JP2006115315A

JP2006115315A - データ転送方法及びデータ転送装置

Info

Publication number: JP2006115315A
Application number: JP2004301797A
Authority: JP
Inventors: Kenji Oi; 健次大井
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2004-10-15
Filing date: 2004-10-15
Publication date: 2006-04-27
Also published as: US8427955B2; US20060083230A1

Abstract

【課題】 IEEE1394シリアルバスを使用したデータ転送装置において、ノード及びケーブルの転送速度を高速化することなく、実質的に転送速度を向上させ得るデータ転送方法を提供する。
【解決手段】複数の端末機器１３ａ，１３ｂからホスト機器１１に、IEEE1394シリアルバスでパケットデータａ１，ｂ１の転送を行うデータ転送方法であって、端末機器１３ａ，１３ｂから転送制御装置１２にパケットデータａ１，ｂ１を並行して転送し、パケットデータａ１，ｂ１を転送制御装置１２の一時格納装置に格納し、一時格納装置に格納されたパケットデータをホスト機器１１に順次転送する。
【選択図】図２

Description

この発明は、IEEE1394シリアルバスを使用したデータ転送方法に関するものである。
近年、IEEE1394シリアルバスを使用したデータ転送装置は、マルチメディア環境あるいはその他の様々な環境で使用されている。このようなデータ転送装置では、データ転送速度を高速化するためには、データ転送を行うすべてのノードあるいは各ノード間のケーブルを高速動作に対応させる必要があるが、これらは消費電力を増大させるとともに、コストも上昇する。そこで、データ転送速度の比較的遅いノードが混在する場合にも、当該ノードに起因する帯域の低下を防止することが必要となっている。

図１２は、IEEE1394シリアルバスを使用したデータ転送装置の基本トポロジを示す。ホスト機器１のポートｐ１，ｐ２は、例えば２つの端末機器２ａ，２ｂとIEEE1394ケーブルを介してそれぞれ接続され、ホスト機器１と端末機器２ａ，２ｂとの間あるいはホスト機器１を介して端末機器２ａ，２ｂ間でデータ転送動作が行われる。

その一般的なバスアービトレーション動作を説明すると、ホスト機器１のポートｐ１，ｐ２から各端末機器２ａ，２ｂにサイクルスタートパケットＣＳ（以下ＣＳという）が送信された後、端末機器２ａ，２ｂからホスト機器１にrequest信号がそれぞれ送信される。

そして、request信号に基づいてポートｐ１から例えば端末機器２ａにgrant信号が送信されると、図１３に示すように、端末機器２ａはホスト機器１にパケットデータａ１を送信し、ホスト機器１は転送されたパケットデータａ１をポートｐ２から端末機器２ｂに転送する。

図１４は、上記のような転送動作時におけるポートｐ１，ｐ２の入出力動作のタイミングを示す。上記転送動作は、１２５μｓｅｃを１周期とするNominal cycleを繰り返すことにより行われる。各Nominal cycleは、isochronous periodと、asynchronous periodとから構成され、isochronous periodで上記転送動作が行われる。そして、ホスト機器１は各Nominal cycleの開始時にポートｐ１，ｐ２からＣＳを出力する。

isochronous periodにおいて、ホスト機器１はＣＳの出力に続いてポートｐ１にパケットデータａ１を受信し、続いてポートｐ２から当該パケットデータａ１を端末機器２ｂに転送する。また、ポートｐ２にパケットデータｂ１を受信し、続いてポートｐ１から当該パケットデータｂ１を端末機器２ａに転送する。isochronous periodではこのような転送動作が繰り返される。また、asynchronous periodでは非同期による転送動作が行われる。

上記のような動作は、各ノード及びケーブルが比較的高速で動作し、転送速度及び帯域を確保可能とした場合を示す。
図１５は、転送速度の低いノードが混在する場合の動作を示す。このような場合には、パケットデータａ１，ｂ１の転送速度はすべて低速ノードの速度に規制されるため、帯域が減少する。この結果、isochronous periodとasynchronous periodとの割合が変化し、場合によってはasynchronous periodの確保が困難となる場合もある。

