USB device 4, 4... Such as the scanner 4a and printer 4b connected to the other side of the slave units 5a, 5b. When viewed from the USB devices 4, 4..., The slave units 5 a, 5 b... Are recognized as the PC 2 body connected to the other side of the master unit 3.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
When there are a plurality of USB devices to be wirelessly connected to the above-described wireless USB hub, it is necessary to mount the same number of hub ports and USB function controllers as the maximum number of USB devices that can be connected in the parent device. In addition, since the hub port and the USB function controller are built in the master unit, the maximum number of USB devices that can be connected cannot be determined immediately, and when the hub port is insufficient, it is difficult to increase the number of USB devices. There was a defect.
[0008]
Thus, as a means for improving the above-described defects, a method of incorporating a sufficient number of hub ports and USB function controllers into the master unit is conceivable. However, this method requires a large amount of semiconductors and thus increases the cost. There is.
[0009]
Therefore, it is a wireless USB hub that enables wireless connection between a plurality of existing USB devices and a PC, and should be solved so that a large number of existing USB devices can be connected to the wireless USB hub at low cost. A technical problem arises, and the present invention aims to solve this problem.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been proposed in order to achieve the above object. In a wireless USB hub for wirelessly connecting a master unit connected to a PC by USB and a slave unit connected to a USB device, A USB controller for realizing an interface with the PC via USB, a pseudo host for simulating the USB operation of the PC, and a USB used as the USB interface of the PC A host controller having the same configuration as the host controller, a wireless USB hub block having a hub function and encapsulating and transmitting URB data, and TX / RX as wireless transmission means are provided. A simulated host for simulating the USB operation of the PC, and the USB interface of the PC A USB host controller having the same configuration as the USB host controller used as a wireless transmission means, a TX / RX as wireless transmission means, and a USB host controller for transmitting and receiving USB data inside the PC; and the USB UHCD, which is a device driver for the host controller, a USB driver that controls the entire USB function, and a device driver for the wireless USB hub block, which also encapsulates URB data and transmits / receives data to / from the wireless USB hub block wireless USB hub loaded with the wireless USB hub driver to, and a base unit that is USB connected on your PC, a wireless USB hub for wireless connection to each other and connected to the slave unit to the USB device, the wireless USB Ha A USB controller for realizing an interface with the PC via USB, a pseudo host for simulating the USB operation of the PC, and a USB host controller used as a USB interface of the PC A host controller having the same configuration, a hub function, a wireless USB hub block for encapsulating and transmitting URB data, and TX / RX as a wireless transmission means are provided. A pseudo host for simulating the USB operation of the PC, a host controller having the same configuration as the USB host controller used as the USB interface of the PC, and TX / RX as a wireless transmission means; The USB host controller that transmits and receives USB data to the PC. A wireless USB hub block that encapsulates URB data, a roller, a UHCD that is a device driver for the USB host controller, a USB driver that controls the entire USB function, and a device driver for the wireless USB hub block In a wireless USB hub loaded with a wireless USB hub driver that transmits / receives data to / from the USB device, the USB address of the USB device, the address of the master device, and the address of the slave device assigned by the pseudo host in the slave device are added. USB device configuration information, a wireless USB hub configured to transmit / receive a URB to which the address of the slave device and the USB address of the USB device are added, and a group as group identification data to the master device and the slave device I The wireless USB hub according to claim 1 or 2, wherein the master device transmits a beacon including a group ID when transmitting the beacon, and the USB controller; A switch is provided in the master unit including a host, a host controller, TX / RX, and a wireless USB hub block, and the USB controller and the wireless USB hub, the switch, the pseudo host, and the host controller are switched by switching the switch. A master unit with a switch that is connected in series and has the TX / RX connected to the wireless USB hub is created, and has the same configuration as that of the master unit with a switch. With switch with RX and switch, pseudo host and host controller connected in series A wireless USB hub according to claim 1, 2 or 3, wherein a machine is created and the master unit with switch and the slave unit with switch can be used in place of the master unit and the slave unit. .
