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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Unterhaltungselektroniksysteme
und spezieller Kommunikations- und
Steuertechnologien in Systemen der Unterhaltungselektronik.
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Hintergrund
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In
der Vergangenheit bestand ein Unterhaltungselektroniksystem häufig einfach
aus einem Fernsehgerät
(TV) und einem Videokassettenrekorder (VCR). Ein oder zwei koaxiale
oder gemischtadrige Kabel haben Fernsehgerät und Videokassettenrekorder
jeweils vom Eingang zum Ausgang und/oder vom Ausgang zum Eingang
verbunden. Jedoch sind in den letzten Jahren Systeme der Unterhaltungselektronik
zunehmend komplex geworden.
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Fortschritte
bei Geräten
der Unterhaltungselektronik wie z.B. der CD-Spieler, das DVD-Abspielgerät, Spielsysteme,
Audio-Anlagen mit
Raumklang, tragbare Videokameras, usw. zwangen natürlich die
Verbraucher, die zusätzlichen
Geräte
an ihr Unterhaltungselektroniksystem anzuschließen. Jedes neue Gerät hat mindestens
zwei weitere Drähte
(im Allgemeinen Strom und Eingang/Ausgang) zu dem komplexen Band
von Drähten,
die sich auf ihrem Weg in die verschiedenen Geräte und aus ihnen heraus schlängeln, hinzugefügt.
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Es
wurden hauptsächlich
Umschaltkästen
eingesetzt, um die Komplexität
der verketteten Schaltungen zwischen den verschiedenen Geräten weiter
einzuschränken.
Zum Beispiel ermöglichte
ein einfacher „A/B-Umschaltkasten" dem Benutzer, selektiv
einen Eingang oder einen anderen zu wählen, ohne Koaxialkabel zwischen
den Geräten
trennen und wieder in Eingriff bringen zu müssen. Da jedoch die Anzahl
von Geräten in
Unterhaltungselektroniksystemen zugenommen hat, wird die Nutzung
von A/B-Umschaltkästen
zum Verketten der Geräte
hinderlich und unrationell.
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Bemerkenswert
ist, dass Verbraucher im Allgemeinen weniger Drähte, einfachere Schaltschemen wünschen und,
da die Funktionalität
und Kompliziertheit von Geräten
der Unterhaltungselektronik zunimmt, die unzähligen Fernbedienungen der
einzelnen Komponenten, die zum Bedienen der jeweiligen Geräte benötigt werden,
los zu werden wünschen.
Tatsächlich
werden die meisten „Merkmale" einer Fernbedienung
wohl doch nicht verwendet (siehe z.B. „The Complexity Problem: Industrial
Design", Atlantik
Monthly, Bd. 271, Nr. 3, März 1993,
S. 96), was, wenn nicht aus einem anderen Grund, auf die abweichenden
Folgen und/oder Anzahl von Schritten zurückzuführen ist, die die Steuerung
und Arbeitsweise jedes entsprechenden Gerätes mit sich bringt.
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Eine
Lösung
des oben erwähnten
Steuerproblems wird in dem US-Patent
5 675 390 (das „390er-Patent") von Schindler et
al. vorgeschlagen. Wie in 1 des 390er-Patents
dargestellt ist, wird ein Unterhaltungselektroniksystem zentral
von einem PC gesteuert. Nach dem System von Schindler et al. wird
eine Steuerung im PC zusammengelegt, indem eine Kommunikations-Topologie vom Typ „Nabe und
Speiche" oder „Stern" eingesetzt wird,
d.h. mit allen Verbindungen, die den PC (oder Nabe) durchlaufen.
Durch diese Ausführung
braucht jedes Gerät
seine eigene zugeordnete Verbindung zu dem PC. Eine solche Lösung kann
bei fest integrierter Unterhaltungselektronik und einem anspruchsvollen
Computerbenutzer gut funktionieren. Jedoch erfordert sie auch eine
Anzahl von Verbindungskabeln, die größer ist als zuvor eingesetzt
wurden. (Besonders zu erwähnen
ist die Anzahl von Eingangs-/Ausgangs-Steckern, die in 7 des
390er-Patents dargestellt sind). Des Weiteren ist ein solches System
nicht skalierbar. Das heißt,
wenn zu dem System neue Geräte
hinzugefügt
werden sollen, muss der PC um zusätzliche entsprechende Adapter/Regler
ergänzt
werden.
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Eine ähnliche
Lösung
wird im US-Patent 5 722 041 (das „041er-Patent") durch Freadman vorgeschlagen. 2 des
041-Patents stellt das System der Unterhaltungselektronik von Freadman
am besten dar. Wie bei Schindler et al. befindet sich die Steuerung
zentral in einem PC. Einspeisungen von Medien erfolgen durch ein
Mehrkanal-Kombinationsmodem und einen analogen Radiofrequenzmischer,
der durch ein Koaxialkabel mit einer Anzahl von Endgeräten verbunden
wird. Obwohl eine Reduzierung der Anzahl von Drähten erreicht wird, ist die
gemeinsame Funktionalität
zwischen den Geräten
minimal, z.B. steuert ein Gerät
nicht ein anderes und umgekehrt.
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EP 0 837 579 A2 beschreibt
ein Kommunikationsnetzwerksystem, das einen AV-Steueranschluss,
der durch einen 1394-Bus mit dem Internet und dem Empfangsanschluss
verbunden wird. Der AV-Steueranschluss,
der eine Settop-Box sein kann, besitzt Funktionen zur Durchführung einer
Steuerung an der Internet-Seite,
eine Steuerung an der 1394-Seite und zum Übertragen von Daten von einem
Netzwerk zu dem anderen Netzwerk, indem Übertragungen von beiden angepasst
werden.
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Insbesondere
reduziert die Ergänzung
eines anwenderbetriebenen PCs zur Steuerung eines Unterhaltungselektroniknetzwerksystems
selbst nicht die Komplexität.
Genau gesagt kann er die Komplexität erhöhen. Oft ist es schwierig,
wenn nicht beschwerlich, den Computer zu steuern. Im Allgemeinen
müssen
die Hardware- und Softwarekomponenten zum Kommunizieren konfiguriert
und die Geräte
zweckmäßig initialisiert werden.
Aufrüstungen
an jedem der peripheren Geräte
(z.B. Videokassettenrecorder, TV-Geräte, usw.) oder am Computer
selbst, kann eine komplette gründliche Überprüfung der
das System betreibenden Software nötig machen, wodurch Inkompatibilitäten und
Unzuverlässigkeiten
in der Leistungsfähigkeit
des Systems eingeführt
werden.
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Hinsichtlich
der unzähligen
Verbindungsdrähte
in komplexeren Systemen der Unterhaltungselektronik ist der Standard
IEEE 1394-1995 und seine Erweiterungen IEEE 1394a und IEEE 1394b,
die hier als „IEEE 1394" bezeichnet sind,
eine Lösung.
In der einen Ausführung
ist ein Kabel nach IEEE 1394 ein sechsadriges Kabel: eine Litze
für Strom,
eine Litze für
Masse, zwei Litzen für
Daten und zwei Litzen für
Auftastungen, die zum Synchronisieren der Datenlitzen verwendet
werden. In einer alternativen Ausführung kann ein Kabel mit vier
Litzen verwendet werden, bei dem die Stromlitze und die Masselitze
weggelassen sind. Das IEEE 1394-Kabel umfasst außerdem eine Abschirmung, die
eine elektromagnetische Beeinträchtigung
verhindert. In seinem Leiter ist das IEEE 1394-Kabel im Wesentlichen
ein hochleistungsfähiger
serieller Datenbus, der Datenraten wie in diesem vorliegenden Schriftstück von bis
zu 400 Megabits pro Sekunde aufweist.
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Von
Vorteil ist, dass der IEEE 1394-Datenbus die Notwendigkeit der unzähligen Drähte in einem
System der Unterhaltungselektronik reduziert, da die einen Teil
bildenden elektronischen Geräte
so ausgeführt werden
können,
dass sie Strom und Kommunikation durch das IEEE 1394-Kabel aufnehmen,
wodurch die für die
meisten Geräte
benötigten
Verbindungen auf so wenige wie ein einziges Kabel in einer Systembus-Umgebung
reduziert werden. Der Standard IEEE 1394-1995 stellt eine Spezifikation
für Ausführungen
der physikalischen Schicht, Sicherungsschicht und Transaktionsschicht
zur Verfügung,
um den IEEE 1394- Datenbus
einschließlich
von Maßnahmen
für solche
Funktionen wie das Zurücksetzen
des Datenbusses, die Datenbus-Zuteilung, eine Knotenkonfiguration,
normale Datenpaketstrukturen, eine initialisierende Datenpaketübertragung, Senden
und Empfangen von asynchronen Datenpaketen, Senden und Empfangen
von isochronen Datenpaketen, Transaktionssteuerung sowie Erfassung
und Korrektur von Fehlern zu realisieren.
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Die
Kommunikation über
einen IEEE 1394-Datenbus weicht von vielen vorherigen Technologien
dadurch ab, dass sie ausschließlich
digital ist. Insbesondere sind über
den IEEE 1394-Datenbus übertragene
Daten digital, entweder von der Quelle (z.B. eine CD-ROM) oder sie
müssen
durch einen Analog-Digital-Wandler umgewandelt
werden, bevor sie in dem IEEE 1394-Datenbus eingeordnet werden.
Eine Kommunikation in einem System auf IEEE 1394-Basis ist außerdem P2P,
d.h. jedes Gerät
(auch bekannt als „Knoten") im IEEE 1394-Datenbus
kann mit jedem anderen Knoten kommunizieren, ohne dass es notwendig
ist, Kommunikations-/Steueranforderungen durch ein zentrales Gerät/Knotenpunkt
zu verarbeiten (wie es z.B. in einer Konfiguration des Typs „Kunde-Dienstleister" erforderlich ist).
In einem auf IEEE 1394 basierenden System kann der Regler in einem
beliebigen Knoten liegen; gewissermaßen wird der IEEE 1394-Datenbus
selbst der Regler.
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Herausforderungen
an die Befürworter
von IEEE 1394 gab es nicht so sehr an den unteren Funktionsschichten,
das heißt
in der physikalischen Schicht, der Sicherungsschicht und der Transaktionsschicht
(obwohl sich Brücken
zwischen Protokollen und einer Datenpaketstruktur als Streitgebiete
fortsetzen), sondern vielmehr in den hohen Schichten des Netzwerk-Protokollpaketes
wie die Verarbeitungsschicht. Kürzliche
Entwicklungen in der Fernsehrundfunkindustrie und Industrie des
Fernsehens und Rundfunks über
Kabel, wie zum Beispiel hoch auflösendes Fernsehen (HDTV) sowie
der Ausbau in der Industrie des Fernsehens und Rundfunks über Kabel
erweitern die Anzahl von für
Verbraucher verfügbaren
Diensten und Inhalten nach einer Exponentialfunktion. Zu diesem
Zweck ist wechselseitige Bedienbarkeit zwischen Unterhaltungselektronikgeräten wie
es gemeinsame und/oder normale Funktionalität, Benutzerfreundlichkeit und
Skalierbarkeit sind, nachdrücklich
erwünscht.
Im Grunde genommen besteht Bedarf an einem System zum Steuern und
Verwalten der sich erweiternden Menge von Geräten und Diensten, das in einem
auf IEEE 1394 basierenden System der Unterhaltungselektronik angeschlossen
bzw. unterstützt
werden kann.
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Abriss der
Erfindung
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Die
Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 und Anspruch 7 erfüllt.
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Wie
es dem Fachmann sich erschließen
wird, werden anschließend
andere und weitere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung
sich zeigen.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung sind in den Abbildungen der begleitenden
Zeichnungen, in denen sich gleiche Bezugszahlen auf gleiche Bauteile
beziehen, beispielhaft und nicht einschränkend dargestellt, und in denen
zeigen:
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1 die
beispielhafte Architektur eines IEEE 1394-Moduls;
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2 die
beispielhafte Topologie eines IEEE 1394-Netzwerks;
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3 eine
beispielhafte IEEE 1394-Topologie auf Kabelbasis;
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4 das
beispielhafte Protokollpaket eines IEEE 1394-Knotens;
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5 eine
Heim-Gateway-Vorrichtung, die mehrere externe Diensteanbieter mit
einem Netzwerk auf Basis von IEEE 1394 verbindet;
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6 ein
funktionelles Blockschaltbild der Gateway-Vorrichtung von 5;
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7 ein
alternatives Blockschaltbild der Gateway-Vorrichtung, das Hardware-Komponenten
darstellt;
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8 ein
Blockschaltbild, das ein Firmwarepaket für die Gateway-Vorrichtung darstellt;
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9 einen
Protokoll-Stapelspeicher für
MPEG-Transport über
das Netzwerk des Unterhaltungselektroniksystems auf IEEE 1394-Basis von 5;
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10 einen
Protokoll-Stapelspeicher zum Internet-Protokoll-Routing über das Netzwerk des Unterhaltungselektroniksystems
von 5;
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11 einen
Protokoll-Stapelspeicher für
IP-Plug-and-Play und DNS/DHCP-Routing über das Netzwerk des Unterhaltungselektroniksystems
von 5;
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12 einen
Protokoll-Stapelspeicher für
den Datentransfer in Bitmap-Darstellung zwischen Geräten des
Unterhaltungselektroniksystems von 5;
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16 eine
Adressenzuordnungs-Tabelle;
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17 ein
Ablaufdiagramm, das ein bevorzugtes Befehls- und Kontrollübertragungsprotokoll
darstellt;
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18 Ablaufdiagramme,
die sich auf eine Datenpaketmaschine beziehen;
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19A–B
einen Knoten-Navigationsbaum nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung;
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19C eine Knoten-Funktionsliste nach einer Ausführung der
vorliegenden Erfindung;
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20 eine
Tabelle bevorzugter Knotensymbole;
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21 eine
Knoten-Funktionstabelle;
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22 ein
Ablaufdiagramm, das die Maßnahmen
zum Erzeugen und Warten einer Adressenzuordnungstabelle darstellt;
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23 ein
Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Formatieren und Leiten von
Daten zwischen einem externen Netzwerk und einem internen Netzwerk
darstellt;
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24 ein
Ablaufdiagramm, das den Verarbeitungsservice eines MPEG-Transportstroms
darstellt;
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25A–C
Ablaufdiagramme, die verschiedene Funktionen und Prozesse der Erscheinung
von Internet-Protokoll Service nach einem Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung darstellen;
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26 ein
Ablaufdiagramm, das Maßnahmen
zur Durchführung
von Fernüberwachung
und Steuerung darstellt;
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27 das
Blockdiagramm einer Gateway-Vorrichtung, die eine Positioniereinheit
und einen zentralen Server umfasst;
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28 ein
Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Sammeln von statistischen
Informationen geografischer Örtlichkeiten
in einer Netzwerkumgebung darstellt, wie es durch eine Gateway-Vorrichtung ausgeführt wird;
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29 ein
Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Sammeln von statistischen
Informationen geografischer Örtlichkeiten
darstellt, wie es durch einen zentralen Server ausgeführt wird;
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30 die
grafische Darstellung einer beispielhaften Tabelle statistischer
Daten.
