通信适配器及通信适配器的数据传输方法

专利名称：通信适配器及通信适配器的数据传输方法
技术领域：
本发明涉及通信适配器和该通信适配器的数据传输方法，所述通信适配器将认证无线USB主机连接到上行端口 (Up Port)并将有线USB 装置连接到下行端口 (Down Port)，以使数据能在认证无线USB主机 和有线USB装置之间传输。
背景技术：
在现有技术中已公开了通信设备设置方法(例如，参见公开号 2006-148311的日本未审专利申请)，其目的在于简化通信设备中有关 无线通信的设置，当将该通信设备连接到诸如打印机设备或数字组合 装置的特定类型装置时，其可通过外部无线通信装置来使用该特定类 型装置。在此通信设备设置方法中，无线设备包括将用作特定类型装置的 数字合成装置电连接到存储设备的USB接口，并且当检测到USB接口和 存储设备之间的连接时，将作出指示有关无线通信设置内容的设置信 息是否存储在连接到USB接口的存储装置中的判定。当确定设置信息文 件被存储在存储设备中时，该存储设备读取存储的设置信息文件，并 且根据该设置文件的内容来修正各种无线操作参数值。由此执行了有 关无线通信的设置。顺便提及，认证无线USB (在本文下面称为C-WUSB)作为以获 得USB兼容性为目的的无线通信系统而存在。C-WUSB的特征是其实 现等同于已有USB2.0性能的能力，即"对于连接外围设备和个人计算 机，在约3米距离480 Mbps的最高理论数据传输速度"。通过C-WUSB 技术，有助于需要高速大容量数据传输的、诸如打印机和外部存储的装置的安装，并且消除了对携带用于诸如便携式HDD播放器或数码照 相机的便携式装置的传输数据的电缆的需求。此外，C-WUSB标准与传统USB标准存在很多共同点，并且出于 从已有系统移植的目的，可通过从内部或外部附加符合C-WUSB标准的 模块而使已有系统兼容C-WUSB。因此，在个人计算机等之中，已有的 驱动可不予改变地使用。此外，当使用符合无线多媒体(WiMedia)的UWB系统时，以附 加高速无线通信来实现发射/接收电路功耗的降低。此外，当存在多个 个人计算机和外围设备时，通过事先在装置中确定"主机(个人计算 机、游戏机等)"和"装置(外围设备)"的主/从关系而执行C-WUSB 通信，与基于多到多通信的无线系统相比，通信网络的连接配置被限 定为一到多，因此实现了电路规模的降低。另外，由于CMOS技术可被 使用在RF处理单元中，已有的生产线可能是合适的，因此生产成本可 降低，并且未来的集成工作也可能响应这种便利。另外，兼容C-WUSB的主机和装置能够不需特定设置而相互通信。 另一方面，当没有执行安全设置时，在无线电波范围内的任何人都能 接收数据，因此数据可能在未通知用户的情况下被盗用或改写。由此， 需要事先采取阻止这些的措施。对于C-WUSB，在主机和装置之间使用 经过特定程序的设置操作，以确保有线质量安全性。该程序在下文中 将称为关联。在C-WUSB中，定义了已知为有线适配器的两个新装置类，以使 得已有USB主机(个人计算机)和USB装置可连接以用于无线通信。通 过使用有线适配器装置，已有个人计算机可升级为能支持C-WUSB。这 种装置类之一是HWA (主机有线适配器)，该HWA是在其上游侧具有 有线USB2.0[装置]的装置。HWA作为下游C-WUSB装置的主机来操作。另一个装置类为DWA(装置有线适配器)，该DWA是使用用于上 游连接的C-WUSB的USB装置。相对于连接到其下游端口的装置，DWA 作为USB2.0 (有线)主机来操作。图15是显示了 DWA的方框图。C-WUSB DWA单元包括一起 构成了 C-WUSB上行端口单元110的用作物理层的UWB PHY 111、 MAC单元112和用作C-WUSB数据发射/接收缓冲器的端点(EP)控 制器113，用于控制远程管道(RPipe)，即用于存储诸如接入装置地 址、EP信息、传输系统等信息的机制，的远程管道控制器120，以及 一起构成USB 2.0下行端口单元130的USB 2.0主机控制器131和用作 物理层的USB 2.0 PHY 132 (参见Wireless USB Specification Revision 1.0，第8章，第195-202页，[在线]，[在2007年1月23日执行的搜索] 因特网<URL: http:〃www.usb.org/developers/wusb/>)。由于DWA能够连接到任何装置，因此其在通用性方面具有优先 性，并且当如下布置时，DWA可容易将已有USB装置转换为C-WUSB， 该布置是C-WUSB是上行端口，有线USB的无线集线器是下行端口。然而，除了端点以外，DWA包括远程管道的概念(用于存储诸如 接入装置地址、EP数目、传输系统等信息的机制)，并且需要控制远 程管道的控制器(远程管道控制器)。此外，由于DWA基本不能限制 连接到USB2.0下行端口的装置，因此USB2.0主机单元不能简化，并且 当下行端口是多端口兼容时，模拟单元(物理层)在尺寸上相应增加， 导致电路规模增大。此外，由于DWA的通用性，协议开销大，因此吞吐量(执行速度) 低。换句话说，DWA始终需要作为传输单元的传输请求接收和传输结 果发送，因此与本地装置(ND)相比，需要两个额外的C-WUSB事务 (transaction)，导致数据传输速度的降低。