JPH10164107A - データ通信方法、電子機器、及び物理層集積回路 - Google Patents
データ通信方法、電子機器、及び物理層集積回路Info
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Abstract
通信)を光ファイバーケーブル、UTPケーブル、ST
Pケーブル等を用いて実現する。 【解決手段】 1394通信では、S100,S20
0,S400,S800,S1600,S3200のデ
ータレート及び将来的にはそれ以上のスピードでの通信
が可能である。光ファイバーケーブル及びUTPケーブ
ル及びSTPケーブルで1394通信を行うときには、
複数のデータレートに対応するため、低速のデータレー
トでは、伝送されるデータパケット内のデータ転送には
使用されないビットをデータストリーム上に配置する。
データ伝送レートの伝達は所定のスピード制御シンボル
をデータストリームを利用して送信することで実現す
る。Tpバイアス信号については、所定の制御シンボル
の送信によって同等の作用を実現する。
Description
394に準拠した通信インターフェースのような伝送レ
ートが可変であり、かつ使用するケーブルが規定されて
いる通信インターフェースに関し、詳細には、光ファイ
バーケーブル及びUTP(Unshielded Tw
isted Pair)ケーブル及びSTP(Shie
ldedTwisted Pair)ケーブル等の汎用
ケーブルを使用してデータ通信を行えるようにする技術
に関する。
ルテレビジョン受信機、パーソナルコンピュータ等の電
子機器をIEEE1394(以下1394と略す)シリ
アルバスで接続し、これらの電子機器間で、デジタルビ
デオ信号、デジタルオーディオ信号、制御信号等を通信
するシステムが考えられている。
ーブルの内部には、二対のツイストペアケーブルが設け
られている。そして、一対をデータの伝送に使用し、他
の一対をストローブの伝送に使用する。データはDS
(Data Strobe)コーディング方式により符
号化して伝送される。
pバイアス信号が出力される。1394ケーブルで接続
された他の機器によりこのTpバイアス信号が検出され
ると、バイアス信号を検出した機器は自分が他の機器と
接続されたことを知り、バスをリセットする。バスがリ
セットされると、各機器の物理アドレスの割り付けが自
動的に行われる。そして、デジタルビデオ信号等を伝送
する場合には、そのために必要な帯域とチャンネルの獲
得等が行われた後、信号の伝送が開始される。さらに、
他の一対のツイストペアケーブルには、他の機器に対し
て自分の伝送レートを通知するための信号が伝送され
る。ツイストペアケーブルで直接接続された機器は、互
いに相手の機器の伝送レートを知ることができる。
394シリアルバスを介した通信(以下1394通信と
いう)を実現するには、1394によって規定されたケ
ーブル(以下1394ケーブルという)が必要であっ
た。
れたものであって、例えば1394通信インターフェー
スのような伝送レートが可変であり、かつ使用するケー
ブルが規定されている通信インターフェースを汎用ケー
ブルを利用できるようにすることにより、例えば139
4通信インターフェースの汎用性を拡大させることを目
的とする。
方法は、1394に準拠した通信インターフェースを備
えた複数の電子機器を光ファイバーケーブル又はUTP
ケーブル又はSTPケーブルの少なくとも一つで接続
し、これらの電子機器の間で1394通信を行うことを
特徴とするものである。
S400,S800,S1600,S3200のデータ
レート及び将来的にはそれ以上のスピードでの通信が可
能である。光ファイバーケーブル及びUTPケーブル及
びSTPケーブルで1394通信を行うときには、複数
のデータレートに対応するため、低速のデータレートで
は、伝送されるデータパケット内のデータ転送には使用
されないビットをデータストリーム上に配置する。
よって実現しているデータ伝送レートの伝達は、光ファ
イバーケーブル及びUTPケーブル及びSTPケーブル
を用いたときには、所定のスピード制御シンボルをデー
タストリームを利用して送信することで実現する。
ス信号については、所定の制御シンボルの送信によって
同等の作用を実現する。
ルを接続できる端子と、光ファイバーケーブル又はUT
Pケーブル又はSTPケーブルの少なくとも一つを接続
できる端子とを備えたことを特徴とするものである。
送レートが可変であるデータ通信に対応したインターフ
ェースを利用して複数の電子機器間でデータ通信を行う
際、上記データ通信の方式にて規定されたケーブルを利
用するようになすデータ通信方法であって、上記データ