図１６は、図１２に示すトポロジにおいてホスト機器に対しさらに多数のノードを接続したものであり、ノードｇがホスト機器に相当し、ノードａ〜ｆが端末に相当する。そして、ノードｇはノードａ〜ｆから順次受信したパケットデータをノードｈあるいはその他のノードに転送する。

図１７は、ノードｇの受信動作及び転送動作を示すものであり、すべてのノードが比較的高速で動作し、転送速度及び帯域を確保可能とした場合を示す。
すなわち、ノードｇはNominal cycleの開始に基づいて他のノードにＣＳを出力し、ノードａ〜ｆからパケットデータａ１〜ｆ１を順次受信する。そして、ノードｇは受信したパケットデータａ１〜ｆ１をすべてのノードに転送する。

このような動作により、１周期のNominal cycle中に各ノードａ〜ｆからのパケットデータの受信動作及び転送動作が行われる。
図１８は、図１６に示すトポロジにおいて、転送速度の低いノードが混在する場合の動作を示す。このような場合には、パケットデータａ１〜ｆ１の転送速度はすべて低速ノードの速度に規制される。この結果、１周期のNominal cycle中にパケットデータａ１〜ｆ１の転送を完了することができず、isochronous転送が破綻する。

上記のようなIEEE1394シリアルバスを使用したデータ転送装置が特許文献１，２に開示されている。
特開平１０−３０３９４９号公報特開２０００−２８６８５５号公報

上記のようなデータ転送装置では、各ノードからのパケットデータの受信は、各ノードに出力されるgrant信号に続いて、ノード毎に順次行われる。従って、転送速度の低いノードが混在して、各ノードの転送速度が低下する場合には、asynchronous periodの確保が困難となったり、isochronous転送が破綻するという問題点がある。

また、各ノード及びケーブルの転送速度をすべて高速化するためには、コストの増大及び消費電力の増大が避けられないという問題点がある。
この発明の目的は、IEEE1394シリアルバスを使用したデータ転送装置において、ノード及びケーブルの転送速度を高速化することなく、実質的に転送速度を向上させ得るデータ転送方法を提供することにある。

上記目的は、複数の端末機器からホスト機器に、IEEE1394シリアルバスでパケットデータの転送を行うデータ転送方法であって、前記端末機器から転送制御装置に異なるパケットデータを並行して転送し、前記パケットデータを前記転送制御装置の一時格納装置に格納し、前記一時格納装置に格納されたパケットデータを前記ホスト機器に順次転送するデータ転送方法により達成される。

また、上記目的は、複数の端末機器からホスト機器に、IEEE1394シリアルバスでパケットデータのisochronous転送を行うデータ転送方法であって、前記端末機器から転送制御装置に異なるパケットデータを並行して転送し、前記各パケットデータを前記転送制御装置の一時格納装置にパケット毎に格納し、前記一時格納装置に格納されたパケットデータを次周期以降のNominal cycleのisochronous period中に前記ホスト機器に順次転送するデータ転送方法により達成される。

また、上記目的は、複数の端末機器からホスト機器に、IEEE1394シリアルバスでパケットデータの転送を行うデータ転送装置であって、前記端末機器から異なるパケットデータを並行して受信して一時格納装置に格納し、前記一時格納装置に格納された各パケットデータを前記ホスト機器に順次転送する転送制御装置を前記端末機器と前記ホスト機器との間に介在させたデータ転送装置により達成される。

本発明によれば、IEEE1394シリアルバスを使用したデータ転送装置において、ノード及びケーブルの転送速度を高速化することなく、実質的に転送速度を向上させ得るデータ転送方法を提供することができる。

以下、この発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。図１は、IEEE1394シリアルバスを使用したデータ転送装置の基本トポロジを示すものである。ホスト機器１１はケーブルを介して転送制御装置１２に接続され、転送制御装置１２はケーブルを介して端末機器１３ａ，１３ｂに接続される。

前記転送制御装置１２のポートｐ１，ｐ２とケーブルで接続された各端末機器１３ａ，１３ｂは、転送速度の遅いノードで低速転送のみ可能であり、前記転送制御装置１２のポートｐ３とホスト機器１１とは、高速転送も可能な接続になっている。