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Ausführliche
Beschreibung der bevorzugten Ausführungen
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Der
Standard IEEE 1394-1995 stellt Hintergrundinformationen für die folgende
Beschreibung und Figuren in den begleitenden Zeichnungen zur Verfügung. Insbesondere
werden mit Bezug auf die 1 bis 4 ausgewählte Teile
des IEEE 1394-1995-Standards
beschrieben.
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Überblick zu IEEE 1394
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1 zeigt
ein beispielhaftes IEEE 1394-Modul 100, das eine Vielzahl
von adressierbaren Knoten 104 enthält. Jeder Knoten 104 kann
eine Prozessoreinheit 108 und eine Eingabe/Ausgabeeinheit 112,
die über
den Localbus 128 verbunden sind, aufweisen. Alternativ
dazu kann ein Knoten 104 eine Speichereinheit 116 umfassen.
Jeder Knoten 104 verbindet einen IEEE 1394-Träger 120 über einen
entsprechenden Datenbus-Verbindungspunkt 124.
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2 zeigt
eine beispielhafte physikalische Netzwerk-Topologie 200 nach IEEE 1394
(Schnittstellennorm), die zwei „Backplane-Umgebungen" 216 nach
IEEE 1394 umfasst, die jeweils mit einer IEEE 1394 „Kabel-Umgebung" 212 überbrückt werden.
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In
einer Backplane-Umgebung 216 ist die physikalische Topologie
ein Mehrpunktverbindungs-Datenbus 215. Die physikalischen
Medien umfassen zwei mit einem Ende versehene Leiter, die in der
Länge des Backplane
verlaufen und Verbindungspunkte aufweisen, die darauf verteilt sind,
um eine Vielzahl von IEEE 1394-Knoten 104 zu verbinden.
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In
einer Kabel-Umgebung 212 ist die physikalische Topologie
ein „nicht-zyklisches" Netzwerk (was bedeutet,
dass geschlossene Schleifen nicht unterstützt werden) mit begrenzten
Zweigen und begrenzter Ausdehnung. Entsprechende IEEE 1394-Kabel 220 verbinden
die Ein-/Ausgabekanäle 208 zusammen
an unterschiedlichen Knoten 104. Jeder Ein-/Ausgabekanal 208 umfasst
typischerweise Terminatoren, Sender-Empfänger und eine Entscheidungslogik-Schaltung
(nicht dargestellt). Die Kabel 220 und Ein-/Ausgabekanäle 208 funktionieren
zum Teil wie Kabelverstärker,
die darauf einfallende Signale an einen benachbarten Knoten 104 wiederholen.
Dieses Wiederholmerkmal ermöglicht
den Knoten 104 in der Kabelumgebung 212, einen
einzigen logischen Datenbus zu simulieren. Wenn zwei voneinander
abweichende IEEE 1394-Datenbusse miteinander verbunden werden, z.B.
in einer Backplane-Umgebung 216 oder in einer Kabelumgebung 212,
wird eine Brücke 204 verwendet,
um Übermittlungen
zwischen den unterschiedlichen Netzwerk-Umgebungen zu konvertieren.
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Entsprechend
dem Standard IEEE 1394 wird durch das IEEE 1394-Netzwerk 200 ein 64-Bit-Adressierschema
verwendet. Die oberen 16 Bits jeder Adresse stellen den „Identifizierungscode
des Knotens" dar. Die
höchstrangigen
zehn Bits des Knoten_ID Code identifizieren den speziellen logischen
Datenbus oder den „Datenbus
ID Code" (z.B. 215)
im gesamten IEEE 1394-Netzwerk 200. Folglich können in
dem IEEE 1394-Netzwerk bis zu 1023 Datenbusse verwendet werden.
Die nächsten
höchstrangigen
sechs Bits des Knoten ID Code stellen eine spezielle physikalische
Adresse des Knotens oder „physikalischen
ID Code" dar. Auf einem
speziellen IEEE 1394-Datenbus (z.B. Datenbus 215) können 63
voneinander unabhängig
adressierbare Knoten (z.B. Knoten 104) liegen. Verschiedene
Teile der übrig
bleibenden 48 Bits des Speicheradressbereichs werden spezifischen
Quellen, entweder einem speziellen Datenbus oder einem speziellen
Knoten zugeordnet.
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3 stellt
eine beispielhafte Kabel-Topologie 300 im IEEE 1394-Standard
dar. Nach dieser Ausführung
wird eine Anzahl von Knotenpunkten 104 durch entsprechende
IEEE 1394-Kabel 304 zwischen den Ein-/Ausgabekanälen 208 miteinander „verkettet". Jeder Knotenpunkt 104 wirkt
wie ein Wiederholer, der Signale zwischen dem einen Ein-/Ausgabekanal 208 zu
dem nächsten
Ein-/Ausgabekanal
wiederholt, so dass sie über
die Kabel 304 zwischen den entsprechenden Knotenpunkten 104 übertragen
werden können.
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4 veranschaulicht
einen Protokoll-Stapelspeicher 400, der die Beziehungen
zwischen den Hardware- und Softwarekomponenten innerhalb eines beispielhaften
IEEE 1394-Knotens 104 darstellt. Insbesondere sind im Protokoll-Stapelspeicher 400 vier
Schichten dargestellt: die Transaktionsschicht 404, die
Sicherungsschicht 408, die physikalische Schicht 412 und
die Verwaltungsschicht 416 des seriellen Datenbusses. Zusätzliche Schichten
(nicht gezeigt) wie eine Anwendungsschicht können ebenfalls in dem Protokoll-Stapelspeicher 400 enthalten
sein.
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Insbesondere
definiert die Transaktionsschicht 404 ein vollständiges Anforderungs-Antwort-Protokoll zum
Ausführen
von Datenbus-Transaktionen, um Lese-, Schreib- und Sperr-Operationen zu unterstützen. Die Transaktionsschicht 404 stellt
außerdem
einen Weg für
isochrone Verwaltungsdaten bereit, um sie in die Verwaltungsschicht 416 des
seriellen Busses zu bekommen.
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Die
Sicherungsschicht 408 sorgt für den einseitigen Datentransfer
mit Bestätigung
des Anforderungsservice (d.h. eine „quittierte Informationseinheit") an die Transaktionsschicht 404.
Spezieller bewirkt die Sicherungsschicht 408 das Adressieren,
das Prüfen
von Daten und das Daten-Framing für die Übertragung und den Empfang
von Datenpaketen, und stellt außerdem
einen isochronen Datentransfer-Service direkt für die Anwendung bereit. Dieser
umfasst die Erzeugung von Steuerungs- und Synchronisierungssignalen (z.B.
ein „Zyklussignal").
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Die
physikalische Schicht 412 übersetzt logische Symbole,
die durch die Sicherungsschicht 408 genutzt werden, in
elektrische Signale zur Ausgabe an ein IEEE 1394-Kabel. Die physikalische
Schicht 412 stellt außerdem
einen Entscheidungsservice bereit, um zu gewährleisten, dass nur ein Knotenpunkt
gleichzeitig Daten sendet. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
bewirkt die physikalische Schicht 412 einen Service für die Resynchronisation
und Wiederholung von Daten sowie eine automatische Datenbus-Initialisierung.
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Die
Verwaltungsschicht 416 des seriellen Busses stellt eine
Datenbus-Verwaltung, das Management isochroner Quellen und eine
Knotensteuerung zur Verfügung.
Zum Beispiel garantiert in der Kabelumgebung 212 von 2 der
Manager isochroner Quellen 420 der Verwaltungsschicht 416 des
seriellen Busses den für die
entsprechenden Knoten 104 notwendigen Quellen, die isochronen
Quellen, Kanäle
und Bandbreite, die für effiziente
und ordentlich isochrone Operationen notwendig sind, gemeinsam zuzuweisen
und nicht zuzuweisen.
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Ein
Datenbus-Manager 424 stellt Dienste wie zum Beispiel Leistungsoptimierung,
Strom und Geschwindigkeitsverwaltung sowie Topologie-Verwaltung
für andere
Knoten 104 im Datenbus bereit. Schließlich verwaltet ein Knoten-Regler 428 alle
von den Knoten 104 im Datenbus benötigten Steuer- und Status-Register und kommuniziert
mit der physikalischen Schicht 412, der Sicherungsschicht 408,
der Transaktionsschicht 404 und einer oder mehreren anderen
Anwendungsschichten (nicht dargestellt).
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SYSTEM VON
UNTERHALTUNGSELEKTRONIK UND BÜRO
IM EIGENEN HEIM
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5 zeigt
eine Gateway-Vorrichtung 504 (Heim-Zugangsvorrichtung),
die mehrere externe Diensteanbieter mit einem bevorzugten Netzwerk
aus Unterhaltungselektroniksystem und Büro im Eigenheim verbindet,
das im Folgenden bezeichnet wird als „Netzwerk 500 für Unterhaltungselektroniksystem". Das Netzwerk 500 des
Unterhaltungselektroniksystems ist durch einen Datenbus 568 nach
IEEE 1394-Standard verbunden, der vorzugsweise in einer Kabelumgebung
konfiguriert ist (oben mit Bezug auf 2 bis 3 beschrieben).
Insbesondere ist zwischen den Ein-/Ausgabekanälen verschiedener Elektronikkomponenten
des Unterhaltungselektroniksystems 500 eine Reihe von verketteten
IEEE 1394-Kabel 502 verbunden, um den IEEE 1394-Datenbus 568 zu
bilden. Zum Beispiel sind in einer Kette 560 ein TV-Gerät 508,
ein Stereogerät 512,
ein Videorecorder 516 und ein DVD-Gerät 520 verbunden. In
einer anderen Kette 564 sind ein PC 524, ein Drucker 528 und
eine Digitalkamera 534 verbunden.
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Jede
der entsprechenden Ketten 560 und 564 der elektronischen
Komponenten ist mit der Gateway-Vorrichtung 504 verbunden,
die wie eine Brücke
zwischen einem oder mehreren externen Netzwerken und den entsprechenden
internen Netzwerk-Ketten 560 und 564 wirksam ist
(d.h. wie entgegengesetzt zu einer Brücke zwischen zwei unterschiedlichen
Datenbus-Umgebungen). Zum Beispiel ist die Gateway-Vorrichtung 504 in
der Lage, Medien-Einspeisungen
von einem Satelliten 582 über einen Satellitenempfänger 540, von
einem Sendeturm 586 über
die Antenne 544 sowie Einspeisungen von örtlichen Überlandleitungen 592 (z.B.
verdrilltes Kupferkabel, Koaxialkabel oder Glasfaserkabel) jeweils über einen
Koaxialkabel-Receiver 548, Glasfaserkabel-Receiver 552 oder
Telefonkabel-Receiver 556 zu empfangen. (Anzumerken ist:
obwohl die verschiedenen Receiver außerhalb der Gateway-Vorrichtung 504 dargestellt
sind, können
die tatsächlichen Receiver
oder Gerätebuchsen
auch innerhalb der Gateway-Vorrichtung 504 enthalten sein.
Zum Zweck der Darstellung sind sie nur außerhalb der Gateway-Vorrichtung 504 dargestellt).
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Das
TV-Gerät 508 umfasst
vorzugsweise einen internen Fernsehadapter, der Daten vom IEEE 1394-Datenbus 502 in
Videosignale nach Standards NTSC (National Television Standards
Committee) und/oder ATSC (Advanced Television Systems Committee)
zur Darstellung auf dem Fernsehbildschirm umwandelt. In einer alternativen
bevorzugten Ausführung
ist der Fernsehadapter ein externes Gerät, das zwischen dem TV-Gerät 508 und
dem IEEE 1394-Kabel 502 geschaltet wird. In jeder Ausführung enthält der Fernsehadapter
vorzugsweise einen ausgeschalteten Bildschirmzwischenspeicher für gegenwärtig nicht
angezeigte Bilddaten, die aber zukünftig angezeigt werden sollen,
und einen eingeschalteten Bildschirmzwischenspeicher für zur Zeit auf
dem Fernsehbildschirm abgebildete Bilddaten. Darüber hinaus kann der Fernsehadapter in
ein mit dem TV-Gerät
verbundenes Hilfsgerät
wie ein Videorekorder, ein DVD-Spieler oder eine Digitalkamera einbezogen
werden.
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GATEWAY-VORRICHTUNG
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6 stellt
ein logisches Blockschaltbild für
die Gateway-Vorrichtung 504 sowie
für die
Komponenten dar, die zur Übermittlung
mit der Gateway-Vorrichtung 504 gekoppelt sind.
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Die
Zugangsvorrichtung 504 umfasst eine oder mehrere Schnittstellen
zum Kommunizieren über
ein Zugangsnetzwerk 644, durch das entsprechende Dienste
bereitgestellt werden. Zum Beispiel können Dienste von einem Zugangsbereitsteller
für Internet
(„IAP") oder Internet-Service-Anbieter
(„ISP") 640 oder
von einem Video-Service-Anbieter („VSP") 648 zur Verfügung gestellt
werden, indem die entsprechende Schnittstelle der Gateway-Vorrichtung,
z.B. die drahtlose Schnittstelle „Terrestrische Funk I/F" 650, „Satelliten
I/F" 652,
asynchrone digitale Teilnehmerleitungs-Schnittstelle „ADSL I/F" 656, asynchrone Übertragungsmodus-Schnittstelle „ATM I/F" 660 oder
die gemischte Faser-Koaxial-Schnittstelle „HFC I/F" 664 mit dem Zugangsnetzwerk 644 über eine
geeignete Netzwerkverbindung (z.B. jeweils terrestrische Verbindungsstrecke 618,
Satelliten-Verbindungsstrecke 620, Telefonverbindungsstrecke 624,
Lichtleiter-Verbindungsstrecke 628 oder koaxiale Verbindungsstrecke 632)
verbunden wird. Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel nehmen Adapterschlitze
an der Gateway-Vorrichtung 504 eine
oder mehrere der oben erwähnten
Schnittstellen auf. Ein solches Ausführungsbeispiel sorgt für eine flexible
Rekonfigurierung, wenn neue oder aktualisierte Kommunikationstechnologien/Hardware
an das Unterhaltungselektroniksystem 500 angeschlossen
werden.
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Über das
Zugangsnetzwerk 644 ist entweder von dem IAP/ISP 640 und/oder
von dem VSP 648 eine Vielzahl von Anwendungen wie zum Beispiel
das Surfen im Internet, Bildströme
in MPEG (normales oder hoch auflösendes
Fernsehen), das Netzwerk-Spielen, ein elektronischer Programmführer „EPG" und eine Heim-Netzwerksteuerung
möglich.
Folglich enthält
die Gateway-Vorrichtung 504 Hardware und Software, um einem
Heimanwender das IP Routing 668, die MPEG2-Bildstrombearbeitung
(einschließlich
eingeschaltete Anzeige „OSD" und EPG Verarbeitung) 672,
eine Steuerung 676 für
Zugangsnetzwerk-Kommunikation, Heimnetzwerk-Steuerung/Verwaltung 680 und
andere residente oder herunter ladbare Funktionen 682 wie
Spielen, Heimautomatisierung und Verzeichnisdienste zu ermöglichen.
Zu diesem Zweck wird nachstehend mit Bezug auf 8 das
Firmwarepaket für
die Gateway-Vorrichtung 504 beschrieben. Die Protokoll-Stapelspeicher zur Realisierung
der oben erwähnten
Funktionen werden nachstehend mit Bezug auf die 9 bis 12 beschrieben.
