数据通信方法、通信帧生成方法和 记录实行这些方法的程序的媒体 本发明涉及数据通信方法、通信帧生成方法以及其上记录了用于实行这些方法的程序的媒体，并且尤其是涉及在具有用于执行应用处理的应用部分和用于执行通信协议处理的控制部分的通信设备中防止半双工通信中数据传输延时的数据通信方法；防止无线和有线异步通信中数据传输(传送)效率变坏的通信帧生成方法，以及其上记录了用于实行数据传输方法和通信帧生成方法的程序的媒体。
在具有用于执行应用处理的应用部分和用于执行通信协议处理的控制部分的通信设备中，应用部分和控制部分在数据发送/接收中交换数据。在数据传输中，应用部分向控制部分发出一数据传输请求。控制部分接收该数据传送请求并随后进行发送数据处理。在数据接收中，控制部分接收数据并把收到的数据传送到应用部分。应用部分接收并处理从控制部分传送来的数据。
在通信设备间进行通信的已知数字通信系统通常包括全双式通信系统和半双工通信系统。
在全双式通信系统中，通信设备间提供有单独的发送和接收线路，使得每个通信设备可以自由地发送数据而不受其它通信设备地影响。另一方面，在半双工通信系统中，通信设备间只提供了一条线路，使得通信设备在另一个通信设备正在发送数据的同时不能发送数据(因而它是接收数据)。
因此，在半双工通信系统中，指示哪个通信设备是数据传输的主体的“传输权”通常是与数据一起被发送/接收的。因而半双工通信系统规定只有具有传输权的通信设备才能进行数据传输。
其次，图8示出了在具有上述应用部分和控制部分的通信设备间进行传统的半双工数据通信的例子。图8所示为在采用传统数据通信方法的通信设备A和B之间进行的常规通信顺序的示例图。图8中，通信设备A的应用部分表示为“应用部分A”而它的控制部分表示为“控制部分A”，通信设备B的应用部分表示为“应用部分B”而它的控制部分表示为“控制部分B”。
在初始状态，假设传输权位于通信设备A而传输数据B的请求出现在通信设备B中。首先，控制部分A仅把传输权发送给控制部分B，因它在此时没有数据传输请求。控制部分B接收从控制部分A发出的传输权，从应用部分B获得请求传输的数据B，并随后将该数据与传输权一起发送给控制部分A。控制部分A随后接收从控制部分B发出的数据B和传输权。假设发送数据A的请求现有出现在通信设备A中。在这种情况下，控制部分A把数据B传送到应用部分A以对控制部分B发送的数据B进行优先处理。当接收到数据B，应用部分A处理数据B并接着将请求传输的数据A传送到控制部分A。最后，控制部分A则把数据A与传输权一起发送给控制部分B。
如上所述，在传统的通信设备中，对收到的数据(数据B)的应用处理具有的优先权高于它自己的数据传输请求处理(数据A)。因此它的数据传输被延迟的时间就是应用部分(应用部分A)对接收的数据采取处理的时间(如图8中粗箭头所示)。在音频数据、活动图象数据等通信系统情况下，要求严格的实时特性，如此的数据传输延迟将造成诸如声音的不连续、空白图象之类的严重问题。
传统上，已有两种系统用于连接多个通信设备：同步通信系统和异步通信系统。在这些通信系统中，通信设备通常利用通信帧来发送/接收信息等。在异步通信系统中，通信设备间发送/接收的通信帧的通信定时是不同步的。因此通信设备使用的通信帧在其开始和结束处包含了开始和结束标志以使它们能识别每一通信帧的开始和结束。
图9显示了异步通信中所用的通信帧结构的示例。参见图9，异步通信所用的通信帧包括了用于标识目的地通信设备的地址、代表发送信息的数据等等，以及上述说明的开始和结束标志。
当收到开始标志，通信设备检查其后的地址并接着处理信息直到结束标志。如果存在与开始和结束标志一致的任何地址代码或数据代码，通信装置会错误地认为是通信帧的开始和结束。为了避免这一问题，通信设备对与开始和结束标志代码表示相同的代码应用透明性控制。
