JP5648678B2 - 無線通信装置、および機能切換方法 - Google Patents

無線通信装置、および機能切換方法 Download PDF

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Description

本件開示は、無線通信装置、および機能切換方法に関する。
パーソナルコンピュータ(以下PCと略す)には、現在USB2.0という最大480Mbpsの転送速度を持ち周辺機器と容易に接続できる有線インターフェースが使われている。そして、このUSB2.0における有線部分を無線通信におきかえたワイヤレスUSBはUSB2.0と同等のインターフェース機能を有した技術である。ワイヤレスUSBでは、PCに代表されるホスト機器に専用の無線通信デバイスが設けられている。そして、この無線通信デバイスが用いられて、ワイヤレスUSBハブ等に代表されるワイヤレスUSBデバイスとホスト機器との無線アンテナを経由した通信が行われる。
上述したように、ワイヤレスUSBは、PC(ホスト側)とワイヤレスUSBデバイス(端末側)との間を無線で通信している以外はUSB2.0インターフェースと同じインターフェース機能を持っている。このため、ワイヤレスUSBデバイスの内部動作はUSB2.0の仕様を踏襲した動作となっている。
ワイヤレスUSBを使うことにより、端末側のUSB機器をPC(ホスト側)と繋げていた有線部分が無くなるため、有線ケーブルの引き回しを考慮する事もなく自由にUSB機器を配置できるようになる。
このようなワイヤレスUSBでUSBデバイスとPCが無線通信する場合は、初期設定としてお互いの機器情報(MACアドレス)を交換し、それぞれの記憶手段に記憶しておく必要がある。
この情報交換の一般的な方法としては、ワイヤレスUSBデバイスとPCの間を有線USBケーブルで接続し、そのケーブルを介した有線USB2.0インターフェースを通じて情報交換を行う方法が知られている。このような情報交換方法はケーブルアソシェーションと称されている。
このケーブルアソシェーションで情報交換を行っている最中は、ワイヤレスUSBデバイスはPCに対して有線のUSB2.0デバイスとして動作する。そのためワイヤレスUSBデバイス側には、有線のUSB2.0デバイスとして動作するためのケーブルアソシェーション専用のUSBインターフェースコネクタが設けられている。
ケーブルアソシェーションでお互いの機器情報(MACアドレス)を記憶した後は、ワイヤレスUSBデバイスとPCはお互いの電波を受信してワイヤレスUSBとして通信を行うこととなる。即ち、ワイヤレスUSBデバイスとしての本来の機能を実行することとなる。
このように本来の機能を実行しているワイヤレスUSBデバイスにおいては、初期設定に用いられた専用のUSBインターフェースコネクタは不要な状態となっている。
なお、USBインターフェースコネクタの機能やUSBデバイスの機能を切り替えるための技術的提案も知られている(例えば、特許文献1および特許文献2参照。)。
特開2004−157604号公報 特開2006−238413号公報
ワイヤレスUSBデバイスの更なる小型化を考えると、初期設定に用いられたケーブルアソシェーション専用のUSBインターフェースコネクタを、ワイヤレスUSBデバイスが本来の機能を実行している場合にも有効利用することが望ましい。しかし、特許文献1や特許文献2などに開示されている従来技術は、このような有効利用を目的にしていないため、技術を単純に流用しても、機能の切り替えが不適切になる場合がある。
また、単純に機械的スイッチで機能を切り替える方法が考えられるが、スイッチを取り付けるための追加のスペースが必要になり小型化の目的に反する結果となる。また、機械的なスイッチでの切り換えは使用者のオペレーションに依存することとなるが、オペレーションミス等の発生で誤動作の要因ともなって危険である。
なお、ここまでワイヤレスUSBデバイスを例として技術的な事情を説明したが、このような事情は、ワイヤレスUSBデバイスに限らず、無線通信の初期設定に有線を用いる無線通信装置について一般的に生じる事情である。
上記事情に鑑み、本件開示は、コネクタの有効利用が図られた無線通信装置、およびそのような有効利用を可能とする機能切換方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成する無線通信装置は、コネクタと無線通信部と設定実行部と別機能実行部と無線通信確認部と選択部とを備えている。
