DE19728465A1 - Serial input and output circuit and interface for serial bus - Google Patents
Serial input and output circuit and interface for serial busInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine serielle Eingabe/Ausgabe-Schaltungs anordnung (I/O-Schaltungsanordnung), welche eine serielle Bus-Schnittstellen-Schaltungsanordnung implementieren kann, die zusammenwirkend mit Port-Eingabe/Ausgabe-Schaltkreisen eine Schnittstelle zwi schen einem Bauelement, beispielsweise einer zentra len Verarbeitungseinheit, und einem bidirektionalen seriellen Bus, beispielsweise einem I2C-Bus, bildet.The invention relates to a serial input / output circuit arrangement (I / O circuit arrangement) which can implement a serial bus interface circuit arrangement which, in cooperation with port input / output circuits, an interface between a component, for example a center len processing unit, and a bidirectional serial bus, for example an I 2 C bus.
Serielle Eingabe/Ausgabe-Schaltungsanordnungen werden in der Praxis zur Implementierung von I2C-Bus-Schnitt stellen-Schaltungsanordnungen herangezogen. Der I2C-Bus, der von der Firma Philips vorgeschlagen wurde, ist ein zweiadriger bidirektionaler serieller Bus, der aus einer seriellen Taktleitung (SCL) und einer seriellen Datenleitung (SDA) besteht. Eine Vielzahl von Einrichtungen oder Bauelementen, beispielsweise ein Mikrocontroller, ein LCD (Flüssigkristallanzei ge)- Treiber, ein Gate-Array, ein ADC (Analog/Digi tal-Umsetzer), ein statisches RAM oder ein EEPROM etc. können mit dem I2C-Bus verbunden werden. Eine der Vielzahl von Einrichtungen kann eine führende Ein richtung mit Vorrang - und somit ein sogenannter "Master" bzw. eine Führungseinrichtung des Systems - sein und dann Daten an eine nachrangige bzw. folgende Einrichtung - die somit einen sogenannten "Slave" bzw. eine Folgeeinrichtung darstellt - durch Adres sieren derselben übertragen. Serial input / output circuit arrangements are used in practice to implement I 2 C bus interface circuit arrangements. The I 2 C bus proposed by Philips is a two-wire bidirectional serial bus that consists of a serial clock line (SCL) and a serial data line (SDA). A large number of devices or components, for example a microcontroller, an LCD (liquid crystal display) driver, a gate array, an ADC (analog / digital converter), a static RAM or an EEPROM etc. can be used with the I 2 C -Bus to be connected. One of the large number of devices can be a leading device with priority - and thus a so-called "master" or a management device of the system - and then data to a subordinate or subsequent device - which is a "slave" or a subsequent device represents - transmitted by addressing the same.
Nachstehend erfolgt eine einfache Beschreibung der Spezifikationen des I2C-Bus. Eine mit dem I2C-Bus ver bundene Einrichtung muß offene Drain-Anschlüsse für sowohl die SDA- als auch die SCL-Leitung aufweisen. Außerdem werden sowohl die SDA- als auch die SCL-Leitung durch Pull-up-Widerstände auf eine jeweils positive Spannung gezogen. Infolgedessen werden ver drahtete UND-Verbindungen zwischen der SDA-Leitung und der SCL-Leitung des I2C-Busses und jeder der mit dem I2C-Bus verbundenen I2C-Bus-Schnittstellenschal tungen hergestellt. Wenn keine Einrichtung den I2C-Bus nutzt, werden sowohl die SCL-Leitung als auch die SDA-Leitung in ihren jeweils hochpegeligen Zuständen (HIGH) gehalten. Während Daten von einer Einrichtung zu einer anderen Einrichtung übertragen werden, muß der Zustand der SDA-Leitung beibehalten werden, falls die SCL-Leitung in ihrem hochpegeligen Zustand gehal ten wird. Nur dann, wenn die SCL-Leitung in ihrem niedrigpegeligen Zustand (LOW) gehalten wird, kann während der Übertragung von Daten eine Änderung des Zustands der SDA-Leitung zugelassen werden. Von die ser Regel gibt es zwei Ausnahmen; die eine ist die Erzeugung einer Initial- oder Anfangsbedingung, und die andere ist die Erzeugung einer Stop- oder Endebe dingung. Eine Anfangsbedingung wird durch eine fal lende Flanke der SDA-Leitung getriggert, wenn die SCL-Leitung in ihrem hochpegeligen Zustand gehalten wird. Demgegenüber wird eine Endebedingung durch eine ansteigende Flanke der SDA-Leitung getriggert, wenn die SCL-Leitung in ihrem hochpegeligen Zustand gehal ten wird. The following is a simple description of the I 2 C bus specifications. A device connected to the I 2 C bus must have open drain connections for both the