WO2007088967A1

WO2007088967A1 - 外部デバイス、電子機器システム及び制御方法

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Publication number: WO2007088967A1
Application number: PCT/JP2007/051788
Authority: WO
Inventors: Takashi Kohno
Original assignee: Japan Science And Technology Agency
Priority date: 2006-02-02
Filing date: 2007-02-02
Publication date: 2007-08-09
Also published as: JPWO2007088967A1

Abstract

　本発明は、外部デバイスに接続される電子機器において、電子機器のＯＳに依存する、外部デバイスへ制御信号を入力するためのデバイスドライバ等を外部デバイス毎に用意することを不要とすることを目的とする。　本発明に係る外部デバイス１０は、ＰＣ２０に接続されてＰＣ２０から制御を受け、外部デバイスの種類を特定するＩＤを、自身のＩＤとして記憶したインターフェース部１２と、インターフェース部１２に記憶されているＩＤにより種類が特定される外部デバイスの入力受付用機能と、自身で実行される実行用機能と、を対応付けて記憶しておく機能記憶部１３と、機能を実行させる制御信号をＰＣ２０から受け付けて、機能記憶部１３に記憶された情報を参照して、当該制御信号に係る機能を入力受付用機能としたときに対応する実行用機能を機能部１１に実行させる制御部１４とを備える。

Description

明細書

外部デバイス、電子機器システム及び制御方法

技術分野

[0001] 本発明は、電子機器に接続されて当該電子機器カゝら制御を受ける外部デバイス、当該外部デバイスを含む電子機器システム、並びに当該外部デバイス及び電子機器システムにおける制御方法に関する。また、本発明は、計測機器ゃァクチユエータなどのコントロール機能とデータ転送機能とを具える機器を USB (Universal Serial Bus )経由で接続しながら、 USB情報を知らな、場合にぉ、てもオープンな規格に準拠して、上記機器などのデバイスを制御するための新規な方法及び装置に関する。

背景技術

[0002] コンピュータシステム等の電子機器に必要な機能の一つは、外部デバイスとの接続機能である。一昔前はシリアル (EIA-232)接続が主流であった。この規格はモデムと P C (Personal Computer)を接続するために制定されたものであり、リモート 'ホストとのキャラクタ 'ベースのデータ通信に最適化されている。汎用性が高く直感的に理解しやすいため、簡単に制御ソフトウェアを書くことができる。外部デバイスを PCから制御するという用途では多くの場合これで十分であるが、転送速度が低いため、高い応答性が必要だったり大量のデータを高速にやりとりするという用途には不向きである。発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] 一方、 USBは制御にも高速データ転送にも適した規格である力一部の規格化された機能以外に対しては、外部デバイス毎に OS (Operating System)に依存した専用のデバイスドライバを用意する必要があり、開発に負担が力かるというペナルティがある

[0004] 即ち、 USB等の規格は、接続される外部デバイスの制御形式にまで立ち入った内容となっており、 PC等の電子機器側においてカーネルモードで動作する OSに依存したドライバを必要とする。外部デバイスの設計者は、接続バス規格に精通すると共に、 PC等の電子機器側における各種 OSと接続バスのホストドライバに特有のドライバ設計技術にも習熟しなければならない。これは設計者の負担増だけでなぐ必要なソフトウェア部品の増加により必要なデバッグ量の増力 []、システム全体の安定性の低下をもたらす原因となっている。

[0005] 本発明は、以上の問題点を解決するためになされたものであり、外部デバイスに接続される電子機器において、電子機器の OSに依存する、外部デバイスへ制御信号を入力するためのデバイスドライバ等を外部デバイス毎に用意することを不要とする外部デバイス、電子機器システム及び制御方法を提供することを目的とする。

[0006] 本願においては、計測機器ゃァクチユエータなどコントロール機能とデータ転送機能をもつ機器を USB経由で接続しながら、 USB固有の情報を知らなくてもオープンな規格に準拠した方法でプログラムできるようにするための手法として、 USB Mass Stor age Classへの対応を提案するものである。

課題を解決するための手段

[0007] 上記目的を達成するために、本発明に係る外部デバイスは、電子機器に接続されて当該電子機器カゝら制御を受ける外部デバイスであって、外部デバイスの種類を特定する IDを、自身の IDとして記憶した ID記憶手段と、 ID記憶手段に記憶されている IDにより種類が特定される外部デバイスの入力受付用機能と、自身で実行される実行用機能と、を対応付けて記憶しておく機能記憶手段と、機能を実行させる制御信号を前記電子機器から受け付けて、前記機能記憶手段に記憶された情報を参照して、当該制御信号に係る機能を入力受付用機能としたときに対応する実行用機能を実行させる制御手段と、を備えることを特徴とする。

[0008] 上記目的を達成するために、本発明に係る電子機器システムは、電子機器と、当該電子機器に接続されて当該電子機器から制御を受ける外部デバイスとを含んで構成される電子機器システムであって、外部デバイスは、外部デバイスの種類を特定する IDを、自身の IDとして記憶した ID記憶手段と、 ID記憶手段に記憶されている IDにより種類が特定される外部デバイスの入力受付用機能と、自身で実行される実行用機能と、を対応付けて記憶しておく機能記憶手段と、電子機器力機能を実行させる制御信号を受け付けて、前記機能記憶手段に記憶された情報を参照して、当該制御信号に係る機能を入力受付用機能としたときに対応する実行用機能を動作させる制御手段と、を備えることを特徴とする。

[0009] 上記目的を達成するために、本発明に係る制御方法は、電子機器に接続されて当該電子機器力も制御を受けると共に、外部デバイスの種類を特定する IDを、自身の I Dとして記憶した ID記憶手段と、前記 ID記憶手段に記憶されて、る IDにより種類が特定される外部デバイスの入力受付用機能と、自身で実行される実行用機能と、を対応付けて記憶しておく機能記憶手段と、を備える外部デバイスにおける制御方法であって、電子機器から機能を実行させる制御信号を受け付けて、前記機能記憶手段に記憶された情報を参照して、当該制御信号に係る機能を入力受付用機能としたときに対応する実行用機能を動作させる制御ステップを含むことを特徴とする。

[0010] 上記目的を達成するために、本発明に係る制御方法は、電子機器と、当該電子機器に接続されて当該電子機器カゝら制御を受けると共に、外部デバイスの種類を特定する IDを、自身の IDとして記憶した ID記憶手段と、前記 ID記憶手段に記憶されている IDにより種類が特定される外部デバイスの入力受付用機能と、自身で実行される実行用機能と、を対応付けて記憶しておく機能記憶手段と、を備える外部デバイスにおける制御方法であって、外部デバイスが、前記電子機器から機能を実行させる制御信号を受け付けて、前記機能記憶手段に記憶された情報を参照して、当該制御信号に係る機能を入力受付用機能としたときに対応する実行用機能を動作させる制御ステップを含むことを特徴とする。

[0011] 本発明に係る外部デバイスでは、 ID記憶手段に記憶された IDに係る種類の外部デバイスの機能を実行させる制御信号を電子機器カゝら入力されると、制御手段によつて、機能記憶手段に記憶された情報が参照されて、当該制御信号に係る機能を入力受付用機能としたときに対応する実行用機能が実行される。従って、電子機器カゝら制御信号を予め入力可能な種類の外部デバイスの IDを ID記憶手段に記憶させておけば、電子機器において、電子機器の OSに依存する、外部デバイスへ制御信号を入力するためのデバイスドライバ等を外部デバイス毎に用意することが不要となる。