通信の方式とは異なる汎用のケーブルを使用してデータ
通信を行うための通信経路を用いる際は、最高のデータ
レートに対応したビット数の配列を用いて通信を行うよ
うになし、該汎用のケーブルを利用して低速のデータレ
ートにて上記データ通信を行う際は、使用されないビッ
ト領域がデータストリーム上に配置されるようになすこ
とで複数の上記伝送データレートに対応するようにした
ことを特徴とするものである。
伝送レートが可変であるデータ通信に対応したインター
フェースに準拠した物理層集積回路であって、上記デー
タ通信の方式にて規定されたケーブルを接続する端子
と、上記データ通信の方式とは異なる汎用のケーブルを
接続する端子とを備えたことを特徴とするものである。
本発明に係る電子機器は、1394ケーブル、光ファイ
バーケーブル、UTPケーブル、STPケーブルのいず
れを用いても他の電子機器との間に通信経路を設定し、
1394通信を行うことができる。
トが可変であるデータ通信の方式にて規定されたケーブ
ル、又は上記データ通信の方式とは異なる汎用のケーブ
ルのいずれを用いても他の電子機器との間に通信経路を
設定し、上記データ通信の方式によるデータ通信を行う
ことができる。
て、図面を参照しながら詳細に説明する。
4Mbps),S200(196.608Mbps),
S400(393.216Mbps)のデータレートに
よる通信が規定されている。まず、光ファイバー及びU
TP及びSTPにおいて3種類のスピードに対応する方
法を説明する。
のシンボルの配列を示す。この図の(a)はデータスト
リーム上のシンボルの配列を示す。データレートがS1
00である場合には、(b)に示すように4シンボルの
うち1シンボルのみ使用して通信を行なう。S200で
は(c)に示すように2シンボル、S400では(d)
に示すように全部のシンボルを使用する。これによって
1/4倍、1/2倍のデータレートでの通信を可能にす
る。また、将来的にS400以上のスピードでの通信が
新たに規定された場合には、使用するビットの間隔を調
節する。この場合、通信するノードが相互に最高のデー
タレートを承知している必要がある。なお、図1にはデ
ータレートに応じてシンボル(4ビット)毎の使用例を
示したが、この他に1ビット単位、2ビット単位、或い
はバイト(8ビット)単位、ワド(16ビット)単位で
行うことも可能である。
ケット(アイソクロナス又はアシンクロナス)における
データエリアに適用できる。この時、送信側・受信側が
シンボルを読み取る位置について同期をとる必要がある
が、これは以下の方法を実行する。つまり、プリフィク
ス・エリアでは制御シンボル“JK”が連続送信される
が、このシンボルJKの連続出力が途切れた直後(又は
指定のシンボル数以降)よりシンボルの読み取りを開始
する旨を通信ノードが双方で承知しておく。シンボル
“JK”はユニークな構成をとっているために、シンボ
ル同期をとるには好都合である。したがって、本実施の
形態においては5ビット毎の切り分けがシンボル“J
K”により容易に認識できる。なお、図中のArbはA
rbitration,Tはシンボル“T”(End)
を示す。
達方法について説明する。1394ケーブルでは、図2
(a)〜(c)に示すように、ストローブ信号を伝送す
るケーブル上に流すバイアス信号であるTpBとTpB
*のレベルを例えば100〜120nsecの間、互い
に異なる所定のレベルにすることによってS100,S
200,S400のデータレートを伝達する。
又はUTPケーブル又はSTPケーブルを用いた139
4通信では、制御シンボルを送信する回数によってデー
タレートを伝達する。図4は本発明に使用するシンボル
の一覧を示す。光ファイバーケーブル又はUTPケーブ
ル又はSTPケーブルを用いた1394通信では、13
94通信のデータは4B/5Bコードによって送信す
る。この4B/5Bコードはデジタルデータ通信に用い
られるコーディング方法の規格であり、100Mのイー
サネットやFDDIなどにも利用されている。コードと
して採用される各シンボルは採用される通信方式によっ
てその利用方法が異なるようになっている。コーディン
グ方法はこれ以外にも多種存在するがそれは後述する。
ンボルがあるが、1394パケットのプリフィクス・エ
リアにはシンボル“JK”を送信し、例えばシンボル
“S”を伝送レートの通知に使用することとする。この
とき、1394パケットのプリフィクス・エリアにシン
ボル“S”を送信する回数によってデータレートを伝達
する。例えば、図3に示すようにシンボル“S”が送信
されなければS100、1回送信されればS200、2
回送信されればS400とする。この方法は、将来的に
