JP3960321B2 - 電子機器 - Google Patents
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Description
本発明は、ネットワーク接続機能を備えた電子機器に関する。
近年、UPnP(Universal Plug And Play)と呼ばれる電子機器のプラグアンドプレイ技術が存在する。UPnPは、従来ユーザが手動で行っていたネットワーク接続のためのドライバのインストールやアドレスの設定などを自動化する技術である、UPnP技術により、パーソナルコンピュータやPDA(Personal Digital Assistants)などの情報機器のほかに電子レンジやオーディオ機器などの家庭用電器もネットワークに組み込むことができるようになる。
UPnPの機能を備えた装置(以下、UPnP機器と記す)は、ステータスが変化するごとに自己のステータスを他のUPnP機器に通知する。この通知は、マルチキャストやブロードキャストで送信されるため、LAN(Local Area Network)につながったすべてのUPnP機器に出力される。
上述したように、UPnPは、パーソナルコンピュータやPDAなどの情報機器はもちろんのこと電子レンジやオーディオ機器などの家庭用電器もネットワークに組み込む技術である。これらの電子機器には、情報の交換をする必要のないものも存在する。情報交換が不要な電子機器からの情報を処理していると、受信処理の負荷が増大してしまう。また、不要な情報を受信すると、バッファやメモリの容量を無駄に消費してしまう。
例えば、オーディオ再生装置は、プリンタと通信する必要がない。プリンタは、コンフィギュレーションのために定期的にステータスを送信するが、この情報は、オーディオ再生装置にとって意味のない情報である。オーディオストリーミングのように連続して伝送されるデータを受信しているときに、不要なデータを受信すると、ハードウェアバッファの空きがなくなる。また、データが不要であることを解析ために、ソフトウェアがハードウェアバッファからデータを取り出し、そのデータが不要であるか否かを判断して、不要なデータを棄却するという処理が必要である。ストリーミングデータの再生と、不要なデータを棄却の実行すると、ソフトウェアの負荷が増大してしまう。
従来、不要なデータを棄却する方法として、リング型のLANにおいて、イーサネットフレームを伝送路に出力する時点で送信もとのMAC(Media Access Control)アドレスのチェックを行い、正しければイーサネットフレームを伝送路に送信し、不正の場合にはイーサネットフレームをアボートフレームとして送信する送信フレームのフィルタリング方法が存在する。しかしながら、この発明は、リング型のLANを巡回するフレームを棄却することを目的としており、マルチキャスト又はブロードキャストで配信されたデータのうち必要なものを選択して受信するというものではない。
本発明は、通信不要な外部機器から送信されたデータの処理負担を軽減した電子機器を提供することを目的とする。
本発明にかかる電子機器は、ネットワークの通信路を伝送されるデータを受信する受信手段と、受信手段が受信したデータを一時的に格納する一時格納手段と、ネットワーク上に存在する外部機器と通信を行う通信手段と、外部機器の属性情報を取得する属性情報取得手段と、外部機器の属性情報を基に該外部機器が通信不要か否かを判別する判別手段と、判別手段の判別結果に応じて外部機器のネットワーク上のアドレスを記録する機器アドレス記録手段と、機器アドレス記録手段を参照して、通信不要な外部機器からのデータを棄却し、通信が必要な外部機器からのデータを一時格納手段に格納するデータ選別制御手段とを備え、通信不要な外部機器からのデータは一時格納手段に格納することなく棄却する。
本発明によれば、ネットワーク上に存在する外部機器の属性情報を取得し、属性情報を基に外部機器が通信不要か否かを判断し、通信不要と判断した外部機器から送信されたデータを棄却するため、不要なデータを受信することがなく、不要なデータを処理するための処理負担を軽減することができる。
また、本発明によれば、ハードウェアでデータを棄却するためソフトウェアの処理負担を軽減するとともに、ハードウェアバッファに不要なデータが蓄積されないため、ハードウェアバッファのオーバフローを回避することができる。