简而言之，这种透明性控制意谓着把一个值转换成另一个值。例如，与开始标志码一致的代码A包含在数据中，代码A将被另一代码B所替代(不用说，代码B是不同于结束标志码)。转换后的代码一般提供了一个额外的识别码使得接收方能正确地辨认发送方经透明性控制的数据。这就是说，经透明性控制的代码B前有一识别码以使接收方能确定透明控制后的代码B是否是经透明控制的代码B或者代码B未经透明控制。
下面是透明控制方法的具体示例，其中与开始标志码“C0h”和结束标志码“C1h”一致的地址、数据等将被转换。字母“h”表示十六进制。
C0h→7Dh 0h
C1h→7Dh E1h
7Dh→7Dh 5Dh
上述示例中，单字节的代码“C0h”被转换成双字节的代码“7Dh E0h”而单字节的代码“C1h”被转换成双字节的代码“7Dh E1h”。“7Dh”部分对应于识别码。注意：用作识别码的代码“7Dh”被转换成双字节代码“7Dh5Dh”。如果代码“7Dh”保持不改变，则未经受透明控制的数据(例“E0h”)在存在正常数据代码“7Dh”时将在接收方被错误地恢复。
因此接收方只要对由代码“7Dh”前导的代码实施反向透明控制就能获得原始代码。于是代码“E0h”、“E1h”和“5Dh”无前导码“7Dh”时将不被转换而在接收方保持不变。
然而，上述透明控制方法中，单字节代码被转换成双字节代码。随着大量的代码要经受透明控制，于是通信帧变得更长且通信化费的时间将比所需的时间更长。
因此，本发明的一个目的在于提供一种数据通信方法和其上记录实施该方法程序的媒体，所述通信方法将消除由于应用部分的数据处理时间引起的数据传输延时。
本发明的另一个目的在于提供一种通信帧生成方法和其上记录实施该方法程序的媒体，通过对可以任意设置的代码(如标识地址等)预先避免应用透明控制以防止数据传输(传输)效率变坏，所述帧生成方法抑制了透明控制后通信帧长度的扩张。
为了达到上述目的，本发明具有下述特征。
第一个方面是针对通信设备中使用的数据通信方法，该通信设备通过半双工通信系统进行数据通信并具有用于执行应用处理的应用装置(1)和用于执行通信协议处理的控制装置(2)，所述通信方法由控制装置(2)实行并包含下述步骤：
接收从另一通信设备发送的数据(S201,S202)；
确定是否从应用装置(1)发出一数据传输请求(S203)；
当在接收步骤(S201,S202)接收数据并在确定步骤(S203)中确定数据传输请求已发出，根据数据传输请求优先执行数据传输(S204)；并且
在优先执行步骤(S204)中完成传输后，把接收步骤(S201,S202)中接收的数据传送到应用装置(1)(S205)。
如上所述，按照第一方面，控制装置在通信设备收到来自其它通信设备的数据时确定是否在它自己的通信设备中出现了数据传输请求。当出现了数据传输请求，控制装置在把收到的数据传送到应用装置前把被请求传输的数据发送给国一个通信设备。这就消除了与应用装置处理收到的数据所费时间相对应的通信延时，因而改进了数据传送效率。
按照第二方面，较佳地在第一方面中，用于通信的数据可以是应用装置(1)期望有实时特性的数据，诸如音频数据或活动图象数据。对于象音频数据和活动图像数据之类严格要求实时性的数据第一方面的效果能最有效地显现出来。
第三方面是针对通信帧生成方法，用于在异步通信系统的通信设备中生成通信用的通信帧，该方法包含下述步骤：
生成指示通信帧开始的开始标志和指标通信帧结束的结束标志(21)；
以如下方式获得或生成存储在开始标志和结束标志之间的特定信息，即通信设备可以在特定信息中任意设置的信息不包含任何与开始和结束标志的标志代码一致的代码(21)；以及
根据开始标志、结束标志和特定信息形成通信帧(22)。
