控制通信的方法和其電子設備的制作方法

專利名稱：控制通信的方法和其電子設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及包含經總線互相連接的多個電子設備的系統，其中總線允許控制信號和信息信號混合的發送，以便它們通過總線互相通信，尤其涉及，更有效利用總線的公共資源的通信時間周期(time periode)的技術。
在包含多個電子設備的通信系統的技術中，眾所周知使用P1394串行總線，該總線允許發送混合的控制信號和信息信號，以便連接諸如磁帶錄相機，電視接收機，與照相機(camera)結合的磁帶錄相機計算機等等的電子設備和裝置，使得控制信號和信息信號在這些電子設備中發送(下文簡稱為設備)。
參考圖4，下面描述這樣的通信系統的特定實例。在圖4所示的實例中，通信系統包括經設備A和B之間，設備B和C之間，設備C和D之間，和設備C和E之間的P1394串行總線相連的設備A至E。
在使用P1394串行總線的通信系統中，在預定的通信周期(例如125μs)進行通信，該通信系統允許兩種類型的通信同步(isochronous)通信，其中如連續發送數字音頻/視頻信號的信息信號；以及異步通信，其中如連接控制命令的控制信號根據需要不規則地發送。
經總線進行的通信周期由已經成為通信系統中的路由(route)的設備控制(下文將這樣的設備稱為路由節點)，其中從路由節點經總線發送的開始信息包啟動一個周期，根據IEEE-P1394說明所描述的方案，當總線復位時，自動分配路由節點。
圖5表示一通信周期的實例，其中在經總線發送一周期開始(cycle start)信息包之后從首先已成功發送同步信息包的設備觀察出該通信周期在圖5中，經總線由路由節點發送的周期開始信息包在第一傳輸延遲時間Pro-1之后到達其他設備。如果周期開始信息包已經到達，期望通過總線發送同步信息包的設備等待一預定的時間期間(同步間隙)并要求路由節點允許其使用總線。如果多個設備發出相同的要求，路由節點允許最早發出請求的設備使用總線。在圖5所示的仲裁時間內完成上述操作。
從路由節點獲得使用總線允許的設備通過總線開始同步信息包的發送(圖5中的ISO-1)。在同步信息包的發送中，表示數據前綴和數據終端的代碼分別放置在同步信息包的開始和結束位置。
如果已經成功獲得使用總線允許的上述設備已經完成同步信息包的發送，并且同步信息包在第二個傳輸延遲時間Pro-2內到達，那么未獲得使用總線允許的那些設備在同步信息包到達后，經過預定數量的同步間隙的等待之后向路由節點再發出使用總線的請求。如果確定的設備已成功獲得使用總線的允許，該設備經總線發送同步信息包(圖5中的ISO-2)。
如果期望通過總線發送同步信息包的所有設備已經完成它們的同步信息包的發送和仲裁，那么直到發送另一周期開始信息包為止剩余的時間期限才被用于異步信息包的發送。
在上面操作中，第二傳輸延遲時間Pro-2是由通信系統中從確定的設備傳輸一信息包到最遠設備所需的時間來確定的。根據IEEE-P1394說明所定義的程序，當建立通信系統及總線復位時任何設備都具備計算這種延遲時間的能力。然而，延遲時間隨設備到設備而變化，因此，為完成這種計算，每一設備必須具有關于全部設備的信息，這加重設備的負載。因此，實際上，不計算每種情況下的延遲時間，而計算通信系統中位于最遠位置的兩個設備之間所發生的延遲時間，并且該值被所有設備共用。這就簡化了通訊系統的管理。另一方面，仲裁時間由路由節點到每一設備的距離確定。因此，仲裁時間的改變取決于設備。同步間隙，數據前綴和數據終端每一個都具備有IEEE-P1394說明所定義的確定的值。
