在網絡中確定並配置通信路徑的製作方法
2023-05-08 01:39:31 1
專利名稱：在網絡中確定並配置通信路徑的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種通信網絡，特別是用於在家庭娛樂組件的網絡內確定並配置路徑路由的方法。
網絡作為一種在網絡上的其他節點間共享連接到網絡中的資源的手段非常具有吸引力。不僅對於IT市場是如此，在消費電子(CE)中也是這樣，其中例如電視(TV)典型地被(聯網或群集連接的)其它一些組件共享，例如DVD、機頂盒、VCR，它們每個都能提供由電視呈現的內容。
IT使用的網絡典型地採用目標為優化路徑長度、時間和/或克服節點/連接故障的路由管理方案。在消費電子(CE)市場中最小化實施成本是最重要的，而用於IT的解決方案可能太過綜合化和太昂貴，因而通常不被採用。在CE群(網絡)中需要的是一種手段，它允許組件以特設的(ad-hoc)方式(通常所說的「熱插拔」)與網絡連接(或斷開)，並能簡便地識別從組件到主節點(典型地是一個呈現裝置例如電視)的信號路徑。
為了確定包括一組互連節點的網絡拓撲，一個基本的要求是識別節點和節點間的連接，進而分發這一信息。一些方法在節點間採用雙向連接來使節點能夠發現它們的鄰居並由此而促使確定網絡的拓撲。被轉讓給Net Insight的國際申請WO 00/31925公開了一種用於確定通過單向連接互連的節點的網絡拓撲的方法。這種方法有吸引力的一點是它的實施成本少於使用雙向連接的方案。
WO 00/31925的方法公開了拓撲發現的過程，其中包括確定節點網絡中一個或多個環路的存在，其中節點發送一個拓撲發現消息，它隨後接收(在被一個或多個中間節點轉發之後)該消息的一個版本。根據這個反饋，該節點能夠推算出從它本身到已識別的中間節點集中任何一個節點的路徑的存在。然而，該方法的一個缺點是發起節點必須接收反饋消息以確定該路徑的存在，以及該路徑上的所有節點。另外一個缺點是，發起節點必須分發此信息到該路徑上的那些節點以易於一個路徑的隨後建立。還有一個缺點是，如果分發使用的是單向連接則會造成額外的消息開銷負擔。而且，如果一個單向連接在該路徑上的某處中斷(例如，由於熱插拔一個組件)，則可能沒有一種與路徑上的所有節點通信並通知它們的方式。
WO 00/31925的方法還公開了一種方法，用來在通過一個節點發送常規驗證消息橫穿已發現的路徑而先前確定的路徑中發生中斷時進行自動檢測；中斷是在該節點經過一段時間而未能接收到驗證消息時被確定的。該方法的缺點是增加了消息業務量開銷，而且未能識別中斷在路徑的何處出現。
本發明的一個目的是使用確定家庭娛樂系統的拓撲並配置所述系統的組件間的路徑的方法來解決這些和其它問題。
根據本發明，提供了一種方法來確定網絡的拓撲，該網絡包括一個主節點和至少一個通過單向數據連接互連的從節點，其中該主節點可操作來通過第一埠與第一緊鄰的隨後的從節點連接並使數據可用於被所述第一緊鄰的隨後的從節點讀取，和其中根據所述第一埠的標識(identity)來修改(adapt)所述數據，對於可操作來通過第二埠與第二緊鄰的隨後的節點連接的從節點，該方法包括步驟a)從緊鄰的之前的節點讀取數據；b)根據所述第二埠的標識來修改數據；和c)使經修改的數據可用於被所述第二緊鄰的隨後的節點讀取，使得經修改的數據向網絡中一個隨後的節點揭示(disclose)從該網絡中的之前的節點直到該從節點並包括該從節點的路徑。
適合實現本發明的方法的網絡包括那些具有一個主節點和一個或多個從節點的網絡。適合的網絡拓撲包括但不限於星形(主節點作為網絡集線器)、樹與分支(主節點作為根)、環形，以及樹形和星形的組合，其中該網絡提供從主節點到從節點(包括通過中間從節點)的單向通信。