より早いデータレートが1394の規格に加わった場合
にも、シンボル“S”を送信する回数を増やすことで対
応が可能である。なお、シンボル“S”を送信する回数
で識別する代わりに、他の所定のシンボル、例えばシン
ボル“R”を送信した場合にはS400のように識別し
てもよい。
“JK”の数は伝送レートによって異なるが、伝送レー
トの通知に用いるシンボル“S”はできるだけ前半に入
れるのが好ましい。これは、伝送レートの情報はできる
だけ早めに認識されることが望まれるからである。ただ
し、筆頭は“JK”のシンボルを送信する。理由は前述
したようにシンボル同期を取るためである。
したが、RMI(Restricted Mark I
nversion),CMI,AMI,mB/1C,m
B/nB,4B/3T,2B1Qコードなど、本発明を
適用できるコーディングについては、同様に1394の
制御信号を各コーディング法の制御コードに割り付ける
ことによって実現できる。例えば、8B/10Bコーデ
ィングの例では、制御シンボル(前記“JK”に対応)
として “Data−Prefix”、伝送レートの通
信用シンボル(前記“S”に対応)として“Spee
d”を利用する。使用方法は前述の“JK”,“S”と
同様である。
通信にはTpバイアス信号が存在し、ケーブルにより他
のノードと接続されていることを検知するのに利用され
る。すなわち、データを流すケーブルにおけるバイアス
信号であるTpAとTpA*をハイレベルに固定するこ
とで、Tpバイアスをオンにする。一方、図5(b)に
示すように、光ファイバー/UTP/STPにおいては
“Q”以外の制御シンボルを連続送信することでTpバ
イアスをオンにする。そして、シンボル“Q”が来た時
にはTpバイアスがオフであると判断する。この“Q”
は信号がない状態を示しており、例えばコネクタが外れ
た状態も状態“Q”と同等である。
っても他ノードとの接続を維持するには同期をとること
が必要であり、この場合シンボル“Q”が長期間持続す
る場合は同期の面で問題である。したがって信号変化の
激しい制御シンボル、例えば“I”を利用すれば、PL
Lの安定性が保てる優位性がある。なお、ここでいう信
号変化が激しいとは、以下の意味である。
びNRZIコーディング回路20ではビット“1”が来
る毎に出力レベルを変化するようになっており、シンボ
ル“I”は図4からみても明らかなように“1111
1”であるから5ビット分全てに対してレベルが変化す
る。したがってこのような状態を信号変化が激しいと呼
ぶ。よって後述するように不要輻射の影響を受けない光
ファイバーの場合は“I”を利用してもよい。なお、シ
ンボル“I”(idling)は何もデータが無いとき
に送るデータであり、同期の維持を主に行うために用い
られる。逆にUTPやSTPのように不要輻射の影響を
受けやすいケーブルを利用する場合は信号変化の少ない
制御シンボルが求められる。
化の激しい制御シンボル、例えば“I”の送信時には不
要輻射を軽減させる必要があるが、シンボル“I”の送
信が必要な時に、代わりに信号変化の少ない制御シンボ
ル、例えば“H”を送信することで対応する。STPは
シールド処理が施されているのでUTPよりは不要輻射
の影響を受けにくいが、“H”を利用するのが望まし
い。以上示したように制御シンボル“Q”,“I”,
“H”にはそれぞれ特徴があり、ケーブルに対応して利
用されることが理想的と考えられるが、何れのケーブル
においても共通の制御シンボルを利用する旨の希望があ
る場合は、それぞれの特徴や欠点を考慮しながら適宜選
択する。
層用大規模集積回路)について、UTPケーブル又はS
TPケーブルに対応するもの、POF(プラスチック光
ファイバー)ケーブルに対応するもの、これらの両方に
対応するものからなる3つの構成例を説明する。
ル又はSTPケーブルに対応するものである。この物理
層LSI1は1394ケーブル5のソケット2を接続す
るポート14と、UTPケーブル又はSTPケーブル
(以下UTP/STPケーブルという)6のコネクタ
(以下UTP/STPコネクタという)3を接続するポ
ート18とを備えている。そして、2つのポートに対応
して内部には、1394の標準的な処理を行う回路と、
前述したUTP又はSTP伝送用の処理を行う回路とを
備えている。
層プロトコルロジック11が設けられている。この13
94物理層プロトコルロジック11は、バスのイニシャ
ライズ、アービトレーション、及び図1〜図5を参照し
ながら説明した各種処理を実行する。
は、送信データのDSコーディングと受信データのDS
デコーディングを行うDSコーディング回路12が接続
され、DSコーディング回路12には、送受信信号のレ
