JPH1032606A - データ送受信装置およびデータ転送システム - Google Patents
データ送受信装置およびデータ転送システムInfo
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Abstract
送効率を向上する。 【解決手段】 ネットワーク10は、125μsec周
期の第1のタイミング信号に準じて発生されるサイクル
スタート信号により開始される伝送サイクル中にアイソ
クロナスパケットを必ず転送するように構成されてい
る。送信局12は、アナログ信号を所定のサンプリング
タイミングでサンプリングしたデータに、前記第1のタ
イミング信号と該サンプリングタイミングとの差の時間
に対応するタイムスタンプを付加したアイソクロナスパ
ケットを生成し、前記第1のタイミング信号により送信
側のFIFOに書き込み、前記サイクルスタート信号に
より該FIFOからネットワーク10に送出する。受信
局13は受信したパケットをサイクルスタート信号によ
り受信側のFIFOに書き込み、前記第1のタイミング
信号により該FIFOから読み出して、時間軸上に前記
アナログ信号を再現する。
Description
由してタイムスタンプが付加されたデータを転送するデ
ータ送受信装置およびデータ転送システムに関する。
る方式として、送信側と受信側とが連続して同一周期の
信号を伝送する同期通信方式、間欠的な時間間隔である
定められた情報の単位を伝送する非同期通信方式、およ
び、これらの中間に位置づけられるアイソクロナス(Is
ochronous )転送方式がある。このアイソクロナス転送
方式によれば、あらかじめ帯域を確保して時間的な遅延
が保証されたリアルタイム性の高いデータ転送を行なう
ことが可能となる。
式について説明する。この図に示したのはIEEE13
94高速シリアルバスとよばれるシステムにおけるバス
上のパケットの配置例を示したもので、サイクルスター
トパケット101、アイソクロナスパケット102およ
び非同期(asynchronous)パケット103の3種類のパ
ケットがネットワーク上に配置されている。また、破線
はこのシステムにおいて基準とされる第1のタイミング
信号(cycle synch )を示しており、この第1のタイミ
ング信号は125μsec周期(8KHz)の信号とさ
れている。
このバスに接続されている複数のノードのうちサイクル
マスターと呼ばれるノードから送出されるパケットであ
り、このサイクルスタートパケット101により新たな
伝送サイクルが開始される。前記サイクルマスターは精
密なクロック源を有しており、このクロック源からの前
記第1のタイミング信号の時間間隔で前記サイクルスタ
ートパケット101を送信しようとするが、そのとき
に、他のパケットの転送が進行中であるときには、その
転送が終了するまで前記サイクルスタートパケット10
1の送信は待たされるようになされている。104はこ
の遅延時間(start delay )を示すものであり、この遅
延時間は前記サイクルスタートパケット101の中に符
号化されて各ノードに送出される。なお、前記ノードか
ら送信されたパケットは同一のクロック期間内に他のノ
ードに受信されることは保証されている。
タイマーレジスタを備えている。各サイクルタイマーレ
ジスタは、その下位の12ビットを用いてシステムの基
準クロックである24.576MHzのクロック信号
(周期40.7nsec)を3072を法として計数
し、その上位の13ビットにより前記8KHzの基準サ
イクルの計数を行い、最上位の7ビットにより秒を計数
するようになされている。そして、前記サイクルマスタ
ーは、前記サイクルスタートパケット101を用いて自
己のサイクルタイマーレジスタの内容をすべてのノード
のサイクルタイマーレジスタにコピーさせ、すべてのノ
ードを一定の位相差以内に同期させる。このようにし
て、このネットワークにおいては共通の時間基準が保証
されている。
ルサウンド、ビデオあるいは演奏データなどの精密なタ
イミング参照を必要とするデータを転送させるために用
いられるチャンネルであり、これらアイソクロナスパケ
ット102は、各伝送サイクル内において必ず伝送され
ることが保証されている。また、前記非同期パケット1
03は前記アイソクロナスパケット102の伝送が終了
した後に当該伝送サイクルに空き時間があるときに非同
期に伝送されるパケットである。
て、音声データ、画像データあるいは演奏データなどの
時系列データを伝送する場合において、伝送経路が完全
な同期通信方式とされていないときには、伝送されるデ
ータの時間軸上での再現性を保証するために、データ自
身にそのデータが再現されるべき時刻を示すタイムスタ
ンプを付加して送信し、受信側ではそのタイムスタンプ
を参照して、当該時刻に到達した時点で当該データを再
生することが行われている。
ク上で用いられるタイムスタンプとしては、時間を一意
に認識することができるものでなければならない。すな
