JP4430245B2 - データバスを介する等時性データ伝送のためにバスパケットを構成する方法、及び、この方法を実行する装置 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、データバスを介する等時性データ伝送のためにバスパケットを構成する方法に関わる。本発明は、更に、この方法を実行する装置に関わる。装置は、特に、接続されたデータバスのためのバスインタフェースの一部でもよい。
【０００２】
［従来技術］
本発明は、独立項１記載の一般的なタイプのデータバスを介して等時性データ伝送のためにバスパケットを構成又はコンパイルする方法に基づく。長い間、消費者電化製品（ハイファイ装置、ビデオ、オーディオ）及びパーソナルコンピューティングのプロダクトセクタの集中化は、キャッチワードマルチメディアの下で公に示され、夫々のグループからの多くの製造者によって実際に推進されている。２つのプロダクトセクタを合わすことは、異なるプロダクトセクタの機器間、さもなければ、１つのプロダクトセクタ内の機器間のデータ交換の内容と関連する仕事がより顕著になることを意味する。これは、この内容に関する標準化に対する努力からも明らかであり、これらは既に非常に進歩している。特に、いわゆるＩＥＥＥ１３９４シリアルバスは、夫々のプロダクト群からの端末間のデータ交換のための、国際標準化され、且つ、非常に幅広く受け入れられているバスを既に提供する。前述の標準の正確な名称は、IEEE Standard for high performance serial bus，（IEEE）STD 1394-1995，IEEE New York， August 1996である。
【０００３】
本願記載の発明は、前述のバスシステム内でのいわゆる等時性データ転送に関わる。これに関連して、等時性は、伝送されるべきデータがデータソースで定期的に発生することを意味し、データは毎回略同じ大きさで発生する。このようなデータソースの例は、ビデオレコーダ又はキャムコーダ、ＣＤプレーヤ或いはＤＡＴレコーダのようなオーディオ装置、及び、ＤＶＤプレーヤ或いはビデオホン装置等である。国際標準は、等時性データ伝送のこのアプリケーションのために特に展開された。この標準の正確な名称は、IEC International Standard 61883 “Consumer Audio／Video Equipment Digital Interface，1^st edition 1998”である。この標準の第１のパートは、一般的なデータパケットフォーマット、データバス管理、及び、オーディオビジュアルデータのための接続管理を記載する。制御コマンドのための一般的な伝送規則も同様に定義される。
【０００４】
非常に頻繁に起こるアプリケーションは、ＭＰＥＧ２符号化ビデオ又はオーディオデータの伝送に関わる。データは、既に述べた通り、パケットでバスを介して伝送される。この場合、次の構造が前述の標準ＩＥＣ６１８８３に設けられる：データソース中で発生されたデータは定められた大きさを有するいわゆるデータソースパケットに分割される。例えば、ＭＰＥＧ２符号化データ伝送に関して、標準はデータソースパケットが例えば、同じ大きさの８つのデータブロックから成ることを明記する。この場合、データブロックの大きさはプログラムされ得る。大きさは、１乃至２５６クワドレットの間でもよく、このときクワドレット（quadlet）は、４つのデータバイトの組み合わせに対応する。データバスパケットは、ＩＥＣ６１８８３標準に従って１つ以上のバスパケットで伝送される。バスパケットは、バスパケットヘッド、有用なデータフィールド、及び、ＣＲＣチェックサムフィールドの要素に加えていわゆる等時性データフォーマットヘッダを有する。上記等時性データフォーマットヘッダは、前述のＩＥＣ６１８８３標準においてＣＩＰヘッダ（共通等時性パケット（Common isochronous packet））として示される。このＣＩＰヘッダは、標準及び以下により詳細に説明する等時性データ伝送のためのデータフォーマットを明確にする。この等時性データフォーマットヘッダは以下では、ＣＩＰヘッダと呼ばれる。このＣＩＰヘッダは、各バスパケットの始めにおいてバスパケットヘッダの後に加えられる。これは、伝送されたバスパケットを受信する局が正しい方法でデータを評価することを確実にする。
