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JP2001100874A - Usbマルチエンドポイント光変換装置 - Google Patents

Usbマルチエンドポイント光変換装置

Info

Publication number
JP2001100874A
JP2001100874A JP27576499A JP27576499A JP2001100874A JP 2001100874 A JP2001100874 A JP 2001100874A JP 27576499 A JP27576499 A JP 27576499A JP 27576499 A JP27576499 A JP 27576499A JP 2001100874 A JP2001100874 A JP 2001100874A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
usb
data
light conversion
peripheral device
serial packet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP27576499A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshiteru Mifune
義照 三船
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP27576499A priority Critical patent/JP2001100874A/ja
Publication of JP2001100874A publication Critical patent/JP2001100874A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Small-Scale Networks (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の目的は、USBのケーブルでの周辺
機器の多重接続をUSB遅延時間の制約による速度低下
を発生させず、USBのホスト側や周辺機器での改造が
不要で、簡単な構成のアダプタを付加し汎用的に光変換
するUSBマルチエンドポイント光変換装置を提供する
ことである。 【解決手段】 パーソナルコンピュータ側のUSB光変
換アダプタ1および周辺機器側の周辺機器光変換アダプ
タ2のシリアルパケット変換手段C1,C2によって内
部のフレーム周期Tf毎にUSB入力データならびに周
辺機器からの入力データのパケット化を行い、光変換手
段L1,L2で相互に光通信することで上記課題を解決
するものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、USBの光通信ア
ダプタに関し、具体的にはパーソナルコンピュータ(以
下パソコンと略す)の業界標準である高速シリアルバス
のUSB(Universal Serial Busの略語)を操作性の改
善のために光信号に変換して、ケーブルレスの無接点化
を行う技術に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、パソコンの周辺機器群の多重接続
を行うというUSB本来の目的を、ケーブルレスの無接
点化で行う技術には、多重接続を行うためのUSB−H
UBには遅延時間の制限があるために、USB−HUB
を使用しないで光多重化する方式と、USB−HUBを
使用して光多重化するが遅延時間の制限をクリアするよ
うな大幅な改造を必要とする方式の大きく2つに分類さ
れる方式があった。
【0003】前記USB−HUBを使用しないで光多重
化する方式の代表的な方式には、IrDAの一つの方式
であるIrBus方式があったが、赤外線通信のデータ
転送速度は、75Kbpsと低速度であるため、周辺機
器もKBやマウスのような低速の周辺機器に限定される
上に、パソコンとは、1:nの接続を行う方式であるた
め、複数の周辺機器毎に受発光素子を含むIrBusの
メカニズムを組み込んだ専用の周辺機器が必要であり、
かつ、1:nの光通信を行うため、パソコンに対する複
数の周辺機器は空間的な配置にも制約があった。そのた
め、高速シリアルバスで周辺機器群の多重接続を行うと
いうUSB本来の目的をケーブルレスの無接点化すると
いう目的からは大きく乖離した方式であった。