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Die
1394-Schnittstelle 684 ist eine notwendige Komponente der
Gateway-Vorrichtung 504 und wird in Verbindung mit den
Netzwerkprotokollen verwendet, die in Bezug auf die 9 bis 12 beschrieben
werden. Die 1394-Schnittstelle 684 ist wie eine Brücke zwischen
den externen Netzwerkprotokollen und dem IEEE 1394-fähigen Datenbus,
der das interne Netzwerk bildet, wirksam. Zum Beispiel unterstützt die
Schnittstelle 1394-I/F 684 ein Internet-Protokoll IP über 1394-Link 612 und
ein MPEG über
1394-Link 616 zwischen einem PC 524 und einem
TV-Adapter 604 (der in einer Ausführung IEEE 1394-Daten in ein
analoges oder ein digitales Signal für ein TV-Gerät 608 umwandelt).
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Wie
in 7 dargestellt ist, umfasst die eine Ausführung der
Gateway-Vorrichtung 504 eine Stromversorgungsschaltung 748,
einen Rücksetzschaltkreis 752,
eine Taktschaltung 756, eine zentrale Verarbeitungseinheit „CPU" 704, einen
Localbus 706, den peripheren und Kommunikationsschnittstellen-Brücken-Regler 708,
einen energieunabhängigen
Speicher (z.B. ROM 712 und FLASH 716), einen energieabhängigen Speicher
(z.B. DRAM 720), eine RS 232 Kopplung und einen
PCI Datenbus 724. An den PCI Datenbus 724 sind eine
ATM LSI-Schnittstelle 728, die eine ATM Brücke und
andere Funktionalität
für die
Gateway-Vorrichtung 504 zur Verfügung stellt, eine synchrone
optische Netzwerk-Schnittstelle 732 („SONET"), die mit einem
Pegel-Ein-/Ausgabekanal
des optischen Trägers
3 („OC-3") verbunden ist,
ein hoch integrierter Schaltkreis 736 mit 1394-LINK, ein
hoch integrierter Schaltkreis LSI mit 1394-PHY, mit drei IEEE 1394-Ein-/Ausgabekanälen, und
ein Register sowie eine LED und DIP-Schaltereinheit 744 angeschlossen.
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In
der Gateway-Vorrichtung
504 werden vorzugsweise standardmäßige Hardware-Komponenten
eingesetzt. Zum Beispiel wird in Tabelle 1 eine gegenwärtig bevorzugte
Spezifikation für
Hardware-Komponenten erläutert.
Wo das Produkt eines speziellen Herstellers bevorzugt wird, ist
dies im Einzelnen angegeben. Tabelle
1
CPU | NR
4650 133 MHz (NKK Micro Devices) |
DRAM
(dynamisches RAM) | 8
MB |
ROM
(Festwertspeicher) | 128
kB |
FLASH
(Speicher) | 4
MB |
Brücken- und
Peripheriesteuereinheit für
PCI | NR
4650-PSC (NKK Micro Devices) |
1394
LINK LSI
(hoch integrierter Schaltkreis) mit 1394-Übertragungsweg) | MD
8411 (Fuji Film Micro Device) |
1394
PHY LSI | MD
8401 (Fuji Film Micro Device) |
ATM
LSI
(hoch integrierter Schaltkreis für asynchronen Übertragungsmodus) | LASAR-155
(PMC-Sierra) |
interner
Bus | PCI |
-
CPU 704,
ROM 712, FLASH 716, RS-232 724 und
DRAM 720 sind miteinander zur Datenübertragung über die PCI Brücken- und
Peripheriesteuereinheit 708 sowie den Localbus 706 gekoppelt.
Die PCI Brücken- und
Peripheriesteuereinheit 708 ist außerdem mit dem Datenbus 724 der
programmierbaren Kommunikationsschnittstelle PCI verbunden. Der
PCI Datenbus 724 ist wiederum mit ATM LSI 728,
1394-LINK LSI 736 und Register, sowie LED und DIP Schaltereinheit 744 verbunden.
-
8 stellt
ein durch die Gateway-Vorrichtung 504 genutztes Firmwarepaket 800 dar.
Die zentrale Mikroprozessor-Schaltanlage 804 des
Betriebssystems (OS) liegt im Kern des Firmwarepakets 800 und
steht in Verbindung mit einer Service-Steuereinheit 808, der Systemverwaltung 812,
dem ATM Treiber 816 und dem 1394-Treiber 820.
Der ATM Treiber 816 steht mit der Service-Steuereinheit 808,
dem 1394-Treiber 820 und verschiedenen Hardware-Komponenten 824 (d.h.
physikalische Elektronikkomponenten im Unterhaltungselektroniksystem 500)
in Verbindung. Ähnlich
steht der 1394-Treiber 820 in Verbindung mit der Service-Steuereinheit 808,
dem ATM Treiber 816 und der Hardware 824.
-
Die
Systemverwaltung 812 umfasst Funktionen zur Initialisierung,
Eigendiagnose, Prüfung
der Betriebsbereitschaft und Fehlerbereinigung des Systems. Der
Dienstregler 808 umfasst Funktionen für MPEG TS und zum Filtern eines
elektronischen Programmführers
EPG sowie für
Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindung, IP Routing und Endgerät-Funktionen,
MPEG über
den 1394-Datenbus
und MPEG über
ATM sowie Internet-Protokoll über
1394-Datenbus und
Internet-Protokoll über
ATM, Adressenzuordnung, Heimnetzwerk-Serviceanweisung und Steuerung
(z.B. MPEG-Servicesteuerung,
TV-Bildsteuerung, Fernbedienung und Kamerasteuerung) sowie andere
Funktionen (z.B. Spielen, Automatisierung privater Haushalte und
Directory-Dienste).
-
Der
Treiber 820 in Schnittstellen-Norm 1394 realisiert eine
asynchrone Datenübertragung,
eine isochrone Datenübertragung,
eine Übertragung
des Steuerdatenpakets der physikalischen Schicht, die Datenbus-Rücksetzung
und Steuerung, die Stamm- und
Zyklenverarbeitung des Hauptprozessors, die Abarbeitung von Konfigurations-Statusregister
und Konfigurations-ROM, die Datenbus-Verwaltung und Aktualisierungen von
Adressenzuordnungstabellen, wogegen der ATM Treiber 816 eine
Datenpaketübertragung
im asynchronen Übermittlungsverfahren
und die Errichtung einer permanenten virtuellen Verbindung („PVC") sowie eine Freigabe
im asynchronen Übermittlungsverfahren
realisiert.
-
Die
zentrale Mikroprozessor-Schaltanlage 804 des Betriebssystems
stellt Taskwechsel, Meldungs-Warteschlange und Zustellung, Abarbeitung
von Unterbrechungen, Timer-Management und Speicherverwaltung bereit.
Außerdem
stellt die zentrale Mikroprozessor-Schaltanlage 804 des
Betriebssystems die Funktionen der Betriebsbereitschaft zwischen
elektronischen Geräten
bereit, die genutzt werden, um die Gateway-Vorrichtung 504 zu
steuern.
-
Die
Hardware 824 stellt die physikalische Schicht oder unterste
Schicht des Firmwarepakets 800 dar.
-
In
einer gegenwärtig
bevorzugten Ausführung
funktioniert die Gateway-Vorrichtung 504 wie eine Brücke/Router
zwischen dem externen Netzwerk 904 und dem internen Netzwerk 912 (mit
Bezug auf die 9 bis 12 unten
ausführlich
beschrieben). Die Gateway-Vorrichtung 504 stellt deshalb
eine mittlere Schicht zwischen dem externen Netzwerk 904 und
dem internen Netzwerk 912 zur Verfügung, die zur Transformation von
Protokoll und Datenformatierung sowie Funktionalität von Adressenzuordnung
(nachstehend beschrieben) verwendet wird. Insbesondere ist die Gateway-Vorrichtung 504 ein
bevorzugter „Verwaltungsknoten" zur Wartung der
Adressenzuordnungstabelle (nachstehend mit Bezug auf 16 beschrieben),
wobei die Gateway-Vorrichtung 504 Knotenadresseninformationen
in einem Speicher speichert, die Knotenadresseninformationen periodisch
aktualisiert, IEEE 1394-Knoten (die hier verwendeten „IEEE 1394-Knoten" beziehen sich auf einen
oder mehrere Knoten, die auf dem IEEE 1394-Datenbus 568 liegen und zu
dem mit Bezug auf 1 bis 4 oben beschriebenen
Knoten 104 passen) im internen Netzwerk 912 zyklisch
abfragt und aus den zyklisch abgefragten IEEE 1394-Knoten die Knotenattribute
für die
Tabelle der Adressenzuordnung 1600 erfasst. Weitere Einzelheiten
der Adressenzuordnung 1600 und des Adressenzuordnungsservice
werden nachstehend mit Bezug auf 16 und 22 beschrieben.
-
BRÜCKEN-/ROUTER-FUNKTIONALITÄT
-
23 stellt
ein Ablaufdiagramm dar, das die Maßnahmen zum Formatieren und
Leiten (Routen) von Daten zwischen einem externen Netzwerk und einem
internen Netzwerk veranschaulicht. Spezieller stellt 23 die
Maßnahmen
dar, die von der Gateway-Vorrichtung 504 ausgeführt werden,
indem ihre Brücken-/Router-Funktionalität erweitert
wird. Es soll angemerkt werden, dass die in 23 veranschaulichte Funktionalität mit Bezug
auf die nachstehenden Abschnitte über MPEG und Internet-Protokoll
Service ausführlicher
beschrieben werden. Bei der Aufgabe der folgenden Beschreibung handelt
es sich um die gesamte Brücken-/Router-Funktionalität der Gateway-Vorrichtung 504.
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Der
Prozess zum Formatieren und Leiten von Daten beginnt bei der Maßnahme 2304,
in der durch die Gateway-Vorrichtung 504 ein Datenpaket
empfangen wird. Die Informationen in dem Datenpaket werden bei der
Maßnahme 2308 getrennt.
Zum Beispiel werden Daten der Kennzeichnung und/oder Adressen sowie
der Datenpaketkörper
identifiziert. In der Maßnahme 2312 wird
das Datenpaket aus einem ersten digitalen Format in ein zweites
digitales Format umgewandelt. Beispielhaft kann die Maßnahme 2312 das
Entfernen und Hinzufügen
von Kennzeichnungsdaten aus dem oder in den Datenpaketkörper sowie
das Wiederformatieren der Datenstrukturen selbst aus einem verschlüsselten
in ein nicht verschlüsseltes
Format umfassen.
-
Bei
der Maßnahme 2316 wird
ein Test zur Bestimmung, ob das Datenpaket Daten in Echtzeit oder
keine in Echtzeit enthält,
durchgeführt.
Zum Beispiel befinden sich in einem Befehl wahrscheinlich keine
Echtzeitdaten. Jedoch können
sich Echtzeitdaten in einem MPEG-Transportstrom befinden. Durch
das Analysieren des Datenpaket-Kennzeichens kann die Gateway-Vorrichtung 504 den
Typ von im Datenpaket enthaltenen Daten bestimmen. Wenn der Datenpaketkörper Daten
in Nicht-Echtzeit enthält,
dann schreitet die Verarbeitung zur Maßnahme 2320 weiter,
bei der der Datenpaketkörper
zur Übertragung
als ein asynchrones Datenpaket auf dem IEEE 1394-Datenbus vorbereitet
wird. Wenn der Datenpaketkörper
Echtzeitdaten enthält, schreitet
andererseits die Verarbeitung anschließend zur Maßnahme 2324 weiter,
bei der der Datenpaketkörper
zur Übertragung über einen
isochronen Kanal des IEEE 1394-Datenbusses
vorbereitet wird. Die Maßnahmen 2320 und 2324 werden
beide bis zur Maßnahme 2328 fortgesetzt.
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Bei
der Maßnahme 2328 wird
die Adressenzuordnungstabelle 1600 (nachstehend mit Bezug
auf 16 beschrieben) gelesen und Adresseninformationen
aus der Adressenzuordnungstabelle zum Querverweis vorgesehen. Zum
Beispiel werden die Adresseninformationen, z.B. der Identifizierungscode
ID des Knotens oder der eindeutige Knoten-ID des IEEE 1394-Zielknotens
für das
Datenpaket kopiert. Mit den Daten aus der Maßnahme 2328 hängt die
Gateway-Vorrichtung 504 die Adresseninformationen in der Maßnahme 2332 entweder
an das isochrone Datenpaket (Maßnahme 2320)
oder das asynchrone Datenpaket (Maßnahme 2324) an. Bei
der Maßnahme 2336 wird
das isochrone oder asynchrone Datenpaket über den ausgewählten IEEE
1394-Kanal oder eine Adresse zum IEEE 1394-Zielknoten übertragen.
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PROTOKOLLPAKETE
-
9 bis 12 veranschaulichen
verschiedene Ausführungen
der Protokollpakete, die zwischen den entsprechenden externen Netzwerken,
der Gateway-Vorrichtung und dem (den) internen Netzwerk(en) eingesetzt
werden, die das Netzwerk des Unterhaltungselektroniksystems betreffen. 9 bis 11 beziehen
sich auf die Gateway-Vorrichtung 504. 12 bezieht
sich auf das Protokollpaket zwischen Unterhaltungselektronikgeräten, die
im Netzwerk eines Unterhaltungselektroniksystems angeordnet sind.
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Allgemein
dargestellt ist in 9 bis 12 ein
externes Netzwerk 904, eine Brücke 908 und ein internes
Netzwerk 912 (d.h. IEEE 1394-Datenbus). Das externe Netzwerk 904 kann
ein MPEG Netzwerk 916 (z.B. ein Diensteanbieter für digitale
Videos) und ein Internet-Protokoll Netzwerk 920 (z.B. das „Internet") umfassen. Ein Zugangsnetzwerk 924 wird
sowohl mit dem MPEG-Netzwerk 916 als auch dem IP Netzwerk 920 verbunden.
Nach einer Ausführung
ist das Zugangsnetzwerk 924 ein Anbieter für Internetzugang
(„IAP") wie z.B. America
Online oder @Home. Das externe Netzwerk 904 ist durch eine
Brücke 908 mit
dem internen Netzwerk 912 gekoppelt. Die Brücke 908 ist
vorzugsweise eine Gateway-Vorrichtung 504. Die Gateway-Vorrichtung 504 wandelt
Daten und Signale aus dem externen Netzwerk 924 von ATM
Datenpaketen in ein IEEE 1394-Format um, das an das interne Netzwerk 912 weiter
geleitet werden kann. Das interne Netzwerk 912 umfasst
einen Fernsehadapter 932 und ein normales oder ein hoch
auflösendes
TV-Gerät 936 (oder
alternativ dazu eine einzelne Einheit, die einen 1394-Knoten und
ein TV-Gerät
einschließt)
sowie einen PC 946. Die Protokollpakete sind in 9 bis 12 unter
dem Teil des Gesamtsystems, dem sie entsprechen, dargestellt.
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9 stellt
das Protokollpaket 900 entsprechend einer ATM Datenübertragung
von einem MPEG Netzwerk 916 zu einem TV-Adapter 932 dar.