在最壞情況(其中發送發生在兩個最遠設備之間)，從圖5能夠看出，發送一同步信息包所需的時間期間等于從同步間隙的開始到第二傳輸延遲時間Pro-2的結束之間的時間。這種發送所需的全部時間由同步信息包的本征長度和其他成分組成，其他成分包括同步間隙，數據前綴，數據終端，仲裁時間，各第二傳輸延遲時間Pro-2，其中除同步信息包的本征(intrinsic)長度之外，將這些成分的總和稱為是架空時間，從上述討論可以看出，附加(overhead)時間隨互相連結的設備的組合(下文稱為系統結構)而變化。
首先，要求通過總線發送同步信息的設備必須獲得使用用于發送的特定時間期間和信道的許可。根據上述的目的，設備向同步通信資源管理器發出使用要求的信道和時間期間的請求，同步通信資源管理器是負責管理全部系統的總線信道和發送時間期間的設備。同步通信資源管理器包括用于指示總線的每個信道的使用的信道寄存器，和用于指示總線的剩余容量(下文稱為剩余時間期間)的時間期間寄存器。要求發送同步信息包的設備發送一寫指令(比較和交換指令)到使用異步信息包這些的寄存器以便該設備要使用的信道和時間期間被寫入這些寄存器。如果該設備成功寫入上述信息，對設備來說，就有可能使用該總線。
每個設備具有自己的控制設備之間連接的接插控制寄存器，由此，設備能進行同步信息包通信。控制同步信息包發送所需要的信息和發送同步信息包所需的信息被寫入接插控制寄存器以使同步信息包通信的連接被設備本身或外部設備控制。
圖6表示輸出的接插控制寄存器的結構。在圖6中，如果有效標志設為“1”，使用通過寄存器的信道域指定的信道和通過寬帶域指定的時間期間在由數據比率域指定的發送速率開始同步信息包的發送。如果有效標志復位為“0”，停止發送，連接計數器指示正接收該設備輸出的同步信息包的設備的數目。在該設備本身已經開始同步信息包發送的情況下。其他連接計數器設為“1”。在上述描述的信息中，存儲在有效標志、其他連接計數器和連接計數器中的信息用于控制同步信息包的發送。另一方面，存儲在信道域、數據比率域、和寬帶域的信息用于發送同步信息包。在圖5中，放置在各個域中的數目表示每個域的數據長度(比特)。
輸入接插控制寄存器具有類似的結構。在這種情況下，如果有效標志設為“1”，通過輸入接插控制寄存器的信道域指定的信道開始同步信息包的接收。如果有效標志復位為“0”，停止接收。
參考圖8，下面描述連接控制程序。該程序用于具有如圖7所示的結構的通信系統中，在設備C的控制下設備A的輸出被輸入設備E的情況下，例如當設備A的重放信號記錄在設備E上時其中設備C是一個編輯控制器時可發生這種情況，而設備A和E是磁帶錄像機。在該通信系統中，設備B作為同步通信資源管理器。
首先，設備C檢查經總線從設備A將要發送的信息信號的類型(步驟1)。在這種情況下，從設備A發送的信息信號的類型寫入提供在設備A中的特定寄存器，設備A通過總線輸出同步信息包所經過的信道寫入設備B的信道寄存器(步驟2)。此外，從設備B的時間期間寄存器指示的剩余時間期間中減去步驟1確定的發送同步信息包所需的時間期間的總和和上述的附加時間(步驟3)。因此，通過設備A保留信道和時間期間用于通過總線輸出同步信息包。
如果信道和時間期間以上述方式已經保留，控制同步信息包發送所需的信息和發送同步信息包所需的信息寫入設備A的輸出接插控制寄存器并且也寫入設備E的輸入接插控制寄存器(步驟4和5)。然后同步信息包從設備A輸出到總線并經設備B和C輸入到設備E。