從節點從緊鄰的之前的節點讀取數據。從節點可能具有一個或多個緊鄰的之前的節點。數據讀取可能包括該從節點和緊鄰的之前的節點之間連接的標識；另外也可能提供緊鄰的之前節點的標識。優選地，為了最小化數據，在從節點只有一個緊鄰的之前節點的情況下，該數據可能包括緊鄰的之前節點的輸出埠標識，這對識別該連接來說是足夠的。通常，該數據可能包括與該數據為到達從節點而已穿過的路徑上所有節點相關的輸出埠標識的排序集合。然後，對每個可能連接到緊鄰的之前節點的輸出埠，該從節點通過將各自的輸出埠標識附加到該數據(輸出埠標識的排序集合)來修改該數據，並使該修改的數據可用於被緊鄰的隨後的節點通過該從節點的各自埠而讀取。
本發明的一個優點是在合適的網絡中存在的從節點通過輪詢(讀取)緊鄰的之前的節點來發現拓撲信息。如上面描述的，而且也是在正常的使用中，如此讀取的信息包括描述主節點和從節點之間的整條路徑的數據。然而，與現有技術的方法不同的是，緊鄰的之前的節點並不發送該信息到從節點而是依靠所請求的信息；因而這種機制可允許該從節點來確定它不能讀取一個緊鄰的之前的節點-並且該從節點因此可以推算出該緊鄰的之前的節點沒有被連接和/或在該緊鄰的之前的節點和該從節點之間存在連接問題。它可以轉發此信息以供網絡中的其它節點使用。當從節點檢測到這樣的連接問題，它可以將數據設定到默認的空值來代替不能被讀取的數據。這個值然後可以以正常的方式被傳播到該從節點的隨後的節點。通過讀取包含空值的數據，一個隨後的節點能夠判斷出存在中斷和該中斷位於何處。在這樣的節點當前在該系統中有效地情況下(例如向主節點流播AV內容)，該節點可能能夠向該網絡中的其它節點發信號通知該中斷的存在和位置；其它的這些節點可能能夠依次重新配置該路徑來重新安排到主節點的連接並因此以最小的中斷和/或用戶參與來繼續服務。在任何情況下，都可以將該中斷的位置通知給用戶。下面對這種機製作進一步的詳細描述。
根據本發明的另一個方面提供了一種配置網絡的主節點和從節點之間路徑的方法，其中該網絡中的節點拓撲先前已經被確定，對於從節點，該方法包括步驟a)從緊鄰的之前的節點讀取數據；b)發送所述數據至少到沿由所述數據發現的路徑的每個節點；和，對於沿該路徑的每個這樣的節點，a)接收所述數據；和b)根據所述數據來配置部分路徑。
在一些現有技術的方法中，從緊鄰的之前節點讀取的數據簡單地由從節點轉發到主節點，該主節點為了配置由該數據揭示的路徑，接著將該數據轉發到該路徑上的每個節點。這樣的方法依賴於該路徑的完整性。根據本發明的從節點可以讀取來自緊鄰的之前節點的數據並接著將該數據直接發送到由該數據揭示的路徑上的每一個節點。可以使用不同的連接方案來得到去往該路徑的節點的直接連接，包括但不限於有線方式的Project50、IEEE1394和乙太網；以及無線方式的ZigBee、HomeRF、WiFi、802.11、紅外線遙控(包括RC5/6，脈衝位置)和IrDA。所有的這些方案對所屬領域的普通技術人員來說都是公知的，因而無需進一步的描述。優選地，HDMI規範中的CEC總線被用於該路徑的到節點的直接連接。直接連接方法的一個優點是節點間的單向連接並不被用來轉發配置信息，因而通過限制節點間的單向連接涉及到拓撲發現任務而簡化了該方法。
