专利名称：数据通信系统,方法,装置和数字接口的制作方法
技术领域：
本发明涉及数据通信系统，数据通信方法，数据通信装置，和数字接口。尤其是，本发明适用于将通信数据(包括图像数据)和命令数据一起高速发送的网络，以及用于该网络的通信协议。
常规地，硬盘和打印机是个人计算机(PC)最频繁使用的外围设备。一个这样的外围设备经专用输入/输出接口或诸如SCSI(小计算机系统接口)之类的通用数字接口连接到PC。
然而，近来，诸如数字相机和数字摄像机之类的AV(音频/视频)装置已变得很常用，并且将它们结合在一起构成能够由PC使用的另一种类型的外围设备。这种AV(音频/视频)装置能够通过一接口连接到PC。
图1是表示包括一PC和一AV装置的常规通信系统的图。
在图1中，101指一个AV装置(数字相机)，102指一台PC，103指一台打印机。数字相机101包括存储器104，图像数据在其中被压缩和记录；解码器105，用于展开存储在存储器104中的压缩的图像数据以便对其解码；图像处理单元106；D/A转换器107；包括EVF的显示单元108；和专用数字I/O单元109，用于连接数字相机101和PC102。
PC102包括专用数字I/O单元110，用于将PC102连接到数字相机101；操作单元111，包括键盘和鼠标；解码器112，用于展开压缩的图像数据以便对其解码；显示单元113；硬盘114；诸如RAM之类的存储器115；MPU116；PCI总线117；和SCSI接口，用于将PC102连接到打印机103。
打印机103包括SCSI接口119，用于将打印机103连接到PC102；存储器120；打印机头121；打印机控制器，用于控制打印机103的操作；和驱动器123。
在常规的通信系统中，数字相机101的专用数字接口(数字I/O单元)109与打印机103的数字接口(SCSI接口)119不兼容，一个不能直接连接到另一个。因此，例如，当数字相机101用于发送静止图象到打印机103时，PC必须提供一个延迟。
常规的专用数字接口109和常规的SCSI接口119存在很多缺陷其数据传输率较低，特别是，当用于静止图像和活动画面时，需要从AV装置传输大量数据；采用粗电缆用于并行通信；仅能够连接较少数量和较少种类的外围设备；连接系统受限；以及不能实时执行数据传输。
能够克服上述缺陷的快速、高性能的下一代数字接口是一种符合公知的IEEE(电气和电子工程师协会)1394-1995接口标准的数字接口。
符合IEEE1394-1995接口标准(后面称为1394接口)的数字接口具有下面的特性(1)数据传输速度高。
(2)支持实时数据传输系统，也就是，等时传输系统，和异步传输系统。
(3)能够获得具有高自由度的连接结构(拓扑)。
(4)支持即插即用功能和工作线分离功能。
然而，虽然在IEEE1394-1995标准中定义了用于连接器的物理和电连接，但是没有定义用于数据交换的数据格式和通信协议。
由于根据IEEE1394-1995标准没有定义用于等时传输系统的信息包接收响应，因此没有办法保证已经接收到单个的等时信息包。因此，当要传输多组连续的数据时，或者当文件中的数据被分为多个数据组来传输时不能使用等时传输系统。
在根据IEEE1394-1995标准的等时传输系统中，即使在传输频带中有空闲空间，通信的总数也限制为64个。因此，等时传输系统不适合于用较窄的传输频带进行多路通信。
根据正EE 1394-1995标准，当由于节点电源的打开或关闭使总线复位时，或者当建立节点的连接或断开时数据传输必须停止。然而，根据IEEE1394-1995标准，当由于总线的复位或者在传输时发生错误使数据传输停止时，不能够识别丢失的数据内容。而且，必须进行非常复杂的通信处理来恢复传输。
总线复位功能是一种用于自动识别新拓扑以及用于设置分配给节点的地址(节点ID)的功能。根据该功能，通过应用IEEE1394-1995标准能够提供即插即用功能和工作线分离功能。
对于符合正EE 1394-1995标准的通信系统，不要求实时处理，并且未采用专用的通信协议，该协议能够用于将相对来说大量的必须是可靠的目标数据(即，静止图像数据，图形数据，文本数据，文件数据或程序数据)分为一个以上的数据段，并且用于顺序传输该数据段。
此外，对于符合IEEE 1394-1995标准的通信系统，没有提出专用通信协议，该协议通过使用用于数据异步广播的通信方法，来实现在多个装置之间的数据通信。
本发明的一个目的是解决上述问题。
本发明的另一个目的是为数据通信系统提供一种技术，一种数据通信方法，一种数据通信装置和数字接口，从而保证不要求进行实时处理的目标数据能够被顺序传输。
本发明的另外的目的是为数据通信系统提供一种技术，一种数据通信方法，一种数据通信装置和数字接口，从而使源节点和一个或多个目的节点之间的数据连续传输仅仅通过简单处理就能够令人满意地停止，而不要求复杂的通信过程。
根据本发明，作为用于达到这些目的的一个优选实施例，一种数据通信系统包括一个通过使用至少一次异步通信来传输数据的源节点，该数据包括一个或多个数据段；一个或多个用于从源节点接收数据的目的节点；和一个用于设置源节点和一个或多个目的节点之间的逻辑连接关系的控制器，其中源节点，目的节点和控制器中的一个终止数据的传输。
作为本发明的另一个优选实施例，数据通信系统包括一个通过根据逻辑连接关系，使用至少一次广播通信来传输包括一个或多个数据段的数据的源节点；和一个或多个用于根据逻辑连接关系从源节点接收数据的目的节点；其中数据的传输或者被源节点或者被一个以上的目的节点终止。
作为本发明的另一个优选实施例，数据通信方法包括下列步骤在一个源节点和一个或多个目的节点之间建立逻辑连接关系；通过使用至少一次异步通信将包括一个或多个数据段的数据传输到一个或多个目的节点；和根据已经建立的逻辑连接关系接收异步通信传输的数据，
其中源节点，目的节点和控制器中的至少一个终止数据的传输。
作为本发明另外的优选实施例，数据通信方法包括下列步骤通过根据逻辑连接关系，使用至少一次广播通信来传输包括一个或多个数据段的数据；和根据逻辑连接关系从源节点接收数据；和使用源节点或者一个以上的目的节点终止数据的传输。