前記端末機器１３ａ，１３ｂは、isochronous periodにおいて同端末機器１３ａ，１３ｂ間でのデータ転送を行わず、すなわちデータの受信転送動作を行わず、ホスト機器１１に対してのみデータ送信を行う機器であり、例えば動画データをパケットデータとして出力するカメラである。

前記転送制御装置１２の基本動作は、図１に示すように、端末機器１３ａ，１３ｂへのＣＳの出力に続いて各端末機器１３ａ，１３ｂからrequest信号がそれぞれ送信されると、ポートｐ１，ｐ２から端末機器１３ａ，１３ｂにgrant信号を並行して出力する。そして、図２に示すように、端末機器１３ａ，１３ｂから送信される異なるパケットデータａ１，ｂ１を並行して受信して一時的に保持し、次いでそのパケットデータａ１，ｂ１をホスト機器１１に送信する。

図３は、前記転送制御装置１２の構成を示すものであり、前記各ポートｐ１〜ｐ３に対応するポート１４ａ〜１４ｃは転送部１５に接続され、転送部１５は送受信部１６に接続される。前記送受信部１６は、isochronous periodにおいては、IEEE1394規格に基づく通常のisochronous転送を行わず、asynchronous periodにおいては通常のasynchronous転送を行う。

図４は、前記転送部１５の構成を示す。データ受信用のアキュムレータ１７ａ，１７ｂは前記ポート１４ａ，１４ｂから供給されるパケットデータａ１，ｂ１をそれぞれ一時的に格納し、そのパケットデータａ１，ｂ１をバッファメモリ１８に時分割動作により順次格納する。また、アキュムレータ１７ｃはバッファメモリ１８に格納されているパケットデータａ１，ｂ１を前記ポート１４ｃに順次出力する。

前記バッファメモリ１８には、図５に示すように、パケットデータａ１，ｂ１が所定の格納領域に順次格納される。前記バッファメモリ１８へのパケットデータａ１，ｂ１の格納及びバッファメモリ１８からのパケットデータａ１，ｂ１の読み出しは、前記送受信部１６とのインターフェースとして動作する受信制御部１９を介して、前記送受信部１６により制御される。

次に、上記のようなデータ転送装置における転送制御装置１２の動作を図６に従って説明する。
端末機器１３ａ，１３ｂへのＣＳの出力に基づいて、request信号及びgrant信号のやりとりを行った後、転送制御装置１２は端末機器１３ａ，１３ｂから異なるパケットデータａ１，ｂ１を並行して受信し、そのパケットデータａ１，ｂ１をバッファメモリ１８に格納する。また、転送制御装置１２は通常の転送動作の代わりにポートｐ３からホスト機器１１に対しダミーパケットを送信し、バスの占有権を確保する。

次いで、バッファメモリ１８に格納されているパケットデータａ１，ｂ１を順次読み出して、ポートｐ３からホスト機器１１に転送する。図６においては、ポートｐ３からホスト機器１１への転送速度が、端末機器１３ａ，１３ｂとポートｐ１，ｐ２との間の転送速度の２倍である場合を示す。そして、１周期のNominal cycleの終了後に、次周期のNominal cycleで同様な動作を繰り返す。

このような動作では、端末機器１３ａ，１３ｂが２つの場合には、図１５に示す従来例に対し、パケットデータａ１，ｂ１を受信して転送を完了するまでに要する時間に差異はないが、端末機器１３ａ，１３ｂの数が増加するにつれて、従来例との差異は増大する。

図７は、バッファメモリ１８に格納したパケットデータａ１，ｂ１を次周期のNominal cycleで転送する場合を示す。すなわち、ＣＳの出力に基づいて、request信号及びgrant信号のやりとりを行った後、転送制御装置１２は端末機器１３ａ，１３ｂから異なるパケットデータａ１，ｂ１を並行して受信し、そのパケットデータａ１，ｂ１をバッファメモリ１８に格納する。また、転送制御装置１２はポートｐ３からホスト機器１１に対し通常の転送動作を行わず、ダミーパケットを送信し、バスの占有権を確保する。

次いで、次周期のNominal cycleでＣＳの出力に基づいて、端末機器１３ａ，１３ｂから次のパケットデータａ２，ｂ２を並行して受信及び格納し、この受信及び格納動作と並行して、前周期でバッファメモリ１８に格納したパケットデータａ１，ｂ１を順次読み出して、ポートｐ３からホスト機器１１に転送する。そして、各Nominal cycleで上記動作を繰り返す。