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a wireless USB hub system. The wireless USB hub system 10 is connected to a PC (personal computer) 11 via a USB hub 12 via a USB hub 12 and is wirelessly connected to the master unit 13. And a slave unit 15 connected to the USB device 14 and various drivers 16 and 16 incorporated in the PC 11 and operating and controlling the master unit 13 and the slave unit 15 and the USB devices 14, 14. And a controller 17.
[0012]
Thus, the base unit 13 includes a USB controller 13a for realizing an interface with the PC 11 via USB, a wireless USB hub block 13b for realizing the function of the wireless USB hub itself, and the PC 11 A host controller 13c that is provided as a USB interface and that has the same configuration as the USB host controller 17a that transmits and receives USB data, a pseudo host 13d that simulates the USB operation of the PC 11, and a wireless implementation of USB TX / RX13e which is a wireless transmission means.
[0013]
The slave unit 15 is configured to realize wireless transmission between the host controller 15a having the same configuration as the USB host controller 17a, a pseudo host 15b for simulating the USB operation of the PC 11, and the master unit 13. TX / RX15c.
[0014]
Further, in the PC 11, the USB host controller 17a that transmits and receives USB data, the UHCD 16a that is a device driver of the USB host controller 17a, a USB D 16b that controls the entire USB function, the wireless USB hub block 13b, and the like , And a USB hub driver 16d and a camera driver 16e which are drivers of the respective USB devices 14, 14... And various drivers such as a TA driver 16f and a scanner driver 16g. Yes.
[0015]
Here, the operation when the master unit 13 is connected to the PC 11 and a TA (terminal adapter) 14a is connected to the slave unit 15 will be described. When the TA 14a is first connected to the slave unit 15, the pseudo host 15a in the slave unit 15 detects that the TA 14a is connected to the port of the slave unit 15, and activates the port of the slave unit 15. The configuration information of the connected TA 14a is read. Then, the handset 15 notifies the connection of the new TA 14a and the configuration information thereof to the wireless USB hub block 13b of the base unit 13 through the TX / RX 15c. Further, the wireless USB hub block 13b notifies the wireless USB hub driver 16c of information obtained from the slave unit 15. Thus, the wireless USB hub driver 16c recognizes that the new TA 14a is connected, loads the TA driver 16f with the help of an OS (Operating System) PnP (Plug and Play) manager, The TA driver 16f is started, and thus necessary application operations can be performed.
[0016]
Next, a case where data transfer is performed from the PC 11 toward the TA 14a will be described. Data is sent in the form of URB (USB Request Block) from the TA driver 16f to the wireless USB hub driver 16c. Then, the wireless USB hub driver 16c encapsulates this data in accordance with the format agreed with the wireless USB hub block 13b in the base unit 13, and sends it to the USB driver 16b. The encapsulated data is sent to the wireless USB hub block 13b via the UHCD 16a, the USB host controller 17a, the USB hub 12, and the USB controller 13a in the same procedure as in the normal USB. Then, the wireless USB hub block 13b returns the encapsulated data to the original form that the TA driver 16f has passed to the wireless USB hub driver 16c, and the wireless section between the master unit 13 and the slave unit 15 is restored. Is sent to the slave unit 15 in accordance with the protocol decided in (1). The slave unit 15 passes the received data to the pseudo host 15b, and further sends it from the host controller 15a to the TA 14a.