本発明は、イーサネット(登録商標)ポートを装備した電子機器、及び電子機器にイーサネットポートを追加するためのパーツであるLAN(Local Area Network)カードに適用される。イーサネットは、IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc.)で標準化された通信方式の規格である。イーサネットでは、通信路を流れるデータがイーサネットフレームと呼ばれるパケットに分割されて伝送される。イーサネットフレームのヘッダには、イーサネットフレームの送信元や送信先のアドレスが記録されている。送信元や送信先のアドレスは、MAC(Media Access Control)アドレスと呼ばれる。MACアドレスは、すべてのイーサネットポートに一意に割り当てられた物理的なアドレスである。
イーサネットポートを装備した電子機器は、LANに接続することができる。電子機器としては、パーソナルコンピュータ、PDA(Personal Digital Assistant)、ネットワーク端末などの情報処理装置、携帯電話やPHS(Personal Handy Phone)などの通信装置、プリンタ、スキャナなどの周辺機器、テレビ、DVDプレーヤ、HD(Hard Disk)レコーダなどの家庭用電器がある。
LAN1は、図1に示すように、ルータ2と、ハブ3と、複数の電子機器4a〜4eとを備える。複数の電子機器4a〜4eは、1つのハブ3に接続されている。ハブ3はルータ2に接続されており、ルータ2はインターネットなどの外部ネットワークに接続されている。なお、図1の構成は、LANの一例である。本発明を実現するためには、DHCPサーバ(後述)と、複数の電子機器4a〜4eがあれば他の構成でもよい。また、ハブ3の代わりに無線LANを使用してもよい。
電子機器4a〜4eは、同じ構成を備えている。以下、電子機器4a〜4eを電子機器4と符号を変えて説明する。電子機器4は、図2に示すようにUPnP処理プログラムやOS(Operating System)などのプログラムを記憶するストレージ41、プログラムを実行するCPU42、CPU42のワークエリアであるメモリ43、電子機器4で処理したデータをLANケーブルなどの物理的な媒体に送出するLANカード5とを備える。
LANカード5は、図3に示すように、LANケーブルを流れるデータの電気的な変調復調を行うPHY(ファイ)チップ51と、送受信処理を行う送受信ブロック52と、送信及び受信するパケットを一時的に格納するハードウェアバッファ53と、マザーボードのバスとLANカード5とのデータのやり取りを制御するシステムバスコントローラ54と、棄却するイーサネットフレームのリストを記録する棄却アドレスリスト55とを備える。
LANケーブルを流れるイーサネットフレームは、まず、PHYチップ51に入力される。PHYチップ51は、イーサネットフレームを復調する。送受信ブロック52は、復調されたイーサネットフレームを解析し、イーサネットフレームの送信先アドレスが自分自身に与えられているMACアドレスと同一、または、送信先アドレスがブロードキャストアドレス若しくはマルチキャストアドレスであるときは自分自身宛てのイーサネットフレームであると判断する。
送受信ブロック52は、イーサネットフレームが宛先を確認した後、イーサネットフレームのフィルタリング処理を行う。フィルタリング処理とは、不要なイーサネットフレームを棄却する処理である。棄却アドレスリスト55には、不要なイーサネットフレームを送信する電子機器4のMACアドレスが登録されている。送受信ブロック52は、送信元の電子機器4のMACアドレスが棄却アドレスリスト55に登録されている場合には受信したイーサネットフレームを棄却する。
棄却アドレスリスト55は、電子機器4の起動時に作成される。電子機器4は、UPnP(Universal Plug And Play;登録商標)という機能を備えている。UPnPは、LAN1上につながる電子機器4が相互にサービスを提供しあうための仕様である。
以下、電子機器4aがUPnP機能を用いて棄却アドレスリスト55を作成する方法を説明する。他の電子機器4b〜4eも同様の方法で棄却アドレスリスト55を作成する。他の電子機器4b〜4eの説明は省略する。