作为本发明的另一个优选实施例，数据通信方法包括下列步骤装配由一个或多个数据段组成的数据来构成至少一个通信信息包；和根据源节点和一个或多个目的节点之间建立的逻辑连接关系异步传输通信信息包；和终止至少一个通信信息包的异步传输。
作为本发明的另一个实施例，数据通信方法包括下列步骤根据源节点和一个或多个目的节点之间建立的逻辑连接关系接收异步通信传输的至少一个通信信息包；将包含在通信信息包中的数据写入与其它装置公用的存储器空间中，和终止至少一个通信信息包的异步传输。
作为本发明的另外的一个实施例，数据通信方法包括下列步骤在一个源节点和一个或多个目的节点之间建立逻辑连接关系；将逻辑连接关系中用于识别参与者的连接ID通知给源节点和一个或多个目的节点；和终止至少一个通信信息包的异步传输。
作为本发明的另外的一个实施例，数据通信装置包括用于装配由一个或多个数据段组成的数据来构成至少一个通信信息包的单元；和用于根据源节点和一个或多个目的节点之间建立的逻辑连接关系异步传输通信信息包的单元，其中至少一个通信信息包的异步传输能够被终止。
作为本发明的另外的一个实施例，数据通信装置包括用于通过异步通信根据源节点和一个或多个目的节点之间建立的逻辑连接关系来接收至少一个通信信息包的单元；和用于将包含在通信信息包中的数据写入与其它装置共用的存储器空间中的单元，其中至少一个通信信息包的异步传输能够被终止。
作为本发明的另外的一个实施例，数据通信装置包括用于在源节点和一个或多个目的节点之间建立逻辑连接关系的单元；和用于将逻辑连接关系中用于识别参与者的连接ID通知给源节点和一个或多个目的节点、并用于根据逻辑连接关系终止至少一个通信信息包的异步传输的单元。
作为本发明的一个进一步的实施例，数字接口包括用于装配由一个或多个数据段组成的数据来构成至少一个通信信息包的单元；和用于根据源节点和一个或多个目的节点之间建立的逻辑连接关系异步传输通信信息包的单元，其中至少一个通信信息包的异步传输能够被终止。
作为本发明的另一个实施例，数字接口包括用于通过异步通信根据源节点和一个或多个目的节点之间建立的逻辑连接关系来接收至少一个通信信息包的单元；和用于将包含在通信信息包中的数据写入与其它装置共用的存储器空间中的单元，其中至少一个通信信息包的异步传输能够被终止。
作为本发明的另一个实施例，数字接口包括用于在源节点和一个或多个目的节点之间建立逻辑连接关系的单元；和用于将逻辑连接关系中用于识别参与者的连接ID通知给源节点和一个或多个目的节点，并用于根据逻辑连接关系终止至少一个通信信息包的异步传输的单元。
在下面对实施例的详细描述过程中本发明的其它目的以及它的优点将变得完全清楚。
图1是表示常规系统的图；图2是表示根据本发明第一实施例的用于通信系统的一个例子的结构方框图；图3是用于解释根据本发明第一实施例的通信协议的基本结构的示意图；图4A、4B和4C是用于解释被根据本发明第一实施例的通信协议覆盖的基本通信过程的顺序图；图5是表示根据第一实施例的异步广播信息包的结构的图；图6A和6B是用于解释包含在每一个节点中的地址空间的图；图7是用于解释对目的数据的传输模式的图；图8是用于解释根据第一实施例的1394接口的结构的图；图9是用于解释被根据本发明第二实施例的通信协议覆盖的通信过程的顺序图；和图10A到10C是用于解释被根据本发明第三实施例的通信协议覆盖的通信过程的顺序图。
下面将参考附图详细描述本发明的优选实施例。
图2是表示根据本发明第一实施例的通信系统的一个例子的结构图。如图2所示，数据通信系统包括计算机10，带有内置摄像机的数字录像机28，和打印机60。
首先描述计算机10的结构。一个MPU 12控制计算机10的操作。一个1394接口14包括符合IEEE1394-1995标准的功能和符合本实施例指定的通信协议的功能。一个操作单元16包括一个键盘和鼠标。一个解码器18对压缩的和编码的数字数据(运动图像数据，静止图像数据，音频数据等)进行解码。一个显示单元20包括诸如CRT显示器或液晶板这样的显示装置。一个硬盘(HD)被用于存储各类数字数据(运动图像数据，静止图像数据，音频数据，图形数据，文本数据，程序数据等)，并且还设置一个内部存储器24用作存储介质。一条例如是PCI总线的内部总线26将计算机10的单个部分彼此连接起来。
现在描述带有内置摄像机的数字录像机(这里称为DVCR)28的结构。一个图像拾取单元(opt)30将物体的光学图像转换为电信号并且将该信号转换为模拟信号，并且一个模拟/数字(A/D)转换器32将模拟信号转换为数字信号。一个图像处理单元34将数字运动图像或静止图像数据改变为带有预定格式的数字图像数据。一个压缩/扩展单元36包括对压缩和编码的数码(运动图像数据，静止图像数据，音频数据等)进行解码的功能以及对数字图像数据进行高效编码的功能(例如，象MPEG或DV方法，将数字图像垂直转换来提供可变长度的预定单元图像并将其量化和编码)。存储器38用来暂时存储已经进行高效编码的数字图像数据，并且存储器40用来暂时存储尚未进行高效编码的数字图像数据。一个数据选择器42选择存储器38或者存储器40。一个1394接口44包括符合IEEE 1394-1995标准的功能和符合本实施例指定的通信协议的功能。存储器控制器46和48控制对存储器38和40的写入和读取处理。包括一个微型计算机的系统控制器50控制DVCR 28的操作。一个操作单元52包括遥控器和操作板。一个电子寻像器(EVF)54用来显示模拟图像信号。一个D/A转换器56将数字信号转换为模拟信号。一个记录器/再现设备58是诸如磁带，磁盘，或磁光盘这样的记录介质，并且用来记录或再现各种数字数据(运动图像数据，静止图像数据或音频数据等等)。
现在描述打印机60的结构。一个1394接口62包括符合IEEE1394-1995标准的功能和符合本实施例指定的通信协议的功能。64指一个数据选择器。一个操作单元66包括操作按钮和触摸屏等等。一个打印机控制器68控制打印机60的操作。70指一个解码器，72指一个内部存储器。一个图像处理单元74处理它从1394接口接收的静止图像数据，文本数据或图形数据。76指一个驱动器，打印头78进行打印。
