專利名稱：音頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種連接多種音頻裝置的音頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
用于PA(例如演奏和音樂會(huì))、音樂制作和專用廣播中的音頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的音頻信號(hào)通信的現(xiàn)有技術(shù)包括非專利文獻(xiàn)1中描述的CobraNET(商標(biāo))，非專利文獻(xiàn)2中描述的SuperMAC(商標(biāo))，和非專利文獻(xiàn)3中描述的EtherSound(商標(biāo))。
CobraNet是由Peak Audio公司(美國(guó))開發(fā)的專業(yè)音頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。CobraNET提供一種利用IEEE802.3u的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)(standard Ethernet)(商標(biāo))協(xié)議的技術(shù)，其中通過以太網(wǎng)傳輸多信道的未壓縮音頻信號(hào)和控制信號(hào)。這種技術(shù)可以傳輸?shù)牟蓸勇蕿?8kHz且位數(shù)為16、20和24位的采樣數(shù)據(jù)，并且可以雙向處理音頻信號(hào)和控制信號(hào)，其中在每個(gè)方向具有一直到64信道(即，在雙向具有一直到128信道)。SuperMAC和EtherSound為用于通過以太網(wǎng)傳輸音頻數(shù)據(jù)的相似技術(shù)。
具有各種功能(例如模擬輸入、模擬輸出、數(shù)字輸入、數(shù)字輸出、混合、效果、記錄/再現(xiàn)、遠(yuǎn)程控制和這些功能中的任何兩種的組合)的音頻裝置可以選擇性地連接至使用上述技術(shù)的音頻網(wǎng)絡(luò)。[非專利文獻(xiàn)1]http://www.balcom.co.jp/cobranet.htm[非專利文獻(xiàn)2]http://www.sonyoxford.co.uk/pub/supermac/[非專利文獻(xiàn)2]http://www/ethersound.com/news/getnews.php？enews_key＝101在任一種傳統(tǒng)音頻網(wǎng)絡(luò)中，根據(jù)上述Ethernet標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行音頻傳輸。在Ethernet標(biāo)準(zhǔn)中，最大的包大小限于1526字節(jié)。
在傳統(tǒng)技術(shù)中，不只音頻數(shù)據(jù)包，如指令、對(duì)指令的回應(yīng)以及節(jié)拍(meter)顯示的等級(jí)數(shù)據(jù)之類的控制數(shù)據(jù)包也能夠在網(wǎng)絡(luò)上流動(dòng)。然而，當(dāng)多個(gè)相同或不同種類的包被獲準(zhǔn)在網(wǎng)絡(luò)上流動(dòng)時(shí)，用于傳輸音頻數(shù)據(jù)的帶寬相應(yīng)減少。由于除了音頻數(shù)據(jù)之外其它包也在網(wǎng)絡(luò)上流動(dòng)，因此這些包可能干擾音頻數(shù)據(jù)的傳輸。這種情況在采用CSMA/CD方法的Ethernet中尤為嚴(yán)重。
此外，由于對(duì)應(yīng)于多個(gè)采樣周期的采樣是通過合并成一個(gè)包而傳輸?shù)模虼藢⒍鄠€(gè)采樣打包成為一個(gè)包和將一個(gè)包重構(gòu)成為多個(gè)采樣是很花時(shí)間的，并且用于打包和重構(gòu)的電路復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供能夠穩(wěn)定地傳輸音頻數(shù)據(jù)并能夠簡(jiǎn)化每個(gè)節(jié)點(diǎn)處數(shù)據(jù)傳輸和接收電路的音頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明，上述目的可通過提供一種音頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，所述音頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括多個(gè)節(jié)點(diǎn)并允許所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的任兩個(gè)節(jié)點(diǎn)相互發(fā)送和接收音頻數(shù)據(jù)。所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)連接成環(huán)以允許經(jīng)由所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)以環(huán)的形式發(fā)送所述音頻數(shù)據(jù)，并且在該環(huán)中從上游節(jié)點(diǎn)至下游節(jié)點(diǎn)的一個(gè)方向上執(zhí)行所述音頻數(shù)據(jù)的發(fā)送。將所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)定為主節(jié)點(diǎn)，將其它節(jié)點(diǎn)設(shè)定為從節(jié)點(diǎn)。所述主節(jié)點(diǎn)在每個(gè)采樣周期中周期性發(fā)送包含所述音頻數(shù)據(jù)的幀數(shù)據(jù)包，使得所述主節(jié)點(diǎn)在每個(gè)采樣周期中發(fā)送的包在一個(gè)或多個(gè)采樣周期中經(jīng)由所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)循環(huán)而返回到所述主節(jié)點(diǎn)。所述包具有預(yù)定的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，并包括對(duì)應(yīng)于多個(gè)信道而劃分成多個(gè)區(qū)塊的音頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，使得每個(gè)區(qū)塊存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)信道的音頻數(shù)據(jù)。為所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)定發(fā)送信道或接收信道，所述發(fā)送信道和所述接收信道均表示所述包的多個(gè)區(qū)塊之一。每一所述從節(jié)點(diǎn)在每個(gè)采樣周期中從所述包的報(bào)頭開始逐個(gè)區(qū)塊地從上游節(jié)點(diǎn)接收所述包，如果所述包的已接收區(qū)塊對(duì)應(yīng)于為所述從節(jié)點(diǎn)設(shè)定的發(fā)送信道，所述從節(jié)點(diǎn)運(yùn)行為用所述從節(jié)點(diǎn)待發(fā)送的音頻數(shù)據(jù)重寫所述已接收區(qū)塊；另一方面，如果所述包的已接收區(qū)塊對(duì)應(yīng)于為所述從節(jié)點(diǎn)設(shè)定的接收信道，所述從節(jié)點(diǎn)運(yùn)行為從所述已接收區(qū)塊獲取所述從節(jié)點(diǎn)待接收的音頻數(shù)據(jù)，然后在從所述從節(jié)點(diǎn)開始接收所述包的報(bào)頭時(shí)起已經(jīng)過去預(yù)定時(shí)間之后，所述從節(jié)點(diǎn)開始將所述包發(fā)送至下游節(jié)點(diǎn)。所述主節(jié)點(diǎn)在每個(gè)采樣周期中從所述包的報(bào)頭開始逐個(gè)區(qū)塊地接收已從最下游節(jié)點(diǎn)返回的包，并基于已接收的包構(gòu)建待在下一個(gè)采樣周期中發(fā)送的下一個(gè)包或所述下一個(gè)包之后的包的每個(gè)區(qū)塊，如果所述包的區(qū)塊對(duì)應(yīng)于為所述主節(jié)點(diǎn)設(shè)定的發(fā)送信道，所述主節(jié)點(diǎn)運(yùn)行為用所述主節(jié)點(diǎn)待發(fā)送的音頻數(shù)據(jù)重寫所述區(qū)塊；另一方面，如果所述包的區(qū)塊對(duì)應(yīng)于為所述主節(jié)點(diǎn)設(shè)定的接收信道，所述主節(jié)點(diǎn)運(yùn)行為從所述區(qū)塊獲取所述主節(jié)點(diǎn)待接收的音頻數(shù)據(jù)，并且在所述下一個(gè)采樣周期開始時(shí)，所述主節(jié)點(diǎn)開始將已構(gòu)建的包發(fā)送至下游節(jié)點(diǎn)。所述已構(gòu)建的包與所述主節(jié)點(diǎn)構(gòu)建該包所基于的包包含相同的音頻數(shù)據(jù)。在所述音頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中一個(gè)發(fā)送信道僅設(shè)定給一個(gè)節(jié)點(diǎn)，以使所述音頻數(shù)據(jù)在所述音頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的循環(huán)期間由所述一個(gè)節(jié)點(diǎn)寫入?yún)^(qū)塊的音頻數(shù)據(jù)不被另一節(jié)點(diǎn)重寫，并且所述音頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的任一節(jié)點(diǎn)能夠接收所述音頻數(shù)據(jù)。
盡管在一個(gè)至幾個(gè)采樣周期中以環(huán)形式發(fā)送一個(gè)包，但是在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，也可以在一個(gè)至幾個(gè)采樣周期中以環(huán)形式發(fā)送預(yù)定數(shù)量的包。
一個(gè)或預(yù)定數(shù)量的包(優(yōu)選地，預(yù)定數(shù)量的包中的至少一個(gè))除了包括所述音頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)之外還包括控制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，其中所述包的控制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)用于允許所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的任兩個(gè)節(jié)點(diǎn)相互發(fā)送和接收控制數(shù)據(jù)。
盡管包的大小和結(jié)構(gòu)是可變的，但是優(yōu)選地，所述包具有符合Ethernet標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)大小和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并且由Ethernet標(biāo)準(zhǔn)定義的發(fā)送器、接收器以及傳輸電纜可用于所述包的傳輸。
在一種形式下，所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)連接成允許所述包以環(huán)發(fā)送的形式，使得所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)通過一條線路級(jí)聯(lián)連接以便沿一個(gè)方向發(fā)送所述包，并且所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)還通過另一條線路級(jí)聯(lián)連接以便沿另一方向發(fā)送所述包。
