專利名稱：多數(shù)據(jù)信道的局域通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種局域通信系統(tǒng)，它包括多個(gè)相互聯(lián)結(jié)的站，以便在多個(gè)串行數(shù)據(jù)信道上完成消息通信。本發(fā)明進(jìn)一步涉及這樣一個(gè)系統(tǒng)中所用的裝置。
例如，Knapp和Hetzel已在一份題為“汽車用局域音頻網(wǎng)絡(luò)芯片”的論文中描述了這樣一種類型的系統(tǒng)，這篇論文是在1992年3月24-27日的92屆語聲工程題協(xié)會(huì)例會(huì)上提出的。Vienna-Knapp和Hetzel建議在一部汽車的音頻系統(tǒng)內(nèi)的各部分之間傳送音頻信號(hào)采用公知的SPDIF格式，為了使音頻信號(hào)和控制消息并行傳送，而把8個(gè)信道加到格式中。
在Knapp和Hetzel的系統(tǒng)中，簡(jiǎn)稱A-LAN，每個(gè)站(每個(gè)裝置)都被構(gòu)造和配置成分別在8個(gè)控制信道之一上傳送而在其余七個(gè)信道上接收來自其它節(jié)點(diǎn)的消息。
安裝這樣一個(gè)系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生一些實(shí)際問題。首先，按所述方法分配信道，會(huì)限制連入環(huán)網(wǎng)中的站數(shù)。實(shí)例表明，可以怎樣通過提供多環(huán)的方法超過這一限制，同時(shí)把每個(gè)環(huán)中的一個(gè)站作為去另一個(gè)環(huán)的入口。但是，這樣一個(gè)入口復(fù)雜且安裝費(fèi)用高，這就使在一個(gè)A-LAN系統(tǒng)中增加第九個(gè)站的費(fèi)用很快增加。
第二，每個(gè)站都會(huì)發(fā)現(xiàn)自己被迫同時(shí)接收來自幾個(gè)信道的無關(guān)消息。這使昂貴的通信管理措施成了必需，例如，緩沖或排列這些消息的優(yōu)先級(jí)。
本發(fā)明的目的是能夠提供一種首段所給出的局域通信系統(tǒng)，其中，為了能經(jīng)由數(shù)據(jù)信道傳送消息而連入的站數(shù)不會(huì)嚴(yán)格受限于數(shù)據(jù)信道數(shù)，并且仍然保留簡(jiǎn)單和價(jià)格便宜的好處。
本發(fā)明提出了一個(gè)局域通信系統(tǒng)，它包括為了經(jīng)由多個(gè)串行數(shù)據(jù)信道完成消息通信而相互聯(lián)結(jié)的站，其特征在于，所述數(shù)據(jù)信道按如下定義分配-多個(gè)第一類站(“主/從”)，為它們中每一個(gè)分配一個(gè)自己的數(shù)據(jù)信道，以便每個(gè)主站可通過它自己的數(shù)據(jù)信道發(fā)送消息，而其它站只能在所述信道上接收數(shù)據(jù);
-一群多個(gè)第二類站(“僅從”)，為它們分配一個(gè)共享的“僅從”數(shù)據(jù)信道完成傳送，以便任何僅從站都可以經(jīng)由一個(gè)公共信道傳送數(shù)據(jù)。
其中，僅從站被禁止在共享數(shù)據(jù)信道上傳送，除非它接收到一個(gè)來自有自己數(shù)據(jù)信道的主/從站發(fā)出的命令，授權(quán)它這樣做，并且其中主/從站有這樣的操作機(jī)構(gòu)，即在同一時(shí)間只允許它授權(quán)不多于一個(gè)的僅從站在共享信道上傳送。
在任一典型系統(tǒng)中，一些站在對(duì)系統(tǒng)的控制功能方面很被動(dòng)。例如，在Knapp和Hetzel提出的示例系統(tǒng)中，有源揚(yáng)聲器似乎不具備從整體上控制系統(tǒng)的任何智能。如果它們被指定并構(gòu)造成僅從站，那么，本發(fā)明允許它們共享一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)信道，這就減少了對(duì)接入站數(shù)目的限制。
本發(fā)明可以這樣實(shí)現(xiàn)，即在任何給定時(shí)間只有一個(gè)主/從站能授權(quán)允許在共享信道上傳送數(shù)據(jù)。在這種類型的一個(gè)非常簡(jiǎn)單的實(shí)施例中，除了一個(gè)主/從站，其它站都永遠(yuǎn)不能授權(quán)在公共信道上傳送。換言之，一個(gè)具有這種授權(quán)能力的主/從站可以給另一個(gè)主從站發(fā)送一個(gè)預(yù)定的令牌(token)傳送消息，作為對(duì)這一消息的響應(yīng)，另一個(gè)主/從站就變成為能夠授權(quán)在共享信道上進(jìn)行傳送的站。