[0017]
Next, a case where data is read from the TA 14a will be described. Since data cannot be asynchronously transmitted from the TA 14a to the PC 11 in the USB protocol, when data is read from the TA 14a, the URB (IN) is transmitted from the TA driver 16f to the wireless USB hub driver 16c. Send. The wireless USB hub driver 16c notifies the wireless USB hub block 13b that URB (IN) has been issued from the TA driver 16f in accordance with the format agreed with the wireless USB hub block 13b in the base unit 13. To do. Then, the wireless USB hub block 13b notifies the child device 15 that URB (IN) has been issued. When the pseudo host 15b in the slave unit 15 knows that URB (IN) has been issued, the pseudo host 15b communicates with the TA 14a connected to the slave unit 15 via the host controller 15a. An IN command, which is a data read command, is issued to perform a data read operation. The read data is once buffered in the memory in the pseudo host 15b, and further sent to the wireless USB hub block 13b in the base unit 13. The wireless USB hub block 13b encapsulates the data according to a protocol negotiated with the wireless USB hub driver 16c, and notifies the interrupt transfer from the wireless USB hub driver 16c that the data is ready. The encapsulated data is sent to the wireless USB hub driver 16c in accordance with an IN command from the wireless USB hub driver 16c that knows that the data is ready. Then, the wireless USB hub driver 16c returns the received data to the original form, and the TA driver 16f first sends the data to the TA driver 16f as data for URB (IN) passed to the wireless USB hub driver 16c. Send data.
[0018]
Further, a method for recognizing and distinguishing each of the master device 13, the slave device 15, and the USB device 14 will be described. First, different addresses are assigned to each of the master unit 13 and the slave unit 15. For example, when an IEEE802.11 wireless LAN system is adopted as a wireless line, an address defined by “IEEE Std 802.1F-1993 Common Definition and Procedures for IEEE802 Management Information” is used as the address number assignment method. When data is received from the wireless section, first, the destination address added to the head of the data is checked, and it is checked whether it matches the address assigned to the own device in advance. If the address added to the beginning of the data matches the address of the own device, the data body is received. If the address does not match, subsequent operations such as data reception are not performed.
[0019]
Further, a procedure for recognizing and distinguishing the individual parent device 13 and child device 15 and the USB devices 14, 14... Will be described in detail. First, when the base unit 13 is first connected to the PC 11, the base unit 13 can subsequently operate as the base unit 13 of the wireless USB hub system 10, and this is communicated via the wireless line. In order to notify the device 15, information on the parent device 13 such as the address of the parent device 13 itself is transmitted at a predetermined time interval in the form of a beacon, for example.
[0020]
Since this beacon transmission is not data transmission to a specific slave unit 15, the address of the counterpart slave unit 15 cannot be added to the head of the transmission data. Therefore, for example, an address such as a broadcast address defined in the above-mentioned “IEEE802.1F” is added. The data to which the broadcast address is added can always be received on the receiving side. Here, when the first USB device 14 connected to a certain child device 15 is connected to the child device 15, the child device 15 tries to receive the beacon of the parent device 13 from that time. Since the information such as the address of the master unit 13 is obtained by receiving the beacon from the master unit 13, the slave unit 15 issues a command to the USB device 14 at this time, and the USB device 14 pieces of configuration information are obtained. The slave unit 15 that has received the configuration information uses the USB address for the USB device 14 in the pseudo host 15b in the slave unit 15 (this USB address is an address from 0 to 127, and usually the This is the same address as the USB address assigned to the USB device 14 “for example, camera 14c” directly connected to the PC 11, but here it means a USB address assigned independently for each slave unit 15). The address of the master unit 13 that is the data transmission destination, the address of the slave unit 15 that is the transmission source, and the USB address of the USB device 14 are added to the information and sent to the master unit 13.
[0021]
Thereafter, the same operation is performed when the USB device 14 is added to the already operating slave unit 15 or when the USB device 14 is newly connected to another slave unit 15. The USB address information is stored in the wireless USB hub block 13b provided in FIG. When a plurality of USB devices 14, 14... Are actually connected to the child device 15 or when a plurality of child devices 15, 15,... Exist, the URB capsule is transmitted from the wireless USB hub driver 16d. When the digitized data is sent to the wireless USB hub block 13b, the wireless USB hub block 13b determines the address of the corresponding slave unit 15 and the USB address from information obtained in advance, and adds those addresses to the URB. Then, it is transmitted to the wireless line.
