專利名稱:數(shù)據(jù)通信方法、電子設(shè)備、及物理層控制集成電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種其中數(shù)據(jù)傳輸速率(下稱數(shù)據(jù)速率)可變并且根據(jù)IEEE1394標準將所用電纜限定為通信接口的通信接口,尤其涉及一種采用諸如光纜、UTP(unshielded twisted pair-非屏蔽扭絞線對)電纜和STP(shieldedtwisted pair-屏蔽對絞對)電纜的多用途電纜來實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信的技術(shù)。
已經(jīng)研究了一種系統(tǒng),其中電子設(shè)備,例如數(shù)字磁帶錄像機、數(shù)字電視接收機及個人計算機由IEEE 1394(下稱“1394”)串行總線連接,并且數(shù)字視頻信號、數(shù)字音頻信號、控制信號等在這些電子設(shè)備之間傳遞。
在該系統(tǒng)中連接鄰接設(shè)備的電纜中,采用了兩對扭絞線對電纜。一對電纜用于發(fā)送數(shù)據(jù),而另一對電纜用于發(fā)送選通脈沖。數(shù)據(jù)用DS(數(shù)據(jù)選通)編碼方法進行編碼,并被發(fā)送。
另外,將一個Tp偏置信號輸出到一對扭絞線對電纜。當該TP偏置信號由連接到1394電纜的設(shè)備檢測到時,檢測到該偏置信號的設(shè)備發(fā)覺它被接到了另一個設(shè)備,并對總線進行復(fù)位。當該總線已被復(fù)位時,物理地址被自動分配給各設(shè)備。在發(fā)送數(shù)字視頻信號等時,在執(zhí)行必要的頻帶和信道捕獲之后,開始發(fā)送該信號。
用于將一個設(shè)備的數(shù)據(jù)速率通知給另一個設(shè)備的信號被發(fā)送到另一對扭絞線對電纜。由該扭絞線對電纜直接連接的這些設(shè)備能知道彼此的數(shù)據(jù)速率。
如上所述,由1394所限定的電纜(下稱“1394電纜”)通常需要經(jīng)1394串行總線實現(xiàn)通信(下稱“1394通信”)。
鑒于這些問題,提出了本發(fā)明,本發(fā)明的目的在于提供一種數(shù)據(jù)通信方法、電子設(shè)備和集成電路,其中1394接口的多功能性可通過使用多功能電纜來擴展,以便在數(shù)據(jù)速率可變并且所用電纜在1394通信接口中限定的通信接口中使用。
為此目的,按照本發(fā)明的一個方面,上述目的可通過提供一種數(shù)據(jù)通信方法來實現(xiàn),其中多個具有基于IEEE 1394標準的通信接口的電子設(shè)備通過光纜、非屏蔽扭絞線對(UTP)電纜或屏蔽對絞對(STP)電纜中的至少一種連接,并在這些電子設(shè)備之間進行通信。
1394通信能以S100、S200、S400、S800、S1600和S3200進行通信,并且在將來以更高的速度進行通信。在以光纜、UTP電纜和STP電纜進行1394通信時,待被傳送的數(shù)據(jù)包中未被用于以低數(shù)據(jù)速率傳送數(shù)據(jù)的比特被排列在一個數(shù)據(jù)流上,以便適于高速通信。
在使用光纜、UTP電纜和STP電纜時,在傳統(tǒng)的1394通信中采用同相信號實現(xiàn)的數(shù)據(jù)速率傳送通過發(fā)送預(yù)定速度控制符號來實現(xiàn)。
在該數(shù)據(jù)通信方法中,通過發(fā)送預(yù)定控制符號來實現(xiàn)與由IEEE 1394標準限定的待提供給該電纜的偏置信號相同的效果。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面,上述目的可通過提供一種電子設(shè)備來實現(xiàn),該電子設(shè)備具有一個與由IEEE 1394標準限定的一條電纜連接的端子,和一個與光纜、UTP電纜和STP電纜中的至少一種電纜連接的端子。