わち、タイムスタンプには、ある程度妥当と思われる時
間幅以上の繰り返し周期が必要となり、そのためには多
くの情報量を必要とすることとなる。情報をデジタル表
現で表わす場合は、多くの情報量は多くのビット数に相
当するため、タイムスタンプによって指定する時間情報
の時間分解能を上げるためには、多くの情報量、すなわ
ち、多くのビット数を必要とすることとなる。例えば、
前記図7に関して説明した場合においては、32ビット
長のタイムスタンプが用いられていた。
加してデータを送信するタイプの伝送方式においては、
データのほかにタイムスタンプ情報を所定期間ごとに送
る必要があり、タイムスタンプ情報の送信データに対す
る割合は小さいことが望ましい。しかしながら、前述の
ように、タイムスタンプにより表現される時間の一意性
の確保や時間分解能の向上のためには、タイムスタンプ
のビット数が大きくなってしまい、データ転送効率が低
下してしまうという問題点があった。
を付加して送信することにより、伝送されるデータの時
間軸上での再現を図ることができるようにしたデータ転
送システムにおいて、タイムスタンプのビット数を減ら
してデータ転送効率を向上することを目的としている。
に、本発明のデータ送信装置は、一定の周期を有する第
1のタイミング信号からの差分データとして表わされた
タイムスタンプが付加された送信データを、前記第1の
タイミング信号に準じて発生される第2のタイミング信
号に基づいて、ネットワーク上に送出するデータ送信装
置であって、FIFOバッファを有し、前記第1のタイ
ミング信号に基づいて前記送信データを前記FIFOバ
ッファに書き込み、前記第2のタイミング信号に基づい
て前記FIFOバッファから前記送信データを取り出し
てネットワーク上に送信するものである。
周期を有する第1のタイミング信号からの差分データと
して表わされたタイムスタンプが付加され、前記第1の
タイミング信号に準じて発生される第2のタイミング信
号に基づいてネットワーク上に送信されたデータを受信
するデータ受信装置であって、FIFOバッファを有
し、前記ネットワークから受信した前記データを前記第
2のタイミング信号に基づいて前記FIFOバッファに
書き込み、前記第1のタイミング信号に基づいて前記F
IFOバッファからデータを取り出し、前記タイムスタ
ンプに基づいて当該データを時間軸上に再現するもので
ある。
は、データ送信装置とデータ受信装置とを有し、一定の
周期を有する第1のタイミング信号に準じて発生される
第2のタイミング信号に基づいてネットワーク上でのデ
ータの転送が制御されるデータ転送システムであって、
前記データ送信装置は、前記第1のタイミング信号から
の差分データとして表わされたタイムスタンプを送信デ
ータに付加し、前記タイムスタンプが付加された送信デ
ータを前記第1のタイミング信号に基づいて第1のFI
FOバッファに書き込み、前記第2のタイミング信号に
基づいて前記第1のFIFOバッファから前記送信デー
タを取り出してネットワーク上に送信し、前記データ受
信装置は、前記第2のタイミング信号に基づいて前記ネ
ットワーク上に送信されたデータを第2のFIFOバッ
ファに書き込み、前記第1のタイミング信号に基づいて
前記第2のFIFOバッファから受信したデータを取り
出し、前記タイムスタンプに基づいて当該データを時間
軸上に再現するものである。
ムの構成の一例を示すブロック図である。この図におい
て、10は前記ネットワークであり、前記図7に示した
アイソクロナス転送を行うことができるものである。ま
た、11〜13はこのネットワーク10に接続されてい
る各ノードの一例であり、12は時間軸上で再現するこ
とが必要とされる時系列データを送信する送信局であ
り、例えば楽音波形信号を送出する音源装置である。ま
た、13は前記時系列データを受信する受信局であり、
例えば前記楽音波形信号を混合するミキサである。この
送信局12から所定のサンプリングタイミングによりサ
ンプリングされた楽音波形データなどの時系列データが
タイムスタンプを付加して送信され、前記受信局13は
そのデータを受信して前記タイムスタンプにより指定さ
れたタイミングで楽音波形データを再生する。なお、こ
のネットワーク10には複数のその他のノードも接続さ
れており、その他の局11が前述したサイクルマスター
(サイクルスタートパケット送出局)となっている。
成の一例を示すブロック図であり、21は中央処理装置
(CPU)、22は動作プログラムや各種データが格納
されているROM、23はワーキングエリア等として使
用されるRAM、24は前記サイクルタイマーレジスタ
を含み、各種タイミング信号を発生するタイマ、26は
前記ネットワーク10に接続するためのネットワークイ
ンタフェース回路、27は内部バスである。また、25
はデータ利用/生成回路であり、このノードが送信局1
2であるときはデータ生成回路とされ、受信局13であ
るときはデータ利用回路とされている。