在另一種形式下，所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)連接成允許所述包以環(huán)發(fā)送的形式，使得所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)從第一節(jié)點(diǎn)至最末節(jié)點(diǎn)級(jí)聯(lián)連接以便沿一個(gè)方向發(fā)送所述包，并且所述最末節(jié)點(diǎn)連接至所述第一節(jié)點(diǎn)以使所述包返回至所述第一節(jié)點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明，在每個(gè)采樣周期中的任何時(shí)刻，預(yù)定數(shù)量的包(例如，一個(gè)包)在網(wǎng)絡(luò)上循環(huán)。這實(shí)現(xiàn)了非常穩(wěn)定的通信。例如，在每個(gè)采樣周期循環(huán)一個(gè)包的情況下，能夠接收和發(fā)送包的每個(gè)節(jié)點(diǎn)在每個(gè)采樣周期中可發(fā)送音頻數(shù)據(jù)的一個(gè)采樣，從而以逐個(gè)采樣的方式進(jìn)行輸出，或者在每個(gè)采樣周期中可接收音頻數(shù)據(jù)的一個(gè)采樣，從而以逐個(gè)采樣的方式進(jìn)行接收。這使得可以容易地再現(xiàn)采樣時(shí)鐘和簡(jiǎn)化打包(packetization)電路。此外，由主節(jié)點(diǎn)發(fā)送的包在保持其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的同時(shí)被以環(huán)的形式運(yùn)送，并且每個(gè)從節(jié)點(diǎn)只需要用音頻數(shù)據(jù)重寫分配給該從節(jié)點(diǎn)的一個(gè)信道的區(qū)域，或者從為該從節(jié)點(diǎn)設(shè)定的另一信道的區(qū)域提取音頻數(shù)據(jù)。這顯著簡(jiǎn)化了每個(gè)從節(jié)點(diǎn)中用于輸出或輸入一個(gè)包的音頻數(shù)據(jù)的電路。使用Ethernet標(biāo)準(zhǔn)的包使得能夠使用與Ethernet兼容的發(fā)送器、接收器以及傳輸電纜，從而能夠使用易于獲得的廉價(jià)硬件。


圖1a和圖1b示出在應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的音頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)時(shí)節(jié)點(diǎn)之間的連接實(shí)例和節(jié)點(diǎn)之間的傳輸實(shí)例。
圖2a至圖2f示出本實(shí)施例的音頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中包中的位數(shù)據(jù)流。
圖3示出一個(gè)包的幀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
圖4示出每個(gè)節(jié)點(diǎn)中包含的幀數(shù)據(jù)發(fā)送/接收單元的結(jié)構(gòu)。
圖5示出每條傳輸線上的包的時(shí)序圖。
圖6為示出本實(shí)施例中音頻采樣的傳輸流的示意圖。
圖7a和圖7b為示出從節(jié)點(diǎn)中的硬件處理的流程圖。
圖8a至圖8c為示出主節(jié)點(diǎn)中的硬件處理的流程和緩沖器結(jié)構(gòu)圖。
圖9a和圖9b為主節(jié)點(diǎn)中的采樣時(shí)鐘中斷處理和1字節(jié)發(fā)送事件處理的流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1a和圖1b示出在應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的音頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)時(shí)節(jié)點(diǎn)之間的連接實(shí)例和節(jié)點(diǎn)之間的傳輸實(shí)例。圖1a示出主節(jié)點(diǎn)A101和從節(jié)點(diǎn)B102、C103、D104和E105的環(huán)形連接實(shí)例。標(biāo)號(hào)“111”至“115”表示節(jié)點(diǎn)之間連接的物理連接線。在這種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，連接的節(jié)點(diǎn)中只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)是主節(jié)點(diǎn)。這里，節(jié)點(diǎn)A101是主節(jié)點(diǎn)，而其它節(jié)點(diǎn)是從節(jié)點(diǎn)。箭頭“121”至“125”均表示包的每位數(shù)據(jù)的傳輸方向。
主節(jié)點(diǎn)A101定期發(fā)送多個(gè)包，每一個(gè)采樣周期發(fā)送一個(gè)包，所述采樣周期為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的音頻信號(hào)采樣時(shí)鐘的周期。具體來說，在一個(gè)采樣周期中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)101至105從上游節(jié)點(diǎn)接收一個(gè)包的位數(shù)據(jù)，并將這一個(gè)包的位數(shù)據(jù)輸出至下游節(jié)點(diǎn)。主節(jié)點(diǎn)A101執(zhí)行采樣周期的同步。具體來說，在一個(gè)采樣周期的開始時(shí)刻，主節(jié)點(diǎn)A101開始將一個(gè)包的位數(shù)據(jù)發(fā)送至下游節(jié)點(diǎn)B102。在完成一個(gè)包的位數(shù)據(jù)的發(fā)送之后，主節(jié)點(diǎn)A101等候直到該采樣周期終止。在下一個(gè)采樣周期的開始時(shí)刻，主節(jié)點(diǎn)A101開始將下一個(gè)包的位數(shù)據(jù)發(fā)送至下游節(jié)點(diǎn)B102。
本實(shí)施例的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的包與傳統(tǒng)Ethernet標(biāo)準(zhǔn)中使用的包相同。然而，在傳統(tǒng)Ethernet中，以包為基礎(chǔ)執(zhí)行傳輸，并且直到節(jié)點(diǎn)之間的傳輸終止時(shí)節(jié)點(diǎn)之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包才會(huì)被重寫。另一方面，在本實(shí)施例中，在從主節(jié)點(diǎn)發(fā)送的包經(jīng)過回路中的各從節(jié)點(diǎn)直到返回主節(jié)點(diǎn)的同時(shí)，數(shù)據(jù)包被重寫，下面將對(duì)此進(jìn)行更詳細(xì)地描述。在本實(shí)施例中，每個(gè)采樣周期傳輸音頻數(shù)據(jù)的容器稱為“包”。不限于Ethernet標(biāo)準(zhǔn)的包，本發(fā)明可使用任何其它格式的包。
盡管在OSI基準(zhǔn)模式下在層3中處理的數(shù)據(jù)單元稱為“包”，而在層2中處理的數(shù)據(jù)單元稱為“幀”，但在本實(shí)施例中如上所述，每個(gè)采樣周期傳輸?shù)囊纛l數(shù)據(jù)的容器稱為“包”，而實(shí)現(xiàn)包的實(shí)際數(shù)據(jù)序列稱為“幀”。因此，在本實(shí)施例中術(shù)語“包”和“幀”指代相同內(nèi)容。
一個(gè)包包括這樣的區(qū)域，所述區(qū)域包含音頻數(shù)據(jù)和多個(gè)信道的控制數(shù)據(jù)(如指令、對(duì)指令的回應(yīng)以及節(jié)拍顯示的等級(jí)數(shù)據(jù)之類)。對(duì)于每個(gè)節(jié)點(diǎn)，在節(jié)點(diǎn)中設(shè)定用于從該節(jié)點(diǎn)發(fā)送的多個(gè)信道之一(發(fā)送信道)，和/或在節(jié)點(diǎn)中設(shè)定用于該節(jié)點(diǎn)接收的另一信道(接收信道)。因此，當(dāng)在一個(gè)采樣周期中一個(gè)包的位數(shù)據(jù)經(jīng)過每個(gè)節(jié)點(diǎn)而使得該節(jié)點(diǎn)從上游節(jié)點(diǎn)接收位數(shù)據(jù)并將其輸出至下游節(jié)點(diǎn)時(shí)，該節(jié)點(diǎn)用從該節(jié)點(diǎn)待發(fā)送的音頻數(shù)據(jù)的采樣重寫包中位于該節(jié)點(diǎn)的發(fā)送信道區(qū)域中的位數(shù)據(jù)，并加載包中位于節(jié)點(diǎn)的接收信道區(qū)域中的位數(shù)據(jù)，這是因?yàn)槲挥诮邮招诺绤^(qū)域中的位數(shù)據(jù)是該節(jié)點(diǎn)待接收的音頻數(shù)據(jù)。在一個(gè)包的位數(shù)據(jù)經(jīng)過每個(gè)節(jié)點(diǎn)的時(shí)，該節(jié)點(diǎn)執(zhí)行至發(fā)送信道的上述數(shù)據(jù)寫操作和從接收信道的上述數(shù)據(jù)加載操作。之后，該節(jié)點(diǎn)將這一個(gè)包的位數(shù)據(jù)發(fā)送至緊接著的下游節(jié)點(diǎn)。在主節(jié)點(diǎn)A101中執(zhí)行相同的處理。具體來說，主節(jié)點(diǎn)A101接收從最下游節(jié)點(diǎn)E105發(fā)送的包，并用從主節(jié)點(diǎn)A101待發(fā)送的音頻數(shù)據(jù)的采樣重寫包中分配給主節(jié)點(diǎn)A101的發(fā)送信道，并將主節(jié)點(diǎn)A101通過分配給主節(jié)點(diǎn)A101的接收信道待接收的音頻數(shù)據(jù)加載至包中。通過上述處理產(chǎn)生的數(shù)據(jù)包是下一個(gè)采樣周期將發(fā)送的數(shù)據(jù)包。
作為將參照?qǐng)D3描述的每個(gè)包(幀)的具體結(jié)構(gòu)，在每個(gè)包中不僅設(shè)定上述用于設(shè)定每個(gè)信道音頻數(shù)據(jù)的區(qū)域，而且設(shè)定用于存儲(chǔ)控制數(shù)據(jù)的區(qū)域。利用用于存儲(chǔ)控制數(shù)據(jù)的區(qū)域，能夠在節(jié)點(diǎn)之間發(fā)送和接收(即通信)各種控制數(shù)據(jù)。
控制臺(tái)106連接至節(jié)點(diǎn)B102。例如，當(dāng)前往控制臺(tái)106的數(shù)據(jù)包含在節(jié)點(diǎn)B102接收的控制數(shù)據(jù)中時(shí)，如箭頭116所示，將控制數(shù)據(jù)從節(jié)點(diǎn)B102發(fā)送至控制臺(tái)106。當(dāng)控制臺(tái)106具有待發(fā)送至節(jié)點(diǎn)的控制數(shù)據(jù)時(shí)，如箭頭117所示，控制臺(tái)106將控制數(shù)據(jù)發(fā)送至節(jié)點(diǎn)B102，并且節(jié)點(diǎn)B102在對(duì)應(yīng)區(qū)域中設(shè)定在網(wǎng)絡(luò)上循環(huán)的控制數(shù)據(jù)包，并將其發(fā)送至目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。將參照?qǐng)D3描述發(fā)送和接收控制數(shù)據(jù)的具體方法。
圖1b示出通過雙連接線將節(jié)點(diǎn)級(jí)聯(lián)連接的實(shí)例。在本實(shí)例中，在使用前向線和后向線的回路中傳送包，其中包通過前向線在向前的方向上流動(dòng)，包通過后向線在向后的方向上流動(dòng)。標(biāo)號(hào)“141”表示主節(jié)點(diǎn)A，而標(biāo)號(hào)“142”至“144”表示從節(jié)點(diǎn)B、C和D。主節(jié)點(diǎn)A141和從節(jié)點(diǎn)B 142通過前向信號(hào)線151和后向信號(hào)線156連接。類似地，節(jié)點(diǎn)B142和節(jié)點(diǎn)C143通過連接線152和155連接，節(jié)點(diǎn)C143和節(jié)點(diǎn)D144通過連接線153和154連接。包流動(dòng)的方向由箭頭161至166表示。圖1b所示的實(shí)例與圖1a所示的實(shí)例基本相同之處在于從主節(jié)點(diǎn)A141輸出的一個(gè)包的位數(shù)據(jù)經(jīng)由各節(jié)點(diǎn)循環(huán)并返回至節(jié)點(diǎn)A141，如箭頭161至166所示。然而，在圖1b所示的實(shí)例中，在到達(dá)末端從節(jié)點(diǎn)D144之后在返回主節(jié)點(diǎn)A的過程中，包經(jīng)過節(jié)點(diǎn)C和B。在前向路徑上執(zhí)行每個(gè)節(jié)點(diǎn)A至D的音頻數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)的寫和讀。在沿著節(jié)點(diǎn)A至D的返回路徑上，不執(zhí)行數(shù)據(jù)加載或?qū)懀沟脭?shù)據(jù)只經(jīng)過各節(jié)點(diǎn)。在圖1b所示的實(shí)例中，末端節(jié)點(diǎn)A是主節(jié)點(diǎn)。然而，同樣在將中間節(jié)點(diǎn)B或C設(shè)定為主節(jié)點(diǎn)時(shí)，箭頭161、162和163的路徑稱為“前向路徑”，而箭頭164、165和166的路徑稱為“后向路徑”，并且在前向路徑上執(zhí)行數(shù)據(jù)加載或?qū)?在圖1b中在前向路徑上包在向右的方向上行進(jìn))。在這種情況下，主節(jié)點(diǎn)(其位于圖的中部)左側(cè)的從節(jié)點(diǎn)首先在前向路徑上接收包，然后在后向路徑上接收包，但是在前向路徑上執(zhí)行數(shù)據(jù)加載或?qū)?。此外，在后向路徑上可以?zhí)行數(shù)據(jù)加載或?qū)?，而不是在后向路徑上僅使數(shù)據(jù)經(jīng)過每個(gè)節(jié)點(diǎn)。