如图2所示，计算机10的单个的通信装置(后面称为节点)，DVCR 28和打印机60通过1394接口14,44和62互连。此后由1394接口构成的网络将被称为1394串行总线。由于定义了预定的通信协议，所以节点能够交换多种目标数据(例如，运动图像数据，静止图像数据，音频数据，图形数据，文本数据，程序数据等)，并且能够使用命令数据来遥控节点。在该实施例中，定义了用来使用异步传输系统的通信协议。
在参照图2的同时，将给出对本实施例中构成通信系统的单个节点所进行的操作的解释。
首先，将描述计算机10的功能和计算机10的单个单元所进行的操作。
在该实施例中，例如，计算机10作为控制器进行操作来控制DVCR 28和打印机60之间的图像数据交换，或者作为控制器来遥控DVCR 28和打印机60。
MPU 12执行记录在硬盘22上的软件，并且将多种数据移到内部存储器24中。MPU12还为通过内部总线26连接的单个单元提供仲裁功能。
1394接口14能够从1394串行总线接收图像数据，并且能够将从硬盘22或从内部存储器24接收的图像数据传输给1394串行总线。1394接口14还能够为执行对其它节点的遥控而沿着1394串行总线中继命令数据。并且，1394接口14具有将通过1394串行总线接收的信号传输给不同节点的功能。
用户通过使用操作单元16选择想要的软件来指令MPU 12执行记录在硬盘22上的软件。关于软件的信息通过显示单元20提供给用户。根据软件，解码器18解码通过1394串行总线接收的图像数据。已解码的数据通过显示单元20提供给用户。
现在描述DVCR 28的单个单元的功能和操作。
在本实施例中，例如，DVCR 28作为一个图象发送器(源节点)来操作，它根据本实施例的通信协议异步传输图像数据。
图像拾取单元30将目标的光学图像转换为由亮度信号(Y)和颜色信号(C)组成的电信号，并且将电信号提供给A/D转换器32。A/D转换器32接着将电信号转换为数字信号。
图像处理单元34对数字亮度信号和数字颜色信号进行预定的图像处理，并且对合成的数字信号进行多路复用。并且之后压缩/扩展单元36压缩数字亮度信号和数字颜色信号。压缩/扩展单元36可以使用分开的压缩电路并且平行处理亮度信号和颜色信号，或者它可以利用分时来使用共用的压缩电路处理两个信号。
压缩/扩展单元36混洗压缩的图像数据以便为记数传输路径错误提供一种方法。因此，顺序码错误，即，相继错误，能够被转变为分散错误，即，随机错误，它能够被容易地修正或修改。当由于投影到屏幕上的图像的密度而变化的一个数据量被变得均匀时，该处理应该在压缩之前进行，从而它将使使用诸如行程这样的可变长度编码变得方便。
压缩/扩展单元36将用于从混洗中恢复的数据识别信息(ID)加到压缩的图像数据中。另外，压缩/扩展单元36将纠错码(ECC)加到压缩的图像数据中以便减少记录和再现过程中发生的错误数量。
由压缩/扩展单元36压缩的图像数据被发送到存储器38和记录/再现设备58。记录/再现设备58将ID和ECC加到压缩的图像数据中并且将其记录到诸如磁带这样的记录介质上。压缩的图像数据被存储在不同于用于音频数据的记录区域内。
D/A转换器56将从图像处理单元34接收的图像数据转换为模拟图像信号，并且EVF 54显示它从D/A转换器56接收的模拟图像信号。图像处理单元34处理的图像数据也被传输到存储器40。在该情况下，未压缩的图像数据被传输给存储器40。
数据选择器42根据用户发出的指令选择存储器38或存储器40，并将压缩的图像数据或未压缩的图像数据传输给1394接口44。数据选择器42将从1394接口44接收的图像数据传输给存储器38或者存储器40。
基于后面将要描述的通信协议，1394接口44异步传输压缩的图像数据或未压缩的图像数据。进一步，1394接口44通过1394串行总线接收控制命令用于对DVCR 28的控制。接收的控制命令由数据选择器42传输到控制器50。1394接口44发出一个接收到控制命令的响应。
现在描述打印机60的单个单元的功能和操作。
例如，本实施例的打印机60基于本实施例的通信协议作为图像接收器(目的节点)来操作，用来接收异步传输的图像数据，并用来打印接收的图像数据。
1394接口62接收由1394串行总线异步传输的图像数据和控制命令。接着，1394接口62发出一个接收到控制命令的响应。
接收到的图像数据由数据选择器64传输给解码器70。解码器70解码图像数据，并将结果输出给图像处理单元74。图像处理单元74将解码的图像数据暂时存储在存储器72中。
图像处理单元74将暂时存储在存储器72中的图像数据转换为打印数据，并将打印数据传输给打印头78。打印头78在打印机控制器68的控制下执行打印处理。
接收的控制命令由数据选择器64传输给打印机控制器68。打印机控制器68使用控制数据来控制各种与打印有关的过程。例如，打印机控制器68控制驱动器76送纸，并调整打印头78的位置。
现在参照图8描述该实施例中的1394接口14,44和62的结构。
1394接口功能上由多个层构成。在图8中，1394接口通过符合IEEE1394-1995标准的通信电缆801与其它节点的1394接口相连。1394接口有一个或更多的通信端口802，每一个都与包含在硬件部分的物理层803相连。
在图8中，硬件部分包括物理层803和链接层804。物理层作为与其它节点的物理和电接口，检测总线的复位并进行相应的操作，编码/解码输入/输出信号，并提供仲裁功能来解决关于总线使用权的冲突。链接层804产生通信信息包，交换多种通信信息包，并控制循环定时器。另外，链接层804具有产生异步广播信息包的功能和用于交换这些信息包的功能，这些将在后面描述。
图8中，固件部分包括处理层805，和串行总线管理部分806。处理层805管理异步传输系统并提供多种处理(读，写和锁定)。处理层805还提供异步广播处理功能，这将在后面描述。串行总线管理部分806提供一种功能基于后面将要描述的IEEE1212 CSR标准，用来控制属于串行总线网络的节点，管理节点的连接状态，管理节点的ID信息，并管理串行总线网络的资源。
硬件部分和固件部分充分构成了1394接口，并且在IEEE1394-1995标准中详细给出了其基本结构。
