JP2004515993A - 通信システムにおけるコネクションの制御方法並びに該方法用の通信システム - Google Patents
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Abstract
Description
従来技術
本発明は、通信システムにおけるコネクションの制御方法に関する。
【0002】
IEEE標準1394[1]から、種々の端末機器(ノード)が4−6芯ケーブルまたは光導波体を介して接続されるシリアルバスシステムが公知である。少なくとも1つのノードは、ネットワークに関する付加的な管理機能を担うことができるように実施されている(バス管理)。
【0003】
上記の標準の他にHAVi(Home Audio Video interoperability)[2]の名称で詳細に定められたバスシステムに依存する拡張が存在する。このHAVi仕様書は、例えばリソース(機器)の要求を満たし、このリソースを再び解放するリソースマネージャを使用する機器の遠隔制御を記載している。
【0004】
HAVi規格[2]では、目下のバス負荷に基づいて充足することができない伝送容量の要求は拒絶される。
【0005】
発明の利点
請求項1及び10に記載されている措置でもって、通信システムが他のデータ伝送によって重要な情報との新たなコネクションに必要とされる伝送帯域を使用することができない場合にもこの重要な情報を伝送することができる。
【0006】
1つまたは複数の既存のアクティブなコネクションは、このコネクションに割り当てられた優先順位属性が所望のコネクションの優先順位属性よりも重要性が低い場合には終了または保持される。
【0007】
コネクションが所望されると、この所望のコネクションの例えば帯域幅、コネクションタイプのような伝送フォーマットに関する情報を包含するメッセージが送信され、
−この伝送フォーマットのために十分に伝送容量を使用できるか否かが求められ、
−使用できない場合には、コネクションデータ及び優先順位属性に基づいて、所望のコネクションよりも低い優先順位属性が割り当てられている少なくとも1つのコネクションが存在するか否かが検査され、
−存在する場合には、低い優先順位属性を有する1つまたは複数のそのコネクションのデータ伝送が停止され、所望のコネクションが確立される。
【0008】
本発明による通信システムは、バスシステムを介して通信コネクションを確立する手段を有するシステムエレメントと、以下のシステム機能を調整している上位システムエレメントを有する、例えば自動車のリソース間でのデータ交換のためのバスシステムである。すなわちこのシステム機能とは、
−バスシステムにおいて十分に伝送容量を使用できるか否かを検査し、
−システムエレメントのコネクションデータ及び優先順位属性を収集し、
−通信システムにおける低い優先順位属性を有するアクティブなコネクションに不利になるように、所定の優先順位属性を有する伝送フォーマットの所望のコネクションを確立できるか否かについて、−システムエレメントのコネクションデータ及び優先順位属性を評価する。
【0009】
請求項2及び3によれば、低い優先順位属性を有するコネクションは終了せずに、高い優先順位属性を有するコネクションが終了するまで、所属のデータ伝送を単に一時的に停止することは殊に有利である。この措置によって、中断されているコネクションを滞りなく継続することができ、コネクションの確立を新たに開始する必要はない。
【0010】
請求項4によれば、その間に蓄積されてしまうデータを中間記憶することができ、低い優先順位属性を有するコネクションが解放された後に初めて送信することができる。この措置によって、高い優先順位の従属を有するコネクションが優先される時間の間のデータ損失は生じない。
【0011】
請求項5によれば、通信システムのソフトウェアエレメント自体に優先順位属性が割り当てられていることは有利である。さらに請求項6により、ソフトウェアエレメントに割り当てられたこの優先順位属性に少なくとも、優先順位のランクに関してコネクションも割り当てられる場合には、ドイツ連邦共和国特許明細書第100 40 012.4号に記載されている利点、例えば頻繁なマニュアル入力を削減できるという利点を付加的に使用することができる。
【0012】
請求項7により、コネクションデータと共にソフトウェアエレメント及び/又はコネクションの優先順位属性を記憶することによって、高い優先順位属性を有するコネクションに有利になるように迅速な評価及び決定が可能となる。このことは同様に請求項8及び9の措置にも該当する。
【0013】
有利には請求項11記載の措置でもって請求項10による通信システムを、高い優先順位属性を有するコネクションが終了するまで、低い優先順位属性を有するアクティブなコネクションのデータ伝送を一時的に停止するように上位ソフトウェアエレメントが調整されることによって拡張することができる。
【0014】
図面