在環(huán)形連接的情況下，在多個(gè)節(jié)點(diǎn)依次連接之后，多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的末端節(jié)點(diǎn)必須相互連接。另一方面，在級(jí)聯(lián)連接的情況下，只需要使用雙連接線依次連接多個(gè)節(jié)點(diǎn)。因此，級(jí)聯(lián)連接的裝置可具有更簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)。
圖2a至圖2f示出本實(shí)施例的音頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中包中的位數(shù)據(jù)流。在以下對(duì)本實(shí)例的描述中，假定主節(jié)點(diǎn)A和從節(jié)點(diǎn)B和C通過前向路徑和后向路徑連接，如圖1b所示。
在一個(gè)采樣周期的開始時(shí)刻，主節(jié)點(diǎn)A開始傳輸一個(gè)包的位數(shù)據(jù)。圖2a示出主節(jié)點(diǎn)A將包的頭位B0發(fā)送至下游節(jié)點(diǎn)B的狀態(tài)，如箭頭201所示。之后，以與從主節(jié)點(diǎn)A輸出的網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘同步的方式，主節(jié)點(diǎn)A依次逐位發(fā)送包中的頭位B0后面的各位數(shù)據(jù)。圖2b示出在對(duì)應(yīng)于50位的時(shí)間已經(jīng)過去的時(shí)刻主節(jié)點(diǎn)A將包的第51位B1發(fā)送至節(jié)點(diǎn)B的狀態(tài)，如箭頭203所示。此時(shí)，節(jié)點(diǎn)B將接收到的頭位B0發(fā)送至下一節(jié)點(diǎn)C，如箭頭202所示。當(dāng)然，中間的各位也被傳輸，盡管圖中只關(guān)注第五十位。類似地，主節(jié)點(diǎn)A相繼輸出由第101位B2、第151位B3和第201位B4表示的位數(shù)據(jù)，如圖2c至圖2e所示，并且輸出的位數(shù)據(jù)在經(jīng)過各節(jié)點(diǎn)之后返回主節(jié)點(diǎn)A。圖2e示出已返回主節(jié)點(diǎn)A的包的頭位B0被存儲(chǔ)在緩沖器中的狀態(tài)，如標(biāo)號(hào)“211”所示。圖2f示出已相繼返回主節(jié)點(diǎn)A的500位數(shù)據(jù)B0-B10被存儲(chǔ)在緩沖器中的狀態(tài)，如標(biāo)號(hào)“216”所示。主節(jié)點(diǎn)A在以上述方式發(fā)送包的所有位之后等候直到該采樣周期終止，然后開始發(fā)送下一采樣周期的包，如圖2a所示。然而，在圖2f的時(shí)刻主節(jié)點(diǎn)A還沒有接收到該采樣周期的包的最末位。
當(dāng)如上所述一個(gè)包的位數(shù)據(jù)在一個(gè)采樣周期中循環(huán)一次時(shí)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)加載在該節(jié)點(diǎn)處待加載的接收信道的位數(shù)據(jù)，并寫入在該節(jié)點(diǎn)處待寫入的傳輸信道的位數(shù)據(jù)。例如，如果節(jié)點(diǎn)B接收到的位數(shù)據(jù)是已設(shè)定為在節(jié)點(diǎn)B處待加載的接收信道的采樣數(shù)據(jù)，則節(jié)點(diǎn)B將該位數(shù)據(jù)加載至節(jié)點(diǎn)B的緩沖器中。此外，如果接收到的位數(shù)據(jù)是已設(shè)定為從節(jié)點(diǎn)B待發(fā)送的發(fā)送信道的采樣數(shù)據(jù)，則用待寫入的數(shù)據(jù)重寫該位數(shù)據(jù)。在執(zhí)行這一處理之后，將該位數(shù)據(jù)發(fā)送至下一節(jié)點(diǎn)C。在下一節(jié)點(diǎn)處執(zhí)行相同處理?？刂茢?shù)據(jù)的加載和寫以相同方式執(zhí)行。如上所述，在前向路徑(圖2中沿著節(jié)點(diǎn)A→B→C)上執(zhí)行本實(shí)施例中每個(gè)節(jié)點(diǎn)處的數(shù)據(jù)加載或?qū)?，而在后向路?沿著節(jié)點(diǎn)C→B→A)上數(shù)據(jù)僅經(jīng)過各節(jié)點(diǎn)。
圖3示出在本實(shí)施例的音頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中在一個(gè)采樣周期中循環(huán)經(jīng)由所有連接節(jié)點(diǎn)的一個(gè)包的幀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。例如，一個(gè)包的幀數(shù)據(jù)的字節(jié)總數(shù)為1282。
標(biāo)號(hào)“301”表示存儲(chǔ)前同步碼(preamble)、目標(biāo)MAC地址、源MAC地址以及數(shù)據(jù)長(zhǎng)度的區(qū)域。前同步碼是用于在傳輸幀數(shù)據(jù)時(shí)在每個(gè)節(jié)點(diǎn)處建立同步的數(shù)據(jù)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)從自上游節(jié)點(diǎn)接收的數(shù)據(jù)中檢測(cè)前同步碼，并根據(jù)檢測(cè)到的前同步碼確定包的幀數(shù)據(jù)已經(jīng)開始。在目標(biāo)MAC地址中設(shè)定表示廣播的十六進(jìn)制值“FF…FF”(其可以是根據(jù)包的流動(dòng)接收該包的下一節(jié)點(diǎn)的MAC地址)，并且在源MAC地址中設(shè)定主節(jié)點(diǎn)的MAC地址(其可以是發(fā)送包的節(jié)點(diǎn)的MAC地址)。本音頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)(包括圖1a或圖1b中的控制臺(tái)106和145)均具有MAC地址?！伴L(zhǎng)度”表示本幀數(shù)據(jù)的總長(zhǎng)度(例如1282字節(jié))。
標(biāo)號(hào)“302”表示存儲(chǔ)包序號(hào)TN、每個(gè)采樣周期中的包數(shù)PN、采樣延遲值SD、和音頻信道數(shù)ACN的8字節(jié)區(qū)域。包序號(hào)TN是分配給包的序號(hào)，其在每次主節(jié)點(diǎn)開始發(fā)送包時(shí)增加。當(dāng)在一個(gè)采樣周期中循環(huán)多個(gè)包時(shí)(在修改例中將對(duì)此進(jìn)行描述)，包的每個(gè)采樣周期中的包數(shù)PN為表示采樣周期中包序數(shù)的包序號(hào)。在本實(shí)施例中沒有使用每個(gè)采樣周期中的包數(shù)PN，這是因?yàn)樵谝粋€(gè)采樣周期中循環(huán)一個(gè)包。音頻信道數(shù)ACN表示下文描述的音頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)303的信道數(shù)量。
標(biāo)號(hào)“303”表示存儲(chǔ)音頻數(shù)據(jù)的區(qū)域。這里，采樣頻率Fs為96kHz，并且一個(gè)采樣被分為可存儲(chǔ)256信道的32位數(shù)據(jù)的區(qū)塊。因此，ACN被設(shè)定為256。256信道的各個(gè)區(qū)塊是設(shè)定從頭起依次為第1信道、第2信道、…第256信道的采樣數(shù)據(jù)的區(qū)域。這里，為了確保穩(wěn)定的音頻傳輸，甚至于對(duì)未用于節(jié)點(diǎn)間傳輸?shù)男诺?，也總是確保其帶寬。例如，即使在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的任一節(jié)點(diǎn)處對(duì)某一信道的區(qū)塊不執(zhí)行寫時(shí)，主節(jié)點(diǎn)也不去除該信道的區(qū)塊。因此，音頻信道數(shù)ACN具有恒定值，其等于可傳輸信道的最大數(shù)。主節(jié)點(diǎn)可將無聲音頻信號(hào)寫至未被使用信道的區(qū)塊。
標(biāo)號(hào)“304”表示存儲(chǔ)控制數(shù)據(jù)的224字節(jié)區(qū)域?？刂茢?shù)據(jù)包括多種數(shù)據(jù)，例如指令、回應(yīng)和等級(jí)數(shù)據(jù)。例如，當(dāng)某一節(jié)點(diǎn)成為需要將一些數(shù)據(jù)發(fā)送至接收節(jié)點(diǎn)的發(fā)送節(jié)點(diǎn)時(shí)，執(zhí)行以下過程。首先，由于在控制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)304的預(yù)定位置設(shè)定表示發(fā)送數(shù)據(jù)權(quán)的標(biāo)志，因此需要發(fā)送控制數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)獲得在每個(gè)采樣周期經(jīng)由各節(jié)點(diǎn)循環(huán)的包中所包含的令牌(token)。當(dāng)某一節(jié)點(diǎn)獲得該令牌時(shí)，則該節(jié)點(diǎn)取得發(fā)送權(quán)，并且其它節(jié)點(diǎn)在該節(jié)點(diǎn)釋放該令牌之前不能獲得該令牌。已獲得令牌而具有發(fā)送權(quán)的節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建傳統(tǒng)Ethernet標(biāo)準(zhǔn)(其中在目標(biāo)MAC地址中設(shè)定接收節(jié)點(diǎn)的MAC地址)的發(fā)送數(shù)據(jù)包(所述發(fā)送數(shù)據(jù)包包括該節(jié)點(diǎn)需要發(fā)送的數(shù)據(jù))，然后該節(jié)點(diǎn)劃分發(fā)送數(shù)據(jù)包并將其插入控制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)304，以將其以具有圖3所示格式的多個(gè)已劃分包的形式分別進(jìn)行發(fā)送。已接收該包的每個(gè)節(jié)點(diǎn)加載控制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)304的數(shù)據(jù)。如果加載的數(shù)據(jù)是Ethernet標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)送數(shù)據(jù)包的已劃分?jǐn)?shù)據(jù)，則該節(jié)點(diǎn)組合分別接收到的多個(gè)已劃分?jǐn)?shù)據(jù)，以重構(gòu)Ethernet標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)送數(shù)據(jù)包并確定其目標(biāo)MAC地址是否為該節(jié)點(diǎn)的地址。如果目標(biāo)MAC地址是該節(jié)點(diǎn)的地址，則該節(jié)點(diǎn)加載發(fā)送數(shù)據(jù)包。當(dāng)目標(biāo)MAC地址不是該節(jié)點(diǎn)的地址時(shí)，該節(jié)點(diǎn)放棄該發(fā)送數(shù)據(jù)包。通過以上述方式在圖3所示的循環(huán)包中攜帶控制數(shù)據(jù)，能夠在各節(jié)點(diǎn)之間發(fā)送和接收控制數(shù)據(jù)。