[0012] ID記憶手段に記憶されている IDは、前記電子機器において予め制御を行うためのデバイスドライバが規定されている外部デバイスを特定する IDであることが望ましい。この構成によれば、 ID記憶手段に記憶される IDが、電子機器力制御信号を予め入力可能な種類の外部デバイスの IDとなるので、確実に本発明の効果を奏することがでさる。

[0013] ID記憶手段に記憶されている IDは、ブロック型デバイスである外部デバイスを特定する IDであることが望ましい。この構成によれば、機能記憶手段において機能の対応を容易に記憶させることができると共に、本発明に係る外部デバイスに対する電子機器からの制御信号の入力を容易に行うことができる。

[0014] 本発明に係るデバイスの制御方法は、 USB Mass Storage Classなる規格を用いて、デバイスを制御することを特徴とする。

[0015] 前記 USB Mass Storage Class規格は OS内にサポートされていることが望ましい。

[0016] 前記 USB Mass Storage Class規格を含む USBインターフェイスを設けるとともに、この USBインターフェイスを前記デバイスと独立に設けることが望ましい。

[0017] 前記デバイスは、前記 USB Mass Storage Class規格をコマンド/ステータス用及びデータ転送用のパーティションをもつ外部記憶装置として認識することが望ましい。

[0018] 前記デバイスの制御は、制御プログラムにおける POSIX規格で定義されて、る、入出力システムコール openO, readO, write(), closeOを用いて行うことが望ましい。

[0019] 前記デバイスは、仮想的にコントロール用及びデータ用の記憶領域 (パーティション）を用意し、前記 USB Mass Storage Class規格からのコマンドを解釈し、実行することが望ましい。

[0020] 前記デバイスは、物理的にコントロール用及びデータ用の記憶領域 (パーティション）を用意し、前記 USB Mass Storage Class規格からのコマンドを解釈し、実行することが望ましい。

[0021] 前記コントロール用記憶領域 (パーティション)への書き込みはコマンド発行として解釈することが望ましい。

[0022] 前記コントロール用記憶領域 (パーティション)力もの読み出しはステータス要求として解釈することが望ましい。

[0023] 本発明に係るデバイスの制御装置は、 USB Mass Storage Classなる規格を含む制御手段を具え、この制御手段によってデバイスを制御することを特徴とする。

[0024] 前記制御手段は、前記 USB Mass Storage Class規格をサポートした OSを用いることが望ましい。

[0025] 前記制御手段は、前記 USB Mass Storage Class規格を含む USBインターフェイスを含み、デバイスと独立に設けたことが望ましい。

[0026] 前記デバイスは、前記 USB Mass Storage Class規格をコマンド/ステータス用及びデータ転送用のパーティションをもつ外部記憶装置として認識することが望ましい。

[0027] 前記デバイスの制御は、制御プログラムにおける POSIX規格で定義されて、る、入出力システムコール openO, readO, write(), closeOを用いて行うことが望ましい。

[0028] 前記デバイスは、仮想的にコントロール用及びデータ用の記憶領域 (パーティション）を用意し、前記 USB Mass Storage Class規格からのコマンドを解釈し、実行することが望ましい。

[0029] 前記 USB Mass Storage Class規格からのコマンドを解釈し、実行するための、物理的にコントロール用及びデータ用の記憶領域 (パーティション)を具えることが望ましい。

[0030] 前記コントロール用記憶領域 (パーティション)への書き込みはコマンド発行として解釈することが望ましい。

[0031] 前記コントロール用記憶領域 (パーティション)力もの読み出しはステータス要求として解釈することが望ましい。

[0032] 上記目的を達成すべく、本発明に係るデバイスの制御方法は、 USB Mass Storage Classなる規格を用いて、デバイスを制御することを特徴とする。

[0033] また、本発明に係るデバイスの制御装置は、 USB Mass Storage Classなる規格を含む制御手段を具え、この制御手段によってデバイスを制御することを特徴とする。

[0034] Mass Storage Classは USB経由でハードディスクやフロッピ（登録商標）ディスクと!/ヽつた外部記憶装置を接続するための規格で、多くの OSで標準的にサポートされており、特別なドライバなしで利用することができる。デバイスは OSから、コマンド/ステータス用及びデータ転送用のパーティションをもつ外部記憶装置として認識される。

[0035] 制御用プログラムは POSIX規格で定義されている入出力システムコール openO, rea d(), writeO, closeOを用いてデバイスの制御、データ入出力を行う。デバイスは仮想的にある!/、は物理的にコントロール用、データ用の記憶領域 (パーティション)を用意し、それらに対して PCが USB経由で送ってくる Mass Storage Classのコマンドを解釈、実行する。コントロール用パーティションに対する書き込みはコマンド発行、読み出しはステータス要求として解釈する。また、データ用パーティションに対する読み書きはデータの読み書きと解釈する。

発明の効果

[0036] 本発明によれば、電子機器力制御信号を予め入力可能な種類の外部デバイスの IDを ID記憶手段に記憶させておけば、電子機器において、電子機器の OSに依存する、外部デバイスへ制御信号を入力するためのデバイスドライバ等をデバイス毎に用意することが不要となる。

図面の簡単な説明

[0037] [図 1]PCにおけるデバイスドライバと USBデバイスとの関係を示す図である。

[図 2]本発明の実施形態に係る外部デバイスの構成を示す図である。

[図 3]外部デバイスにおける機能の対応の例を示した図である。

[図 4]本発明の実施形態に係る外部デバイスの動作を示すフローチャートである。

[図 5]本発明の制御方法におけるブロック図である。

[図 6]本発明の制御装置における回路図である。

[図 7]本発明の制御方法で用いるソフトウェアのブロック図である。

[図 8]USBN9603レジスタにおける制御ルーチンの一例を示すブロック図である。符号の説明

[0038] 10· ··外部デバイス、 11· ··機能部、 12· ··インターフェース部、 13· ··機能記憶部、 1 4…制御部、 20"'PC、 21· ··インターフェース部、 22· ··制御信号送信部、 25· ··ケーブル、 30· ··外部デバイス、 30a…マスストレージデバイス、 31 "'USBインターフエ一ス、 40- --PC, 41· ··デノイスドライノく、 41a' ··マスストレージクラスドライノく、 42- --OS, 42a…中間層、 42b- "USBホス卜ド、ライノく、 43· ··アプリケーション、 44- USBホス卜、 50…ケーブル。

発明を実施するための最良の形態

[0039] 以下、図面とともに本発明に係る外部デバイス、当該外部デバイスを含む電子機器システム及び当該外部デバイスにおける制御方法の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

[0040] まず、図 1を用いて、本発明の背景を改めて説明する。図 1は、外部デバイスである USBデバイス 30が、電子機器である PC40にケーブル 50により接続されている状態を示す。 USBデバイス 30では、 USBインターフェース 31において、 USBデバイス 3 0に応じてデバイスの種類を特定する IDである、クラス IDが設定されている。 PC40 力も USBデバイス 30に対して、機能を実行させる制御信号を送信するためには、 P C40において USBデバイス 30に応じてデバイスドライバ 41が必要となる。デバイスドライノく 41は、 OS42に含まれており、 OS42内にお!ヽて、中間層 42aと、 USBホストドライバ 42bとを繋ぐ役割を果たす。ここで、図 1に示すように、中間層 42aは、制御信号を生成するアプリケーション 43と情報の送受信を行う部分であり、 USBホストドライノ 42bは、 USBデバイス 30とのインターフェースである USBホスト 44と信号の送受信を行うものである。