和A-LAN系統(tǒng)相同，多個(gè)串行數(shù)據(jù)信道可以是邏輯信道，它們復(fù)用成一個(gè)串行數(shù)據(jù)信道，以在各站之間傳送，還可以進(jìn)一步和用戶信息信號(hào)復(fù)用以便在各站間進(jìn)行音頻和/或視頻信息傳送。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明絕不僅限于這些應(yīng)用。
本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種裝置，以用于依照前面所述的本發(fā)明系統(tǒng)中，該裝置具有系統(tǒng)的主/從站的技術(shù)特性。
本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種裝置，以用于依照前面所述的本發(fā)明系統(tǒng)中，該裝置具有系統(tǒng)的僅從站的技術(shù)特性。
下面，以例子的形式描述本發(fā)明的實(shí)施例，并附加圖解以作參考，其中

圖1示出以方框圖的形式表示實(shí)施本發(fā)明的局域通信系統(tǒng);
圖2示出了在圖1所示系統(tǒng)中的裝置之間傳送數(shù)據(jù)信號(hào)的幀結(jié)構(gòu);
圖3詳細(xì)示出了圖2中數(shù)字信號(hào)中控制消息的結(jié)構(gòu);
圖4以框圖形式示出了用于圖1系統(tǒng)的每個(gè)裝置的接口電路;
圖5是一個(gè)流程圖，它示出圖1系統(tǒng)中鎖定機(jī)制的運(yùn)行情況;
圖6說明了消息在系統(tǒng)中的傳送和鎖定機(jī)制的運(yùn)行;
圖7說明了本發(fā)明可選實(shí)施例中令牌傳送機(jī)制的運(yùn)行。
圖1所示系統(tǒng)包括9個(gè)音頻相關(guān)裝置101到109，它們聯(lián)結(jié)在一起作為以上引述的Knapp和Hetzel在論文中所提音頻局域網(wǎng)(A-LAN)中的站或節(jié)點(diǎn)。在這個(gè)示例系統(tǒng)中，裝置有錄音機(jī)和控制單元101、視頻系統(tǒng)(VCR)102、致密盤(CD)轉(zhuǎn)換器單元105、調(diào)諧器106、電話機(jī)109和四個(gè)有源揚(yáng)聲器單元103、104、107和108。每個(gè)有源揚(yáng)聲器單元包括數(shù)字音頻信號(hào)處理器、放大器(AMP)和擴(kuò)音器單元。
A-LAN的內(nèi)部聯(lián)結(jié)包括8個(gè)單向點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光纖鏈路111-119，以便環(huán)中所有節(jié)點(diǎn)都連接在一起。每條光纖鏈路上同時(shí)傳送數(shù)字音頻信號(hào)和控制消息，其格式按照所謂Sony-Philips數(shù)字接口格式，由國(guó)際電子協(xié)會(huì)制定的標(biāo)準(zhǔn)，Geneva，參看ICE9581989。
圖2所示為SPDIF信號(hào)的結(jié)構(gòu)，它被分成一些192幀的塊，每幀包括兩個(gè)32位的子幀。每個(gè)子幀有攜帶音頻信號(hào)信息的20位音頻位場(chǎng)和各種控制和信息位場(chǎng)，包括一個(gè)前綴X、Y或Z，輔助數(shù)據(jù)場(chǎng)AUX，一個(gè)有效位V，一個(gè)用戶位U，一個(gè)信道狀態(tài)位C和一個(gè)奇偶校驗(yàn)位P。SPDIF給出了所有場(chǎng)的定義，只是把用戶位U保留下來，以便設(shè)計(jì)專用系統(tǒng)之用。
圖3表示了在已知的A-LAN系統(tǒng)的連續(xù)子幀中用戶位的分配方法，這種分配用來有效地表示8個(gè)平行消息信道Ch0到Ch7上的控制消息，外加一個(gè)“透明信道”T。正如Knapp和Hetzel論文中所描述的，用于消息信道Ch0到Ch7的每個(gè)位是循環(huán)交替分配的，而每第十二個(gè)用戶位U都分配給透明信道T。這樣每塊的2192個(gè)子幀中，有44位為每個(gè)Ch0-Ch7而傳送，同時(shí)傳送32個(gè)T位。在本實(shí)施例中透明信道(T位)沒有任何作用，所以不作進(jìn)一步討論。
如圖3所示，由Knapp和Hetzel定義的A-LAN系統(tǒng)提供包含16個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)的控制消息在任一控制信道Ch0-Ch7上的傳送，它占據(jù)4個(gè)SPDIF塊長(zhǎng)的間隔(圖3中塊n到塊n+3)。每塊的開始，信道上載有一個(gè)SYNC(同步)位(它恒為“1”)，其后是一個(gè)START(開始)位，僅在裝載消息的前四個(gè)塊中，其值為“1”。除非上下文需要，以下術(shù)語“信道”指A-LAN中的控制消息信道Ch0-Ch7，而不是指SPDIF音頻信號(hào)信道。