このような動作により、各Nominal cycleで端末機器１３ａ，１３ｂからのパケットデータの受信と並行して通常の転送動作を行わず、前周期で受信したパケットデータを転送することができる。従って、実質的に帯域の増大を図ることが可能となり、図７に示すように、各Nominal cycleでasynchronous periodを確保することが容易となる。

図８は、図１に示すトポロジの転送制御装置１２に対し、さらに多数のノード（端末機器）を接続したトポロジを示し、ノードｇｘが転送制御装置１２に相当し、ノードａ〜ｆが端末機器に相当する。この場合、ノードｇｘの転送部では、接続するノード数の増加にともなってアキュムレータを増加させる必要がある。そして、ノードｇｘはノードａ〜ｆから受信したパケットデータをホスト機器１１に相当するノードｈに転送する。

図９は、ノードｇｘの受信動作及び転送動作を示すものであり、ノードｇｘとノードｈとの間の転送速度は、ノードａ〜ｆとノードｇｘとの間の転送速度の４倍である場合を示す。

すなわち、ノードｇｘはNominal cycleの開始に基づいて他のノードにＣＳを出力し、ノードａ〜ｆからパケットデータａ１〜ｆ１を並行して受信し、受信したパケットデータａ１〜ｆ１をバッファメモリ１８に格納する。

その後、パケットデータａ１〜ｆ１を読み出して、ノードｈに４倍の転送速度で順次転送する。このような動作により、帯域が実質的に増大する。
図１０は、バッファメモリ１８に格納したパケットデータａ１〜ｆ１を、１つのパケットに連結した状態で転送する場合を示す。このような処理は、前記送受信部１６で行う。なお、図１０では、ノードｇｘとノードｈとの間の転送速度は、ノードａ〜ｆとノードｇｘとの間の転送速度の２倍である場合を示す。また、ノードｈでは転送されたパケットのペイロードデータを再度分割する必要がある。このような動作により、帯域が実質的に増大する。

図１１は、図９に示す転送動作時において、ダミーパケットの転送を付加したものである。すなわち、ノードｇｘでパケットデータａ１〜ｆ１を並行して受信しているとき、ノードｇｘからノードｈにダミーパケットを転送し、ノードｇｘからノードｈにパケットデータａ１〜ｆ１を転送しているとき、ノードｇｘからノードａ〜ｆにダミーパケットを転送している。

このような動作により、ノードｇｘとノードｈ及びノードｇｘとノードａ〜ｆとの間のバス占有権が確保される。なお、ノードｇｘからノードａ〜ｆに転送されるダミーパケットは、ノードｇｘからノードｈに転送されるパケットデータａ１〜ｆ１に対応するタイミングで転送、あるいはパケットデータａ１〜ｆ１の転送中に継続して転送するようにしてもよい。

上記のようなデータ転送装置では、次に示す作用効果を得ることができる。
（１）isochronous転送において、パケットデータの受信を行わず、送信のみを行う端末機器からホスト機器にパケットデータを転送する際、端末機器とホスト機器との間に独立したトポロジのように動作する転送制御装置を介在させた。そして、転送制御装置から各端末機器に並行してgrant信号を出力し、端末機器から並行して転送される異なるパケットデータを転送制御装置で並行して受信する。従って、端末機器からのパケットデータの転送を並行して行うことにより、帯域の増大を図ることができる。
（２）転送制御装置には、各ポートに同時に受信した異なるパケットデータをパケット毎に一時的に格納する格納手段としてバッファメモリを備えたので、受信したパケットデータをそのバッファメモリに格納し、受信終了後にホスト機器に順次転送することができる。
（３）バッファメモリに格納したパケットデータを次周期のNominal cycleで転送することができるので、実質的に帯域を増大させることができ、各Nominal cycleでasynchronous periodの確保が容易となる。
（４）端末機器と転送制御装置との間の転送速度が低速で、転送制御装置とホスト機器との間の転送速度が高速である場合、端末機器と転送制御装置との間の転送速度に関わらず、転送制御装置からホスト機器にパケットデータを高速で転送することができる。従って、帯域の増大を図ることができる。
（５）転送制御装置からホスト機器に転送するパケットデータを連結して１つのパケットデータとして転送することにより、帯域の増大を図ることができる。
（６）各端末機器からパケットデータを受信した後は、転送制御装置から各端末機器にダミーパケットを転送することにより、各端末機器と転送制御装置との間のバス占有権を確保することができる。