根據(jù)本發(fā)明的又一個方面,上述目的可通過提供一種數(shù)據(jù)通信方法來實現(xiàn),其中,當適于其數(shù)據(jù)速率可變的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的接口被用于在多個電子設(shè)備間進行數(shù)據(jù)通信時,使用由該數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)限定的電纜,而當使用用于利用不同于在該數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)限定的電纜的多用途電纜來進行數(shù)據(jù)通信的通信信道時,通過使用相應(yīng)于最大數(shù)據(jù)速率的比特排列來進行數(shù)據(jù)通信,并且當使用多功能電纜以低數(shù)據(jù)速率進行數(shù)據(jù)通信時,待被傳送的數(shù)據(jù)包中未被用于傳送數(shù)據(jù)的比特區(qū)被排列在一個數(shù)據(jù)流上,以便適應(yīng)多個數(shù)據(jù)速率。
根據(jù)本發(fā)明再一個方面,上述目的可通過提供一種在基于適用于其數(shù)據(jù)速率可變的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的接口的物理層中形成的集成電路來實現(xiàn),其中該集成電路包括一個與由該數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)限定的一條電纜連接的端子;和一個與不同于由該數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)限定的電纜的一條多用途電纜連接的端子。
根據(jù)本發(fā)明,通過利用光纜、UTP電纜和STP電纜來實現(xiàn)1394通信等。因此,可擴展1394通信接口等的多用途使用性能。
下面將參照附圖及實施例來描述本發(fā)明,附圖中
圖1A-1D是表示按照本發(fā)明在數(shù)據(jù)流上符號排列例子的圖;圖2A-2C是表示當使用1394電纜時發(fā)送數(shù)據(jù)速率方法的圖;圖3是表示按照本發(fā)明的發(fā)送數(shù)據(jù)速率的方法的一個實施例的圖;圖4是表示用于本發(fā)明的4B/5B代碼的例子的圖5A和5B是表示當使用一條1394電纜時實現(xiàn)TP偏置的方法和按照本發(fā)明實現(xiàn)TP偏置的方法的例子的圖;圖6是表示按照本發(fā)明一實施例的物理層控制LSI的框圖;圖7是表示按照本發(fā)明另一實施例的物理層控制LSI的框圖;和圖8是表示按照本發(fā)明再一個實施例的物理層控制LSI的框圖。
在1394通信中限定了通信數(shù)據(jù)速率S100(98.304Mbps)、S200(196.608Mbps)和S400(393.216Mbps)。首先,將描述用一條光纜和一條UTP以這三種速度復(fù)制的方法。
在圖1A至1D中示出了當使用最大數(shù)據(jù)速率S400時符號的排列。圖1A表示在一個數(shù)據(jù)流上符號的排列。在S100數(shù)據(jù)速率上,只有四個符號中的一個符號被用于進行通信,如圖1B所示。在圖1C中,在S200上使用兩個符號,而在圖1D中,在S400上所有符號都被使用。這種方式允許以四分之一數(shù)據(jù)速率和半數(shù)據(jù)速率進行通信。另外,如果將來將通信限定為等于或高于S400,則對所使用的比特間隔進行調(diào)整。在這種情況下,進行通信的節(jié)點需要知道彼此的最大數(shù)據(jù)速率。盡管相應(yīng)于這些數(shù)據(jù)速率的符號操作情況(以四比特為單位)被示于圖1A至1D中,但這些符號也可以以一個比特、二個比特、一個字節(jié)(八比特)或一個字(16比特)為單位進行排列。
這種方法可應(yīng)用于圖3所示的一個1394數(shù)據(jù)包(同步或異步)的數(shù)據(jù)區(qū)。在應(yīng)用中,在發(fā)送端和接收端讀符號的位置必須是同步的,它以下述方法執(zhí)行。換句話說,在前置區(qū)中,控制符號“JK”被連續(xù)地發(fā)送。兩個通信節(jié)點必須知道僅在符號JK的連續(xù)輸出(或指定的符號)被中斷之后每個節(jié)點才開始讀這些符號。符號“JK”的單一排列在符號同步中是有用的。因此,在這個實施例中,每組五比特的分離很容易用符號“JK”識別。在圖3中,Arb表示判優(yōu)(arbitration),以及T表示符號“T”(結(jié)束)。