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MPEG-Daten
werden im MPEG-Netzwerk 916 vom MPEG TS Protokoll („Transportstrom") oder Steuerbefehl
(„CTRL
COM") 956 zur
ATM Adaptionsschicht 5 („AAL5") 952 formatiert.
Von der AAL5 werden die Daten in ATM Daten 948 umgewandelt,
und von ATM 948 werden sie in das synchrone optische Netzwerk „SONET" Protokoll 944 umgewandelt.
An der untersten Schicht wird ein ATM Netzwerk bevorzugt, wobei
seine hohe Zuverlässigkeit
vorausgesetzt wird, jedoch kann in anderen Ausführungen ein unterschiedlicher
Träger eingesetzt
werden (z.B. durch das Ersetzen der ATM Schichten).
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In
der Gateway-Vorrichtung 504 werden Daten vom Zugangs-Netzwerk 924 empfangen.
In der Gateway-Vorrichtung 504 werden die Datenübertragungen
von dem externen Netzwerk aus einem ATM Protokoll zu einem IEEE
1394-Protokoll umgewandelt (oder „überbrückt"). Zusätzliche Umwandlungen der Protokollschicht
sind in 9 einschließlich IEC 61883 964 gezeigt,
der MPEG-Daten zur
Datenübertragung
nach Standard IEEE 1394 formatiert und im International Electrotechnical
Commission Standard 61883 mit dem Titel „Digital Interface for Consumer
Audio/Visual Equipment" („Digitale
Schnittstelle für
Audiovisuelle Ausrüstung
für Verbraucher") weiter beschrieben
wird und der von der Internationalen Elektrotechnischen Kommission
IEC (www.iec.org) öffentlich
erhältlich
ist. Das IEEE 1394-Protokoll 968 ist
im Standard IEEE 1394-1995 beschrieben.
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Daten
werden von der Gateway-Vorrichtung 908 über das IEEE 1394-Protokoll
zum internen Netzwerk 912 gesendet, in dem sie anschließend zu
einem MPEG-Transportstrom zur Präsentation/Wiedergabe
auf einer Videoanzeigeeinheit zurückverwandelt werden. Mit dem
TV-Adapter 932 ist es außerdem möglich, die Daten zu einem Analog-Signal-Kabel
zu konvertieren, um Audiovisuelle Daten einem normalen oder einem
hoch auflösenden
TV-Gerät zur Verfügung zu
stellen. Vorzugsweise ist das TV-Gerät 936 jedoch in der
Lage, MPEG-Daten zu unterstützen.
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10 veranschaulicht
ein Protokollpaket 1000 entsprechend einer Internet-Protokoll
Datenübertragung
vom IP Netzwerk 920 zum PC 946. Das Übertragungskontrollprotokoll
(„TCP") oder das User Datagram Protocol
(„UDP") 1008,
die in den öffentlich
erhältlichen
Dokumenten Internet RFC 793 bzw. Internet RFC 768 beschrieben sind,
werden mit dem Internet-Protokoll („IP") 1004 überlagert, das in Internet
RFC 791 beschrieben ist. Dies erleichtert eine Übertragung von Paketdaten von
einem internationalen Computernetz (z.B. das Internet oder World
Wide Web). In der Gateway-Vorrichtung 504 und dem PC 946 wird
ein Internet-Protokoll über
1394-Protokoll 1012 eingesetzt, das im Dokument „IPv4 über IEEE
1394" in Internet
Engineering Task Force („IETF") von Peter Johansson
beschrieben wird und bei http://www.ietf.org erhältlich ist. Das Protokollpaket 1000 ist
besonders vorteilhaft, um Inhalte im World Wide Web und Internet
zu finden oder zu erkunden.
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11 stellt
ein Protokollpaket 1100 zur TCP/IP Datenübertragung
vom IP Netzwerk 920 zum PC 946 dar. Damit automatische
Konfiguration und IP Adressenzuweisungen erleichtert werden, unterstützt das
Protokollpaket 1100 ein Domain-Namen-System („DNS") wie es in Internet
RFC 1034 und Internet RFC 1035 beschrieben ist,
und das dynamische Host-Konfigurationsprotokoll („DHCP").
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12 stellt
ein Protokollpaket 1200 für den Bitmap-Transfer zwischen
Geräten
(z.B. von der Gateway-Vorrichtung 504 oder PC 946 zum
TV-Adapter 932) über
das interne Netzwerk 912 dar. Das Protokollpaket 1200 verwendet
das zusätzliche
und zuvor nicht beschriebene Protokoll „DD-Connect AsyBmp" 1204. Das Protokoll
für „Bitmap-Transfer" wird nachstehend
ausführlicher
beschrieben. Das „AP" Protokoll 1208 ist
einfach das spezielle Protokoll, das an der Anwendungsschicht (z.B.
ein Anzeigeprotokoll oder ein Maus-Protokoll) verwendet wird.
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MPEG-SERVICE
-
Nach
einer gegenwärtig
bevorzugten Ausführung
lenkt die Gateway-Vorrichtung 504 den ankommenden Service
eines MPEG Transportstroms von einem Video-Diensteanbieter im MPEG
Netzwerk 916 zu einem IEEE 1394-Knotenpunkt im internen
IEEE 1394-Netzwerk 912. Der MPEG Service wird durch einen
ATM Treiber 816, eine Service-Steuereinheit 808 und
den IEEE 1394-Treiber 820 innerhalb
der Gateway-Vorrichtung 504 abgewickelt. 24 ist
ein Ablaufdiagramm, das die Maßnahmen
zum Verarbeiten von MPEG Daten zwischen dem externen Netzwerk 904 und
dem internen Netzwerk 912 veranschaulicht.
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Wenden
wir uns 24 zu, so wird in der Maßnahme 2404 an
dem IEEE 1394-Treiber 820 eine asynchrone Schreibanforderung
von einem IEEE 1394-Knoten empfangen. Die asynchrone Schreibanforderung weist
einen MPEG-START-ANFORDERUNG-Befehl auf. Der MPEG-START-ANFORDERUNG-Befehl
wird vom IEEE 1394-Treiber 820 zur Service-Steuereinheit 808 geleitet,
wobei an diesem Punkt eine isochrone Quellenzuordnung beginnt. Bei
der Maßnahme 2408 wird
eine asynchrone Schreibanforderung, die eine MPEG-START-ANTWORT umfasst,
von der Service-Steuereinheit 808 an den IEEE 1394-Treiber 820 und dann
vom IEEE 1394-Treiber 820 zum IEEE 1394-Zielknoten gesendet.
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Als
Nächstes
wird bei der Maßnahme 2412 am
IEEE 1394-Treiber 820 eine einen MPEG-READY-Befehl enthaltende
asynchrone Schreibanforderung empfangen. Der MPEG-READY-Befehl wird
von dem IEEE 1394-Treiber 820 zu der Service-Steuereinheit 808 geleitet.
Die MPEG Daten werden im ATM Treiber 816 bei der Maßnahme 2416 empfangen.
Obwohl die Maßnahme 2416 nach
der Maßnahme 2412 dargestellt
wird, ist es möglich,
dass die MPEG Daten vor der Maßnahme 2412 empfangen
wurden. Die MPEG Daten werden über
eine AAL5-Verbindung mit dem Video-Diensteanbieter auf dem MPEG
Netzwerk 916 empfangen.
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Bei
der Maßnahme 2420 fordert
die Service-Steuereinheit von dem 1394-Treiber 820, eine
isochrone Übertragung über den
vorher zugeordneten isochronen Kanal zu ermöglichen, indem eine MPEG-SPRACH-START-Anforderung
gesendet wird. Bei der Maßnahme 2424 sendet
die Service-Steuereinheit 808 eine VC-ERMÖGLICHEN-Anforderung
zum ATM Treiber 816, um einen isochronen virtuellen Kanal („VC") anzufordern. Als
Nächstes
wird bei der Maßnahme 2428 eine
asynchrone Schreibanforderung, die eine MPEG-READY-Antwort umfasst,
von der Service-Steuereinheit 808 an
den 1394-Treiber 820 gesendet, von dem sie anschließend an
den IEEE 1394-Zielknoten gesendet wird.
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Bei
der Maßnahme 2432 werden
in dem ATM Treiber 816 MPEG-Daten empfangen. Bei der Maßnahme 2436 wird
eine MPEG-DATEN-SENDEN-Anforderung
vom ATM Treiber 816 an den IEEE 1394-Treiber 820 geleitet.
Als Nächstes
schließt
sich bei der Maßnahme 2440 den
MPEG-Daten die MPEG-DATEN-SENDEN-Anforderung an. MPEG-Daten werden
dann zum IEEE 1394-Zielknoten geleitet. Bei Maßnahme 2444 führt die
Service-Steuereinheit 808 einen Test durch, um zu bestimmen,
ob von dem IEEE 1394-Zielknoten eine den MPEG-STOP-Befehl enthaltende asynchrone Schreibanforderung
empfangen worden ist. Wenn der Test bei der Maßnahme 2444 negativ
ist, dann schreitet die Verarbeitung zu der oben beschriebenen Maßnahme 2432 weiter.
Wenn der Test bei der Maßnahme 2444 positiv
ist, bedeutet dies, dass ein MPEG-STOP-Befehl empfangen wurde, und die Verarbeitung
schreitet anschließend
zur Maßnahme 2448 weiter.
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In
der Maßnahme 2448 leitet
die Service-Steuereinheit 808 eine Anforderung an den ATM
Treiber 816 weiter, mit der angefordert wird, den isochronen
virtuellen Kanal zu deaktivieren (oder zu schließen). Bei der Maßnahme 2452 sendet
die Service-Steuereinheit 808 eine MPEG-SPRACH-STOP-Antwort
zum IEEE 1394-Treiber.
Schließlich
werden die isochronen Quellen bei der Maßnahme 2460 freigegeben,
wobei eine MPEG-STOP-Antwort von der Service-Steuereinheit 808 durch
den IEEE 1394-Treiber 820 und anschließend an den IEEE 1394-Knoten
gesendet wird.
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INTERNETPROTOKOLL-SERVICE
-
In
einer gegenwärtig
bevorzugten Ausführung
leitet die Gateway-Vorrichtung 504 außerdem den Internet-Protokoll
Service an die und von den IEEE 1394-Knoten in dem internen IEEE
1394-Netzwerk 912 und dem externen Netzwerk 904.
Zum Zweck der Darstellung wird das externe Netzwerk 904 beschrieben,
welches eine Verbindung über
ein asynchrones Übertragungsmodus-Protokoll
(„ATM") herstellt, da dieses
bevorzugt wird. Jedoch ziehen alternative Ausführungen nach der Erfindung
eine Übertragung
auch über
Protokolle in Betracht, die kein ATM Protokoll sind, wie zum Beispiel
das Internet-Protokoll durch einen Internetzugangs-Provider oder
Internetservice-Provider (z.B. das Übertragungskontrollprotokoll „TCP"), ein Kabelmodem,
eine asynchrone digitale Teilnehmerleitung oder ein anderes äquivalentes Übertragungsprotokoll.
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25A bis 25C sind
Ablaufdiagramme, die die Maßnahmen
zur Unterstützung
von Internet-Protokoll Service veranschaulichen. Spezieller stellt 25A eine Unterstützung für allgemeine IP Datenpakete zum
IP Routing oder Weiterleiten dar. 25B veranschaulicht
eine ARP-Unterstützung
(Adressen-Auflösungsprotokoll),
und 25C stellt eine Unterstützung für IP Datenpaket „PING" (Packet Internet
Groper) dar. Die hier beschriebenen Dienste zur Unterstützung des
Internet-Protokolls
sind durch Ereignis (oder Unterbrechung) gesteuerte Unterstützungsalgorithmen
und beginnen beim Empfang eines Auslösesignals, zum Beispiel der
Empfang eines IP Datenpaketes am ATM Treiber 816. Die öffentlich
verfügbaren
Dokumente des Internet-Architecture-Board RFC 791, 826 und 2151 beschreiben
jeweils weitere Informationen, die die Bearbeitung von Datenpaketen
des Internet-Protokolls, die Bearbeitung des Adressen-Auflösungsprotokolls
ARP und von PING-Anforderung betreffen. Diese Druckschriften sind
vom Datum wie dieses Schreiben von http://sunsite.enlab-switch.ch/
frei verfügbar.
Folglich sind die anschließend
zur Verfügung
gestellten, den Internet-Protokoll Service der Gateway-Vorrichtung 504 betreffenden
Informationen als allgemeiner Überblick
seiner Arbeitsweise bestimmt.
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25A ist ein Ablaufdiagramm, das die Maßnahmen
für eine
Handhabung von IP Datenpaketen zum Routing oder Weiterleiten darstellt.
Bei der Maßnahme 2504 wird
ein am ATM Treiber 816 empfangenes IP Datenpaket getestet,
um zu bestimmen, ob es eine IP Datenpaket-Anzeige enthält. Wenn
das Datenpaket keine IP Datenpaket-Anzeige enthält, wird die Routine unterbrochen,
bis ein nächstes
IP Datenpaket empfangen wird. Wenn jedoch das Datenpaket die Anzeige
eines IP Datenpakets enthält,
dann wird die Verarbeitung zur Maßnahme 2508 fortgesetzt,
in der der ATM Treiber 816 die IP Datenpaket-Anzeige an
die Service-Steuereinheit 808 weiterleitet. Die Service-Steuereinheit 808 liest
die Adressenzuordnungstabelle 1600 (mit Bezug auf 16 ausführlich beschrieben)
und passt die im IP Datenpaket enthaltene IP Zieladresse einem entsprechenden
IEEE 1394-Knoten
an.
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Die
Gateway-Vorrichtung 504 formatiert das IP Datenpaket, um
es zu dem IEEE 1394-Zielknoten zu leiten. Zu diesem Zweck wird in
der Maßnahme 2512 eine
asynchrone SCHREIB-ANFORDERUNG mit einem IP Datenpaket initialisiert
und von der Service-Steuereinheit 808 zum
IEEE 1394-Treiber 820 und anschließend vom IEEE 1394-Treiber 820 zum
IEEE 1394-Zielknoten gesendet. Da der oben erwähnte Prozess ereignisgesteuert
ist, wird die momentane Iteration nach der Maßnahme 2512 beendet,
so dass der Prozess in einen „Wartemodus" zurückkehrt,
in dem die IP Bediener-Routine auf ein nächstes IP Datenpaket wartet.
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25B stellt Maßnahmen
zur Verarbeitung der Anforderung eines Adressen-Auflösungsprotokolls („ARP") dar. ARP ist ein
Protokoll zum Herausfinden einer physikalischen Adresse (z.B. Ethernet-Adresse)
aus einer Internet-Adresse. Im Allgemeinen sendet ein Anfragender
ein ARP Datenpaket, das die Internet-Adresse eines anderen Host umfasst,
und wartet anschließend
auf den anderen Host, um seine repräsentative physikalische Adresse
zurück
zu senden. Die Gateway-Vorrichtung 504 wartet die Adressenzuordnungstabelle 1600,
die zu diesem Zweck teilweise genutzt wird. Wenn in der Gateway-Vorrichtung 504 eine
Anforderung nach Adressen-Auflösungsprotokoll
ARP empfangen wurde, kann die Gateway-Vorrichtung 504 eine
physikalische Adresse zurückführen, indem
die Adressenzuordnungstabelle 1600 abgefragt und eine physikalische Adresse
gefunden wird, die der empfangenen Internet-Protokoll Adresse entspricht.