[0022]
Next, a method for recognizing and distinguishing when there are a plurality of master units will be described. In the case where there are a plurality of parent devices 13, 13,..., It is not clear to which parent device 13 a certain child device 15 to which the USB device 14 is connected should be connected only by the aforementioned address. For this reason, it is necessary to perform grouping in addition to the address. For example, identification data such as a group ID is prepared for each group and stored in advance in all of the parent device 13 and the child device 15 belonging to the group. When the master unit 13 connected to the PC 11 transmits a beacon, the ID is included in the beacon, and the slave unit 15 that detects the beacon stores a group ID stored in advance in itself. Only beacons that match are received, and beacons that do not match are not received. Thus, even when there are a plurality of the master units 13, 13... Simultaneously, the same wireless line (for example, the same frequency in the case of a wireless line using radio waves) is shared to realize a wireless USB system. Is possible. For example, even when there are a large number of PCs 11, the USB devices 14, 14... Can be freely made wireless with respect to the respective PCs 11, 11. Despite being used and made wireless, the USB device 14 can be exclusively used like a normal USB.
[0023]
Note that a small PC such as a notebook PC may have only one USB port. In this case, if the USB port is exclusively used by the master unit 13, it is impossible to connect other devices. Therefore, it is possible to install a USB port on the parent device 13 and connect a USB device 14 such as a scanner 14b to the USB port.
[0024]
Further, the pseudo host 13d and the host controller 13c in the base unit 13 have the same configuration as the slave unit 15, and the pseudo host 13d and the host controller 13c in the base unit 13 are used. Then, the master unit 13 and the slave unit 15 can have the same internal configuration as shown in FIG. FIG. 2A is a block diagram in the case of the switch-equipped master unit 13A, and FIG. 2B is a block diagram in the case of the switch-attached slave unit 15A. Although the internal configuration is the same in both cases, the internal blocks are switched by an SW (switch) 18 to realize the functions of the switch-equipped master unit 13A and the switch-equipped slave unit 15A. First, when the USB port of the USB controller 13a is connected to the PC 11, the function as the switch base unit 13A is automatically realized, and the SW 18 connects the wireless USB hub block 13b and the pseudo host 13d. Connecting. On the other hand, when the PC 11 is not connected to the USB port of the USB controller 13a and the USB device 14 is connected to the USB port of the host controller 13c, the function as the slave unit with switch 15A is automatically realized. In this case, the SW 18 connects the pseudo host 13d and the TX / RX 13e, and stops the operations of the USB controller 13a and the wireless USB hub block 13b.
[0025]
It should be noted that the present invention can be variously modified without departing from the spirit of the present invention, and the present invention naturally extends to the modified ones.
[0026]
【The invention's effect】
As described in detail in the above embodiment, the present invention has a hub function in the base unit, and a wireless USB hub block for encapsulating and transmitting URB data. Furthermore, since a wireless hub driver that encapsulates URB data and transmits / receives data to / from the wireless USB hub block is provided inside the PC body, the data is encapsulated in the form of URB. Therefore, there is no restriction on the timing and protocol of the connected USB device, and there is no change in software or hardware with respect to the existing USB device. Wireless connection can be established.
[0027]
According to the second aspect of the present invention, the USB address of the USB device assigned by the pseudo host in the slave unit, the configuration information of the USB device to which the master unit address and slave unit address are added, and the slave unit since the URB address and USB address of the USB device is added is configured so that sending and receiving, the address by enabling identification of the destination and the starting source can be connected to multiple slave unit and the USB device, and data Can be received reliably. Further, it is not necessary to load a large number of function controllers as in the conventional example.
[0028]
In the invention of claim 3, since the group ID is included in the beacon that transmits the address information of the parent machine from the parent machine, the group can be identified on the child machine side. Even if there are a plurality of master units, a wireless USB system can be realized by sharing the same wireless line.
[0029]
Furthermore, the invention according to claim 4 is configured such that a switch is provided in the master unit and components in the master unit are selectively connected by the switch to realize the function of the slave unit. It can be used as a slave unit. Therefore, since the master unit and the slave unit have the same configuration, they can be created in the same process, and the number of creation steps can be reduced.