接著,將描述在該1394通信中發(fā)送數(shù)據(jù)速率的方法。如圖2A至2C所示,按照1394電纜,通過將作為在電纜中流動以發(fā)送選通信號的偏置信號的TPB和TPB*的電平在例如100到120納秒期間設(shè)置為相互不同的預(yù)定電平,發(fā)送S100、S200和S300的數(shù)據(jù)速率。
另外,根據(jù)使用光纜、UTP電纜或STP電纜的本發(fā)明的1394通信,這些數(shù)據(jù)速率根據(jù)發(fā)送控制符號的次數(shù)而發(fā)送。圖4表示用于本發(fā)明的一個符號表。在使用光纜、UTP電纜或STP電纜的1394通信中,1394通信的數(shù)據(jù)以4B/5B代碼來發(fā)送。4B/5B代碼是一種用于數(shù)字數(shù)據(jù)通信的編碼方法標準,并被用于100Mb/s以太網(wǎng)(Ethemet)、FDDI等。作為代碼使用的每個符號根據(jù)使用該符號的通信方法而有不同的用途。與此不同,還有多種編碼方法,如將后述。
4B/5B代碼有16種控制符號。符號“JK”被發(fā)送給1394數(shù)據(jù)包的前置區(qū),以及例如,符號“S”被用于通知數(shù)據(jù)速率。此時,根據(jù)發(fā)送符號“S”的次數(shù),該數(shù)據(jù)速率被發(fā)送給1394數(shù)據(jù)包的前置區(qū)。例如,如圖3所示,不傳送符號“S”表示S100,傳送一次表示S200,而傳送兩次表示S400。即使將來會有更快的數(shù)據(jù)速率被增加到1394標準,這種方法仍能通過增加發(fā)送符號“S”的次數(shù)來復(fù)制這一情況。除了以發(fā)送符號“S”的次數(shù)來識別,發(fā)送另一預(yù)定符號例如符號“R”的情況也能被識別為S400。
盡管在前置區(qū)中的符號“JK”的數(shù)目根據(jù)各數(shù)據(jù)速率的不同而不同,但最好在情況許可時在前一半插入用于通知數(shù)據(jù)速率的符號“S”。這是因為最好盡早地識別數(shù)據(jù)速率信息。符號“JK”必須在一開始就發(fā)送。原因是符號同步需要按上述進行。
上面通過例子描述了4B/5B代碼。但是,本發(fā)明也能應(yīng)用到例如RMI(restricted mark inversion限制傳號倒置)、CMI、AMI、mB/1C、mB/nB、4B/3T和2BIQ碼的編碼方法,這些編碼方法通過類似地將1394控制信號指定給各編碼方法的控制碼而實現(xiàn)。例如,按照8B/10B編碼的例子,符號“數(shù)據(jù)前置”被用作控制符號(相應(yīng)于“JK”),而符號“速度”被用作發(fā)送速率通信符號(相應(yīng)于“S”)。這些符號的使用類似于“JK”和“S”的使用。
另外,如圖5所示,在1394通信中有TP偏置信號,它被用于采用電纜檢測連接到另一個節(jié)點的節(jié)點。換句話說,通過在數(shù)據(jù)流電纜中將作為偏置信號的TPA和TPA*固定在高電平,TP偏置被接通。此外,如圖5B所示,在光纖、UTP或STP電纜中,通過連續(xù)發(fā)送不同于“Q”的控制符號,TP偏置被接通。當符號“Q”到來時,TP偏置被確定為關(guān)閉?!癚”表示沒有信號的狀態(tài)。例如,還有一個連接器被取消的狀態(tài)等效于狀態(tài)“Q”。
即使在TP偏置被關(guān)閉時,與另一節(jié)點的維持連接也需要同步。在這種情況下,在同步中符號“Q”的長時間連續(xù)是極為不利的。因此,使用有大信號變化的控制信號例如“1”對維持PLL穩(wěn)定極為有利。“大信號改變”具有下述涵義。
每當向其輸入比特“1”時,MLT-3電路16和NRZI編碼電路20(下面描述)改變它們的輸出電平。由于符號“I”表示為“11111”如圖4所示,所以該電平對應(yīng)于總共5個比特而改變。因此這種情況被描述為大信號變化。從而,如下所述,在光纜被不必要輻射影響的情況下,符號“I”可以被使用。符號“I”是在沒有數(shù)據(jù)時所發(fā)送的數(shù)據(jù),并且主要用于維持同步。反之,當電纜例如UTP或STP電纜易被不必要輻射影響時,則需要具有小信號變化的控制信號。