上述配置路徑的方法可以在使用先前描述的確定節點拓撲的方法之後採用；這在改進對路徑中中斷的處理方面具有優勢。當配置路徑時，路徑上的節點從從節點接收數據並根據所述數據來配置部分路徑。例如，在正常的操作中，該數據描述從主節點到從節點的路徑，該接收節點可能切換它的相應的輸入和輸出埠以便與接收的數據相應。可以替代地，在該數據揭示該路徑中的一個中斷的情況下，接收該數據的節點可以以不同的方式配置它自己來與其它的節點一起幫助建立主節點和從節點之間的新路徑以繞開中斷。例如，與該中斷相關的隨後的節點可以接入一條到主節點的替代路徑並使與該替代路徑相應的數據在其輸出埠可用。位於到從節點的原來路徑上的剩餘無損部分上的隨後的節點可以從之前的節點重新讀取數據並由此而為從節點提供到主節點的新的無損路徑的數據。如前所述，為了調用該新路徑，從節點以正常形式發送數據到新路徑的節點。以這種方式可以重新建立主節點和從節點之間的路徑。優選地，該從節點發送從之前的節點讀取的數據到該網絡中所有的其它節點。
根據本發明的再一個方面提供了一種網絡，該網絡包括主節點和至少一個通過單向數據連接互連的從節點，由此該數據流的方向是從主節點指向該至少一個從節點，其中一個節點使數據在輸出埠可用以便被緊鄰的隨後的節點讀取，該數據根據所述輸出埠的標識來修改以便當從節點從一個緊鄰的之前的節點讀取數據時，所述數據包括所述緊鄰的之前節點的輸出埠的標識。
在消費電子上下文中，根據本發明的適合的系統可以包括一個呈現組件作為主節點，例如但不限於顯示器、音頻放大器或電視。從節點可以被直接連接到該主節點或通過一個或多個中間從節點而連接到該主節點。從節點的例子包括但不限於機頂盒、DVD播放器、DVD記錄器、VCR、PVR、盒式錄音機和CD播放器。優選地，單向數據連接依照HDMI規範中定義的DDC總線。該系統的節點還可以通過一個公共的雙向鏈路互連。該鏈路可以是有線的、或無線的、或是兩者的組合。適用的方法包括但不限於有線的Project50、IEEE1394和乙太網；無線的ZigBee、HomeRF、WiFi、802.11、紅外線遙控(包括RC5/6，脈衝位置)和IrDA。優選地，公共的雙向鏈路是依照HDMI規範中定義的CEC總線。
主節點可以包括與緊鄰的隨後的節點連接的第一埠，根據第一埠而使數據可用以便被緊鄰的隨後的節點讀取的數據處理器和從該網絡的從節點接收數據的第二埠。優選地，主節點使用HDMI與該網絡互連，其中該第一和第二埠分別與HDMI的DDC總線以及CEC總線相接口。
從節點可以包括可操作來與緊鄰的之前的節點連接的第一埠，可操作來與緊鄰的隨後的節點連接的第二埠和數據處理器，該數據處理器可操作來通過第一埠從所述緊鄰的之前的節點讀取數據，以根據該第二埠的標識來修改所述數據並使經修改的數據可用於被所述緊鄰的隨後的節點讀取。從節點還可以包括與該網絡的另一個節點交換數據的第三埠。優選地，該從節點使用HDMI在該網絡內互連，其中第一埠和第二埠與HDMI的DDC總線相接口，而第三埠與HDMI的CEC總線相接口。
現在更多的特徵和優點將通過例子，並參照附圖在下面進行描述，其中
圖1是表明本發明的第一方法的流程圖；圖2是表明本發明的第二方法的流程圖；圖3是表明本發明的第一網絡的示意圖4是表明本發明的網絡的從節點的示意圖；圖5是表明本發明的第二網絡的示意圖；以及圖6是表明本發明的家庭娛樂組件的系統的示意圖；在本說明書中，術語「節點」指的是網絡中的單元。術語「HDMI」指的是新興的高清晰度多媒體接口和任何其衍生物。關於從節點，術語「緊鄰的之前的節點」指的是與從節點的節點輸入連接的節點，而「之前的節點」與緊鄰的之前節點的各自節點輸入連接(可能是通過一個或多個中間節點)；類似地，術語「緊鄰的隨後的節點」指的是與從節點的節點輸出連接的節點，而「隨後的節點」(可能通過一個或多個中間節點)與緊鄰的隨後的節點的各自節點輸出連接。