電子機器4aは、起動時にIPアドレスの取得と、外部の電子機器4b〜4eに関する情報(デバイスディスクリプション)の取得と、外部の電子機器4b〜4eが提供するサービスに関する情報(サービスディスクリプション)の取得とを行う。これらの情報は、後述するUPnP処理部61に渡される。UPnP処理部61は、デバイスディスクリプション及びサービスディスクリプションの内容を基に当該電子機器4が通信する必要のない電子機器4a〜4eを選択し、この電子機器4a〜4eのMACアドレスを棄却アドレスリスト55に登録する。
送受信ブロック52は、送信元アドレスが棄却アドレスリスト55に登録されているイーサネットフレームを棄却し、送信元アドレスが棄却アドレスリスト55に登録されていないイーサネットフレームをハードウェアバッファ53に格納する。
システムバスコントローラ54は、ハードウェアバッファ53にイーサネットフレームが格納されると、CPU42に割り込みをかける。CPU42は、割り込みに応じてハードウェアバッファ53に格納されたイーサネットフレームを読み出す。この読み出し処理は、DMA(Direct Memory Access)コントローラやチャネルなどの入出力制御装置(図示省略)が行ってもよい。読み出されたイーサネットフレームは、OS(Operating System)6やUPnP処理部61、アプリケーションソフトソフトウェア63などのソフトウェアで管理される。
OS6は、通信管理部62と、UPnP処理部61とを備える。通信管理部62は、イーサネットフレームのIPヘッダやTCP(Transmission Control Protocol)ヘッダを取り除き、ポート番号を基に所定のアプリケーションソフトウェア63にデータを受け渡す。
UPnP処理部61は、電子機器4aのIPアドレスの取得と、LAN1に接続された他の電子機器4b〜4eに関する情報の取得とを行う。IPアドレスの取得は、DHCPクライアントと呼ばれるソフトウェアが行う。DHCPクライアントがIPアドレスを取得できない場合には、AutoIPの機能を用いてIPアドレスを取得する。これらの処理は、電子機器4aの起動時に実行される。
UPnP処理部61は、自己のアドレッシングが完了するとデバイス検索要求10をマルチキャストで送信する(図4(a)参照)。マルチキャストでの送信先アドレスは、特定のグループアドレスが“1”となっている。すべてのグループアドレスが“1”のときブロードキャストとなる。電子機器4b〜4eは、デバイス検索要求を受信すると自己の存在を示す応答メッセージ11を返信する(図4(b)参照)。この応答メッセージ11には、デバイスディスクリプションの所在を示すURL(Uniform Resource Locator)が記述されている。
UPnP処理部61は、URLで指定された電子機器4b〜4eにデバイスディスクリプションのリクエストメッセージ12を送信する(図5(a)参照)。電子機器4b〜4eは、リクエストメッセージ12を受けると、自己のデバイスディスクリプション13を返信する(図5(b)参照)。デバイスディスクリプション13には、デバイス名やアイコンなど電子機器4b〜4eに関連した属性情報が記述されている。
デバイスディスクリプション13には、サービスディスクリプションのURLも記述されている。UPnP処理部61は、URLで指定された電子機器4b〜4eに対してサービスディスクリプションを要求するリクエストメッセージ14を送信する(図6(a)参照)。電子機器4b〜4eは、リクエストメッセージ14を受けると、サービスディスクリプション15を返信する(図6(b)参照)。サービスディスクリプション15には、電子機器4b〜4eが提供するサービス名やサービスの種類などサービスに関連した属性情報が記述されている。
UPnP処理部61は、デバイスディスクリプション及びサービスディスクリプションの内容を基に棄却アドレスリスト55を作成する。電子機器4aは、サービスを提供する電子機器4b〜4eは棄却アドレスリスト55に登録しない。例えば、電子機器4b〜4eがオーディオ再生装置であるとき、オーディオサーバからオーディオコンテンツの配信というサービスを受ける。このような、通信必要な電子機器4b〜4eのMACアドレスは、棄却アドレスリスト55に登録しない。