図面に基づき本発明の実施例を詳細に説明する。ここで図1は、本発明が基礎とする通信システムのネットワークトポロジである。図2は、本発明による優先順位に基づくコネクション管理の経過である。
【0015】
実施例の説明
本発明を、IEEE標準1394[1]によるシリアルバスシステムに基づき説明し、ここではHAVi仕様書[2]による拡張にも関連させる。本発明の本来の説明の前に、より良い理解のためにIEEE標準1394及びHAVi仕様を検討する。
【0016】
図1によれば種々の端末機器(ノード)は、4−6芯ケーブルまたは光導波体1を介して接続されている。ノードを端部(葉)400またはリレーノード(枝)200、300として実施することができる。最上位ノードが根100として示されている。異なるノードタイプを使用することによって、ネットワークの適切なトポロジを構築することができる。葉は情報パケットを受信し、パケットの目的アドレスが葉固有のアドレスと一致する場合にはこれらの情報パケットを処理する。枝は付加的に、ポートにおいて受信する全てのパケットを他の全てのポートに送信する必要がある。
【0017】
IEEE1394では、ネットワークが自動コンフィギュレーションされている、すなわちスイッチオン後またはリセット後に、全てのノードは自身に関する固有の選択した情報をネットワークに送信する。この情報は全てのノードで受信される。ノードは、ネットワークに対する付加的な管理機能を担うことができる(バス管理)ように実施されている。このためにノードは他のノードの全ての情報を収集し、これらの情報を処理し、内部に適切に記憶する。複数のノードがバス管理能力を有することが望ましい場合には、勝者(Sieger)としてのノードが生じる競争方式があり、この勝者としてのノードが以後バス管理を担う。
【0018】
この方式の他にも、IEEE1394の仕様書に記載されているように、IEEE1394ネットワークにおける使用に適している、バスに依存しない拡張HAViが存在する。例えば、ネットワークにおける他の各ポイントからの機器の遠隔制御がHAVi仕様書に記載されている。この仕様書には制御モジュール、いわゆる「機器制御モジュール(DCM、Deivice Control Moduls)」を介する機器の制御が行われる有利な分散型モデルが記載されている。これらのDCMは、他の機器への制御機能を実施しようとする、機器上のソフトウェアエレメントとして動作する。DCMはそれぞれ所定の機器または機器クラスにとってユニークである。ソフトウェアエレメントの別のグループは「機能要素モジュール(FCM、Functional Component Modules)」を表し、この機能要素モジュールによってDCMの下位にそれぞれ複数の機能要素モジュールを階層的に配置することができ、またこの機能要素モジュールは機器のそれぞれ固有の機能部分の制御を担当する。
【0019】
そのようなシステムへの本質的な要求は、衝突する機器アクセスの一貫した操作である、すなわち機器に同時に課される2つまたはそれ以上の要求の操作である。1つ以上のアクセスを許可する機器、例えばDABチューナとそれぞれ1つのアクセスしか許可されない機器、例えばスピーカとを区別することができる。HAVi規格では1つまたは複数のリソースマネージャ(Resource−Manager)400が設けられており、このリソースマネージャ400はリソース(機器)100、200、300の要求を満たし、これらのリソース(機器)を再び解放する。HAViの用語にはいわゆる競争者(Contender)があり、この競争者でもって1つまたは複数のリソースへのアクセスを要求するソフトウェアエレメントが表される。さらにはクライアントも存在し、これはその瞬間にリソースとアクセスしているソフトウェアエレメントに相応する。すなわち要求が満たされた後では競争者はクライアントとなる。
【0020】
リソースのリザーブ(Reserve)でもってクライアントはこのリソースを使用する権限を得る。しかしながら一般的にはこのために、バスにおける伝送容量が付加的に要求される。このバス容量はいわゆるストリームマネージャ(Stream Manager)によって管理される。ストリームマネージャは例えば上位ソフトウェアエレメントであり、この上位ソフトウェアエレメントは他のソフトウェアエレメントの要求に基づいて、要求されるデータレート且つ要求されるコネクション特性を備えた、ソースから目的地までのチャネルを確立する。新たな要求を充足するために自由なデータレートを十分に使用することができない場合には、HAVi使用への問合せは拒絶される。
【0021】
以下で使用される概念をより良く理解するためにここで簡潔に説明する。
−ソフトウェアエレメント(SE):HAViシステムにおける各ソフトウェア要素、すなわち全てのシステム要素、アプリケーション及びドライバがソフトウェアエレメントと称される。