上記無線通信部は、他の機器と無線通信を行うものである。
上記設定実行部は、上記無線通信のための設定を、上記コネクタを介した上記他の機器との有線通信で実行するものである。
上記別機能実行部は、上記コネクタに接続された機器を使った、上記設定とは別の機能を実行するものである。
上記無線通信確認部は、上記無線通信部による無線通信が成立しているか否かを確認するものである。
上記選択部は、上記無線通信確認部で無線通信の成立が確認された場合に、上記通信設定部と上記別機能実行部とのうち別機能実行部を選択して上記別の機能を実行させるものである。
上記目的を達成する機能切換方法は、無線通信装置で実行される機能切換方法であって、設定実行過程と無線通信過程と無線通信確認過程と別機能実行過程とを有する。
上記設定実行過程は、無線通信のための設定を、上記無線通信装置に備えられたコネクタを介した他の機器との有線通信で実行する過程である。
上記無線通信過程は、上記他の機器と無線通信を行う過程である。
上記無線通信確認過程は、上記無線通信が成立しているか否かを確認する過程である。
上記別機能実行過程は、上記無線通信の成立が確認された場合に、上記コネクタに接続された機器を使った、上記設定とは別の機能を実行させる過程である。
本件開示の無線通信装置および機能切換方法によれば、コネクタの有効利用が図られる。
無線通信装置の一実施形態であるワイヤレスUSBデバイスを端末装置として含んだコンピュータシステムを示す図である。 ワイヤレスUSBデバイスの内部構成を示す図である。 ワイヤレスUSBデバイスの動作を表すフローチャートの前半部分である。 ワイヤレスUSBデバイスの動作を表すフローチャートの後半部分である。 PCとワイヤレスUSBデバイスがUSBケーブルで接続された様子を示す図である。 ワイヤレスUSBの接続後の運用例を示す図である。
上記説明した無線通信装置および機能切換方法に対する具体的な実施形態を、以下図面を参照して説明する。
図1は、上述した無線通信装置の一実施形態であるワイヤレスUSBデバイスを端末装置として含んだコンピュータシステムを示す図である。
このコンピュータシステム100は、パーソナルコンピュータ(PC)200とワイヤレスUSBデバイス300とを備えたシステムである。
ワイヤレスUSBデバイス300には、ユーザが各種の操作を行うための各種ボタン303が備えられている。また、ワイヤレスUSBデバイス300には、液晶ディスプレイ(LCD)にタッチパネルが組み込まれたLCDタッチパネル304も備えられている。このLCDタッチパネル304は、操作用に用意されたタッチペン304aや指先などで画面に触れることで操作される。
PC200とワイヤレスUSBデバイス300は、ワイヤレスUSBで互いに無線通信を行っている。そして、このワイヤレスUSBデバイス300は、その無線通信によってPC200に対する周辺機器として動作することで、例えば、PC200の画面に対するサブ画面などとして利用される。
図2は、ワイヤレスUSBデバイスの内部構成を示す図である。
ワイヤレスUSBデバイス300はUSBハブ301を内蔵している。また、ワイヤレスUSBデバイス300は、CPU302aを有したワイヤレスUSBデバイス側コントローラ302を備えている。フラッシュメモリ308に記憶されたファームウェアに従ってCPU302aが動作することでワイヤレスUSBデバイス側コントローラ302はワイヤレスUSBデバイス300の各種機能を制御する。USBハブ301はワイヤレスUSBデバイス側コントローラ302の出力側の信号をP1〜P4の4つのポートに分配する機能を有している。ワイヤレスUSBデバイス300は、USBハブ301の各ポートに接続される装置に対するホストとして機能する。
この図2には、上述した図1に示した各種ボタン303およびLCDタッチパネル304も示されている。また、図1では図示および説明を省略したが、この図2に示されているように、ワイヤレスUSBデバイス300は、USBインターフェースコネクタ305と、小型メモリカード専用コネクタ306を備えている。これらのコネクタ305,306は、ワイヤレスUSBデバイス300外のケーブルや機器が接続されるものである。即ち、USBインターフェースコネクタ305には、USBケーブルやUSBデバイスなどが接続される。一方、小型メモリカード専用コネクタ306には、SDメモリカード(登録商標)やメモリースティック(登録商標)などといった小型メモリカードが接続される。このため小型メモリカード専用コネクタ306は、接続される小型メモリカードの種類に応じたコネクタ形状を有している。
