JP4768565B2 - インターフェース装置及びトポロジ構築方法 - Google Patents

Description

本発明は、インターフェース装置及びトポロジ構築方法に関するものである。
近年、自動車のエレクトロニクス化が急速に進んでいる。これに伴い、多種多様な機能が追加され、高品質なデジタル映像及び音声コンテンツを自動車内で鑑賞するための高速、高帯域の情報系ＬＡＮの整備が必要となってきており、このような車載マルチメディア機器をつなぐ情報系車載ＬＡＮとして車載用１３９４（ＩＤＢ１３９４）規格が注目されている。

従来、自動車のエレクトロニクス化が急速に進んでおり、ＩＥＥＥ１３９４ｂ規格をベースにして車載用のシリアルインターフェースとして開発されたＩＤＢ１３９４規格が注目されている。このＩＤＢ１３９４規格は、デジタル映像ストリームを多重伝送できるだけの十分な高伝送帯域を持っており、映像と音声の多重転送ができる車載マルチメディアネットワークに適した規格である。従って、ＩＤＢ１３９４規格を利用した情報系ＬＡＮでは、ＤＴＶ（Ｄｉｇｉｔａｌ ＴＶ）やＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏの映像やＤＶＤ−Ａｕｄｉｏの音楽を高品質なデジタルコンテンツとして鑑賞することができる。さらに、ＩＤＢ１３９４規格を利用した情報系ＬＡＮでは、前席及び後席で別々の映像を楽しむリアシートエンターテイメントシステムを構築することも可能である。

また、ＩＤＢ１３９４規格のインターフェース回路への電源供給は、自動車に搭載されたバッテリによって行われる。このことからＩＤＢ１３９４規格では、できる限り低消費電力化する必要があるため、バスケーブルに信号が存在しない場合に、そのバスケーブルに接続されたポートを、自動的に低消費電力ステート（Sleepステート）に遷移させる機能が追加されている。

ところで、ＩＤＢ１３９４規格のベースとなったＩＥＥＥ１３９４ｂ規格では、図９に示すようなループ状のトポロジが許容されていない。このＩＥＥＥ１３９４ｂ規格において、誤ってループ状のトポロジが構築された場合には、Loop testにおいてそのループが検出されて、例えば最後に接続されたバスケーブル（図９の例では、バスケーブル１ｃ）が論理的に切断される（例えば、特許文献１参照）。すなわち、バスケーブル１ｃに接続されたノードＢのポートＰ２Ｂ及びノードＣのポートＰ１Ｃを、論理的に切断されたLoop_disabledステートに遷移させる。これによって、ループ状のトポロジをデイジーチェーン型のトポロジに変更することができる。
特開２００３−３７６１３号公報

上記ＩＤＢ１３９４規格においても、ＩＥＥＥ１３９４ｂ規格と同様に、物理的にループ状のトポロジが形成されると、ループを形成するバスケーブルのうちの１つが論理的に切断される。このときＩＥＥＥ１３９４ｂ規格では、ポートＰ２Ｂ，Ｐ１Ｃを、お互いに接続を確認し合うトーン信号を送受信するLoop_disabledステートに遷移させるのに対して、ＩＤＢ１３９４規格では、ポートＰ２Ｂ、Ｐ１Ｃを、Loop_disabledステートに遷移させて、さらにトーン信号も送受信されないSleepステートに遷移させる。これによって、ＩＤＢ１３９４規格では、ＩＥＥＥ１３９４ｂ規格よりも消費電力を低減することができる。

しかしながら、ＩＤＢ１３９４規格では、上述のステート状態から図９（ｂ）に示すように、ループを形成するバスケーブルのうち、上記バスケーブル１ｃとは別のバスケーブル（図９（ｂ）の例では、バスケーブル１ｂ）が何らかの原因によって切断されてバスリセットが発生したとしても、バスケーブル１ｃは論理的に切断された状態が維持される。そのため、バスケーブル１ｃが物理的に接続されているにも関わらず、ノードＣがネットワークから切り離されることになる。なお、Loop_disabledステートのときにバスリセットが発生したときには、データ転送準備状態に遷移させることができる。

もちろん、電源を１度切って再度電源を投入すれば、各ノードＡ〜Ｃにおけるポート状態が初期化されるため、バスケーブル１ｃが論理的に再接続されることになる。しかしながら、前述したように、ＩＤＢ１３９４規格のインターフェース回路への電源供給は、自動車のバッテリによって行われるため、１度電源を切って再度電源を投入することは困難である。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、物理的にループ接続されたポートを低消費電力ステートに遷移させつつも、ループ接続されたバスケーブルが物理的に切断されるときのフェールセーフを実現することのできるインターフェース装置及びトポロジ構築方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、 バスケーブルで接続された他のノードとの間でデータの送受信を行うノードに備えられるＩＤＢ１３９４規格に準拠したインターフェース装置であって、前記バスケーブルによって前記他のノードと接続される複数のポートと、前記複数のポートを介した前記他のノードとのループ接続が検出された際に、前記複数のポートのいずれか１つを論理的に切断した状態である論理的切断ステートへ遷移させ、さらにトーン信号の送受信が停止される低消費電力ステートへ遷移させるステートマシンを備え、前記ステートマシンは、前記論理的切断ステートへ遷移させる際にループ・ディスエーブル値を論理的に切断したことを表わす所定値とし、前記ループ・ディスエーブル値が前記所定値であり、且つ前記低消費電力ステートである場合にバスリセットが検出されると、前記低消費電力ステートの前記ポートを前記論理的切断ステートへ遷移させる。

また、請求項５に記載の発明は、 複数のノードがＩＤＢ１３９４規格に準拠したポートにてループ接続されたときに、前記複数のノードが有する複数のポートのいずれか１つを論理的に切断した状態である論理的切断ステートへ遷移させ、さらにトーン信号の送受信が停止される低消費電力ステートへ遷移させるトポロジ構築方法において、
前記論理的切断ステートへ遷移させる際にループ・ディスエーブル値を論理的に切断したことを表わす所定値とし、前記ループ・ディスエーブル値が前記所定値であり、且つ前記低消費電力ステートである場合にバスリセットが検出されると、前記低消費電力ステートのポートを前記論理的切断ステートへ遷移させる。