SDA and SCL lines. In addition, both the SDA and SCL lines are pulled to a positive voltage by pull-up resistors. As a result, wired AND connections are made between the SDA line and the SCL line of the I 2 C bus and each of the I 2 C bus interface circuits connected to the I 2 C bus. If no device uses the I 2 C bus, both the SCL line and the SDA line are kept in their respective high-level states (HIGH). While data is being transferred from one device to another device, the state of the SDA line must be maintained if the SCL line is maintained in its high level. Only when the SCL line is kept in its low level (LOW) can a change in the state of the SDA line be permitted during the transfer of data. There are two exceptions to this rule; one is the creation of an initial or initial condition, and the other is the creation of a stop or end condition. An initial condition is triggered by a falling edge of the SDA line when the SCL line is kept in its high level. In contrast, an end condition is triggered by a rising edge of the SDA line when the SCL line is kept in its high-level state.
Über den I2C-Bus zu übertragende Daten bestehen aus 8 Bit (oder einem Byte). Ein Rückmeldungs- bzw. Quit tungsbit wird an das Ende jedes ein Byte breiten Da tums angefügt. Wenn ein Empfänger ein Byte breite Da ten korrekt empfängt und seit dem Empfang des ersten Datenbit das neunte Taktsignal auf der SCL-Leitung empfängt, liefert er ein Rückmeldungssignal an einen entsprechenden Übertrager, indem der veranlaßt, daß die SDA-Leitung einen Übergang vom hohen Pegel auf den niedrigen Pegel vollzieht. Es besteht keine Be schränkung der Anzahl der Byte, die innerhalb eines Datenübertragungsvorgangs übertragen werden können. Es kann eine beliebige Anzahl von Daten zwischen mit dem I2C-Bus verbundenen Einrichtungen über deren I2C-Bus-Schnittstellen übertragen werden. Das erste Byte, welches als erstes über den I2C-Bus zu übertragen ist, beinhaltet eine 7 Bit breite Folgeeinrichtungsadres se, welche den Empfänger, d. h. die Folgeeinrichtung, angibt. Das niedrigstwertige Bit des ersten Byte ist ein Richtungsbit, welches die Richtung der Daten an gibt. D.h., ein Richtungsbit mit einem Wert von lo gisch Null zeigt, daß die Führungseinrichtung die Da ten in die Folgeeinrichtung schreibt, wohingegen ein Richtungsbit mit einem Wert von logisch Eins zeigt, daß die Führungseinrichtung die Daten aus der Folge einrichtung liest.Data to be transmitted via the I 2 C bus consist of 8 bits (or one byte). A acknowledgment bit is added to the end of each byte wide date. If a receiver correctly receives a byte-wide data and has received the ninth clock signal on the SCL line since receiving the first data bit, it provides a feedback signal to a corresponding transmitter by causing the SDA line to transition from high level to the low level. There is no limit to the number of bytes that can be transferred in one data transfer. It can be transmitted from any number of data between associated with the I 2 C-bus devices via the I 2 C-bus interfaces. The first byte, which is to be transmitted first via the I 2 C bus, contains a 7-bit wide sequencer address which specifies the receiver, ie the sequencer. The least significant bit of the first byte is a direction bit, which indicates the direction of the data. That is, a direction bit with a value of logical zero shows that the guide device writes the data into the following device, whereas a direction bit with a value of logical one shows that the guide device reads the data from the following device.
Nachstehend wird auf Fig. 6a und 6b Bezug genommen, in welchen ein Beispiel eines Datenübertragungsvor gangs über den I2C-Bus dargestellt ist. In diesem Fall wird, nachdem das erste Byte, welches eine eine Ziel- Folgeeinrichtung angebende Adresse enthält, übertra gen ist, ein weiteres Datenbyte an die Folgeeinrich tung übertragen. Fig. 6a zeigt den Signalverlauf ei nes Signals auf der SCL-Leitung, und Fig. 6b zeigt den Signalverlauf eines Signals auf der SDA-Leitung.Reference is now made to FIGS. 6a and 6b, in which an example of a data transfer operation via the I 2 C bus is shown. In this case, after the first byte, which contains an address specifying a destination slave device, is transmitted, another data byte is transmitted to the slave device. Fig. 6a shows the waveform of a signal on the SCL line, and Fig. 6b shows the waveform of a signal on the SDA line.
