JP4878740B2

JP4878740B2 - Ｕｓｂ機器、及びｕｓｂ接続システム

Info

Publication number: JP4878740B2
Application number: JP2004175167A
Authority: JP
Inventors: 貞治山内; 秀聡秦; 陵太川口
Original assignee: Hitachi Omron Terminal Solutions Corp
Current assignee: Hitachi Omron Terminal Solutions Corp
Priority date: 2004-06-14
Filing date: 2004-06-14
Publication date: 2012-02-15
Anticipated expiration: 2024-06-14
Also published as: JP2005352942A

Description

この発明は、例えばホスト装置とＵＳＢ機器とをＵＳＢケーブルで接続し、通信障害や暴走時にＵＳＢ機器にリセットをかけて復旧するようなＵＳＢ機器、及びＵＳＢ接続システムに関する。

従来、回線異常やＭ／Ｃ（接続モジュール）のハングアップ等によるＡＴＭの内部通信障害は、フィールドにおいて一定の発生頻度があり、削減することができてない。

このため既存のＡＴＭでは、専用のＡＣ電源のＯＦＦ／ＯＮ機能を使用した復旧手段を備えている。この復旧手段は、復旧用の専用回線を用いているため、必然的にコスト増となっている。

また、一部モジュールは電源をＤＣ供給で行っているため、このような復旧手段で復旧させることが出来ない問題もある。

さらに、既存のコンビニエンスストア向けのＡＴＭや海外向けのＡＴＭ等では、ＲＳ−２３２Ｃ（ＣＯＭ）の信号を使用したハードリセット機能による復旧手段を備えている。

一方、市場からの要求として、ＡＴＭについて省エネ機能（スリープ機能）を実現することが求められている。

省エネ機能を実現しようとすると、省エネモード中はＣＰＵが応答できないため、省エネモードから復旧するためには復旧専用の信号・回路が必要となり、さらに通信ラインに省エネモード検出専用回路を備えることが必要となる。

このような状況下において、近年では、メインコントローラ（パーソナルコンピュータ）に標準搭載されているＵＳＢ（Universal Serial Bus）を、ＡＴＭの内部通信として採用することが提案されている。

そして、通信障害や暴走時にＵＳＢ機器にリセットをかけて復旧する方法としては、ＵＳＢ回線の他に専用回線を付加して、この専用回線を介してＵＳＢデバイスにリセットを実行するデバイス制御システムが提案されている（特許文献１参照）。

また、通信異常の状態を発見した時に、ＵＳＢライン上のリセットを検出し、自動的にＵＳＢ機器のリセットを実行するＵＳＢ機器も提案されている（特許文献２参照）。

特開２００３−１３１９５６号公報特開２００２−３７３０３６号公報

しかし、専用回線を介してリセットする方法では、別途専用回線を設けることによる大幅なコスト増が伴うと共に、汎用ＵＳＢ機器を改造しなければならないという問題がある。

また、ＵＳＢライン上のリセットを検出し自動的にＵＳＢ機器のリセットを実行する方法では、ＵＳＢ回線上にリセットが入れば必ずＵＳＢ機器がリセットを実行するため、ＵＳＢの通信品質を損なうことになる。

またこの場合、ＵＳＢライン上のリセットにより強制的にリセットが入ってしまうため、付帯的に状態を監視してリセット又は省エネ等を切替えることができない問題がある。

この発明は、上述した問題に鑑み、ホストからのリセットに基づいて強制動作を実行できるＵＳＢ機器、及びＵＳＢ接続システムを提供し、内部通信障害の復旧や省エネモードからの復旧等の強制動作を可能とすることで可用性を向上することを目的とする。