これらの構成によれば、バスリセットの発生によって、低消費電力ステートから非低消費電力ステートへ遷移させることができる。非低消費電力ステートに遷移させることさえできれば、その後は既存の遷移条件によって、その低消費電力ステートであったポートの論理的な切断を解除することができる。従って、電源を切らずとも、低消費電力ステートからポートにおける論理的な切断を自動的に解除することができる。そのため、例えばループを形成するバスケーブルが何らかの原因によって切断された場合には、低消費電力ステートに遷移されて論理的に切断されていたポートの論理的な切断が自動的に解除され、そのポート間が論理的に接続されることになる。その結果、論理的な切断によって所望ノードから切り離されるノードの発生を抑制することができ、ループ接続されたバスケーブルが物理的に切断されたときのフェールセーフを実現することができる。

請求項２，６に記載の発明は、前記ポートが前記低消費電力ステートから前記論理的切断ステートへ遷移した後に前記バスリセットが検出されると、前記ポートの前記論理的切断ステートを解除する。

請求項３，７に記載の発明は、前記複数のポートのいずれか１つが前記低消費電力ステートであり、且つ前記ループ・ディスエーブル値が論理的に切断されていないことを表わす値である場合にバスリセットが検出されると、前記低消費電力ステートのポートを前記論理的切断ステートとは異なる非低消費電力ステートへ遷移させる。

請求項４，８に記載の発明は、前記バスリセットは、前記論理的切断ステート及び前記低消費電力ステートに遷移されたポートに接続されたバスケーブルとは別のバスケーブルが物理的に非接続になったときに発生するバスリセットである。

上記構成によれば、ループを形成するバスケーブルが切断あるいは取り外されたときに、確実に低消費電力ステートから非低消費電力ステートに遷移させることができる。そのため、ループを形成するバスケーブルが何らかの原因によって切断されたときに、物理的にバスケーブルが接続されているにも関わらず、所望のノードから切り離されるノードの発生をより好適に抑制することができる。

以上説明したように、本発明によれば、物理的にループ接続されたポートを低消費電力ステートに遷移させつつも、ループ接続されたバスケーブルが物理的に切断されるときのフェールセーフを実現することが可能なインターフェース装置及びトポロジ構築方法を提供することができる。

（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図６に従って説明する。
図１は、シリアルインターフェースの車載用規格であるＩＤＢ１３９４に準拠したデータ転送を行うネットワークシステムを概略的に示すブロック図である。

図１に示すように、ネットワークシステムは、接続された複数（本実施形態では３つ）のノードＡ，Ｂ，Ｃにより構成されている。ノードＡは、インターフェース回路１０Ａに設けられた複数（本実施形態では２つ）の第１ポートＰ１Ａ及び第２ポートＰ２Ａを備える。ノードＢは、インターフェース回路１０Ｂに設けられた２つの第１ポートＰ１Ｂ及び第２ポートＰ２Ｂを備える。ノードＣは、インターフェース回路１０Ｃに設けられた２つの第１ポートＰ１Ｃ及び第２ポートＰ２Ｃを備える。

ノードＡの第１ポートＰ１Ａは、ＩＤＢ１３９４バスケーブル（バスケーブル）１ａによってノードＢの第１ポートＰ１Ｂと接続されている。ノードＡの第２ポートＰ２Ａは、バスケーブル１ｂによってノードＣの第２ポートＰ２Ｃと接続されている。ノードＢの第２ポートＰ２Ｂは、バスケーブル１ｃによってノードＣの第１ポートＰ１Ｃと接続されている。このように構成されたトポロジ（システム構成）では、ノードＡ〜Ｃ及びバスケーブル１ａ〜１ｃによってループが構成されている。

なお、ノードＡ〜Ｃは、例えばフロントディスプレイ、リアディスプレイ、ＤＶＤ再生装置等の接続ポイントの総称である。
次に、ノードＡが備えるインターフェース回路１０Ａについて図２に従って説明する。

図２に示すように、インターフェース回路１０Ａは、第１及び第２ポートＰ１Ａ，Ｐ２Ａ，物理層処理回路２０等から構成されている。前述のように、第１及び第２ポートＰ１Ａ，Ｐ２Ａは、ノードＢの第１ポートＰ１Ｂ及びノードＣの第２ポートＰ２Ｃとバスケーブル１ａ，１ｂによってそれぞれ接続される。第１及び第２ポートＰ１Ａ，Ｐ２Ａは、それぞれデコーダとエンコーダを含み、データの受信時にはバスケーブル１ａ，１ｂを介して受け取る電気信号を装置内部で扱う電気信号に変換して物理層処理回路２０に出力し、データの送信時には内部で扱う電気信号をＩＤＢ１３９４規格の電気信号に変換して他のノードに出力する。

物理層処理回路２０は、第１ポートＰ１Ａと接続される第１データ転送制御回路２１と、第２ポートＰ２Ａと接続される第２データ転送制御回路２２と、ループテスト（Loop test）処理回路３０を備える。なお、第１データ転送制御回路２１と第２データ転送制御回路２２とは、同様の構成を有しているため、ここでは第１データ転送制御回路２１について説明し、第２データ転送制御回路２２の詳細な説明を省略する。

第１データ転送制御回路２１は、第１ポートＰ１Ａのデコーダと接続される解析回路２４ａと、第１ポートＰ１Ａのエンコーダと接続される生成回路２５ａと、第１ポートＰ１Ａと接続されるポート監視回路２６ａと、これらの回路２４ａ，２５ａ，２６ａと接続されるステートマシンＳＭ１とから構成される。