具體地說,在UTP或STP電纜的情況下,當具有強信號改變的控制符號例如“1”被發(fā)送時,不必要輻射必須被削弱。然而,當需要發(fā)送符號“1”時,作為響應(yīng),具有小信號變化的控制信號例如“H”被發(fā)送。不必要輻射對STP電纜的影響要小于UTP電纜,這是因為它被進行了屏蔽處理。然而,最好使用符號“H”。如上所述,控制符號“Q”、“I”和“H”具有各自不同的特征,所以,理想情況是應(yīng)將它們對應(yīng)電纜的類型而使用。然而,當需要使用對任何類型電纜通用的控制符號時,可根據(jù)各類電纜的特性和缺點進行適當選擇。
對于按照本發(fā)明的物理層控制大規(guī)模集成電路(LSI),下面將描述適于UTP或STP電纜、適于POF(Plastic optical fiber塑料光纖)電纜和對這兩種電纜均適用的三個例子。
圖6所示的物理層控制LSI 1適于UTP或STP電纜。該物理層控制LSI1具有連接到1394電纜5的插座2的端口14,和連接到UTP或STP電纜(下稱UTP/STP電纜)的連接器3的端口18。物理層控制LSI 1包括用于執(zhí)行1394標準處理的電路,和用于執(zhí)行上述UTP或STP傳輸處理的電路,它們相應(yīng)于這兩個端口14和18。
在物理層控制LSI 1中設(shè)有1394物理層協(xié)議邏輯塊11。1394物理層協(xié)議邏輯塊11執(zhí)行總線初始化、判優(yōu)和參照圖1A-1D到圖5A和5B所述的各種處理。
用于執(zhí)行發(fā)送數(shù)據(jù)的DS編碼和接收數(shù)據(jù)的DS編碼的DS編碼電路12被連接到1394物理層協(xié)議邏輯塊11,并且用于調(diào)整發(fā)送或接收信號電平等的模擬電路13被連接到DS編碼電路12。這兩個電路是用于進行1394標準處理的。模擬電路13連接到端口14,并且1394插座2連接至端口14。
用于執(zhí)行發(fā)送數(shù)據(jù)的4B/5B變換和接收數(shù)據(jù)的5B/4B變換的4B/5B變換電路15也被連接到1394物理層協(xié)議邏輯塊11。用于執(zhí)行發(fā)送數(shù)據(jù)的MLT(multilevel transmission多電平傳輸)-3編碼和接收數(shù)據(jù)的MLT-3反變換的MLT-3電路16被連接到4B/5B變換電路15,并且用于調(diào)整發(fā)送/接收信號電平等的模擬電路17與其連接。模擬電路17連接到端口18,并且UTP/STP連接器3經(jīng)隔離變壓器4連接到端口18。MLT-3電路16根據(jù)三值邏輯來進行電壓電平變換,并且在輸入比特“1”時給出電平變化。物理層控制LSI 1可以由單個集成電路構(gòu)成。然而,圖6中虛線所示的部分可由另一集成電路構(gòu)成。實際上,可以把隔離變壓器4置于UTP/STP連接器3中。
圖7示出的物理層控制LSI 31適于POF電纜。物理控制LSI 31具有連接到1394電纜5的插座2的端口14,和連接到POF電纜7的連接器33(下稱“POF連接器”)的端口19。連接器33還具有光鏈接功能,并特別具有在光信息與電信息之間進行轉(zhuǎn)換的光/電和電/光轉(zhuǎn)換器。物理層控制LSI 31包括用于執(zhí)行1394標準處理的電路,和用于執(zhí)行上述POF電纜傳輸處理的電路,它們相應(yīng)于兩個端口14和19。為了執(zhí)行POF電纜傳輸,使用NRZI(non-return zero inverted on ones不歸零倒置)編碼電路20以替代MLT-3電路16。NRZI編碼電路20是輸入比特“1”進行倒置的一個二值邏輯電路。
圖8中所示的物理層控制LSI 41適于UTP或STP電纜和POF電纜。物理層控制LSI 41具有連接到1394電纜插座2的端口14,和連接到UTP或STP電纜和POF電纜二者的端口21。物理層控制LSI 41包括用于連接UTP或STP電纜的MLT-3電路16,和用于連接到POF電纜的NRZI編碼電路20;還包括用于將連接至端口21的各種連接器連接的連接器檢測器22,以及由連接檢測器22的輸出控制的第一和第二開關(guān)SW1和SW2。當UTP或STP電纜被連接到端口21時,第一和第二開關(guān)SW1和SW2二者被轉(zhuǎn)換到MLT-3電路16。當POF電纜接到端口21時,第一和第二開關(guān)SW1和SW2二者被轉(zhuǎn)換到NRZI編碼電路20。