同时，ND在吞吐量和电路 规模方面比DWA具有优先性，但由于C-WUSB控制高度依赖于系统总地将有线USB转换为C-WUSB。 发明内容在一个实施例中，提供了一种通信适配器，包括与以USB连接 到通信适配器的接入装置交互的主机控制器、与外部无线通信设备通 信并具有一对一地对应于接入装置的端点配置的端点配置的无线通信 单元、以及将来自无线通信设备的数据转换为将要发送给接入装置的 数据并且将来自接入装置的数据转换为将要发送到无线通信设备的数 据的数据转换器，其中数据传输在无线通信设备和接入装置之间执行。在本发明中，提供了具有端点配置的无线通信单元，该端点配置 一对一地对应于接入装置的端点配置，因此，例如把接入装置看作无 线USB，可与外部无线通信设备执行数据传输。因此，协议开销小，并 可增加传输速度。在另一个实施例中，提供了一种用于在以USB连接到通信适配器 的接入装置和外部无线通信设备之间执行数据传输的通信适配器数据 传输方法。所述方法包括步骤在无线通信单元中接收来自外部无线 通信设备的发送请求，该无线通信单元具有一对一地对应于接入装置 的端点配置的端点配置；将输入令牌(IN令牌)发布给接入装置，并 且从接入装置接收数据；以及将所述数据从接入装置传输到无线通信 设备。在本发明中，基于从无线通信设备接收发送请求(在本文后面和 USB—起被称之为输入令牌)，就从接入装置接收数据，而无需传输和 接收传输请求和传输结果，并因此可提高数据传输速度。在另一个实施例中，提供了一种用于在连接到通信适配器的USB 装置和外部无线通信设备之间执行数据传输的通信适配器的数据传输 方法。所述方法包括步骤不论是否通过无线通信单元接从外部无线通信设备接收到输入令牌都将输入令牌发布给接入装置，并且获取数 据，该无线通信单元具有一对一地对应于接入装置的端点配置的端点配置；以及在无线通信单元已经从无线设备接收到输入令牌后，传输 从接入装置获得的数据。在本发明中，不论是否已经从无线通信设备获取了输入令牌，都 可从接入设备获得数据，并且因此可获得数据传输速度的进一步提高。根据本发明，提供了通信适配器及其传输方法，该通信适配器可 容易地将已有USB装置转换为C-WUSB，同时实现高性能。


本发明的上述和其他目的、优点和特征将通过结合附图的、对具体实施方式
的以下描述而变得更加清楚，在附图中图1A和图1B是示出了根据本发明第一实施例的通信系统的视图； 图2是示出了根据本发明第一实施例的通信适配器的框图； 图3是详细示出了根据本发明第一实施例的端点控制器的视图； 图4A和4B是分别示出了本发明第一实施例以及DWA中的WUSB标准请求处理的流程图；图5是详细示出了WUSB-USB转换器20的框图； 图6A和6B是分别示出了根据本发明第一实施例的通信适配器操作以及DWA的操作的流程图；图7A和7B是分别示出了在根据本发明第一实施例的通信适配器和DWA的装置操作期间的输入数据传输处理的流程图；图8A是示出了根据本实施例的通信适配器的输出数据传输方法的流程图，并且图8B是示出了作为比较的DWA的输出传输方法的流程图；图9是详细示出了在根据本发明第一实施例的通信适配器中的输 入数据传输处理的流程图；图10是详细示出了在根据本发明第一实施例的通信适配器中的输入数据传输处理的流程图，图示的是在大容量存储类中的输入数据传 输处理；图ll是详细示出了在根据本发明第一实施例的通信适配器中的输 出数据传输处理的流程图；图12是详细示出了在根据本发明第一实施例的通信适配器中的输出数据传输处理的流程图；图13是图示第一实施例的效果的视图；图14是示出了根据本发明第二实施例的通信适配器的框图；以及 图15是示出了DWA的框图。
具体实施方式
此处将参考举例说明的实施例来描述本发明。本领域技术人员应 当意识到使用本发明的教导可以完成许多替换性实施例，并且本发明 并不受限于出于解释目的而举例说明的实施例。以下将参考附图详细描述本发明的特定实施例。在这些实施例中， 通过结合C-WUSBND和简易的有线USB主机单元，本发明将被应用到 通信适配器，与DWA相比，该通信适配器而能够以低协议开销实现高 速度。第一实施例图1A和1B是示出了根据本实施例的通信系统的视图。在根据本实 施例的通信适配器2中，C-WUSB主机1连接到上行端口，并且有线USB (USB2.0装置)3连接到下行端口。如图1A所示，通过将通信适配器2 和USB 2.0装置3整合为外围设备4，[外围设备4]可被用于需要高速度的 USB装置的整合应用中。如图1B所示，通信适配器2也可从外部连接到 USB 2.0装置3。根据本实施例的通信适配器将己有有线USB装置转变为起到 C-WUSB装置作用的本地装置(ND)。在下文的描述中，将在合适的地方与DWA做比较。注意，DWA也是用于将有线USB连接到C-WUSB 的适配器，但DWA起到可连接大量接入装置的集线器作用，会遭受大 的电路规模及低速度，其与本实施例的通信适配器不同。注意，下文 的描述将集中在对具有需要高吞吐量的海量传输端点的USB装置的支持上。此外，当描述操作时，将使用海量传输作为示例。图2是示出了根据本实施例的通信适配器的框图。通信适配器2包 括用作C-WUSB装置的上行端口单元(C-WUSBND单元)10、用作数 据转换器的WUSB-USB转换器20、以及下行端口单元(简易USB2.0主 机单元)30。