包括在软件部分中并指定目标数据的应用层807的功能以及用于它的传输方法，根据所使用的应用软件而变化。
本实施例的通信协议扩展了1394接口的硬件部分和固件部分的功能，并且为软件部分提供了创新的传输处理。
现在在参照图3的同时解释本实施例中定义的通信协议的基本结构。
图3中，基本结构包括控制器300；源节点302；n个(n≥1)目的节点304；包含在源节点302中的子单元306；和象静止图像数据、图形数据、文本数据、文件数据或程序数据这样的目标数据308。
第一存储器空间310通过使用预定的目的偏移(destination offset #0)定义在目的节点304中。第一连接312代表建立在源节点302与目的节点304之间的逻辑连接关系。应该注意的是目的偏移是一个地址，通过它在n目的节点304中指定公用存储器空间。
第n存储器空间314由预定的目的偏移(destination offset #n)定义在目的节点304中。第n连接316代表建立在源节点302与目的节点304之间的逻辑连接关系。
在该实施例中，单个的节点通过使用符合IEEE1212 CSR(控制和状态寄存器结构)标准(或ISO/IEC 13213:1994标准)的64位地址空间管理第一到第n存储器空间310到314。IEEE 1212 CSR标准是用于说明对串行总线的控制，管理和地址分配的标准。
图6A和6B是用来解释包括在每一个节点中的地址空间的图。图6A中给出了由64位地址表示的逻辑存储器空间。图6B给出了图6A中所示地址空间的一部分，其中高16位代表FFFF16。图3中第一存储器空间310到第n存储器空间314使用图6B中的存储器空间的一部分，并且它们每一个的目的偏移地址都包含在地址的低48位中。
例如，在图6B中，00000000000016到0000000003FF16定义一个预定区域，而实际上目标数据308被写在低48位中的开始地址是FFFFF000040016的区域内。
图3中，源节点302是具有用于根据后面将要描述的通信协议传输目标数据308的功能的节点。目的节点304是具有用于从源节点302接收目标数据308的功能的节点。控制器300是用来根据后面将要描述的通信协议在源节点302和一个或多个目的节点304之间建立逻辑连接关系的节点，并用来管理该逻辑连接关系。
分开的节点可以作为控制器300，源节点302和目的节点304。一个单个的节点可以作为控制器300和源节点302，并且一个单个的节点可以作为控制器300和目的节点304。在该情况下，处理不需要在控制器300和源节点302，或者目的节点304之间起作用，并且简化了处理。
在该实施例中，分开的节点作为控制器300，源节点302和目的节点304。包括1394接口14的计算机10作为控制器300，包括1394接口44的DVCR28作为源节点302，并且包括1394接口62的打印机60作为目的节点304。
如图3所示，可以在源节点302和一个或多个目的节点304之间建立一个或多个连接。当发出指定目标数据的传输请求时，一个或多个控制器300根据后面将要描述的通信协议建立这些连接。
在本实施例中，一个或多个目的偏移能够被设置用于一个连接。目的偏移的值可以是预先设置的值，或者是控制器300或源节点302设置的变量。需要注意的是连接与目的偏移之间的关系是根据后面将要描述的通信协议预先设置的。
当为一个连接设置多个目的偏移时，能够为具有多种形式的数据通信提供一个单一连接。例如，当不同的偏移地址被分配给不同形式的数据通信时，通过一个单一连接能够同时实现一对一通信，一对N通信，以及N对N通信。
在本实施例中，作为控制器300的计算机10可以作为目的节点304。在该情况下，在源节点302和两个目的节点304之间建立连接，并且传输目标数据308。
在本实施例中，计算机10作为控制器300，但是将它指定为控制器300不是必要的。DVCR 28或打印机60也可以作为控制器300。
现在给出根据本实施例定义的通信协议的基本传输处理的解释。
图4A,4B和4C是表示进行一组目标数据传输处理的顺序图。图4B是表示当总线被复位或者在传输一组目标数据的过程中发生了传输错误时所进行的处理的顺序图。
根据本实施例中的通信协议，当控制器300事前已经建立了所述的连接时，它通过进行一个或多个异步广播处理传输一组目标数据。下面将要参照图4A到4C描述详细的异步广播处理过程。参照图5解释用于异步广播处理的信息包(此后称为异步广播信息包)。
异步广播处理和异步广播信息包是本实施例中的通信协议所提出的创新处理和创新的格式。
现在参照图4A和4C描述根据本实施例的通信协议的基本传输处理。图4A是用于解释当建立了一个仅有一个目的节点304的连接时如何进行数据通信的顺序图。图4C是用于解释当一个单一连接被用于三个目的节点304时如何进行数据通信的顺序图。
控制器300为识别源节点302和一个或多个目的节点304之间存在的逻辑连接关系而建立一个连接ID。控制器300接着将所要使用的连接ID通知给单个节点，并建立一个单一连接(图4A和4C中的401和402)。
在中继连接ID通知后，控制器300指令源节点302启动对目标数据308的传输(图4A和4C中的403)。
在接收到指令的同时，源节点302开始与一个或多个目的节点304协议，并为异步广播处理进行初始化设置(图4A和4C中的404和405)。
在进行初始化设置之后，源节点302执行异步广播处理，并接着广播包括一个或多个数据段的目标数据308(图4A和4C中的406到409)。
现在参照图7描述本实施例中用于目标数据308的传输模式。例如，图7中目标数据308是128K字节的静止图像数据。
例如，源节点302根据单个目的节点304在初始设置处理过程中确认的接收能力将目标数据308分为500个数据段(一个数据段是256字节)。一个数据段的大小由源节点30通过参照每一个目的节点304的内部缓冲器的大小可变地确定。图7中表示了内部缓冲器具有与目标数据308相同的数据大小的情况。
源节点302通过进行至少一次异步广播处理来传输一个或多个数据段。图7中，一个数据段通过进行一次异步广播处理来传输。