按照本發(fā)明的物理層控制LSI 1、31和41具有上述結(jié)構(gòu),因此,當1394插座2被接到端口14時,通過將TPA和TPA*如圖5A所示地固定在高電平來發(fā)送偏置信號的ON(接通)狀態(tài),并且根據(jù)如圖2A-2C所示的TPB和TPB*的電平來發(fā)送數(shù)據(jù)速率。
另外,當UTP/STP連接器3被接至端口18時、當POF連接器33被接至端口19時、和當UTP/STP連接器3或POF連接器33被接至端口21時,通過發(fā)送如圖5B所示的不同于符號“Q”的符號來發(fā)送偏置信號的接通狀態(tài),并且根據(jù)如圖3所示的在1394數(shù)據(jù)包的前置區(qū)中待發(fā)送的符號“S”的數(shù)目來發(fā)送該數(shù)據(jù)速率。
實際上,在1394物理層協(xié)議邏輯塊11與DS編碼電路12之間有數(shù)據(jù)線和選通線,并在1394物理層協(xié)議邏輯塊11與4B/5B變換電路15之間有數(shù)據(jù)線和控制線。上述JK、S、和R等利用如圖3所示的前置區(qū)由控制線發(fā)送,而Q、I和H等利用如圖3所示的空載區(qū)由控制線發(fā)送。數(shù)據(jù)利用如圖3所示的數(shù)據(jù)區(qū)由數(shù)據(jù)線發(fā)送,如圖1A-1D所示。符號“0”被作為圖1A-1D所示的“未被使用的符號(比特)”發(fā)送?!拔幢皇褂玫姆?比特)”是指該符號(比特)在數(shù)據(jù)發(fā)送中未被使用,換句話說,它未被用作待在圖3所示的數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)區(qū)中發(fā)送的數(shù)據(jù)。然而,對于其它不同的用途,例如,該符號(比特)可以被用于傳送控制數(shù)據(jù)。
通常,在IEEE 1394中,時刻變化的數(shù)據(jù)傳輸速率利用JK和S而動態(tài)變化。因此,發(fā)送符號的時間隨著每個數(shù)據(jù)速率不同而不同。另外,當利用多功能電纜進行發(fā)送或接收時,在圖1A-1D所示的速率影響下,只有空白部分被輸入。因此,需要考慮適于最大速率的比特排列。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)據(jù)通信方法,其中多個具有基于IEEE 1394標準的通信接口的電子設(shè)備通過光纜、非屏蔽扭絞線對(UTP)電纜或屏蔽對絞對(STP)電纜中的至少一種電纜連接,并且在所述電子設(shè)備之間執(zhí)行通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)通信方法,其中待被發(fā)送的數(shù)據(jù)包中未被用于以低數(shù)據(jù)速率發(fā)送數(shù)據(jù)的比特被排列在一個數(shù)據(jù)流上,以便適應(yīng)由IEEE1394串行總線限定的多個數(shù)據(jù)速率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)通信方法,其中通過利用數(shù)據(jù)流來傳送一個或多個預(yù)定速度控制符號來發(fā)送數(shù)據(jù)速率。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)據(jù)通信方法,其中根據(jù)用于將所述速度控制符號傳送到所述數(shù)據(jù)流的次數(shù)來發(fā)送各種所述數(shù)據(jù)速率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)通信方法,其中通過發(fā)送預(yù)定控制符號來實現(xiàn)與在由EEE 1394標準限定的待提供給所述電纜的偏置信號相同的效果。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)通信方法,其中具有小信號變化的控制符號被用于取代具有大信號變化的控制符號,以減弱在所述UTP電纜或所述STP電纜中的不必要輻射。