この発明は、通常モードではＣＰＵにクロック信号を供給することにより機器全体の制御動作を実行させると共に、省エネモードでは該ＣＰＵへのクロック信号の供給を停止し動作を停止させる状態監視回路を該ＣＰＵとは別に備え、ＵＳＢケーブルを介してホスト装置とデータ通信するＵＳＢ通信手段を備え、前記ＵＳＢ通信手段を介して前記ホスト装置から受信するリセット信号に基づいて前記ＣＰＵ及び前記ＵＳＢ通信手段をリセットするＵＳＢ機器であって、前記ＵＳＢ通信手段を介して前記リセット信号を受信したとき、前記状態監視回路が前記省エネモードの場合には、該状態監視回路は前記ＣＰＵに対し前記クロック信号の供給を再開して前記通常モードへ状態遷移する一方、前記状態監視回路が前記通常モードの場合には、該状態監視回路は該ＣＰＵ及び前記ＵＳＢ通信手段をリセットさせる信号をリセット回路に送信するＵＳＢ機器であることを特徴とする。

前記ＵＳＢ通信手段は、ＵＳＢデバイスコントローラ等、ＵＳＢ規格を使用して通信する手段で構成することを含む。

前記構成により、ＵＳＢ機器はリセット信号に基づいてリセットを実行することができる。従って、例えばＵＳＢ機器全体のハードリセット等を行うことができ、可用性を高めることができる。

また、通常状態での強制動作と省エネ状態での強制動作を分けることができ、省エネ状態の際にハードリセット等のリセット動作を行うことを防止することができる。

またこの発明は、ＵＳＢ機器とホスト装置とをＵＳＢケーブルで接続したＵＳＢ接続システムであって、前記ＵＳＢ機器は、通常モードではＣＰＵにクロック信号を供給することにより機器全体の制御動作を実行させると共に、省エネモードでは該ＣＰＵへのクロック信号の供給を停止し動作を停止させる状態監視回路を該ＣＰＵとは別に備え、ＵＳＢケーブルを介してホスト装置とデータ通信するＵＳＢ通信手段を備え、前記ＵＳＢ通信手段を介して前記ホスト装置から受信するリセット信号に基づいて前記ＣＰＵ及び前記ＵＳＢ通信手段をリセットするＵＳＢ機器であって、前記ＵＳＢ通信手段を介して前記リセット信号を受信したとき、前記状態監視回路が前記省エネモードの場合には、該状態監視回路は前記ＣＰＵに対しクロック信号の供給を再開して前記通常モードへ状態遷移する一方、前記状態監視回路が前記通常モードの場合には、該状態監視回路は該ＣＰＵ及び前記ＵＳＢ通信手段をリセットさせる信号をリセット回路に送信し、前記ホスト装置は、前記ＵＳＢ機器とＵＳＢケーブルを介してデータ通信するＵＳＢ通信手段と、制御処理を実行する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記ＵＳＢ機器との通信エラー発生の際に前記ＵＳＢ機器に対して前記リセット信号を送信するリセット信号送信処理と、所定時間が経過しても通信エラーが解消しなかった場合に再度前記リセット信号を送信するリトライ処理とを実行するＵＳＢ接続システムとすることができる。
これにより、ホスト装置がＵＳＢ機器の障害を確実に復旧することができる。

これにより、例えばホストとＡＴＭ間（ＵＳＢ機器）の通信、パーソナルコンピュータ（ホスト）とスキャナやプリンタ等（ＵＳＢ機器）との通信等、ＵＳＢを利用した接続でＵＳＢ機器に強制動作を実行させることができ、確実なリセット処理や状態遷移処理等を行うことができる。

この発明により、ホストからのリセットに基づいてＵＳＢ機器にリセット動作を強制実行させることができ、内部通信障害の復旧等によって可用性を向上することができる。

この発明の一実施形態を以下図面と共に説明する。
まず、図１に示す全体構成のブロック図と共に、ホスト１０とＵＳＢ機器３０を接続して構成するＵＳＢ接続システム１について説明する。

この実施形態では、ＵＳＢ機器３０としてＡＴＭ（現金払預機）を用い、ホスト１０として上記ＡＴＭの上位装置となるホストマシンを用いた現金払預システムにＵＳＢ接続システム１を導入している。

ＵＳＢ接続システム１は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）で構成するホスト１０と、ＵＳＢ機器３０とをＵＳＢケーブル２５で接続して構成している。

ホスト１０とＵＳＢ機器３０とを接続するＵＳＢケーブル２５の間には、ＵＳＢハブ２０を介在させ、複数のＵＳＢ機器３０をＵＳＢハブ２０に接続できるようにしている。これにより、１つのホスト１０で複数のＵＳＢ機器３０を制御できるようにしている。