[0041] PC40から USBデバイス 30への制御信号の送信は、クラス IDが特定された上で U SBデバイス 30に応じた機能毎に行われるため、デバイスドライバ 41は、通常、 USB デバイス 30毎に必要となる。従って、上述したように、 USBデバイス 30を新たに開発する場合は、その USBデバイス 30毎にデバイスドライバ 41を作成する必要があった。また、 OS42における上記の中間層 42aや USBホストドライバ 42bは、 OSにより形式が異なるので、デバイスドライバ 41は、 OS42毎に作成する必要があった。

[0042] ところで、デバイスドライバ 41には、ストレージゃサウンドデバイス等のよく使われる機能の USBデバイスのための個々のデバイスドライバ開発を省略するために、通常、多くの種類の OS42において共通的に用意されているものがある。このようなデバイスドライバ 41は USBクラスドライバと呼ばれる。例えば、図 1に示すマスストレージクラスドライバ 41aは、ストレージ機器のためのデバイスドライバであり、ストレージ空間へのアクセスのための制御手順を提供して、る。 PC40に接続された USBマスストレージデバイス 30aには、マスストレージクラスドライバ 41aが用いられて制御信号が入力される。 [0043] 以上を踏まえて、本発明に係る外部デバイス、当該外部デバイスを含む電子機器システム及び当該外部デバイスにおける制御方法の好適な実施形態を説明する。図 2に本実施形態に係る外部デバイス 10、及び当該外部デバイス 10の接続対象である PC20の機能構成を示す。外部デバイス 10と PC20とは、本実施形態に係る電子機器システムを構成している。外部デバイス 10と PC20とは、ケーブル 25等により接続されている。なお、外部デバイス 10は、 PC20から取り外すこともできるようになっている。外部デバイス 10と PC20との接続は、所定のデータ伝送路の規格に準じている。上述したように、当該規格では、外部デバイス 10への制御信号の送信は、外部デバイス 10の種類を IDにより特定した上で、当該種類に応じたデバイスドライバが用いられて行われる。本実施形態では、当該規格を USBとして説明する。

[0044] 外部デバイス 10は、 PC20からの制御を受けて所定の機能を実現するデバイスである。外部デバイス 10としては、具体的には、ストレージ機器、キーボード、マウス及びモデム等の周辺機器に相当する。本実施形態では、外部デバイス 10は、電圧等により外部力も入力されるアナログ値を、デジタル値に変換する AZD変として説明する。図 2に示すように、外部デバイス 10は、機能部 11と、インターフェース部 1 2と、機能記憶部 13と、制御部 14とを備えて構成される。

[0045] 機能部 11は、外部デバイス 10の機能を実行する手段である。本実施形態のように AZD変換器であれば電圧値等により入力されたアナログ値をデジタル値に変換する機能を実行する手段である。機能部 11による機能の実行は、後述するように、制御部 14の制御を受けて行われる。機能部 11は、機能に応じたハードウアによって実現される。例えば、本実施形態のように AZD変換器であれば、 AZD変換を行う回路ゃ CPU等によって実現される。

[0046] インターフェース部 12は、 PC20からケーブル 25を経由して入力される USBに準拠した制御信号の入力を受け付けつけ、また、 PC20との間でデータの入出力を行う手段である。また、インターフェース部 12は、外部デバイスの種類を特定するクラス I Dを、自身のクラス IDとして記憶した ID記憶手段でもある。インターフェース部 12に記憶されているクラス IDは、 PC40 (の各 OS)において予め制御を行うためのデバィスドライバが規定されている外部デバイスの種類のクラス IDである。また、インターフエース部 12に記憶されているクラス IDに係る外部デバイスの種類は、ブロック型デバイスである。インターフェース部 12に記憶されているクラス IDは、具体的には例えば、上述したマスストレージデバイスのクラス IDであることが望ましい。

[0047] これによつて、 PC20からは、外部デバイス 10の機能、即ち機能部 11の機能にかかわらず、外部デバイス 10がマスストレージデバイスであると認識される。従って、 PC2 0からは、マスストレージデバイスに対する制御信号が入力される。インターフェース部 12は、 PC20から入力された制御信号を受信して、制御部 14に入力する。

[0048] インターフェース部 12は、 ICチップ（USBデバイス）等のハードウェアによって実現される。

[0049] 機能記憶部 13は、インターフェース部に記憶されているクラス IDにより種類が特定される外部デバイスの入力受付用機能と、自身の機能部 11で実行される実行用機能とを対応付けて記憶しておく機能記憶手段である。機能記憶部 13は、具体的には、マスストレージデバイスの機能 (入力受付用機能)と、機能部 11で実行される機能とを対応付けて記憶する。更に具体的には、図 3に示すように、マスストレージデバイスの機能として"メモリアドレスの 0番地に 0又は 1を書き込む"ことと、機能部 11の AZD 変の機能として"計測をスタート又はストップする"こととを対応付けて記憶する。また、マスストレージデバイスの機能として"メモリアドレスの 1番地に数値を書き込む" ことと、機能部 11の AZD変の機能として"当該数値を計測間隔とする"こととを対応付けて記憶する。また、マスストレージデバイスの"メモリアドレスの 2番地の数値 "と、機能部 11の AZD変換器の "計測された値"とを対応付けて記憶する（PC20からメモリアドレス 2番地にアクセスする制御信号が入力されることにより計測された値が読み出される）。これらの情報は、制御部 14によって参照される。機能記憶部 13は、メモリや回路のハードウェア等により上記の情報を記憶することにより実現される。

[0050] 制御部 14は、機能を実行させる制御信号を、 PC20からインターフェース部 12を介して受け付けて、機能記憶部 13に記憶された情報を参照して、当該制御信号に係る機能を入力受付用機能としたときに対応する実行用機能を機能部 11に実行させる制御手段である。具体的には例えば、 PC20から外部デバイス 10に、 "0番地に 1を書き込む"という旨の制御信号が入力されると、制御部 14は、機能記憶部 13に記憶された図 3に示すような機能の対応関係を示す情報を参照して、機能部 11に対して" 計測をスタートさせる"制御を行う。上記のように、マスストレージデバイスへの書き込みはコマンド発行として、マスストレージデバイスからの読み出しはステータス（上記の例ではデジタル値)要求とすることが望ま、。

[0051] なお、外部デバイス 10に、 SRAM (Static Random Access Memory)等のストレージ手段を設けておき、マスストレージデバイスと同様に PC20から入力された制御信号に基づきストレージ手段のメモリアドレス上での読み書きが (機能部 11による機能の実行と合わせて)行われることとしてもよヽ。以上が外部デバイス 10の機能である。

[0052] 引き続いて、電子機器である PC20の構成について説明する。 PC20は、外部デバイス 10に制御信号を送信して、外部デバイス 10を制御する装置である。 PC20は、図 2に示すように、インターフェース部 21と、制御信号送信部 22とを備えて構成される。 PC20は、 CPU及びメモリ等のハードウェアにより実現される。

[0053] インターフェース部 21は、制御信号送信部 22からの指示に従い USBに準拠した制御信号を外部デバイス 10に送信し、外部デバイス 10との間でデータの入出力を行う手段である。インターフェース部 21は、 ICチップ (USBホスト）等のハードウェアによって実現される。