当所有数据段都被传输后，源节点302终止与一个或多个目的节点304的数据通信连接(图4A和4C中的410和411)。
现在参照图4A和4C解释控制器300的操作。
控制器300将用来建立连接的信息包(此后称为连接请求信息包)异步传输给用户选择的源节点302和一个或多个目的节点304(图4A和4C中的401和402)。使用存储在信息包的有效负载部分的连接ID来识别建立在源节点302和目的节点304之间的连接。
控制器300根据先前分配给源节点302的连接ID建立源节点302和一个或多个目的节点304之间的连接，并为每一个目的节点304预先分配连接ID。
控制器300异步传输一个处理命令信息包给源节点302(图4A和4C中的403)。
在接收到处理命令信息包的同时，源节点302根据从控制器300接收的连接ID进行初始设置，并执行异步广播处理(图4A和4C中的404到409)。通过执行异步广播处理，源节点302能够顺序传输由一个或多个数据段构成的目标数据。
在本实施例中的通信协议中，控制器300具有管理节点的连接和断开的功能。因此，在建立连接之后，由在源节点302和目的节点304之间进行的协议初始化目标数据308的传输。
当完成一系列异步广播处理之后，源节点302输出指示数据段结尾的异步广播信息包(此后称为数据段结尾信息包)(图4A和4C中的410)。
在从源节点302接收到数据段结尾信息包后，控制器300断开节点并终止数据传输处理(图4A和4C中的411)。
由于广播了数据段结尾信息包，信息包的内容还能够被目的节点304检测。因此，目的节点304而不是控制器300可以与源节点302断接。
现在参照图4A和4C详细描述源节点302的操作。
当源节点302从控制器300接收到连接请求信息包和处理命令信息包后，源节点302将请求传输一个数据传输请求的异步广播信息包传输给目的节点304(此后称为发送请求信息包)(图4A和4C中的40A)。
发送请求信息包是用来得到对目标数据308进行异步传输处理所要求的初始信息的信息包。控制器300指定的连接ID写入该信息包。
目的节点304广播一个构成响应发送请求信息包的异步广播信息包(此后称为确认响应信息包)(图4A和4C中的405)。与用于发送请求信息包的连接器相同的连接ID被写入确认响应信息包。因此，源节点302能够检查接收的确认响应信息包中的连接ID，并能够识别已经通过其传输信息包的连接。
在确认响应信息包中存储了目的节点304中可用内部缓冲器的大小和用于指定存储器空间的偏移地址。在接收到确认响应信息包后，源节点302为其设置目的偏移，该目的偏移指定目的节点304中公用的存储器空间，并且开始异步广播处理。通过使用从每一个目的节点304接收的包括在确认响应信息包中的偏移地址指定目的偏移。
在本实施例中，使用包括在确认响应信息包中的偏移地址设置用于异步广播处理的目的偏移。然而，该目的偏移也可以用不同的方式设置。例如，控制器300具有管理用于单个连接的目的偏移的功能，并可以设置符合连接ID的目的偏移。在该情况下，对应于连接的目的偏移被控制器300传输给源节点302。
源节点302将第一异步广播信息包写入目的偏移所指示的存储器空间中(图4A和4C中的406)。连接ID和数据段的顺序号被存储在信息包中。
在传输第一异步广播信息包后，源节点302等待从目的节点304发出的响应信息包。目的节点304发送作为响应信息包的一个异步广播信息包，其中存储了它的连接ID和顺序号。在接收到响应信息包后，源节点302增加顺序号，并传输另一个包含下一个数据段的顺序号的异步广播信息包(图4A和4C中的407)。
通过重复上面的过程，源节点继续进行异步广播处理(图4A和4C中的408和409)。用于接收目的节点304的响应的最长等待时间被预先确定。当没有响应在最长等待时间过去之前进行传输时，使用同样的顺序号来再次传输同一数据段。
当目的节点304发出请求重新传输的响应信息包时，源节点302能够广播相应于指定顺序号的数据。
当通过异步广播处理的方法传输了所有目标数据308时，源节点302广播数据段结尾信息包并终止数据传输(图4A和4C中的410和411)。
如上所述，源节点302将目标数据308分为一个或多个需要的数据段。因此，将根据数据段的异步广播传输产生上面的响应信息包的传输。为进行的每一个异步广播处理传输一个数据段。目的节点304包括具有上述能力的缓冲器。
在本实施例中，设计为响应信息包与一个数据段的异步广播处理一同传输。然而，目的节点304可以在目的节点304的数据缓冲器被多个顺序数据段占满后发送响应信息包。
现在参照图4A和4C详细描述目的节点304的操作。
当从控制器300接收到连接请求信息包时，目的节点304等待从源节点302发出的发送请求信息包(图4A和4C中的404)。
在接收到发送请求信息包后，目的节点304将写入信息包中的连接ID与从控制器300接收的连接ID相比较，并确定接收的信息包是否在源节点302产生。
当接收到的发送请求信息包来自源节点302时，目的节点304广播其中写入了连接ID，可用内部缓冲器大小，和用于指定存储器空间的偏移地址的确认响应信息包(图4A和4C中的405)。
当从源节点302接收的异步广播信息包被写入存储器空间时，目的节点304检查包含在信息包中的连接ID。当存储在信息包中的连接ID与目的节点304的连接ID相符时，目的节点304广播其中存储了包括在接收的信息包中的连接ID和序列号的响应信息包(图4A和4C中的406和409)。在该情况下，包括在接收的异步广播信息包中的数据段被存储在内部缓冲器中。当包括在接收的信息包中的连接ID与目的节点304的连接ID不同时，目的节点304放弃接收的信息包。
当目的节点304确定所接收信息包的顺序号不符合时，它能够传输一个响应信息包来请求重新传输。在该情况下，目的节点304将要求重新传输的序列号通知给源节点302。
当完成上面所有异步广播处理时，源节点302广播数据段结尾信息包。在接收到该信息包后，目的节点304终止数据传输处理(图4A和4C中的410)。
在接收到数据段结尾信息包后，目的节点304广播显示它已经接收到数据段结尾信息包的响应信息包(图4A和4C中的410)。