令牌可以不總循環(huán)。例如，每次包循環(huán)預(yù)定次數(shù)時(shí)，令牌可以經(jīng)由以環(huán)形連接的各節(jié)點(diǎn)循環(huán)一次。當(dāng)音頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，在其初始化過程中為所有節(jié)點(diǎn)提供連接至網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)(包括圖1a或圖1b的控制臺(tái)106或145)的相應(yīng)MAC地址或連接位置。因此，能夠以與一般LAN相同的方式在節(jié)點(diǎn)之間傳遞控制數(shù)據(jù)?；蛘?，執(zhí)行系統(tǒng)整體控制的控制臺(tái)可管理令牌。例如，在包的控制數(shù)據(jù)區(qū)設(shè)定用于存儲(chǔ)標(biāo)記(flag)(其用于請(qǐng)求對(duì)應(yīng)于每個(gè)節(jié)點(diǎn)的令牌)的區(qū)域，并且通過設(shè)定標(biāo)記從控制臺(tái)請(qǐng)求令牌，響應(yīng)于該請(qǐng)求控制臺(tái)為進(jìn)行該請(qǐng)求的節(jié)點(diǎn)分配令牌。在這種情況下，在完成包發(fā)送時(shí)，該節(jié)點(diǎn)將令牌返回控制臺(tái)。
標(biāo)號(hào)“305”表示用于錯(cuò)誤檢驗(yàn)的FCS區(qū)域。在本實(shí)施例中，F(xiàn)CS區(qū)域305僅對(duì)一對(duì)發(fā)送和接收節(jié)點(diǎn)有效，這是因?yàn)閳D3所示的包在經(jīng)由每個(gè)節(jié)點(diǎn)循環(huán)的同時(shí)被重寫，如以上參照?qǐng)D1a或圖1b所述。例如，節(jié)點(diǎn)A在其FCS區(qū)域305中設(shè)定幀數(shù)據(jù)的FCS之后將幀數(shù)據(jù)發(fā)送至節(jié)點(diǎn)B，并且節(jié)點(diǎn)B通過校驗(yàn)接收到的幀數(shù)據(jù)的FCS來確定幀數(shù)據(jù)是否被正常接收。當(dāng)幀數(shù)據(jù)被正常接收時(shí)，從幀數(shù)據(jù)讀出的音頻采樣被再現(xiàn)，或者基于從幀數(shù)據(jù)讀出的控制數(shù)據(jù)執(zhí)行控制，并且基于已進(jìn)行音頻采樣寫入的幀數(shù)據(jù)或者在對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)處待重寫的控制數(shù)據(jù)也產(chǎn)生FCS，然后在FCS區(qū)域305中設(shè)定產(chǎn)生的FCS之后將幀數(shù)據(jù)發(fā)送至節(jié)點(diǎn)B。當(dāng)幀數(shù)據(jù)被異常接收時(shí)，從幀數(shù)據(jù)讀出的音頻采樣或控制數(shù)據(jù)被放棄，而再現(xiàn)的音頻采樣被消減，并在對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)的FCS區(qū)域305中或者在緊接著的前一區(qū)域中設(shè)定表示對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)的接收出現(xiàn)錯(cuò)誤的信息之后，將幀數(shù)據(jù)發(fā)送至節(jié)點(diǎn)B。
圖4示出每個(gè)節(jié)點(diǎn)中包含的幀數(shù)據(jù)發(fā)送/接收單元的結(jié)構(gòu)。幀數(shù)據(jù)發(fā)送/接收單元包括幀接收器401、幀重構(gòu)器402、幀發(fā)送器403、音頻采樣提取器404、信道寄存器(CH)405、音頻輸出緩沖器406、音頻輸入緩沖器407、信道寄存器408、幀接收器409以及幀發(fā)送器410。
從幀接收器401經(jīng)由幀重構(gòu)器402至幀發(fā)送器403的路徑為本節(jié)點(diǎn)的前向路徑，而從幀接收器409至幀發(fā)送器410的路徑為本節(jié)點(diǎn)的后向路徑。如果節(jié)點(diǎn)(例如，圖1b的節(jié)點(diǎn)A)未連接至既用作幀發(fā)送器410的輸出目標(biāo)節(jié)點(diǎn)又用作幀接收器401的輸入源節(jié)點(diǎn)的任一節(jié)點(diǎn)，則幀發(fā)送器410自動(dòng)連接至幀接收器401，使得數(shù)據(jù)從幀發(fā)送器410直接被傳遞至幀接收器401。如果節(jié)點(diǎn)(例如，圖1b的節(jié)點(diǎn)D)未連接至既用作幀發(fā)送器403的輸出目標(biāo)節(jié)點(diǎn)又用作幀接收器409的輸入源節(jié)點(diǎn)的任一節(jié)點(diǎn)，則幀發(fā)送器403自動(dòng)連接至幀接收器409，使得數(shù)據(jù)從幀發(fā)送器403直接被傳遞至幀接收器409。
在圖4中，從上游節(jié)點(diǎn)發(fā)送的位數(shù)據(jù)依次被幀接收器401接收。幀接收器401從接收到的位數(shù)據(jù)提取網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘，還檢測(cè)以上參照?qǐng)D3描述的前同步碼部分，并基于前同步碼部分的末端檢測(cè)音頻數(shù)據(jù)303范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)。音頻采樣提取器404提取音頻數(shù)據(jù)303的每個(gè)信道的時(shí)隙的采樣數(shù)據(jù)。如果在信道寄存器405中已設(shè)定該信道，則采樣數(shù)據(jù)被復(fù)制到音頻輸出緩沖器406。信道寄存器405是存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)處待加載的一個(gè)接收信道(或多個(gè)接收信道)的寄存器。
另一方面，幀接收器401依次接收的位數(shù)據(jù)被發(fā)送至幀重構(gòu)器402。幀重構(gòu)器402包括預(yù)定位數(shù)的緩沖器(例如，幾十位至幾百位的移位寄存器)。在接收到的位數(shù)據(jù)流過緩沖器時(shí)，幀重構(gòu)器402基于前同步碼的末端檢測(cè)每個(gè)信道的時(shí)隙(時(shí)鐘)的數(shù)據(jù)。如果在信道寄存器408中已經(jīng)設(shè)定該時(shí)隙的信道，則幀重構(gòu)器402用存儲(chǔ)在音頻輸入緩沖器407中的待寫入信道的采樣數(shù)據(jù)重寫該時(shí)隙。盡管該緩沖器407設(shè)置為用于執(zhí)行數(shù)據(jù)重寫，但是該緩沖器也用于補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)接收到的位數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘與節(jié)點(diǎn)發(fā)送的位數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘之間的差異。然而，由于緩沖器的大小對(duì)應(yīng)于節(jié)點(diǎn)處的傳遞延遲，因此該緩沖器不能設(shè)計(jì)為過大。信道寄存器408是存儲(chǔ)本節(jié)點(diǎn)處待重寫的一個(gè)發(fā)送信道(或多個(gè)發(fā)送信道)的寄存器。由幀重構(gòu)器402重構(gòu)的幀數(shù)據(jù)經(jīng)由幀發(fā)送器403被發(fā)送至下游節(jié)點(diǎn)。
在后向路徑上，從上游節(jié)點(diǎn)的幀發(fā)送器發(fā)送且被幀接收器409接收的數(shù)據(jù)未經(jīng)改變而被傳遞至幀發(fā)送器410，然后被發(fā)送至下游節(jié)點(diǎn)。
基于由上游節(jié)點(diǎn)的幀發(fā)送器產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘執(zhí)行從上游節(jié)點(diǎn)的幀發(fā)送器至幀接收器401的數(shù)據(jù)傳輸，并且基于由幀發(fā)送器403產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘執(zhí)行從幀發(fā)送器403至下游節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸。因此，幀接收器401的接收操作和幀發(fā)送器403的發(fā)送操作異步執(zhí)行。在后向路徑上亦如此。
以上述方式，為本節(jié)點(diǎn)設(shè)定的信道的采樣可被加載到本節(jié)點(diǎn)的音頻輸出緩沖器406中。此外，本節(jié)點(diǎn)處輸入的音頻數(shù)據(jù)的采樣可在音頻輸入緩沖器407中設(shè)定，并且可通過在幀數(shù)據(jù)中設(shè)定信道的時(shí)隙中攜帶該采樣而將其發(fā)送至另一節(jié)點(diǎn)。
下面將描述系統(tǒng)中使用的采樣時(shí)鐘CS(字時(shí)鐘)。系統(tǒng)的各節(jié)點(diǎn)為多種音頻裝置，每個(gè)音頻裝置以與其產(chǎn)生的采樣時(shí)鐘CS同步的方式處理音頻數(shù)據(jù)。如果在將音頻數(shù)據(jù)從發(fā)送音頻裝置發(fā)送至接收音頻裝置時(shí)發(fā)送音頻裝置的采樣時(shí)鐘CS的頻率不同于接收音頻裝置的采樣時(shí)鐘CS的頻率，接收音頻裝置必須轉(zhuǎn)換其采樣頻率，這是因?yàn)榻邮找纛l裝置不能處理未轉(zhuǎn)換的音頻數(shù)據(jù)。然而，采樣頻率轉(zhuǎn)換可能降低音頻數(shù)據(jù)的質(zhì)量。因此，在本系統(tǒng)中，由音頻裝置產(chǎn)生的采樣時(shí)鐘CS與以采樣周期的間隔從主節(jié)點(diǎn)接收包的時(shí)序(即，主節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生采樣時(shí)鐘的時(shí)序)在相位上同步，由此近似匹配音頻裝置的采樣時(shí)鐘。這使得能夠在不轉(zhuǎn)換采樣頻率的情況下在音頻裝置之間發(fā)送和接收音頻數(shù)據(jù)。更具體來說，主節(jié)點(diǎn)在其采樣時(shí)鐘CS的產(chǎn)生時(shí)刻開始發(fā)送包。在接收包時(shí)，每個(gè)從節(jié)點(diǎn)通過幀接收器401檢測(cè)包的前同步碼部分，并基于前同步碼部分的終止時(shí)刻通過鎖相環(huán)(PLL)振蕩器產(chǎn)生其采樣時(shí)鐘CS。由于圖3所示的包在每個(gè)采樣周期經(jīng)由系統(tǒng)的所有節(jié)點(diǎn)循環(huán)，因此每個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠產(chǎn)生同步的采樣時(shí)鐘。盡管每個(gè)節(jié)點(diǎn)處執(zhí)行的處理引起延遲并且各節(jié)點(diǎn)之間的電纜也引起延遲，但是這些延遲實(shí)際上可忽略。在考慮這些延遲的情況下，可校正每個(gè)節(jié)點(diǎn)的時(shí)序以產(chǎn)生更準(zhǔn)確的同步時(shí)鐘。
圖5示出每條傳輸線上包的時(shí)序圖。例如，這可以視為圖1b所示的傳輸線111上的包時(shí)序圖，在所述傳輸線111上將包從主節(jié)點(diǎn)A101傳送至下游節(jié)點(diǎn)B101。這里，假定采樣頻率FS為96kHz。一個(gè)采樣周期的時(shí)間長(zhǎng)度為10.4微秒。標(biāo)號(hào)“501”、“502”和“503”表示采樣周期的開始時(shí)間。各節(jié)點(diǎn)之間的傳輸線的協(xié)議使用如上所述Ethernet標(biāo)準(zhǔn)的傳輸介質(zhì)或物理層。這里，假定以1000BASE-T Ethernet標(biāo)準(zhǔn)的1Gbps速度在各節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。以上述速度，傳輸1位花費(fèi)1納秒，從而以上參照?qǐng)D3所述的一個(gè)包的幀數(shù)據(jù)的時(shí)間長(zhǎng)度為10.26微秒(＝1納秒×8位×1282字節(jié))。這確保了一個(gè)包將包含在一個(gè)采樣周期的時(shí)段中。因此，如圖5所示，包“i”的位數(shù)據(jù)傳輸在采樣周期的開始時(shí)刻501開始，而包“i”的傳輸在到達(dá)下一個(gè)采樣周期的開始時(shí)刻502之前終止。對(duì)于包“i+1”和“i+2”亦如此。