一方、オーディオ再生装置は、プリンタやスキャナなどの周辺装置、及び冷蔵庫や電子レンジなどの家庭電器などと通信する必要はない。UPnP処理部61は、通信不要と判断した電子機器4b〜4eのMACアドレスを棄却アドレスリスト55に登録する。
UPnP処理部61は、通信の要不要を判断するとき電子機器4b〜4eの種類だけでなくその電子機器4が提供しているサービスを検査する。例えば、プリンタが音楽コンテンツの配信サービスやオーディオ再生装置のリモートコントロールサービスなどを行う場合には、UPnP処理部61は、このプリンタのMACアドレスを棄却アドレスリスト55に登録することはない。また、オーディオサーバであってもオーディオ再生装置が再生できないフォーマットのオーディオコンテンツを配信している場合には、UPnP処理部61は、このオーディオサーバのMACアドレスを棄却アドレスリスト55に登録する。
棄却アドレスリスト55は、LANカード5が保持する。本発明では、LANカード5のようなハードウェアが棄却処理を実行するため、ソフトウェアに負荷がかからないことを特徴とする。また、電子機器4aは、不要なイーサネットフレームをハードウェアバッファ53に格納しないため、ハードウェアバッファ53のオーバフローを回避することができる。
以下、図7を参照して上述した電子機器4aの棄却アドレスリスト55の登録処理を説明する。この説明では、電子機器4aの具体例をオーディオ再生装置とし、電子機器4b〜4eの具体例をオーディオサーバ及びプリンタとする。図1と同様、オーディオ再生装置とオーディオサーバとプリンタとは、ハブ3に接続されており、ハブ3はルータ2に接続されている。
オーディオ再生装置は、ユーザによって電源が投入されると(ステップS11)、UPnP処理部61を起動する。UPnP処理部61は、まず、DHCP機能もしくはAutoIP機能を用いて自己のIPアドレスを取得する(ステップS12)。次いで、UPnP処理部61は、デバイス検索要求をマルチキャストで送信する。マルチキャストで送信したパケットは、LAN1上のすべての端末、すなわち、ルータ2とオーディオサーバとプリンタとに到着する。ルータ2とオーディオサーバとプリンタとは、自己の存在を示す応答メッセージを返信する。UPnP処理部61は、応答メッセージによりLAN1につながった電子機器4b〜4eを検出する(ステップS13)。UPnP処理部61は、検出した電子機器4b〜4eに対してデバイスディスクリプションのリクエストメッセージを送信し、電子機器4b〜4eからのデバイスディスクリプションを取得する(ステップS14)。
デバイスディスクリプションには、サービスディスクリプションの所在を示すURLが記述されている。UPnP処理部61は、デバイスディスクリプションに記述されたURLを基にサービスディスクリプションのリクエストメッセージを送信し、電子機器4b〜4eからのサービスディスクリプションを取得する(ステップS15)。
UPnP処理部61は、取得したデバイスディスクリプション及びサービスディスクリプションの内容から応答した電子機器4b〜4eが通信不要か否かを判断し(ステップS16)。通信不要と判断した電子機器4b〜4eのMACアドレスを棄却アドレスリスト55に登録する(ステップS17)。
ここで、ルータ2とオーディオサーバとプリンタとを例としてステップS16及びステップS17の処理を具体的に説明する。UPnP処理部61は、取得したデバイスディスクリプションを解析し電子機器がルータ2であることがわかると、棄却アドレスリスト55への登録は行わない。ルータ2は、通信に必要な電子機器である。
また、UPnP処理部61は、デバイスディスクリプションを解析し電子機器4b〜4eがオーディオサーバであることがわかると、サービスディスクリプションを読み出す。サービスディスクリプションには、オーディオサーバが提供するコンテンツのコンテンツタイプが記述されている。UPnP処理部61は、オーディオ再生装置が再生することのできないコンテンツを提供するオーディオサーバであることがわかると、このオーディオサーバのMACアドレスを棄却アドレスリスト55に登録する。一方、UPnP処理部61は、オーディオ再生装置が再生可能なコンテンツを提供するオーディオサーバであることがわかると、棄却アドレスリスト55への登録は行わない。