在上面的通信系統中，當進行從設備A到設備E的發送時如果一些設備移開或者加入該系統中，那么如下進行連接控制操作。在這種情況下，改變系統結構，雖然設備A發送同步信息包所需的本征時間期間未改變，因此相應的變化發生在附加時間，設備C考慮到附加時間的變化重新計算時間期間，并從設備B的時間期間寄存器指示的剩余時間期間減去重新計算的全部發送時間期間(步驟6)。此外，上述的新的發送時間期間也寫入設備A的輸出接插控制寄存器(步驟7)。
現在，討論在從設備A到設備E的發送期間，改變設備A輸出的信號類型的情況下的連接控制操作。在這種情況下，雖然附加(overhead)時間保持不變。但設備A發送同步信息包所需的本征時間期間變化，設備A重新計算發送時間期間以補償同步信息包的本征時間期間中的變化并從設備B的時間期間寄存器指示的剩余時間期間減去重新計算的全部時間期間(步驟8)。此外，上面的重新計算的發送時間期間也寫入設備A的輸出接插(plug)控制寄存器(步驟9)。
由比較和交換指令及IEEE-P1394標準規定描述的應答組成的處理程序執行上面的程序(使用讀指令和應答也可以執行步驟1)。
然而，在上述的連接控制程序中，要求設備C知道通過總結結構確定的架空(overtime)時間，并且更進一步，設備C必須執行一些控制通信以獲得設備A輸出的信息信號的類型并由此了解數據信息包所需的本征(intrinsic)時間期間，并確定包括這些成分的全部時間期間。
然而，在上面的連接控制程序中，當通信進行中通信系統的結構改變時，只有通過知道最初設置參數的設備用附加時間來校正(在該特定實例中為設備C)。另一方面，當通信進行時如果改變信息信號的類型，只有設備A能作出用數據信息包所需的本征時間期間來校正。
為使其他設備也能作出任意情況的校正。設備必須用設備A或C所需的控制信號相互聯系。然而，使用控制信號用于通信所花費的附加時間能破壞信息信號的通信。此外，控制程序變得復雜，由此難于開發使用接插和控制寄存器的應用。
有鑒于上述描述，本發明的目的是提供不具有上述問題的用于這種通信系統中控制通信的方法，及這種通信系統中所用的電子設備。
根據本發明的一個方面，提供一種用于通信系統中控制通信的方法，該通信系統包括經允許發送混合的控制信號和信息信號的總線互相連接的多個電子設備，該方法的特征在于，信息信號的輸入/輸出的控制，通過總線發送信息信號所需的時間期間被分成由電子設備連接的系統結構變化決定的一部分，及由信息信號的類型變化決定的另一部分，以便分別控制所述的兩部分。
在本發明的一個模式中，在每個電子設備中提供用于存儲控制信息信號輸入/輸出的控制碼的寄存器以便通過通信系統中的任意電子設備的讀和寫存取操作每個電子設備的寄存器，其中發送信息信號所需的時間期間分成由電子設備連接的系統結構變化決定的一部分，及由所述的信息信號的類型變化決定的另一部分，這兩部分分別存儲在上述寄存器中。
在本發明的另一模式中，即使無信息信號輸出時由信息信號類型變化決定的部分被存儲在上述寄存器以便寄存器指示如果信息信號輸出所需的時間期間。通過這種安排，建立信號通路的設備僅從上述寄存器讀取表示所需時間期間的值而不必知道發送的信息信號的類型就能知道通信所需的時間期間。另一方面，在通過訪問使用IEEE-P1394標準規定定義的比較和交換指令確定的寄存器試圖獲取使用用于特定通信的特定時間期間的允許的情況下，在第一步驟讀取當前值并且無論訪問哪一個寄存器在第二步驟寫入該值。這就意味著根據本發明該程序不再需要第一步驟。