圖1示出了實現本發明的第一方法的流程圖，總地由100示出。該方法由網絡的從節點使用並開始於102。從節點輪詢104一個緊鄰的之前的節點。基於該輪詢的成功或其它結論，從節點能夠在106確定緊鄰的之前的節點是否被連接(或到該節點的連接是否可能中斷)。當輪詢成功，從節點從緊鄰的之前的節點讀取108數據；當該輪詢失敗時，該從節點裝載一個空(NULL)值110來代替讀取數據的空缺。在112，從節點檢查它的輸出埠並對於每個埠通過例如附加相關埠ID來修改114讀取的數據(或空數據)，並使經修改的數據可用於116(由緊鄰的隨後的節點)在各自的埠讀取。然後它檢查118是否所有的輸出埠都已被處理過，如果不是，則通過處理下一個埠ID 120來繼續。該方法在122結束。
圖2是實現本發明的第二方法的流程圖，總地由200示出。該方法涉及配置主節點和從節點之間的先前識別的路徑。該方法開始於202並在204，從節點從緊鄰的隨後的節點讀取數據。然後，從節點至少發送206該數據到主節點和從節點之間(如由數據識別的)路徑上的所有其它節點。路徑上的節點接收208該數據並根據該數據執行部分路徑的配置210。該方法在212結束。
圖3是表明本發明的第一網絡的示意圖。網絡總地以300示出，且包括主節點302，它們分別通過單向連接312和314與從節點304和306連接。從節點304進一步分別通過單向連接316和318與從節點308和310連接。該示意圖示出了從主節點發出的通常的數據流。
圖4是表明本發明的網絡的從節點的示意圖。該從節點總地以400示出，且包括與緊鄰的之前的節點連接的第一埠402、數據處理單元(包括CPU 404、程序ROM 406、RAM 408，通過總線412以對本領域普通技術人員已知的方式互連)、存儲器410與緊鄰的隨後的節點連接的第二埠414以及與網絡中的其它節點交換數據的第三埠416。在操作中，該數據處理單元通過第一埠從緊鄰的之前的節點讀取數據，在存儲器410中存儲數據，修改並存儲410經修改的數據並使經修改的數據可用於被緊鄰的隨後的節點通過第二埠讀取。當需要時，讀取的數據由數據處理單元通過第三埠發送給網絡中的其它節點。
圖5是表明本發明的第二網絡的示意圖，且總地由500示出。網絡具有樹形拓撲並包括主節點502，從節點a 514，從節點b 512，從節點c 520以及從節點X 528。從節點a 514從主節點502讀取數據508，其中數據508包括與主節點502的埠#2 504的ID相應的參數「2」。以類似的方式，從節點b 512從主節點502讀取數據510，其中數據510包括與主節點502的埠#1 506的ID相應的參數「1」。從節點c 520從從節點a 514讀取數據518，其中數據518包括與用從節點a 514的埠#1 516的ID修改的數據508相應的參數「2.1」。類似地，從節點X 528從從節點c 520讀取數據526，其中數據526包括與用從節點c 520的埠#1 522的ID修改的數據518相應的參數「2.1.1」。從節點X用埠#1 530的ID修改數據526並使該經修改的數據可用於任何可能連接到從節點X 528的埠#1 530的從節點；類似地，對於從節點c 520，它將修改數據518用於埠#2 524。
如果從節點X希望配置到主節點的路徑，它只是簡單地發送參數「2.1.1」至少到主節點502、從節點a 514和從節點c 520。這些節點的每個接收該參數並可簡單地通過解碼並作用於該參數的相關部分來配置該路徑中它的部分。例如，最左邊的數字被主節點識別，它將因此而選擇它的埠#2 504。以類似的方式，最左邊和中間數字的組合(即2.1)被從節點a 514識別為涉及它，因此其包括用它的輸出埠#1修改的接收到的數據508，這樣，它將相應地選擇它的埠#1 516。最後，所有數字的組合(即2.1.1)被從節點c 520識別為涉及它，且它將因此而選擇它的埠#1 522。