Diese Antwort auf ARP Anforderung ist möglich, auch wenn die IP Adresse
nicht zwangsläufig
die Adresse der Gateway-Vorrichtung 504 ist. Tatsächlich ist
es wahrscheinlicher, dass die IP Adresse die IP Adresse des PCs
(z.B. der PC 524) ist, der sich auf dem IEEE 1394-Datenbus 568 befindet.
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Wenden
wir uns den in 25B veranschaulichten Maßnahmen
zu, so wird bei der Maßnahme 2524 das
Datenpaket getestet, um zu bestimmen, ob es eine Adressen-Auflösungsprotokoll-Anforderung
enthält. Enthält das Datenpaket
keine ARP Anforderung, dann kehrt der Prozess zur Maßnahme 2524 zurück. Beachtenswert
ist, dass die Maßnahme 2524 basierend
auf einem Triggerereignis – Empfangen
eines Datenpakets – kein
dauerndes Abfragen ist. Wenn das Datenpaket tatsächlich eine ARP Anforderung
enthält,
dann setzt sich die Verarbeitung zu der Maßnahme 2528 fort.
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Bei
der Maßnahme 2528 wird
die ARP Anforderung vom ATM Treiber 816 zu der Service-Steuereinheit 808 geleitet.
Die Service-Steuereinheit
liest die Adressenzuordnungstabelle 1600, um zu bestimmen,
ob sich der durch die Internet-Adresse in dem Adressen-Auflösungsprotokoll
identifizierte IEEE 1394-Knoten im IEEE 1394-Datenbus 568 befindet.
Wenn sich der durch die Internet-Adresse identifizierte IEEE 1394-Knoten
nicht im IEEE 1394-Datenbus 568 befindet, endet die momentane
Iteration des Prozesses. Wenn sich der IEEE 1394-Knoten jedoch tatsächlich in
dem IEEE 1394-Datenbus 568 befindet, wird die physikalische
Adresse des IEEE 1394-Knotens bei der Maßnahme 2532 aus der
Adressenzuordnungstabelle 1600 zurückgeholt.
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Bei
der Maßnahme 2536 wird
die physikalische Adresse in eine ARP Antwort besetzt, und bei der Maßnahme 2540 wird
die ARP Antwort von der Service-Steuereinheit 808 zum ATM
Treiber 816 und anschließend vom ATM Treiber 816 zum
externen Netzwerk 904 weitergeleitet. Die momentane Iteration
des Prozesses endet nach Schritt 2540, so dass die Verarbeitung
bei der Maßnahme 2524 (d.h.
bei seiner nächsten
Iteration) beginnen wird.
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25C veranschaulicht Schritte zum Verarbeiten eines „PING" (Packet Internet
Groper genanntes Programm. Ein PING ist eine Echo-Anforderung, die
verwendet wird, um zu bestimmen, ob ein spezielles Gerät „on-line" oder „live" ist. Der „PING-Prozess" ist an sich bekannt,
trotzdem wird zum Zweck der Darstellung hier ein Überblick
auf hohem Niveau beschrieben.
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Bei
der Maßnahme 2544 wird
das Internet-Programm Datenpaket getestet, um zu bestimmen, ob es eine „PING" Anforderung enthält, die
an die Gateway-Vorrichtung 504 gerichtet ist. Wenn das
IP Datenpaket keine PING Anforderung für die Gateway-Vorrichtung 504 enthält, dann
endet die Iteration und der Prozess kehrt zur Maßnahme 2544 zurück (ähnlich den
oben erwähnten
Maßnahmen 2504 und 2524).
Wenn das IP Datenpaket jedoch tatsächlich eine PING Anforderung
für die
Gateway-Vorrichtung 504 enthält, setzt
sich die Verarbeitung zu der Maßnahme 2548 fort.
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Bei
der Maßnahme 2548 wird
die PING Anforderung von dem ATM Treiber 816 an die Service-Steuereinheit 808 geleitet,
in der die in der PING Anforderung enthaltene IP Adresse gegenüber der
IP Adresse der Gateway-Vorrichtung 504 getestet wird. Wenn
die zwei IP Adressen übereinstimmen,
dann setzt sich die Verarbeitung zu der nachstehend beschriebenen
Maßnahme 2560 fort.
Wenn die beiden IP Adressen nicht übereinstimmen, setzt sich die
Verarbeitung zu der Maßnahme 2552 fort.
-
Bei
der Maßnahme 2552 liest
die Service-Steuereinheit 808 die in der Adressenzuordnungstabelle 1600 enthaltenen
Internet-Protokoll
Adressen. Bei der Maßnahme 2556 wird
ein Test ausgeführt,
um zu bestimmen, ob es zwischen der ankommenden IP Adresse, die
in der PING Anforderung enthalten ist, und einer beliebigen IP Adresse
in der Adressenzuordnungstabelle 1600 eine Übereinstimmung
gibt. Gibt es in der Folge des Tests bei der Maßnahme 2556 keine Übereinstimmung,
dann endet die Iteration und die Verarbeitung kehrt zur Maßnahme 2544 zurück (anzumerken
ist, dass in diesem Moment keine Antwort auf PING gegeben ist).
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Wenn
jedoch zwischen den beiden Internet-Protokoll Adressen wirklich Übereinstimmung
besteht, setzt sich die Verarbeitung zu der Maßnahme 2558 fort,
wo die PING Anforderung zu einem speziellen Knoten im 1394-Datenbus
weitergeleitet wird. Der spezielle Knoten wird auf die PING Anforderung
entsprechend reagieren. Folglich kehrt der Prozess zu der Maßnahme 2544 zurück.
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Bei
der Maßnahme 2560 wird
eine Antwort auf die PING Anforderung durch die Service-Steuereinheit 808 erzeugt,
an den ATM Treiber 816 gesendet und anschließend in
das externe Netzwerk 904 weitergeleitet. Die Verarbeitung
der PING Anforderung endet, und es kann eine nächste Iteration verarbeitet
werden, sobald eine neue PING Anforderung empfangen wurde.
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ADRESSENZUORDNUNG
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16 veranschaulicht
die Tabelle 1600 einer beispielhaften Adressenzuordnung.
Die Adressenzuordnungs-Tabelle 1600 umfasst vorzugsweise
mindestens vier Spalten und so viele Zeilen wie es Geräte im Netzwerk 500 der
Unterhaltungselektronik gibt. Die Adressenzuordnungstabelle 1600 ist
vorzugsweise in drei getrennte Abschnitte unterteilt. Der erste
Abschnitt 1620 umfasst IEEE 1394-Servicedaten, der zweite
Abschnitt 1624 umfasst MPEG-Servicedaten und ein dritter
Abschnitt 1628 umfasst Daten für Internet-Protokoll Service.
Jeder Abschnitt besitzt seine eigene „Minitabelle" für Informationen,
obwohl die Adressenzuordnungstabelle 1600 physikalisch
eine einzige Tabelle ist.
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Im
IEEE 1394-Abschnitt 1620 ist die erste Spalte die Spalte 1604 der
eindeutig bestimmten Identität des
Knotens, wobei die eindeutig bestimmte Knoten-Identität ständig in
die Hardware oder ROM des Knotens 104 kodiert wird. Die
nächste
Gruppe von Spalten sind die Knotenattribut-Spalten 1602.
Die Knotenattribut-Spalten enthalten eine Spalte 1608 gemeinsamer
Namen, die einen speziellen Knoten durch einen vom Anwender ausgewählten/programmierten
Namen, der im Knoten gespeichert ist, identifiziert, eine Knoten_ID-Spalte 1612,
die einen dynamisch zugeordneten 16-Bit-Knoten_ID enthält, eine
Knotentyp-Spalte 1616 und eine IP Adressenspalte 1618.
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In
dem MPEG-Serviceabschnitt 1624 ist die erste Spalte die
ATM VPI/VCI-Spalte 1632, die nächste Spalte ist die Programminformationsspalte 1636,
die dritte Spalte ist die Spalte 1640 des isochronen Kanals in
IEEE 1394-Norm und die letzte Spalte ist die Spalte 1604 der
eindeutig bestimmten Identität
des Knotens.
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In
dem IP Serviceabschnitt 1628 ist die erste Spalte die ATM
VPI/VCI-Spalte 1632, die nächste Spalte ist die IP Adress-Spalte 1618,
die dritte Spalte ist die Knoten_Identität-Spalte 1612 und
die letzte Spalte ist die Spalte 1604 der eindeutig bestimmten
Identität
des Knotens.
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Die
Adressenzuordnungstabelle 1600 wird durch den IEEE 1394-Treiber (z.B. in 8 gezeigter
IEEE 1394-Treiber 816) erzeugt, wenn eine Rücksetzung
des Datenbusses erfolgt. Der IEEE 1394-Treiber empfängt von
jedem Knoten in dem IEEE 1394-Datenbus
(z.B. der in 5 gezeigte IEEE 1394-Datenbus 568)
eine Antwort, die die eindeutig bestimmte Knoten-Identität des Knotens
und andere Informationen identifiziert. Auf der Basis der von dem
Knoten empfangenen Informationen fügt der IEEE 1394-Treiber die
eindeutig bestimmte Knoten-Identität zu der Adressenzuordnungstabelle 1600 hinzu
und führt
anschließend
eine Abfrage des speziellen Knotens auf zusätzliche Informationen (z.B.
gemeinsamer Name, Knoteneigenschaften und Internet-Protokoll Adresse)
durch. Der IEEE 1394-Treiber ordnet der Knoten_ID-Spalte 1612 einen
Wert für
den Knoten zu.
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22 ist
ein Ablaufdiagramm, das die Maßnahmen
zum Erzeugen und Warten der Adressenzuordnungstabelle 1600 darstellt.
Die Maßnahmen
werden durch einen „Verwaltungsknotenpunkt", der sich in dem Netzwerksystem 500 der
Unterhaltungselektronik befindet, durchgeführt, wobei es besser ist, dass
die Maßnahmen
durch die Gateway-Vorrichtung 504 ausgeführt werden.
Die Knotenverwaltung der Adressenzuordnungstabelle 1600 wird
im Allgemeinen vorher gewählt.
Sie kann jedoch dynamisch verändert
werden, entweder als Antwort auf eine Datenbus-Rücksetzung
oder durch ausdrückliche
Anweisung von einem Benutzer. In jedem Fall wird die Funktionalität zum Erzeugen
und Warten der Adressenzuordnungstabelle 1600 in den IEEE 1394-Treiber 820 integriert.
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Zu
Beginn des Adressenzuordnungsprozesses wird ein Auslösesignal
empfangen, das die Erzeugung der Adressenzuordnungstabelle 1600 bewirkt.
Das Auslösesignal
ist im Verhältnis
zu dem Verwaltungsknoten entweder ein internes oder ein externes
Auslösesignal
wie zum Beispiel ein Datenbus-Rücksetzbefehl.
Die Datenbus-Rücksetzung
kann als Ergebnis einer expliziten Anweisung von der Anwendungsschicht
oder durch eine implizite Anweisung von der Firmware wie zum Beispiel
als Reaktion auf den IEEE 1394-Treiber 820 auftreten, der
einen zu dem Netzwerksystem 500 der Unterhaltungselektronik
hinzugefügten
neuen Knotenpunkt detektiert. Das Auslösesignal ist in 22 bei
der Maßnahme 2200 als
Datenbus-Rücksetzung
dargestellt.
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Nach
Empfang eines Auslösesignals
setzt sich die Verarbeitung zu der Maßnahme 2204 fort,
wo durch den Verwaltungsknotenpunkt ein Selbsterkennungs-Datenpaket
empfangen wird. Das Selbsterkennungs-Datenpaket umfasst 16 Bit-Adressinformationen,
auf die oben mit „Knoten_ID" (ID Identifizierungscode)
verwiesen ist. Der Knoten-ID, spezieller der 10 Bit Datenbus_ID
und der physikalische 6 Bit_ID werden bei der Maßnahme 2208 aus dem
Selbsterkennungs-Datenpaket gewonnen.
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In
der Maßnahme 2212 wird
der Adressenzuordnungstabelle 1600 eine neue Zeile hinzugefügt. Die bei
Maßnahme 2208 gewonnenen
Daten werden bei der Maßnahme 2216 in
den Datenbus_ID und die physikalischen ID_Felder gefüllt. In
einer bevorzugten Ausführung
sind die zwei Felder ein einzelner 16 Bit Adressraum – d.h. die
Knotenpunkt_ID Spalte 1612.
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Bei
der Maßnahme 2220 bereitet
der Verwaltungsknotenpunkt eine an den Knotenpunkt, der durch den
bei der Maßnahme 2204 empfangenen
Knoten_ID identifiziert wurde, adressierte asynchrone Leseanforderung
vor und überträgt diese.
Als Antwort auf die asynchrone Leseanforderung empfängt der
Verwaltungsknoten bei der Maßnahme 2224 eine
asynchrone Leseanforderung. Die asynchrone Leseanforderung umfasst zumindest
eine eindeutige Knotenkennung („ID"), die auch vorzugsweise zusätzliche
Knotenattribut-Informationen wie eine Internet-Protokoll Adresse,
einen Knotentyp und einen gemeinsamen Namen umfasst.
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Bei
der Maßnahme 2228 werden
der eindeutige Knoten-ID und, nach einer gegenwärtig bevorzugten Ausführung, die
zusätzlichen
Knotenattribut-Informationen aus der bei Maßnahme 2224 empfangenen
asynchronen Leseantwort gewonnen. Bei der Maßnahme 2232 wird der
eindeutige Knoten-ID in die Spalte der eindeutigen Knoten-ID der
Adressenzuordnungstabelle 1600 gefüllt. In einer bevorzugten Ausführung werden
die zusätzlichen
Knotenattribut-Informationen außerdem
in eine entsprechende Spalte der Adressenzuordnungstabelle 1600 gefüllt. Im
Fall, dass die aufgeteilte Adressenzuordnungstabelle 1600 genutzt
wird, werden die Zeilen der Adressenzuordnungstabelle 1600 entsprechend
dem Servicetyp, auf den sich die Daten in der Zeile beziehen, zum
Beispiel der IEEE 1394-Service, ATM Service oder MPEG Service, logisch
getrennt. In einer solchen Ausführung
identifizieren die Knotenattributinformationen, welcher Aufteilung
die Knoteninformationen entsprechen. In einer anderen Ausführung werden
redundante Daten in Miniservice-Tabellen innerhalb der primären Adressenzuordnungstabelle 1600 gespeichert.
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Schließlich wird
in Maßnahme 2236 ein
Test durchgeführt,
um zu bestimmen, ob irgendwelche neuen Knoten-Selbstkennungscode-Datenpakete durch
den Verwaltungsknoten empfangen worden sind. Wenn irgendwelche neuen
Knoten-Selbstkennungscode-Datenpakete empfangen wurden, dann schreitet
die Verarbeitung zum Schritt 2208 fort. Wenn keine neuen
Knoten-Selbstkennungscode-Datenpakete
empfangen wurden, endet die Verarbeitung.