Eine Führungseinrichtung übernimmt die Führung bei der Datenübertragung über den I2C-Bus. Während die Führungseinrichtung Taktimpulse an ihre Folgeeinrich tung liefert, erzeugt sie eine Anfangsbedingung und eine Endebedingung, wie in Fig. 6a und 6b gezeigt. Da der I2C-Bus auch ein Mehrvorgang- oder Multitask-System ist, besteht die Möglichkeit, daß mehrere Füh rungseinrichtungen gleichzeitig damit beginnen, Daten über den I2C-Bus an ihre Folgeeinrichtungen zu über tragen. Um in diesem Fall zu vermeiden, daß das I2C-Bus-System in einen nicht geordneten Zustand gerät, wird eine Entscheidung herbeigeführt. Die Entschei dung muß für sowohl die SDA-Leitung als auch für die SCL-Leitung getroffen werden. Während eine detail lierte Beschreibung dahingehend, wie der vorstehende Fall zu entscheiden ist, nachstehend nicht erfolgt, wird angemerkt, daß - weil der Entscheidungsvorgang kompliziert ist - ein für den I2C-Bus entwickeltes Hardware-Bauelement zur Entscheidung verwendet wird. Wenn eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) zum Steuern des I2C-Bus-Systems ein hohes Leistungsvermö gen aufweist, so kann die CPU den Entscheidungsvor gang durch Steuern ihres Eingabe/Ausgabe-Ports durch führen. A guide device takes control of the data transmission via the I 2 C bus. While the guide device is delivering clock pulses to its follower device, it generates an initial condition and an end condition as shown in Figures 6a and 6b. Since the I 2 C bus is also a multi-tasking or multitask system, there is the possibility that several guiding devices begin to transmit data to the subsequent devices via the I 2 C bus. In this case, a decision is made to avoid that the I 2 C bus system gets into an unordered state. The decision must be made for both the SDA line and the SCL line. While a detailed description of how to decide the above case is not given below, it is noted that because the decision making process is complicated, a hardware device developed for the I 2 C bus is used for decision making. If a central processing unit (CPU) for controlling the I 2 C bus system has a high performance, the CPU can perform the decision process by controlling its input / output port.
Nachstehend wird auf Fig. 7 Bezug genommen, in der ein Blockdiagramm dargestellt ist, welches die Struk tur einer Einrichtung zeigt, die eine bekannte I2C-Bus-Schnittstellenschaltung enthält, welche mit dem I2C-Bus verbunden ist. Es sei angenommen, daß die Ver arbeitungsleistung der CPU der in Fig. 7 gezeigten Einrichtung hoch ist und daß die CPU den Entschei dungsvorgang durch Steuern ihres Eingabe/Ausgabe-Ports implementieren kann. In Fig. 7 bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine herkömmliche serielle Einga be/Ausgabe-Schaltung, die mit einem Taktanschluß CLK, einem Eingangsanschluß IN und einem Ausgangsanschluß OUT versehen ist, bezeichnet 2 die CPU zum Steuern der gesamten Anordnung, und bezeichnet 3 einen Daten bus, der die vorgenannten Komponenten miteinander verbindet.Referring now to Fig. 7, there is shown a block diagram showing the structure of a device including a known I 2 C bus interface circuit connected to the I 2 C bus. Assume that the processing power of the CPU of the device shown in Fig. 7 is high and that the CPU can implement the decision process by controlling its input / output port. In Fig. 7, reference numeral 1 denotes a conventional serial input / output circuit provided with a clock terminal CLK, an input terminal IN and an output terminal OUT, 2 denotes the CPU for controlling the whole arrangement, and 3 denotes a data bus , which connects the aforementioned components together.