解析回路２４ａは、第１ポートＰ１Ａのデコーダからデータパケットあるいはループテスト信号を受信する。解析回路２４ａは、データパケットを受信すると、受信したデータパケットをそのままステートマシンＳＭ１に出力する。解析回路２４ａは、ループ状のトポロジを検出するためのLoop Testを実行したときに送信されるループテスト信号を受信すると、ノードＡがこのループテスト信号を送信していない場合には、受信したループテスト信号をそのままステートマシンＳＭ１に出力する。

一方、ノードＡがループテスト信号を送信した場合には、解析回路２４ａは、受信したループテスト信号と送信したループテスト信号とを比較して、その比較結果をステートマシンＳＭ１に出力する。すなわち、解析回路２４ａは、受信したループテスト信号と送信したループテスト信号とが等しい場合には、ループを検出したことを示す信号をステートマシンＳＭ１に出力する。また、解析回路２４ａは、受信したループテスト信号と送信したループテスト信号とが等しくない場合、あるいはLoop testを開始してから所定時間経過してもループテスト信号を受信しなかった場合には、ループが検出されないことを示す信号をステートマシンＳＭ１に出力する。

生成回路２５ａは、ステートマシンＳＭ１から入力されるデータパケットあるいはループテスト信号を、そのまま第１ポートＰ１Ａのエンコーダに出力する。生成回路２５ａは、Loop Test実行時にLoop test処理回路３０からループテスト信号を生成するための命令信号が入力されて、その命令信号に基づいてループテスト信号を生成して、そのループテスト信号を第１ポートＰ１Ａに出力する。

ポート監視回路２６ａは、第１ポートＰ１Ａの状態（接続状態等）を監視して、その状態変化をステートマシンＳＭ１に出力する。
ステートマシンＳＭ１は、データ受信時に第１ポートＰ１Ａから解析回路２４ａを介してデータパケットあるいはループテスト信号が入力される。ステートマシンＳＭ１は、第１ポートＰ１Ａから入力されたデータパケットをリンク層に出力する。また、ステートマシンＳＭ１は、第１ポートＰ１Ａとは別の第２ポートＰ２Ａにノードが接続されている場合には、第１ポートＰ１Ａから入力されたデータパケットあるいはループテスト信号を、第２ポートＰ２Ａに接続されたノードＣに、第２データ転送制御回路２２及び第２ポートＰ２Ａを介して送信する。

一方、ステートマシンＳＭ１は、データ送信時にリンク層からデータパケットが入力される。ステートマシンＳＭ１は、リンク層から入力されるデータパケットを、生成回路２５ａを介して第１ポートＰ１Ａから送信する。

ステートマシンＳＭ１は、所定の遷移条件を満たしたときに、ステートを遷移する。例えば、ステートマシンＳＭ１は、解析回路２４ａから入力される比較結果に基づいて、ステートを遷移する。

Loop test処理回路３０は、Loop testを実行するときにループテスト信号を生成するための命令信号を、ステートマシンＳＭ１を介して生成回路２５ａに出力する。
図３に、ステートマシンＳＭ１の状態遷移図を示した。ステートマシンＳＭ１は、ステートＳＴ１〜ステートＳＴ６に遷移する。ステートＳＴ１は、Disconnectedステートであって、第１ポートＰ１Ａが他のノードのポート（例えば、ノードＢの第１ポートＰ１Ｂ）と物理的に（バスケーブルによって）接続されていない状態である。ステートＳＴ２は、Sleep0（Loop_disabled値=0）ステートであって、第１ポートＰ１Ａによるトーン信号の送受信が停止される、いわゆる低消費電力モードの状態である。なお、このステートＳＴ２は、後述するループ・ディスエーブル値（Loop_disabled値）が「０」である。ステートＳＴ３は、Untestedステートであって、第１ポートＰ１Ａが他のノードのポートと物理的に接続されて、データ転送準備状態になった状態である。ステートＳＴ４は、Loop_disabledステートであって、第１ポートＰ１Ａが物理的に接続されているものの、論理的に切断されている状態である。ステートＳＴ５は、Sleep1（Loop_disabled値=1）ステートであって、Loop_disabledステートから低消費電力モードに遷移した状態である。なお、このステートＳＴ５は、Loop_disabled値が「１（所定値）」にセットされている。ステートＳＴ６は、activeステートであって、データ転送可能状態である。

次に、ステートマシンＳＭ１における各ステートＳＴ１〜ＳＴ６間の遷移について説明する。ステートマシンＳＭ１は、DisconnectedステートＳＴ１のときに、第１ポートＰ１Ａがバスケーブルによって他のノードのポートと接続される（遷移条件Ｔ１）と、ステートＳＴ１からUntestedステートＳＴ３へ遷移させる。ステートマシンＳＭ１は、ステートＳＴ３のときに、Loop Testにおいてループが検知されて、第１ポートＰ１Ａが最後に物理的に接続されたポートの場合（遷移条件Ｔ２）に、ステートＳＴ３からLoop_disabledステートＳＴ４へ遷移させる。このとき、ステートマシンＳＭ１は、該ステートマシンのレジスタＲに格納されるLoop_disabled値を、論理的に切断されていることを表す「１」にセットする。ステートマシンＳＭ１は、ステートＳＴ４に遷移されると、さらにLoop_disabled値=1を維持したまま、ステートＳＴ４からSleep1ステートＳＴ５へ遷移させる（遷移条件Ｔ３）。

ステートマシンＳＭ１は、ステートＳＴ５のときに、バスリセットが検知される（遷移条件Ｔ４）と、ステートＳＴ５からLoop_disabledステートＳＴ４へ遷移させる。ステートマシンＳＭ１は、ステートＳＴ４のときに、バスリセットが検知される（遷移条件Ｔ５）と、ステートＳＴ４からUntestedステートＳＴ３へ遷移させる。このとき、ステートマシンＳＭ１は、レジスタＲに格納されるLoop_disabled値を「０」にリセットする。なお、このバスリセットは、ステートＳＴ４をステートＳＴ５に遷移させるときに、検知されるバスリセットと同じものであってもよい。