[0054] 制御信号送信部 22は、外部デバイス 10への制御信号を外部デバイス 10へ送信するように、インターフェース部 21に指示を行う手段である。制御信号送信部 22は、図 1における PC40の OS42及びアプリケーション 43の機能に相当する。即ち、制御信号送信部 22は、外部デバイス 10のクラス IDに対応したデバイスドライバを用いてクラス IDを特定した上で、外部デバイス 10に対して制御信号を送信するようにインタ一フェース部 21に指示する。

[0055] 本実施形態に係る外部デバイス 10への制御信号の送信は、外部デバイス 10のクラス IDをマスストレージデバイスのクラス IDとした上で行われる。なお、通常、マスストレージデバイスのデバイスドライバは PC20の OSにかかわらず、制御信号送信部 22 に備えられている。なお、制御信号送信部 22の指示により送信された制御信号は、上述したように外部デバイス 10においては、機能記憶部 13に記憶された対応付けされた機能が実行される。従って、制御信号送信部 22 (を実現するアプリケーション）は、その対応関係に基づいて、外部デバイス 10の機能部 11の機能が実行されるように、マスストレージデバイスの制御信号を送信する。

[0056] なお、制御信号送信部 22における、アプリケーション力 OSへの制御信号の入出力は、 OSのポータビリティ規格 POSIXで定義されている入出力システムコール (具体的には、 open ()、 read ()、 write ()、 close () )を用いてアクセスすることが望ましい。 OS毎のアプリケーションの開発を容易にするためである。以上が PC20の機能である。

[0057] 引き続いて、図 4のフローチャートを用いて、本実施形態に係る外部デバイス 10の動作 (外部デバイス 10における制御方法)を説明する。

[0058] PC20から外部デバイス 10に互いのインターフェース部 12, 21を介して制御信号が入力されることにより、動作が開始される。なお、制御信号の入力は、 PC20におけるユーザの操作等をトリガとして行われる。また、この制御信号の入力の際、 PC20の制御信号送信部 22では、マスストレージデバイスのデバイスドライバが用いられて、外部デバイス 10のインターフェース部 12に記憶されたマスストレージデバイスのクラス IDが特定される。

[0059] 外部デバイス 10では、制御部 14によって制御信号が受け付けられる（S01、制御ステップ)。続いて、制御部 14によって、機能記憶部 13に記憶された図 3に示すような情報が参照されて入力された制御信号に係る入力受付用機能に対応する、機能部 11で実行されるべき実行用機能が特定される（S02、制御ステップ)。続いて、制御部 14によって、機能部 11に対して特定された実行用機能が実行されるように制御されて、機能部 11によって当該実行用機能が実行される（S03、制御ステップ)。

[0060] 上述したように本実施形態では、 PC20は、外部デバイス 10のインターフェース部 1 2に記憶されたクラス IDに係る種類の外部デバイスとして、外部デバイス 10を制御することができる。従って、インターフェース部 12に記憶されたクラス IDを、 PC20から制御信号を予め入力可能な種類の外部デバイス、即ち、デバイスドライバ等が予め用意されている外部デバイスのクラス IDとすれば、 PC20において、電子機器の OSに依存する、外部デバイスへ制御信号を入力するためのデバイスドライバ等を外部デバイス 10毎に用意することが不要となる。 [0061] また、本実施形態のようにインターフェース部 12に記憶されている IDを、 PC20におヽて予め制御を行うためのデバイスドライバが規定されてヽる外部デバイスを特定する IDであることとするのが望ましい。この構成によれば、インターフェース部 12に記憶される IDが、 PC20から制御信号を予め入力可能な種類の外部デバイスの IDとなるので、確実に本発明の効果を奏することができる。

[0062] また、本実施形態のようにインターフェース部 12に記憶されている IDは、ブロック型デバイスである外部デバイスを特定する IDであることが望まヽ。この構成によれば、アドレスと機能の内容とを容易に対応付けることができるため、機能記憶部 13におヽて機能の対応を容易に記憶させることができると共に、本発明に係る外部デバイス 1 0に対する PC力もの制御信号の入力を容易に行うことができる。但し、必ずしもブロック型デバイスである必要はなぐキャラクタ型デバイスであってもよ!/、。

[0063] 上記のような本発明の特徴により、外部デバイス 10を PC20の OSによらずに (OS インデペンデントに）、即ち、 OSに依存したソースを必要とせずに利用可能とすることができる。なお、上記の実施形態では、外部デバイス 10 (の機能部 11)の機能の例として、 AZD変を説明に用いたが、外部デバイスとして実現できる機能であれば、計測器、電源装置、映像機器及びオーディオ装置等の任意のデバイスに本発明を適用することができる。また、外部デバイス 10が接続される電子機器も PC20に限られない。更に、外部デバイスと電子機器との接続の規格についても、 USB〖こ限られず、同様の枠組みを有するものに適用することができる。

[0064] 実装例として、 ADuC7026内蔵の ADコンバータ (2チャンネル)からアナログデータをキヤプチヤして PCへ転送するシステムを作製した。

[0065] OSはストレージ機器に対してキャッシュ機構を持っている。 open()システムコールでオープンする限りオプション ·フラグ (0_DIRECTと 0_SYNC)を設定することでキヤッシュを回避することができる力アクセス方法の選択肢を広げ、あらゆる環境下で OSのキャッシュ機構を避けることを意図して、メディアロック機構のな、USBフロッピディスクをエミュレートする。これによつて、ディレイは避けられなくても、ライト'キャッシュを自動的に回避することができる。

[0066] (システム）本機のブロックダイアグラムを図 5に示す。 USBインターフェースとデバイス固有の動作 (今回は A/Dコンバータ力のデータ取り込み)の独立性を高め、機能追加 (例えば D/Aコンバータへのデータ出力など)を USBインターフェースに手をカ卩えることなく実現できるようにするために、 64KBの外付け SRAMを用、て物理的にメモリ ·パーティシヨンを用意した。

[0067] 図の右側には、 USBインターフェースの構成を示している。 USB物理層は National I nstruments製の USBN9603(Full Speed対応)にまかせ、プロトコル層 (USBトランザクションの処理)、デバイス 'フレームワーク (USBデバイス 'リクエストの処理)、 Mass Storage Classの処理をソフトウェアで行う。これらのソフトウェアは USBN9603の割り込み要求信号 (INTRQ)によって ADuC7026の IRQ割り込みとして呼び出される。

[0068] 図の左側には、デバイス固有の動作 (A/Dコンバータからのデータ取り込み)を示している。このソフトウェアは ADuC内蔵のタイマ (Timerl)の割り込みによって呼び出される。 Timerlにはサンプリング周波数がセットされており、呼び出される度にコント口ール.パーティションをチェック、コマンドの解釈を行う。データの取り込みが指示されれば呼び出される度に A/Dコンバータからデータを読み出して SRAMのデータ'パーテイシヨンに格納する。

[0069] また、必要のある場合にはステータスをコントロール 'パーティションに書き込む。この処理は確実にサンプリング周波数ごとに行わなければならないため、 UBN9603の割り込み信号よりも優先度の高い FIQ割り込みとして呼び出している。

[0070] 具体的には、コントロール 'パーティションは 0バイト目が CH0へのコマンド、 1バイト目が CH1へのコマンド、 2バイト目がコマンド 'キューとなっている。今回は簡単のため、データ取り込み開始コマンド ('G')と、中止コマンド ('Ν')だけを用意した。