[0030]
Thus, the present invention is a wireless USB hub that enables wireless connection between a plurality of existing USB devices and a PC, and allows a large number of existing USB devices to be connected to the wireless USB hub at low cost. This is an invention that has a great effect.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a wireless USB hub system showing an embodiment according to claims 1 to 3 of the present invention.
FIG. 2A is a block diagram showing a master unit according to a fourth embodiment of the present invention. (B) The block diagram of a subunit | mobile_unit which shows one Embodiment which concerns on Claim 4 of this invention.
FIG. 3 is a block diagram of a wireless USB hub system showing a conventional example.
4 is a block diagram of the master unit in FIG. 3;
[Explanation of symbols]
10 Wireless USB hub system 11 PC
13 Master unit 13a USB controller 13b Wireless USB hub block 13c, 15a Host controller 13d, 15b Pseudo host 13e, 15c TX / RX
13A Master unit with switch 14 USB device 15 Slave unit 15A Slave unit 16a with switch UHCD
16b USB driver 16c Wireless USB hub driver 17a USB host controller 18 Switch

Claims

In a wireless USB hub that wirelessly connects a master unit connected to a PC via USB and a slave unit connected to a USB device,
Used as a USB controller for realizing the interface with the PC via the USB, a pseudo host for simulating the USB operation of the PC, and the USB interface of the PC in the base unit of the wireless USB hub A host controller having the same configuration as the USB host controller, a wireless USB hub block having a hub function and encapsulating and transmitting URB data, and TX / RX as wireless transmission means are provided.
Further, the slave unit includes a pseudo host for simulating the USB operation of the PC, a host controller having the same configuration as the USB host controller used as the USB interface of the PC, and TX / RX as a wireless transmission means. And equipped with
Further, the USB host controller that transmits / receives USB data to / from the PC, UHCD that is a device driver for the USB host controller, a USB driver that controls the entire USB function, and a device driver for the wireless USB hub block A wireless USB hub comprising: a wireless USB hub driver that encapsulates URB data and transmits / receives data to / from the wireless USB hub block.

It is a wireless USB hub that wirelessly connects a master unit connected to a PC via USB and a slave unit connected to a USB device.
Used as a USB controller for realizing the interface with the PC via the USB, a pseudo host for simulating the USB operation of the PC, and the USB interface of the PC in the base unit of the wireless USB hub A host controller having the same configuration as the USB host controller, a wireless USB hub block having a hub function and encapsulating and transmitting URB data, and TX / RX as wireless transmission means are provided.
Further, the slave unit includes a pseudo host for simulating the USB operation of the PC, a host controller having the same configuration as the USB host controller used as the USB interface of the PC, and TX / RX as a wireless transmission means. And equipped with
Further, the USB host controller that transmits / receives USB data to / from the PC, UHCD that is a device driver for the USB host controller, a USB driver that controls the entire USB function, and a device driver for the wireless USB hub block In a wireless USB hub loaded with a wireless USB hub driver that encapsulates URB data and transmits / receives data to / from the wireless USB hub block ,
The USB device USB address, the master device address, and the USB device configuration information to which the slave device address is added, and the slave device address and the USB address of the USB device are added. A wireless USB hub configured to send and receive URBs.

A group ID is assigned as group identification data to the parent device and the child device, and when the parent device transmits a beacon, the group ID is included in the beacon and transmitted. The wireless USB hub according to claim 1 or 2.

A switch is provided in the master unit including the USB controller, the pseudo host, the host controller, TX / RX, and a wireless USB hub block, and the USB controller and the wireless USB hub, the switch, and the pseudo are switched by switching the switch. A master unit with a switch in which a host and a host controller are connected in series and the TX / RX is connected to the wireless USB hub is created, and is separately configured in the same manner as the master unit with a switch, and A switch-equipped slave unit in which TX / RX, a switch, a pseudo host, and a host controller are connected in series is created by switching the switch, and the master unit with the switch and the slave unit with the switch are used instead of the master unit and the slave unit. The wireless device according to claim 1, 2 or 3, wherein USB hub.