Weiter bezeichnet das Bezugszeichen 4 einen Eingangs puffer mit einem Eingang, der mit einem mit der SCL-Leitung des I2C-Bus verbundenen SCL-Anschluß verbunden ist, bezeichnet 5 einen Ausgangspuffer mit einem Aus gang, der mit dem SCL-Anschluß verbunden ist, und be zeichnet 6 einen Wähler bzw. Selektor zum Auswählen eines zweier Eingänge bzw. Eingangssignale desselben, um das ausgewählte Eingangssignal einem Eingang des Ausgangspuffers 5 zuzuführen. Das Bezugszeichen 7 be zeichnet einen Ausgangs-Zwischenspeicher (Ausgangs-Latch) zum Speichern eines Werts eines über den SCL-Anschluß zuzuführenden Ausgangssignals, 8 bezeichnet einen Schalter zum Verbinden des Taktanschlusses CLK der seriellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung 1 mit entwe der einem der beiden Eingänge des Wählers 6 oder dem Ausgang des Eingangspuffers 4, 9 bezeichnet einen Eingangspuffer mit einem Eingang, der mit einem mit der SDA-Leitung des I2C-Bus verbundenen SDA-Anschluß verbunden ist, 10 bezeichnet einen Ausgangspuffer mit einem Ausgang, der mit dem SDA-Anschluß verbunden ist, 11 bezeichnet einen Wähler zum Auswählen eines zweier Eingänge bzw. Eingangssignale, um das ausge wählte Eingangssignal dem Ausgangspuffer 10 zuzufüh ren, und 12 bezeichnet einen Ausgangs-Zwischenspei cher zum Speichern eines Werts eines über den SDA-Anschluß zuzuführenden Ausgangssignals.Furthermore, the reference numeral 4 denotes an input buffer with an input which is connected to an SCL connection connected to the SCL line of the I 2 C bus, 5 denotes an output buffer with an output which is connected to the SCL connection , and be denotes 6 a selector for selecting one of two inputs or the same input signals in order to supply the selected input signal to an input of the output buffer 5 . Reference numeral 7 be an output latch (output latch) for storing a value of an output signal to be supplied through the SCL connector, 8 denotes a switch for connecting the clock connector CLK of the serial input / output circuit 1 with either one of the two Inputs of the selector 6 or the output of the input buffer 4 , 9 designate an input buffer with an input which is connected to an SDA connection connected to the SDA line of the I 2 C bus, 10 designates an output buffer with an output which is connected to is connected to the SDA connector, 11 denotes a selector for selecting one of two inputs to input the selected input signal to the output buffer 10 , and 12 denotes an output latch for storing a value of one to be fed through the SDA connector Output signal.
Nachstehend wird auf Fig. 8 Bezug genommen, in der ein Blockdiagramm dargestellt ist, welches die inter ne Struktur der seriellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung zeigt. In dieser Figur bezeichnet das Bezugszeichen 20 eine Takterzeugungsschaltung zum Erzeugen von Taktimpulsen, bezeichnet 21 einen Schalter zum Aus wählen von durch die Takterzeugungsschaltung 20 in einer Interntakt-Betriebsart zugeführten Taktimpulsen und zum Auswählen von Taktimpulsen aus dem CLK-An schluß in einer Externtakt-Betriebsart, bezeichnet 22 eine Übertragungssteuerschaltung zum Bereitstellen von Übertragungstaktimpulsen, eines Übertragungsende-Unter brechungsanforderungssignals, eines Übertra gungsdaten-Schreibsignals und so weiter, um Daten übertragungsvorgänge zu steuern, bezeichnet 23 einen Ausgangspuffer zum Liefern von Übertragungstaktimpul sen aus der Übertragungssteuerschaltung 22 an den Taktanschluß CLK in der Interntakt-Betriebsart, und bezeichnet 24 eine Empfangssteuerschaltung zum Be reitstellen von Empfangstaktimpulsen, eines Empfangs ende-Unterbrechungsanforderungssignals, eines Emp fangsdaten-Schreibsignals und so weiter, um Datenemp fangsvorgänge zu steuern. Das Bezugszeichen 25 be zeichnet ein Empfangsschieberegister zum Umwandeln empfangener Daten, die diesem über den Eingangsan schluß IN in serieller Form zugeführt werden, in pa rallele Daten, 26 bezeichnet ein Empfangspufferregi ster zum Lesen der Inhalte des Empfangsschieberegisters 25 in Antwort auf das empfangene Datenschreib signal aus der Empfangssteuerschaltung 24, 27 be zeichnet ein Übertragungspufferregister zum Speichern von zu übertragenden Daten, 28 bezeichnet ein Über tragungsschieberegister zum Umwandeln von in paralle ler Form zu übertragenden Daten in serielle Daten, und 29 bezeichnet ein Steuerregister, in welches ein bestimmter Wert zum Definieren der Betriebsart der seriellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung 1 geschrieben wird.Referring now to Fig. 8, there is shown a block diagram showing the internal structure of the serial input / output circuit. In this figure, reference numeral 20 denotes a clock generating circuit for generating clock pulses, 21 denotes a switch for selecting clock pulses supplied by the clock