ステートマシンＳＭ１は、ステートＳＴ３のときに、ノードＡでループが検出されない（遷移条件Ｔ６）と、ステートＳＴ３からactiveステートＳＴ６へ遷移させる。
一方、ステートマシンＳＭ１は、DisconnectedステートＳＴ１のときに、所定時間内に接続相手が検知されない（遷移条件Ｔ７）と、ステートＳＴ１からSleep0ステートＳＴ２へ遷移させる。なお、このとき、レジスタＲに格納されるLoop_disabled値は「０」である。ステートマシンＳＭ１は、ステートＳＴ２のときに、第１ポートＰ１Ａに他のノードのポートと接続されるバスケーブルが接続される（遷移条件Ｔ８）と、ステートＳＴ２からステートＳＴ１へ遷移させる。

ステートマシンＳＭ１は、このように遷移条件に基づいて自身のステートを遷移させることによって、そのステートマシンＳＭ１に接続される第１ポートＰ１Ａの状態を制御している。換言すれば、ステートマシンＳＭ１は、自身のステートを遷移させることによって、第１ポートＰ１Ａの状態（ステート）を同様に遷移させる。具体的には、例えばステートマシンＳＭ１は、Loop_disabledステートＳＴ４に遷移させることによって、第１ポートＰ１Ａによるデータパケット及びループテスト信号の送受信を停止させて、その第１ポートＰ１Ａを論理的に切断させる。また、ステートマシンＳＭ１は、Sleep1ステートＳＴ５に遷移させることによって、第１ポートＰ１Ａによるトーン信号の送受信を停止させて、その第１ポートＰ１Ａを低消費電力モードにさせる。

なお、ノードＢ，Ｃが備えるインターフェース回路１０Ｂ，１０Ｃは、インターフェース回路１０Ａと同様の構成であるため、ここでは説明を省略する。
次に、各ノードＡ〜ＣのステートマシンＳＭ１，ＳＭ２（各ポート）におけるステート遷移（状態遷移）について図４〜図６に従って説明する。図４は、ネットワークシステムの接続状態を示し、図５及び図６は、ネットワークシステムの接続状態が図４のように変化したときのステート遷移の動作を示すフローチャートである。

図４（ａ）は、本実施形態のネットワークシステムの初期状態を示す。すなわち、図４（ａ）のトポロジは、ノードＡのポートＰ１ＡとノードＢのポートＰ１Ｂとがバスケーブル１ａによって接続され、ノードＡのポートＰ２ＡとノードＣのポートＰ２Ｃとがバスケーブル１ｂによって接続されている。なお、ノードＢのポートＰ２ＢとノードＣのポートＰ１Ｃとは、バスケーブルによって接続されていない。

このようなトポロジにおいて図５のフローが開始されると、ステップＳ１において、各ノードＢ，ＣのステートマシンＳＭ１，ＳＭ２は、これまでバスケーブルが接続されていなかったポート、すなわち第２ポートＰ２Ｂあるいは第１ポートＰ１Ｃに、バスケーブルが接続されたか否かを判定する。ステップＳ１において、第２ポートＰ２Ｂ及び第１ポートＰ１Ｃにバスケーブルが接続されていないと判断した場合には、ステップＳ２に移る。ステップＳ２において、所定時間が経過したと判断した場合には、ステップＳ３に移る。ステップＳ３において、第２ポートＰ２Ｂ及び第１ポートＰ１Ｃに接続されるステートマシンＳＭ２，ＳＭ１は、DisconnectedステートからSleep0ステートへ遷移させて、図６のフローに移る。一方、ステップＳ２において、所定時間が経過していないと判断した場合には、ステップＳ１に戻る。

ステップＳ１において、図４（ｂ）に示すように、ポートＰ２ＢとポートＰ１Ｃとがバスケーブル１ｃによって接続されると、接続が検知されてステップＳ４に移る。ステップＳ４において、各ノードＡ〜Ｃは、各々のポート間でSpeed Negotiationを実行し、最適な転送レート、すなわち各ノード間で転送可能な最大の転送レートを決定する。ステップＳ５において、Speed Negotiationが完了したかを判定し、Speed Negotiationが完了するまではステップＳ４に戻る。一方、ステップＳ５において、Speed Negotiationが完了して、最適な転送レートが決定されると、ステップＳ６に移る。

ステップＳ６において、まず、アービトレーションが行われ、パケットを転送するノードが決定される。本例では、アービトレーションに勝ったノードをノードＢとする。
ステップＳ６において、バスケーブルと接続された各ポートに対応するステートマシンは、DisconnectedステートからUntestedステートへ遷移させて、ステップＳ７に移る。

ステップＳ７において、各ノードＡ〜Ｃは、ネットワークシステムがループを構築していないかを確認するためのLoop testを実行する。このLoop testは、例えばアービトレーションに勝ったノードからループテスト信号を出力し、そのループテスト信号が再びそのノードに戻ってきたときに、ループが形成されていると判断するテストである。

以下に、本実施形態におけるLoop testについて説明する。上記アービトレーションに勝ったノード（本実施形態では、ノードＢ）のLoop test処理回路３０は、ループテスト信号を生成するための命令信号を一方のステートマシン（例えば、ステートマシンＳＭ１）に出力する。ステートマシンＳＭ１は、その命令信号を生成回路２５ａに出力し、生成回路２５ａは、入力された命令信号に基づいてループテスト信号を生成して第１ポートＰ１ＢからノードＡの第１ポートＰ１Ａに送信する。