おけるデータ転送動作を説明するための機能ブロック図
である。図3の(a)は前記送信局12の機能を示すブ
ロック図である。この図において、31はデータ生成回
路であり、125μsecの前記基準周期毎に、所定の
サンプリング周期でサンプリングされた複数の楽音サン
プルからなるデータと、該データに付与されるタイムス
タンプとにより、アイソクロナスチャンネルの送信パケ
ットを生成する。32は前記データ生成回路31により
生成されたパケットを格納するためのデータバッファ、
33は前記データバッファ32に格納されたパケットが
前記第1のタイミングを示す前記サイクルタイマーレジ
スタからの出力(サイクルタイマ出力)に応じて書き込
まれるFIFO(First In First Out)構成の待機バッ
ファ、34は前記新たな伝送サイクルの開始を示すサイ
クルスタートパケットを受信することにより発生される
サイクルスタート信号に応じて前記待機バッファ33か
ら読み出された前記パケットが格納される送信バッファ
であり、この送信バッファ34に格納されたパケットは
当該アイソクロナスチャンネルに指定されたタイミング
で前記ネットワーク10に送出される。
図であり、35は前記ネットワーク上に送出されたパケ
ットのうちのこの受信局において受信すべきパケットを
受信し格納する受信バッファ、36は前記受信バッファ
35に格納されたパケットが前記サイクルスタート信号
に応じて書き込まれるFIFO構成の待機バッファ、3
7は前記待機バッファ36内のパケットを前記第1のタ
イミングを示すサイクルタイマの出力に応じて読み出す
データバッファ、38は前記データバッファ37に格納
されたパケットにより伝送されたデータをタイムスタン
プにより指定されたタイミングで再生するデータ利用回
路である。
イミングに対応してデータパケットを生成し、これをサ
イクルスタート信号(第2のタイミング)によりネット
ワーク上に送信する。一方、受信側においては、前記第
2のタイミングに応じて送信されたパケットを受信し、
前記第1のタイミングに応じて当該データを再生するこ
ととなる。
成される送信パケットを説明するための図である。図4
の(a)は送信されるデータを説明するための図であ
り、例えば楽音波形信号などの連続信号を所定のサンプ
リング間隔ts(この場合には、ts=25(=125
/5)μsec)でサンプリングして得られた5つの離
散データ1〜5が送信されるデータとされている。この
第1番目のサンプリングデータ1は前記第1のタイミン
グ信号から時間tだけ遅れた時点においてサンプリング
されたデータであり、その他のサンプリングデータ2〜
5は前記時刻tからそれぞれ時間tsの対応する倍数に
相当する時間だけ遅れたタイミングでサンプリングされ
たデータである。
ムの基準クロック周波数Φ=24.576MHz(クロ
ック周期=40.7ns)とされており、前記1基準サ
イクル(125μsec)内の時間位置を前記クロック
周期を単位として表すことができる。すなわち、前記1
基準サイクル内の時間位置を前記クロック周期を単位と
して0〜3071クロックにより表すことができる。
タンプとして、その基準サイクル内の第1番目のサンプ
リングデータ1の該基準サイクル内の時間位置tを前記
クロック周期を単位として表した値をタイムスタンプ値
として使用し、その他のサンプリングデータ2〜5につ
いては、前記第1のサンプリングデータ1からサンプリ
ング周期tsを順次加算することにより再生時刻を決定
するようにしている。
トの構成を図4の(b)に示す。この図に示すように、
送信パケットは最初に前記時間tを表すタイムスタン
プ、続いて、第1〜第5の各サンプリング値が結合され
て構成されている。前述したように、タイムスタンプは
その基準サイクル内における前記時間tを前記システム
クロック数により表したもので、0〜3071の値をと
るため、12ビットのデータとなる。
イムスタンプの構成を図4の(c)に示す。この場合に
も、(b)に示した本発明のパケットと同様にタイムス
タンプと各サンプリングデータ1〜5より構成されてい
るが、タイムスタンプが、例えば、32ビットのデータ
とされている。すなわち、その下位12ビットにより前
記本発明の場合と同様に前記時間tを示し、次の13ビ
ットにより前記基準サイクルの番号を示し、さらに最上
位の7ビットにより秒で表現した時刻を示している。こ
のように、従来は各ノードで共有している絶対時間の全
てを表現するタイムスタンプとされていたため、前記
(b)に示した本発明のパケットよりも20ビット長い
タイムスタンプとなっていた。
いては第1のタイミングに応じて生成された送信データ
を第2のタイミングに応じてネットワークに送出してい
るが、前述したように、前記第2のタイミングは前記第
1のタイミングに対して遅延をもって発生されることが
あるため、第1のタイミングにより決定される1つの基
準サイクルの中に、2つの送信データが含まれるという