如上所述，按照第三方面，通信设备可以在通信帧的特定信息中任意设置的信息被生成时不包括与开始和结束标志的标志代码相同的代码。在通信帧生成后的透明控制中，这就减少了被透明处理的代码数量。这抑制了透明控制后通信帧长度的扩张，因而防止了传输(传送)效率的变坏。
按照第四方面，较佳地在第三方面中获得或生成特定信息的步骤(21)可以包含：
用随机数生成具有预定位数的任意代码(S601)，以及当该任意代码包含任何与标志码一致的代码时用随时数重复生成一个任意代码(S602)，以及
把不包含任何与标志码一致的代码的任意代码确定为要被生成的信息(S603)。
按照第五方面，在第三方面中获得或生成特定信息的步骤(21)较佳地还可包含：
用随机数生成具有预定位数的任意代码(S701)，以及当该任意代码包含任何与标志码一致的代码时把相一致的代码转换为不同于标志码的另一个预定的代码(S702,S703)，以及
把不包含任何与标志码一致的代码的任意代码确定为要被生成的信息(S704)。
按照第六到第八方面，较佳地在第三到第五方面中通信设备可以在特定信息中任意设置的信息还可以是用于标识通信设备的地址信息。
第九方面是针对包含了通信设备中使用的数据通信程序的记录媒体，该通信设备通过半双工通信系统进行数据通信并具有用于执行应用处理的应用装置(1)和用于执行通信协议处理的控制装置(2)，所述数据通信程序在控制装置(2)中被执行，且该数据通信程序是计算机可读的，用于在通信设备上实现一种工作环境，包含的步骤如下：
接收从另一通信设备发送的数据(S201,S202)；
确定是否从应用装置(1)发出了数据传输请求(S203)；
当在接收步骤(S201,S202)中收到数据且确定在确定步骤(S203)已发出数据传输请求，根据数据传输请求优先执行数据传输(S204)；以及
在优先执行步骤(S204)中完成传输后，把接收步骤(S201,S202)中接收的数据传送到应用装置(1)(S205)。
按照第十方面，较佳地在第九方面中，用于通信的数据可以是应用装置(1)期望有实时特性的数据，诸如音频数据或活动图象数据。
第十一方面是针对其上记录有程序的媒体，所述程序在异步通信系统的通信设备中被执行并用于生成通信用的通信帧，所述程序是计算机可读的并用于在通信设备上实现一种工作环境，包含的步骤如下：
生成指示通信帧开始的开始标志和指示通信帧结束的结束标志(21)；
以如下方式获得或生成存储在开始标志和结束标志之间的特定信息，即通信设备可以在特定信息中任意设置的信息不包含任何与开始和结束标志的标志码一致的代码(21)；以及
根据开始标志、结束标志和特定信息形成通信帧(22)。
按照第十二方面，较佳地在第十一方面中获得或生成特定信息的步骤(21)可以包括：
用随机数生成具有预定位数的任意代码(S601)，以及当该任意代码包含任何与标志码一致的代码时用随机数重复生成一个任意代码(S602)，以及
把不包含任何与标志码一致的代码的任意代码确定为要被生成的信息(S603)。
按照第十三方面，在第十一方面中获得或生成特定信息的步骤(21)较佳地还可包含：
用随机数生成具有预定位数的任意代码(S701)，以及当该任意代码包含任何与标志码一致的代码时把相一致的代码转换为不同于标志码的另一个预定的代码(S702,S703)，以及
把不包含任何与标志代码一致的代码的任意代码确定为要被生成的信息(S704)。
按照第十四到第十六方面，较佳地在第十一到第十三方面中通信设备可以在特定信息中任意设置的信息还可以是用于标识通信设备的地址信息。
如上所述，第九到第十六方面是针对其上记录有程序的记录媒体，所述程序是第一到第八方面的用于实行数据通信方法和通信帧生成方法的程序。这就允许将第一到第八方面的数据通信方法和帧生成方法以软件形式提供给任意的通信设备。