【０００５】
ＣＩＰヘッダは、等時性データ伝送中、主として一定で維持されるが、一つのセクション（ＤＢＣエントリ）において新しく更新されなくてはならない。しかしながら、これに加えて、等時性データ伝送中、一方で完全に構成されたバスパケットがバス上に送られ得る一方で同時に、新しいデータがアプリケーションプロセスによって提供されるため、上記ＣＩＰヘッダがバスインタフェース中に２回存在しなくてはならず、新しいＣＩＰヘッダがこれら新しいデータのために形成されなくてはならない。
【０００６】
この困難さにより、２つの別個の専用レジスタがＣＩＰヘッダのために設けられる、バスパケットを構成する内部的な解決策を最初に考えた。夫々のバスパケットの有用なデータはバッファメモリに提供される。パケットがバスを介して送られるべき場合、選択ユニットが２つの専用レジスタのうち一方から正しいＣＩＰヘッダを読み出し、正しい時間にデータ送信ユニットに転送し、バッファメモリから関連するデータを取り出し、これらデータをＣＩＰヘッダに取り付けなくてはならない。
【０００７】
本発明は、上記解決策を簡略化し、正確には、ＣＩＰヘッダと関連する有用なデータを一緒に合わす選択論理ユニットを可能な限り省略することを目的とする。
【０００８】
本発明は、この目的を、等時性データ伝送が確立されるとき、発生されるＣＩＰヘッダを１つの専用レジスタにだけ書き込み、更に、有用なデータのためにバッファメモリに書き込むことで実現され、この場合バスパケットの有用なデータはこのＣＩＰヘッダにバッファメモリ中でその後付けられる（請求項１参照）。この結果、バスを介するデータ伝送に関して、データ送信セクションは有用なデータのためだけにバッファメモリにアクセスすればよいことが実現され、このときＣＩＰヘッダ及び有用なデータは正しい順序で連続的に記憶される。従って、データ送信セクションは、バッファメモリを介してだけ伝送されるべきデータを得る。ＣＩＰヘッダが取り出される専用レジスタ、及び、有用なデータが取り付けられるバッファ領域のメモリ領域を決定する選択論理ユニットが省略され得る。
【０００９】
方法の更なる改善策は、従属項に示す対策により可能である。請求項２によると、ＣＩＰヘッダは、データを数えるための比較値を含んでもよい。この値は、各バスパケットに対して更新されなくてはならない。これは、バスパケットのデータがバッファメモリに書き込まれるとき、データがカウントされ、最後には、データカウントのためのこのようにして決定される比較値が専用レジスタに入れられるＣＩＰヘッダ中で更新され、更新されたＣＩＰヘッダはバスパケットのための次の空いた場所でバッファメモリにコピーされる。次のバスパケットのデータは、このＣＩＰヘッダに付けられる。結果として、次のバスパケットのための有用なデータは再びバッファメモリに連続的に記憶され、これら有用なデータはそこからバスインタフェースのデータ送信セクションに連続的に伝送され得る。
【００１０】
これに関連して、データがデータブロックの単位でカウントされ、ＣＩＰヘッダ中のデータカウントのための比較値が夫々のバスパケット中の第１のデータブロックに関連する場合に有利である。結果として、解決策は、ＣＩＰヘッダ中の比較値ＤＢＣが各場合においてバスパケットの第１のデータブロックに関連することを明記する前述のＩＥＣ６１８３３標準に従う。
【００１１】
本発明の対応する目的が実現される以下の対策は、本発明による方法を実行する装置（請求項６参照）に関して有利である。装置は、バスパケットのデータ用のバッファメモリを有する。更に、装置は、メモリ管理ユニット、及び、バスパケットのＣＩＰヘッダ用の専用レジスタを有する。装置は、更に、初期化手段を有し、この初期化手段は、等時性データ伝送が確立されるとき、第１のバスパケットに対する対応するＣＩＰヘッダを専用レジスタ及びバッファメモリ夫々にコピーする。
【００１２】