【0004】また、前記USB−HUBを使用しないで
光多重化する方式の場合には、標準化された方式は存在
していない。しかし、基本的な方式としては、パソコン
側のUSB信号ラインとUSB−HUBのホスト側の信
号ラインの間を光通信化するものであり、前記USB−
HUBのUSBホスト側のルートポートの遅延時間の制
限(20n秒)を種々の改造を行ってクリアする方式で
あった。この方式の場合には、論理回路と電気/光変換
素子を含めて、遅延時間の制限(20n秒)をクリアす
るには、受発光の光素子には、数倍の速度が必要にな
り、光素子の選択がコスト面で非現実的であった。その
ため、USB−HUBのコアロジックを分割したり、ダ
ミーのUSB−HUBをパソコン側のUSBホストに埋
め込むような改造を行って遅延の制限を各々50n秒や
70n秒に緩和させてから光多重化する方式がとられて
いた。従って、結果的にはパソコン本体の側での改造が
必要となるため、機種限定となる上にUSB−HUBコ
アロジックの開発費用が多く嵩むにも関わらず汎用性の
ない構成となっていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】光変換を行う場合、前
述の従来の方式では、USBバスラインの遅延時間の制
約条件があるため、パソコンの周辺機器群の多重接続を
行うというUSB本来の速度や機能を持たせながらケー
ブルレス化するという目的には転送速度が遅すぎたり、
パソコンや周辺機器の改造コストが嵩み、実用的に使用
できない内容ばかりであった。
【0006】本発明は、上記従来の問題点を解消するも
ので、USBバスラインの遅延時間の制約条件による転
送速度の低下を発生させることなく、また、パソコン側
のUSBの制御LSIや信号ラインならびに周辺機器側
のインタフェースの改造を一切行わず、USBバスライ
ンを汎用的に光変換できる簡単な構成のアダプタで、U
SBの多重周辺機器接続の操作性を、さらに改善するこ
とを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、パソコン側のUSB標準バスコネクタにU
SB光変換アダプタを付加することと、周辺機器側の周
辺機器光変換アダプタに従来からの周辺機器を同一イン
タフェースのままで複数台接続し、両アダプタの間を光
通信させるように構成する。
【0008】そのため、パソコン側のUSB光変換アダ
プタでは、市販のUSBシリアルインタフェースエンジ
ン(以下SIEと略す。)等のコアLSI、もしくは、
ICを使用した上で、複数のメモリブロックに増設可能
なUSBマルチエンドポイントに対応させたパイプメモ
リ手段と、前記複数のパイプメモリ手段の中のメモリブ
ロックのいずれかに入力データがある場合にはこれらを
読み出して連結データのシリアルパケットに変換して送
信し、また、連結データのシリアルパケットを受信した
場合には連結データを分解した上で前記複数のパイプメ
モリ手段の中で対応するメモリブロックヘ書き込みを行
うシリアルパケット変換手段と、前記連結データからな
るシリアルパケットの送信と受信を電気信号と光信号の
間で相互に変換を行う光変換手段で構成する。
【0009】また、複数の周辺機器を接続する周辺機器
側の周辺機器光変換アダプタでは、市販のスーパーI/
O等のコアLSIもしくはICを使用し、複数のポート
ブロックに増設可能なI/O制御手段、前記複数のI/
O制御手段の中のポートブロックのいずれかに入力デー
タがある場合にはこれらを読み出して連結データのシリ
アルパケットに変換して送信し、また、連結データのシ
リアルパケットを受信した場合には連結データを分解し
た上で前記複数のI/O制御手段の中で対応するポート
ブロックヘ書き込みを行うシリアルパケット変換手段、
前記連結データからなるシリアルパケットの送信と受信
を電気信号と光信号の間で相互に変換を行う光変換手段
で構成する。
【0010】前記USB光変換アダプタと周辺機器光変
換アダプタの間の光通信を行う光変換手段では、USB
の転送速度(12.5Mbps)を確保できる汎用的な
受発光素子を使用して、送信と受信のペア等で構成し、
相互にシリアルパケットを送受信させることによってU
SBバスラインを光変換するものである。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、パソコン側のUSB光変換アダプタでは、SIEに
よってパソコン側から入力するUSBパケットはパイプ