上行端口单元10包括用作物理层的UWBPHY11、 MAC单 元12、和用作C-WUSB数据发射/接收缓冲器的端点(EP)控制器13， 而下行端口单元30包括USB 2.0主机控制器31和用作物理层的USB 2.0 PHY 32。上行端口单元10是与外部C-WUSB装置通信的部分，而端点 控制器的配置与图15所示的上行端口单元110的端点控制器的配置部分不同。所有其它配置是相同的。此外，如在下文中将详细描述的， 通信适配器2的端点控制器13具有一对一地对应于接入装置3的端点配 置的端点配置。与传统的DWA相比，端点控制器13的端点配置更加依 赖于目标装置。此外，并不需要传输请求控制和传输结果控制，因此 可消除相应的控制单元。主机控制器31与以USB连接到通信适配器2的接入装置3交互。在 下行端口单元30中，可消除剩余的端口控制单元，可限定端点的数量， 也不需要集线器连接控制等，因此，通过消除DWA的主机控制器的一 部分，下行端口单元30相比于DWA可被简化。此外，在USB2.0PHY32 中，剩余的收发机可被消除，仅仅需要单独的端口等，因此，通过消 除DWA的一部分构造，USB 2.0 PHY 32相比于DWA可被简化。WUSB-USB转换器20是数据转换器，其用于将来自C-WUSB主机1 的无线USB数据转换为用于接入装置3的数据，并还用于将来自USB 2.0 接入装置的USB数据转换为用于C-WUSB主机1的无线USB数据。使用通信适配器2，在C-WUSB主机1和USB2.0装置(接入装置)3之间执行 数据传输。
根据本实施例的通信适配器将已有USB装置转换到C-WUSB，同 时实现高性能水平。与DWA相比，电路规模可减小，并因此可获得功 耗和成本的降低。此外，尽管可连接的装置是受限的，但通过适于连 接对象的装置类的处理，可提升吞吐量。另外，如将在下文中描述的， 通过提供USB 2.0装置单元并将其与简易USB 2.0主机单元相结合，保持 与电缆关联的兼容性的同时，通信适配器可作为有线USB (已有USB 装置)不予改变地执行操作，该电缆关联是C-WUSB通信安全系统。
此处，上行端口单元10和WUSB-USB转换器起到无线USB作用， 而下行端口单元30起到有线USB的转换适配器作用。通信适配器2具有 与1端口DWA相同的性质，但从C-WUSB主机来看，通信适配器2和接 入装置3被看作单独的C-WUSB装置。在DWA的情况下，USB接入装置 被看作通过集线器(DWA)而连接。
此外，在通信适配器2中，通过上行端口单元IO，关闭了诸如处 理由C-WUSB添加的请求的有关安全的操作和只有C-WUSB才有的操 作，然而，上行端口单元10和下行端口单元30共享的操作通过使 WUSB-USB转换器20执行在上行端口单元10和下行端口单元30之间 的必需的转换处理来执行。注意，接入装置3和上行端口单元IO具有 相同的端点配置，因此分配给上行端口单元IO的地址不予改变地作为 接入装置的装置地址来使用。
图3是详细示出了端点控制器的视图。注意，本实例仅仅是端点控 制器的一个例子，并且包括在图中某个方框中的方框也可以包含在其 他方框中。例如，WUSB-USB转换器被描述成提供在端点控制器13的 外部，但其也可被提供在端点控制器13之中。端点控制器13包括用于控制WUSB协议的WUSB控制器40、用于控 制WUSB装置端点的端点控制单元50、以及用于控制WUSB数据的数据 控制单元60。
WUSB控制器40包括用于控制发送自WUSB主机的信息元素(IE) 的信息元素控制单元41，用于控制发送给WUSB主机的装置通知的装置 通知控制单元42，用于管理和控制诸如接入主机ID、接入装置ID及连 接密钥的有关无线安全的信息的安全控制单元43、以及用于控制WUSB 装置状态的WUSB状态控制单元44。
数据控制单元60包括用于控制接收自MAC 12的数据(诸如报头单 元的删除部分)的接收数据控制单元61、用于控制发送到MAC 12的数 据(诸如报头单元的添加部分)的发送数据控制单元62、以及用于存 储数据的数据缓冲器63。
端点控制单元50包括用于处理WUSB标准请求的WUSB标准请求 控制单元51、用于处理独特WUSB请求(即，非USB 2.0请求的请求) 的独特WUSB单元52、用于处理与USB 2.0共享的请求的USB 2.0共享单 元53、以及具有可变的EP数目、传输类型、方向等的管道1控制单元54、 管道2控制单元55、和管道3控制单元56，可变的EP数目、传输类型、 方向等被设定为一对一地对应于接入装置。如将在下文中详细描述的， 这些可变端点在接入装置枚举期间获得关于接入装置的配置信息，而 EP配置，或换句话说传输类型、输入(IN)输出(OUT)传输方向、 EP数目等，由其中的EP信息来设定。
注意，在本实施例中，提供了三个可变的端点，但端点的数目取 决于接入装置的EP配置，并且可能例如是4个或更多个。此外，由于需 要WUSB-USB转换处理，USB2.0共享单元与DWA不同。
此外，根据本实施例的通信适配器2包括用于执行WUSB-USB转换处理的WUSB-USB转换器20。注意，在本实施例中，WUSB-USB转换 器20被描述为硬件构造，但也可以是具有内建CPU的软件构造。