[0071] コマンド 'キューは、 CH0、 CHIへのコマンド 'バイトに有効なコマンドが書き込まれたことを示すためのものである。デバイス側は、このバイトに' *'が書き込まれたことを認識すると、これを' '(スペース文字)でクリアすると同時に、 CH0、 CHIのコマンド 'バイトを解釈し、実行する。データ'パーティションとしては CH0、 CHI用にそれぞれ 16KBずつのパーティションを用意した。 'G'コマンドが与えられると、対応するチャネルのパーテイシヨンの先頭力も順次 A/Dコンバータ力ものデータを格納していき、末尾に到達すると対応するコマンド 'バイトに動作完了のマークとして' # 'を書き込み、終了する。

[0072] PC側はコマンド発行後、定期的にコントロール 'パーティションをチェックし、 '# 'が書き込まれるのを待つことでデータ取り込みの完了を知ることができる。

[0073] データ自体は、それぞれのチャネルに対応するパーティションを読み出すことによつて得ることがでさる。

[0074] (ハードウェア）

本機の回路図を図 6に示す。 ADuC7026は GPIOの P0.1, P0.2, P2.1〜7、 P3、 P4をコンフィギユレーシヨン 2に設定 (GPxCONレジスタ (x=0,2,3,4》することで、アドレス'データ多重の 16/8bitのメモリ'バスを使用することができる。このバス経由でアクセスできるメモリ空間は 128KBずつの 4領域に分けられており、各領域ごとにィネーブル信号 (M S[3:0])が用意されている。 USB9603及び外付け SRAMをこのバスに接続し、前者を領域 0に、後者を領域 1に割り当てた（GPIOについてはデータ'シート (ANALOG DEVIC ES, "AduC7019/20/21/22/24/25/26/27 Data sheet, Rev. 0", Nov., 2005)p.59- 60 、メモリ'インターフェースについては同 p.78-81、詳細なタイミングについては同 p.9-1 0、メモリ'マップについては同 p.33参照））。

[0075] USBN9603は 8bitのアドレス多重バスをサポート (MODE1='0，， MODE0='l 'に設定)しています (National Semiconductor, USBN9603/USBN9604 Universal Serial Bus Full Speed Node Controller with Enhanced DMA Support, Rev.l.3，，参照)のでADuC7026 のメモリ'バスに直結することができます。 ADuC7026側では XM0CONの bitlを' 0'とすることで領域 0のアクセス ·モードを 8bitに設定することができる。

[0076] 外付け SRAMには Winbond製 W24257AK- 15を準備した。これは一般的な 8bit幅の 2 56KBit SRAM (Windbond, "W24257A Datasheet, Rev. A6，，参照)で、 HM65256や uP D43256とピン配置互換である。アドレス 'ラッチとして 74HC573を 2個使用し、 ALE出力によってアドレスを分離し、 SRAMに供給している。 BHE, BLE出力は 16bitバス上で 8bit単位でのアクセスを行うための信号で、それぞれ、上位バイト、下位バイトへのァクセスが必要となる時にアクティブになる。 16bitと 8bitのアクセスを区別する必要があるのは書き込みのみであるから、ライト'ストローブ信号 WSとの論理積を SRAMに供給し、リード'ストローブ信号 RSはそのまま接続する。 [0077] メモリ'バスのアクセス 'タイミングを設定するレジスタ力メモリ領域ごとに用意されている (XMxPAR, x=0, 1,2,3)。 ADuCのメモリ'タイミング 'チャートと USBN9603、 SRAMのタイミングチャートを比較してタイミング設定を決定し、実機でチェックしながら調整したところ、 USBN9603については 0109h、 SRAMについては 0201hが最速の設定であつた。 USBN9603のアクセスタイミングは、アドレス関連のアクセスタイムは早いものの、リードでは読み出し時間力ライトでは書き込み後次のアドレス設定が可能になるまでの時間力 ¾50nsと長いことに注意が必要である（上記 Windbond, "W24257A Datashee t, Rev. A6"参照）。

[0078] 特に、ライト後の待ち時間は CPUクロックで約 10サイクル必要である力 XMxPARレジスタでは 1CLKまでしカゝ設定できな、ため、場合によってはプログラミング上の配慮が必要となる。

[0079] また、 USBN9603の割り込み要求信号 (INTRQ)を ADuC7026の外部割り込み入力ピン IRQ0

に接続し、 USBN9603からの割り込みを受け付けられるようにしておく。

[0080] アナログ入力については、 CH0、 CHIそれぞれに簡単なアンプを用意した。 ADuC の A/Dコンバータの入力範囲は 0V〜2.5Vであるので、このアンプによりレンジ調節を行う。入力信号はまずアツテネータを通って振幅調整される。次に、 AC接続の場合はカップリング'コンデンサとバイアス抵抗を経由、 DC接続の場合は直接、オペアンプ (TLC272)に入力する。オペアンプの一段目はボルテージ ·フォロワを構成しており、インピーダンス変換を行う。二段目は反転増幅器で、 1.25V(Rx2, χ=0,1の分圧比で決定される電圧)を中心として Rxl/3K倍 (χ=0,1)に増幅する。すべて単電源で構成されて、るので、負の電圧を計測した!/、場合は AC接続にしなければならな、。

[0081] また、オペアンプとしては単電源 3.3Vで動作するものであればよぐ LM158なども使用できる。

[0082] (ソフトウェア）

ソフトウェアのブロック図を図 7に示す。 ARM7TDMIシリーズの割り込みには IRQと FI Qとの二種類がある。後者は割り込みルーチンで使用できるレジスタ数などに制限を加えることで割り込み信号検出からルーチンコールまでの処理を軽減し、レイテンシを抑えている (上記 ANALOG DEVICES, "AduC7019/20/21/22/24/25/26/27 Data sheet, Rev. 0", Nov., 2005、 p.31- 32参照)。また、 ARM7TDMIの割り込み禁止フラグは CPSRという CPUレジスタに IRQ用 (Iビット)と FIQ用 (Fビット)とが別々に用意されている。これらの禁止フラグは割り込みルーチンが呼ばれる時に自動的にセットされる力 IRQ割り込み時は Iビットのみセットされ、 FIQ割り込み時には Iビットと Fビットとの両方がセットされる。つまり、 IRQ割り込み処理中でも FIQ割り込み処理を受け付けることができる。従って、 IRQと FIQとを使い分けることで CPSRにアクセスすることなぐ割り込み処理中により優先度の高、割り込みを受け付けることができる。

[0083] データのサンプリング処理は必ずサンプリング周波数ごとに必要な処理であるので FIQ割り込み処理として、 USBまわりは処理が複雑になる場合もあり、それほど時間の制約も強くないため IRQ割り込み処理として実装した。前述のように、 Timerlにデータのサンプリング間隔を設定して周期的に割り込みを発生させる。具体的には T1LDレジスタにカウント値、 T1CONの下位 4ビットに分周比、 bit7と 6に Tをセットする。この割り込み信号で FIQを発生させられるよう設定する (FIQENレジスタ (上記 ANALOG DEV ICES, "AduC7019/20/21/22/24/25/26/27 Data sheet, Rev. 0", Nov., 2005、 p.73— 74)に 00000008hを書き込む)。