状態が発生する場合がある。このような場合において
も、本発明のデータ転送システムによれば問題なく所定
の時間位置で原データを再現することができる。
のデータ転送システムの動作について説明する。この図
において、横軸は時間軸であり、時刻t1からt2まで
の基準サイクルにおける原データをサンプリングして得
られたデータは、前記データ生成回路31において、前
述した12ビットのタイムスタンプが付加されたパケッ
ト51とされ、データバッファ32に格納される。この
データバッファ51に格納されたパケット51は、時刻
t2に発生されるサイクルタイマ出力により、前記FI
FO構成の待機バッファ33に格納される。
に対応するパケット52も同様に生成されてデータバッ
ファ32に格納される。時刻t3になると、前記サイク
ルタイマ出力により、前記パケット52は前記待機バッ
ファ33に格納される。この時刻t3においては前述し
たように、サイクルスタートパケットが送信されていな
いので、前記待機バッファ33には、前記パケット51
とパケット52が格納されている。ここで、図示するよ
うに、前記時刻t3から少し遅れて伝送サイクルが開始
され、サイクルスタートパケットが送出されると、サイ
クルスタート信号が出力され、これに応じて、前記待機
バッファ33から前記パケット51が前記送信バッファ
34に転送される。この送信バッファ34内に格納され
たパケットはこの伝送サイクル内のこのアイソクロナス
チャンネルに対応する時刻にネットワーク10上に送出
されることとなる。
は基準サイクルより遅れて開始されており、前記パケッ
ト51がネットワーク上に送出されるのが次の基準タイ
ミング時刻t4よりも後になっている。このとき、この
パケットは時刻t4よりも後に受信バッファ35に格納
されることとなる。そして、時刻t4よりも時間tdだ
け遅れたタイミングで次の伝送サイクルが開始され、そ
のサイクルスタートパケット101が送出されると、こ
れにより、前記待機バッファ33から前記パケット52
が前記送信バッファ34に転送され、この伝送サイクル
期間にネットワーク上に送出される。このように、時刻
t4〜t5の一つの基準サイクル内に2つのパケットが
送受信されることとなる。
ケット52とが受信され受信バッファ35に書き込まれ
るが、受信されたパケットは前記サイクルスタート信号
により、前記待機バッファ36に移行され、基準タイミ
ングを示すサイクルタイマ出力により該待機バッファ3
6からデータバッファ37に転送される。すなわち、時
刻t4の後にパケット51が受信バッファ35に格納さ
れ、該パケット51は次の伝送サイクルの開始を表すサ
イクルスタート信号により、待機バッファ36に格納さ
れる。このサイクルスタート信号により開始された伝送
サイクルにおいて伝送されたパケット52は受信バッフ
ァ35に格納されている。時刻t5になると当該サイク
ルタイマ出力により、前記待機バッファ36に格納され
たパケット51はデータバッファ51に書き込まれ、前
述したように、データ利用回路38において時間軸上に
再現されることとなる。また、前記受信バッファ35に
格納されていた、パケット35はその次の伝送サイクル
の開始を示すサイクルスタート信号に応じて、前記待機
バッファ36に転送され、時刻t6に前記データバッフ
ァ37に書き込まれて、時刻t6〜t7の期間に正確な
タイミングで再現されることとなる。
クルタイマ時刻からの時間のずれのみを表したビット数
の少ないタイムスタンプデータを用いるだけで、正確な
タイミングで原データを再現することが可能となる。
トウエアによっても実現することができる。図6は、こ
のような機能を実現するための送信側および受信側にお
ける処理のフローチャートである。この図において、
(a)は送信側における処理を示し、(b)は受信側に
おける処理を示している。送信側において、ステップS
10は前記データ生成処理である。この処理は前記デー
タ生成回路と同様の機能を実現するものであり、送信す
べき原データを入力として、その先頭値に対応するタイ
ムスタンプを付与したデータパケットを生成する処理で
ある。
示すサイクルタイマ割込が発生したときに実行されるサ
イクルタイマ割込処理であり、データバッファ内のデー
タを待機バッファに追加し、データバッファから消去す
る処理が行われる。ステップS14は前記サイクルスタ
ートパケットを受信したときに発生されるサイクルスタ
ート割込により開始されるサイクルスタート割込処理で
あり、この処理においては、待機バッファ内の最も古い
データを送信バッファに取り出す処理が行われる。
ップS20はネットワーク上のパケットを受信したとき
に発生するデータ受信割込処理であり、この処理におい
ては、受信データが自局に必要なデータであるときに、
そのパケットを受信バッファに記録する。ステップS2
1は前記サイクルスタートパケットを受信したときに発
生されるサイクルスタート割込により開始される処理で
あり、受信バッファ内に記録された前記パケットを待機