ループテスト信号は、バスケーブル１ａを通じて、ノードＡの第１ポートＰ１Ａに入力される。第１ポートＰ１Ａは、受信したループテスト信号を、第１データ転送制御回路２１のステートマシンＳＭ１に出力する。ステートマシンＳＭ１は、他のポート（ここでは、第２ポートＰ２Ａ）にバスケーブルが接続されていることから、入力されたループテスト信号を他方のステートマシンＳＭ２に出力する。ステートマシンＳＭ２は、そのループテスト信号を、生成回路２５ｂを介して第２ポートＰ２ＡからノードＣの第２ポートＰ２Ｃに送信する。

ループテスト信号は、バスケーブル１ｂを通じて、ノードＣの第２ポートＰ２Ｃに入力される。第２ポートＰ２Ｃは、受信したループテスト信号を、第２データ転送制御回路２２のステートマシンＳＭ２に出力する。ステートマシンＳＭ２は、他のポート（ここでは、第１ポートＰ１Ｃ）にバスケーブルが接続されていることから、入力されたループテスト信号を他方のステートマシンＳＭ１に出力する。ステートマシンＳＭ１は、そのループテスト信号を、生成回路２５ａを介して第１ポートＰ１ＣからノードＢの第２ポートＰ２Ｂに送信する。

ループテスト信号は、バスケーブル１ｃを通じて、ノードＢの第２ポートＰ２Ｂに入力される。第２ポートＰ２Ｂは、受信したループテスト信号を、解析回路２４ｂに出力する。ループテスト信号を送信したノードＢにおける解析回路２４ｂでは、自ノードが送信したループテスト信号と受信したループテスト信号とを比較する。そして、解析回路２４ｂは、本例のように、送信したループテスト信号と受信したループテスト信号とが等しい場合には、ループが検知されたことを示す信号をステートマシンＳＭ２に出力する。なお、解析回路２４ｂは、送信したループテスト信号と受信したループテスト信号とが等しくない場合、あるいはLoop testを開始してから所定時間経過してもループテスト信号を受信しない場合には、ループが検知されないことを示す信号をステートマシンＳＭ２に出力する。そして、ノードＢのステートマシンＳＭ２は、解析回路２４ｂから入力された信号に基づいて、ループが検出されたか否かを各ノードＣのステートマシンＳＭ１に出力する。

ステップＳ８において、上記Loop testによってループが検出されなかった場合には、ステップＳ９に移る。ステップＳ９において、各ノードＡ〜ＣのステートマシンＳＭ１，ＳＭ２は、バスケーブルの接続される各ポートをactiveステートへ遷移させる。

一方、ステップＳ８において、上記Loop testによってループが検出された場合には、ステップＳ１０に移る。ステップＳ１０において、ネットワークシステムの中で最後に接続されたバスケーブル、すなわちループを形成するきっかけとなったバスケーブルに接続されたポートと接続されるステートマシンは、UntestedステートからLoop_disabledステートへ遷移させる。本実施形態では、最後に接続されたバスケーブル１ｃに接続されたノードＢの第２ポートＰ２Ｂ及びノードＣの第１ポートＰ１Ｃに接続されるステートマシンＳＭ２，ＳＭ１が、Loop_disabledステートに遷移する。さらに、そのステートマシンは、レジスタＲに格納されたLoop_disabled値を、論理的に切断されていることを表す「１」にセットする。これによって、図４（ｃ）の破線で示すように、ノードＢのポートＰ２Ｂ及びノードＣのポートＰ１Ｃによるデータパケット及びループテスト信号の送受信が停止されるため、ポートＰ２Ｂ，Ｐ１Ｃ（バスケーブル１ｃ）が論理的に切断される。従って、バスケーブル１ｃは、各ポートＰ２Ｂ，Ｐ１Ｃを接続しているものの、論理的に切断されて機能しないため、図４（ｃ）に示すネットワークシステムは、デイジーチェーン型のトポロジを形成していることに相当する。

次に、ステップＳ１０において、上記Loop_disabledステートに遷移されたステートマシンは、さらにLoop_disabled値を「１」にセットしたままSleep1ステートへ遷移させて、図６のフローに移る。すなわち、ステートマシンＳＭ１，ＳＭ２は、UntestedステートＳＴ３からLoop_disabledステートＳＴ４へ遷移させる（遷移条件Ｔ２）と、さらにSleep1ステートＳＴ５に遷移させる。なお、ここで、Loop_disabledステートでは、各ノードが接続されていることを認識するためのトーン信号が送信されているのに対して、Sleep1（Sleep0）ステートでは、そのトーン信号が送信されない。従って、Sleep1（Sleep0）ステートに遷移させた場合には、Loop_disabledステートに遷移させた場合よりも、ノードＢのポートＰ２Ｂ及びノードＣのポートＰ１Ｃによる消費電力を低減することができる。

次に、図６に示すステップＳ２０において、各ノードＡ〜ＣのステートマシンＳＭ１，ＳＭ２は、ネットワークシステム内で新たな物理的な接続があるかを判定し、新たな物理的な接続がないと判断した場合には、ステップＳ２１に移る。なお、図４（ｃ）のネットワークシステムでは、全てのポートが既にバスケーブル１ａ〜１ｃによって接続されているため、新たな物理的な接続を検知することがないため、ステップＳ２１に移る。

ステップＳ２１において、各ノードＡ〜ＣのステートマシンＳＭ１，ＳＭ２は、自身のレジスタＲに格納されたLoop_disabled値が「１」であり、かつバスリセットを検出したかを判定する。このとき、Loop_disabledステートが「０」（Sleep0ステート）である場合あるいはバスリセットが発生していない場合には、ステップＳ２０に戻る。

一方、例えば図４（ｄ）に示すように、ループを形成するバスケーブル１ａ〜１ｃのうち、ステップＳ１０において論理的に切断されたバスケーブル１ｃ以外のバスケーブル、例えばバスケーブル１ｂが何らかの原因によって物理的に切断されると、ネットワークシステムのトポロジが変化するため、バスリセットが発生する。このとき、ステップＳ１０において論理的に切断されたバスケーブル１ｃに接続されたノードＢの第２ポートＰ２Ｂ及びノードＣの第１ポートＰ１Ｃに接続されたステートマシンのLoop_disabled値が「１」である。そのため、それらのステートマシンは、Loop_disabled値が「１」（Sleep1ステート）であり、かつバスリセットを検出したと判断し、ステップＳ２２に移る。