[0084] USBN9603の INTRQ出力は外部割り込み入力ピン IRQ0に接続してあるので、これによって IRQ割り込みを発生させられるよう設定する (IRQENレジスタに 00008000hを書き込む)。 IRQENや FIQENレジスタは新たにセットした!/、ビットのみを立てて書き込むことで許可ビットを追加できる。逆に許可ビットをクリアしたい場合は IRQCLR、 FIQ CLRレジスタにクリアしたいビットのみを立てて書き込むことになる。

[0085] A/Dコンバータ制御ルーチンではまず、 FIQSTAレジスタをチェックする。このレジスタは FIQENレジスタで割り込みを許可している信号のうちどの信号がアクティブになつているかを知らせてくれる。対応するビットが Tになっていればアクティブになっているので、このレジスタと 00000008hとの論理積をとつて Tならば Timerlからの割り込みと判断する (本例では、 FIQ割り込みは Timerlからのものだけなので、この処理はなくても動作する)。

[0086] 次に T1CLRIレジスタ (上記 ANALOG DEVICES, "AduC7019/20/21/22/24/25/26/ 27 Data sheet, Rev. 0", Nov., 2005、 p.75-76)に書き込みを行い、割り込み入力をクリアする。これを行わないと、割り込み処理終了後またすぐ割り込み処理が始まってしまう。次にコマンド 'パーティションのコマンド'キュ一'バイトをチェックする。この場合、が書き込まれていれば、有効なコマンド力 SCH0、 CHIのコマンド 'バイトそれぞれにセットされているのでコマンド内容をチェックする。 'G'ならば該当チャネルのデータ収集を開始、 'N'ならば中止する。これら以外ならばなにもしない。具体的には、データ収集開始の場合はデータ収集の開始は変数 ADC_CHx_EN(x=0,l)に Tをセット、中止の場合は' 0'をセットする。

[0087] 同時に、データ収集開始の場合はデータ'メモリへのポインタ (変数 adcChxCurrent( x=0,l》をメモリ領域の先頭 (ADC_CHx_BUFHEAD(x=0,l》にセットする。そして、 ADC_ CHx_ENが Tの場合は該当チャネル力ものデータを読み込み、メモリへ格納、ポインタをインクリメントする。ポインタ力 Sメモリ領域の最後 (ADC_CHx_BUFTAIL - 1 (χ=0,1)) まで達したらデータ収集を完了し、該当コマンド 'バイトに' # '(完了ステータス)を書き込む。

[0088] USBインターフェース 'ルーチンでは、 A/Dコンバータ制御ルーチンの場合と同様、まず IRQSTAレジスタをチェックして外部割り込み 0からの割り込みであることを確認してから USBN9603の制御ルーチン (USBN960x_intO)を実行する。制御ルーチンは usbn 960x.cに記述されており、図 7では左上の USBプロトコル ·レイヤに相当する。 USBN96 03の制御方法については、上述したデータ'シート以外にも、例えば、 USB通信プログラミングテクニック" http：〃. picfon.com/usbframe.html; 桑野雅彦" USBコントローラ USBN9602を使った USBターゲット機器の開発" in TECHI USBハード &ソフト開発のすべて" TECHI Vol.8, pp.43- 54)；桑野雅彦" USBコントローラ USBN9602/9603/960 4の使、方"）などを参照して用いることができる。

[0089] これらの方法を用いた制御方法について以下に簡単に説明する。

[0090] USBでは、一つのデバイスがエンドポイントというデータを送受信するための「出入り口」を機能ごとに用意する。 PCはエンドポイントを選んでデータをやりとりすることで使用したい機能ブロックと直接通信することができる。 USBN9603には EP0〜EP6の 7個のエンドポイントが用意されている。 EP0は USB規格（上記 Compaq, Intel, Microsoft, a nd NEC, "Universal Serial Bus Specification, Rev.1.1"参照）（USBN9603は USB Rev. 1.1対応)で必須とされているコントロール 'エンドポイントで、 8バイトの FIFOを備えている。 USB規格で指定されている通り入出力兼用で、 FIFOも入出力兼用、 EPC0レジスタによって方向を切り替えて使用する (入出力兼用なのはコントロール 'エンドポイントのみ)。 EP1, EP3, EP5は送信専用 (USBの IN方向に対応)のエンドポイントで、 64バイトの FIFOを備えている。 EP2, EP4, EP6は受信専用 (USBの OUT方向に対応)で、同じく 64バイトの FIFOを備えて!/ヽる。

[0091] 制御ルーチンの仕事はなぜ割り込みが力かったのかを判定し、それに対応した指令を USBN9603に与えることである。図 8に USBN9603のレジスタのうち制御ルーチンでよく使うものを示す。この場合、すべて 8ビットである。 MAEVレジスタには、割り込み発生の理由がおおまかに示されているので、最初にこれをチェックする。 RX_EVビットが立っていればデータの受信に関係する状態が変化した、ということである。どのチャネルで、何が起こったのか (受信が成功した、エラーが発生したなど)を知るために R XEVレジスタ、さらに RXSx(x=0,l, 2,3)レジスタをチェックすることになる。 TX_EVビットが立っていればデータ送信の完了 (あるいは未完了)を意味するので、 TXEVレジスタや TXSx(x=0,l,2,3)レジスタをチェックする。 NAKビットは、受信エンドポイント (EP2, EP 4, EP6)において FIFOがいつぱいであり、データを受け取ることができなかった場合、送信エンドポイント (EP1, EP3, EP5)において FIFOが空だったため PCからのデータ読み出し要求に応えられな力つた場合に Tになる。

[0092] どのチャネルで発生したかは NAKEVレジスタによって知ることができる。基本的にこのレジスタで重要なのは OUT0(bit4)のみである。このビットは EP0の受信方向で NAK が発生したことを意味し、 PCからのコマンドが来て!/、るのに受け取れて!/ヽなヽと!、うことであって、送信中でも中止して受信モードに切り替えてやる必要がある。 ALTビットが立っていた場合は、パワーマネジメント関連とバスリセット関連のレジスタ ALTEVレジスタをチェックする。本機のようにセルフパワーのデバイスの場合はパワーマネジメントが必須というわけではないので、バスリセット (bit6)のみをチェックすればよい。バスリセットが発生した場合は、電源投入時と同じ状態に戻らなければならない。 USBN96 03の制御ルーチンはこれらのレジスタを操作し、各エンドポイントでのデータ送受信を行つ。これ【ま、 Compaq, Intel, Microsoft, and NEC, "Universal Serial Bus Specificat ion, Rev.1.1"の 8章 Protocol Layerに記載されている処理に相当し、ファイル usbn960 x.cに記述されている。

[0093] USBデバイスとして機能するためには少なくとも、コントロール 'エンドポイント (EP0) に対して PC力送られてくる種々のコマンドのうち「標準デバイス 'リクエスト」と呼ばれるコマンド群に対して応答することができなければならない。これらは、上記 Compaq, Intel, Microsoft, and NEC, Universal ¾enal Bus Specincation, Rev.1.1 の 9早 iJSB Device Frameworkに定義されており、主としてデバイス固有の情報 (機能の概要ゃェンドポイントの数など)を要求したり、 USBツリー内でのアドレスを設定したり、動作モードを切り替えたり、といった機能をもっている。

[0094] これらの処理は、図 7の左下、デバイス 'リクエスト処理に相当し、 usb.devicelayer.c, usb.descriptors.hに記述されている。これらのコマンド群はコントロール 'トランスファ（上己し ompaq, Intel, Microsoft, and NEし, 'Universal Serial Bus specification, Rev.1. 1"、 8.5.2, p.164-168)と呼ばれるプロトコルに従って伝達、実行、ステータス報告が行われる。コントロール 'トランスファの処理は usbn960x.cに記述されている。