generating circuit 20 in an internal clock operating mode and for selecting clock pulses from the CLK connection in an external clock operating mode, 22 denotes a transmission control circuit for providing transmission clock pulses, a transmission end interrupt request signal, a transmission data write signal and so on to control data transmission operations, 23 denotes an output buffer for supplying transmission clock pulses from the transmission control circuit 22 to the clock terminal CLK in the internal clock Mode, and denotes 24 a reception control circuit for providing reception clock pulses, a reception end interrupt request signal, a reception data write signal, and so on, for data reception operations to control. Reference numeral 25 be a receive shift register for converting received data, which are supplied to it via the input terminal IN in serial form, in parallel data, 26 denotes a receive buffer register for reading the contents of the receive shift register 25 in response to the received data write signal the reception control circuit 24 , 27 denotes a transmission buffer register for storing data to be transmitted, 28 denotes a transmission shift register for converting data to be transmitted in parallel form into serial data, and 29 denotes a control register in which a certain value for defining the mode of operation the serial input / output circuit 1 is written.
Nachstehend wird auf Fig. 9a bis 9d Bezug genommen, in welchen Zeitverlaufsdiagramme veranschaulicht sind, die die Funktionsweise der in Fig. 8 darge stellten seriellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung 1 zei gen. Fig. 9a zeigt den Signalverlauf eines Ausgangs signals der Takterzeugungsschaltung 20, Fig. 9b zeigt den Signalverlauf eines durch die Übertragungssteuer schaltung 22 bereitgestellten Übertragungstaktsi gnals, Fig. 9c zeigt den Signalverlauf von über den Ausgangsanschluß OUT bereitgestellten Übertragungsda ten, und Fig. 9d zeigt den Signalverlauf des durch die Übertragungssteuerschaltung 22 bereitgestellten Übertragungsdaten-Schreibsignals.Will hereinafter be made to FIG. 9a to 9d reference in which are timing charts illustrating the operation of the in Fig. 8 Darge serial input / set output circuit 1 zei gene. Fig. 9a shows the waveform of an output signal of the clock generating circuit 20, Fig. 9b shows the waveform of a by the transmission control circuit 22 Übertragungstaktsi provided gnals, Fig. 9c shows the waveform of provided through the output terminal OUT Übertragungsda th, and Fig. 9d shows the waveform of the provided by the transmission control circuit 22, transmission data write signal.
Nachstehend wird der Übertragungs-Betriebsablauf der seriellen Bus-Schnittstellenschaltung unter Bezugnah me auf Fig. 9a bis 9d beschrieben. Die CPU 2 wählt eine Betriebsart der seriellen Eingabe/Ausgabe-Schal tung 1 aus einer Vielzahl von Betriebsarten wie bei spielsweise der Interntakt-Betriebsart und der Ex terntakt-Betriebsart aus, indem über den Datenbus 3 ein bestimmter Wert in das Steuerregister 29 ge schrieben wird. Es sei angenommen, daß die CPU 2 die Interntakt-Betriebsart auswählt. Wenn vorbestimmte Daten zum Auswählen der Interntakt-Betriebsart in das Steuerregister 29 geschrieben werden, verbindet der Schalter 21 mit der Takterzeugungsschaltung 20, und der Ausgangspuffer 23 wird eingeschaltet. Infolgedes sen werden Taktimpulse gemäß Fig. 9a, die durch die Takterzeugungsschaltung 20 erzeugt werden, der Über tragungssteuerschaltung 22 zugeführt. Die CPU 2 schreibt zu übertragende Daten über den Datenbus 3 in das Übertragungspufferregister 27 und weist danach die serielle Eingabe/Ausgabe-Schaltung 1 an, mit der Datenübertragung zu beginnen, indem ein vorbestimmter Wert in das Steuerregister 29 geschrieben wird.The transmission operation of the serial bus interface circuit will now be described with reference to Figs. 9a to 9d. The CPU 2 selects an operating mode of the serial input / output circuit 1 from a variety of operating modes, such as the internal clock mode and the external clock mode, for example, by writing a specific value into the control register 29 via the data bus 3 . Assume that the CPU 2 selects the internal clock mode. When predetermined data for selecting the internal clock mode is written in the control register 29 , the switch 21 connects to the clock generation circuit 20 and the output buffer 23 is turned on. As a result, clock pulses according to FIG. 9 a, which are generated by the clock generation circuit 20 , are supplied to the transmission control circuit 22 . The CPU 2 writes data to be transferred via the data bus 3 to the transfer buffer register 27 and then instructs the serial input / output circuit 1 to start the data transfer by writing a predetermined value in the control register 29 .