如同Knapp和Hetzel示例，每個(gè)消息的一個(gè)第一字節(jié)ADDR/ACK中載有兩種類型的尋址信息，一個(gè)空格作為請(qǐng)求應(yīng)答位ACK，由一個(gè)接收節(jié)點(diǎn)填入。每個(gè)消息既可以通過3位節(jié)點(diǎn)地址NADD尋址一個(gè)特殊的節(jié)點(diǎn)，也可以通過一個(gè)3位群地址尋址一個(gè)節(jié)點(diǎn)群，這取決于字節(jié)ADDR/ACK中最高有效位(msb)中模式位的狀態(tài)。在本實(shí)施例中，只用到了地址NADD，模式位保持為“0”。
示例中，每個(gè)消息的“源地址”沒有清楚給出發(fā)送它的信道號(hào)，也就是說，每個(gè)節(jié)點(diǎn)尋找它自己的信道發(fā)送控制信息，而任何節(jié)點(diǎn)可以接收來自任何節(jié)點(diǎn)的信息，不計(jì)透明信道(T)，這使能連到A-LAN環(huán)路的發(fā)送控制消息的節(jié)點(diǎn)數(shù)最多不超過8個(gè)(NADD＝0到NADD＝7)。這里所描述的系統(tǒng)采用傳統(tǒng)形的改進(jìn)形，特別的好處在于可把8個(gè)以上的發(fā)送節(jié)點(diǎn)連到同一個(gè)A-LAN環(huán)路上。
消息的第二個(gè)字節(jié)LENGTH定義了隨后的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)，范圍是從1到15。Knapp和Hetzel的示例中沒有定義這些數(shù)據(jù)字節(jié)的意義。在本系統(tǒng)中，16個(gè)A-LAN消息數(shù)據(jù)字節(jié)分配給一個(gè)設(shè)備-子設(shè)備控制字節(jié)DSDCONTROL和15個(gè)設(shè)備-子設(shè)備數(shù)據(jù)字節(jié)DSDDATA1到DSDDATA15。如圖3中所示，控制字節(jié)DSDCONTROL包括兩位場(chǎng)IDENT、一個(gè)啟始標(biāo)志位INI和一個(gè)4位消息類型場(chǎng)DSDTYPE。在該實(shí)施例中，用這些位場(chǎng)完成設(shè)備、子設(shè)備尋址及實(shí)現(xiàn)與D2B系統(tǒng)中相同的通信協(xié)議，但其僅限于在一個(gè)A-LAN系統(tǒng)中多信道環(huán)境下。
在描述系統(tǒng)的這些特性和運(yùn)行情況之前，先研究一下把每個(gè)裝置連入A-LAN系統(tǒng)的接口電路是不無俾益的。圖4只是提供一個(gè)典型接口電路的框圖，當(dāng)然也可采用其它的方法。
圖4的接口電路有一個(gè)光接收機(jī)400，用以接收上一節(jié)點(diǎn)通過光纖鏈路(圖1中111-119)傳送來的SPDIF輸入信號(hào)SPDIFIN。同樣，一個(gè)光發(fā)送機(jī)402，用以發(fā)送一個(gè)SPDIF輸出信號(hào)SPDIFOUT，并通過另一光纖把它傳送到環(huán)路中下一節(jié)點(diǎn)。一個(gè)多路解調(diào)器/解碼器404解碼SPDIFIN信號(hào)，把用戶位U從標(biāo)準(zhǔn)的SPDIF音頻和控制數(shù)據(jù)AUDIOIN中分離出來。數(shù)據(jù)AUDIOIN通過適當(dāng)?shù)囊纛l處理電路(沒有示出)，而用戶位需進(jìn)一步解碼，以把用于8個(gè)控制信道Ch0-Ch7的數(shù)據(jù)同用于透明信道的數(shù)據(jù)分開。
如上所述，該裝置有一個(gè)節(jié)點(diǎn)地址NADD，它儲(chǔ)存在接口電路406中，以供解碼器404之用。這就使解碼器可以區(qū)分七個(gè)僅收信道和該節(jié)點(diǎn)的一個(gè)發(fā)送信道，七個(gè)僅收信道的數(shù)據(jù)出現(xiàn)在解碼器的RX0IN-RX6IN上，而發(fā)送信道的數(shù)據(jù)在完全通過一個(gè)A-LAN環(huán)之后，出現(xiàn)在解碼器的輸出端TXIN。例如，一個(gè)節(jié)點(diǎn)的NADD＝4，那么發(fā)送信道將是A-LAN的Ch4，而接收信道RX0-RX6將對(duì)應(yīng)A-LAN的信道Ch0-Ch3和Ch5-Ch7。包含在信號(hào)SPDIFIN中的透明信道數(shù)據(jù)出現(xiàn)在解碼器的輸出端TRIN。