UPnP処理部61は、デバイスディスクリプションを解析し電子機器4a〜4bがプリンタであることがわかると、プリンタのMACアドレスを棄却アドレスリスト55に登録する。プリンタは、オーディオ再生装置とは関連のない電子機器であるため、プリンタからのデータを棄却しても問題が発生することはない。
UPnP処理部61は、このように作成した棄却アドレスリスト55をLANカード5のシステムバスコントローラ54に出力する(ステップS18)。システムバスコントローラ54は、棄却アドレスリスト55をLANカード5に記録させる(ステップS19)。これで棄却アドレスリスト55の作成処理が完了する。これ以降、送受信ブロック52によるイーサネットフレームのフィルタリング処理を開始する。
図8はフレームのフィルタリング処理の手順を示す。LANケーブルを流れるイーサネットフレームがオーディオ再生装置に到着すると(ステップS20)、送受信ブロック52は、イーサネットフレームの送信元アドレスを読み出し、棄却アドレスリスト55に登録されたMACアドレスと比較する。送受信ブロック52は、送信元アドレスに一致するMACアドレスを見つけると(ステップS21;YES)、イーサネットフレームを棄却する(ステップS22)。一方、送信元アドレスと一致するMACアドレスが存在しなかった場合(ステップS21;NO)、送受信ブロック52は、イーサネットフレームをハードウェアバッファ53に格納する(ステップS23)。
以上説明したように、本発明を適用した電子機器4aは、LAN1につながった電子機器b〜4eの属性情報を取得し、電子機器4b〜4eが通信不要の場合には、この電子機器4b〜4eからのイーサネットフレームを棄却する。本発明を適用した電子機器4は、LANカード5のようなハードウェアが棄却処理を実行するため、CPU42やメモリ43に負荷がかからない。また、電子機器4aは、不要なイーサネットフレームをハードウェアバッファ53に格納しないため、ハードウェアバッファ53のオーバフローを回避することができる。
なお、本発明の別の実施例として、通信する必要のある電子機器のアドレスを登録した必要機器アドレスリストを作成し、送信元アドレスが必要機器アドレスリストに存在しないときに、イーサネットフレームを棄却するような構成にしてもよい。
1 LAN、2 ルータ、3 ハブ、4 電子機器、5 LANカード、6 OS、41 ストレージ、42 CPU、43 メモリ、52 送受信ブロック、53 ハードウェアバッファ、55 棄却アドレスリスト、61 UPnP処理部、62 通信管理部
Claims (6)
- ネットワーク接続機能を備える電子機器であって、
ネットワークの通信路を伝送されるデータを受信する受信手段と、
上記受信手段が受信したデータを一時的に格納する一時格納手段と、
上記ネットワーク上に存在する外部機器と通信を行う通信手段と、
上記外部機器の属性情報を取得する属性情報取得手段と、
上記外部機器の属性情報を基に該外部機器が通信不要か否かを判別する判別手段と、
上記判別手段の判別結果に応じて外部機器のネットワーク上のアドレスを記録する機器
アドレス記録手段と、
上記機器アドレス記録手段を参照して、通信不要な外部機器からのデータを棄却し、通
信が必要な外部機器からのデータを上記一時格納手段に格納するデータ選別制御手段と
を備えることを特徴とする電子機器。 - 上記アドレス記録手段は、通信不要な外部機器のネットワーク上のアドレスを記録する
ことを特徴とする請求項1記載の電子機器。 - 上記アドレス記録手段は、通信が必要な外部機器のネットワーク上のアドレスを記録す
ることを特徴とする請求項1記載の電子機器。 - 上記ネットワーク上のアドレスは、上記外部機器に一意に割り当てられた物理的なアド
レスであることを特徴とする請求項1記載の電子機器。 - 上記属性情報は、上記外部機器が提供するサービスに関する情報を含み、
上記判断手段は、該電子機器にサービスを提供しない外部機器は通信不要と判断するこ
とを特徴とする請求項1記載の電子機器。 - 上記データ選別制御手段は、上記ネットワークとの通信路のインターフェースとなるハ
ードウェアに実装されていることを特徴とする請求項1記載の電子機器。
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