ワイヤレスUSBデバイス300は、バッテリー309や無線アンテナ307も内蔵している。更に、ワイヤレスUSBデバイス300は、表示制御部311、タッチパネル制御部312、アンテナ制御部313、小型メモリカード制御部314、およびボタン・電源・バッテリー制御部310も内蔵している。表示制御部311は、LCDタッチパネル304における画像や文字の制御を行う。タッチパネル制御部312は、LCDタッチパネル304に組み込まれたタッチパネルによる情報入力を制御する。表示制御部311はUSBハブ301のポートP1に繋がり、タッチパネル制御部312はUSBハブ301のポートP2に繋がっている。これら表示制御部311およびタッチパネル制御部312は、ワイヤレスUSBデバイス300に対するUSBデバイスとして動作している。
アンテナ制御部313は、ワイヤレスUSBデバイス側コントローラ302に繋がっており、ワイヤレスUSBデバイス側コントローラ302はワイヤレスUSBの規格に則った無線通信をアンテナ制御部313を介して行う。ワイヤレスUSBデバイス側コントローラ302およびアンテナ制御部313を合わせたものが、他の機器と無線通信を行う無線通信部の一例に相当する。この無線通信に先だって、ワイヤレスUSBデバイス300は、初期設定として、図1に示すPC200とのMACアドレスの相互交換を必要とする。MACアドレスの相互交換の方法として、このワイヤレスUSBデバイス300は、ホスト側が有しているUSBホストコネクタとUSBインターフェースコネクタ305をUSBケーブルで繋ぐケーブルアソシェーションを使用する。
小型メモリカード制御部314は、小型メモリカード専用コネクタ306を介した小型メモリカードへの情報の読み書きを制御する。この小型メモリカード制御部314もワイヤレスUSBデバイス300に対するUSBデバイスとして動作するものであって、USBハブ301のポートP3に繋がっている。
ボタン・電源・バッテリー制御部310は、各種ボタン303の状態監視や電源のオンオフ制御やバッテリーの充電状態監視などを行う。ボタン・電源・バッテリー制御部310は、ワイヤレスUSBデバイス側コントローラ302のIOポートGPIO2に繋がっていて各種ボタン303の状態などをUSBデバイス側コントローラ302に通知する。
このワイヤレスUSBデバイス300に備えられているUSBインターフェースコネクタ305は、無線アンテナ307を介した無線通信の初期設定用に用いられると共に、USBハブ301に対するUSBデバイスの接続用としても用いられる。このためワイヤレスUSBデバイス300には信号セレクタ315が備えられている。
USBインターフェースコネクタ305は、信号セレクタ315に繋がっている。その信号セレクタ315には、その信号セレクタ315による選択対象として、ワイヤレスUSBデバイス側コントローラ302の入力側とUSBハブ301のP4ポートが繋がっている。信号セレクタ315による信号選択は、ワイヤレスUSBデバイス側コントローラ302のIOポートGPIO1からの出力によって決まる。即ち、IOポートGPIO1の出力が”L”の時、信号セレクタ315は、ワイヤレスUSBデバイス側コントローラ302の入力側をUSBインターフェースコネクタ305に接続する。これにより、ワイヤレスUSBデバイス300は、USBインターフェースコネクタ305に接続されるホスト装置に対するUSBデバイスとして動作する。そして、ワイヤレスUSBデバイス側コントローラ302は、USBインターフェースコネクタ305を介してケーブルアソシェーションを実行する。つまり、ワイヤレスUSBデバイス側コントローラ302は、無線通信のための設定を有線通信で実行する設定実行部の一例に相当する。また、IOポートGPIO1の出力が”H”の時、信号セレクタ315は、USBハブ301のP4ポートをUSBインターフェースコネクタ305に接続する。これにより、ワイヤレスUSBデバイス300は、USBインターフェースコネクタ305に接続されるUSBデバイスに対してホスト装置として動作する。つまり、USBハブ301が、無線通信のため設定とは別の機能を実行する別機能実行部の一例に相当する。