一個(gè)復(fù)用器/編碼器408接收數(shù)據(jù)AUDIOOUT，RX0OUT～RX6OUT、TXOUT和TROUT，并將其組合起來，產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)SPDIFOUT，通過光發(fā)送器402發(fā)送。這個(gè)數(shù)據(jù)主要是回響通過解碼RECEIVING信號(hào)所得到的相應(yīng)數(shù)據(jù)。但是，接口電路允許用附加的音頻和控制信息調(diào)整SPDIF信號(hào)，而這種音頻和控制信息是這種特殊裝置自己可以產(chǎn)生的。音頻信號(hào)和現(xiàn)在的描述的無關(guān)。
該裝置的控制智能是由一個(gè)可編程微控制器(MCU)410提供的，這個(gè)MCU通過數(shù)據(jù)線412和接口電路通信，來影響通過8個(gè)消息信道Ch0-Ch7的消息的接收和傳送。對(duì)七個(gè)接收信道的每一個(gè)，接口電路包含一個(gè)接收緩沖器和控制裝置，僅就其一，即為RX0信道而包含的接收緩沖器和控制裝置在圖解414作了說明。對(duì)發(fā)送信道提供有一個(gè)發(fā)送緩沖器和控制裝置416。
接收緩沖和控制裝置414包括一個(gè)開關(guān)電路420、一個(gè)16字節(jié)接收緩沖器422和一個(gè)接收控制電路424。運(yùn)行中，接收控制電路424監(jiān)視解碼器的輸出RX0IN上的消息幀，看其位場(chǎng)ADDR是否對(duì)應(yīng)于該裝置的節(jié)點(diǎn)地址。當(dāng)檢測(cè)到這樣一幀后，控制電路424就接通電路420，使一個(gè)包含多達(dá)16個(gè)消息字節(jié)的完整幀裝載到讀緩沖器422。接收到的，所有用于信道RX0的比特也通過機(jī)構(gòu)414而到達(dá)解碼器408的相應(yīng)輸入端，以待重發(fā)。接收控制電路只能修改一幀中的接收應(yīng)答位ACK，以告知發(fā)送該幀的裝置它是否已被接收。
MCU410可以從接收緩沖器422中讀出接收到的信息字節(jié)中的內(nèi)容RXDAT(在實(shí)施例中的DSDCONTROL和DSDDATA1-15)。如示例所述，通過配置控制電路424和開關(guān)，可以防止消息字節(jié)在被MCU410讀到之前被一個(gè)新幀重寫。但是，如示例所述，這并不能阻止一個(gè)具有恰當(dāng)?shù)刂返男碌南黄渌诺繰X1-RX5的接收緩沖器所接收。
發(fā)送緩沖和控制機(jī)構(gòu)416包括一個(gè)發(fā)送緩沖器428和發(fā)送控制電路430。MCU410準(zhǔn)備好一個(gè)消息幀，將其發(fā)送和裝載到緩沖器426，在這里，發(fā)送控制電路把該幀的位場(chǎng)提供給復(fù)用器/編碼器的TXOUT，使其進(jìn)入信號(hào)SPDIFOUT中所給出的相應(yīng)控制信道。一旦這個(gè)信號(hào)環(huán)繞A-LAN傳送一周，它在TXIN被重新接收和解碼。收到的TXIN幀和發(fā)送幀相比，僅僅是在時(shí)間上有所延遲，但是其應(yīng)答位ACK卻根據(jù)所尋址節(jié)點(diǎn)是否接收該幀而作了修改。如果這一幀沒被接收，那么MCU410和控制電路430至少可以知道這一情況，并且可以重新發(fā)送這一幀，直到它被接收為止。
從我們所描述的部分可以看出，接口的實(shí)際運(yùn)行情況正如示例所述。本實(shí)施例的操作在兩個(gè)重要方面有所改進(jìn)。其一，裝有一個(gè)鎖定機(jī)制，這樣每個(gè)裝置的MCU410就無需以復(fù)雜的軟件協(xié)議來處理在信道RX0-RX6上同時(shí)接收七條消息的情況。同時(shí)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可作為“設(shè)備”被尋址，每個(gè)設(shè)備的功能部件也作為“子設(shè)備”被尋址，其方式和符合IEC1030標(biāo)準(zhǔn)的D2B系統(tǒng)相同。
圖5說明了一種方法，MCU410通過該方法與接收緩沖和控制機(jī)構(gòu)合作，而使七個(gè)接收信道RX0-RX6形成這種鎖定機(jī)制。該機(jī)制使用每個(gè)16字節(jié)消息幀的第一字節(jié)DSDCONTROL中的位場(chǎng)DSDTYPE(見圖3)。DSDCONTROL的位場(chǎng)IDENT僅有一個(gè)值，每幀的該值依次加1。只有一個(gè)特殊的啟始消息的位場(chǎng)INT是“1”，這個(gè)消息是在上電時(shí)每個(gè)節(jié)點(diǎn)都發(fā)出的。如圖3所示，啟始消息的最初兩個(gè)字節(jié)DSDDATA可以包括一個(gè)12位的設(shè)備識(shí)別號(hào)，它類似于D2B系統(tǒng)中的設(shè)備地址。這個(gè)地址不僅是每個(gè)裝置所獨(dú)有的，而且它也指明該裝置的類型唱盤機(jī)、收音機(jī)等。