−レジストリ(Registry、メモリ):レジストリはネットワークにおいて使用可能な各ソフトウェアエレメント及び使用可能な各機器に関する情報を包含する。個々のソフトウェアエレメントに関する情報は属性にファイルされる。事前に規定された属性に付加的に、別の属性を付け加えることも可能である。レジストリのアーキテクチャは分散型システムであり、すなわち各機器は全体のレジストリの一部を包含することができるが、中央において保持することもできる。レジストリへのアクセスに関してはこのことは目立つものではなく、何故ならばレジストリの種々の担当部がネットワークの内部において必要に応じて、要求される情報を自動的に交換するからである。
−ストリームマネージャ(SM、Stream Manager):ストリームマネージャはソフトウェアエレメント及び/又は機器の間のコネクションの確立、解除及び管理に使用される。ストリームマネージャをレジストリのように分散型システムとして構築することができる。この際、全てのストリームマネージャまたは所定のストリームマネージャの状態を得るために特別な命令が使用される。
−ソフトウェアエレメント識別子(SEID、Software Element Identifier):ソフトウェアエレメント識別子はソフトウェアエレメントを一義的に識別するものとして使用される。ソフトウェアエレメント識別子を用いて、所定のソフトウェアエレメントがアドレッシングされる。ソフトウェアエレメント識別子は80ビット長であり、一義的な機器識別子(GUID、64ビット)と、機器内部のソフトウェアエレメントを識別するいわゆるソフトウェアハンドラ(16ビット)とを包含する。
−機能制御モジュール(FCM、Functional Control Module):機能制御モジュールは機器の機能ユニット、例えばCDドライバまたはUKWチューナを制御するソフトウェアエレメントである。
【0022】
本発明による方法は車両において使用されるネットワーク又は通信システムを基礎とする。車両における使用に関する実質的な要求は、リソース(機器及びデータ伝送)に対して高い優先順位を有する要求の一貫しており且つ予測可能な操作である。既存のHAVi規格[2]では、目下または予定されるバス負荷に基づいて充足することができない要求は拒絶される。車両ではエラー警告または走行指示のような重要なメッセージを伝送する必要があるので、優先順位を基礎とするコネクション管理の使用は有利である。このために本発明による方法は殊に有利には参考文献[3]に記載されている方法と共に動作する。そこに記載されている機器へのアクセスの優先順位付けは、相応のやり方でコネクションの優先順位付けに使用される。コネクションはイニシアチブを取るソフトウェアエレメントに割り当てられているものと同一の優先順位を得る。
【0023】
ソフトウェアエレメント、例えばアプリケーションまたはFCMと結びついた優先順位はレジストリにおける属性に記憶され、この優先順位をその属性からレジストリへの問合せでもって読み出すことができる(Regestry::GetELEMENT)。レジストリに登録されている属性はフォーマットATT_XXXXを有し、ここでXXXXは属性の信頼性のある名前を表す。以下では優先順位の属性には識別子ATT_Priorityが使用されるが、しかしながら基本的なフォーマットに応じる他の識別子も考えられる。各属性には32ビットの領域からなる値が割り当てられている。この領域はHAVi規格では、システム属性に対してはhex0000 0000からhex7fff fffまでの領域が確保されており、一方残りの領域(hex8000 0000からhexffff ffff)は優先順位の拡張に使用されるように分割されている。優先順位に関する属性はHAVi規格ではシステム属性として規定されていないので、この優先順位に関する属性には上述の領域からなる値、例えばhex8000 0000が使用されることが望ましい。
【0024】
所定の属性を有するソフトウェアエレメントを検索するために、ファンクションの呼出Registry::GetELEMENT及びRegistry::Multiple GetELEMENTが使用される。1つまたは複数の属性識別子、例えばATT_Priority及びこの識別子の下位に登録されている値を検索することもできる。ファンクションは、委ねられた検索判定基準に適合するソフトウェアエレメントのSEIDのリストをそれぞれ1つ返す。この代わりにソフトウェアエレメントのSEIDが既知である場合には、呼出Registry::RetrieveElementを介して、このために記憶されている属性のセットを呼び出すことができる。
【0025】