7.一種電子設(shè)備,具有一個與由IEEE 1394標準限定的一條電纜連接的端子,和一個與光纜、UTP電纜或STP電纜中的至少一種電纜連接的端子。
8.一種數(shù)據(jù)通信方法,其中,當適于其數(shù)據(jù)速率可變的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的接口被用于在多個電子設(shè)備間進行數(shù)據(jù)通信時,使用由所述數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)限定的電纜,其中,當使用用于利用不同于由所述數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)限定的所述電纜的多用途電纜來進行數(shù)據(jù)通信的通信信道時,通過使用相應(yīng)于最大數(shù)據(jù)速率的比特排列來進行數(shù)據(jù)通信,并且當使用所述多用途電纜以低數(shù)據(jù)速率進行數(shù)據(jù)通信時,待被傳送的數(shù)據(jù)包中未被用于發(fā)送數(shù)據(jù)的比特區(qū)被排列在一個數(shù)據(jù)流上,以便適應(yīng)多個數(shù)據(jù)速率。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的數(shù)據(jù)通信方法,其中所述接口是基于IEEE1394標準的通信接口,并且所述多用途電纜是光纜、UTP電纜或STP電纜中的任意一種電纜。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的數(shù)據(jù)通信方法,其中通過利用所述數(shù)據(jù)流傳送一個或多個預(yù)定速度控制符號來發(fā)送所述數(shù)據(jù)速率。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的數(shù)據(jù)通信方法,其中根據(jù)用于將所述速度控制符號傳送到所述數(shù)據(jù)流的次數(shù)來發(fā)送各種所述數(shù)據(jù)速率。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的數(shù)據(jù)通信方法,其中通過發(fā)送預(yù)定控制符號來實現(xiàn)與由所述數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)限定的待提供給所述電纜的偏置信號相同的效果。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的數(shù)據(jù)通信方法,其中當所述預(yù)定控制符號具有強信號變化時,如果必須減弱不必要輻射,則使用具有小信號變化的控制信號。
14.一種在基于適用于其數(shù)據(jù)速率可變的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的接口的物理層中形成的集成電路,其中所述集成電路包括一個與由所述數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)限定的一條電纜連接的端子;和一個與不同于由所述數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)限定的電纜的一條多用途電纜連接的端子。
全文摘要
一種數(shù)據(jù)通信方法、電子設(shè)備及物理層控制集成電路,可用于1394通信中,能夠以S100、S200、S400、S800、S1600、S3200或在將來更高的速率進行通信。當用光纜和UTP電纜進行1394通信時,可通過在一個數(shù)據(jù)流上排列未在低速使用的比特來適應(yīng)高速通信。通過以預(yù)定速度發(fā)送速度控制符號來實現(xiàn)數(shù)據(jù)速率的傳送。對于T
文檔編號G06F13/42GK1179659SQ97121360
公開日1998年4月22日 申請日期1997年10月3日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月3日
發(fā)明者藤森隆洋, 田中知子 申請人:索尼公司