一方、ステップＳ２０において、ステートマシンが新たな物理的な接続を検知した場合には、ステップＳ２３に移る。ステップＳ２３において、各ステートマシンは、自身のレジスタＲに格納されたLoop_disabled値が「１」であるかを判定し、Loop_disabled値が「１」ではない、すなわち「０」であると判断した場合には、ステップＳ２４に移る。例えば、図４（ａ）においてノードＢの第２ポートＰ２Ｂ及びノードＣの第１ポートＰ１Ｃに接続されたステートマシンがSleep0（Loop_disabled値=0）ステートにある場合に、それらのポートＰ２Ｂ，Ｐ１Ｃにバスケーブル１ｃが接続される（遷移条件Ｔ８）と、ステップＳ２４に移る。そして、ステップＳ２４において、それらポートＰ２Ｂ，Ｐ１Ｃに接続されたステートマシンは、Disconnectedステートへ遷移させて、ステップＳ１に戻る。

一方、ステップＳ２３において、Loop_disabled値が「１」であると判断した場合には、ステップＳ２２に移る。例えば、図４（ｃ）から図４（ｄ）のようにトポロジが変化したとき、バスリセットが発生する。このとき、バスリセット発生通知の伝達速度の差により、ノードＣの第１ポートＰ１Ｃに接続されたステートマシンＳＭ１が、ノードＢの第２ポートＰ２Ｂに接続されたステートマシンＳＭ２よりも早くステップＳ２２に移ると、ノードＢの第２ポートＰ２Ｂは、バスリセット検出よりも先に接続検知し、ステップＳ２３に移ってからステップＳ２２に移る。

ステップＳ２１あるいはステップＳ２３からステップＳ２２に移ると、ステップＳ２２において、Sleep1ステートであるノードＢの第２ポートＰ２Ｂ及びノードＣの第１ポートＰ１Ｃのステートマシンは、Loop_disabledステートへ遷移させて、ステップＳ２５に移る。すなわち、Sleep1ステートＳＴ５であるステートマシン（ポート）が存在する場合に、バスリセットが検知される（遷移条件Ｔ４）と、そのSleep1ステートＳＴ５であるステートマシンは、Loop_disabledステートＳＴ４へ遷移させる。

ステップＳ２５において、上記ステップＳ２２でSleep1ステートからLoop_disabledステートに遷移されたステートマシン（ポートＰ２Ｂ，Ｐ１Ｃに接続されたステートマシン）は、ステップＳ２２に移るときに検知されたバスリセットに基づいて、Untestedステートへ遷移させて、ステップＳ７に移る。さらに、そのステートマシンは、レジスタＲに格納されたLoop_disabled値を「０」にリセットする。これによって、例えばステップＳ２１からステップＳ２２に移った場合には、図４（ｅ）に示すように、バスケーブル１ｃの論理的な切断が解除され、ノードＢの第２ポートＰ２ＢとノードＣの第１ポートＰ１Ｃとが自動的に論理的に再接続される。その結果、従来のようにノードＣがノードＡ，Ｂから切り離されることを抑制することができる。

以上、記述した本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）Sleep1ステートＳＴ５からLoop_disabledステートＳＴ４へ遷移させる遷移条件Ｔ４を追加した。これによれば、ステートマシンＳＭ１，ＳＭ２を、バスリセットの発生によって、Sleep1ステートＳＴ５からLoop_disabledステートＳＴ４へ遷移させることができる。Loop_disabledステートＳＴ４に遷移されれば、既存の遷移条件Ｔ５によってUntestedステートＳＴ３に遷移させて、そのステートマシンに接続されたポートの論理的な切断を解除することができる。従って、本実施形態の遷移条件によれば、電源を切らずとも、１度Sleepステートに遷移されたステートマシン（ポート）を、論理的な切断を解除したUntestedステートＳＴ３に遷移させて、自動的に論理的に再接続することができる。そのため、例えばループを形成するバスケーブルが何らかの原因によって切断された場合には、Sleep1ステートに遷移されて論理的に切断されていたポートの論理的な切断が自動的に解除され、そのポート間（本例では、ポートＰ２Ｂ，Ｐ１Ｃ）が論理的に再接続されることになる。その結果、論理的な切断によって所望ノードから切り離されるノードの発生を抑制することができ、ループ接続されたバスケーブルが物理的に切断されたときのフェールセーフを実現することができる。

（２）ステートマシンＳＭ１，ＳＭ２のステートに、Loop_disabled値が「０」であるSleep0ステートＳＴ２とは別に、Loop_disabled値が「１」であるSleep1ステートＳＴ５を追加した。これによれば、ステートマシンＳＭ１，ＳＭ２は、Sleep0ステートと区別をして、Sleep1ステートＳＴ５からLoop_disabledステートＳＴ４へ遷移させることができる。Loop_disabledステートＳＴ４に遷移されれば、既存の遷移条件Ｔ５によってUntestedステートＳＴ３に遷移させて、論理的な切断を解除することができる。従って、論理的にバスケーブルが切断されて低消費電力モード（Sleep1ステート）に遷移された場合にのみ、その論理的な切断を解除して再接続することができる。さらに、この場合、Sleep1ステートＳＴ５からLoop_disabledステートＳＴ４を介してUntestedステートＳＴ３へ遷移されて、スピードネゴシエーション等を行う必要がないため、Sleep0ステートＳＴ２からDisconnectedステートＳＴ１を介してUntestedステートＳＴ３へ遷移される場合に比べて再接続までの時間が短縮される。その結果、所望のノード間におけるデータ送受信を早期に開始することができる。