メモリ手段の中のメモリブロックに分解されて入力され
るので、これをシリアルパケット変換手段によって、メ
モリブロック毎に読み出してデータ連結してシリアルパ
ケットに変換し、光変換手段を介して周辺機器光変換ア
ダプタに光送信し、周辺機器光変換アダプタから光受信
した連結データからなるシリアルパケットは、シリアル
パケット変換手段によって、周辺機器毎に分解した上で
パイプメモリ手段の対応するメモリブロックに書き込
み、SIEによってパソコン側へUSBパケットとして
出力する。
【0012】一方、周辺機器側の周辺装置光変換アダプ
タでは、市販のスーパーI/OなどのLSIで構成され
たI/O制御手段のポートブロックに、該当する周辺機
器からのデータを入力させるので、これをシリアルパケ
ット変換手段によって、ポートブロック毎に読み出して
データ連結してシリアルパケット変換を行い、光変換手
段を介して、USB光変換アダプタに光送信し、USB
光変換アダプタから光変換手段を介して光受信した連結
データからなるシリアルパケットは、シリアルパケット
変換手段によって、周辺機器毎に分解した上で、I/O
制御手段の対応するポートブロックに書きこみ、各周辺
機器へのデータ出力を行わせる。
【0013】上記構成をとることによって、USB遅延
時間の制約条件を受けることなく、USB本来の速度を
維持しつつ、簡単な構成のアダプタを付加するだけで、
汎用的に、USBバスラインを光信号に変換してケーブ
ルレスの無接点化を行えるという作用が得られる。
【0014】次に、本発明の具体的な実施の形態につい
て図面を用いて説明する。
【0015】(実施の形態1)図1は、本発明の実施の
形態1に係わるよるUSBマルチエンドポイント光変換
装置の構成図を示す。
【0016】図1のUSBマルチエンドポイント光変換
装置は、SIE S1と、パイプメモリ手段M1と、シ
リアルパケット変換手段C1と、光変換手段L1で構成
されるUSB光変換アダプタと、光変換手段L2と、シ
リアルパケット変換手段C2と、I/O制御手段I1で
構成される周辺機器光変換アダプタを備えている。
【0017】図1において、パソコン側のUSBコネク
タ(図1の左端上部のUSBバスD+、D−で示す)に
USB光変換アダプタ1を付加し、また、周辺機器側
(図1の右側)では、周辺機器光変換アダプタ2によっ
て、従来のインタフェースのままで、FDD P1、R
S232C P2、及び、プリンタ P3などを接続
し、両アダプタの間を光通信させるように構成すること
で、簡単な構成でUSBの遅延時間の制約条件を受けず
に、USB本来のデータ転送速度を維持しつつパソコン
や周辺機器での改造が一切不要な汎用的なUSBバスラ
インの光変換を行える。
【0018】USB光変換アダプタ1のシリアルパケッ
ト変換手段C1は、パソコン側から入力データがある場
合には、SIE S1よって、パイプメモリ手段M1の
周辺機器に対応したメモリブロックにデータ設定された
データを読み出して一定のフレーム周期毎にデータ連結
してシリアルパケット化を行い、光変換手段L1を介し
て周辺機器側の周辺機器光変換アダプタ2へ光送信を行
う。
【0019】また、シリアルパケット変換手段C1は、
周辺機器側の周辺機器光変換アダプタ2から光変換手段
L1を介して、一定のフレーム周期毎のデータ連結され
たシリアルパケットを受信した場合には、周辺機器毎に
データを分解した上で対応するパイプメモリ手段M1の
メモリブロックへの書き込みを行い、SIE S1によ
って、パソコン側へ出力する。
【0020】周辺機器光変換アダプタ2のシリアルパケ
ット変換手段C2は、パソコン側のUSB光変換アダプ
タ1の光変換手段L1から光変換手段L2を介して一定
のフレーム周期毎のデータ連結されたシリアルパケット
を受信した場合には、対応する周辺機器であるFDD
P1,RS232C P2およびプリンタ P3等に連
結データの分解を行い、市販のスーパーI/Oチップ等
を使用したI/O制御手段I1のポートブロックへの書
き込みを行って、周辺機器へ出力する。
【0021】また、シリアルパケット変換手段C2は、
I/O制御手段I1のポートブロックからのデータ読み
出しがある場合には、これを読み出して一定のフレーム
周期毎にデータ連結を行ってシリアルパケット化を行
い、光変換手段L2を介してUSB光変換アダプタ1の
光変換手段L1に光送信を行う。
【0022】図2は、本発明の実施の形態1に係わるU
SB光変換アダプタのシリアルパケット変換手段の詳細
な構成図を示す。