在本發明的再一模式中，如果進行信息信號的發送時關于設備連接的系統結構變化，則保留用于該信號發送的時間期間被調整到存儲在寄存器中的表示更新由系統結構變化決定的時間期間部分的值的校正值。上述時間期間的調整和更新可通過信息系統中的任意設備進行。
本發明的另一模式中，如果進行信息信號發送時信息信號的類型變化，那么輸出信息信號的設備將保留用于信息信號發送的時間期間調整到校正值并進一步更新存儲在寄存器中表示由信息信號類型變化決定的時間期間的部分的值。


圖1是根據本發明設備的主要部分的結構的方框圖2是根據本實施例的輸出接插控制寄存器的結構的示意圖；圖3是根據本發明，使用輸出接插控制寄存器的連接控制程序的實例的示意圖；圖4是包含P1394串行總線的通信系統的結構的實例的方框圖；圖5是使用P1394串行總線的通信周期的實例的時間圖；圖6是傳統的輸出接插控制寄存器的實例的示意圖；圖7是使用輸出接插控制寄存器控制信息信號連接的傳統的通信系統的方框圖；和圖8是根據傳統技術使用輸出接插控制寄存器的連接控制程序的實例的示意圖。
參考附圖，下面詳細描述本發明的優選實施例。圖1是根據本發明一個設備的主要部分的結構的方框圖。在本發明中，如圖1所示，該設備包括信息信號發生器裝置1，發送器裝置2，用于將信息信號發生裝置1產生的信息信號的源數據轉化為信息包并發送組合的信息包，以及總線控制裝置3，用于發送和接收控制信號。
信息信號產生器裝置1產生如數字音頻/視頻信號的信息信號。在數字VTR情況下，信息信號產生器裝置1對應走帶機構。信息信號產生器裝置1將產生的信息信號的類型通知總線控制裝置3。
發送器裝置2將從信息信號產生器裝置1發送的源數據轉化為同步信息包，并經總線發送合成的同步信息包。在這種操作中，總線控制裝置3以通/斷方式控制信息包的發送。
總線控制裝置3執行通信系統的結構的分析；對信息信號產生器裝置1發送的信息信號類型的分析；分配特定的時間期間到特定的通信；接插控制寄存器的設置；和通過發送器裝置2執行的發送操作的通/斷控制。總線控制裝置3裝備有用于存儲控制同步信息包發送所需的信息和發送同步信息包所需的信息的接插控制寄存器。在這個特定的實例中，因為討論發送同步信息包的操作，在圖1中只表示輸出接插控制寄存器。
圖2表示本實施例使用的輸出接插控制寄存器。如圖6所示的傳統的輸出接插控制寄存器中用于指示帶寬的域，在本實施例中，分成兩個域附加ID域和最大有效載荷大小域，其中前者由電子設備連接的系統結構變化決定，而后者由信息信號的類型變化決定。
附加ID是對應于附加時間期間的值，其中實際的附加時間期間為ID值的32倍。最大有效載荷大小指示逐個周期發送的同步信息包的最大值，以4個(quadlets)(4字節)為單位來表示。發送時間期間的單位是以S1600(大約1600MBPS)的發送速率發送時，最大有效負載大小的值直接指示數據信息的本征發送時間期間。
通過這兩個參數，全部發送時間期間可以計算如下在下面等式中，全部發送時間期間＝(附加ID)×32＋(最大有效載荷大小＋3)×K，3個4單位(quadlets)加到最大有效載荷大小以使同步信息包的標題和CRC插入結果。此外，K是取決于數據速率的系數，該值表示與參考數據速率為S1600的發送時間期間相關的發送時間期間的因數。例如，當數據等于S100時，K＝16。
當通信系統具有如圖7所示結構時，參考圖8，下面描述在設備C的控制下設備A的輸出輸入到設備E的情況下的連接控制程序。在該特定的實例中，假定設備A如圖1所示構成，并且該設備A具有如圖2所示的輸出接插控制寄存器。設備E也具有類似的結構，其中設置接收裝置和輸入接插控制寄存器。