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Die
oben beschriebenen Schritte können
in einem Stapelbetrieb abgearbeitet werden, wobei nach einer Datenbus-Rücksetzung
(d.h. Maßnahme 2200)
eine Ansammlungsperiode verstreicht, während der Knoten-Selbstkennungscode-Datenpakete
empfangen werden und durch den Verwaltungsknoten in einer Liste
im Speicher der Reihe nach abgearbeitet werden. In einer solchen
Ausführung
kann die Verarbeitung von Knoten-Selbstkennungscodes und die Erreichung
eindeutiger Knoten-Identifizierungscodes und Knotenattribut-Informationen
aus der Warteschlangenliste in inkrementeller Weise abgearbeitet
werden. Der Test in der Maßnahme 2236 bestimmt,
ob irgendwelche zusätzlichen
Selbstkennungscode-Datenpakete verarbeitet werden müssen.
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Wenn
ein an einen speziellen Knotenpunkt im Netzwerksystem 500 der
Unterhaltungselektronik gerichteter Befehl empfangen wird, wird
der Befehl auf einen speziellen Datenbus-ID und einen physikalischen ID
(oder Knoten-ID) bezogen, indem die Adressenzuordnungstabelle 1600 genutzt
wird. Der Verwaltungsknoten nutzt dann den speziellen Datenbus_ID
und physikalischen ID, um den empfangenen Befehl an einen speziellen
Knotenpunkt im Netzwerksystem 500 der Unterhaltungselektronik
zu adressieren (oder zu richten).
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BEFEHLS- UND
STEUERUNGSTRANSFER
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17 bis 20 stellen
Ausführungen
eines Befehls- und Steuerungstransfers nach einer gegenwärtig bevorzugten Ausführung der
vorliegenden Erfindung dar. Darüber
hinaus sind die 17 und 18 Ablaufdiagramme,
die die Schritte für
Befehls- und Steuerungstransfer bzw. Abarbeitung von Paketdaten
veranschaulichen, wogegen 19A bis 19C eine Ausführung
der Anzeigeinformationen darstellen, die auf einer Videoanzeigeeinheit
als Ergebnis der in 17 und 18 dargestellten
Schritte erzeugt werden. 20 stellt
eine Tabelle für
Knoten-Piktogramme dar.
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Zum
Starten des Befehls- und Steuerungstransferprozesses wird ein Auslösesignal
empfangen. Zum Beispiel kann der Auslöser einen „Menüknopf" auf einer Fernbedienung enthalten,
der den Prozess des Befehls- und Steuerungstransfers oder eine gespeicherte
Verfahrensweise in einem Gerät,
das sich in dem Netzwerk 500 der Unterhaltungselektronik
befindet, auslöst.
Wie in 17 gezeigt wird, kann ein Datenpaket-Maschinen-Ausgangssignal von
dem Prozess 1804 (nachstehend mit Bezug auf 18 beschrieben)
die Maßnahmen
für den
Befehls- und Steuerungstransfer auslösen.
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Die
Maßnahme 1704 umfasst
das Lesen der Adressenzuordnungstabelle 1600. Sobald die
Adressenzuordnungstabelle 1600 gelesen ist, wird in der
Maßnahme 1708 eine
Knoten-Piktogramm-Tabelle
gelesen.
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Die
Knoten-Piktogramm-Tabelle weist nicht weniger als zwei Spalten auf
und identifiziert ein Bild für jedes
Gerät in
dem Netzwerk 500 der Unterhaltungselektronik. Die erste
Spalte stellt einen Knotenpunkt dar (zum Beispiel entweder die eindeutig
bestimmte Identität
des Knotens oder einen Knotentyp), und die zweite Spalte stellt
das Piktogramm des Knotens dar. Es ist jedoch möglich, in der Tabelle zusätzliche
Spalten wie zum Beispiel einen Knotentyp und eine eindeutig bestimmte
Identität
des Knotens zu haben. Folglich wird, wenn ein spezielles Knoten-Piktogramm
gewünscht
ist, zuerst die Tabelle mit Knoten-Piktogrammen für die eindeutig
bestimmte Identität
des Knotens genau geprüft,
falls die eindeutig bestimmte Identität des Knotens nicht gefunden
wird, und anschließend
wird die Tabelle für
Knoten-Piktogramme für
den gewünschten
Knotentyp (der Knoten kann z.B. den speziellen Gerätestandard
erfüllen)
genau durchsucht. Wenn eine eindeutige bestimmte Identität des Knotens,
die übereinstimmt,
oder alternativ dazu ein übereinstimmender
Typ gefunden ist, dann wird das Piktogramm für den gewünschten Knoten in der Maßnahme 1716 zurückgeholt.
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In 20 ist
eine Ausführung
einer Knoten-Piktogramm-Tabelle dargestellt. Die Knoten-Piktogramm-Tabelle 2000 enthält eine
Spalte 1604 für
eindeutig bestimmte Knoten-Identität, eine Knotentypen-Spalte 1608 und
eine Bitmap-Datenspalte 2004. Die Bitmap-Datenspalte besitzt
ungefähr
4 kB Daten für das
Knoten-Piktogramm.
In einer Ausführung
sind Daten für
ein einziges Piktogramm in der Knoten-Piktogramm-Tabelle 2000 enthalten,
jedoch sind in einer anderen Ausführung in der Tabelle 2000 für Knoten-Piktogramme
Daten für
zwei Piktogramme enthalten: ein Piktogramm ist ein „inaktives" Piktogramm, das
bedeutet, dass das Piktogramm angezeigt wird, wenn der Knoten nicht
ausgewählt
ist; und das zweite ist ein aktives Knoten-Piktogramm, das bedeutet, dass das Piktogramm
angezeigt wird, wenn der Knoten ausgewählt ist.
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Bei
der Maßnahme 1720 wird
ein vollständiger
Knoten-Navigationsbaum erzeugt. Der Knoten-Navigationsbaum ist in 19A bis 19B dargestellt.
In 19A weist der Knoten-Navigationsbaum 1900 einen durch
das Piktogramm 1904 dargestellten Steuerknoten auf. Der
Steuerknoten ist derjenige Knoten, durch den ein Benutzer kommuniziert.
Zielknoten werden durch die Piktogramme 1908, 1912 und 1916 veranschaulicht. Wie
in 19A dargestellt, befindet sich das Piktogramm 1904 des
Steuerknotens im aktiven Modus, wogegen sich die Piktogramme 1908, 1912 und 1916 der
Zielknoten im inaktiven Modus befinden. Wenn zu dem Unterhaltungselektroniksystem 500 zusätzliche
Knoten hinzugefügt
werden, wird die Anzahl von Zielknoten-Piktogrammen zunehmen. Ähnlich wird
die Anzahl von Zielknoten-Piktogrammen entsprechend verringert werden,
wenn aus dem Unterhaltungselektroniksystem 500 bestehende
Knotenpunkte entfernt werden.
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Der
Knoten-Navigationsbaum 1900 wird bei der Maßnahme 1724 zur
Videoanzeigeeinheit übertragen. Nach
einer Ausführung
wird der Knoten-Navigationsbaum 1900 an eine Datenpaketmaschine 1800 ausgegeben,
in der er als Eingangssignal zum Prozess 1808 (nachstehend
mit Bezug auf 18 beschrieben) verarbeitet
wird.
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Bei
der Maßnahme 1728 wird
ein Navigations-Eingangssignal empfangen. Wiederum kann das Navigations-Eingangsignal
von einer Eingangsvorrichtung innerhalb des internen Netzwerkes 912 (9)
empfangen werden, oder es kann aus dem externen Netzwerk 904 wie
zum Beispiel durch den Datenpaket-Maschinenprozess 1804 empfangen
werden. Basierend auf dem in der Maßnahme 1728 empfangenen
Eingangssignal wird ein bestimmter Zielknoten identifiziert werden.
Der Steuerknoten gewinnt die Piktogramm-Informationen (z.B. die
Grafik des aktiven Modus) aus der Knoten-Navigationstabelle 1600 und
modifiziert bei der Maßnahme 1732 eine
Teilmenge des Navigationsbaums 1900. In einer alternativen
Ausführung
werden Daten des normalen aktiven Modus wie zum Beispiel ein hervor
gehobener Bildrand oder Ring zu dem Teil des Navigationsbaums 1900 hinzugefügt, der
den ausgewählten
Zielknoten darstellt; folglich ist eine Wiedergewinnung von Piktogrammdaten
des aktiven Modus aus der Adressenzuordnungstabelle 1600 nicht
erforderlich. Basierend auf den Daten des aktiven Modus wird ein
Teil oder eine Teilmenge des Knoten-Navigationsbaums 1900 modifiziert.
Der Teil des Knoten-Navigationsbaums 1900, der modifiziert
wurde, kann modifizierte Daten enthalten, die dem „neu" ausgewählten aktiven
Knoten entsprechen oder kann zusätzlich
modifizierte Daten enthalten, die dem Knoten entsprechen, der vom
aktiven Modus in den inaktiven Modus geschaltet wurde. Entsprechend
einer gegenwärtig
bevorzugten Ausführung
werden Daten, die sowohl das neue Piktogramm des aktiven Knotens
als auch das alte Piktogramm des aktiven Knotens betreffen, modifiziert.
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19B stellt den Knoten-Navigationsbaum 1900 dar,
nachdem der dem Piktogramm 1916 entsprechende Zielknoten
als der aktive Knoten ausgewählt
worden ist. Der Teil des Knoten-Navigationsbaums 1900, der
modifiziert worden ist, ist die Teilmenge von den Piktogrammen 1904 und 1916 entsprechenden
Daten. Bei der Maßnahme 1736 wird
die modifizierte Teilmenge des Knoten-Navigationsbaums 1900 an
die Videoanzeigeeinheit übertragen.
In einer alternativen Ausführung
wird die modifizierte Teilmenge des Knoten-Navigationsbaums 1900 zu
der Datenpaketmaschine 1800 gesendet und durch den Prozess 1808 zu
dem externen Netzwerk 904 geleitet.
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Zwischen
den Maßnahmen 1736 und 1740 kann
eine optionale Zwischenmaßnahme
auftreten. In dem optionalen Schritt wird vom Benutzer bestätigt, dass
der Zielknoten, auf den in der Maßnahme 1728 navigiert wurde,
tatsächlich
der gewünschte
Zielknoten ist. Diese Maßnahme
ist einfach das Empfangen eines weiteren Eingangssignals wie zum
Beispiel ein „EINGABE"-Befehl nach einer
Navigation auf das gewünschte
Ziel-Piktogramm.
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In
der Maßnahme 1740 wird
die Knotenfunktions-Tabelle gelesen. 21 stellt
eine Knotenfunktions-Tabelle 2100 dar. Die Knotenfunktions-Tabelle 2100 umfasst
vorzugsweise zwei Spalten, eine Knotentyp-Spalte 1616 und
eine Funktionslisten-Spalte 2104.
Die Funktionslisten-Spalte 2104 umfasst eine Vielzahl von
Eingaben, wobei jede Eingabe 2108 das Zuordnen von alphanumerischen
Eingaben mit Einzelzeichen, einen entsprechenden Funktionsnamen
und einen Operationscode enthält.
Wenn die Steuereinheit die Knotenfunktions-Tabelle 2100 liest,
wird die Knotenfunktions-Tabelle 2100 für den speziellen aktiven Zielknoten-Typ
und die entsprechenden Eingaben 2108, die gültige Befehle
für den
aktiven Zielknoten enthalten, durchsucht. Die gültigen Befehle werden in der
Maßnahme 1740 wieder
gewonnen.
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Bei
der Maßnahme 1744 wird
eine Knotenfunktionsliste auf Basis der aus der Maßnahme 1740 wieder gewonnenen
Daten erzeugt. Die Knotenfunktionsliste wird anschließend bei
der Maßnahme 1748 auf
die Videoanzeigeeinheit übertragen.
Wiederum kann die Übertragung
auf die Videoanzeigeeinheit auch das Senden der abgehenden Knotenfunktionsliste
an die Datenpaketmaschine zum Verarbeiten und Leiten durch den Prozess 1808 beinhalten.
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19C veranschaulicht eine Knotenfunktionsliste 1928 wie
sie auf der Videoanzeigeeinheit dargestellt wird. Die erste Spalte
der Knotenfunktionsliste 1928 stellt eine Eingangswert-Spalte 1920 dar.
Die zweite Spalte, die Textspalte 1924, stellt den dem
benachbarten Eingangswert entsprechenden Text dar, wobei der Text
die Funktion beschreibt, die sich ergeben wird, wenn der benachbarte
Eingangswert in der Spalte 1920 durch die Steuereinheit
empfangen wird.
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In
der Maßnahme 1752 wird
ein Knotenfunktions-Eingangssignal an der Steuereinheit empfangen. Das
Eingangssignal kann über
den IEEE 1394-Datenbus 568 oder von einem externen Netzwerk 904 kommen,
wobei in diesem Fall das Knotenfunktions-Eingangssignal durch die Datenpaketmaschine 1800 zu
der Steuereinheit geleitet wird. Das Knotenfunktions-Eingangsignal
wird gegenüber
den gültigen
Eingangswerten 1920 in der Maßnahme 1756 verglichen,
und wenn das Knotenfunktions-Eingangssignal
einem gültigen
Eingangswert 1920 entspricht, dann schreitet die Steuereinheit
zu der Maßnahme 1764 weiter.
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Wenn
jedoch das Knotenfunktions-Eingangsignal einem gültigen Eingangswert 1920 nicht
entspricht, dann schreitet die Steuereinheit zur Maßnahme 1760 weiter,
wo eine Fehlermeldung (z.B. „ungültiger Befehl, bitte
erneut eingeben")
an die Videoanzeigeeinheit (oder Datenpaketmaschine 1800) übertragen
wird. Von der Maßnahme 1760 schreitet
die Verarbeitung zu der Maßnahme 1752 weiter.
Alternativ dazu kann die Verarbeitung zum Schritt 1748 fortschreiten,
so dass die Videoanzeigeeinheit aktualisiert werden kann.
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Schließlich wird
der an der Steuereinheit empfangene Eingangswert 1920 einer
Funktion in der Knotenfunktionsliste 1928 zugeordnet. Ein
Befehl wird mit einem geeigneten Operationscode formatiert und in
der Maßnahme 1764 zu
dem Zielknoten übertragen.
Nach der Maßnahme 1764 ist
das Verfahren des Befehls- und Steuerungstransfers vollständig.
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DATENPAKET-MASCHINE
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18 stellt
eine Datenpaketmaschine 1800 dar. Nach einer Ausführung ist
die Datenpaketmaschine 1800 eine Software-Brücke/Router,
die Daten für
das interne Netzwerk 912 und das externe Netzwerk 904 und von
diesen empfängt
und formatiert. Die Datenpaketmaschine 1800 kann jedoch
auch in Hardware allein oder in einer Kombination von Hardware und
Software realisiert werden. Die Schritte zum Senden eines Datenpakets
vom externen Netzwerk 904 zum internen Netzwerk 912 sind
in dem Prozess 1804 dargestellt, wogegen die Schritte zum
Senden von Daten vom internen Netzwerk 912 zum externen
Netzwerk 904 in dem Prozess 1808 dargestellt sind.