【0023】図2において、シリアルパケット変換手段
C1は、制御部C11と、分解処理部C12と、パケッ
ト化処理部C13と、並列データを直列データに変換す
るP/S変換部C14と、光変換手段L1で構成され
る。
【0024】制御部C11は、パソコン側から周辺機器
のFDD P1とプリンタ P3に対する出力データが
パイプメモリ手段M1のメモリブロックM11とメモリ
ブロックM13に設定されていると、これらを読み出し
てパケット化処理部C13へのデータ出力を行って、一
定のフレーム周期内に識別ヘッダ等を付加した上で、デ
ータ連結処理を行い、P/S変換部C14と光変換手段
L1を介して周辺機器側の周辺機器光変換アダプタ2の
光変換手段L2へ光送信を行う。
【0025】また、制御部C11は、光変換手段L1と
P/S変換部C14を介して周辺機器光変換アダプタ2
からのシリアルパケットデータを受信するとそれがRS
232C P2のデータであることを分解処理部C12
によって解析し、パイプメモリ手段M1のメモリブロッ
クM12へデータ書き込みを行い、図1のSIE S1
によって、パソコン側へ出力を行う。
【0026】図3は、本発明の実施の形態1に係わる周
辺機器光変換アダプタのシリアルパケット変換手段の詳
細な構成図を示す。
【0027】図3において、シリアルパケット変換手段
C2は、制御部C21と、分解処理部C22と、パケッ
ト化処理部C23と、並列データを直列データに変換す
るP/S変換部C24と、光変換手段L2で構成され
る。
【0028】制御部C21は、光変換手段L2とP/S
変換部C24とを介して、USB光変換アダプタ1から
のシリアルパケットを受信すると、分解処理部C22に
よって、パソコン側から周辺機器のFDD P1とプリ
ンタ P3に対する出力データである事を解析し、市販
のスーパーI/OLSI等で構成されたI/O制御手段
I1の対応するポートブロックI11とポートブロック
I13への書き込みを行う。
【0029】また、図3のシリアルパケット変換手段C
2の制御部C21は、I/O制御手段I1のポートブロ
ックI12からRS232C P2の入力データを読み
出すとパケット化処理部C23へデータ出力を行って、
一定のフレーム周期内に識別ヘッダ等を付加した上で、
P/S変換部C24と光変換手段L2を介して、パソコ
ン側のUSB光変換アダプタ1の光変換手段L1への光
送信を行う。
【0030】図4は、本発明の実施の形態1に係わるシ
リアルパケット変換手段によって作成されるデータ連結
されたパケットデータの構成例の説明図を示す。
【0031】図4は、図2と図3に示したシリアルパケ
ット変換手段C1,C2のパケット化処理部C13,C
23で作成されるシリアルパケットのデータの構成例を
示している。
【0032】図4は、FDDへの出力データD1とプリ
ンターへの出力データD3を含むパケットデータの構成
図である。
【0033】図4において、シリアルパケットのパケッ
トフレーム周期Tfは、USBのパケトフレーム周期と
非同期ではあるが同じ時間間隔として、データクロック
はUSBの高速クロック(12.5MHz)以上にする
ことで、USBの転送速度の確保を行う。
【0034】また、周辺機器に対応するデータには、ヘ
ッダ、フッタを持たせ、ヘッダには機種識別子を、ま
た、フッタにはエラー訂正符号などを組み込ませる。
【0035】図4においては、FDD出力データD1
は、ヘッダH1とフッタF1が付加され、プリンタ出力
データD3はヘッダH2とフッタF2が付加されている
様子を示している。
【0036】図5は、本発明の実施の形態1に係わるシ
リアルパケット変換手段によって作成される複数のUS
Bパケット入力とUSBパケットデータ長を超える周辺
機器の連続データがあった場合のパケットデータの構成
例の説明図である。
【0037】図5は、FDDデータが3つ連続する場合
のパケットの構成を示す。
【0038】図5において、USBのパケットフレーム
内に同一機種(図5ではFDD)に対する複数のデータ
が設定された場合、つまり、本発明の実施の形態1によ
るパケット化処理部C13において、USBパケットデ
ータの複数転送つまり内部のパケットフレーム周期Tf
内にパイプメモリ手段M1のメモリブロックM11から
複数回のデータ読み出しが行われるか、パケット化処理
部C23においてI/O制御手段I1のポートブロック
I11からUSBパケットデータ長を超える連続データ
の読み出しが行われた場合、内部作成されるシリアルパ