Nachdem der vorbestimmte Wert zum Anordnen, daß die serielle Eingabe/Ausgabe-Schaltung einen Übertra gungsvorgang beginnen soll, in das Steuerregister 29 geschrieben ist, stellt die Übertragungssteuerschal tung 22 das Übertragungsdaten-Schreibsignal wie in Fig. 9d gezeigt und Übertragungstaktimpulse wie in Fig. 9b gezeigt seriell für das Übertragungsschiebe register 28 bereit. In Antwort auf das Übertragungs daten-Schreibsignal liest das Übertragungsschiebere gister 28 zu übertragende, in dem Übertragungs-Puf ferregister 27 gespeicherte Daten, und überträgt die Daten bitweise synchron mit jedem Übertragungstaktim puls, wie in Fig. 9c gezeigt. Der Zustand des Aus gangsanschlusses OUT wurde in entweder dem hochpege ligen Zustand oder dem niedrigpegeligen Zustand ge halten (in der Figur wird er in dem hochpegeligen Zu stand gehalten), bevor das erste Bit D0 der Daten übertragen wird. D.h., der Anfangswert des Ausgangs bzw. Ausgangssignals des Ausgangsanschlusses OUT der seriellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung 1 ist entweder hochpegelig oder niedrigpegelig. Wenn die Übertragung sämtlicher Bit, in dem in der Figur gezeigten Fall die Übertragung der neun Bit der vornübergehend in dem Übertragungsschieberegister 28 gespeicherten Daten, beendet ist, generiert die Übertragungssteuerschal tung 22 die Übertragungsende-Unterbrechungsanforder ung. Die Übertragungstaktimpulse werden über den Aus gangspuffer 23 auch an dem Taktanschluß CLK ausgege ben.After the predetermined value for ordering the serial input / output circuit to start a transfer operation is written in the control register 29 , the transfer control circuit 22 sets the transfer data write signal as shown in Fig. 9d and transfer clock pulses as in Fig. 9b shown serially ready for the transfer shift register 28 . In response to the transfer data write signal, the transfer shift register 28 reads data to be transferred, stored in the transfer buffer register 27 , and transfers the data bit by bit in synchronism with each transfer clock pulse, as shown in Fig. 9c. The state of the output terminal OUT was kept in either the high level or the low level (in the figure, it is kept in the high level) before the first bit D0 of the data is transmitted. That is, the initial value of the output or output signal of the output terminal OUT of the serial input / output circuit 1 is either high or low. When the transfer of all bits, in the case shown in the figure, the transfer of the nine bits of the data temporarily stored in the transfer shift register 28 , is complete, the transfer control circuit 22 generates the end-of-transfer interrupt request. The transfer clock pulses are also output buffers 23 issued at the clock terminal CLK ben.