確立されるべき等時性データ伝送のためのＣＩＰヘッダは、送信局においてアプリケーションプロセスによって規定されることが好ましい。
【００１３】
更に、請求項８記載の対策が有利であり、ここでは、装置は更にデータブロックカウンタを有し、このデータブロックカウンタにより等時性データ伝送のデータブロックがカウントされ、時間における対応する点でのカウンタの示度はデータカウントに対する比較値を指定し、データのカウントは等時性データ伝送のためのＣＩＰヘッダが初期化中に記憶される専用レジスタに入れられる。更に、バッファメモリにコピーされるべき夫々の更新されたＣＩＰヘッダに対して対策を講じ、結果として、正確なＣＩＰヘッダが伝送されるべき次のバスパケットのためのバッファメモリにおいて再び直接的に利用できるようになる。
【００１４】
［本発明の典型的な実施例］
本発明の典型的な実施例は、図面に例示され、以下により詳細に説明する。
【００１５】
図１は、伝送されたバスパケットの例示的なシーケンスを示す図である。図示する例では、ＭＰＥＧ２−符号化されたビデオデータが等時性データ伝送中に送信されるべきことが仮定される。この場合、ＩＥＣ６１８３３標準は、１つのデータソースパケット当たりＭＰＥＧ２のビデオデータを含む８つのデータブロックを提供する。データブロックの大きさは、上述の標準においてクワドレットの単位で指定されている。データブロックの大きさは、プログラムされ得、正確には、１乃至２５６クワドレットの間の全ての値が可能である。ＭＰＥＧ２のビデオデータの伝送に関して、ＩＥＣ６１８３３標準は、データブロックに６クワドレットの大きさを有させる。更に、各場合において、８つのデータブロックが１３９４バスパケット中で伝送される。これは、前述の標準により可能であり、この場合、データソースパケットの全てのデータブロックは１つのバスパケット中で完全に伝送され得る。図１は、伝送されたバスパケットの例示的なシーケンスを示す。第１の伝送されたバスパケットは、図１中の上部分に示され、第２の伝送されたバスパケットは図１中の下部分に相応じて示される。等時性データ伝送のためのバスパケットの正確な構造は、上述のＩＥＣ６１８８６標準に指定される。従って、本発明の開示のために、この標準を特に参照する。
【００１６】
図１では、参照番号１０はバスパケットのヘッダを示す。このヘッダは、等時性データパケットのデータフィールドに関する詳細を、正確には、バイトの数で含み、更なる情報も含むが、これは以下に詳細に説明する必要はない。バスパケットのヘッダ１０の後には、データフィールドが続く。データフィールドは、領域１１乃至１９まで延在する。バスパケットの終わりには、ＣＲＣチェックワードが記憶されている領域２０が続く。いわゆるＣＩＰヘッダは、バスパケットのデータフィールドの始めに常に設けられている。ＣＩＰは、“共通等時性パケット”の略である。ＣＩＰヘッダは、等時性データ転送を説明する一連の情報アイテムを含む。従って、例えば、データソースの識別番号ＳＩＤがその中に含まれる。
【００１７】
更に、ＣＩＰヘッダは、バスパケット中の後のデータブロックの大きさを規定する。同様にして、データソースパケットが分割されるデータブロックの数を指定する詳細ＦＮ（フラクション番号）も含まれる。既に述べたとおり、ＭＰＥＧ２のビデオデータの場合、１つのデータソースパケット当たり常に８つのデータブロックがある。更なる詳細ＱＰＣ（クワドレット パディング・カウント）は、データソースパケットが同じ大きさのデータブロックに分割されることを補償するためにデータソースパケットの終わりにどれだけのパディング・クワドレットが付けられているかに関わる。更に、データパケットのヘッダがバスパケットにも設けられている可能性があるか否かを指定する情報アイテムＳＰＨ（ソースパケットヘッダ）が設けられる。更に、ＤＢＣ値（データブロックカウンタ）も設けられる。この値は、等時性データ伝送中の全ての伝送されたデータブロックに関して、バスパケット中のどのデータブロックが最初のデータブロックかを指定する。従って、全てのデータブロックは連続的に個別に番号付けされる。