图4A和4B是分别示出了本发明第一实施例以及DWA中的WUSB 标准请求处理的流程图。如图4B所示，当在C-WUSB标准请求处理期 间，在DWA中接收到诸如获取C-WUSB主机信息、地址设置及操作设 置的C-WUSB标准请求(步骤S131)时，该请求由DWA来处理(步骤 S132)。换句话说，在DWA的情况下，处理在DWA内部结束。
另一方面，在根据本实施例的通信适配器中，当接收到WUSB标 准请求(步骤S31)时，WUSB标准请求控制单元51确定WUSB标准请 求是否为独特WUSB请求(步骤S32)，如果是独特WUSB请求，则在 独特WUSB单元52中处理该请求(步骤S33)。另一方面，如果WUSB 标准请求不是独特WUSB请求，则请求处理不仅在上行端口单元10中执 行，也在下行端口单元30中执行。USB2.0共同请求包括从USB2.0中扩 展出的请求。也存在要求从装置向信息中部分增加数据或部分数值修 正的请求，并且[在这些情况下]，数据转换处理通过WUSB-USB转换器 20来实现(步骤S34)。
换句话说，从C-WUSB主机看来，连接到通信适配器下行端口的 接入装置必须呈现为C-WUSB装置。出于这一目的，为了处理，由上 行端口单元IO来结束的请求(即，例如关于安全等的C-WUSB装置特 定请求)以及将被处理的、包括连接到下行端口的接入装置的请求必 须适当地区分。注意，此处以固定次序来执行与下行端口的交互，因 此与下行端口的交互可以是自动化的并以硬件构造来提供。无需说明 的是，该交互也可通过固件来实现。
图5是详细示出了 WUSB-USB转换器20的方框图。WUSB-USB 转换器20包括WUSB控制器21、 USB控制器22、协议转换器23、 EP信息单元24、类信息单元25、以及类控制单元26。 WUSB控制器21控制着上行端口单元的ND (EPC) 。 USB控制器22控制着下行端 口的USB主机控制器31 。协议转换器23吸收WUSB-USB标准的差别， 还执行WUSB/USB数据传输控制。EP信息单元24从接入装置的配置 信息中提取EP信息(传输类型、传输方向、最大包尺寸等)。该EP 信息是基于ND (EPC)的管道属性设置的。在本实施例中，为了获得 吞吐量上的进一步的增加，WUSB-USB转换器20还包括类信息单元 25和类控制单元26。这些模块可作为可选项来添加。类信息单元25 从接入装置的配置信息中提取类信息。通过类控制能够实现最优处理。 类控制单元26执行类特定控制。例如，在USB大容量存储类(在此之 后称之为大容量存储类)的单批量协议(Bulk Only protocol)中，CBW 被解码并且通过方向和尺寸来实现最优处理。
接下来，参考图6A和6B，将描述根据本实施例的通信适配器的操 作。图6A和6B是分别示出了根据本发明第一实施例的通信适配器操作 以及DWA的操作的流程图。为了便于理解根据本实施例的通信适配器 的操作，其将对比DWA的操作来描述。假定在下述操作之前已完成了 关联操作。注意，对于DWA，尽管接入装置从开始时就被连接到DWA， 但接入装置也可在DWA枚举完成之后被连接。
如图6B所示的， 一旦关联完成，通过执行连接请求(DN)控制和 连接许可(IE)控制，执行无线连接处理(S101)。更具体地，DWA 将连接请求发送给C-WUSB主机，并且接收响应于此的连接许可。接下 来，执行用于认证的有关安全请求处理(S102)。
接下来，在DWA和C-WUSB主机之间执行DWA枚举(S103)。然 后，当连接了接入装置时，执行接入装置的枚举(S104)。当接入装 置没有被连接时，在连接之后再执行枚举。通过在DWA和接入装置之 间以及接入装置和C-WUSB之间交换信息，来执行接入装置枚举。当枚 举完成时，执行装置操作(S105)。该装置执行将在下文中详细描述。同时，如图6A所示，根据本实施例的通信适配器2执行与DWA不 同的枚举操作。首先，USB装置被连接到下行端口单元。由于当接入装 置没有连接时，步骤S1的操作不会开始，根据本发明的适配器与DWA 不同。在此时，通过下行端口单元30， USB复位被发布给USB装置。接 下来，通过WUSB主机执行无线连接处理(步骤S1)。该无线连接处理 与DWA的无线连接处理相似，并且由上行端口单元10单独执行。
接下来，执行认证(步骤S2)和接入装置的枚举(步骤S3)，但 此处，这些操作是使用WUSB标准请求来执行的。通过WUSB标准请求 控制单元来解码WUSB标准请求，其示于图4A和4B，并且接着结合 WUSB状态控制单元44来适当处理该WUSB标准请求。此处，仅仅描述 与USB 2.0相同的主要请求处理。
在获得描述符(Get Descriptor)请求处理中，WUSB标准请求控 制单元51必须发送装置配置信息，但首先，上行端口单元10接受了获 得描述符且下行端口单元30发布获得描述符。接下来，上行端口单元 IO发布对来自WUSB主机的输入数据请求的NAK响应，且下行端口单 元30发布输入令牌(IN token)。下行端口单元30从USB装置接收输入 数据(配置信息)并保持该配置信息。上行端口单元10响应于来自WUSB 主机的输入数据请求，发送配置信息。