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Im
Prozess 1804 wird bei der Maßnahme 1810 ein Datenpaket
aus dem externen Netzwerk 904 empfangen. Bei der Maßnahme 1812 wird
das Datenpaket geparst in eine Eingangsanforderung, zum Beispiel
ein Knotenfunktions-Eingangssignal, und ausgegebene Routing-Informationen,
zum Beispiel Informationen, die nötig sind, um eine Antwort an
den Datenpaketabsender zurück
zu senden. Bei der Maßnahme 1816 wird
die eingegebene Anforderung formatiert und an die Steuereinheit
gesendet.
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Im
Prozess 1808 wird bei der Maßnahme 1824 in der
Datenpaketmaschine 1800 ein Datenausgangssignal (z.B. der
Knotennavigationsbaum 1900) aus dem internen Netzwerk 912 empfangen.
Bei der Maßnahme 1828 werden
die vom internen Netzwerk empfangenen Daten zu einem akzeptablen
Datenpaket zum Leiten über
das externe Netzwerk formatiert. Zu diesem Zweck werden die ausgegebenen
Routing-Informationen verwendet, die beim Schritt 1812 des
Prozesses 1804 geparst wurden. Nach einer Ausführung ist
ein akzeptables Datenpaket ein Internet-Protokoll Datenpaket, in
einer anderen Ausführung
ist ein ATM Datenpaket akzeptabel.
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FERNÜBERWACHUNG
UND KONTROLLE
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Im
Netzwerk 500 des Unterhaltungselektroniksystems, das die
Gateway-Vorrichtung 504 umfasst, ist es möglich, Knotenpunkte
auf dem internen Netzwerk 912 von dem externen Netzwerk 904 zu überwachen und
zu steuern. In einer solchen Ausführung erleichtert die Adressenzuordnungstabelle 1600 die
Kommunikation zwischen einem Gerät,
das sich in dem externen Netzwerk 904 befindet, und dem
Knotenpunkt im internen Netzwerk 912.
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Die
Gateway-Vorrichtung 504 (oben beschrieben) wartet vorzugsweise
die Adressenzuordnungstabelle 1600 und ist wie ein „Pförtner" für eingehende
und ausgehende Daten von/zu dem externen Netzwerk 904 wirksam.
Darüber
hinaus arbeitet die Gateway-Vorrichtung 504 wie eine Quelle
für Informationen,
die das Netzwerk 500 des Unterhaltungselektroniksystems
betreffen, die in einem Speicher (z.B. Flash-Speicher 716 oder
dynamischer Schreib-Lese-Speicher 720) die Knoten-Attributinformationen
wie Knotentyp, Verträglichkeit und
zusätzliche
Informationen von ATM, MPEG, IEEE 1394 und Internet-Protokoll Service
speichert. Die Service-Steuereinheit 808 arbeitet
eine Menge der nachstehend beschriebenen Funktionalität ab.
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In
der einen Ausführung
umfasst die Gateway-Vorrichtung 504 im Firmwarepaket 800 einen
Manager und Agent für
SNMP (einfaches Netzwerk-Verwaltungsprotokoll). Der SNMP Agent reagiert
auf die IEEE 1394-Knoten in dem Netzwerk 500 des Unterhaltungselektroniksystems
betreffenden Abfragen und befähigt die
Gateway-Vorrichtung 504 effektiv, auf Abfragen von anderen
SNMP Managern zu reagieren. Die von den SNMP Managern abgefragten
Informationen sind in einer Verwaltungs-Informationsbasis („MIB") enthalten, die in der Gateway-Vorrichtung 504 gespeichert
werden. Eine Ausführung
einer MIB ist die Adressenzuordnungstabelle 1600, zusammen
mit anderen Tabellen wie die Knotenfunktionalitätstabelle 2100. In
einer alternativen Ausführung
wird eine andere MIB, wie zum Beispiel die durch RFC 1213 definierte,
eingesetzt. Das SNMP ist in dem Internet Architecture Board Document
RFC 1157, das zum Zeitpunkt dieses Schreibens auf http://sunsite.enlab-switch.ch/ öffentlich
verfügbar
ist, weiter beschrieben.
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Darüber hinaus
ist der SNMP Agent in der Lage, selbstständige Programmteile, die von
speziellen IEEE 1394-Knoten im System 500 angefordert werden,
auszulösen.
Zum Beispiel kann der SNMP Manager eine Anforderung für eine Rücksetzung
des Datenbusses empfangen. Die Anforderung für die Datenbus-Rücksetzung
wird zu dem SNMP Agenten geleitet, und der SNMP Agent veranlasst
anschließend,
dass der 1394 Treiber 820 die Rücksetzung des Datenbusses auslöst. In einem
weiteren Beispiel wird ein durch einen entfernten SNMP Manager gesendeter
Befehl empfangen. Der Befehl wird wie die oben beschriebene Anforderung
zu dem SNMP Agenten geleitet, und der SNMP Agent verarbeitet den
Befehl und formatiert ihn zur Übertragung
an die nachfolgende Schicht, z.B. der 1394-Treiber 820 oder
die Mikroprozessor-Schaltanlage 804.
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In
einer anderen Ausführung
schließt
die Gateway-Vorrichtung 504 eine Web-Server-Funktionalität ein. Spezieller
bedient die Gateway-Vorrichtung 504 Anforderungen von externen
Klienten, z.B. einen Web-Browser, und führt die Informationen über IEEE
1394-Knoten in das Netzwerk 500 des Unterhaltungselektroniksystems
zurück.
Zum Beispiel werden in einer Ausführung Anforderungen für den Knotennavigationsbaum 1900 und
die zum Knotennavigationsbaum 1900 zurückkehrenden Antworten durch
den Web-Server abgearbeitet. Folglich enthält der Web-Server eine Funktionalität wie die
der oben mit Bezug auf 18 beschriebenen Datenpaketmaschine 1800.
Die Funktionalität
des Web-Servers ist im Wesentlichen der SNMP Funktionalität ähnlich,
wobei aber mit dem Web-Server die Überwachung und Kontrolle vorzugsweise
durch einen entfernten Klienten wie einen Web-Browser gesteuert
wird. Befehle von dem externen Klienten können ebenfalls eine Datenbus-Rücksetzung,
ein Auslösesignal,
um einen Videorecorder zum Starten der Aufnahme zu veranlassen,
oder einen Schalter umfassen, um eine Tür zu verschließen oder
Licht auszuschalten.
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In
jedem der Ausführungsbeispiele
von Web-Server oder SNMP Manager ist ein zentrales Büro oder eine Überwachungsstelle,
zum Beispiel die VSP Schaltung 648 oder IAP/ISP 640 (oben
mit Bezug auf 6 beschrieben) in der Lage,
Geräte
innerhalb des Netzwerks 500 des Unterhaltungselektroniksystems
zu überwachen.
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Die
Maßnahmen
zur Fernüberwachung
und Kontrolle sind in der 26 dargestellt.
Die Maßnahmen werden
durch die Gateway-Vorrichtung 504 ausgeführt und
können
spezieller durch den SNMP Manager und Agent oder die Web-Server-Komponente
der Gateway-Vorrichtung 504 ausgeführt werden.
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Bei
der Maßnahme 2604 wird
in der Gateway-Vorrichtung 504 ein Ausgangsdatenpaket empfangen. Bei
der Maßnahme 2608 wird
das Ausgangsdatenpaket geparst. Zum Beispiel wird ein eingegangenes
Datenpaket von einem anderen Header oder von Metadaten, die den
entfernten Klienten und Informationen über das eingegangene Datenpaket
(z.B. Sicherheitsinformationen, entfernte Internet-Protokoll Adresse,
usw.) beschreiben, getrennt. Das eingegangene Datenpaket wird in
der Maßnahme 2612 von
der Gateway-Vorrichtung 504 zum Zielknotenpunkt übertragen.
-
Bei
der Maßnahme 2616 wird
eine Antwort auf das bei Maßnahme 2612 übertragene
Eingangsdatenpaket in der Gateway-Vorrichtung 504 empfangen.
Bei der Maßnahme 2620 wird
ein Ausgangsdatenpaket erzeugt, und bei der Maßnahme 2624 wird das
Ausgangsdatenpaket zu dem entfernten Klienten, der die Informationen
angefordert hat, zurückgeführt.
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Die
Adressenzuordnungstabelle 1600 ist bei der Fernüberwachung
und für
Kontrollaspekte nach der Erfindung äußerst nützlich. Zum Beispiel wird die
Adressenzuordnungstabelle 1600 für die Maßnahme 2612 genutzt,
um das Adressieren des IEEE 1394-Zielknotens
in dem Netzwerk 500 des Unterhaltungselektroniksystems,
auf den die Anforderung oder der Befehl gerichtet ist, zu unterstützen. Ähnlich kann
die Adressenzuordnungstabelle 1600 auch genutzt werden,
um Anforderungen für
Daten oder Befehle vom entfernten Klienten zu beglaubigen, indem
die Internet-Protokoll Adresse oder andere Adressinformationen (z.B.
eindeutiger Knoten-Identifizierungscode) einbezogen werden, um die
Befugnis des entfernten Klienten, solche Daten oder Befehle anzufordern,
zu bestätigen.
Darüber
hinaus ist die Beschreibung des Internet-Protokoll Service (oben mit
Bezug auf 25A–C beschrieben) ebenfalls nützlich für das Verständnis der
allgemeineren Beschreibung der oben erläuterten Fernüberwachung
und Kontrolle.
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SAMMLUNG GEOGRAFISCHER
DATEN
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27 stellt
ein Blockdiagramm der Hardware-Architektur eines IEEE 1394-Knotenpunkts 2700 der Gateway-Vorrichtung
dar, die konfiguriert ist, um statistische geografische Daten zu
sammeln, zusammen mit einem zentralen Server 2750 (z.B.
ein zentraler Büroserver
oder ein Eingangsstufen-Server). In einer bevorzugten Ausführung ist
die Gateway-Vorrichtung 2700 der Gateway-Vorrichtung 504 ähnlich,
wobei der Einfachheit halber nur ausgewählte Komponenten der Gateway-Vorrichtung 2700 gezeigt
sind. Die Gateway-Vorrichtung 2700 umfasst eine zentrale
Verarbeitungseinheit 704, einen ständigen Speicher wie der energieunabhängige Speicher 2712,
eine externe Netzwerk-Schnittstelle 2704 wie der ATM LSI 728 (in 27 nicht
dargestellt – in 7 dargestellt),
eine interne Netzwerk-Schnittstelle 2708 wie der 1394 LINK
LSI 736 (in 27 nicht dargestellt – in 27 dargestellt)
und eine Positioniereinheit 2716. Der energieunabhängige Speicher 2712 ist über einen
Localbus 706 zur Übertragung
mit der CPU 704 gekoppelt, wogegen die CPU 704,
die externe Netzwerk-Schnittstelle 2704,
die interne Netzwerkschnittstelle 2708 und die Positioniereinheit 2716 zur Übertragung über den
PCI Datenbus 724 miteinander verbunden sind.
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Der
zentrale Server 2750 ist vorzugsweise ein Server mit Unternehmensqualität wie zum
Beispiel ein SunTM EnterpriseTM 250-System,
das von Sun Microsystems in Mountain View, Kalifornien http://www.sun.com erhältlich ist,
der in einem Client-Server-Softwaresystem wie die von Oracle Corporation
in Redwood Shores, Kalifornien http://www.oracle.com erhältliche Oracle
8TM Datenbank betriebsfähig ist. Der zentrale Server 2750 wird
durch einen Diensteanbieter wie zum Beispiel ein Kabel- oder Video-Diensteanbieter
betrieben und befindet sich im Verhältnis zu der Gateway-Vorrichtung 2700 an
einer entfernten Stelle.
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Der
zentrale Server 2750 ist in der Struktur des Blockdiagramms
mit einer CPU 2754, einem energieunabhängigen Speicher 2758 (z.B.
eine Speicherplatte) und einer externen Netzwerk-Schnittstelle 2762 dargestellt.
Die CPU 2754, der energieunabhängige Speicher 2758 und
die externe Netzwerk-Schnittstelle 2762 sind über einen
Localbus 2756 zur Übertragung
verbunden. Der zentrale Server 2750 und die Gateway-Vorrichtung 2700 sind
zur Übertragung über ein
physikalisches Medium zwischen den externen Netzwerk-Schnittstellen 2704 und 2762 wie
zum Beispiel das Glasfaserkabel 2702 gekoppelt. Andere
Kopplungsmedien können
Kupfer (verdrilltes Paar oder koaxial) und drahtlose Schnittstellen
enthalten.
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Die
in der Gateway-Vorrichtung 2700 dargestellte Positioniereinheit 2716 kann
zahlreiche Ausführungen
aufweisen. Zum Beispiel umfasst die Positioniereinheit 2716 in
einer bevorzugten Ausführung
ein globales Positioniermodul wie das Modul ACE II GPSTM,
das von Trimble Navigation, Sunnyvale Kalifornien http://www.trimble.com
erhältlich
ist. Jedoch wird ein spezielles oder äußerst genaues, globales Positioniermodul
nicht zwingend benötigt,
da die geographische Auflösung
der Einheit nicht entscheidend ist. Durch ein weiteres Beispiel
sollen geographische Lagedaten von dem zentralen Server 2750,
z.B. von einem Kabelanbieter angefordert werden, wodurch das globale
Positioniermodul ausgelöst
wird, um Lageinformationen für
die Gateway-Vorrichtung 2700 zu aktualisieren. Die Positioniereinheit 2716 stellt
anschließend
dem zentralen Server 2750 die aktualisierten Lageinformationen,
zum Beispiel direkt von der Positioniereinheit 2716 oder über die
CPU 704, zur Verfügung.
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Bei
einer anderen und kostengünstigeren
Ausführung
kann in der Positioniereinheit 2716 ein ständiger Speicher
wie ein energieunabhängiger
Speicher RAM zusammen mit einer auf Software basierenden Benutzerführung, die
beim Einschalten der Gateway-Vorrichtung 2700 oder bei
Benutzeranforderung initialisiert wird, eingesetzt werden. Die Benutzerführung weist
den Benutzer an, eine geografische Lagekennzeichnung wie zum Beispiel
eine Postleitzahl per Hand einzugeben, wobei die Benutzerantwort
in dem energieunabhängigen
RAM aufgezeichnet wird. Wenn eine nachfolgende Anforderung nach
geographischen Lageinformationen für das Netzwerksystem 500 der
Unterhaltungselektronik vorgenommen wird, kann die Gateway-Vorrichtung 2700 reagieren,
indem die im ständigen
Speicher gespeicherte Lagekennzeichnung zurückgeführt wird.
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28 ist
ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Sammeln von statistischen
geografischen Lageinformationen in einer Netzwerkumgebung wie zum
Beispiel das Netzwerksystem 500 der Unterhaltungselektronik
darstellt. Das Verfahren wird vorzugsweise über eine Befehlsfolge durchgeführt, z.B.
eine Firmware-Routine, die in der Gateway-Vorrichtung 2700 ausgeführt wird.