この値は、バスパケットが受信されたか否かを確認するために容易に使用され得る比較値を実際に構成する。このためには、受信されたデータブロックは、受信局において全て数え上げられる。新しいバスパケットが受信される度、その中に含まれるＤＢＣ値はカウントされた比較値と比較される。両方の値が対応する場合だけ、全てのデータブロックは受信され、どのバスパケットも損失されない。更に、ＣＩＰヘッダ中の情報アイテムはＦＭＴエントリ（フォーマットＩＤ）を含む。このエントリは、バスパケットがデータを含まず、いわゆるダミーパケットであることをシグナリングするために使用され得る。完全性のためにだけに述べるがＦＤＦエントリ（フォーマット依存フィールド）も明示され得、更にバスパケットのための時間指定を有するＳＹＴエントリも明示される。
【００１８】
第１のデータソースパケットＳＰ０のためのデータブロックＤＢ０乃至ＤＢ７は、後の領域１２乃至１９において後続する。データ領域１１におけるエントリ０は、この第１のバスパケットに対するＤＢＣ値が値０に設定されていることを示すことを意図し、これはこのバスパケット中の第１のデータブロックが番号０を有する点で同じである。ＤＢＣ値は、等時性データ転送の初期化中にこの値に自動的に設定される。これは、以下により詳細に説明する。当然のことながら、これは比較カウントに関しても考慮されなくてはならない。従って、比較カウントも同様に０から始まる。
【００１９】
次のバスパケットも８つのデータブロックを含む。この場合、第２のデータソースパケットＳＰ１の８つのデータブロックＤＢ０乃至ＤＢ７である。これは、図示する方法で同様に構成された更なるバスパケットによって後続されてもよい。
【００２０】
本発明のためのバスインタフェースの関連部分は図２に示す。これら構成要素は、ＩＥＥＥ１３９４バスインタフェース内のデータリンクレイヤ回路の一部である。参照番号３０はＩ２Ｃインタフェースを示し、このＩ２ＣインタフェースにＩ２Ｃバス３８が接続されている。Ｉ２Ｃを介して、ＩＥＥＥ１３９４バスインタフェースは例えば、等時性データ伝送のために構成され得る。必要な制御データは、Ｉ２Ｃバス３８を介してアプリケーションプロセスによって規定される。Ｉ２Ｃインタフェース３０は、バスインタフェースの更なる構成要素に内部バス４１を介して接続される。参照番号３２は、データ交換用のバッファメモリを示す。このバッファメモリ３２は、メモリ管理ユニット３１によって管理されている。つまり、メモリ管理ユニット３１は、メモリに夫々アクセスする構成要素に入来するデータ及び出発するデータが正確に送られるようにしてメモリを分割する。従って、アドレス制御全体は、このメモリ管理ユニット３１を補助として行われる。更に、メモリ管理ユニットは、内部バス４１に対してバスマスターとしても機能し、接続されるユニットに時分割多重化によって割り当てる。
【００２１】
更に、ＡＶ送受信ユニット３３が内部バス４１に接続されている。このユニットは、逆にデータバス３９に接続され、このデータバス３９を介して全ての入来するデータ及び出発するデータはアプリケーションへ、及び、アプリケーションから中継される。ＡＣ送受信ユニット３３は、ＤＢカウンタ３７も有する。このＤＢカウンタは、アプリケーションから受信した全てのデータブロックを数え上げる。ＩＥＣ６１８３３標準によると、このカウンタは８ビットカウンタである。
【００２２】
更なる構成要素として、レジスタユニット３４が内部バス４１に接続されている。上記レジスタユニットもＣＩＰヘッダのための既に述べた専用レジスタを含む。
【００２３】
内部バス４１に接続されている更なる構成要素は、データ送信回路３５及びデータ受信回路３６に関わる。これら回路は、１３９４バスインタフェースの物理レイヤＩＣに接続されている。１３９４バスを介してのデータ伝送の場合、これら回路の機能は、対応するパケットデータをバッファメモリ３２から取り出し、物理レイヤＩＣに正しい順序で送ることである。データ送信ユニット３５の更なるタスクは、ＣＲＣチェックを実施し、対応するＣＲＣチェックをバスパケットの終わりに付けることである。１３９４バスの場合、別個のＣＲＣチェックがバスパケットの１３９４ヘッダ中のデータのために設けられる。これは同様にデータ送信ユニット３５によって取り扱われている。データ受信ユニット３６は、対応するタスクを有し、即ち、１３９４ヘッダ及び有用なデータに対して受信されたバスパケットを別々にＣＲＣチェックし、且つ、バスパケットからの有用なデータを抽出し、並びに、これらデータをバッファメモリ３２に送る。