圖6是表明本發明的家庭娛樂組件的系統的示意圖。該系統總地以600示出且包括電視602、DVD播放器618、機頂盒(STB)614和VCR 622。這些組件使用HDMI塞繩裝置(cordset)608、616和624互連。電視602是主節點，其它組件作為從節點。TV根據它的埠ID來使數據可用於分別在它的輸出埠604和606讀取。在電視埠#2 604可用的數據被DVD播放器618使用HDMI塞繩裝置608中的DDC線610讀取。被DVD播放器618讀取的數據是與主節點埠#2相應的參數值「2」(如前述針對附圖5所討論的)。(類似地，在電視埠#1 606可用的數據由STB 614通過HDMI塞繩裝置616讀取。)VCR 622使用HDMI塞繩裝置624中的DDC線626從DVD播放器618讀取數據；被讀取的數據是與被DVD播放器讀取並根據DVD播放器埠#1修改的數據相應的參數值「2.1」630。為了建立到電視602的路徑，VCR 622使用CEC總線(分別是HDMI塞繩裝置624、608和616的628、612、632)簡單地廣播參數「2.1」630到電視602和DVD播放器618。電視和DVD播放器如在先描述的那樣、根據接收到的數據參數「2.1」配置它們的輸入和輸出埠。
前面的實現和方法只是通過例子給出的，並且僅僅代表了能夠被本領域的技術人員容易地識別來利用本發明的優點的一些實現的選擇。
在上面的描述中以及參考附圖6，公開了一種用於確定網絡600的拓撲的方法，該網絡包括主節點602和一個或多個使用單向數據連接610、628、634互連的從節點614、618、622。主節點602使數據可用於隨後的節點，且從節點622從之前的節點618讀取數據，該讀取的數據包括從主節點到從節點的路徑的信息。還公開了一種通過從從節點622經節點間的雙向數據連接628、612、632發送數據到路徑上的所有節點來配置路徑的方法。在優選的實施例中，採用HDMI的家庭娛樂系統600是適合的網絡並包括一個呈現組件，例如電視602，可操作來充當主節點；該網絡的節點被使用HDMI塞繩裝置608、624、616互連。HDMI規範包括支持前述單向數據連接610、628、634的DDC總線和支持前述雙向數據連接628、612、632的CEC總線。
權利要求
1.一種確定網絡的拓撲的方法，該網絡包括主節點和至少一個通過單向數據連接互連的從節點，其中該主節點可操作來通過第一埠與第一緊鄰的隨後的從節點連接並使數據可用以便被所述第一緊鄰的隨後的從節點讀取，以及其中根據所述第一埠的標識來修改所述數據，對於可操作來通過第二埠與第二緊鄰的隨後的節點連接的從節點，該方法包括步驟a)從緊鄰的之前的節點讀取(108)數據；b)根據所述第二埠的標識來修改(114)該數據；和c)使經修改的數據可以用於(116)被所述第二緊鄰的隨後的節點讀取，使得該經修改的數據向網絡中隨後的節點揭示一個從該網絡中的之前的節點直到該從節點並包括該從節點的路徑。
2.根據權利要求1的方法，在該從節點未與緊鄰的之前的節點連接的情況下，將步驟a)替換為以下步驟a)設定數據為默認的空值。
3.一種配置網絡的主節點和從節點之間路徑的方法，其中該網絡中節點的拓撲先前已經被確定，對於從節點，該方法包括步驟a)從緊鄰的之前的節點讀取(204)數據；b)發送(206)所述數據至少到沿由所述數據揭示的路徑的每個節點；和，對於沿該路徑的每個這樣的節點，a)接收(208)所述數據；和b)根據所述數據來配置(210)該路徑的一部分。