Wenn vorbestimmte Daten zum Auswählen der Externtakt-Betriebsart in das Steuerregister 29 geschrieben wer den, verbindet der Schalter 21 mit dem Taktanschluß CLK, und der Ausgangspuffer 23 wird abgeschaltet oder wird in einem abgeschalteten Zustand gehalten. Demge mäß werden den Taktanschluß CLK von außerhalb der se riellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung 1 zugeführte Takt impulse an die Übertragungssteuerschaltung 22 ausge geben. In diesem Fall werden keine durch die Übertra gungssteuerschaltung 22 erzeugten Übertragungstaktim pulse über den Taktanschluß CLK nach Außerhalb der seriellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung 1 ausgegeben. Der andere Betriebsablauf in der Interntakt-Betriebsart ist ähnlich dem vorstehend erwähnten Betriebsablauf.When predetermined data for selecting the external clock mode is written in the control register 29 , the switch 21 connects to the clock terminal CLK, and the output buffer 23 is turned off or is kept in a turned off state. Accordingly, the clock terminal CLK from outside the serial input / output circuit 1 supplied clock pulses to the transmission control circuit 22 output. In this case, no transmission clock pulses generated by the transmission control circuit 22 are output to the outside of the serial input / output circuit 1 through the clock terminal CLK. The other operation in the internal clock mode is similar to the operation mentioned above.
Nachstehend wird der Empfangsvorgang der seriellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung 1 beschrieben. Es wird an genommen, daß die CPU 2 durch Schreiben vorbestimmter Daten in das Steuerregister 29 die Interntakt-Be triebsart auswählt. Danach weist die CPU 2 die seri elle Eingabe/Ausgabe-Schaltung 1 durch Schreiben ei nes weiteren vorbestimmten Werts in das Steuerregi ster 29 an, mit einem Empfangsvorgang zu beginnen. In Antwort auf die Anweisung zum Beginnen eines Emp fangsvorgangs stellt die Übertragungssteuerschaltung 22 Übertragungstaktimpulse auf der Grundlage von durch die Takterzeugungsschaltung 20 erzeugten Takt impulsen bereit. Wenn die Empfangssteuerschaltung 24 die jeweiligen Übertragungstaktimpulse der Übertra gungssteuerschaltung empfängt, erzeugt und liefert sie einen Empfangstaktimpuls an das Empfangsschiebe register 25. Das Empfangsschieberegister 25 empfängt dem Eingangsanschluß IN zugeführte Daten bitweise synchron mit jedem Empfangstaktimpuls aus der Emp fangssteuerschaltung 25. Nachdem das Empfangsschiebe register 25 sämtliche Bit, d. h. die neun Datenbit, eingelesen hat, gibt die Empfangssteuerschaltung 24 das Empfangsdaten-Schreibsignal an das Empfangspuf ferregister 26 aus. Die durch das Empfangsschiebere gister 25 empfangenen und in diesem gespeicherten Da ten werden an das Empfangspufferregister 26 übertra gen, wenn das Empfangsdaten-Schreibsignal in das Emp fangspufferregister 26 eingeleitet wird. Andererseits generiert dann, wenn das Lesen der neun Datenbit be endet ist, die Empfangssteuerschaltung 24 eine Emp fangsende-Unterbrechungsanforderung.The reception process of the serial input / output circuit 1 will now be described. It is assumed that the CPU 2 selects the internal clock mode by writing predetermined data into the control register 29 . Thereafter, the CPU 2 instructs the serial input / output circuit 1 by writing another predetermined value into the control register 29 to start a reception operation. In response to the instruction to start a Emp capturing operation, the transmission control circuit 22 transfer clock pulses provided on the basis of generated by the clock generation circuit 20 clock pulses. When the reception control circuit 24 receives the respective transfer clock pulses of Übertra supply control circuit which generates and supplies a receive clock pulse to the receive shift register 25th The receive shift register 25 receives the input terminal IN supplied bit by bit in synchronism with each data receiving clock pulse from the control circuit Emp fang 25th After the receive shift register 25 has read all the bits, ie the nine data bits, the receive control circuit 24 outputs the receive data write signal to the receive buffer register 26 . The data received by the receive shift register 25 and stored therein are transmitted to the receive buffer register 26 when the receive data write signal is introduced into the receive buffer register 26 . On the other hand, when the reading of the nine data bits has ended, the reception control circuit 24 generates a reception end interrupt request.