如上所述，本实施例的通信系统能够解决常规通信系统所遇到的不便。此外，本实施例的通信系统即使当不要求实时也能够容易和快速地进行数据传输。
当控制器建立连接时，由于在源节点和目的节点之间交换目标数据，所以传输不需要使用控制器，并且容易进行数据传输，而不要求复杂的处理。
由于目的节点总是为每一个广播处理传输响应信息包，所以能够提供一个满意的通信协议。
为实现更加满意的数据传输，即使当数据传输由于总线的复位或者发生传输错误而停止时，数据传输也必须快速恢复而不丢失任何数据。现在参照图4B，将解释根据本实施例的通信协议指定的恢复过程。
假设在接收到具有顺序号i的异步广播信息包后发生总线复位。每一个节点都停止传输并且根据IEEE1394-1995标准新定义的过程初始化总线，识别连接配置，并设置节点ID(图4B中的420和421)。
当已经重建总线时，目的节点304广播一个其中存储了连接ID和顺序号i的恢复请求信息包(重发请求信息包)(图4B中的422)。
当异步广播处理能够被恢复时，源节点302识别包括在接收的重发请求信息包中的连接ID，并广播一个存储了连接ID的确认响应信息包(图4B中的423)。
接着，从重发请求信息包请求的序列号开始，源节点302开始顺序广播数据段，例如，从顺序号(i+1)开始的数据段(图4B中的424)。
在上述处理中，即使当数据传输已经停止，控制器300，源节点302和目的节点304不考虑它们的节点ID也能够简单和满意地恢复数据的传输。
如上所述，在本实施例中，即使数据传输已经停止，控制器300所进行的控制处理也能够简化。
现在参照图5描述本实施例所说明的异步广播信息包的结构。异步广播信息包是具有将四字母(quadlet)(四字节=32位)作为一个单元的数据信息包。
首先描述信息包标题521的结构。
图5中，字段501(16位)表示目的ID，它是一个接收者，即，一个目的节点304的节点ID。由于目标数据308的异步广播处理是根据本实施例的通信协议实现的，所以字段501的值被用作广播ID，即，FFFF16。
字段502(6位)表示处理层(t1)并且对每一个处理是一个固有标记。
字段503表示指定信息包的再试的再试码(rt)。
字段504(4位)表示处理码(tcode)。处理码tcode指定必须被执行的处理的信息包格式和类型。在本实施例中，设置了该字段的值，例如，设为00012，并请求一个处理(例如，写处理)，它用于将该信息包的数据块522写入目的偏移字段507所定义的存储器空间中。
字段505(4位)表示优先权(pri)，并且指定优先权次序。在本实施例中，该字段的值被设为00002。
字段506(16位)表示可变源ID，它是传输端，即，源节点302的节点ID。
字段507(48位)表示可变目的偏移，并指定单个目的节点304中包括的地址空间的公用低48位。可以为所有连接设置相同的目的偏移值，或者为每一个连接设置不同的目的偏移值。然而，设置不同的目的偏移值是高效的，因为来自多个连接的异步广播信息包能够并行处理。
字段508(16位)表示可变数据长度，并且使用字节来显示后面将要描述的数据字段的长度。
字段509(16位)表示可变扩展处理码。在本实施例中，该字段的值被设置为000016。
字段510(32位)表示可变标题CRC，其中存储相应于字段501到509的错误检测码。
现在描述数据块522。在本实施例中，数据块522由标题信息523和数据区524组成。
用于识别节点间的逻辑连接关系的连接ID包括在标题信息523中。标题信息523的结构根据其使用目的而变化。
数据区524是具有可变长度的字段，并且数据段存储于其中。当存储在数据区524的数据段不是四字母(quadlet)的整数倍时，在没有达到四字母(quadlet)的部分输入0。
字段511(16位)表示可变连接ID，并且在本实施例中连接ID存储在其中。本实施例的1394接口使用存储在该字段511中的连接ID来识别源节点302和一个或多个目的节点304之间建立的连接。在该实施例中，能够建立
(节点数)的连接。因此，在连接所使用的全部通信波段达到传输路径的能力限度之前，能够建立多个连接。
字段512(8位)表示可变协议类型，并且显示根据标题信息5213的通信处理(即，通信协议类型)。当本实施例的通信协议被指出时，字段值是，例如0116。
字段513(8位)表示可变控制标记，并且根据本实施例中的通信协议在其中设置预定的控制数据来控制通信次序。该字段513中使用的最重要的数据位，例如，是作为重新传输请求(重发请求)标记。当字段中最重要的数据位的值是1时，根据本实施例的通信协议则假设已经请求重新传输。
字段514(16位)表示可变顷序号。为根据指定连接ID(在字段511中指定的连接ID)传输的信息包设置一个顺序值，即，一个顺序号。通过该顺序号，目的节点304能够监视通过异步广播处理顺序传输的数据段的连续性。如果顺序号和数据段不相符，目的节点304能够要求根据顺序号重新传输。
字段515(16位)表示可变的再确认号。在本实施例中，该字段只有当重新传输请求标记被设置为值1时才是有意义的。在该情况下，要求重新传输的信息包的顺序号被设置在字段515中。
字段516(16位)表示可变缓冲器的大小。用于目的节点304的缓冲器的大小被设置在该字段516中。
字段517(48位)表示可变的偏移地址。包括在目的节点304中的地址空间中的低48位被存储在该字段517中。通过该字段，指定图3所示第n存储器空间314中的第一存储器空间中的一个。
字段518(32位)表示可变的数据CRC。用于字段511到517(包括标题信息523和数据区524)的一个错误检测码被存储在可变的数据CRC中，以及上述可变的标题CRC中。
现在参照图8和9给出本实施例的通信协议所指定的通信处理的详细解释。
在该实施例中，将特别给出，在传输周期内，停止源节点302和目的节点304之间进行的一系列异步广播处理的过程的解释。
图9是表示传输被源节点302和目的节点304容易地停止的例子的顺序图。在图9中，源节点302和一个目的节点304之间的异步广播处理被用来简化解释。然而，可以对具有N个目的节点304的处理进行同样的处理。