ホスト１０は、ＵＳＢケーブル２５を介してＵＳＢ機器３０に信号の送受信を行うＵＳＢホストコントローラ１１を備えている。なお、ホスト１０はパーソナルコンピュータであるから、この他にも構成要素として図示省略する制御装置（ＣＰＵ）、記憶装置（ハードディスク）、入力装置（マウス、キーボード）、及び表示装置（液晶ディスプレイ又はＣＲＴディスプレイ）を備えていることは周知のとおりである。

ＵＳＢケーブル２５は、ＵＳＢ規格によるデータ電送を行うケーブルであり、図示省略するＶＢＵＳ、Ｄ＋、Ｄ−、ＧＮＤの４つのラインで構成している。なお、ＶＢＵＳが電源供給を行い、Ｄ＋及びＤ−が信号送受信を行うことは周知のとおりである。

ＵＳＢ機器３０は、通信部３１ａと検出部３１ｂからなるＵＳＢデバイスコントローラ３１、ＣＰＵ３２、リセット回路３３、及び状態監視回路３４を備えている。

ＵＳＢデバイスコントローラ３１は、ＵＳＢケーブル２５を介してホスト１０との通信を司る通信部３１ａと、ホスト１０から送信されるソフトリセット信号（ＳＥ０）を検知して出力する検出部３１ｂとで構成する。

なお、前記通信部３１ａと検出部３１ｂは、分割して別個に設け、該通信部３１ａと検出部３１ｂとを接続する構成としても良い。
また、ソフトリセット信号（ＳＥ０）は、ホスト１０がＵＳＢケーブル２５内の信号線であるＤ＋，Ｄ−の両方に０Ｖを一定時間以上出力する状態を指す。

ＣＰＵ３２は、ＵＳＢ機器３０の主制御部であり、ＵＳＢ機器３０全体の各種制御動作を実行する。省エネモードでは動作を停止される。

リセット回路３３は、状態監視回路３４からハードリセット信号を受信すると、ＣＰＵ３２を含めてＵＳＢ機器３０全体にハードリセットをかける。

状態監視回路３４は、ＣＰＵ３２の状態を監視する。ＵＳＢデバイスコントローラ３１の検出部３１ｂからソフトリセット検出信号を受信すると、状態監視回路３４の状態によって、リセット回路３３にハードリセット信号を送信するか、ＣＰＵ３２に省エネ解除信号を送信してクロック信号の供給を再開するかいずれか一方の処理を行う。

なお、ＵＳＢ機器３０はＡＴＭであるから、制御装置（ＣＰＵ３２）に加えて、図示省略する記憶装置（ハードディスク）、入力装置（タッチパネル）、表示装置（液晶ディスプレイ又はＣＲＴディスプレイ）、及び現金処理装置（貨幣の真偽判別及び金種判別を実行）を備えていることは周知のとおりである。

以上の構成により、ＵＳＢ機器３０は、ホスト１０から受信するソフトリセット信号という一種類の信号に対し、状態に応じてハードリセット処理又は省エネ解除処理という複数の処理から１つの処理を選択して実行することができる。

次に、図２に示すタイミングチャート図、及び図３、図４に示す処理フロー図と共に、ＵＳＢ機器３０の動作について説明する。

まず、ホスト１０がソフトリセット信号（ＳＥ０）を出力し、タイミングＡに示すようにＵＳＢデバイスコントローラ３１が該ソフトリセット信号を受信すると、タイミングＢに示すように検出部３１ｂがソフトリセット検出信号を出力する。

状態監視回路３４は、図３に示すように上記ソフトリセット信号を受信するまで待機しており、ソフトリセット信号を検出すると（ステップｎ１）、省エネ指示（図２）の状態を確認してＣＰＵステータス（図２）が通常モードか確認する（ステップｎ２）。

通常モードであれば（ステップｎ２：ＹＥＳ）、ハードリセット処理として、タイミングＣ（図２）にてハードリセット信号をリセット回路３３に出力し、リセット回路３３から一定時間全体リセットを出力してハードリセットを行い（ステップｎ３）、処理を終了する。