ケットのデータの構成例を示している。
【0039】図5において、FDDデータは、複数のデ
ータD11,D12,D13に連結もしくは分解処理さ
れ各々のヘッダH11,H12,H13にはデータの連
結情報が設定されている様子を示している。
【0040】
【発明の効果】本発明は、USBバスラインの遅延時間
の制約条件による転送速度の低下を発生させることな
く、また、簡単な構成のアダプタを付加するだけで、パ
ソコン側のUSBの制御LSIや信号ラインならびに周
辺機器側のインタフェースの改造を一切行わず、USB
バスラインを汎用的に光変換するものであり、USBの
多重周辺機器接続をワイヤレス化してさらに操作性を改
善することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係わるよるUSBマル
チエンドポイント光変換装置の構成図
【図2】本発明の実施の形態1に係わるUSB光変換ア
ダプタのシリアルパケット変換手段の詳細な構成図
【図3】本発明の実施の形態1に係わる周辺機器光変換
アダプタのシリアルパケット変換手段の詳細な構成図
【図4】本発明の実施の形態1に係わるシリアルパケッ
ト変換手段によって作成されるデータ連結されたパケッ
トデータの構成例の説明図
【図5】本発明の実施の形態1に係わるシリアルパケッ
ト変換手段によって作成される複数のUSBパケット入
力とUSBパケットデータ長を超える周辺機器の連続デ
ータがあった場合のパケットデータの構成例の説明図
【符号の説明】
1 USB光変換アダプタ 2 周辺機器変換アダプタ C1 シリアルパケット変換手段 C2 シリアルパケット変換手段 C11 制御部 C12 分解処理部 C13 パケット化処理部 C14 P/S変換部 C21 制御部 C22 分解処理部 C23 パケット化処理部 C24 P/S変換部 I1 I/O制御手段 I11 ポートブロック1 I12 ポートブロック2 I13 ポートブロック3 L1 光変換手段 L2 光変換手段 M1 パイプメモリ手段 M11 メモリブロック1 M12 メモリブロック2 M13 メモリブロック3 P1 FDD P2 RS232C P3 プリンタ S1 SIE

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数に増設可能なメモリブロックからなる
    周辺機器に対応させたパイプメモリ手段と、前記複数の
    メモリブロックの中に入力データがある場合には前記入
    力データを読み出してデータ連結を行った後、シリアル
    パケットに変換して送信し、また、連結データに変換さ
    れたシリアルパケットを受信した場合には前記連結デー
    タを分解した後、前記複数のメモリブロックの中で対応
    するメモリブロックへの書き込みを行うシリアルパケッ
    ト変換手段と、前記連結データの送信と受信を光変換す
    る光変換手段で構成されたUSB(Universal Serial B
    usの略語)光変換アダプタ、ならびに、複数に増設可能
    なポートブロックからなるI/O制御手段と、前記複数
    のポートブロックの中に入力データがある場合には前記
    入力データを読み出してデータ連結を行った後、シリア
    ルパケットに変換して送信し、また、連結データに変換
    されたシリアルパケットを受信した場合には前記連結デ
    ータを分解した後、前記複数のポートブロックの中で対
    応するポートブロックへの書き込みを行うシリアルパケ
    ット変換手段と、前記連結データの送信と受信を光変換
    する光変換手段で構成された周辺機器光変換アダプタを
    備え、前記USB光変換アダプタと前記周辺機器光変換
    アダプタの間で光通信する事を特徴とするUSBマルチ
    エンドポイント光変換装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030056129A (ko) * 2001-12-27 2003-07-04 옵토밸리(주) 유에스비 광 확장 장치
US7633547B2 (en) 2002-02-05 2009-12-15 Canon Kabushiki Kaisha Image sensing apparatus and signal processing apparatus

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