接下来，将描述设定地址(Set Address)请求处理(在地址状态 转换期间)。响应于该请求，通过上行端口单元10和下行端口单元30 来执行装置地址设置。在本处理中，首先上行端口单元10接收设定地 址及下行端口单元30发布设定地址并保持该地址值。然后，上行端口 单元10向来自WUSB主机的IN-ACK请求发布NAK响应。下行端口单元 30发布输入令牌。下行端口单元30通过输入从USB装置接收0长度数据 (指示装置地址设置完成)，发送IN-ACK到WUSB主机，并将由上行 端口单元10和下行端口单元30管理的地址修正为上述被保持的地址 值。接下来，将描述设定配置(Set Configuration)请求处理(在配置 状态转换期间)。通过该请求，设定装置配置。在本处理中，首先上 行端口单元10接收设定配置并且下行端口单元30发布设定配置。接下 来，ND对来自WUSB主机的IN-ACK请求发布NAK响应，并且下行端口 单元30发布输入令牌。接下来，下行端口单元30通过输入从USB装置接 收O长度数据(指示装置配置设置完成)并将IN-ACK发送到WUSB主机。 直到本请求完成，以从如上所述获得描述符请求处理中获得的配置信 息为基础，来设定上行端口单元10的EP配置。从如上所述被保持配置信息的EP信息，可在端点控制单元50的 管道1控制单元54、管道2控制单元55和管道3控制单元56上执行 EP设置。通过将上行端口单元10和接入装置的装置EP配置(和地址) 设置得一样，C-WUSB通信变得可能。因此，通过在枚举期间使端点 设置可变并执行设置，可使端点控制单元50的EP配置一对一地对应 于接入装置的EP配置。注意，在这种情况下，通过使端点控制单元50 中的端点数目等于或大于接入装置的端点数目，可确保C-WUSB传输， 但即使当EP数目的比例是相反的，例如仅仅多功能打印机的打印功能 是无线时，通过限定接入装置的部分功能也可完成C-WUSB传输。注意，在本实施例中，在枚举期间，端点配置是可变的并被设定， 但例如，可事先准备具有定义的方向和传输方法的多个EP，并且可以 确定诸如EP数目的EP配置，以一对一对应于连接到下行端口的接入装 置的EP配置。在这种情况下，准备了转换表等，并且确定了EP配置， 以使得在枚举期间获得的EP配置和接入装置的EP配置一对一地彼此对 应。此外，可事先指定接入装置，并且可以事先设定该指定的接入装 置的EP配置。在这种情况下，EP配置事先一对一地彼此对应，并且因 此消除了对执行属性设置和准备对应表的需要。因此，这是一个极为 简单的方法，其适于用在例如整合类型。接下来，通过管道1控制单元54等，从WUSB标准请求控制单元51 到主机控制器31执行接入装置的操作。在这种情况下，通过WUSB-USB 转换器20来执行C-WUSB和USB 2.0通信接下来，将描述步骤S4的装置操作。图7A和图7B是分别示出了根 据本发明第一实施例的通信适配器和DWA的装置操作期间的输入数据 传输处理的流程图。在C-WUSB或已有USB中，按照规定，有关传输的调度均通过主 机来执行。即使在装置具有将被发送的数据时，该装置还是不能发送 数据。换句话说，仅仅当输入令牌(发送请求)存在时，从主机的发 送才是可能的。在输出的情况下，响应于输出令牌(OUT令牌)(接 收请求)从主机发送输出数据。在本实施例中，上行端口连接到C-WUSB主机，而下行端口连接 到有线USB。必须作为下行端口的有线USB操作来执行对应于来自被连 接到上行端口的C-WUSB主机的指令的操作。这样做的原因在于例如， 输入一输出顺序可完全变得混乱，以致通信不能建立。在输出的情况 下，发送自主机的令牌和数据仅仅需要被传递给下行端口侧，但在输 入的情况下，为了将数据发送给C-WUSB主机，必须通过向下行端口的 有线USB侧发布输入令牌来获得数据。下述两个方法可用作实现这些的 方法。在第一方法中，从C-WUSB主机接收输入令牌，随之通过作为有 线USB的主机来发布输入令牌而获得数据。在这种情况下，向C-WUSB 主机不可变地发布至少一个NAK响应。本方法的优点在于控制简单和 可靠。而且，本方法可被用在所有装置类。然而，由于不可变的NAK 响应，吞吐量略有下降。在第二方法中，在从C-WUSB主机接收到输入令牌前，事先就通 过作为有线USB的主机来发布输入令牌而获得了数据。在本方法中，事先读取了数据，因此吞吐量是良好的。然而，输入、输出顺序等必须 事先获知，并需要命令分析等(步骤Sll)。因此，装置类受限。在大 容量存储类中，例如通过分析初始输出数据的内容，可以确定是否有 输入数据处理跟随在后。如下文中详细描述的，通过获得装置类信息， 可选择并执行最优数据传输处理。换句话说，本实施例可响应于多种 装置类，同时保持高性能水平而且不需初始指定接入装置。此外，上文所描述的两个方法可以被结合，以产生一种方法，在该方法中首先从C-WUSB主机接收输入令牌，于是在有线USB侧重复 输入传输处理，直到从接入装置接收到短包。接下来，下行端口单元30向接入USB装置发布输入令牌，并且从 该接入装置接收数据(步骤S12)。最后，C-WUSB主机向上行端口单元10的目标端点发布输入数据 (IN-DATA)传输请求。响应于此输入请求，由下行端口单元30在步 骤S12中接收的输入数据被发送到WUSB主机。传输系统与步骤S12 中的传输系统相同。另一方面，如图7B所示，在DWA中，首先通过DWA的接收端点 从C-WUSB主机接收传输请求(步骤Slll)。此时该传输系统是批量输 出(Bulk OUT)。接下来，以由传输请求指定的RPipe (诸如地址、EP 数目、传输系统的信息)为基础来执行输入传输。