结合附图，从下面对本发明的详细描述，本发明的这些或其它的目的、特性方向和优点将变得更明显。
图1所示的通信设备结构框图使用了根据本发明第一实施例的数据通信方法。
图2所示的流程图是图1中控制部分2所执行通信协议处理的一个示例。
图3所示为利用本发明的第一实施例的数据通信方法在通信设备A和B之间进行的通信顺序示例图。
图4所示的通信设备结构框图使用了根据本发明的第二实施例的通信帧生成方法。
图5所示是通信速率为115.2kbps或更低情况下在IrDA通信标准中的通信帧结构图。
图6所示的流程图是图4的地址生成部分21实行的连接地址生成方法的一个示例。
图7所示的流程图是图4的地址生成部分21实行的连接地址生成方法的一个示例。
图8所示为使用传统数据通信方法在通信设备A和B之间实行的通信顺序示例图。
图9所示为异步通信系统中所用的通信帧结构示例图。
(第一实施例)
首先，本发明的数据通信方法将作为第一实施例而被描述。
图1框图示出了使用本发明第一实施例的数据通信方法的通信设备的结构。在图1中，使用本发明第一实施例的数据通信方法的通信设备包括应用部分1、控制部分2和CPU3。
应用部分1是与通信应用相对应的部件，它向控制部分2发出一数据传输请求，并从控制部分2获得接收的数据及对该数据处理。应用部分1没有被指派给任何有关通信协议的服务。也就是说，用户可以使用应用部分1中的任意应用程序。控制部分2是与通信协议相对应的软件，它通过从应用部分1接收数据传输请求和发送数据、从另一通信设备接收数据并把该数据传送到应用部分1等而提供控制。控制部分2按照半双工通信系统进行通信设备间的数据通信。CPU3控制整个通信设备。
在典型的硬件环境中，应用部分1和控制部分2是由包含给定程序数据的存储装置(RPM、RAM、硬盘等)组成。在这种情况下，控制部分2所执行的功能是以独立的程序数据形式被提供。程序数据可以通过诸如CD-ROM、软盘等记录媒体被引入，或者通过通信被引入。
现在将参考图2和图3描述本发明第一实施例的数据通信方法。图2的流程图示出了由控制部分2执行的通信协议处理的一个示例。图3是在通信设备A和B间进行的通信顺序示例图。
首先，参考图2，控制部分2确定是否已从另一个通信设备处接收数据(步骤S201)。当在步骤S201所作的确定表明已收到数据，控制部分2进一步确定是否传输权也被收到(步骤202)。重复进行步骤S201中的确定直到从另一个通信设备处收到数据。
当步骤S202所作的确定表明传输权没被收到时，控制部分2立即把从另一个通信设备处收到的数据传送到应用部分1(步骤S205)。当步骤S202中的确定表明收到了传输权，控制部分2进一步确定在它自己的通信设备中是否出现了数据传输请求(步骤S203)。
当步骤S203中的确定表明不存在数据传输请求时，控制部分2立即把从另一个通信设备处接收的数据传送到应用部分1(步骤S205)。当步骤S203中的确定表明出现了数据传输请求，控制部分2首先把请求传输的数据(以及传输权)发送给另一个通信设备(步骤S204)。然后，在完成把数据传输给另一个通信设备后，控制部分2把收到的数据传送到应用部分1(步骤S205)。
其次，参考图3，将具体描述利用本发明第一实施例由通信设备所执行的通信顺序。图3中，假设在初始状态下，传输权位于通信设备A且发送数据B的请求出现在通信设备B中。图3中，通信设备A的应用部分表示为“应用部分A”而它的控制部分表示为“控制部分A”，通信设备B的应用部分表示为“应用部分B”而它的控制部分表示为“控制部分B”。