このような信号セレクタ315による信号選択を決めるIOポートGPIO1からの出力は、ワイヤレスUSBデバイス側コントローラ302が、ワイヤレスUSBの無線通信の状態を監視した結果に応じて設定している。詳しくは後述するが、ワイヤレスUSBの規格に則った無線通信の接続が成立するとワイヤレスUSBデバイス側コントローラ302はIOポートGPIO1からの出力を”H”に設定する。従って、ワイヤレスUSBデバイス側コントローラ302は、無線通信による他の機器との接続が成立しているか否かを確認する無線通信確認部の一例に相当する。更に、ワイヤレスUSBデバイス側コントローラ302は、別機能実行部を選択して上記別の機能を実行させる選択部の一例にも相当する。
以下、ワイヤレスUSBデバイス300の動作をフローチャートを参照して説明する。
図3および図4はワイヤレスUSBデバイスの動作を表すフローチャートである。図3には、フローチャートの前半部分が示されており、図4には、フローチャートの後半部分が示されている。即ち、図3に示すステップS109は、図4に示すステップS110へと繋がっている。この図3および図4で表された動作は、上述した機能切換方法の一実施形態に相当する。以下、このフローチャートを参照してワイヤレスUSBデバイス300の動作を説明するに当たり、図2に記載の要素については特に図番を断らずに符号で参照する。また、以下の説明では、ホスト側の装置は図1に示すPC200であるものとする。
ユーザの操作によってワイヤレスUSBデバイス300の電源がONになる(ステップS101)と、ワイヤレスUSBデバイス側コントローラ302は、初期状態としてIOポートGPIO1の出力を”L”に設定する(ステップS102)。これにより、ワイヤレスUSBデバイス側コントローラ302の入力側がUSBインターフェースコネクタ305に接続される。初期状態のワイヤレスUSBデバイス300は、図1に示すPC200から電波が発信されていても互いの情報を交換していないので、電波を受信できても相手として認識できず、ワイヤレスUSBとして接続することもできない。
ワイヤレスUSBデバイス側コントローラ302は、USBインターフェースコネクタ305を介してUSBの信号D+,D−をモニタすることで、USBインターフェースコネクタ305にUSBケーブルが接続されたか否かを認識する(ステップS103)。この信号は未接続時プルダウン抵抗により”L”に固定されているため、信号D+,D−が”L”である場合にはワイヤレスUSBデバイス側コントローラ302により未接続と認識される。一方、USBケーブルがPC200とワイヤレスUSBデバイス300とに繋がった場合、USBデバイス側は信号D+,D−のどちらかがプルアップされていて”H”になる。従って、信号D+,D−のどちらかが”H”になった場合にはワイヤレスUSBデバイス側コントローラ302により接続が認識される。
図5は、PCとワイヤレスUSBデバイスがUSBケーブルで接続された様子を示す図である。
ワイヤレスUSBデバイス300のユーザは、ケーブルアソシェーションのためにPC200とワイヤレスUSBデバイス300をUSBケーブル400で接続する。
このようにUSBケーブル400で接続されると、ワイヤレスUSBデバイスでは、図3のステップS103で接続が認識される。そして、ステップS104に進み、USBインターフェースを使ったケーブルアソシェーションが実行される。このステップS104が上記設定実行過程の一例に相当する。このケーブルアソシエーションでは、PC200側で、PC200の内部機能によって接続が認識される。そしてPC200は、USBのプロトコルに従いUSBデバイスとの通信を開始する。PC200はワイヤレスUSBデバイス300を認識して専用のドライバソフトをインストールし、ワイヤレスUSBデバイス300をUSBデバイスとして制御する。この時ワイヤレスUSBデバイス300をUSBデバイスとして制御するため、PC200から発信されている電波は一時的に停止する。また、USBケーブル400を経由してUSBの通信プロトコルにしたがってPC200の情報がワイヤレスUSBデバイス300側に送信され、その送信された情報はフラッシュメモリ308に記憶される。一方、ワイヤレスUSBデバイス300の情報はPC200側に送信され、その送信された情報はPC200内の記憶手段に記憶される。