ハードリセット実行から一定時間が経過すると、タイミングＤ（図２）に示すように通常モードに復旧する。

省エネモードへの遷移は、タイミングＥ（図２）に示すようにホスト１０から省エネコマンドを受信して行う。

すなわち、図４の処理フロー図に示すように、省エネ状態への遷移指示のコマンドを受信すると（ステップｓ１：ＹＥＳ）、タイミングＦでＣＰＵ３２が状態監視回路３４に省エネ指示信号を送信する（ステップｓ２）。

状態監視回路３４は、タイミングＧでウォッチドックタイマをＥｎａｂｌｅからＤｉｓｅｎａｂｌｅに切替え、これと共にシステムＣＬＫを停止する。
このようにして省エネモードに遷移し（ステップｓ３）、処理を終了する。

省エネモード中に、タイミングＨに示すようにホスト１０からソフトリセットを受信した場合、すなわち図３のステップｎ２でＣＰＵステータスが通常モードでなかった場合は（ステップｎ２：ＮＯ）、通常モードに遷移する遷移処理を実行する。

該遷移処理では、状態監視回路３４は、まずタイミングＪ（図２）に示すようにウォッチドッグタイマをＥｎａｂｌｕｅにしてシステムＣＬＫを起動する。

状態監視回路３４は、タイミングＫ（図２）に示すように省エネ解除信号を出力し（ステップｎ４）、タイミングＬ（図２）に示すように省エネ指示をクリアして通常モードに遷移する（ステップｎ５）。

以上の動作により、ホスト１０は、ＵＳＢ機器３０から正常な応答が得られなかった場合、ソフトリセット信号（ＳＥ０）を送信するだけで、ＵＳＢ機器３０を応答可能に復旧させることができる。

すなわち、検出部３１ｂが出力するソフトリセット検出信号により、状態監視回路３４は、通常モードであればＵＳＢ機器３０全体のハードリセットを実行し、省エネモードであれば通常モードに遷移する。

これにより、省エネモードであるためにホスト１０に応答しなかった場合でも、ハードリセットがかかってしまうことを防止し、最適な動作でＵＳＢ機器３０がホスト１０に応答できる状態へ復旧することができる。

また、検出部３１ｂからのソフトリセット検出信号によって復旧を行うため、図５の表に示すように、殆どの障害状態から復旧することが可能となる。

具体的には、ＵＳＢホストコントローラ１１が正常であれば、ＣＰＵ３２が正常か暴走かに関わらず、復旧を行うことができる。
また、ＵＳＢホストコントローラ１１が暴走又はハングアップしていても、ソフトリセット検出信号（例えばＩＮＩ１）が出力可能な状態であれば、ＣＰＵ３２が正常か暴走かに関わらず、復旧を行うことができる。

また、ＵＳＢホストコントローラ１１は正常であるが電送異常や回線接続断が生じている場合は、ＣＰＵ３２が正常であれば復旧を行うことができる。
このような多様なケースに対応することで大抵の場合は復旧でき、可用性を十分高めることができる。

また、ホスト１０の制御装置には、ＵＳＢ機器３０へのソフトリセット信号の後、一定時間が経過してもＵＳＢ機器３０と正常通信が出来なかった場合、再度ソフトリセット信号を送信するリトライ処理を設定すると良い。
このリトライ処理は、２回又は３回等、所定の回数に設定しておくと良い。
これにより、ＵＳＢ機器３０のＣＰＵ３２の暴走によってたまたまＵＳＢ機器３０のハードリセット等が出来なかった場合に対応することができる。

すなわち、暴走したＣＰＵ３２が、検出部３１ｂがソフトリセット検出信号を出力した直後に割込みをクリアしてしまった場合、状態監視回路３４（若しくは割込み検知回路）はソフトリセット検出信号を受信することができない。
しかし、これはタイミングに関わる偶然によって発生するため、リトライにより再実行すれば、次は正常にＵＳＢ機器３０のハードリセット等を行うことができる可能性が高く、確実にＵＳＢ機器３０の復旧を行うことができる。
このように、同一動作をリトライして繰り返すことにより、確実にＵＳＢ機器３０を復旧させることができる。