DSD類型中的4位定義了正在傳送的消息幀是五種不同類型消息幀中的哪一種，如表1所示。這五種類型又劃分成“鎖定”和“釋放”消息類型，進(jìn)一步的劃分如下所述。
DSDTYPE1010表示一種“命令”類消息(鎖定)，它包括一個(gè)操作碼(op-碼)和可選操作數(shù)碼，用以控制接收裝置的操作。因?yàn)橛邢薜南㈤L(zhǎng)度(DSDDATA1-15)不適于裝載大量操作數(shù)，所以提供了一種“數(shù)據(jù)”類消息，用以裝載更多的操作數(shù)，其DSD類型為1011(亦鎖定)。
DSD類型1000表示一個(gè)“請(qǐng)求”類消息(釋放)，它也由操作碼和操作數(shù)組成，用以定義另一裝置所必需的必要信息。DSD類型1110表示一種包括這種請(qǐng)求的一個(gè)回答的消息，它也是一個(gè)鎖定消息。DSD類型1110表示兩個(gè)設(shè)備之間通信的結(jié)束，是一個(gè)釋放類型。
參見圖5，步驟500等，在圖4接口中的實(shí)現(xiàn)方法如下500每個(gè)接收信道RX0-RX6的接收控制電路424監(jiān)視該信道，直到接收到一個(gè)尋址該節(jié)點(diǎn)的消息(節(jié)點(diǎn)，同前等于NADD)。
502一旦在一個(gè)信道RXn上接收到一個(gè)消息，立即啟動(dòng)重寫保護(hù)機(jī)構(gòu)420，用以鎖定所有信道RX0-RX6的緩沖器。
504MCU410讀取從信道RXn的接收緩沖器所接收的信息，并且開始恰當(dāng)處理這些數(shù)據(jù)字節(jié)DSDDATA1-15。
506消息被讀取之后，信道RXn的緩沖器即被釋放，繼續(xù)接收(如果還有)來自同一節(jié)點(diǎn)的更多消息幀(謹(jǐn)記，信道RXn上的全部消息都來自同一節(jié)點(diǎn))。
508如果是鎖定消息，控制重新回到步驟500，只有信道RXn的緩沖器釋放，其它信道上的消息將不被接口電路接收。
510如果是釋放消息，所有接收信道RX0-RX6的接收緩沖器全部釋放，控制回到步驟500，而接口準(zhǔn)備接收所有信道上的消息。
下面表Ⅱ給出了在圖1所示系統(tǒng)中，A-LAN信道Ch0-Ch7對(duì)不同裝置的分配情況。每個(gè)裝置都有自己的發(fā)送信道，“有源揚(yáng)聲器”除外，它通過共享信道Ch7來發(fā)送，其方式將在下面給出。
圖6說明了整個(gè)系統(tǒng)的鎖定機(jī)制的運(yùn)行情況，信道Ch0-Ch7用8個(gè)并行消息幀表示，時(shí)間從左到右遞增。圖中以垂直虛劃線表示SPDIF塊的邊界，所有消息都在這里對(duì)齊。圖上方以數(shù)字0-20標(biāo)明SPDIF，僅作參考之用。該圖是從調(diào)諧器106的角度畫出的，其發(fā)送信道是Ch4(NADD＝4)。圖中陰影部分表示在這段時(shí)間內(nèi)，調(diào)諧器的接收緩沖器對(duì)這個(gè)信道是鎖定的。因?yàn)镃h4是調(diào)諧器的發(fā)送信道，所以它上面沒有陰影。
占有一到四個(gè)塊的不同消息，以相應(yīng)信道中畫重線的方框表示。方框中給出了每個(gè)消息的目的地址(同前節(jié)點(diǎn))，框中還有字母“L”或“U”，分別表示該消息是“鎖定”還是“釋放”的。字母“N”表示消息沒有被目的節(jié)點(diǎn)的有關(guān)接收緩沖器所接收。
發(fā)送的第一個(gè)消息是“鎖定”類消息602(Ch1，塊1-4)，它是由錄音機(jī)和控制單元101(NADD＝1)發(fā)出的，以尋址調(diào)諧器(NADD＝4)。例如，這是一個(gè)命令類消息，緊隨其后的是補(bǔ)充它的數(shù)據(jù)類消息604(信道Ch1，塊7，8)和一個(gè)終止類消息606(釋放類)。后面兩個(gè)消息所占時(shí)間小于4個(gè)塊的時(shí)間，這是因?yàn)槊總€(gè)消息所含有DSDDATA字節(jié)數(shù)(A-LAN長(zhǎng)度)設(shè)到最大值15。作為響應(yīng)第一個(gè)消息602，調(diào)諧器(NADD＝4)鎖定它所有的接收緩沖器(請(qǐng)看陰影部分)，直到接收到第11個(gè)塊的釋放消息為止。一旦被接收，每個(gè)消息就被從Ch1的讀緩沖器讀出，接著只有該緩沖器被釋放(見608，610)。釋放后的消息被從緩沖器讀出后，所有信道全部釋放(見塊時(shí)間12)。
塊時(shí)間2-11之間，調(diào)諧器的讀緩沖器被鎖定，這時(shí)CD轉(zhuǎn)換器單元105(NADD＝3)試圖通過信道Ch3發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求類消息以尋址調(diào)諧器(NADD＝4)，但它不被調(diào)諧器接收(‘4N’)。CD轉(zhuǎn)換器單元重新發(fā)送請(qǐng)求消息614。這次發(fā)送是成功的，它使調(diào)諧器的接收緩沖器被重新鎖定，直到接收到來自同一節(jié)點(diǎn)的釋放消息616(Ch3，塊時(shí)間18)。調(diào)諧器106從其接收緩沖器中讀取請(qǐng)求消息614，然后發(fā)送一個(gè)應(yīng)答消息618給CD轉(zhuǎn)換器單元105(NADD＝3)。