ワイヤレスUSBデバイス300のユーザは、ケーブルアソシェーションが終了するとUSBケーブル400を取り外す。なお、ユーザは、ケーブルアソシェーションの終了を、PC200上のワイヤレスUSBのアプリケーションを使って判断する。PC200は、ケーブルアソシェーションの終了後にUSBケーブル400が取り外されると再び電波を発信する。
一方、ケーブルアソシェーションで情報交換を終えたワイヤレスUSBデバイス300は、図3のステップS105で、USBインターフェースコネクタ305を介して、ケーブルが取り外されたか否かを認識する(ステップS105)。このステップS105での認識方法は、上述したステップS103での認識方法と同様である。そして、取り外されたと認識されるとステップS106に進み、ワイヤレスUSBデバイス300は電波の受信を待つ。ワイヤレスUSBデバイス300によって電波が受信される(ステップS107)と、受信した電波が表している識別情報(MACアドレス)が、記憶しているPC200の識別情報と一致するか否かが確認される(ステップS108)。また、同時に、PC200に対してワイヤレスUSBデバイス300の識別情報が電波で送信される。PC200側でも、電波で送られてきた識別情報とケーブルアソシェーションで記憶した識別情報とが比較される。このように識別情報の一致が確認されることにより、ワイヤレスUSBに則った無線通信接続の成立が確認される。つまり、ステップS108は、上記無線通信確認過程の一例に相当する。
電波で送信されたお互いの識別情報が、お互いの装置内に記憶されている識別情報と一致した場合(ステップS109;Yes)には、図4のステップS110に進んで、ワイヤレスUSBに則った無線通信の接続を続ける。この接続は、ケーブルアソシェーションで使われたドライバがワイヤレスUSBとして動作することで実現される。このステップS110が、上述した無線通信過程の一例に相当する。
このように、ワイヤレスUSBの接続が行われると、USBインターフェースコネクタ305のケーブルアソシェーション用としての役割は不要になる。そこで、ワイヤレスUSBデバイス側コントローラ302は、IOポートGPIO1の出力を”H”に設定する(ステップS111)。この結果、信号セレクタの切り替えによってUSBハブ301のP4ポート(出力側)がUSBインターフェースコネクタ305に接続されることとなる。そして、USBインターフェースコネクタ305は、USBホストコネクタとして機能する(ステップS112)。つまり、USBインターフェースコネクタ305にUSBメモリなどを接続することが可能となる。このステップS112が、上記別機能実行過程の一例に相当する。
図6は、ワイヤレスUSBの接続後の運用例を示す図である。
PC200とワイヤレスUSBデバイス300はワイヤレスUSBによって互いに接続されている。そしてワイヤレスUSBデバイス300は、上述したように、PC200の画面のサブ画面などとして利用される。また、この図6に示すように、ワイヤレスUSBデバイス300にはUSBメモリ500などを接続することができる。このワイヤレスUSBデバイス300には、上述したようにUSBインターフェースコネクタが1つしか設けられていない。しかし、ケーブルアソシェーションが不要となった後は、この図6に示すような運用により、USBインターフェースコネクタが有効利用される。従って、余分なUSBインターフェースコネクタが不要となるのでワイヤレスUSBデバイス300の小型化が図られる。
図4に示すステップS112の後は、ユーザ操作によってワイヤレスUSBデバイス300の電源がOFFになる(ステップS113;Yes)と図3および図4に示すフローチャートの動作は終了する。ワイヤレスUSBデバイス300の電源がONのまま(ステップS113;No)の場合はステップS114に進む。また、このステップS114で、PCからの切断要求もPCの電源断も生じていない(ステップS114;No)場合はステップS115に進む。更に、このステップS115で、通信品質の悪化による通信切断が生じていないステップS115;No)場合はステップS113に戻る。つまり、図4に示すステップS112の後は、通信が正常に維持されている間は、ステップS113〜ステップS115の判断だけが繰り返されることとなる。