圖6為示出本實(shí)施例中音頻采樣的傳輸流的示意圖。盡管圖6中示出一個(gè)包被依次從圖6中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)傳送到相鄰節(jié)點(diǎn)，但是應(yīng)注意實(shí)際的包遍布在多個(gè)節(jié)點(diǎn)上，如圖2所示。這里假定節(jié)點(diǎn)A601是主節(jié)點(diǎn)，而B602和C603是從節(jié)點(diǎn)，并且各節(jié)點(diǎn)通過以上參照?qǐng)D1b所述的前向和后向路徑連接。首先，假定采樣Ch1(s-2)、Ch2(s-2)和Ch3(s-2)存儲(chǔ)在幀614中，幀614是已準(zhǔn)備為在預(yù)定時(shí)間(t)將由主節(jié)點(diǎn)發(fā)送的包。時(shí)間(t)的時(shí)間分辨率對(duì)應(yīng)于采樣周期，并且在Ch*的當(dāng)前時(shí)間(t)的采樣數(shù)據(jù)表示為Ch*(s)。因此，“Ch*(s-3)”表示從Ch*的當(dāng)前時(shí)間起3個(gè)采樣之前的數(shù)據(jù)。已經(jīng)返回到節(jié)點(diǎn)A的信道Ch1、Ch2和Ch3的2個(gè)采樣之前的數(shù)據(jù)(s-2)被表示為包含在幀“611”中。
假定在時(shí)間(t)信道Ch1、Ch2和Ch3的采樣數(shù)據(jù)Ch1(s)、Ch2(s)和Ch3(s)被輸入到節(jié)點(diǎn)601、602和603。標(biāo)號(hào)“612”、“622”和“632”表示存儲(chǔ)將被輸入到節(jié)點(diǎn)A、B和C的相應(yīng)信道的采樣數(shù)據(jù)的緩沖器。標(biāo)號(hào)“613”、“623”和“633”表示分別設(shè)置在節(jié)點(diǎn)A、B和C中的緩沖器(對(duì)應(yīng)于圖4所示的音頻輸入緩沖器407)。這些緩沖器613、623和633均具有能夠存儲(chǔ)2個(gè)采樣的容量，并且當(dāng)前輸入的采樣數(shù)據(jù)Ch1(s)、Ch2(s)和Ch3(s)被寫至緩沖器613、623和633。
主節(jié)點(diǎn)A基于幀611創(chuàng)建當(dāng)前時(shí)間(t)的幀614，其中在對(duì)應(yīng)于時(shí)間(t-1)的緊接著的前一個(gè)采樣周期中幀611循環(huán)并返回到主節(jié)點(diǎn)A，在時(shí)間(t-1)采樣數(shù)據(jù)Ch1(s-1)、Ch2(s-1)和Ch3(s-1)被存儲(chǔ)在幀611中。主節(jié)點(diǎn)重寫信道Ch1的采樣數(shù)據(jù)Ch1(s-2)，其中在存儲(chǔ)于所創(chuàng)建的幀614中的采樣數(shù)據(jù)Ch1(s-2)、Ch2(s-2)和Ch3(s-2)中采樣數(shù)據(jù)Ch1(s-2)被設(shè)定為在節(jié)點(diǎn)A處被寫，并且下一個(gè)采樣Ch1(s-1)被存儲(chǔ)在緩沖器613(618)中。已經(jīng)返回到節(jié)點(diǎn)A的幀611中存儲(chǔ)的其它信道的采樣按目前的樣子設(shè)定。在當(dāng)前時(shí)間(t)的采樣周期的開始時(shí)刻，節(jié)點(diǎn)A將以這種方式創(chuàng)建的包的幀數(shù)據(jù)發(fā)送到節(jié)點(diǎn)B。這里，假定已經(jīng)設(shè)定在節(jié)點(diǎn)A處信道Ch1、Ch2和Ch3的各個(gè)采樣數(shù)據(jù)將從循環(huán)的包加載。因此，在節(jié)點(diǎn)A處，返回的幀614的采樣數(shù)據(jù)Ch1(s-2)、Ch2(s-2)和Ch3(s-2)被加載到各個(gè)信道的緩沖器615、616和617中。這些緩沖器615、616和617對(duì)應(yīng)于圖4所示的音頻輸出緩沖器406。信道的各個(gè)緩沖器615、616和617均構(gòu)成為具有兩個(gè)區(qū)域，一個(gè)區(qū)域存儲(chǔ)從在時(shí)間(t)接收到的包加載的當(dāng)前采樣數(shù)據(jù)，而另一個(gè)區(qū)域存儲(chǔ)一個(gè)周期之前的采樣數(shù)據(jù)。在圖6中，由節(jié)點(diǎn)寫至包的信道的采樣數(shù)據(jù)被表示為由同一節(jié)點(diǎn)加載。然而，這樣表示僅為了示出多個(gè)信道的采樣數(shù)據(jù)被加載的實(shí)例。實(shí)際上，由于由同一節(jié)點(diǎn)加載浪費(fèi)資源，因此不由同一節(jié)點(diǎn)加載采樣數(shù)據(jù)。
節(jié)點(diǎn)B重寫信道Ch2的采樣數(shù)據(jù)Ch2(s-2)，其中在存儲(chǔ)于幀624中的采樣數(shù)據(jù)Ch1(s-1)、Ch2(s-2)和Ch3(s-2)中采樣數(shù)據(jù)Ch2(s-2)被設(shè)定為在節(jié)點(diǎn)B處被寫，并且下一個(gè)采樣Ch2(s-1)被存儲(chǔ)在緩沖器623(628)中。其它信道的采樣按目前的樣子設(shè)定。節(jié)點(diǎn)B將以這種方式創(chuàng)建的包的幀數(shù)據(jù)發(fā)送到節(jié)點(diǎn)C。這里，假定已經(jīng)設(shè)定在節(jié)點(diǎn)B處信道Ch1、Ch2和Ch3的各個(gè)采樣數(shù)據(jù)將從循環(huán)的包加載。因此，在節(jié)點(diǎn)B處，幀624的采樣數(shù)據(jù)Ch1(s-1)、Ch2(s-2)和Ch3(s-2)被加載到各個(gè)信道的緩沖器625、626和627中。緩沖器625、626和627具有與節(jié)點(diǎn)A的緩沖器相同的結(jié)構(gòu)。
節(jié)點(diǎn)C重寫信道Ch3的采樣數(shù)據(jù)Ch3(s-2)，其中在存儲(chǔ)于幀634中的采樣數(shù)據(jù)Ch1(s-1)、Ch2(s-1)和Ch3(s-2)中采樣數(shù)據(jù)Ch3(s-2)被設(shè)定為在節(jié)點(diǎn)C處被寫，并且下一個(gè)采樣Ch3(s-1)被存儲(chǔ)在緩沖器633(638)中。其它信道的采樣按目前的樣子設(shè)定。節(jié)點(diǎn)C將以這種方式創(chuàng)建的包的幀數(shù)據(jù)返回到后向路徑。這里，假定已經(jīng)設(shè)定在節(jié)點(diǎn)C處信道Ch1、Ch2和Ch3的各個(gè)采樣數(shù)據(jù)將從循環(huán)的包加載。因此，在節(jié)點(diǎn)C處，幀634的采樣數(shù)據(jù)Ch1(s-1)、Ch2(s-1)和Ch3(s-2)被加載到各個(gè)信道的緩沖器635、636和637中。緩沖器635、636和637具有與節(jié)點(diǎn)A的緩沖器相同的結(jié)構(gòu)。已經(jīng)返回到后向路徑的包僅經(jīng)過由“631”、“621”和“631”表示的節(jié)點(diǎn)，從而返回到主節(jié)點(diǎn)A。以相同的方式，主節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建將在下一個(gè)采樣周期發(fā)送的包，并在下一個(gè)采樣周期的開始時(shí)刻將該包發(fā)送。
在本實(shí)施例中，只有主節(jié)點(diǎn)A能夠在無任何采樣滯后的情況下從每個(gè)節(jié)點(diǎn)獲得音頻采樣數(shù)據(jù)，如從每個(gè)節(jié)點(diǎn)的采樣加載緩沖器的狀態(tài)看出的。另一方面，由于節(jié)點(diǎn)B或C具有將被上游節(jié)點(diǎn)處的下一采樣重寫的信道，因此在節(jié)點(diǎn)B或C處在從包加載采樣數(shù)據(jù)時(shí)產(chǎn)生采樣滯后。為了校正這種采樣滯后，每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以包含關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的所有布線狀態(tài)的信息和關(guān)于哪個(gè)節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)每個(gè)信道的信息，并且可以通過將在前一階段存儲(chǔ)的采樣數(shù)據(jù)延遲一個(gè)采樣而輸出在前一階段存儲(chǔ)的采樣數(shù)據(jù)，如從該節(jié)點(diǎn)看出的。
圖7a示出當(dāng)在從節(jié)點(diǎn)的幀接收器401(參見圖4)處檢測(cè)到前同步碼時(shí)，為了引起“包接收發(fā)生事件”而進(jìn)行的硬件處理。盡管圖7a至圖9b所示的處理因表示為流程圖而看似軟件處理，但是圖7a至圖9b所示的處理實(shí)際上是通過邏輯電路或數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)執(zhí)行的硬件處理。在步驟701，從節(jié)點(diǎn)既能夠進(jìn)行接收從上游節(jié)點(diǎn)發(fā)送的包的位數(shù)據(jù)并收集對(duì)應(yīng)于一個(gè)字節(jié)的上述位數(shù)據(jù)以激活圖7b所示的接收事件處理這樣的處理(接收處理)，又能夠進(jìn)行在一定量的數(shù)據(jù)已經(jīng)存儲(chǔ)在其幀重構(gòu)器402的緩沖器中的時(shí)刻開始將幀重構(gòu)器402的緩沖器中的數(shù)據(jù)發(fā)送至下游節(jié)點(diǎn)這樣的處理(發(fā)送處理)。這里，從節(jié)點(diǎn)在其前同步碼部分終止的時(shí)刻還提供時(shí)序信號(hào)至產(chǎn)生采樣時(shí)鐘Cs的PLL振蕩器(Fs發(fā)生器)，由此控制采樣時(shí)鐘的頻率。
圖7b示出在開始接收處理之后接收對(duì)應(yīng)于一個(gè)字節(jié)的位數(shù)據(jù)時(shí)，從節(jié)點(diǎn)的幀數(shù)據(jù)發(fā)送/接收單元進(jìn)行的硬件處理。盡管在本實(shí)例中基于字節(jié)處理接收到的數(shù)據(jù)，但是可以基于位或字處理接收到的數(shù)據(jù)。在步驟702，加載接收到的1字節(jié)數(shù)據(jù)。在步驟703，確定哪個(gè)時(shí)隙對(duì)應(yīng)于接收到的1字節(jié)數(shù)據(jù)。如果接收到的1字節(jié)數(shù)據(jù)是報(bào)頭(header)數(shù)據(jù)(圖3中的“301”和“302”)，則在步驟704該1字節(jié)數(shù)據(jù)被寫至幀重構(gòu)器402的緩沖器，并執(zhí)行對(duì)應(yīng)于接收到的報(bào)頭數(shù)據(jù)的處理。這里，通過發(fā)送處理，在達(dá)到一定量(幾十至幾百位)的數(shù)據(jù)保存在緩沖器中的時(shí)刻，通過接收事件處理被存儲(chǔ)在幀重構(gòu)器402的緩沖器中的數(shù)據(jù)通過幀發(fā)送器403被自動(dòng)發(fā)送到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。因此，在上述接收事件處理中的“發(fā)送”處理是將待發(fā)送的數(shù)據(jù)寫至緩沖器的處理。幀發(fā)送器403的發(fā)送是根據(jù)基于幀數(shù)據(jù)發(fā)送/接收單元的運(yùn)行時(shí)鐘產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘而執(zhí)行的。上述用于發(fā)送的網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘與幀接收器401提取的用于接收的網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘不同步。
當(dāng)接收到的1字節(jié)數(shù)據(jù)是對(duì)應(yīng)于節(jié)點(diǎn)的發(fā)送信道(圖4中的信道408)的音頻數(shù)據(jù)時(shí)，在步驟705，存儲(chǔ)在音頻發(fā)送緩沖器(圖4中的音頻輸入緩沖器407)中的一個(gè)字節(jié)被提取并被重寫到幀重構(gòu)器402的緩沖器中對(duì)應(yīng)于接收到的1字節(jié)數(shù)據(jù)的位置，然后被從幀發(fā)送器403發(fā)送到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。當(dāng)接收到的1字節(jié)數(shù)據(jù)是節(jié)點(diǎn)的接收信道(圖4中的信道405)的音頻數(shù)據(jù)時(shí)，在步驟706，該1字節(jié)數(shù)據(jù)被寫至幀重構(gòu)器402的緩沖器中的對(duì)應(yīng)位置，然后在被加載到音頻接收緩沖器(圖4中的音頻輸出緩沖器406)的同時(shí)，通過幀發(fā)送器403被發(fā)送到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。如果接收到的1字節(jié)數(shù)據(jù)是其它數(shù)據(jù)，例如，既非發(fā)送也非接收的信道的音頻數(shù)據(jù)之類的數(shù)據(jù)，則在步驟707該1字節(jié)數(shù)據(jù)未經(jīng)改變而被寫至幀重構(gòu)器402的緩沖器，然后被發(fā)送到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。