结果，接收了来自 接入装置(USB2.0)的数据(步骤S112)。接下来，C-WUSB主机向 发送端点发布输入传输请求。响应于此输入请求，DWA发送传输结果 (步骤S113)。此时的传输系统是批量输入(BulkIN)。最后，C-WUSB主机向发送端点发布输入数据发送请求。响应于此输入请求，在步骤 S112中接收的输入数据被从DWA发送给C-WUSB主机。此处的传输系 统是批量输入传输。由于DWA接收传输请求并发送传输结果，因此传 输处理耗时。接下来，将描述输出数据传输处理。图8A是示出了根据本实施例 的通信适配器的输出数据传输方法的流程图。图8B示出了作为比较的 DWA的输出传输方法。当输出数据在根据本实施例的通信适配器2中传 输时，通过上行端口单元10的目标端点接收来自C-WUSB主机的输出数 据(OUT-DATA)(步骤S21)。然后，下行端口单元30向与上行端口 单元10相同的端点发布输出令牌，该端点是接入装置的目标。然后， 由上行端口单元10在步骤S21中接收的数据被发送到接入装置(步骤 S22)。传输系统与步骤S21的传输系统相同。另一方面，在DWA中，通过上行端口单元的接收端点来接收传输 请求(步骤S121)。此处的传输系统是批量输出传输。接下来，通过 DWA的接收端点接收来自C-WUSB主机的输出数据(步骤S122)。接 下来，以由传输请求指定的RPipe (诸如地址、EP数目、传输系统的信 息)为基础来执行输出传输。换句话说，在步骤S122中接收的数据被 发送给接入装置(步骤S123)。最后，C-WUSB主机向发送端点发布输 入传输请求。响应于此输入请求，发送传输结果。此处的传输系统是 批量输入传输。由于DWA必须在输出传输期间同时发送传输请求和传 输结果，因此吞吐量下降。接下来，将详细描述输入传输处理。图9是详细示出了根据本发明 第一实施例的通信适配器中的输入数据传输处理的流程图。同样，图 IO是详细示出了根据本发明第一实施例的通信适配器中的输入数据传 输处理的流程图，图示的是在大容量存储类中的输入数据传输处理。如图9所示的，首先，当通信适配器的上行端口单元10接收到来自 C-WUSB主机的输入令牌时(步骤S31)，下行端口单元30向接入装置 发布输入令牌(步骤S32)。作为响应，输入数据从接入装置发送并通 过下行端口单元30而被接收(步骤S33)。接下来，接收的数据被从下 行端口单元30传输到上行端口单元10 (步骤S34)。然后，上行端口单元10确定被传输的数据是否为最终数据或是否具有最大的包尺寸，并且当数据不是最终数据且不具有最大的包尺寸时，从步骤S32重复该处 理。当数据是最终数据或具有最大的包尺寸时，认为从上行端口10向 C-WUSB主机发送输入数据的准备已完成(步骤S35)。无论装置类， 本输入传输方法均可使用。从通信适配器发布输入令牌处，延伸到输 入数据发送准备完成处的处理将被称为输入数据处理(1)。接下来，将描述在大容量存储类情况下的输入传输处理方法。如 图10所示，在大容量存储类中，上行端口单元10以CBW (命令块包) 处理来执行命令分析(步骤S41),确定总数据长度是否为0(步骤S42), 并当总数据长度非O时，确定数据处理的传输方向是否为输入(步骤 S43)。当总数据长度非O且传输方向是输入时，上行端口单元10确定 发送缓冲器中的空间是否可用(步骤S44)。当发送缓冲器中的空间可 用时，下行端口单元30和上行端口单元10执行如上文所描述的输入数 据处理(1)(步骤S45)。 一旦上行端口单元10已确认总数据长度的 传输完成(步骤S46:是)，由步骤S44和步骤S45组成的输入数据处理 (2)被再次执行(步骤S47)。该输入数据处理(2)是CSW (命令状 态包)处理。另一方面，当在上行端口10的CBW分析中确定总数据长度为0时 (步骤S42:否)，执行步骤S47的输入数据处理(2)，在该处理之后 处理结束。此外，当上行端口10确定总数据长度非0且传输方向不是输 入时(步骤S43:否)，上行端口单元10和下行端口单元30执行如下文 将描述的输出数据处理(1)(步骤S48)，并且然后在执行步骤S47的 输入数据处理(2)，在该处理之后处理结束。接下来，将详细描述输出传输处理。图ll是详细示出了根据本发 明第一实施例的通信适配器中的输出数据传输处理的流程图。同样，图12是详细示出了根据本发明第一实施例的通信适配器中的输出数据 传输处理的流程图，图示的是在大容量存储类中的输出数据传输处理。如图ll所示的，首先，当上行端口单元10接收输出数据时(步骤S51)，上行端口单元10获得接收的数据的长度(步骤S52)。接下来， 上行端口单元10从C-WUSB主机接收接收的数据，并传输该接收的数据 至下行端口单元30 (步骤S53)。接下来，下行端口单元30发布输出令 牌至接入装置(步骤S54)，并发送输出数据至接入装置(步骤S55)。 当上行端口单元10确认接收的数据的长度的传输完成时，处理结束(步 骤S56)。当接收的数据的长度的传输并未完成时，从步骤S53重复处 理。此处，从步骤S51到步骤S56的一系列处理被设定为输出数据处理(1) ，而从步骤S53到步骤S55的一系列处理被设定为输出数据处理(2) 。接下来，将描述在大容量存储类情况下的输出传输处理方法。