（第２実施形態）
以下、本発明を具体化した第２実施形態を図７及び図８に従って説明する。この実施形態のインターフェース回路１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、ステートマシンの遷移条件が上記第１実施形態と異なっている。なお、先の図１〜図６に示した部材と同一の部材にはそれぞれ同一の符号を付して示し、それら各要素についての詳細な説明は省略する。

図７に、第２実施形態におけるインターフェース回路１０ＡのステートマシンＳＭ１の状態遷移図を示した。ステートマシンＳＭ１は、第１実施形態と同様のステートＳＴ１〜ステートＳＴ６に遷移する。

次に、ステートマシンＳＭ１における各ステートＳＴ１〜ＳＴ６間の遷移について説明する。遷移条件Ｔ１〜Ｔ３及び遷移条件Ｔ５〜Ｔ８は、第１実施形態と同様である。ステートマシンＳＭ１は、Sleep1ステートＳＴ５のときに、バスリセットが検知される（遷移条件Ｔ１０）と、DisconnectedステートＳＴ１へ遷移させる。

なお、第１実施形態と同様に、ノードＢ，Ｃが備えるインターフェース回路１０Ｂ，１０Ｃは、インターフェース回路１０Ａと同様の構成であるため、ここでは説明を省略する。

次に、各ノードのポートにおけるステート遷移（状態遷移）について図８に従って説明する。
まず、図５のフローのステップＳ１から図８のステップＳ２１まで第１実施形態と同様の処理を行う。また、図８のステップＳ２３及びステップＳ２４についても第１実施形態と同様の処理を行う。すなわち、ステップＳ２１において、Sleep1ステートであるステートマシンに接続されるポート（例えば、ノードＢの第２ポートＰ２Ｂ及びノードＣの第１ポートＰ１Ｃ）が存在するトポロジの場合に、バスケーブルの断線あるいはバスケーブルの取り外し等によってバスリセットが発生すると、ステップＳ３０に移る。また、ステップＳ２３において、Sleep1ステートであるステートマシンに接続されるポートＰ２Ｂ，Ｐ１Ｃが存在するトポロジ（例えば、図４（ｃ）参照）において、ネットワークシステムで新たな物理的な接続が検知されると、バスリセットが発生して、ステップＳ３０に移る。

ステップＳ２１あるいはステップＳ２３からステップＳ３０に移ると、ステップＳ３０において、Sleep1ステートであるノードＢの第２ポートＰ２Ｂ及びノードＣの第１ポートＰ１Ｃに対応するステートマシンは、Disconnectedステートへ遷移させる。さらに、そのステートマシンは、レジスタＲに格納されたLoop_disabled値を「０」にリセットして、ステップＳ１に移る。すなわち、Sleep1ステートＳＴ５であるステートマシン（ポート）が存在する場合に、バスリセットが検知される（遷移条件Ｔ１０）と、そのSleep1ステートＳＴ５であるステートマシンは、DisconnectedステートＳＴ１へ遷移させるとともに、そのLoop_disabled値を「０」にリセットする。これによって、例えばステップＳ２１からステップＳ３０に移った場合には、図４（ｅ）に示すように、バスケーブル１ｃの論理的な切断が解除され、ノードＢの第２ポートＰ２ＢとノードＣの第１ポートＰ１Ｃとが論理的に再接続される。その結果、従来のようにノードＣがノードＡ，Ｂから切り離されることを抑制することができる。

以上、記述した本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）ステートマシンＳＭ１，ＳＭ２を、バスリセットの発生によって、Sleep1ステートＳＴ５からDisconnectedステートＳＴ１に遷移させることができる。DisconnectedステートＳＴ１に遷移されれば、既存の遷移条件Ｔ１によってUntestedステートＳＴ３に遷移させて、論理的な切断を解除することができる。従って、本実施形態の遷移条件によれば、電源を切らずとも、１度Sleepステートに遷移されたステートマシン（ポート）を、論理的な切断を解除したUntestedステートＳＴ３に遷移させて、自動的に論理的に再接続することができる。そのため、例えばループを形成するバスケーブルが何らかの原因によって切断された場合には、Sleep1ステートに遷移されて論理的に切断されていたポートの論理的な切断が自動的に解除され、そのポート間（本例では、ポートＰ２Ｂ，Ｐ１Ｃ）が論理的に接続されることになる。その結果、論理的な切断によって所望ノードから切り離されるノードの発生を抑制することができ、ループ接続されたバスケーブルが物理的に切断されたときのフェールセーフを実現することができる。

（２）Sleep1ステートＳＴ５からLoop_disabledステートＳＴ４ではなく、DisconnectedステートＳＴ１に遷移させた。このとき、Sleep0ステートＳＴ２からDisconnectedステートＳＴ１に遷移させる遷移条件Ｔ８とSleep1ステートＳＴ５からDisconnectedステートＳＴ１に遷移させる遷移条件Ｔ１０とは、同様の遷移条件である。これによって、既存のインターフェース回路（ＩＤＢ１３９４規格のインターフェース回路）のステートマシンとの互換性を維持することができるため、既存のインターフェース回路と接続してデータの送受信を行うことができる。

なお、上記各実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。
・上記各実施形態におけるノードの数に特に制限はない。また、ループを形成するノード数についても、特に制限はなく、４つ以上であってもよい。

・上記各実施形態では、１つのインターフェース回路に２つのポートを設けたが、ポートを１つあるいは３つ以上設けるようにしてもよい。
上記各実施形態では、ステップＳ２１におけるバスリセットを、バスケーブルの物理的な切断によって発生するバスリセットと説明したが、これに限らず、例えばバスケーブルを単に取り外したことによって発生するバスリセットであってもよい。