上記実施の形態は、次に示すように変更してもよい。
・転送制御装置１２は、外部から入力される制御信号に基づいて、ホスト機器１１を介して端末機器１３ａ，１３ｂ間でパケットデータの転送を可能とする機能を備えてもよい。

一実施の形態のデータ転送装置の基本トポロジを示すブロック図である。基本トポロジの動作を示すブロック図である。転送制御装置を示すブロック図である。転送部を示すブロック図である。バッファメモリの格納状態を示す説明図である。転送制御装置の動作を示す説明図である。転送制御装置の動作を示す説明図である。端末機器を増加したトポロジを示す説明図である。転送制御装置の動作を示す説明図である。転送制御装置の動作を示す説明図である。転送制御装置の動作を示す説明図である。従来の基本トポロジを示すブロック図である。従来の基本トポロジの動作を示すブロック図である。従来例の動作を示す説明図である。従来例の動作を示す説明図である。従来の端末機器を増加したトポロジを示す説明図である。従来例の動作を示す説明図である。従来例の動作を示す説明図である。

符号の説明

１１ホスト機器
１２転送制御装置
１３ａ，１３ｂ端末機器
１６送受信部
１８一時格納装置（バッファメモリ）
ａ１〜ｆ１パケットデータ

Claims

複数の端末機器からホスト機器に、IEEE1394シリアルバスでパケットデータの転送を行うデータ転送方法であって、
前記端末機器から転送制御装置に異なるパケットデータを並行して転送し、前記パケットデータを前記転送制御装置の一時格納装置に格納し、前記一時格納装置に格納されたパケットデータを前記ホスト機器に順次転送することを特徴とするデータ転送方法。
複数の端末機器からホスト機器に、IEEE1394シリアルバスでパケットデータのisochronous転送を行うデータ転送方法であって、
前記端末機器から転送制御装置に異なるパケットデータを並行して転送し、前記パケットデータを前記転送制御装置の一時格納装置に格納し、前記一時格納装置に格納されたパケットデータを次周期以降のNominal cycleのisochronous period中に前記ホスト機器に順次転送することを特徴とするデータ転送方法。
前記一時格納装置に格納した複数のパケットデータを、１つのパケットデータに連結して転送することを特徴とする請求項１又は２記載のデータ転送方法。
前記転送制御装置と前記端末機器及びホスト機器との間でパケットデータの転送を行わないとき、転送制御装置からダミーパケットの転送の有無を選択することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のデータ転送方法。
複数の端末機器からホスト機器に、IEEE1394シリアルバスで異なるパケットデータの転送を行うデータ転送装置であって、
前記端末機器からパケットデータを並行して受信して一時格納装置に格納し、前記一時格納装置に格納されたパケットデータを前記ホスト機器に順次転送する転送制御装置を前記端末機器と前記ホスト機器との間に介在させたことを特徴とするデータ転送装置。
前記一時格納装置は、
バッファメモリと、
前記バッファメモリに前記パケットデータを１パケットずつ格納する受信制御部と
を備えたことを特徴とする請求項５記載のデータ転送装置。
前記転送制御装置は、前記一時格納装置に格納されたパケットデータを次周期以降のNominal cycleのisochronous period中に前記ホスト機器に順次転送する送受信部を備えたことを特徴とする請求項５又は６記載のデータ転送装置。
前記転送制御装置は、前記一時格納装置に格納した複数のパケットデータを、１つのパケットデータに連結して転送する送受信部を備えたことを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載のデータ転送装置。
前記転送制御装置は、前記転送制御装置と前記端末機器及びホスト機器との間でパケットデータの転送を行わないとき、転送制御装置からダミーパケットを転送する送受信部を備えたことを特徴とする請求項５乃至８のいずれか１項に記載のデータ転送装置。