ベル調整等を行うアナログ回路13が接続されている。
この2つの回路は1394の標準的な処理を行う回路で
ある。そして、アナログ回路13はポート14に接続さ
れており、このポート14には1394ソケット2が接
続される。
は、送信データの4B/5B変換と受信データの5B/
4B変換を行う4B/5B変換回路15も接続されてい
る。そして、4B/5B変換回路15には、送信データ
のMLT(Multilevel Transmiss
ion)−3符号化と受信データのMLT−3逆変換を
行うMLT−3回路16が接続され、さらに送受信信号
のレベル調整等を行うアナログ回路17が接続されてい
る。そして、アナログ回路17はポート18に接続され
ており、このポート18には絶縁トランス4を介してU
TP/STPコネクタ3が接続される。ここで、MLT
−3回路16は3値論理に基づく電圧レベル変換を行う
もので、ビット“1”が来たらレベルの変化を与える。
なお、物理層LSI1は1つの集積回路で構成可能だ
が、図中点線で示した部分を別ICとしてもよい。ま
た、絶縁トランス4は実際にはUTP/STPコネクタ
3に内蔵することも可能である。
ブルに対応するものである。この物理層LSI1は13
94ケーブル5のソケット2を接続するポート14と、
POFケーブル7のコネクタ(以下POFコネクタとい
う)33を接続するポート19とを備えている。なお、
このコネクタは光リンクの機能も兼ね備えており、具体
的にはO/E(Optical/Electroni
c)及びE/O変換部を備えて光情報と電気情報の変換
を行っている。この物理層LSI1は、2つのポートに
対応して内部には、1394の標準的な処理を行う回路
と、前述したPOFケーブル伝送用の処理を行う回路と
を備えている。POFケーブル伝送を行うためには、M
LT−3回路の代わりにNRZI(Non−Retur
n toZero Inverted on one
s)コーディング回路20を利用する。これはビット
“1”が来たら反転するように構成される2値論理回路
である。
ブル又はSTPケーブル、及びPOFケーブルに対応す
るものである。この物理層LSI1は1394ケーブル
5のソケット2を接続するポート14と、UTPケーブ
ル又はSTPケーブル、及びPOFケーブルの両方を接
続できるポート21を備えている。また、UTPケーブ
ル又はSTPケーブルの接続時に使用するMLT−3回
路16と、POFケーブル接続時に使用するNRZIコ
ーディング回路20の両方を備え、さらにポート21に
接続されているコネクタの種類を検知するコネクタ検知
部22と、コネクタ検知部22の出力により切り替え制
御される第1、第2のスイッチSW1、SW2を備えて
いる。そして、ポート21にUTPケーブル又はSTP
ケーブルが接続されている時には、第1、第2のスイッ
チSW1、SW2は共にMLT−3回路16の側に切り
替わり、ポート21にPOFケーブルが接続されている
時には、第1、第2のスイッチSW1、SW2は共にN
RZIコーディング回路20の側に切り替わる。
41は、以上のように構成されているので、ポート14
に1394ソケット2を接続した場合には、図5(a)
に示したようにTpAとTpA*をハイレベルに固定す
ることでバイアス信号のオンが伝達され、図2(a)〜
(c)に示したようにTpBとTpB*のレベルにより
データレートの伝達が行われる。
タ3を接続した場合、ポート19にPOFコネクタ33
を接続した場合、及びポート21にUTP/STPコネ
クタ3又はPOFコネクタ33を接続した場合には、図
5(b)に示したように“Q”以外のシンボルを送るこ
とでバイアス信号のオンが伝達され、図3に示したよう
に1394パケットのプリフィクス・エリアにおいて送
信するシンボル“S”の個数によりデータレートの伝達
が行われる。
ク11とDSコーディング回路12との間はデータ線と
ストローブ線があり、4B/5B変換回路15との間に
はデータ線と制御線がある。前述のJK,S,R等は図
3のPrefix領域を利用し制御線にて、Q,I,H
等はidle領域を利用し制御線にて送られる。そして
データはData領域を利用しデータ線にてレートに応
じて図1のように送られる。図1で示した「使用しない
シンボル(ビット)」は例えばシンボル“0”を送る。
なお、使用しないシンボル(ビット)は、データ転送、
即ち図3に示すパケットのデータ領域にて転送されるデ
ータとして使用されないという意味であり、これ以外の
用途、例えば制御データを送る等の利用は可能である。
トをJK,Sを利用してダイナミックに変化させる。し
たがって、レートに応じてシンボルの送信時間が異な
る。一方、汎用のケーブルを利用した送受信する場合