图9中，目的节点304能够通过不传输响应信息包来停止将数据传输给源节点302。在图9的例子中，目的节点304不传输与第n异步广播处理有关的响应信息包(图9中的901)。
在该情况下，当在预先指定的一段时间内(响应超时901)没有从目的节点304接收到响应信息包时，源节点302自动重新传输具有与前一个异步广播信息包相同的顺序号的数据段(图9中的903)。
如果将上面的过程重复预定次数仍然没有接收到响应信息包(图9中的904)，源节点302假设目的节点304停止数据传输，并广播一个终止信息包(图9中的905)。终止信息包是一个用来停止源节点302和目的节点304之间进行的一系列异步广播处理的信息包。
通过终止信息包，将传输的结束通知给控制器300和目的节点304，并且源节点302终止数据传输。控制器300与相应于终止信息包的节点断开。
根据本实施例的通信协议，通过上面的处理，不必进行特殊的处理，目的节点304就能够容易地终止数据传输，并且控制器300能够进行断开。
如图10A到10C所示，当控制器300、源节点302或者目的节点304中的一个广播一个请求停止传输的终止信息包时，也能够终止一系列异步广播处理。
图10A是表示源节点302发出停止请求的例子的图。图10B是表示目的节点304发出停止请求的例子的图。图10C是表示控制器300发出停止请求的例子的图。在图10A到10C中，一个源节点302和一个目的节点304之间的异步广播处理被用来简化解释，然而，同样的处理能够被用于N个目的节点304。
要求停止异步广播处理的节点在数据传输周期内广播一个终止信息包。接收到终止信息包后，源节点302或者目的节点304根据预定程序停止数据传输，并且控制器断开节点。
在图10A中，源节点302在第n个异步广播处理完成后广播终止信息包(图10A到10C中的1001)。在图10B中，目的节点304在第n个异步广播处理完成后广播终止信息包(图10A到10C中的1002)。在图10C中，控制器300在第n个异步广播处理完成后广播终止信息包(图10A到10C中的1003)。
通过上面的过程，控制器300，源节点302和目的节点304通过进行简单的程序来保证停止数据传输，并能够与其它节点断开。
如上所述，根据单个的实施例，在符合IEEE1394-1995标准的总线网络中能够建立不依赖于物理连接形式的逻辑连接关系。
在这些实施例中，对于符合IEEE 1394-1995标准的通信系统，能够提供创新的通信协议，根据它，即使在不要求实时处理的情况下也要求可靠性的相对大量的目标数据(例如，静止图像数据，图形数据，文本数据，文件数据，程序数据，等)能够被分为一个或多个数据段并且数据段能够被顺序传输。
此外，根据上面的实施例，对于符合IEEE1394-1995标准的通信系统，能够提供一个创新的通信协议，通过它，在多个装置之间的数据通信能够通过使用用于数据异步广播的通信方法而被实现。
进一步，根据上面的实施例，不需要符合IEEE1395-1995标准的等时传输方法就能够满意地传输多组连续数据。一组目标数据能够被分为多个能够独立传输的数据段。
进一步，根据上面的实施例，由于多个装置之间的通信由一个连接来管理，因此能够同时进行不要求非常大的通信频带的多个通信。
在仅使用一些节点的传输频带中能够进行多个通信。
在上面的实施例中，即使由于总线复位或者传输错误使数据传输停止，也能够传输涉及已经丢失的数据内容的信息，并且不需要非常复杂的处理，即可恢复该传输。
(其它实施例)上面实施例中的通信协议和实现它们所要求的各种操作能够通过软件实现。
例如，在单个的实施例中，用来实现第一到第五实施例功能的存储程序代码的存储介质被提供给构成通信系统的装置的控制器(图2中的MPU12，系统控制器50和打印机控制器68)。控制器允许通信系统或者装置从存储介质中读取程序代码，并根据程序代码实现实施例的功能，从而能够实现上面的实施例。
进一步，用来实现第一到第五实施例功能的存储程序代码的存储介质被提供给装置的1394接口14,44和62。控制器(例如，图8中的串行总线管理单元806)允许1394接口14,44和62根据存储在存储介质中的程序代码实现实施例的功能，从而能够实现上面的实施例。
在该情况下，从存储介质读取的程序代码被用来实现上述实施例的功能。程序代码或者存储程序代码的装置(例如，存储介质)构成本发明。
用于提供这样的程序代码的存储介质可以是，例如，软盘、硬盘、光盘、磁光盘、CD-ROM、磁带、非易失性存储卡或者ROM。
此外，本发明的范围包括这样的情况，其中当从存储介质中读出程序代码并存储在与上面控制器相连的功能扩展单元中的存储器中时，能够实现第一到第五实施例的功能，并且其中功能扩展单元中的控制器根据存储在存储器中的程序代码，进行一部分，或者全部实际处理。
在不脱离本发明的实质或基本特性的情况下，本发明能够以其它特定的形式实现。
例如，在上面的实施例中，已经解释了能够用于符合IEEE1394-1995标准的网络的通信协议。然而，这些实施例中的通信协议能够用于符合IEEE1394-1995标准的总线网络，和实质上构成总线网络的网络。
因此，上述实施例只是全部方面的例子，并且绝对不能解释为限制本发明。
本发明的范围由附属的权利要求书的范围限定，而不是通过该说明给出的特定描述进行限制。进一步，所有等同于权利要求的修改和改变都将被认为落在本发明的范围内。
权利要求
1．一种数据通信系统，包括一个通过使用至少一次异步通信来传输数据的源节点，该数据包括一个或多个数据段；一个或多个用于从所述源节点接收数据的目的节点；和一个用于设置所述源节点和所述一个或多个目的节点之间的逻辑连接关系的控制器，其中所述源节点、所述目的节点和所述控制器中的一个终止数据的传输。
2．根据权利要求1的数据通信系统，其中所述源节点根据与所述一个或多个目的节点建立的逻辑连接关系传输所述数据。
3．根据权利要求1的数据通信系统，其中所述源节点顺序进行所述异步通信。
4．根据权利要求1的数据通信系统，其中所述一个或多个目的节点根据与所述源节点建立的逻辑连接关系传输所述数据。
5．根据权利要求1的数据通信系统，其中所述一个或多个目的节点将一个响应传输给通过所述异步通信接收的数据。