如果接收到的1字節(jié)數(shù)據(jù)是控制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)(圖3中的“304”)中的數(shù)據(jù)，則在步驟708確定節(jié)點(diǎn)是否具有發(fā)送數(shù)據(jù)權(quán)。如果節(jié)點(diǎn)沒有發(fā)送權(quán)，則在步驟709該1字節(jié)數(shù)據(jù)未經(jīng)改變而被寫至幀重構(gòu)器402的緩沖器，然后被發(fā)送到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。在步驟709，該1字節(jié)數(shù)據(jù)還作為部分?jǐn)?shù)據(jù)被加載，并且執(zhí)行對(duì)應(yīng)于該部分?jǐn)?shù)據(jù)的處理。例如，如果部分?jǐn)?shù)據(jù)是令牌的已劃分?jǐn)?shù)據(jù)并且節(jié)點(diǎn)需要獲得發(fā)送權(quán)，則節(jié)點(diǎn)將分別接收到的多個(gè)已劃分?jǐn)?shù)據(jù)合并以重構(gòu)令牌，由此獲得發(fā)送權(quán)并刪除寫至緩沖器的令牌以防止其被發(fā)送到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。如果已劃分?jǐn)?shù)據(jù)是通過劃分用于發(fā)送控制數(shù)據(jù)的發(fā)送數(shù)據(jù)包而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)(以上參照?qǐng)D3所描述的)，則節(jié)點(diǎn)將分別接收到的多個(gè)已劃分?jǐn)?shù)據(jù)合并以重構(gòu)發(fā)送數(shù)據(jù)包。如果其目標(biāo)地址為節(jié)點(diǎn)地址，則節(jié)點(diǎn)加載該發(fā)送數(shù)據(jù)包并提取包含在發(fā)送數(shù)據(jù)包中的控制數(shù)據(jù)，然后執(zhí)行對(duì)應(yīng)于控制數(shù)據(jù)的操作。當(dāng)節(jié)點(diǎn)在步驟708已經(jīng)獲得發(fā)送權(quán)時(shí)，則節(jié)點(diǎn)在步驟710將D發(fā)送緩沖器(其中存儲(chǔ)待發(fā)送數(shù)據(jù))中的1字節(jié)部分?jǐn)?shù)據(jù)重寫到幀重構(gòu)器402的緩沖器中對(duì)應(yīng)于接收到的1字節(jié)數(shù)據(jù)的位置，然后將其發(fā)送到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。在完成存儲(chǔ)在D發(fā)送緩沖器中的所有數(shù)據(jù)的發(fā)送時(shí)，節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建令牌并將其寫至緩沖器中對(duì)應(yīng)于控制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)的位置，然后將其發(fā)送到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)，從而釋放發(fā)送權(quán)。如果存儲(chǔ)在D發(fā)送緩沖器中的數(shù)據(jù)大于對(duì)應(yīng)于控制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)大小的224字節(jié)，則數(shù)據(jù)不能包含于一個(gè)包的控制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)中，因此數(shù)據(jù)被劃分為多個(gè)部分?jǐn)?shù)據(jù)(每個(gè)部分?jǐn)?shù)據(jù)小于224字節(jié))，然后通過被包含在多個(gè)連續(xù)采樣周期的各個(gè)包的控制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)中而被發(fā)送。
在步驟704-707、709和710之后，節(jié)點(diǎn)確定在步驟711接收到的1字節(jié)數(shù)據(jù)是否為最末字節(jié)。如果接收到的1字節(jié)數(shù)據(jù)是最末字節(jié)，則節(jié)點(diǎn)在步驟712執(zhí)行終止發(fā)送/接收的處理。發(fā)送/接收終止處理包括與上述FCS糾錯(cuò)相關(guān)的一系列處理和在完成最末字節(jié)數(shù)據(jù)的發(fā)送時(shí)終止發(fā)送的處理。
圖8a示出在主節(jié)點(diǎn)的幀接收器401(參見圖4)處檢測(cè)到前同步碼時(shí)，為了引起“包接收發(fā)生事件”而進(jìn)行的硬件處理。在步驟801，主節(jié)點(diǎn)執(zhí)行接收開始處理，并激活用以接收從系統(tǒng)的多個(gè)從節(jié)點(diǎn)發(fā)送的包的位數(shù)據(jù)和收集對(duì)應(yīng)于一個(gè)字節(jié)的上述位數(shù)據(jù)的處理，以激活圖8b所示的接收事件處理。從而，開始用以接收包的幀數(shù)據(jù)的處理。由于其它節(jié)點(diǎn)的采樣時(shí)鐘是基于在主節(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生的采樣時(shí)鐘而產(chǎn)生的，因此在步驟801不必控制采樣時(shí)鐘CS的頻率。
圖8b示出在開始接收處理之后接收對(duì)應(yīng)于一個(gè)字節(jié)的位數(shù)據(jù)時(shí)，主節(jié)點(diǎn)的幀數(shù)據(jù)發(fā)送/接收單元進(jìn)行的硬件處理。在步驟802，加載接收到的1字節(jié)數(shù)據(jù)。在步驟803，確定哪個(gè)時(shí)隙對(duì)應(yīng)于接收到的1字節(jié)數(shù)據(jù)。步驟804-810類似于圖7b所示的步驟704-710。然而，在步驟704-707、709和710，在達(dá)到一定量(幾十至幾百位)的數(shù)據(jù)保存在緩沖器中的時(shí)刻，從節(jié)點(diǎn)自動(dòng)開始至下一個(gè)節(jié)點(diǎn)的發(fā)送，主節(jié)點(diǎn)不根據(jù)緩沖器中的數(shù)據(jù)量自動(dòng)開始發(fā)送，而在等到一個(gè)采樣周期終止之后(即在下一個(gè)采樣周期的開始時(shí)刻)開始發(fā)送。因此，步驟804-807、809和810表示為“將1字節(jié)數(shù)據(jù)保存在緩沖器中”，而不是圖7b所示的“將1字節(jié)數(shù)據(jù)寫至幀重構(gòu)器402的緩沖器”。此外，盡管接收到的幀數(shù)據(jù)是當(dāng)前采樣周期的幀數(shù)據(jù)，但是將由主節(jié)點(diǎn)發(fā)送的下一個(gè)數(shù)據(jù)是下一個(gè)采樣周期的幀數(shù)據(jù)。因此，主節(jié)點(diǎn)在將接收到的幀數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為下一個(gè)采樣周期的幀數(shù)據(jù)的同時(shí)執(zhí)行寫入緩沖器的操作。步驟811和812類似于圖7b所示的步驟711和712。然而，在步驟812，由于還沒有開始發(fā)送，因此主節(jié)點(diǎn)僅執(zhí)行接收終止處理。
圖8c示出如何使用包含在主節(jié)點(diǎn)的幀重構(gòu)器402中的緩沖器(幀數(shù)據(jù)隊(duì)列緩沖器)。由于緩沖器“822”和“823”用于下文將描述的修改例，因此這里我們僅關(guān)注隊(duì)列緩沖器A821。隊(duì)列緩沖器A821具有能夠存儲(chǔ)圖3所示的一個(gè)幀數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度。在一個(gè)采樣周期中經(jīng)由各節(jié)點(diǎn)循環(huán)之后返回到主節(jié)點(diǎn)的幀數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換為下一個(gè)采樣周期的幀數(shù)據(jù)，并且轉(zhuǎn)換的幀數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在隊(duì)列緩沖器A821中。通過圖8b所示的處理，上述幀數(shù)據(jù)預(yù)先被待重寫入幀數(shù)據(jù)的采樣或控制數(shù)據(jù)重寫。因此，當(dāng)?shù)竭_(dá)下一個(gè)采樣周期的開始時(shí)間時(shí)，使用提取指針825，自隊(duì)列緩沖器A821的頭部開始，從隊(duì)列緩沖器A821提取幀數(shù)據(jù)的位序列，并且提取的幀的位序列被依次發(fā)送到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。隨著數(shù)據(jù)的提取，提取指針825前進(jìn)，如箭頭“824”所示，并且如果所有的幀數(shù)據(jù)已被提取，則提取指針825被初始化而指向隊(duì)列緩沖器A821的頭部。
另一方面，在預(yù)定采樣周期中已經(jīng)經(jīng)由各節(jié)點(diǎn)循環(huán)并返回到主節(jié)點(diǎn)的幀數(shù)據(jù)的位序列，被轉(zhuǎn)換為下一個(gè)采樣周期的幀數(shù)據(jù)，并被依次保存在隊(duì)列緩沖器A821中。上述保存是通過圖8b所示的處理而執(zhí)行的。具體來說，上述保存是通過重復(fù)執(zhí)行如下處理而執(zhí)行的將數(shù)據(jù)寫至保存指針826所表示的位置，然后使保存指針826前進(jìn)，如箭頭824所示。在返回的幀數(shù)據(jù)的所有位序列被保存在隊(duì)列緩沖器A821中時(shí)，保存指針826被初始化，以指向隊(duì)列緩沖器A821的頭部。
當(dāng)主節(jié)點(diǎn)在每個(gè)采樣周期發(fā)送一個(gè)包以使其經(jīng)由多個(gè)節(jié)點(diǎn)循環(huán)時(shí)，在主節(jié)點(diǎn)從隊(duì)列緩沖器A821提取幀數(shù)據(jù)并開始將該幀數(shù)據(jù)發(fā)送至下一個(gè)節(jié)點(diǎn)之后，幀數(shù)據(jù)的報(bào)頭在主節(jié)點(diǎn)完成幀數(shù)據(jù)的發(fā)送之前返回到主節(jié)點(diǎn)。這是當(dāng)節(jié)點(diǎn)不是很多并且每個(gè)節(jié)點(diǎn)迅速完成其處理時(shí)幀數(shù)據(jù)在經(jīng)由各節(jié)點(diǎn)循環(huán)之后返回到主節(jié)點(diǎn)的情況。當(dāng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)量很大時(shí)，幀數(shù)據(jù)的報(bào)頭可在主節(jié)點(diǎn)完成幀數(shù)據(jù)的發(fā)送之后返回到主節(jié)點(diǎn)。在這種情況下，提取指針825看上去在保存指針826之前。此外，在返回到主節(jié)點(diǎn)的幀數(shù)據(jù)被完全保存在隊(duì)列緩沖器A821中之前，下一個(gè)采樣周期的開始時(shí)間可能到達(dá)而開始從隊(duì)列緩沖器A821提取和發(fā)送數(shù)據(jù)。在這種情況下，保存指針826看上去在提取指針825之前。
圖9a示出主節(jié)點(diǎn)中的采樣時(shí)鐘中斷處理。主節(jié)點(diǎn)根據(jù)每個(gè)采樣周期產(chǎn)生的中斷來執(zhí)行上述處理。在步驟901，主節(jié)點(diǎn)使包序號(hào)TN的值增加。在步驟902，主節(jié)點(diǎn)從圖8c所示的隊(duì)列緩沖器A821提取包序號(hào)為TN-1的包的幀數(shù)據(jù)，并用TN重寫包序號(hào)，然后開始將幀數(shù)據(jù)發(fā)送到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。
圖9b示出主節(jié)點(diǎn)中的1字節(jié)發(fā)送事件處理。在步驟902開始發(fā)送之后，主節(jié)點(diǎn)重復(fù)執(zhí)行上述操作，直到隊(duì)列緩沖器A821的幀數(shù)據(jù)的發(fā)送終止。首先，在步驟911處，主節(jié)點(diǎn)從隊(duì)列緩沖器A821的由提取指針826指示的位置提取1字節(jié)數(shù)據(jù)，并使提取指針826前進(jìn)。在步驟912，主節(jié)點(diǎn)將該1字節(jié)數(shù)據(jù)發(fā)送到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。在步驟913，主節(jié)點(diǎn)確定該1字節(jié)數(shù)據(jù)是否為最末字節(jié)，如果其為最末字節(jié)，則在步驟914執(zhí)行終止發(fā)送的處理。