図2による本発明による方法は、機器または他のソフトウェアエレメントとのコネクションを要求する競争者11を基礎とする。このために競争者11は呼出1、Streammanager::FlowToをデータストリームマネージャ(ストリームマネージャ)12に送信する。この呼出は帯域幅及びコネクションタイプのような伝送フォーマットに関する幾つかの情報を有する、ソース及びシンク及び構造を内容とする。これらの情報を用いてストリームマネージャ12は、バスシステムが要求されるデータストリームを運ぶことができるか否か、すなわち要求されるタイプの帯域幅を十分に使用できるか否かを求める。十分に使用できる場合には相応のコネクションが確立され、コネクション識別子を呼出を行ったソフトウェアエレメントに返す。要求を充足するために帯域幅を十分に使用することができない場合には、HAVi規格は要求を拒絶する。これに対して本発明の方法により動作するストリームマネージャ12は、呼出を行ったソフトウェアエレメントの属性ATT_Priorityの値を求めるために、レジストリ13への問合せRetrieveElement2をレジストリ13に対して行う。この問合せ2はレジストリ13によって回答3でもって応答される。引き続きストリームマネージャ12はネットワークにおける全てのまたは選択されたアクティブなコネクションに関する情報を収集する(ファンクション:Streammanager::Get Global Connection Map)4。内部の方式に基づいてストリームマネージャは、アクティブなコネクションを有する1つ、複数または全てのソフトウェアエレメントを選択し、レジストリ13においてこれらのソフトウェアエレメント(クライアント)14に関して相応の優先順位を呼び出す(問合せ5)(Registry::RetrieveElement)。この問合せはクライアント14からの返答6でもって応答される。ソフトウェアエレメント(クライアント)14の優先順位及びコネクションデータでもって、ストリームマネージャ12はコネクションタイプ及びデータレートに関して低い優先順位及び適切なコネクションを有するコネクションを選択する。そのようにして求められたこのコネクションは終了され(7)、該当するクライアント14には高い優先順位のコネクションに相応の帯域幅を供給するためにデータ伝送が停止される(8)ことが伝達される。
【0026】
図2による通信システムのトポロジに基づいて説明する以下の例では、この方法の経過を明瞭にしていく。ここで100、200及び300は通信システムにおける機器を表し、400はストリームマネージャを表す。機器200及び300は機器300によって確立された低い優先順位を有するコネクションを維持し、このコネクションはネットワークの全体のコネクション容量を占有する。機器100はストリームマネージャ400を用いて機器200とのコネクションの確立を試みる。ストリームマネージャ400は使用可能な帯域幅を求める(但しこの時点では存在しない)。レジストリ13における機器100の優先順位の呼出は、比較的高い値3を生じさせる。さらにストリームマネージャ400はアクティブなコネクションのリストを作成する。このリストからアクティブなコネクションのイニシエータ(機器300)を検出することができる。機器300の優先順位の呼出は低い優先順位5を生じさせる。これに基づいてストリームマネージャ400は機器300と機器200との間のコネクションを終了することを決定する。このためにストリームマネージャ400は、コネクションの中断を通知するメッセージを送信する。その後即座にこのコネクションに関連する全てのリソースを再び使用でき、ストリームマネージャ400は機器に100に対してコネクションの確立が成功したことを通知し、コネクション識別番号を伝送する。
【0027】
別の例においても再び図2によるトポロジを基礎とする。しかしながらこの例では機器200及び300もストリームマネージャ400も、コネクションを停止させる、すなわち一時的に中断させて後に継続させることができる。これによって機器100の高い優先順位の要求が機器300から機器200へのコネクションを中断させることはなく、ストリームマネージャ400は関係部にコネクションが保持されることを通知する。機器100によってリソースが解放された後に、ストリームマネージャ400は機器200及び機器300にコネクションを再びアクティブにできることを通知する。保持中に蓄積されてしまうデータを中間記憶することができ、これらのデータは高い優先順位を有するコネクションの終了後に初めて送信することができる。
【0028】
本発明による方法を実施するためにシステムエレメント100、200、300;11、13、14には、バスシステムを介して通信コネクションを確立するための手段が装備されている。上位システムエレメント(データマネージャまたはストリームマネージャ)12ないし400は以下のシステム機能に関して調整されている。すなわち、
−バスシステムにおいて十分に伝送容量を使用できるか否かを検査する。
−システムエレメントのコネクションデータ及び優先順位属性を収集する。
−低い優先順位属性を有するアクティブなコネクションに不利になるように、所定の優先順位属性を有する伝送フォーマットの所望のコネクションを確立することができるか否かに基づき、システムエレメント100、200、300ないし11、12、14のコネクションデータ及び優先順位属性を評価する。
【0029】
実施形態においては上位システムエレメント12、400を、低い優先順位属性を有するアクティブなコネクションのデータ伝送が、高い優先順位属性を有するコネクションが終了するまで一時的に停止されるように調整することができる。
【0030】
参考文献