如 图12所示，在大容量存储类中，当上行端口单元IO接收到输出数据 (步骤S61)，该上行端口单元IO类似于上文描述的处理获得接收的 数据的长度(步骤S62)。然后，上行端口单元IO检查接收的数据的 长度是否为31字节(S63)，然后检查接收的数据是否为CBW(S64)。 当接收的数据是CBW时，上行端口单元10获得传输方向(DIR)和 总数据长度(步骤S65)。接下来，执行如上所述的输出数据处理(2)。 此处，从步骤S61到步骤S66的一系列步骤被设定为CBW处理。依靠 该CBW处理，可能确定后续传输处理是输入还是输出，并且当该后续 传输处理为输入时，通过预读取数据提高了传输速度。图13是通过显示当使用通信适配器时的驱动器配置，图示了本实 施例的效果的视图。如图13所示，根据本实施例的通信适配器和DWA 都需要USB应用71、 171， USB类驱动72、 172，以及USB驱动接口73、 173。作为USB应用、USB类驱动、及USB驱动的已有USB2.0资源可以 被转移使用，而无需修改。此处，DWA还需要USB驱动174、 DWA驱动176和WUSB主机控制器驱动175，然而根据本实施例的通信适配器仅仅需要USB驱动 74和WUSB主机控制器驱动75，而不需要DWA驱动176。因此，尽管需要C-WUSB主机控制器驱动，但产品制造商可能更 加紧密地集中于装置开发，并且可能获得成本的降低。DWA对接入装置没有限制，并启用包括集线器的USB装置到多个 下行端口的连接，因而DWA具备了通用性。然而，这种通用性导致了 协议开销的增大。DWA必须始终作为传输单元执行传输请求接收和传 输结果发送，因此与ND相比，需要执行两个额外的事务。另一方面， 在本实施例中，遵循C-WUSBND协议，并因此与DWA相比，基于协议 的开销较小。此外，由于有线USB的输入可在CBW分析期间被预读取 (例如在大容量存储类中)，因此可以执行特定于接入装置的最优处 理。因此，如上所述，可获得两倍或三倍的吞吐量，并确保高速度。此外，可能消除DWA所需的远程管道控制器等。更具体地，在本 实施例中，控制与接入装置的端点一对一对应的端点就足够了。此外， [本实施例]被限定为单独端口，并且EP数目可被限制。而且，可消除集 线器连接，HS/FS传送不会被限制等等，因此作为主机的功能被极大简 化。此外，下行端口的数目被限制为单独端口，因此模拟单元(物理 层)可相应地减少尺寸。因此，与DWA相比，可能获得电路规模的极 大减小。第二实施例图14是示出了根据本发明第二实施例的通信适配器的方框图。根 据本实施例的通信适配器82相比于根据第一实施例的通信适配器2增 加了USB 2.0装置单元90。USB 2.0装置单元90包括连接到上行端口侧的 USB 2.0物理层91以及用于控制连接到上行端口侧的USB 2.0端点的端 点控制器92。通过将USB2.0装置单元90和下行端口单元30相结合，保持与电缆 关联的兼容性的同时，作为有线USB装置的操作可被不予改变地执行， 该电缆关联是C-WUSB通信安全系统。依靠USB 2.0装置单元90，有关 安全的功能可被封包到C-WUSB中。此外，还可如已有USB装置一样执 行操作，并由此最终用户可在有线操作和无线操作之间选择。就从USB 装置到USB主机的转换操作而言，接入USB装置总是呈现为普通USB电 缆，并因此在C-WUSB所需电缆操作期间的控制可被接入到根据本实施 例的电路中。因此，通过到已有USB连接可简单形成C-WUSB。注意，在本实施例中，USB2.0装置单元90已被添加，但通信适配 器可由USB2.0装置单元90和下行端口单元30单独构成。换句话说，有 线USB可被连接到上行端口。注意，本发明并不受限于上述实施例，并且本发明当然应该经受 不超出本发明精神的范围之内的各种修正。例如，在上述实施例中， 描述了硬件构成，但本发明不限于此，并且可通过使CPU(中央处理单 元)来执行计算机程序来实现期望的处理。在这种情况下，可以在记 录介质上记录的形式来提供计算机程序，或通过互联网或其他传输介 质来传输该计算机程序。此外，根据第一或第二实施例的通信适配器可被安装在DWA中， 以使用开关来切换DWA和根据实施例的通信适配器。在这种情况下， 用户根据需要合适地在两种模式之间切换 一种模式是接入装置受限 但用作高速适配器(第一和第二实施例)，另一种模式是接入装置不 受限但用作低速/中速适配器(DWA)。此外，多个下行端口的仅仅一 个可被分配给本实施例。显然的是，本发明并不限于上述实施例，在不脱离本发明范围和 精神的情况下可被修正和改变。
权利要求
1. 一种通信适配器，包括主机控制器，与以USB连接到所述通信适配器的接入装置交互；无线通信单元，与外部无线通信设备通信，并具有端点配置，所述端点配置一对一地对应于所述接入装置的端点配置；以及数据转换器，将来自所述无线通信设备的数据转换为将要发送给所述接入装置的数据，并且将来自所述接入装置的数据转换为将要发送到所述无线通信设备的数据，其中数据传输在所述无线通信设备和所述接入装置之间执行。
2. 如权利要求l所述的通信适配器，其中所述无线通信单元具有 等于或大于所述接入装置的端点数目的端点数目，并且基于在枚举期 间获得的、关于所述接入装置的配置信息来设定端点配置。