在連接控制程序的第一步驟之后，設備C讀取存儲在設備A的輸出接插控制寄存器中的最大有效載荷大小的值。然后設備A用于經總線發送同步信息包的信道被寫入設備B的信道寄存器(步驟2)。此外，從設備B的時間期間寄存器指示的剩余時間期間減去步驟1獲得的最大有效載荷大小的值和附加時間的總和(步驟3)。因此，特定的信道和時間期向被保留用于由設備A經總線發送同步信息包。
如果以上述方式成功地保留信道和時間期間，控制同步信息包發送所需的信息和發送同步信息包所需的信息被寫入設備A的輸出接插控制寄存器和設備E的輸入接插控制寄存器(步驟4和5)。一旦完成上述過程，開始發送并且從設備A經總線輸出的同步信息包在經過設備B和C之后輸入到設備E。
在上面的通信系統中，當進行從設備A到設備E的發送時如果一些設備移開或加到系統，那么連接控制操作將如下進行。在這種情況下，系統結構變化，雖然設備A發送同步信息包所需的本征發送時間期間保持不變，因此相應的變化發生在附加時間。設備A考慮到附加時間的變化重新計算發送時間期間，并從設備B的時間期間寄存器指示的剩余時間期間減去重新計算的發送時間期間(步驟6)。此外，上一步驟重新計算的新的附加ID被寫入設備A的輸出接插控制寄存器(步驟7)。
現在，討論當進行從設備A到設備E的發送時從設備A輸出信號的類型變化的情況下的連接控制操作。信息信號的類型的這種變化可以發生在，例如當數字視頻信號的類型從SD變為HD時或者當根據MPEG標準的壓縮視頻信號的發送速率改變時，在這種情況下，雖然附加時間保持不變而設備A用于發送同步信息包所需的本征時間期間變化。設備A重新計算同步信息包的本征時間期間并從設備B的時間期間寄存器指示的剩余時間期間減去校正的全部發送時間期間(步驟8)。此外，上一步驟重新計算的新的最大有效載荷大小被寫入設備A的接插控制寄存器(步驟9)。
上面的連接控制程序如在圖8的情況下，由比較和交換指令和IEEE-P1394標準規定描述的應答組成完成程序的處理(步驟1也可以使用讀指令和應答來完成)。
在本發明的本實施例中，如上所述，如果用設備連接的系統結構被改變時，由總線控制裝置3檢測上述變化并且在處于發送時間期間不滿足新的系統結構的情況下，通過同步通信資源管理器增加發送時間期間，而當發送時間期間過大時，同步通信資源管理器將發送時間期間減少為校正值。此外，存儲在設備A的輸出接插控制寄存器4的附加ID域的值被更新。
另一方面，如果信息信號產生裝置1產生的信號類型改變，那么將信號類型的變化通知總線控制裝置3以與上面操作類似的方式調節時間期間。此外，存儲在設備A的輸出接插控制寄存器4的最大有效載荷尺寸域的值被更新。
在此之后，如果設備C釋放發送通路(信道和時間期間)，設備A的輸出接插控制寄存器指示的發送時間期間返回同步通信資源管理器以保證作為總線共用資源的發送時間期間被控制而不產生矛盾。
在無信號輸出時，最大有效載荷大小指示發送當前類型的信號所需的本征時間期間。因此，當要求建立信號通路時，設備C只通過讀取存儲在輸出接插控制寄存器的最大有效載荷尺寸域的值能知道保留的發送時間期間而不必知道設備A輸出的信息信號的類型。
在上述的特定的實例中，當用設備連接的系統結構改變時，輸出信息信號的設備A產生用附加時間的校正。然而，用附加時間來校正還可以通過通信系統中的任意設備如設備C或B來做到。