【００２４】
装置の動作方法を以下により詳細に説明する。等時性データ転送がアプリケーションプロセスによって要求された場合、以下の動作が行われる。バスインタフェースは、Ｉ２Ｃインタフェース３０を介して初期化され、全てのユニットは等時性データ伝送の準備が整えられる。特に、対応する値を有するアプリケーションによって規定されている等時性データ伝送のためのＣＩＰヘッダは、一方で専用レジスタ３８に、他方で、バスパケットのためのバッファメモリ３２中の第１の空いた場所に入れられる。ここで、ＣＩＰヘッダ中のＤＰＣ比較値が初期化のために０に設定されていることに注意する。同様にして、ＤＢカウンタ３７のカウンタの示度も初期化の結果０にリセットされる。更に、１３９４ヘッダのためのエントリは１３９４ヘッダの専用レジスタ３９に書き込まれる。このエントリは、ＣＩＰヘッダ用の専用レジスタ３８中へのエントリに依存する。１３９４ヘッダは等時性データ伝送を通じて変化しないため、この１３９４ヘッダもバッファメモリ３２に同時に転送することは必ずしも必要でない。特に、バスパケットが送信される度に対応する１３９４ヘッダを専用レジスタ３９から採択することも可能である。１３９４バスインタフェースが要求された等時性データ転送のために確立された後、有用なデータはバス４１を介してアプリケーションによって供給される。
【００２５】
ＡＶ送受信ユニット３３は、対応するメモリワードで入来するデータをバッファメモリ３２に送る。一体化されたＤＢカウンタ３７は、データを数え上げ、完全なデータブロックがメモリに送られる度にインクリメントされる。データブロックの大きさは、最後には、専用レジスタ３８に入れられ、ＤＢカウンタ３７は初期化プロセス中にしたがって設定される。８つのデータブロックがバッファメモリ３２に書き込まれた後、ＤＢカウンタ３７は制御信号を出力し、それにより現在のカウンタの示度は専用レジスタ３８、正確には、比較値ＤＢＣのための場所で転送される。同時に、この信号は、メモリ管理ユニット３１に専用レジスタ３８中の更新されたＣＩＰヘッダをバッファメモリ３２中のバスパケットのための次の空いた場所にコピーすべきことを通知する。その後、更なる有用なデータがＡＶ送受信器３３を介してバッファメモリ３２に書き込まれ得る。しかしながら、新しいデータが書き込まれると同時に、先行するバスパケットのデータはデータ送信ユニット３５及び物理レイヤＩＣを介して１３９４バスに出力され得る。メモリ管理ユニット３１は、内部バス４１を様々な構成要素に時分割多重化によって割り当てる。この場合、内部バス４１は、個々の構成要素の帯域幅の要件を満たし得るように設計される。結局のところ、受信されたデータをバッファメモリ３２に送る要件をデータ受信ユニット３６を介しても入れることができ、それによりバッファメモリ３２の帯域幅の要件も満たしてもよい。
【００２６】
伝送されるべきバスパケットに対するＣＩＰヘッダが、各場合において、バッファメモリ３２のこのバスパケットのために割り当てられたメモリ領域の始めにあることは、バスパケットが伝送されたとき、バスパケットの１３９４ヘッダが記憶されている専用レジスタ３９に最初にアクセスされ得、その後全ての更なるデータがバッファメモリ３２から取り出され得ることを確実にする。この動作は、実行するに簡単であり、この目的のために比較的複雑なスイッチング論理配置を必要としない。
【００２７】