應(yīng)當(dāng)理解，這種鎖定機(jī)制并不阻止所有8個(gè)信道以單幀并行發(fā)送不同消息，其前提是這些幀尋找不同的目的節(jié)點(diǎn)。但是，初看圖5和圖6的操作方法，會(huì)覺得這會(huì)降低A-LAN系統(tǒng)的理論運(yùn)行能力，因?yàn)檫@樣一來，原本可在8條信道上同時(shí)接收消息的接口，現(xiàn)在在同一時(shí)間只能在一個(gè)信道上接收了。內(nèi)行人會(huì)明白，要想實(shí)現(xiàn)這種理論運(yùn)行級(jí)別，需要微控制器處理大量通信管理工作和提供存儲(chǔ)量。反之，A-LAN明顯是面向大眾市場(chǎng)的應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，而這種市場(chǎng)應(yīng)用表明控制消息通信的經(jīng)營(yíng)費(fèi)用應(yīng)當(dāng)很低，而在并行信道上通過大量消息的需求又很少。該實(shí)施例中，接口不接收同一時(shí)間來自不同消息源的消息，這使用于微控制器運(yùn)行和存儲(chǔ)容量需求方面的費(fèi)用相對(duì)降低，使之適用于那些主要考慮需要物理尺寸小而價(jià)格便宜的場(chǎng)合。在任何情況下，如果裝置的工作電源和容量不十分有限，那么其設(shè)計(jì)者可以自由安排，使出現(xiàn)問題的節(jié)點(diǎn)在接收到一個(gè)消息后不鎖定所有接收信道。
這個(gè)系統(tǒng)和前面示例所述系統(tǒng)的第二個(gè)顯著不同之處在于，它指定了一組稱為“僅從”節(jié)點(diǎn)的裝置，它們沒有自己的發(fā)送信道，而8個(gè)消息信道之一Ch7，被分配作為“僅從”信道，這些節(jié)點(diǎn)在同一時(shí)間內(nèi)只有一個(gè)可在其上發(fā)送。應(yīng)當(dāng)指明，術(shù)語“主”和“從”在這里上下文中僅用以表示控制消息信道Ch0-Ch7，它們和Knapp和Hetzel的音頻系統(tǒng)中的相同術(shù)語并沒有整體上的對(duì)應(yīng)關(guān)系。圖1中的車內(nèi)娛樂系統(tǒng)的有源揚(yáng)聲器單元103、104、107和108被指定作“僅從”并且分配給它們發(fā)送信道Ch7，如上表Ⅱ所示。
如前面示例所述的A-LAN系統(tǒng)不在任何一個(gè)信道上提供仲裁功能。如果兩個(gè)節(jié)點(diǎn)在同一時(shí)間同時(shí)試圖在Ch0-Ch7上發(fā)送消息，就會(huì)產(chǎn)生沖突，從而引起錯(cuò)誤。通常，有源揚(yáng)聲器不具有任何控制系統(tǒng)的智能，所以它只能發(fā)送應(yīng)答消息，以應(yīng)答更具智能的設(shè)備所發(fā)送的狀態(tài)信息請(qǐng)求。如果規(guī)定除了應(yīng)答一個(gè)節(jié)點(diǎn)在另一信道上發(fā)出的請(qǐng)求，不允許任何節(jié)點(diǎn)在Ch7上發(fā)送，那么避免“僅從”設(shè)備之間發(fā)生沖突的任務(wù)理所當(dāng)然應(yīng)由更具智能的主設(shè)備負(fù)責(zé)。
在圖1中固定配置的車內(nèi)音頻系統(tǒng)中，構(gòu)造了一個(gè)簡(jiǎn)單機(jī)制來調(diào)整對(duì)Ch7的使用，它是這樣設(shè)計(jì)的，即只有錄音機(jī)和控制單元101可以向有源揚(yáng)聲器單元(僅從設(shè)備)請(qǐng)求信息，這樣所需要的允許權(quán)就永遠(yuǎn)分配給了這個(gè)節(jié)點(diǎn)(NADD＝1)。在這一實(shí)施例中，說明里沒有明確給主/從站在功能結(jié)構(gòu)方面的所謂“合作”。
圖7說明了一個(gè)可選實(shí)施例的運(yùn)行情況，在這個(gè)實(shí)施例中多于一個(gè)的主/從節(jié)點(diǎn)可以在共享信道上向僅從節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求信息。要實(shí)現(xiàn)這種機(jī)制，需要一種更清楚的“合作”方式，下面是由每個(gè)節(jié)點(diǎn)定義和識(shí)別的一組命令和請(qǐng)求消息。