[1]IEEE、「P1394a Draft for a High Performance Serial Bus(Supplement)」
[2]HAVi Organization、「The HAVi Specification 1.0」
[3]DE P10040012.4
【図面の簡単な説明】
【図1】
通信システムのネットワークトポロジである。
【図2】
優先順位に基づいたコネクションマネージメントの経過である。
Claims (11)
- 通信システム、例えばバスシステムにおけるコネクションの制御方法において、
−コネクションが所望されると、該所望のコネクションの例えば帯域幅、コネクションタイプのような伝送フォーマットに関する情報を包含するメッセージを送信するステップ(1)と、
−前記伝送フォーマットにとって十分な伝送容量が使用可能か否かを求めるステップ(12)と、
−前記伝送容量が十分でない場合には、コネクションデータ及び優先順位属性に基づいて、前記所望のコネクション(5、6)よりも低い優先順位属性が割り当てられている少なくとも1つのコネクションが存在するか否かを検査するステップと、
−存在する場合には、低い優先順位属性を有する各コネクションのデータ伝送を停止し(8)、所望のコネクションを確立するステップとを有することを特徴とする、コネクションの制御方法。 - 前記低い優先順位属性を有する1つまたは複数のコネクションを終了させずに、該コネクションに所属するデータ伝送を、高い優先順位属性を有するコネクションが終了するまで単に一時的に停止させる、請求項1記載の方法。
- 前記高い優先順位属性を有するコネクションが終了した後に、前記低い優先順位属性を有する停止されていた1つまたは複数のコネクションのデータ伝送を継続させる、請求項2記載の方法。
- データ伝送の停止から継続までの間に蓄積されたデータを中間記憶し、該データ伝送が継続される際に例えば初めて送信する、請求項2及び3記載の方法。
- 例えばアプリケーション、機器を制御する機能ユニットのような、前記通信システムに設けられているソフトウェアエレメント(100、200、300;11、13、14)に優先順位属性を対応付ける、請求項1から4のいずれか1項記載の方法。
- 前記ソフトウェアエレメント(100、200、300;11、13、14)に対応付けられた前記優先順位属性には、少なくとも優先順位ランクに関連させてコネクションも割り当てる、請求項5記載の方法。
- 前記ソフトウェアエレメント(100、200、300;11、13、14)及び/又はコネクションの優先順位属性をコネクションデータと共に記憶する、請求項1から6のいずれか1項記載の方法。
- 例えばデータストリームマネージャ(12、400)として動作する上位ソフトウェアエレメントが、前記ソフトウェアエレメント(100、200、300;11、13、14)及び/又はコネクションないしコネクションデータの優先順位属性に関してメモリ(13)に問合せ、コネクションを所望したソフトウェアエレメントの優先順位属性の値を求め、
前記上位ソフトウェアエレメント/データストリームマネージャ(12、400)は引き続き、前記通信システムにおける全てのまたは選択されたアクティブなコネクションに関する情報を収集し、前記メモリ(13)から該コネクションの優先順位属性を呼び出す、請求項7記載の方法。 - 前記上位ソフトウェアエレメント/データストリームマネージャ(12、400)は、通信システムにおけるアクティブなコネクションの優先順位属性及びコネクションを所望するイニシエータの優先順位属性に基づいて、該イニシエータの優先順位属性よりも低い優先順位属性を有する1つまたは複数のコネクションを停止する、請求項8記載の方法。
- バスシステムを介して通信コネクションを確立する手段を有するソフトウェアエレメント(100、200、300;11、13、14)と、上位システムエレメント(12、400)とを備えた通信システム、例えば自動車のリソース間のデータ交換用のバスシステムにおいて、
前記上位システムエレメント(12、400)は以下のシステム機能に関して調整されている、すなわち、
−前記バスシステムにおいて十分に伝送容量が使用可能であるか否かを検査し、
−システムエレメントのコネクションデータ及び優先順位属性を収集し、
−前記ソフトウェアエレメント(100、200、300;11、13、14)のコネクションデータ及び優先順位属性を、通信システムにおける低い優先順位属性を有するアクティブなコネクションに不利になるよう、所定の優先順位属性を有する伝送フォーマットの所望のコネクションが確立可能であるか否かに基づいて評価する、
ことを特徴とする通信システム。 - 前記低い優先順位属性を有するアクティブなコネクションのデータ伝送は、高い優先順位属性を有するコネクションが終了されるまで一時的に停止されるように、前記上位システム素子(12、400)は調整されている、請求項10記載の通信システム。
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