説明した典型的な実施例の様々な適応形態及び変更態様が可能である。上記の様な様々な内部バスライン、並びに、外部の構成要素用に設けられるバスラインを有する構造は、上記とは異なって選択されてもよい。記載した装置の一部はソフトウェアによって実現されてもよい。本発明は、上述の通りのＩＥＥＥ１３９４バスとの使用に制限されない。本発明は、他のワイヤベースのバスシステム、又は、さもなければワイヤの無いバスシステムのためにも使用され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 等時性データ伝送のための複数の連続するバスパケットの構造を示す図である。
【図２】 本発明による装置のブロック図である。

Claims (8)

1. データバスを介する等時性データ伝送のためのデータフォーマットを決める等時性データフォーマットヘッダ（ＣＩＰＨ）を有するデータパケットであるバスパケットを構成する方法であって、
   上記等時性データ伝送がデータ送信装置において確立されるとき、上記等時性データフォーマットヘッダ（ＣＩＰＨ）は専用レジスタ（３８）及びバスパケット用のバッファメモリ（３２）夫々に書き込まれ、
   上記バッファメモリ（３２）の上記等時性データフォーマットヘッダ（ＣＩＰＨ）にバスパケットの有用データが付けられることを特徴とする方法。
2. 上記等時性データフォーマットヘッダ（ＣＩＰＨ）は、データを数えるための比較値、特にデータブロックを数えるための比較値を含み、
   バスパケットのデータが上記バッファメモリ（３２）に書き込まれるとき、上記専用レジスタ（３８）に入れられる上記等時性データフォーマットヘッダ（ＣＩＰＨ）においてデータを数えるための上記比較値が更新され、
   上記バッファメモリ（３２）においてバスパケットが完成した後、バスパケットのための上記バッファメモリ（３２）の次の空いた場所に上記更新された等時性データフォーマットヘッダ（ＣＩＰＨ）はコピーされる請求項１記載の方法。
3. データは、データブロック（ＤＢ０−ＤＢ７）の単位でカウントされ、
   上記等時性データフォーマットヘッダ（ＣＩＰＨ）においてデータを数えるための上記比較値は上記バスパケット中の上記第１のデータブロック（ＤＢ０）に関連する請求項２記載の方法。
4. １つのバスパケット当たり同じ数のデータブロック（ＤＢ０−ＤＢ７）が常に選択される請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の方法。
5. 伝送されるべきデータは、データソースパケット（ＳＰ０、ＳＰ１）に分割され、
   特にＭＰＥＧ２のビデオデータの伝送に関して、データソースパケット（ＳＰ０、ＳＰ１）は８つのデータブロック（ＤＢ０−ＤＢ７）から構成される請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の方法。
6. バスパケット用のバッファメモリ（３２）と、
   バスパケットの等時性データフォーマットヘッダ（ＣＩＰＨ）用の専用レジスタ（３８）と、
   上記等時性データ伝送の第１のバスパケットに対する等時性データフォーマットヘッダ（ＣＩＰＨ）を上記等時性データフォーマットヘッダ（ＣＩＰＨ）用の専用レジスタ（３８）及び上記バッファメモリ（３２）にコピーする初期化手段（３０）とを有する請求項１乃至５のうちいずれか一項記載の方法を実行する装置。
7. 上記第１のバスパケットに対する上記等時性データフォーマットヘッダは、アプリケーションプロセスによって上記初期化手段（３０）に対して規定される請求項６記載の装置。
8. データブロックカウンタ（３７）と、メモリ管理ユニット（３１）とを更に有し、
   上記データブロックカウンタは、上記等時性データ伝送の上記データブロック（ＤＢ０−ＤＢ７）をカウントし、
   上記メモリ管理ユニットは、バスパケットのデータブロックをカウントした後に上記データブロックカウンタ（３７）のカウンタの示度を上記等時性データフォーマットヘッダ（ＣＩＰＨ）が記憶された上記専用レジスタ（３８）に転送し、このようにして更新された等時性データフォーマットヘッダ（ＣＩＰＨ）をバスパケットのための上記バッファメモリ（３２）の次の空いた場所の始まりにコピーする、請求項６又は７記載の装置。

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