・上記第１実施形態図６のフローのステップＳ２３を省略するようにしてもよい。すなわち、Sleep0ステートあるいはSleep1ステートであるステートマシン（ポート）が存在する場合に、新たな接続を検知すると、常にSleep0ステート及びSleep1ステートからDisconnectedステートＳＴ１に遷移されるようにしてもよい。あるいは、ステップＳ２０において、ネットワークシステム内で新たな物理的な接続を検知した場合には、Sleep1ステートであるステートマシン（ポート）のステートを遷移させないようにしてもよい。

・上記各実施形態では、ステートマシンＳＭ１，ＳＭ２のステートが遷移条件に基づいて遷移するようにしていたが、例えばステートマシンＳＭ１，ＳＭ２から出力されるステート遷移信号によって、ポートのステートを直接遷移させるようにしてもよい。

・上記各実施形態では、ループが検出されたときには、最後に接続されたポートを論理的に切断するようにしたが、例えば転送速度の遅いノードのポートを論理的に切断するようにしてもよい。この場合、各ポートの転送速度を含むポート情報を、テストループ信号と一緒に送信するようにし、そのポート情報に基づいて論理的に切断するポートを選択すればよい。

・上記各実施形態のLoop Testに特に制限されない。例えば、２種類のループテスト信号を用いてLoop testを実行してもよい。
・上記実施形態では、解析回路２４ａ，２４ｂと、生成回路２５ａ，２５ｂと、ポート監視回路２６ａ，２６ｂと、をポート毎に別々に設けるようにしたが、全てのポートに対して共通に設けるようにしてもよい。

ネットワークシステムを示すブロック図。 インターフェース回路を示すブロック図。 第１実施形態の状態遷移を説明するための説明図。 （ａ）〜（ｅ）はそれぞれ第１実施形態のネットワークシステムの接続状態の遷移を説明するための説明図。 第１実施形態の状態遷移動作を説明するためのフローチャート。 第１実施形態の状態遷移動作を説明するためのフローチャート。 第２実施形態の状態遷移を説明するための説明図。 第２実施形態の状態遷移動作を説明するためのフローチャート。 従来のネットワークシステムを示すブロック図。

符号の説明

Ｐ１Ａ，Ｐ１Ｂ，Ｐ１Ａ，Ｐ２Ｃ ポート
Ｐ２Ｂ，Ｐ１Ｃ 低消費電力ステートに遷移されたポート
ＳＭ１，ＳＭ２ ステートマシン
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ インターフェース装置
１ａ，１ｂ，１ｃ バスケーブル
ＳＴ１ 物理的非接続ステート
ＳＴ４ 論理的切断ステート
ＳＴ５ 低消費電力ステート
Ｔ１〜Ｔ８，Ｔ１０ 遷移条件

Claims (8)

1. バスケーブルで接続された他のノードとの間でデータの送受信を行うノードに備えられるＩＤＢ１３９４規格に準拠したインターフェース装置であって、
   前記バスケーブルによって前記他のノードと接続される複数のポートと、
   前記複数のポートを介した前記他のノードとのループ接続が検出された際に、前記複数のポートのいずれか１つを論理的に切断した状態である論理的切断ステートへ遷移させ、さらにトーン信号の送受信が停止される低消費電力ステートへ遷移させるステートマシンを備え、
   前記ステートマシンは、前記論理的切断ステートへ遷移させる際にループ・ディスエーブル値を論理的に切断したことを表わす所定値とし、前記ループ・ディスエーブル値が前記所定値であり、且つ前記低消費電力ステートである場合にバスリセットが検出されると、前記低消費電力ステートの前記ポートを前記論理的切断ステートへ遷移させることを特徴とするインターフェース装置。
2. 前記ポートが前記低消費電力ステートから前記論理的切断ステートへ遷移した後に前記バスリセットが検出されると、前記ポートの前記論理的切断ステートを解除することを特徴とする請求項１に記載のインターフェース装置。
3. 前記複数のポートのいずれか１つが前記低消費電力ステートであり、且つ前記ループ・ディスエーブル値が論理的に切断されていないことを表わす値である場合にバスリセットが検出されると、前記低消費電力ステートのポートを前記論理的切断ステートとは異なる非低消費電力ステートへ遷移させることを特徴とする請求項１又は２に記載のインターフェース装置。
4. 前記バスリセットは、前記論理的切断ステート及び前記低消費電力ステートへ遷移したステートマシンに接続されるポートに接続された前記バスケーブルとは別のバスケーブルが物理的に非接続になったときに発生するバスリセットであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のインターフェース装置。
5. 複数のノードがＩＤＢ１３９４規格に準拠したポートにてループ接続されたときに、前記複数のノードが有する複数のポートのいずれか１つを論理的に切断した状態である論理的切断ステートへ遷移させ、さらにトーン信号の送受信が停止される低消費電力ステートへ遷移させるトポロジ構築方法において、
   前記論理的切断ステートへ遷移させる際にループ・ディスエーブル値を論理的に切断したことを表わす所定値とし、前記ループ・ディスエーブル値が前記所定値であり、且つ前記低消費電力ステートである場合にバスリセットが検出されると、前記低消費電力ステートのポートを前記論理的切断ステートへ遷移させることを特徴とするトポロジ構築方法。
6. 前記ポートが前記低消費電力ステートから前記論理的切断ステートへ遷移した後に前記バスリセットが検出されると、前記ポートの前記論理的切断ステートを解除することを特徴とする請求項５に記載のトポロジ構築方法。
7. 前記複数のポートのいずれか１つが前記低消費電力ステートであり、且つ前記ループ・ディスエーブル値が論理的に切断されていないことを表わす値である場合にバスリセットが検出されると、前記低消費電力ステートのポートを前記論理的切断ステートとは異なる非低消費電力ステートへ遷移させることを特徴とする請求項５又は６に記載のトポロジ構築方法。
8. 前記バスリセットは、前記論理的切断ステート及び前記低消費電力ステートに遷移されたポートに接続されたバスケーブルとは別のバスケーブルが物理的に非接続になったときに発生するバスリセットであることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１つに記載のトポロジ構築方法。

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