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Yyy
Mit Bezug auf die in 28 dargestellte erste Maßnahme wird
bei der Maßnahme 2804 durch
die Gateway-Vorrichtung 2700 ein Test durchgeführt, um
zu bestimmen, ob die in der Positioniereinheit 2716 gespeicherten
Lageinformationen aktuell sind. Unter normalen Umständen wird
der Test auf regelmäßiger, z.B. zweiwöchiger Basis
durchgeführt,
so dass ein Zähler/Timer
verwendet werden kann, um zu bestimmen, ob die geografischen Lageinformationen
aktuell sind. Vorzugsweise ist der Zähler/Timer so eingestellt,
dass eine ungültige
Zeit immer dann angezeigt wird, wenn Stromabschaltung auftritt,
wodurch ein Update der geografischen Lageinformationen erzwungen
wird. Wenn der Zähler/Timer
aktuell ist, dann schreitet der Prozess zur Maßnahme 2816 weiter,
ansonsten fährt
der Prozess zu der Maßnahme 2808 fort.
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Bei
der Maßnahme 2808 gewinnt
die Verarbeitungseinheit 2716 die geografischen Lageinformationen entweder
automatisch (z.B. durch ein globales Positioniermodul) oder per
Hand (z.B. durch Benutzerführung und
Antwort). Bei der Maßnahme 2812 werden
die geographischen Lageinformationen in einem ständigen Speicher der Gateway-Vorrichtung 2700,
z.B. der energieunabhängige
Speicher 2712 oder in einem zugeordneten ständigen Speicher
(nicht dargestellt), der ein Teil der Positioniereinheit 2716 ist,
gespeichert.
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Bei
der Maßnahme 2816 werden
von dem externen Netzwerk 904 ankommende Inhaltsinformationen, die
durch die externe Netzwerk-Schnittstelle 2704 geleitet
werden, abgefragt. Die abgefragten ankommenden Daten enthalten ein
Kanalkennzeichen und können
außerdem
eine Zeit- und Datenmarkierung des Senders enthalten. Bei der Maßnahme 2820 werden
die abgefragten Daten in der Tabelle 3000 statistischer
Daten (in Bezug auf 30 ausführlich beschrieben), die sich
in einem Dauerspeicher, z.B. der energieunabhängige Speicher 2712 befindet,
aufgezeichnet. In einer bevorzugten Ausführung wird die Gateway-Vorrichtung 2700 jedes
Mal, wenn ein Kanal auf einem IEEE 1394-Knoten im IEEE 1394-Datenbus 568 eine
Zeit lang geändert wird,
die länger
als eine vorbestimmte zeitliche Länge ist, z.B. fünf Minuten,
eine entsprechende Aufzeichnung in der Tabelle 3000 statistischer
Daten erzeugen.
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Bei
der Maßnahme 2824 wird
ein Test durchgeführt,
um zu bestimmen, ob eine Anforderung für statistische geografische
Daten empfangen worden ist. Normalerweise wird die Anforderung der
statistischen Daten von dem zentralen Server 2750 an einer
Anlage des Senders über
das externe Netzwerk 904 kommen. Die Anforderung statistischer
Daten kann jedoch innerhalb des Unterhaltungselektronik-Netzwerksystems 500 wie
zum Beispiel von einem Elternteil kommen, der die Sehgewohnheiten
eines Kindes zu prüfen
wünscht.
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Wenn
keine Anforderung statistischer Daten empfangen worden ist, dann
endet die aktuelle Iteration des Prozesses, und die Gateway-Vorrichtung 2700 kehrt
zyklisch zur Maßnahme 2804 zurück. Wenn
durch die Gateway-Vorrichtung 2700 jedoch eine Anforderung
statistischer Daten empfangen worden ist, dann schreitet die Verarbeitung
zur Maßnahme 2828 weiter,
bei der die abgefragten Daten, die in der Tabelle 3000 der
statistischen Daten enthalten sind, verschlüsselt werden. Nach einer Ausführung wird
für den
Entschlüsselungs-/Verschlüsselungsmechanismus
ein Verschlüsselungspaar
von öffentlichem
Schlüssel/privatem Schlüssel wie
der Algorithmus Message Digest 5 „MD5" eingesetzt. Der MD5 Algorithmus ist
in dem öffentlich verfügbaren Artikel
Internet RFC 1321 mit dem Titel „The MD5 Message Digest Algorithm", R. Rivest, 1992, http://sunsite.enlab.switch.ch
beschrieben.
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Nachdem
die Informationen aus der Tabelle statistischer Daten verschlüsselt sind,
werden sie in der Maßnahme 2832 zusammen
mit der Lagekennzeichnung (falls benötigt) über die externe Netzwerk-Schnittstelle 2704 zu
dem zentralen Server 2750 übertragen. Bemerkenswert ist,
dass es nicht notwendig zu sein braucht, die Lagekennzeichnung mit
einzubeziehen, wenn nur die speziellen Gateway-Vorrichtungen 2700 mit einer
besonderen Lagekennzeichnung zu einem beliebigen gegebenen Zeitpunkt
zyklisch abgerufen werden. Wenn jedoch periodische Updates von der
Gateway-Vorrichtung 2700 zu dem zentralen Server 2750 betrieben werden,
dann wird die Lagekennzeichnung notwendig. Anschließend endet
die aktuelle Iteration des Prozesses, und bei der Maßnahme 2804 kann
ein neuer Zyklus beginnen.
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29 ist
ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Sammeln statistischer
geografischer Informationen von einer Netzwerk- Umgebung durch den zentralen Server 2750 veranschaulicht.
Das Verfahren wird vorzugsweise über
Befehlsfolgen durchgeführt,
z.B. eine auf dem zentralen Server 2750 laufende Anwendung. Beginnend
bei der Maßnahme 2904 initialisiert
der zentrale Server 2750 einen Informationsaustausch mit
der Gateway-Vorrichtung 2700.
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Nach
einer Ausführung
enthält
die Initialisierungssequenz das Authentifizieren der Identität sowohl des
zentralen Servers 2750 zu der Gateway-Vorrichtung 2700 als
auch der Gateway-Vorrichtung 2700 zu
dem zentralen Server 2750. In einer anderen Ausführung umfasst
der Authentifizierungsprozess des Weiteren das Registrieren zusätzlicher
IEEE 1394-Knoten, die sich im Unterhaltungselektronik-Netzwerksystem 500 befinden.
Dies kann dadurch ausgeführt
werden, dass ausgewählte
Daten wie zum Beispiel die eindeutigen Knoten-Identifizierungscodes
aus der Adressenzuordnungstabelle 1600 (mit Bezug auf die 16 und 22 ausführlich beschrieben)
einbezogen werden.
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In
einer noch anderen Ausführung
wird die Lagekennzeichnung sowohl in der Adressenzuordnungstabelle 1600 als
auch innerhalb einer reservierten Stelle des Dauerspeichers jedes
IEEE 1394-Knotens, der sich in dem IEEE 1394-Datenbus 568 befindet
(wenn Schreibzugang zugelassen ist) gespeichert, wenn die geografischen
Lageinformationen/Kennzeichnung in der Gateway-Vorrichtung 2700 bei der Maßnahme 2808 (28)
aufgezeichnet werden. Wenn eine Datenbus-Rücksetzung auftritt, lösen die
durch die Gateway-Vorrichtung 2700 oder den zentralen Server 2750 detektierten
Unstimmigkeiten zwischen den Lagekennzeichnungen, z.B. zwischen
einem beliebigen IEEE 1394-Knoten und der Gateway-Vorrichtung 2700 mit
dem zentralen Server 2750 den Authentifizierungs-/Registrierungsprozess
aus. Alternativ dazu kann die Gateway-Vorrichtung 2700 periodisch
einen Teil ihrer Adressenzuordnungstabelle 1600 mit dem
zentralen Server 2750 synchronisieren. Der eindeutige Knoten- Identifizierungscode
des speziellen IEEE 1394-Knotens (der eine abweichende Lagekennzeichnung
aufweist) und der eindeutige Knoten-Identifizierungscode der Gateway-Vorrichtung 2700 wird
anschließend
durch den zentralen Server 2750 abgestimmt. Wenn die Unstimmigkeit
aus bestimmten Gründen
nicht beigelegt werden kann, dann kann kompetentes Servicepersonal
entweder über
einen potenziellen Benutzerfehler oder ein gestohlenes Gerät in Kenntnis
gesetzt werden.
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Nach
der Maßnahme 2904 fordert
der zentrale Server 2750 in der Maßnahme 2908 abgefragte
statistische Daten von der Gateway-Vorrichtung 2700 an, z.B. alle
oder nur einen Teil der Tabelle 3000 statistischer Daten.
Nach Anforderung der abgefragten statistischen Daten wird der zentrale
Server 2750 in der Maßnahme 2912 eine
Zeit lang auf die abgefragten statistischen Daten warten. Werden
keine abgefragten statistischen Daten empfangen, dann schreitet
die Verarbeitung zur Maßnahme 2904 weiter.
Wenn jedoch abgefragte statistische Daten empfangen werden, dann
schreitet die Verarbeitung zur Maßnahme 2916 weiter.
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Bei
der Maßnahme 2916 werden
die abgefragten statistischen Daten, die von der Gateway-Vorrichtung 2700 empfangen
wurden, entschlüsselt.
Wiederum ist nach einer Ausführung
der Verschlüsselungs-/Entschlüsselungs-Algorithmus
die hier mit Bezug auf Internet RFC 1321 beschriebene MD5 Funktion.
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Bei
der Maßnahme 2920 werden
die entschlüsselten,
abgefragten statistischen Daten auf Sehmuster und Vorlieben des
Benutzers analysiert. Auf Basis der abgefragten statistischen Daten
kann ein spezieller Inhalt, wie zum Beispiel Arten von Werbung oder
Programmverzeichnisse, der durch die Gateway-Vorrichtung 2700 durchgeleitet
wird, selektiv zu einem den Inhalt anschauenden Benutzer gesendet
werden. Wenn zum Beispiel ein Benutzer ständig ein spezielles Programm
oder einen speziellen Kanal anschaut, dann kann anschließend dieses
Programm oder dieser Kanal als „bevorzugt" gesehener Kanal in einem elektronischen
Programmführer
markiert werden. Ähnlich
können
auch demografische Angaben, z.B. Alter, Geschlecht oder die Postleitzahl
eines speziellen Benutzers oder einer Gruppe von Benutzern, die
ein spezielles Programm sehen, aufgezeichnet werden. Auf der Basis
der demografischen Angaben eines speziellen Programms kann sowohl die
an den speziellen Benutzer oder die Gruppe von Benutzern gerichtete
Werbung mit dem Programm als auch verbesserte Sehinformationen wie
zum Beispiel einheitliche Quellenlokalisierer „URL", die auf das Programm und die Vorlieben
eines Benutzers bezogen sind, gesendet werden.
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30 ist
ein Diagramm einer beispielhaften Tabelle 3000 der statistischen
Daten. Die Tabelle 3000 statistischer Daten hat fünf Spalten,
obwohl sie in anderen Ausführungsbeispielen
mehr oder weniger Spalten besitzen könnte. Die Spalte 3004 des
eindeutigen Knoten-Identifizierungscodes speichert für jedes
IEEE 1394-Gerät,
das Inhalte durch die Gateway-Vorrichtung 2700 zu einem
gegebenen Zeitpunkt empfängt,
eine eindeutige Kennzeichnung. Die Kanalspalte 3008 speichert
für den
speziellen Kanal, der durch die Gateway-Vorrichtung 2700 geleitet
wird, eine Kennzeichnung. Eine Zeitmarkierung/Zählerfeld 3012, z.B.
eine 16 Bit Zeit- und Datumsmarkierung zum eindeutigen Identifizieren
eines speziellen Datums und einer speziellen Zeit für jede Aufzeichnung
speichert den Zeitpunkt, zu dem das Betrachten durch einen speziellen
Benutzer und eines speziellen Kanals begonnen hat. Ähnlich werden
Zeitmarkierung/Zählerfeld 3016 verwendet,
um Datum und Zeitpunkt aufzuzeichnen, wenn das Betrachten durch
den speziellen Benutzer und den speziellen Kanal endete. Die Zeitmarkierung/Zählerdaten
für die
Felder 3008 und 3012 werden vorzugsweise durch
den zentralen Server 2750 erzeugt und gesendet, damit beim
Analysieren der statistischen Daten ein normales Bezugssystem verwendet
wird. Alternativ dazu kann die Zeitmarkierung/Zähler durch die Gateway-Vorrichtung 2700 erzeugt
werden, jedoch sollte sie immer noch mit dem zentralen Server 2750 periodisch
synchronisiert werden. Das Benutzerfeld 3020 zeichnet eine
Benutzerkennzeichnung für
die Aufzeichnung spezieller statistischer Daten auf. Zum Beispiel
kann Benutzern, die ein Passwort zum Deaktivieren einer Kindersicherung kennen,
eine vorbestimmte Benutzerkennzeichnung zugeordnet werden.
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In
der Tabelle 3000 statistischer Daten sind drei Zeilen 3024, 3028 und 3032 dargestellt.
Zum Beispiel teilen bei einer Analysierung durch den zentralen Server 2750 die
in den Zeilen 3024 und 3028 gespeicherten Informationen
mit, dass ein Benutzer A an einem speziellen Datum und zu einer
speziellen Zeit den Kanal „2" auf einem TV-Gerät von Mitsubishi
sechs Minuten lang gesehen hat. Darüber hinaus zeigten die Aufzeichnungen
an, dass der Benutzer A anschließend zum Kanal „4" umschaltete, wobei
sie das Betrachten neun weitere Minuten lang fortgesetzt haben.
Die Zeile 3032 zeigt dem zentralen Server 2750 an,
dass der Benutzer B sechsundzwanzig Minuten lang den Kanal „2" auf einem anderen
IEEE 1394-Knoten (hier auf einem PC von ACME) eingestellt hat, während der
Benutzer A den Kanal „4" angesehen hat. Die
Informationen in der Tabelle 3000 statistischer Daten können mit
der Adressenzuordnungstabelle 1600 (hier beschrieben) vergrößert werden,
um die Datenentnahmen durch Tiefe zu ergänzen.
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Die
hier beschriebenen Verfahren und Prozesse werden vorzugsweise von
einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt, die eine oder mehrere
Befehlsfolgen ausführen,
die eher auf einem computerlesbaren Medium wie zum Beispiel eine
Festplatte, eine CD-ROM, eine Diskette, ein flüchtiger Speicher (z.B. ein
Arbeitsspeicher „RAM") oder ein energieunabhängiger Speicher (wie
ein Flash-Speicher oder Festwertspeicher „ROM") als in einer speziellen Hardware-Anordnung
gespeichert sind. Jedoch können
verschiedene Aspekte der hier beschriebenen Verfahren und Prozesse über Hardware-Komponenten
wie TTL-Logik oder Gate-Arrays realisiert werden. Wenn außerdem eine
Bevorzugung für
ein Firmware-Niveau, z.B. die Programmausführung einer Softwarekomponente
auf niedrigerem Niveau, die normalerweise im ROM gespeichert ist,
oder für
ein Anwendungsniveau, z.B. die Programmausführung einer Softwarekomponente
auf höherem
Niveau, die über
Firmware, einen Betriebssystemkern und/oder Server-Prozesse läuft, gewünscht ist,
dann wird diese Bevorzugung bestimmt. Wenn keine Bevorzugung bestimmt
wird, dann ist jedes Niveau der Ausführung akzeptabel. Folglich
sind schriftliche Beschreibung und begleitende Figuren, die hier
enthalten sind, eher in erläuterndem
als einem einschränkenden
Sinne zu betrachten.