4.根據權利要求3的方法，其中該網絡中節點的拓撲先前已經由根據權利要求1的方法確定。
5.一種包括主節點(302)和至少一個通過單向數據連接(312，314)互連的從節點(304，306)的網絡，其中數據流的方向是從主節點離開而去往至少一個從節點，其中一個節點使數據在輸出埠可用以便被緊鄰的隨後的節點讀取，該數據根據所述輸出埠的標識來修改以便當從節點從緊鄰的之前的節點讀取數據時，所述數據包括所述緊鄰的之前節點的輸出埠的標識。
6.根據權利要求5的網絡，其中單向數據連接是根據HDMI規範中定義的DDC總線。
7.一種家庭娛樂系統，被配置為根據權利要求6的網絡並包括可操作來作為主節點的呈現組件。
8.一種根據權利要求5的網絡，其中所有的節點進一步通過一個公共雙向鏈路互連。
9.根據權利要求8的網絡，其中該公共雙向鏈路是根據HDMI規範中定義的CEC總線。
10.一種家庭娛樂系統，被配置為根據權利要求9的網絡並包括可操作來作為主節點的呈現組件。
11.一種根據權利要求5的網絡的主節點，其中該主節點包括可操作來與緊鄰的隨後的節點連接的第一埠，可操作來根據該第一埠而使數據可用於被緊鄰的隨後的節點讀取的數據處理器和可操作來從該網絡的從節點接收數據的第二埠。
12.根據權利要求11的主節點，其中第一埠可操作來與HDMI規範的DDC總線相接口，和第二埠可操作來與HDMI規範的CEC總線相接口。
13.一種根據權利要求5的網絡的從節點，其中該從節點包括可操作來與緊鄰的之前的節點連接的第一埠，可操作來與緊鄰的隨後的節點連接的第二埠以及數據處理器，該數據處理器可操作來從所述緊鄰的之前的節點經該第一埠讀取數據，以根據該第二埠的標識來修改所述數據並使經修改的數據可用於被所述緊鄰的隨後的節點讀取。
14.根據權利要求13的從節點，進一步包括可操作來與該網絡的另一個節點交換數據的第三埠。
15.根據權利要求14的從節點，其中該第一埠和第二埠可操作來與HDMI規範的DDC總線相接口，而第三埠可操作來與HDMI規範的CEC總線相接口。
全文摘要
本發明公開了一種用於確定網絡(600)的拓撲的方法，該網絡包括主節點(602)和一個或多個使用單向數據連接(610、628、634)互連的從節點(614、618、622)。該主節點(602)使數據可為隨後的節點可用，且從節點(622)從一個之前的節點(618)讀取數據，讀取的數據包括從主節點到從節點的路徑的信息。還公開了一種通過從從節點(622)通過節點間的雙向數據連接(628、612、632)發送數據到路徑上的所有節點來配置路徑的方法。在優選的實施例中，採用HDMI的家庭娛樂系統(600)是適合的網絡並包括一個呈現組件，例如電視(602)，其可操作來作為主節點；該網絡的節點使用HDMI塞繩裝置(608、624、616)互連。該HDMI規範包括支持前述單向數據連接(610、628、634)的DDC總線和支持前述雙向數據連接(628、612、632)的CEC總線。
文檔編號H04L12/24GK1656745SQ03812423
公開日2005年8月17日 申請日期2003年5月22日 優先權日2002年5月31日
發明者I·M·辛蒙斯, D·J·沃爾加, N·埃格爾丁格, R·G·茨溫, P·D·沃爾夫 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司, 湯姆森許可公司, 矽影像公司