[0095] デバイスは、自分の固有情報を標準 USBディスクリプタというデータ'テーブル群の形で保持している。これは標準デバイス 'ディスクリプタ、標準コンフィギュレーション' ディスクリプタ、標準インターフェース 'ディスクリプタ、標準エンドポイント 'ディスクリブタと呼ばれる 4種類のデータ'テーブルの組み合わせで構成されている。標準デバィス'ディスクリプタにはデバイス全体の情報、例えば USBのどのバージョンをサポートしているか、デバイス機能の概略 (Class Codeなど)、製造者名、デバイス名などが記載されている。標準エンドポイント 'ディスクリプタには該当エンドポイントの番号、データ転送方式と方向、最大のパケット'サイズなどが記載されて、る。

[0096] USBでは 1つのデバイスに複数の独立した機能を実装することができる。その機能ごとにエンドポイントの集合体であるインターフェースが定義される。標準インターフエース 'ディスクリプタには該当インターフェースの機能の概略 (Class Codeなど)が記載されている。また、 USBではどの機能 (インターフェース)を有効にするか動的に変更するための機構が用意されている。どの機能群を有効にするか、という組み合わせをコンフィギユレーシヨンと呼び、標準コンフィギュレーション 'ディスクリプタにその概略が記載されている。 PC側は〃 Get Descriptor〃標準デバイス 'リクエストを使用して、用意されているコンフィギュレーションのディスクリプタをすベて読み出し、 "Set Configurati on"標準デバイス 'リクエストで希望のコンフィギュレーションを選択することになる。

[0097] なお、標準インターフェース 'ディスクリプタ、標準コンフィギュレーション 'ディスクリプタ自身にはそれぞれどのエンドポイント、インターフェースが属するかという情報の記載はない。また、 "Get Descriptor〃標準デバイス 'リクエストでディスクリプタを要求されたときに、所属するエンドポイント、インターフェースのディスクリプタをすべていつしよに送ることで、この情報を PC側に知らせることになる。

[0098] また、同時に有効にならない複数のインターフェースは同じエンドポイントを所有することができるし、そのような場合、インターフェースによって同一エンドポイントのデータ転送方式や方向が異なって、ても良、。

[0099] PCは USBデバイスの接続を検知すると、バス'リセットをかけ、 "Set Address"標準デバイス'リクエストによりデバイスに USBアドレスを割り当て、 "Set Configuration"標準デバイス'リクエストによりインターフェースをァクティペートし、デバイスを動作可能状態に持っていく。

[0100] デバイスが Mass Storage Classとして機能するためには、 l)Mass Storage Class機能専用のンターフェースを用意すること、 2)そのインターフェースのディスクリプタにデバイスのサポートするデータ転送方法とコマンド 'コード体系を正しく記述しておくこと、そして、 3)Mass Storage Class特有のデバイス 'リクエストをサポートすること、が必要である。

[0101] まず、 1)に関し、 Mass Storage Classの概要文書 USB- IF, "Universal Serial Mass St orage Class Specification Overview, Rev. 1.2，，では、 Mass Storage Class用インタ¹ ~~フエースを 2種類定義している。この 2種類とは、 Control/Bulk/Interrupt protocol(CBI) と Bulk- Only Transportとである。前者は FuU- speedの USBフロッピ 'ディスクのみで用いること、新規設計には用いないことを推奨する、と書かれているので、本例では Bulk -Only Transport (USB— IF, Universal benai Bus Mass Storage Class Bulk-Only Tra nsport, Rev. 1.0"参照）を用いる。また、コマンド 'コード体系について、上記 USB-IF, "Universal Serial Mass Storage Class Specification Overview, Rev. 1.2"では、 6 種類定義されているが、そのうち USBフロッピに適したものは UFI、 SFF-8070iの 2つである。

[0102] 今回は正式な specificationを USB- IFから入手できる USB- IF, "Universal Serial Bus Storageし lass UFI Command Specincation, Rev.丄.2 を選択し 7こ。 Bulk— Only Transp ort用のインターフェースは Bulk-Inエンドポイント (Bulkトランザクション (上記 Compaq, I ntel, Microsoft, and NEし, 'Universal Serial Bus Specification, Rev.1.1 、 8.5.1, p.lり 3-164)により通信する IN方向のエンドポイント)、 Bulk-Outエンドポイントをそれぞれ一つずつで構成される。

[0103] 2)のディスクリプタにつ!/ヽては、本機に搭載する機能は Mass Storage Class機能のみであるので、インターフェースはこの機能用のもの 1種類だけである。従って、コンフィギユレーシヨンも 1種類しか必要としない。本機に用意するディスクリプタは標準デバイス'ディスクリプタ、標準コンフィギュレーション 'ディスクリプタ 1つ、標準インターフエース 'ディスクリプタ 1つ、標準エンドポイント 'ディスクリプタ 2つ (Bulk- Out、 Bulk- In用 1 つずつ)、となる。 Mass Storage Classに対応したデバイスであることを PCに知らせるためには、標準デバイス 'ディスクリプタの 5バイト目（bDeviceClass)を 00h、標準インターフェース 'ディスクリプタの 6バイト目（blnterfaceClass)を 08hとする必要がある。さらに、 Bulk-Only Transportであることは同ディスクリプタの 8バイト目（blnterfaceProtocol)を 5 Ohに、 UFIコマンド体系を採用していることは 7バイト目（blnterfaceSubClass)を 04hとすることで己述する (USB— IF, 'Universal Serial Mass Storage Class Specincation Overvi ew, Rev. 1.2"、 p.6- 7参照)。

[0104] 3)のデバイス ·リクエストは" Bulk— Only Mass Storage Reset"リクエストと〃 Get Max LU N' 'リクエストである。前者は Mass Storage Class用インターフェース関連の機能のリセットであり、後者はデバイスの Logical Unit Number(LUN)の最大値を応答する。 LUN は 1つの物理デバイスに複数の (サブ)デバイスを用意するための機構である (例えば、マルチ光学ドライブで LUN0は CD- ROMドライブ機能、 LUN1は DVD- RAMドライブ機能、など。データ用パーティションを沢山 (3個以上)用意したい場合には LUNを用いる必要があるが、今回の設計では必要ないのでこのコマンドに対しては 0を返す。 ) ₀ [0105] Mass Storage Classとしての機能は図 7の中程下の部分で処理して!/、る。コードは b oms.cbwhandler.c、 UFIの処¾は boms.ufiproc.cに述してヽる。 [後述のように、 Bulk- Only Transport用のインターフェースは Bulk- In/Outエンドポイント 1つずつで構成される。 PC側はデバイスの Bulk- Outエンドポイントに対して (もちろん Bulk- Outトランザクシヨンを用いて)、 Command Block Wrapper(CBW)と呼ばれるデータ.ブロックを送る。 CBWには使用するコマンド体系のコマンド (今回は UFIコマンド)の他にデータ転送量 (dCBWDataTransferLength)やその方向 (bmCBWFlagsの bit7)などの情報を含んで V、る (上己 USB— IF, Universal ¾enal Bus Mass storage Class Bulk— Omy Transport, Rev. 1.0"参照)。