定義一個(gè)請(qǐng)求消息[令牌？]，對(duì)它有以下幾種可能的應(yīng)答[是]表示“我目前被允許”;[否](“我當(dāng)前沒有被允許”);[未實(shí)現(xiàn)](“沒有設(shè)計(jì)我在令牌傳送機(jī)制中扮演角色)。同時(shí)定義了兩條命令[給出令牌]和[給定]。這些消息被主/從節(jié)點(diǎn)用來實(shí)現(xiàn)所謂“令牌”傳送機(jī)制，通過這種機(jī)制，能夠向僅從站請(qǐng)求信息的允許權(quán)在主節(jié)點(diǎn)之間傳送，那么在一個(gè)時(shí)間內(nèi)只有一個(gè)主節(jié)點(diǎn)能夠得到。下面以圖7中所示消息序列例子作參考來描述這種機(jī)制的運(yùn)行情況。
圖7中，三個(gè)節(jié)點(diǎn)C1、C2、C3被分配作為主/從，而其它三個(gè)節(jié)點(diǎn)S1、S2、S3分配作僅從。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都用一條垂直時(shí)間線表示，時(shí)間從上至下遞增。當(dāng)一個(gè)主/從節(jié)點(diǎn)被允許在共享信道上發(fā)送時(shí)，圖7中相應(yīng)的時(shí)間線就被畫成雙線。同樣，當(dāng)一個(gè)僅從節(jié)點(diǎn)被授權(quán)在共享信道上發(fā)送一個(gè)消息時(shí)，也可以從畫雙線部分體現(xiàn)出來。
例子序列從700開始，這時(shí)，只有節(jié)點(diǎn)C1被允許在共享信道上發(fā)送，按如下方式進(jìn)行702得到這種允許后，節(jié)點(diǎn)C1發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求消息尋址S1，并在共享信道上接收到一個(gè)來自S1的應(yīng)答。在A-LAN消息格式的示例中，所有節(jié)點(diǎn)S1-S3都要收到請(qǐng)求消息，但是哪個(gè)節(jié)點(diǎn)(S1、S2、S3)要作應(yīng)答會(huì)在消息內(nèi)容DSDDATA中指明，例如可以用專用地址碼的方法，作為A-LAN節(jié)點(diǎn)地址NADD的補(bǔ)充而預(yù)定義。
704節(jié)點(diǎn)C3要在共享信道上接收信息，發(fā)一個(gè)請(qǐng)求消息[令牌？]尋址節(jié)點(diǎn)C1。應(yīng)答[是]表示C1目前具有許可權(quán)。
706C1仍具有許可權(quán)，它發(fā)一個(gè)請(qǐng)求尋址S3給定發(fā)送信息，并通過共享信道接收和發(fā)送。
708節(jié)點(diǎn)C3請(qǐng)求允許權(quán)以一個(gè)[給出令牌]命令的形式由C1發(fā)送給它。
710節(jié)點(diǎn)C1發(fā)了[給定]命令尋址C3，這時(shí)C3就獲得允許權(quán)而C1就失去它。
712、714、716節(jié)點(diǎn)C3依次向節(jié)點(diǎn)S1、S2、S3請(qǐng)求和接收信息。
718、720現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)C2要從一個(gè)僅從節(jié)點(diǎn)接收信息，它通過發(fā)送兩個(gè)[令牌？]請(qǐng)求發(fā)出C3目前正擁有它所需的允許權(quán)。
722節(jié)點(diǎn)C2通過命令[給出令牌]請(qǐng)求C3把允許權(quán)發(fā)送給它。
724C3以一個(gè)[給定]消息作應(yīng)答，這時(shí)C2就成了唯一個(gè)被允許通過共享信道請(qǐng)求信息的主/從節(jié)點(diǎn)。
726等節(jié)點(diǎn)C2繼續(xù)通過共享信道接收和請(qǐng)求消息。
圖7也給出了增加的三個(gè)節(jié)點(diǎn)S4到S6。內(nèi)行人很容易看出怎樣根據(jù)節(jié)點(diǎn)數(shù)目和每個(gè)節(jié)點(diǎn)的通信要求調(diào)整上述實(shí)施例。增加的節(jié)點(diǎn)可能是主/從節(jié)點(diǎn)，也可能是僅從節(jié)點(diǎn)，可以享有和前面所述一樣的傳送信道和令牌傳送機(jī)制，也可以不享有這些。但是，特別指出，各個(gè)不同的僅從站組分別共享一些不同的信道，例如，節(jié)點(diǎn)S4-S6和節(jié)點(diǎn)S1-S3分別共享不同信道。在這種情況下，假設(shè)在同一時(shí)間只能有一個(gè)節(jié)點(diǎn)被允許在一個(gè)共享信道上傳送，那么每個(gè)共享信道的防止沖突機(jī)制就會(huì)不同。
如前面說明所述，本發(fā)明不限于A-LAN或SPDIF-相容系統(tǒng)之中，無論這些系統(tǒng)是通過光、電還是無線通信，也不管這些信道之間是否復(fù)用或是否和其它信息復(fù)用。