此外，在上述的特定實例中，設備C執行與時間期間的保留有關的處理。然而，要求發送信息信號的設備。在上面的特定實例中為設備A，也可以執行與時間期間的保留有關的處理。此外，在上述實施例中，數據前綴，數據終止，仲載時間，第二傳輸延遲時間Pro-2，和同步間隔的總和被認為是附加時間。然而，因為數據前綴和數據終止保持不變與系統結構無關，這兩部分可以插入與同步信息包有關的本征時間期間并且附加時間可由仲裁時間和第二傳輸延遲時間Pro-2組成。
在本發明中，如上詳細所述，時間期間，作為通信系統的共同資源，分成分別控制的兩部分由設備連接的系統結構變化決定的部分；和由信息信號的類型變化決定的另一部分。這使得當系統結構改變時能很容易地調整通信時間期間，以便更有效地使用時間期間。
本發明能夠應用于使用接插控制寄存器控制信息信號的發送通路的系統，因此當一些設備輸出的信息信號發生一些變化時能立即優化發送通路而不必在信息信號的通信中產生中斷。
此外，當建立第一信號通路時，建立信號通路的設備只通過讀取接插控制寄存器能知道被保留的用于通信的時間期間而不必知道被發送的信息信號的類型。
權利要求
1.一種通信系統中控制通信的方法，包括允許發送混合的控制信號和信息信號的總線互相連接的多個電子設備，所述的方法，其特征在于，控制所述的信息信號的輸入/輸出，將發送的所述信息信號所需的時間期間分成由電子設備連接的系統結構改變決定的一部分，和由所述的信息信號的類型變化決定的另一部分，以便分別控制所述的兩部分。
2.根據權利要求1的控制通信的方法，其中，存儲用于控制信息信號的輸入/輸出控制代碼的寄存器被設置在每個電子設備，以使每個電子設備的寄存器可以用通信系統中任意電子設備通過讀和寫操作來訪問，其中輸出所述信息信號所需的時間期間被存儲在所述寄存器中。
3.根據權利要求2的控制通信的方法，其中，即使當無信息信號輸出時由信息信號類型變化決定的所述部分被存儲在所述寄存器中以便如果輸出信息信號時，所述的寄存器指示將需求的時間期間。
4.根據權利要求2的控制通信的方法，其中，當輸出信息信號的操作開始時或在輸出信息信號的操作期間，檢查用電子設備連接的系統結構并且由用電子設備連接的系統結構改變決定的所述的部分被調整到按照系統結構的校正值。
5.根據權利要求2的控制通信的方法，其中，在輸出操作期間如果信息信號類型改變，用信息信號類型改變決定的所述的部分被調整到校正值。
6.一種用于通信系統的電子設備包括允許發送混合的控制信號和信息信號的總線互相連接的多個電子設備，所述的電子設備其特征在于，所述的電子設備設置有存儲用于控制信息信號輸入/輸出的控制碼的寄存器，其中所述的寄存器可以用所述通信系統中的任意電子設備通過讀和寫操作來訪問，并且發送所述信息信號所需的時間期間被分成由電子設備連接的系統結構改變決定的一部分和由所述信息信號類型改變決定的另一部分，并且這兩部分分別存儲在所述寄存器中。
全文摘要
一種控制信號的方法和電子設備，其中，當進行信息信號發送時，即使由電子設備連接的系統結構改變，可控制通信操作以便有效地使用時間周期，在信息信號的輸入/輸出控制中，發送信息信號所需的時間周期分成由電子設備連接的系統結構改變決定的一部分，和由信息信號的類型改變決定的另一部分，以便分別控制這兩部分。電子設備設置有分別存儲由電子設備連接的系統結構變化決定的部分和由信息信號類型改變決定的另一部分的寄存器。
文檔編號H04L29/02GK1151640SQ9611227
公開日1997年6月11日 申請日期1996年7月12日 優先權日1995年7月12日
發明者佐藤真, 久登 申請人:索尼公司