[0106] デバイス側はこの CBW、及び CBWに含まれる UFIコマンドを解釈し、必要に応じて B ulk-Out/Inエンドポイント経由でデータの送受信を行い、最後に Command Status Wr apper(CSW)と呼ばれるデータ'ブロックを Bulk- Inエンドポイントから PCに送出する。 C SWにはコマンドの実行ステータス (bCSWStatus)と処理されなかったデータ量 (dCSWR esidue)力 S3 れてい (上 3己 USB— IF, "Universal Serial Bus Mass Storage し lass Buk -Only Transport, Rev. 1.0"、 p.14- 15参照)。 Bulk-Only Transportでは必ずこの順にデータがやりとりされる必要があり、、つたん PC側が CBWを発行すればデバイス側が CSWを返す力、、 PC側が" Bulk- Only Mass Storage Reset"コマンドでリセットをかけるまで次の CBWが発行されることはな!/、。

[0107] もしこの規則に従わないタイミングで CBWが発行されたり、 CBWの内容に不備 (上 gdUSB-IF, 'Universal Serial Bus Mass Storage し lass Bulk— unly Transport, Rev. 1. 0"、 P.17- 18で定義されている)のある場合、デバイスは Bulk- Out/In両方のエンドポィントをストールさせ、 "Bulk- Only Mass Storage Reset"デバイス 'リクエストを待つ。後述のようにエンドポイントのストールを検知した PC側は、まず" Clear Feature"標準デバイス'リクエストによってエンドポイントをリセットしょうとする力この場合はこのデバイス ·リクエストにはエラーを返す。これにより PC側は CBWのエラーであると認識し、〃 Bulk-Only Mass Storage Reset"デバイス 'リクエストを発行してくることになる。

[0108] CSWに含まれる実行ステータスは正常終了、失敗、 CBW不整合の三種類がある。

失敗は UFIコマンドの実行エラーを意味する。 CBW不整合は CBW内に記述されたデータ転送量と転送方向が UFIコマンドで指定されたものと矛盾することを意味する。例えば、 CBWにはデータ転送が OUT方向と指定されているのに UFIで必要なデータ転送が IN方向、というような場合である。これは、 USB-IF, "Universal Serial Bus Mass St orage Class Bulk-Only Transport, Rev. 1.0"の 6.7 The Thirteen Cases(p.l8— 22)に詳細に定義されている。この資料中では" host expectations" (ホストが期待する転送量、方向)が CBWで指定されたデータ量、方向を意味し、 "device intent" (デバイスの意図する転送量、方向)が UFIで指定されたデータ量、方向を意味する。

[0109] CBW不整合の判定にはいくつかの選択枝がある力本機ではデータ転送が必要な場合で、 0方向が反対の場合、 ii)方向は一致するが、 CBWで指定されたデータ量の方が UFIで指定されたデータ量よりも小さい場合、という基準で判定している。また、方向が一致して CBWで指定されたデータ量が UFIで指定されたデータ量よりも多ヽ場合、デバイスは (USBでいう) IN方向なら足りない分だけ 0を追加し、 OUT方向なら余分なデータを読み捨てる。そして、その量を CSWの未処理データ数 (dCSWResidue) にセットする。 CBW不整合と判断したデバイスは、 CBWで指定されたデータ転送方向が IN方向の場合は Bulk-Inエンドポイントを、 OUT方向の場合は両方のエンドポィントをストールさせる。 PC側はエンドポイントがストールしたのを検知すると" Clear Fea ture"標準デバイス 'リクエストで該当エンドポイントをリセットし、 CSWを読み出します。もちろん、この CSWの bCSWStatusには CBW不整合が発生したことが記述されていることになる。

[0110] 留意すべき点は、 CBW不整合によるエラーを報告しない場合は必ず CBWに指定されている量のデータ送受信を行うことである。また、読み捨てたり 0を追カ卩した量は CS Wの dCSWResidueにセットする。これは UFIコマンドの実行に失敗した場合にもあてはまる。たとえば、データやパラメータを読み出すような UFIコマンドに失敗し、送るべきデータが用意できな力つた場合は CBWで指定された分だけ 0を送る。

Claims

請求の範囲

[1] 電子機器に接続されて当該電子機器カゝら制御を受ける外部デバイスであって、外部デバイスの種類を特定する IDを、自身の IDとして記憶した ID記憶手段と、前記 ID記憶手段に記憶されている IDにより種類が特定される外部デバイスの入力受付用機能と、自身で実行される実行用機能と、を対応付けて記憶しておく機能記憶手段と、

機能を実行させる制御信号を前記電子機器から受け付けて、前記機能記憶手段に記憶された情報を参照して、当該制御信号に係る機能を入力受付用機能としたときに対応する実行用機能を実行させる制御手段と、

を備える外部デバイス。

[2] 前記 ID記憶手段に記憶されて、る IDは、前記電子機器にお!、て予め制御を行うためのデバイスドライバが規定されている外部デバイスの種類を特定する IDであることを特徴とする請求項 1に記載の外部デバイス。

[3] 前記 ID記憶手段に記憶されている IDは、ブロック型デバイスである外部デバイスの種類を特定する IDであることを特徴とする請求項 1又は 2に記載の外部デバイス。

[4] 電子機器と、当該電子機器に接続されて当該電子機器から制御を受ける外部デバイスとを含んで構成される電子機器システムであって、

前記外部デバイスは、

外部デバイスの種類を特定する IDを、自身の IDとして記憶した ID記憶手段と、前記 ID記憶手段に記憶されている IDにより種類が特定される外部デバイスの入力受付用機能と、自身で実行される実行用機能と、を対応付けて記憶しておく機能記憶手段と、

前記電子機器から機能を実行させる制御信号を受け付けて、前記機能記憶手段に記憶された情報を参照して、当該制御信号に係る機能を入力受付用機能としたときに対応する実行用機能を動作させる制御手段と、

を備える電子機器システム。

[5] 電子機器に接続されて当該電子機器カゝら制御を受けると共に、外部デバイスの種類を特定する IDを、自身の IDとして記憶した ID記憶手段と、前記 ID記憶手段に記憶されて、る IDにより種類が特定される外部デバイスの入力受付用機能と、自身で実行される実行用機能と、を対応付けて記憶しておく機能記憶手段と、を備える外部デバイスにおける制御方法であって、

前記電子機器から機能を実行させる制御信号を受け付けて、前記機能記憶手段に記憶された情報を参照して、当該制御信号に係る機能を入力受付用機能としたときに対応する実行用機能を動作させる制御ステップを含む制御方法。

[6] 前記 ID記憶手段に記憶されて、る IDは、前記電子機器にお!、て予め制御を行うためのデバイスドライバが規定されている外部デバイスを特定する IDであることを特徴とする請求項 5に記載の制御方法。

[7] 前記 ID記憶手段に記憶されている IDは、ブロック型デバイスである外部デバイスを特定する IDであることを特徴とする請求項 5又は 6に記載の制御方法。

[8] 電子機器と、当該電子機器に接続されて当該電子機器カゝら制御を受けると共に、外部デバイスの種類を特定する IDを、自身の IDとして記憶した ID記憶手段と、前記 I D記憶手段に記憶されている IDにより種類が特定される外部デバイスの入力受付用機能と、自身で実行される実行用機能と、を対応付けて記憶しておく機能記憶手段と、を備える外部デバイスにおける制御方法であって、

前記外部デバイスが、前記電子機器カゝら機能を実行させる制御信号を受け付けて、前記機能記憶手段に記憶された情報を参照して、当該制御信号に係る機能を入力受付用機能としたときに対応する実行用機能を動作させる制御ステップを含む制御方法。