バッファ内に追加し、そのパケットを受信バッファから
消去する処理である。ステップS24は前記サイクルタ
イマ割込により開始される処理であり、待機バッファ内
の最も古いデータをデータバッファに移動する処理であ
る。
高速シリアルバスシステムを用いた場合について説明し
てきたが、本発明はこれに限られることなく、同様のア
イソクロナス転送をサポートしているネットワークシス
テムに同様に適用することができる。また、前記タイム
スタンプのビット数も、要求される時間精度などに応じ
て任意に決定することができる。さらに、転送されるデ
ータは楽音等に限らず、例えば、画像(動画)データ、
楽音以外の波形データなどの時間的に流れるものであれ
ばよい。
タイムスタンプのビット数を少なくすることができ、伝
送効率を向上させることができる。
である。
構成を示す図である。
置および受信装置を説明するための機能ブロック図であ
る。
である。
ャートである。
フローチャートである。
図である。
3 受信局、21 CPU、22 ROM、23 RA
M、24 タイマ、25 データ利用/生成回路、26
ネットワークインタフェース回路、27 内部バス、
31 データ生成回路、32、37 データバッファ、
33、36 待機バッファ、34 送信バッファ、35
受信バッファ、38 データ利用回路、51、52、
102アイソクロナスパケット、101 サイクルスタ
ートパケット、103 非同期パケット、104 遅延
時間
Claims (3)
- 【請求項1】 一定の周期を有する第1のタイミング
信号からの差分データとして表わされたタイムスタンプ
が付加された送信データを、前記第1のタイミング信号
に準じて発生される第2のタイミング信号に基づいて、
ネットワーク上に送出するデータ送信装置であって、 FIFOバッファを有し、 前記第1のタイミング信号に基づいて前記送信データを
前記FIFOバッファに書き込み、 前記第2のタイミング信号に基づいて前記FIFOバッ
ファから前記送信データを取り出してネットワーク上に
送信することを特徴とするデータ送信装置。 - 【請求項2】 一定の周期を有する第1のタイミング
信号からの差分データとして表わされたタイムスタンプ
が付加され、前記第1のタイミング信号に準じて発生さ
れる第2のタイミング信号に基づいてネットワーク上に
送信されたデータを受信するデータ受信装置であって、 FIFOバッファを有し、 前記ネットワークから受信した前記データを前記第2の
タイミング信号に基づいて前記FIFOバッファに書き
込み、 前記第1のタイミング信号に基づいて前記FIFOバッ
ファからデータを取り出し、 前記タイムスタンプに基づいて当該データを時間軸上に
再現することを特徴とするデータ受信装置。 - 【請求項3】 データ送信装置とデータ受信装置とを
有し、一定の周期を有する第1のタイミング信号に準じ
て発生される第2のタイミング信号に基づいてネットワ
ーク上でのデータの転送が制御されるデータ転送システ
ムであって、 前記データ送信装置は、前記第1のタイミング信号から
の差分データとして表わされたタイムスタンプを送信デ
ータに付加し、 前記タイムスタンプが付加された送信データを前記第1
のタイミング信号に基づいて第1のFIFOバッファに
書き込み、 前記第2のタイミング信号に基づいて前記第1のFIF
Oバッファから前記送信データを取り出してネットワー
ク上に送信し、 前記データ受信装置は、前記第2のタイミング信号に基
づいて前記ネットワーク上に送信されたデータを第2の
FIFOバッファに書き込み、 前記第1のタイミング信号に基づいて前記第2のFIF
Oバッファから受信したデータを取り出し、 前記タイムスタンプに基づいて当該データを時間軸上に
再現することを特徴とするデータ転送システム。
Priority Applications (6)
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|---|---|---|---|
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| PCT/JP1997/001541 WO1997042734A1 (en) | 1996-05-07 | 1997-05-07 | Method and system for transmitting data |
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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|---|---|---|---|
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| Country | Link |
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