首先，控制部分A仅把传输权发送给控制部分B，因它自己目前不存在数据传输请求。控制部分B接收从控制部分A发出的传输权，从应用部分B获得请求传输的数据B，并随后将该数据与传输权一起发送给控制部分A。控制部分A接收从控制部分B发出的数据B和传输权。
在接收数据B和传输权的同时，控制部分A收到来自应用部分A的传输数据A的请求。于是控制部分A首先从应用部分A获得请求传输的数据A并将它与传输权一起发送给控制部分B。发送了数据A后，控制部分A把收到的数据B传送给应用部分A。应用部分A接收被传送的数据B并开始处理。
如上所述，按照本发明第一实施例的数据通信方法，控制部分在通信设备收到来自其它通信设备的数据时确定是否在它自己的通信设备中出现了数据传输请求。当出现了数据传输请求，控制部分在把收到的数据传送到应用部分前把数据传输请求的数据发送给另一个通信设备。就这消除了与应用部分处理收到的数据所需时间相对应的传输延时，导致数据传输效率的改进。这就允许构成的系统具有比通信系统中常规的速度更低的通信速率取得通信带宽的保证。还有，在音频数据、活动图象数据等严格要求实时特性的通信系统中，本发明的数据通信方法显得特别有效。
图2流程图所示由控制部分2执行的步骤S201到S203可以按不同于图中的次序进行。也就是说，只要它收到来自另一通信设备的数据和传输权且仅当它自己设备中存在数据传输请求时执行步骤S204，步骤S201到203的次序可以改变。
(第二实施例)
其次，本发明的通信帧生成方法现在将作为第二实施例而被描述。虽然本发明的通信帧生成方法可以用于无论是无线或有线通信的异步通信系统中，但作为示例描述的是它对红外数据协会(IrDA)系统的应用。
图4的方框图示出了使用本发明第二实施例的通信帧生成方法的通信设备的结构。图4中，使用本发明第二实施例的通信帧生成方法的通信设备包括应用部分1、控制部分2和CPU3。控制部分2包括地址生成部分21、通信帧控制部分22、透明控制部分23、反向透明控制部分24、发送部分25和接收部分26。
应用部分1是与通信应用相对应的部件，它向控制部分2发出数据传输等请求。控制部分2是通信协议相对应的部件，它接收来自应用部分1的请求并通过找到通信设备、打开链路、发送/接收数据等提供控制。地址生成部分21用随机数生成连接地址，用作与其它通信设备进行通信的标识码。通信帧控制部分22在传输时生成通信帧，而在接收时分析所接收的通信帧。透明控制部分24对通信帧控制部分22中生成的通信帧施加透明控制。反向透明控制部分24取消施加在已接收到的通信帧上的透明控制。发送部分25在对其它通信设备透明控制后发送通信帧。接收部分26接收从其它通信设备发送来的通信帧并把通信输出到反向透明控制部分24。CPY3控制通信设备的整体。
如上所述，在典型硬件环境中，应用部分1和控制部分2是由包含给定程序数据的存储装置(ROM,RAM，硬盘等)组成。在这种情况下，控制部分2所执行的功能是以独立的程序数据形式被提供。程序数据可以通过诸如CD-ROM、软盘等记录媒体被引入，或者通过通信被引入。
首先将简单描述在上述通信设备间的IrDA通信操作。
想要进行通信的通信设备(以后称为起始站)找到作为通信目标的另一个通信设备(以后称为应答站)并打开链路。接着，起始站任意设定一连接地址用作本次通信中的标识码。该连接地址是包括在下述通信帧的中组成部分，一起包括的还有用于连接处理的信息，用户数据等。起始站随后存储该通信帧中的连接地址并发送该通信帧，应答站识别连接地址，仅当该地址的目的地是它自己时才接收并处理该通信帧。
其次，将参考图5描述IrDA通信标准中的通信帧结构。图5所示为在通信帧控制部分22中生成的通信帧结构图(通信速率为115.2kbps或更低的情况下)。