盡管在上述實(shí)施例中如圖7b或圖8b所示在發(fā)生1字節(jié)接收事件時(shí)采樣數(shù)據(jù)或控制數(shù)據(jù)被重寫，但是在發(fā)生1字節(jié)發(fā)送事件時(shí)采樣數(shù)據(jù)或控制數(shù)據(jù)也可被重寫。
盡管參照在一個(gè)采樣周期中循環(huán)一個(gè)包(如圖5所示)的實(shí)例描述了上述實(shí)施例，但是本發(fā)明也可以應(yīng)用于在一個(gè)采樣周期循環(huán)多個(gè)包的修改例。例如，如果根據(jù)10Gbit Ethernet標(biāo)準(zhǔn)而不是1000BASE-T Ethernet標(biāo)準(zhǔn)在節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行通信，則在一個(gè)采樣周期中可以循環(huán)大約8個(gè)包。在這種情況下，要求如下。
(1)作為以上參照?qǐng)D8c描述的隊(duì)列緩沖器，設(shè)置8個(gè)隊(duì)列緩沖器A821至H828，其依次用于存儲(chǔ)8個(gè)包的循環(huán)幀數(shù)據(jù)。在一個(gè)采樣周期的開始時(shí)間，主節(jié)點(diǎn)連續(xù)發(fā)送并循環(huán)8個(gè)包，在完成8個(gè)包的發(fā)送之后，主節(jié)點(diǎn)等待直到下一個(gè)采樣周期的開始時(shí)間到達(dá)。當(dāng)?shù)竭_(dá)下一個(gè)采樣周期的開始時(shí)間時(shí)，主節(jié)點(diǎn)開始發(fā)送接下來的8個(gè)包。一個(gè)采樣周期中的多個(gè)包被分配每個(gè)采樣周期中的各個(gè)包數(shù)PN，其表示包的各個(gè)序號(hào)，如以上參照?qǐng)D3中的“302”描述的。也就是說，在本實(shí)例中，包數(shù)PN具有1-8范圍內(nèi)的值。
(2)以與PN＝1的包(即，一個(gè)采樣周期的第一個(gè)包)的開始時(shí)間同步，每個(gè)從節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生采樣時(shí)鐘。
(3)在圖9a的步驟902的中斷處理中，從具有包序號(hào)“TN-8”的包(其為從包“TN”起8個(gè)包之前的包)的幀數(shù)據(jù)創(chuàng)建具有包序號(hào)“TN”的包。
在上述實(shí)施例的級(jí)聯(lián)連接中，主節(jié)點(diǎn)可以是中間節(jié)點(diǎn)，而不是級(jí)聯(lián)連接的末端節(jié)點(diǎn)。例如，如果圖1b所示的節(jié)點(diǎn)B是主節(jié)點(diǎn)，則在每個(gè)采樣周期節(jié)點(diǎn)B首先將圖3所示的包發(fā)送至節(jié)點(diǎn)C。然后，節(jié)點(diǎn)B將上述包(其按照節(jié)點(diǎn)B→節(jié)點(diǎn)C→節(jié)點(diǎn)D→節(jié)點(diǎn)C→節(jié)點(diǎn)B的順序依次經(jīng)過各節(jié)點(diǎn)之后返回到節(jié)點(diǎn)B)未經(jīng)改變而發(fā)送至節(jié)點(diǎn)A，并基于按照節(jié)點(diǎn)B→節(jié)點(diǎn)A→節(jié)點(diǎn)B的順序經(jīng)過各節(jié)點(diǎn)之后返回到節(jié)點(diǎn)B的包創(chuàng)建下一個(gè)采樣周期的包。
盡管在上述實(shí)施例中使用根據(jù)Ethernet標(biāo)準(zhǔn)的包格式，但是也可以使用根據(jù)除了Ethernet標(biāo)準(zhǔn)之外的其它標(biāo)準(zhǔn)的包格式。為了控制信號(hào)發(fā)送，可為每個(gè)節(jié)點(diǎn)配置IP地址。
在級(jí)聯(lián)連接的情況下，每個(gè)從節(jié)點(diǎn)可對(duì)從下游節(jié)點(diǎn)返回的包(而不是從上游節(jié)點(diǎn)接收的包)執(zhí)行一系列處理，例如報(bào)頭處理、音頻發(fā)送/接收以及控制數(shù)據(jù)發(fā)送/接收。
在上述實(shí)施例中，主節(jié)點(diǎn)在每個(gè)采樣周期運(yùn)行以基于前一幀數(shù)據(jù)生成當(dāng)前采樣周期的新幀數(shù)據(jù)，其中所述前一幀數(shù)據(jù)在當(dāng)前采樣周期之前的一采樣周期中生成并饋送至網(wǎng)絡(luò)，并且所述前一幀數(shù)據(jù)在經(jīng)由多個(gè)從節(jié)點(diǎn)循環(huán)之后在生成新幀數(shù)據(jù)時(shí)返回至主節(jié)點(diǎn)?；蛘?，主節(jié)點(diǎn)可以基于前一幀數(shù)據(jù)之前的一幀數(shù)據(jù)生成新幀數(shù)據(jù)，其中前一幀數(shù)據(jù)之前的一幀數(shù)據(jù)在當(dāng)前采樣周期之前的兩個(gè)或更多采樣周期中生成，并且前一幀數(shù)據(jù)之前的一幀數(shù)據(jù)在生成新幀數(shù)據(jù)時(shí)返回至主節(jié)點(diǎn)。在這種情況下，在要生成新幀數(shù)據(jù)時(shí)，先前的兩個(gè)或更多采樣周期中生成的采樣數(shù)據(jù)可由主節(jié)點(diǎn)從頭至尾完全接收。因此，主節(jié)點(diǎn)可以在生成新幀數(shù)據(jù)之前基于所接收幀數(shù)據(jù)的FCS對(duì)所接收幀數(shù)據(jù)進(jìn)行錯(cuò)誤檢驗(yàn)。主節(jié)點(diǎn)僅當(dāng)未從所接收幀數(shù)據(jù)中檢測(cè)到錯(cuò)誤時(shí)才基于所接收幀數(shù)據(jù)生成新幀數(shù)據(jù)。由此，能夠減少或防止幀傳送錯(cuò)誤將導(dǎo)致的問題。
權(quán)利要求
1.一種音頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括多個(gè)節(jié)點(diǎn)并允許所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的任兩個(gè)節(jié)點(diǎn)相互發(fā)送和接收音頻數(shù)據(jù)，其中，所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)連接成環(huán)以允許經(jīng)由所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)以環(huán)的形式發(fā)送所述音頻數(shù)據(jù)，并且在該環(huán)中從上游節(jié)點(diǎn)至下游節(jié)點(diǎn)的一個(gè)方向上執(zhí)行所述音頻數(shù)據(jù)的發(fā)送；其中，將所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)定為主節(jié)點(diǎn)，將其它節(jié)點(diǎn)設(shè)定為從節(jié)點(diǎn)；其中，所述主節(jié)點(diǎn)在每個(gè)采樣周期中周期性發(fā)送包含所述音頻數(shù)據(jù)的幀數(shù)據(jù)包，使得所述主節(jié)點(diǎn)在每個(gè)采樣周期中發(fā)送的包在一個(gè)或多個(gè)采樣周期中經(jīng)由所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)循環(huán)而返回到所述主節(jié)點(diǎn)；其中，所述包具有預(yù)定的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，并包括對(duì)應(yīng)于多個(gè)信道而劃分成多個(gè)區(qū)塊的音頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，使得每個(gè)區(qū)塊存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)信道的音頻數(shù)據(jù)；其中，為所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)定發(fā)送信道或接收信道，所述發(fā)送信道和所述接收信道均表示所述包的多個(gè)區(qū)塊之一；其中，每一所述從節(jié)點(diǎn)在每個(gè)采樣周期中從所述包的報(bào)頭開始逐個(gè)區(qū)塊地從上游節(jié)點(diǎn)接收所述包，如果所述包的已接收區(qū)塊對(duì)應(yīng)于為所述從節(jié)點(diǎn)設(shè)定的發(fā)送信道，所述從節(jié)點(diǎn)運(yùn)行為用所述從節(jié)點(diǎn)待發(fā)送的音頻數(shù)據(jù)重寫所述已接收區(qū)塊；另一方面，如果所述包的已接收區(qū)塊對(duì)應(yīng)于為所述從節(jié)點(diǎn)設(shè)定的接收信道，所述從節(jié)點(diǎn)運(yùn)行為從所述已接收區(qū)塊獲取所述從節(jié)點(diǎn)待接收的音頻數(shù)據(jù)，然后在從所述從節(jié)點(diǎn)開始接收所述包的報(bào)頭時(shí)起已經(jīng)過去預(yù)定時(shí)間之后，所述從節(jié)點(diǎn)開始將所述包發(fā)送至下游節(jié)點(diǎn)；其中，所述主節(jié)點(diǎn)在每個(gè)采樣周期中從所述包的報(bào)頭開始逐個(gè)區(qū)塊地接收已從最下游節(jié)點(diǎn)返回的包，并基于已接收的包構(gòu)建待在下一個(gè)采樣周期中發(fā)送的下一個(gè)包或所述下一個(gè)包之后的包的每個(gè)區(qū)塊，如果所述包的區(qū)塊對(duì)應(yīng)于為所述主節(jié)點(diǎn)設(shè)定的發(fā)送信道，所述主節(jié)點(diǎn)運(yùn)行為用所述主節(jié)點(diǎn)待發(fā)送的音頻數(shù)據(jù)重寫所述區(qū)塊；另一方面，如果所述包的區(qū)塊對(duì)應(yīng)于為所述主節(jié)點(diǎn)設(shè)定的接收信道，所述主節(jié)點(diǎn)運(yùn)行為從所述區(qū)塊獲取所述主節(jié)點(diǎn)待接收的音頻數(shù)據(jù)，并且在所述下一個(gè)采樣周期開始時(shí)，所述主節(jié)點(diǎn)開始將已構(gòu)建的包發(fā)送至下游節(jié)點(diǎn)；其中所述已構(gòu)建的包與所述主節(jié)點(diǎn)構(gòu)建該包所基于的包包含相同的音頻數(shù)據(jù)；以及其中在所述音頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中一個(gè)發(fā)送信道僅設(shè)定給一個(gè)節(jié)點(diǎn)，以使音頻數(shù)據(jù)在所述音頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的循環(huán)期間由所述一個(gè)節(jié)點(diǎn)寫入?yún)^(qū)塊的音頻數(shù)據(jù)不被另一節(jié)點(diǎn)重寫，并且所述音頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的任一節(jié)點(diǎn)能夠接收所述音頻數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的音頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中所述包除了包括所述音頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)之外還包括控制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，所述包的控制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)用于允許所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的任兩個(gè)節(jié)點(diǎn)相互發(fā)送和接收控制數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的音頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中所述包具有符合以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)大小和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并且由以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)定義的發(fā)送器、接收器以及傳輸電纜可用于所述包的傳輸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的音頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)連接成允許所述包以環(huán)發(fā)送的形式，使得所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)通過一條線路級(jí)聯(lián)連接以便沿一個(gè)方向發(fā)送所述包，并且所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)還通過另一條線路級(jí)聯(lián)連接以便沿另一方向發(fā)送所述包。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的音頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)連接成允許所述包以環(huán)發(fā)送的形式，使得所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)從第一節(jié)點(diǎn)至最末節(jié)點(diǎn)級(jí)聯(lián)連接以便沿一個(gè)方向發(fā)送所述包，并且所述最末節(jié)點(diǎn)連接至所述第一節(jié)點(diǎn)以使所述包返回至所述第一節(jié)點(diǎn)。