ステップS114で、PCからの切断要求、またはPCの電源断のいずれかが生じた場合はステップS116に進む。また、ステップS115で通信品質の悪化による通信切断が生じた場合もステップS116に進む。これらの場合には、再度のケーブルアソシェーションが必要となる。そこで、ステップS116では、ワイヤレスUSBデバイス側コントローラ302によってIOポートGPIO1の出力が”L”に設定されて、図3のステップS103へと動作が戻る。これにより、ワイヤレスUSBデバイス側コントローラ302の入力側が再びUSBインターフェースコネクタ305に接続される。つまり、ケーブルアソシェーションが再度可能な状態になる。
また、上述したステップS107でワイヤレスUSBデバイス300が電波を受信できなかった場合や、上述したステップS109で識別情報が不一致であった場合にも、再度のケーブルアソシェーションが必要なのでステップS103へと動作が戻る。
このように、ワイヤレスUSBデバイス300は、ワイヤレスUSBの接続が不成立となった場合には、再度のケーブルアソシェーションのために機能を切り替える。このことは、以下のような応用形態が好適であることを意味している。
この応用形態では、上記選択部は、上記別機能実行部を選択した後で、上記無線通信確認部で無線通信による接続の不成立が確認された場合には上記通信設定部を選択して上記設定を実行させるものである。
あるいはこの応用形態では、上記別機能実行過程の後で上記無線通信による接続の不成立が確認された場合に上記設定を実行させる設定再実行過程を有する。
図3のステップS103へと動作を戻す各ステップは、この設定再実行過程の各一例に相当する。
以上説明したように、図2に示すワイヤレスUSBデバイス300や図3および図4に示す動作によれば、コネクタの有効利用が図られる。その結果、ワイヤレスUSBデバイスの小型化などにも寄与することとなる。
100 コンピュータシステム
200 パーソナルコンピュータ
300 ワイヤレスUSBデバイス
303 各種ボタン
304 LCDタッチパネル
301 USBハブ
302 ワイヤレスUSBデバイス側コントローラ
305 USBインターフェースコネクタ
306 小型メモリカード専用コネクタ
307 内蔵アンテナ
308 フラッシュメモリ
309 バッテリー
315 信号セレクタ
400 USBケーブル
500 USBメモリ

Claims (4)

  1. コネクタと、
    他の機器と無線通信を行う無線通信部と、
    前記無線通信のための設定を、前記コネクタを介した前記他の機器との有線通信で実行する設定実行部と、
    前記コネクタに接続された機器を使った、前記設定とは別の機能で、かつ、前記無線通信に不可分な機能とも別の機能を実行する別機能実行部と、
    前記無線通信部の無線通信による前記他の機器との接続が成立しているか否かを確認する無線通信確認部と、
    前記無線通信確認部で無線通信による接続の成立が確認された場合に、前記設定実行部と前記別機能実行部とのうち別機能実行部を選択して前記別の機能を実行させる選択部と、
    を備えたことを特徴とする無線通信装置。
  2. 前記選択部は、前記別機能実行部を選択した後で、前記無線通信確認部で無線通信による接続の不成立が確認された場合には前記設定実行部を選択して前記設定を実行させるものであることを特徴とする請求項1記載の無線通信装置。
  3. 無線通信装置で実行される機能切換方法であって、
    無線通信のための設定を、前記無線通信装置に備えられたコネクタを介した他の機器との有線通信で実行する設定実行過程と、
    前記他の機器と無線通信を行う無線通信過程と、
    前記無線通信過程の無線通信による前記他の機器との接続が成立しているか否かを確認する無線通信確認過程と、
    前記無線通信による接続の成立が確認された場合に、前記コネクタに接続された機器を使った、前記設定とは別の機能で、かつ、前記無線通信に不可分な機能とも別の機能を実行させる別機能実行過程と、
    を有することを特徴とする機能切換方法。
  4. 前記別機能実行過程の後で前記無線通信による接続の不成立が確認された場合に前記設定を実行させる設定再実行過程を有することを特徴とする請求項3記載の機能切換方法。
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