は、図1のようにレートの影響で白地の部分しか取り込
めないような形になっている。したがって、最高のレー
トに合わせたビット配列を考慮する必要がある。
れば、光ファイバーケーブルやUTPケーブル及びST
Pケーブルを使用して1394通信等を実現することが
できるので、1394通信インターフェース等の汎用性
を拡大させることが可能となる。
の配列の一例を示す図である。
ートの伝達方法を示す図である。
一例を示す図である。
である。
の実現方法と本発明におけるTpバイアスの実現方法の
一例を示す図である。
ロック図である。
すブロック図である。
成を示すブロック図である。
ル、6…UTP/STPケーブル、7…POFケーブ
ル、14,18,19,21…端子。
Claims (14)
- 【請求項1】 IEEE1394に準拠した通信インタ
ーフェースを備えた複数の電子機器を光ファイバーケー
ブル又はUTPケーブル又はSTPケーブルの少なくと
も一つで接続し、該電子機器の間で通信を行うことを特
徴とするデータ通信方法。 - 【請求項2】 IEEE1394シリアルバス上で定義
されている複数のデータレートに対応するため、低速の
データレートでは、伝送されるデータパケット内のデー
タ転送には使用されないビットをデータストリーム上に
配置することを特徴とする請求項1に記載のデータ通信
方法。 - 【請求項3】 所定の一種類以上のスピード制御シンボ
ルをデータストリームを利用して送信することによっ
て、データレートの伝達を行う請求項1に記載のデータ
通信方法。 - 【請求項4】 上記データレートの種類は上記スピード
制御シンボルが上記データストリーム内に送信される回
数によって伝達される請求項3に記載のデータ通信方
法。 - 【請求項5】 所定の制御シンボルの送信によって上記
データ通信の方式にて規定されたケーブルに流すバイア
ス信号と同等の作用を実現する請求項1に記載のデータ
通信方法。 - 【請求項6】 UTPケーブル又はSTPケーブルにお
ける不要輻射を軽減するため、信号変化の激しい制御シ
ンボルの代わりに信号変化の少ない制御シンボルを使用
する請求項1に記載のデータ通信方法。 - 【請求項7】 IEEE1394で規定されたケーブル
を接続できる端子と、光ファイバーケーブル又はUTP
ケーブル又はSTPケーブルの少なくとも一つを接続で
きる端子とを備えたことを特徴とする電子機器。 - 【請求項8】 伝送レートが可変であるデータ通信に対
応したインターフェースを利用して複数の電子機器間で
データ通信を行う際、上記データ通信の方式にて規定さ
れたケーブルを利用するようになすデータ通信方法であ
って、 上記データ通信の方式とは異なる汎用のケーブルを使用
してデータ通信を行うための通信経路を用いる際は、最
高のデータレートに対応したビット数の配列を用いて通
信を行うようになし、該汎用のケーブルを利用して低速
のデータレートにて上記データ通信を行う際は、伝送さ
れるデータパケット内のデータ転送には使用されないビ
ット領域がデータストリーム上に配置されるようになす
ことで複数の上記伝送データレートに対応するようにし
たことを特徴とするデータ通信方法。 - 【請求項9】 上記インターフェースはIEEE139
4に準拠した通信インターフェースであり、上記汎用の
ケーブルは光ファイバーケーブル、UTPケーブル、S
TPケーブルのいずれかである請求項8に記載のデータ
通信方法。 - 【請求項10】 所定の一種類以上のスピード制御シン
ボルを上記データストリームを利用して送信することに
よって、上記データレートの伝達を行う請求項8に記載
のデータ通信方法。 - 【請求項11】 上記データレートの種類は上記スピー
ド制御シンボルが上記データストリーム内に送信される
回数によって伝達される請求項8に記載のデータ通信方
法。 - 【請求項12】 所定の制御シンボルの送信によって、
上記データ通信の方式によって規定されたケーブルに流
すバイアス信号と同等の作用を実現する請求項8に記載
のデータ通信方法。 - 【請求項13】 上記所定の制御シンボルが信号変化の
激しい場合には、必要に応じて信号変化の少ない制御シ
ンボルを使用して不要輻射を軽減する請求項12に記載
のデータ通信方法。 - 【請求項14】 伝送レートが可変であるデータ通信に
対応したインターフェースに準拠した物理層集積回路で
あって、 上記データ通信の方式にて規定されたケーブルを接続す
る端子と、 上記データ通信の方式とは異なる汎用のケーブルを接続
する端子とを備えたことを特徴とする物理層集積回路。
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