また、状態監視回路３４は、検出部３１ｂからソフトリセット検出信号を受信する構成としたが、検出部３１ｂにソフトリセットの有無を取得しに行く構成としても良い。

また、ＵＳＢ機器３０は、乗車券の販売等を行う券売機、又は、駅の入退場規制を行う駅改札機等、ホストに接続して使用する他の機器としても良い。

この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明の制御手段は、実施形態のホスト１０の制御装置に対応し、
以下同様に、
ホストのＵＳＢ通信手段は、ＵＳＢホストコントローラ１１に対応し、
ＵＳＢ機器のＵＳＢ通信手段は、ＵＳＢデバイスコントローラ３１に対応し、
クロック信号は、システムＣＬＫに対応するも、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。

ＵＳＢ接続システムの全体構成を示すブロック図。動作のタイミングを示すタイミングチャート図。ＵＳＢ機器の状態監視回路の動作を示す処理フロー図。ＵＳＢ機器の状態監視回路の動作を示す処理フロー図。ＵＳＢ機器の状態による復旧可否を表で示す図。

１…ＵＳＢ接続システム
１０…ホスト
１１…ＵＳＢホストコントローラ
２５…ＵＳＢケーブル
３０…ＵＳＢ機器
３１…ＵＳＢデバイスコントローラ
３２…ＣＰＵ
３３…リセット回路

Claims

通常モードではＣＰＵにクロック信号を供給することにより機器全体の制御動作を実行させると共に、省エネモードでは該ＣＰＵへのクロック信号の供給を停止し動作を停止させる状態監視回路を該ＣＰＵとは別に備え、
ＵＳＢケーブルを介してホスト装置とデータ通信するＵＳＢ通信手段を備え、
前記ＵＳＢ通信手段を介して前記ホスト装置から受信するリセット信号に基づいて前記ＣＰＵ及び前記ＵＳＢ通信手段をリセットするＵＳＢ機器であって、
前記ＵＳＢ通信手段を介して前記リセット信号を受信したとき、
前記状態監視回路が前記省エネモードの場合には、該状態監視回路は前記ＣＰＵに対しクロック信号の供給を再開して前記通常モードへ状態遷移する一方、
前記状態監視回路が前記通常モードの場合には、該状態監視回路は該ＣＰＵ及び前記ＵＳＢ通信手段をリセットさせる信号をリセット回路に送信することを特徴とする
ＵＳＢ機器。
ＵＳＢ機器とホスト装置とをＵＳＢケーブルで接続したＵＳＢ接続システムであって、
前記ＵＳＢ機器は、
通常モードではＣＰＵにクロック信号を供給することにより機器全体の制御動作を実行させると共に、省エネモードでは該ＣＰＵへのクロック信号の供給を停止し動作を停止させる状態監視回路を該ＣＰＵとは別に備え、
ＵＳＢケーブルを介してホスト装置とデータ通信するＵＳＢ通信手段を備え、
前記ＵＳＢ通信手段を介して前記ホスト装置から受信するリセット信号に基づいて前記ＣＰＵ及び前記ＵＳＢ通信手段をリセットするＵＳＢ機器であって、
前記ＵＳＢ通信手段を介して前記リセット信号を受信したとき、
前記状態監視回路が前記省エネモードの場合には、該状態監視回路は前記ＣＰＵに対しクロック信号の供給を再開して前記通常モードへ状態遷移する一方、
前記状態監視回路が前記通常モードの場合には、該状態監視回路は該ＣＰＵ及び前記ＵＳＢ通信手段をリセットさせる信号をリセット回路に送信し、
前記ホスト装置は、
前記ＵＳＢ機器とＵＳＢケーブルを介してデータ通信するＵＳＢ通信手段と、
制御処理を実行する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記ＵＳＢ機器との通信エラー発生の際に前記ＵＳＢ機器に対して前記リセット信号を送信するリセット信号送信処理と、
所定時間が経過しても通信エラーが解消しなかった場合に再度前記リセット信号を送信するリトライ処理とを実行する
ＵＳＢ接続システム。