通過閱讀這里給出的說明，內(nèi)行人會(huì)明白其它一些變化形式。這些改動(dòng)可以涉及設(shè)計(jì)中已知的其它特性，包括局域通信系統(tǒng)的生產(chǎn)和應(yīng)用、電子裝置及其組成部件，這些改動(dòng)可以替代或融于這里所詳述的特性。盡管申請(qǐng)中的權(quán)利要求是針對(duì)專門的特性組合提出的，但應(yīng)當(dāng)理解這個(gè)申請(qǐng)所揭示的范圍也包括任何革新性特性或在文中清楚或含糊提出的革新性特性組合，無論這些革新是否和這里所提的任何一項(xiàng)權(quán)利要求的發(fā)明有關(guān)，也無論它們是否全部或部分緩解了和該發(fā)明相同的技術(shù)問題。此申請(qǐng)謹(jǐn)此提請(qǐng)注意，我們可以在這個(gè)申請(qǐng)或由其派生的更多申請(qǐng)的執(zhí)行過程中，提出對(duì)這些特性的新的權(quán)利要求。
權(quán)利要求
1.一種局域通信系統(tǒng)，它包括一些互聯(lián)的站，這些站通過多個(gè)串行數(shù)據(jù)信道通信，這里所述數(shù)據(jù)信道在站間的分配按如下定義-多個(gè)第一類站(“主/從”)，給每個(gè)站分配一個(gè)自己的數(shù)據(jù)信道來傳送數(shù)據(jù)，這樣，每個(gè)主站可以在它自己的信道上發(fā)送數(shù)據(jù)，而其它站只能在所述信道接收數(shù)據(jù)；-一組多個(gè)第二類站(“僅從”)站，給它們分配一個(gè)共享的“僅從”信道來傳送，這樣，任何僅從站可通過公共信道發(fā)送數(shù)據(jù)，其中，一個(gè)僅從站被禁止在共享數(shù)據(jù)信道上傳送，除非它被授權(quán)這樣做，而這種授權(quán)是由一個(gè)具有自己的數(shù)據(jù)信道的主/從站給出的；在這里這樣設(shè)計(jì)主/從站，使得在同一時(shí)間只允許不多于一個(gè)的僅從站被授權(quán)在共享信道上傳送。
2.按照權(quán)利要求1提出的一種系統(tǒng)，其特征在于，只有一個(gè)主/從站具有授權(quán)在共享信道發(fā)送的能力。
3.按照權(quán)利要求2提出的一種系統(tǒng)，其特征在于，除了一個(gè)主/從站外，其它都永遠(yuǎn)被剝奪授權(quán)在共享信道上傳送的能力。
4.按照權(quán)利要求2提出的一種系統(tǒng)，其特征在于一個(gè)具有授權(quán)能力的主/從站發(fā)送一個(gè)預(yù)定的令牌傳送消息給另外一個(gè)主/從站，作為對(duì)這個(gè)消息的應(yīng)答，另外一個(gè)主/從站就具有了一個(gè)授權(quán)在共享數(shù)據(jù)信道上發(fā)送的能力。
5.按照前面所提任一權(quán)利要求的一個(gè)系統(tǒng)，其特征在于，用于在站之間傳送的多個(gè)串行數(shù)據(jù)信道，其中每一條都是由多個(gè)邏輯信道經(jīng)時(shí)分復(fù)用后形成的一條串行數(shù)據(jù)信道。
6.按照前面任一權(quán)利要求的一種系統(tǒng)，其特征在于，為了完成在站之間傳送音頻和圖象信號(hào)而將每個(gè)串行數(shù)據(jù)信道和用戶信息信號(hào)進(jìn)一步復(fù)用。
7.一種按照上述任一權(quán)利要求的系統(tǒng)，其特征在于，多個(gè)站由單向光纖鏈路相互聯(lián)結(jié)。
8.一種用于上述任一權(quán)利要求系統(tǒng)中的裝置，該裝置具有系統(tǒng)中主/從站的特性。
9.一種用于上述任一權(quán)利要求系統(tǒng)中的裝置，該裝置具有系統(tǒng)中僅從站的特性。
全文摘要
系統(tǒng)包括一些站，它們相互聯(lián)結(jié)完成和數(shù)字音頻信號(hào)復(fù)用的控制消息的通信。控制信道被分成八個(gè)并行信道，分配給每個(gè)站一個(gè)信道傳送，而在其余七個(gè)信道上接收。每個(gè)信道上的消息被分成有限的消息單元。當(dāng)傳送一個(gè)長(zhǎng)些的消息時(shí)，接收站構(gòu)造一種鎖定機(jī)制，以在一個(gè)消息的消息單元全部被接收前，不會(huì)被別的信道接收。為允許站的數(shù)目大于信道數(shù)，一些站被指派為“僅從”，它們共享一個(gè)信道傳送控制消息。為了避免沖突，這些站只有在應(yīng)答一個(gè)來自獨(dú)具發(fā)送信道的站發(fā)來的請(qǐng)求消息時(shí)才能發(fā)送。
文檔編號(hào)H04B1/20GK1090692SQ9311287
公開日1994年8月10日 申請(qǐng)日期1993年12月18日 優(yōu)先權(quán)日1992年12月21日
發(fā)明者B·范·斯廷布魯格 申請(qǐng)人:D2B系統(tǒng)有限公司