6．根据权利要求5的数据通信系统，其中所述一个或多个目的节点不传输停止所述数据传输的响应。
7．根据权利要求1的数据通信系统，其中所述源节点、所述目的节点和所述控制器中的至少一个利用所述逻辑连接关系来通知另一节点所述数据的传输被终止。
8．根据权利要求1的数据通信系统，其中所述控制器能够在所述源节点和所述一个或多个目的节点之间建立一种或多种逻辑连接关系。
9．根据权利要求1的数据通信系统，其中所述控制器在所述数据传输停止后取消所述逻辑连接。
10．根据权利要求1的数据通信系统，其中所述逻辑连接关系在所述数据已经传输后由所述控制器或所述目的节点取消。
11．根据权利要求1的数据通信系统，其中在所述源节点和所述一个或多个目的节点之间进行传输所述数据所要求的初始设置。
12．根据权利要求11的数据通信系统，其中所述控制器能够设置一部分在所述初始设置期间设置的初始信息。
13．根据权利要求11的数据通信系统，其中所述一个或多个目的节点将所述初始设置要求的所述初始信息传输给所述源节点。
14．根据权利要求11的数据通信系统，其中所述源节点通过使用从所述一个或多个目的节点接收的所述初始信息进行所述初始设置。
15．根据权利要求11的数据通信系统，其中在所述初始设置过程中，在一个或多个目的节点公用至少一个指定存储器空间的目的地址，或者是接收缓冲器的大小。
16．根据权利要求1的数据通信系统，其中所述源节点使用异步通信来广播所述数据。
17．根据权利要求1的数据通信系统，其中所述源节点进行所述异步通信来将所述数据写入所述一个或多个目的节点的指定公用存储器空间中。
18．根据权利要求1的数据通信系统，其中所述一个或多个目的节点将所述数据存储在所述一个或多个目的节点的指定公用存储器空间中。
19．根据权利要求1的数据通信系统，其中所述异步传输符合根据IEEE1394-1995标准的异步传输系统。
20．根据权利要求1的数据通信系统是一个总线系统。
21．根据权利要求1的数据通信系统是一个符合IEEE1394-1995标准的网络。
22．根据权利要求1的数据通信系统，其中包括一个或多个数据段的所述数据是由静止图像数据、图形数据、文本数据、文件数据和程序数据中的至少一个构成。
23．一种数据通信方法，包括以下步骤在一个源节点和一个或多个目的节点之间建立逻辑连接关系；通过使用至少一次异步通信将包括一个或多个数据段的数据传输到所述一个或多个目的节点；和根据已经建立的所述逻辑连接关系接收所述异步通信传输的所述数据，其中所述源节点、所述目的节点和控制器中的至少一个终止所述数据的传输。
24．一种数据通信系统。包括一个通过根据逻辑连接关系使用至少一次的广播通信来传输包括一个或多个数据段的数据的源节点；和一个或多个用于根据逻辑连接关系从所述源节点接收数据的目的节点；其中所述数据的传输或者被所述源节点或者被所述一个以上的目的节点终止。
25．一种数据通信方法，包括以下步骤通过使用至少一次广播通信根据逻辑连接关系传输包括一个或多个数据段的数据；和根据所述逻辑连接关系从所述源节点接收数据；和使用所述源节点或者所述一个以上的目的节点终止所述数据的传输。
26．一种数据通信装置，包括用于装配由一个或多个数据段组成的数据来构成至少一个通信信息包的装置；和用于根据源节点和一个或多个目的节点之间建立的逻辑连接关系异步传输所述通信信息包的装置，其中至少一个通信信息包的异步传输能够被终止。
27．一种数据通信方法，包括以下步骤装配由一个或多个数据段组成的数据来构成至少一个通信信息包；和根据源节点和一个或多个目的节点之间建立的逻辑连接关系异步传输所述通信信息包；和终止至少一个通信信息包的异步传输。
28．一种数据通信装置，包括用于装配由一个或多个数据段组成的数据来构成至少一个通信信息包的装置；和用于根据源节点和一个或多个目的节点之间建立的逻辑连接关系异步传输所述通信信息包的装置，其中至少一个通信信息包的异步传输能够被终止。
29．一种数据通信方法，包括以下步骤根据源节点和一个或多个目的节点之间建立的逻辑连接关系接收异步通信传输的至少一个通信信息包；将包含在通信信息包中的数据写入与其它装置公用的存储器空间中；和终止至少一个通信信息包的异步传输。
30．一种数据通信装置，包括用于在源节点和一个或多个目的节点之间建立逻辑连接关系的装置；和用于将所述逻辑连接关系中用于识别参与者的连接ID通知给所述源节点和所述一个或多个目的节点、并用于根据所述逻辑连接关系终止异步传输的装置。
31．一种数据通信方法，包括以下步骤在一个源节点和一个或多个目的节点之间建立逻辑连接关系；将所述逻辑连接关系中用于识别参与者的连接ID通知给所述源节点和所述一个或多个目的节点；和终止至少一个通信信息包的异步传输。
32．一种数字接口，包括用于装配由一个或多个数据段组成的数据来构成至少一个通信信息包的装置；和用于根据源节点和一个或多个目的节点之间建立的逻辑连接关系异步传输通信信息包的装置，其中至少一个通信信息包的异步传输能够被终止。
33．一种数字接口，包括用于通过异步通信根据源节点和一个或多个目的节点之间建立的逻辑连接关系来接收至少一个通信信息包的装置；和用于将包含在所述通信信息包中的数据写入与其它装置共用的存储器空间中的装置，其中至少一个通信信息包的异步传输能够被终止。
34．一种数字接口，包括用于在源节点和一个或多个目的节点之间建立逻辑连接关系的装置；和用于将所述逻辑连接关系中用于识别参与者的连接ID通知给所述源节点和所述一个或多个目的节点、并用于根据所述逻辑连接关系终止至少一个通信信息包的异步传输的装置。
全文摘要
一种用于逻辑连接源节点和一个或多个目的节点的通信系统和通信协议,并用于通过使用用于识别逻辑连接关系的连接ID控制单个节点之间的数据通信。以及一种通信系统和通信协议,由此在源节点和一个或多个目的节点之间的顺序传输能够仅仅通过简单的处理被令人满意地终止,而不要求复杂的通信程序。
文档编号H04L29/06GK1234672SQ99103020
公开日1999年11月10日 申请日期1999年2月24日 优先权日1998年2月24日
发明者波多江真一, 小林崇史, 新井田光央, 大西慎二 申请人:佳能株式会社