6.一種音頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括多個(gè)節(jié)點(diǎn)并允許所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的任兩個(gè)節(jié)點(diǎn)相互發(fā)送和接收音頻數(shù)據(jù)，其中，所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)連接成環(huán)以允許經(jīng)由所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)的環(huán)發(fā)送所述音頻數(shù)據(jù)，并且在該環(huán)中從上游節(jié)點(diǎn)至下游節(jié)點(diǎn)的一個(gè)方向上執(zhí)行所述音頻數(shù)據(jù)的發(fā)送；其中，將所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)定為主節(jié)點(diǎn)，將其它節(jié)點(diǎn)設(shè)定為從節(jié)點(diǎn)；其中，所述主節(jié)點(diǎn)在一個(gè)采樣周期中依次發(fā)送包含所述音頻數(shù)據(jù)的預(yù)定數(shù)量的幀數(shù)據(jù)包，使得在每個(gè)采樣周期中所依次發(fā)送的包在一個(gè)或多個(gè)采樣周期中經(jīng)由所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)循環(huán)而返回到所述主節(jié)點(diǎn)；其中，所述預(yù)定數(shù)量的包中的每一個(gè)具有預(yù)定的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，并包括對(duì)應(yīng)于多個(gè)信道而劃分成多個(gè)區(qū)塊的音頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，使得每個(gè)區(qū)塊存儲(chǔ)一個(gè)信道的音頻數(shù)據(jù)；其中，為所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)定發(fā)送信道或接收信道，所述發(fā)送信道和所述接收信道均表示所述包的多個(gè)區(qū)塊之一；其中，每一所述從節(jié)點(diǎn)在每個(gè)采樣周期中從所述包的報(bào)頭開始逐個(gè)區(qū)塊地從上游節(jié)點(diǎn)接收所述依次發(fā)送的包中的每一個(gè)，如果所述包的已接收區(qū)塊對(duì)應(yīng)于為所述從節(jié)點(diǎn)設(shè)定的發(fā)送信道，所述從節(jié)點(diǎn)運(yùn)行為用所述從節(jié)點(diǎn)待發(fā)送的音頻數(shù)據(jù)重寫所述已接收區(qū)塊；另一方面，如果所述包的已接收區(qū)塊對(duì)應(yīng)于為所述從節(jié)點(diǎn)設(shè)定的接收信道，所述從節(jié)點(diǎn)運(yùn)行為從所述已接收區(qū)塊獲取所述從節(jié)點(diǎn)待接收的音頻數(shù)據(jù)，并且在從所述從節(jié)點(diǎn)開始接收所述包的報(bào)頭時(shí)起已經(jīng)過去預(yù)定時(shí)間之后，所述從節(jié)點(diǎn)將所述包發(fā)送至下游節(jié)點(diǎn)；其中，所述主節(jié)點(diǎn)在每個(gè)采樣周期中從每個(gè)包的報(bào)頭開始逐個(gè)區(qū)塊地接收已從最下游節(jié)點(diǎn)依次返回的預(yù)定數(shù)量的包中的每一個(gè)，并基于已接收的包創(chuàng)建待在下一個(gè)采樣周期中發(fā)送的預(yù)定數(shù)量的后續(xù)包的每個(gè)區(qū)塊，如果所述包的所述區(qū)塊對(duì)應(yīng)于為所述主節(jié)點(diǎn)設(shè)定的發(fā)送信道，所述主節(jié)點(diǎn)運(yùn)行為用所述主節(jié)點(diǎn)待發(fā)送的音頻數(shù)據(jù)重寫所述區(qū)塊；另一方面，如果所述包的所述區(qū)塊對(duì)應(yīng)于所述主節(jié)點(diǎn)的接收信道，所述主節(jié)點(diǎn)運(yùn)行為從所述區(qū)塊獲取所述主節(jié)點(diǎn)待接收的音頻數(shù)據(jù)，然后在所述下一個(gè)采樣周期開始時(shí)，所述主節(jié)點(diǎn)開始將所創(chuàng)建的預(yù)定數(shù)量的后續(xù)包發(fā)送至下游節(jié)點(diǎn)，其中所創(chuàng)建的包與所述主節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建該包所基于的包包含相同的音頻數(shù)據(jù)；以及其中在所述音頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中一個(gè)發(fā)送信道僅設(shè)定給一個(gè)節(jié)點(diǎn)，以使音頻數(shù)據(jù)在所述音頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的循環(huán)期間由所述一個(gè)節(jié)點(diǎn)寫入?yún)^(qū)塊的音頻數(shù)據(jù)不被另一節(jié)點(diǎn)重寫，并且所述音頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的任一節(jié)點(diǎn)能夠接收所述音頻數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的音頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中所述預(yù)定數(shù)量的包中的至少一個(gè)包除了包括所述音頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)之外還包括控制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，所述包的控制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)用于允許所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的任兩個(gè)節(jié)點(diǎn)相互發(fā)送和接收控制數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的音頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中所述包具有符合以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)大小和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并且由以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)定義的發(fā)送器、接收器以及傳輸電纜可用于所述包的傳輸。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的音頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)連接成允許所述包以環(huán)發(fā)送的形式，使得所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)通過一條線路級(jí)聯(lián)連接以便沿一個(gè)方向發(fā)送所述包，并且所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)還通過另一條線路級(jí)聯(lián)連接以便沿另一方向發(fā)送所述包。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的音頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)連接成允許所述包以環(huán)發(fā)送的形式，使得所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)從第一節(jié)點(diǎn)至最末節(jié)點(diǎn)級(jí)聯(lián)連接以便沿一個(gè)方向發(fā)送所述包，并且所述最末節(jié)點(diǎn)連接至所述第一節(jié)點(diǎn)以使所述包返回至所述第一節(jié)點(diǎn)。
全文摘要
一種音頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，允許多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的任兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間相互發(fā)送和接收音頻數(shù)據(jù)。所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)連接成環(huán)以允許經(jīng)由多個(gè)節(jié)點(diǎn)以環(huán)的形式發(fā)送音頻數(shù)據(jù)，并且在環(huán)中從上游節(jié)點(diǎn)至下游節(jié)點(diǎn)的一個(gè)方向上執(zhí)行音頻數(shù)據(jù)的發(fā)送。所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)定為主節(jié)點(diǎn)，而將其它節(jié)點(diǎn)設(shè)定為從節(jié)點(diǎn)。主節(jié)點(diǎn)在每個(gè)采樣周期中周期性發(fā)送包含音頻數(shù)據(jù)的一個(gè)幀數(shù)據(jù)包，使得主節(jié)點(diǎn)在每個(gè)采樣周期中發(fā)送的包在一個(gè)或多個(gè)采樣周期中經(jīng)由多個(gè)節(jié)點(diǎn)循環(huán)而返回到主節(jié)點(diǎn)。所述包具有預(yù)定的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，并包括對(duì)應(yīng)于多個(gè)信道而劃分成多個(gè)區(qū)塊的音頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，使得每個(gè)區(qū)塊存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)信道的音頻數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)H04L12/42GK101046952SQ20071008908
公開日2007年10月3日 申請(qǐng)日期2007年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月29日
發(fā)明者中山圭 申請(qǐng)人:雅馬哈株式會(huì)社