3. 如权利要求1所述的通信适配器，其中所述无线通信单元具有预定的端点配置，在其中传输类型和传输方向是固定的，并且所述无 线通信单元基于在枚举期间获得的、关于所述接入装置的配置信息来 设定端点配置，以便对应于所述接入装置的所述端点配置。
4. 如权利要求l所述的通信适配器，其中 所述接入装置是预定的、特定USB装置，并且 所述无线通信单元具有与所述特定USB装置相同的端点配置。
5. 如权利要求l所述的通信适配器，其中 所述无线通信单元包括控制端点的端点控制器， 所述端点控制器包括请求处理单元，该请求处理单元处理将要发送至所述接入装置的请求，并且所述请求处理单元经由所述数据转换器将来自所述外部无线通信 设备的请求输入到所述接入装置。
6. 如权利要求2所述的通信适配器，其中 所述无线通信单元包括控制端点的端点控制器， 所述端点控制器包括请求处理单元，该请求处理单元处理将要发送至所述接入装置的请求，并且所述请求处理单元经由所述数据转换器将来自所述外部无线通信 设备的请求输入到所述接入装置。
7. 如权利要求l所述的通信适配器，其中所述数据转换器是无线 USB-USB转换器，该无线USB-USB转换器将来自所述无线通信设备 的无线USB数据转换为将要发送给所述接入装置的USB数据，并且将 来自所述接入装置的USB数据转换为将要发送给所述无线通信设备的 无线USB数据。
8. 如权利要求2所述的通信适配器，其中所述数据转换器是无线 USB-USB转换器，该无线USB-USB转换器将来自所述无线通信设备 的无线USB数据转换为将要发送给所述接入装置的USB数据，并且将 来自所述接入装置的USB数据转换为将要发送给所述无线通信设备的 无线USB数据。
9.如权利要求l所述的通信适配器，其中所述数据转换器包括控制无线USB通信的无线USB控制器；控制USB通信的USB控制器；相互转换无线USB协议和USB协议的协议转换器；以及 存储端点信息的端点信息单元。
10.如权利要求2所述的通信适配器，其中所述数据转换器包括控制无线USB通信的无线USB控制器；控制USB通信的USB控制器；相互转换无线USB协议和USB协议的协议转换器；以及 存储端点信息的端点信息单元。
11. 如权利要求9所述的通信适配器，其中所述数据转换器还包 括类信息单元，用于从关于所述接入装置的配置信息中提取类信息。
12. 如权利要求9所述的通信适配器，其中所述数据转换器包括 类控制单元，用于解码来自所述无线通信设备的命令。
13. 如权利要求ll所述的通信适配器，其中所述数据转换器包括 类控制单元，用于解码来自所述无线通信设备的命令。
14. 如权利要求l所述的通信适配器，还包括USB通信单元，用 于与外部USB主机通信。
15. 如权利要求2所述的通信适配器，还包括USB通信单元，用 于与外部USB主机通信。
16. 如权利要求1所述的通信适配器，其中所述无线通信单元从 在枚举期间获得的、关于所述接入装置的配置信息中提取装置类信息， 并基于对应的装置类来执行传输处理。
17. —种通信适配器的数据传输方法，用于在以USB连接到所述 通信适配器的接入装置和外部无线通信设备之间执行数据传输，所述方法包括步骤在无线通信单元中接收来自所述外部无线通信设备的发送请求， 所述无线通信单元具有一对一地对应于所述接入装置的端点配置的端 点配置；将输入令牌发布给所述接入装置，并且从所述接入装置接收数据;以及将所述数据从所述接入装置传输到所述无线通信设备。
18. —种通信适配器的数据传输方法，用于在连接到所述通信适 配器的USB装置和外部无线通信设备之间执行数据传输，所述方法包括步骤不论是否通过无线通信单元从所述外部无线通信设备接收到输入 令牌都将输入令牌发布给接入装置，并且获取数据，所述无线通信单元具有一对一地对应于所述接入装置的端点配置的端点配置；以及在所述无线通信单元已经从所述无线设备接收到输入令牌后，传 输从所述接入装置获得的所述数据。
19. 如权利要求17所述的通信适配器的数据传输方法，其中在已 经进行了与所述外部无线通信设备的连接处理之后，通过与所述无线通信设备进行有关安全的请求处理来执行认证，通过经由所述通信适配器，在所述无线通信设备和所述接入装置 之间执行对所述接入装置的枚举，来获得关于所述接入装置的配置信 息， ，从所述配置信息中提取装置类，以及基于所述装置类来执行装置操作。
20. 如权利要求18所述的通信适配器的数据传输方法，其中在已 经进行了与所述外部无线通信设备的连接处理之后，通过与所述无线通信设备进行有关安全的请求处理来执行认证， 通过经由所述通信适配器，在所述无线通信设备和所述接入装置 之间执行对所述接入装置的枚举，来获得关于所述接入装置的配置信息，从所述配置信息中提取装置类，以及 基于所述装置类来执行装置操作。
全文摘要
一种通信适配器，包括与以USB连接到通信适配器的接入装置交互的主机控制器、与外部无线通信设备通信并具有端点配置的无线通信单元以及数据转换器；该端点配置一对一地对应于所述接入装置的端点配置；该数据转换器将来自无线通信设备的数据转换为将发送给接入装置的数据，并且将来自接入装置的数据转换为将要发送到无线通信单元的数据。数据传输在无线通信单元和接入装置之间执行。
文档编号H04L12/02GK101282224SQ200810091159
公开日2008年10月8日 申请日期2008年4月7日 优先权日2007年4月4日
发明者上田显一 申请人:恩益禧电子股份有限公司