参考图5，通信帧包括(从头开始)BOF(帧开始)、连接地址、控制码部分、信息码部分、FCS(帧校验序列)和EOF(帧结束)。BOF是指示通信帧开始的标志。控制码部分包含了指示被存储数据的类型和次序号的代码。信息码部分包含用户数据。FCS包含了用于检错的代码。EOF是指示通信帧结束的标志。
在通信帧结构中，BOF和EOF是识别通信帧的重要标志，且用于BOF和EOF标志的代码不应该存在其它代码中。因此，如果在连接地址、控制码部分、信息码部分及FCS的代码中存在与BOF和EOF标志代码相同的代码时，这些相同的代码必须用背景技术中所描述的透明控制来避免。
虽然除连接地址外的代码不能被按照IrDA通信系统标准的通信设备或被来自用户的指令自由地设置(或改变)，但连接地址如上所述，可以在打开通信设备间的链路时自由地在起始站和应答站间设置。因此，对于连接地址来说，通过对它以如下方式设置，即使它不包括与BOF和EOF标志码相同的代码就可以事先避免应用透明控制本身。
参考图6和图7，现在将描述本发明第二实施例的通信帧生成方法，用于设置连接地址使之不包括与ROF和EOF标志码相同的代码。图6和图7的每个流程图示出了在图4的地址生成部分21中实行的连接地址生成方法的示例。
现在参考图6描述第一种方法。
地址生成部分21用随机数任意生成一个地址码作为连接地址(步骤S601)。然后地址生成部分21确定所生成的地址码是否包含任何部分，它所表示的代码与BOF或EOF标志码一致(步骤S602)。当步骤S602所作的确定表明地址码包含了与标志码相同的部分，地址生成部分21返回到步骤S601再次生成一个地址码。当步骤S602的确定表明不存在相同的代码(或相同部分已被略去)，地址生成部分21把该地址码确定为连接地址(步骤S603)。
其次，参考图7来描述另一种方法。
地址生成部分21用随机数任意生成一个地址码作为连接地址(步骤S701)。然后地址生成部分21确定所生成的地址码是否包含任何部分，它所代表的代码与BOF或EOF标志码一致(步骤S702)。当步骤S602所作的确定表明地址码包含了与标志码相同的部分，地址生成部分21把地址码中的相同代码部分转换成事先准备的另一个代码(步骤S703)。随后地址生成部分21把转换后的地址码确定为连接地址(步骤S704)。当步骤S702的确定表明它不包含任何相同的代码部分时，地址生成部分21把该地址码不加改变地确定为连接地址(步骤S704)。在步骤S703进行的转换中，与BOF标志码有相同表示码的部分和与EOF标志码有相同表示码的部分两者可以被转换成另一个相同的代码，或者可以被转换成不同的代码。
当地址生成部分21执行这种处理时，有可能生成不包括与BOF和EOF标志码相同代码的特殊连接地址。在通信中使用包含这种特殊连接地址的通信帧防止了过分应用透明控制。
如上所述，按照本发明第二实施例的通信帧生成方法，与BOF和EOF标志码有相同表示码的部分在生成连接地址的处理中被转换成其它代码。这就减少了在通信帧生成后的透明控制中要经受透明处理的代码数量。这也抑制了透明控制后通信帧长度的扩张，因而防止了数据传输(传送)效率的变坏。
作为示例第二实施例已解释了IrDA通信系统。因此描述被限于对连接地址的转换，连接地址是IrDA通信系统中通信设备可自由设置的仅有部分。然而，如上所述，本发明可用于任何无线或有线异步通信系统。因此，本发明的通信帧生成方法类似地可应用于通信设备能自由设置的任何部分，如同应用于标识地址部分那样，以及除了IrDA通信外的异步通信系统。
不用说，第二实施例的通信帧生成方法可以进一步应用于第一实施例的数据通信方法所用的通信帧生成，且还能应用于其它数据通信方法所有的通信帧生成。
虽然已详细描述了本发明，以上各方面的描述只是解释性的而非限定性的，应当理解，可以设计出众多的其它修改和变化而不脱离本发明的范围。