Wenn vorbestimmte Daten zum Auswählen der Externtakt-Betriebsart in das Steuerregister 29 geschrieben wer den, wird der Ausgangspuffer 23 abgeschaltet oder in einem abgeschalteten Zustand gehalten, so daß daher keine durch die Übertragungssteuerschaltung 22 er zeugten Übertragungstaktimpulse durch den Taktan schluß CLK ausgegeben werden. Dem Taktanschluß CLK von Außerhalb der seriellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung 1 zugeführte Taktimpulse werden in die Übertragungs steuerschaltung 22 geleitet. Der weitere Betriebsab lauf der seriellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung 1 in der Externtakt-Betriebsart ist ähnlich dem der seriellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung 1 in der Interntakt-Be triebsart.When predetermined data for selecting the external clock mode is written in the control register 29 , the output buffer 23 is turned off or kept in a turned off state, so that therefore no transfer clock pulses generated by the transfer control circuit 22 are output by the clock terminal CLK. The clock terminal CLK from outside the serial input / output circuit 1 clock pulses are fed into the transmission control circuit 22 . The further operational sequence of the serial input / output circuit 1 in the external clock mode is similar to that of the serial input / output circuit 1 in the internal clock mode.
Nachstehend wird die Funktionsweise der mit dem I2C-Bus verbundenen Einrichtung gemäß Fig. 7 beschrieben. Nachdem eine Anfangsbedingung in dem I2C-Bus-System generiert ist, werden eine eine Folgeeinrichtung an gebende Adresse auf dem I2C-Bus und danach Daten auf dem I2C-Bus übertragen. Nachstehend wird auf Fig. 10a und 10b Bezug genommen, in welchen Zeitverlaufsdia gramme für den Fall dargestellt sind, in dem die in Fig. 7 gezeigte Einrichtung als Führungseinrichtung arbeitet. Fig. 10a zeigt den Signalverlauf der Takt impulse auf der SCL-Leitung des I2C-Bus, und Fig. 10b zeigt den Signalverlauf eines Signals auf der SDA-Leitung des I2C-Bus.The operation of the device connected to the I 2 C bus according to FIG. 7 is described below. After an initial condition has been generated in the I 2 C bus system, an address specifying a sequencer is transmitted on the I 2 C bus and then data is transmitted on the I 2 C bus. In the following, reference is made to FIGS. 10a and 10b, in which timing diagrams are shown for the case in which the device shown in FIG. 7 operates as a guide device. Fig. 10a shows the waveform of the clock pulses on the SCL line of the I 2 C bus, and Fig. 10b shows the waveform of a signal on the SDA line of the I 2 C bus.
Wenn das SDA-Signal von den hohen Pegel auf den nied rigen Pegel übergeht, während die SCL-Leitung in hochpegeligem Zustand gehalten wird, löst der Über gang eine Anfangsbedingung aus. Ab der Erzeugung der Anfangsbedingung bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Einrichtung die Ausgabe einer ihre Folgeeinrichtung angebenden Adresse auf die SDA-Leitung beendet, steu ert die CPU 2 den SCL-Anschluß und den SDA-Anschluß der I2C-Bus-Schnittstellen-Schaltkreise so, als wären diese ihre Port-Eingabe/Ausgabe-Schaltung. Dies er folgt deshalb, weil eine derartige Steuerung durch die CPU 2 erforderlich ist, um einen komplizierten Entscheidungsvorgang zum Autorisieren einer Einrich tung des Systems als Führungseinrichtung des Systems zu verarbeiten. Wenn die Einrichtung den Entschei dungsvorgang überlebt hat bzw. der Entscheidungsvor gang für die Einrichtung durchgeführt wurde und da nach die Übertragung der eine Folgeeinrichtung ange benden Adresse beendet ist, legt die CPU 2 innerhalb einer Zeitdauer, während der der SCL-Anschluß hochpe gelig gehalten wird, beispielsweise zu der in Fig. 10a und 10b mittels durchbrochener Linie angegebenen Zeit, jeweilige vorbestimmte Zustände des Wählers 6, des Wählers 11 und des Schalters 8 fest, so daß so wohl der SCL-Anschluß als auch der SDA-Anschluß von den Anschlüssen der Port-Eingabe/Ausgabe-Schaltung auf diejenigen der seriellen Eingabe/Ausgabe-Schal tung 1 umschalten. D.h., der SCL-Anschluß und der SDA-Anschluß beginnen, als Anschlüsse der seriellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung 1 zu dienen. Danach kann die CPU 2 durch Steuern der seriellen Eingabe/Ausga be-Schaltung 1 - wie vorstehend beschrieben - Daten an die Folgeeinrichtung übertragen. Infolgedessen kann die CPU 2 den SCL-Anschluß und den SDA-Anschluß als Anschlüsse der seriellen Eingabe/Ausgabe-Schal tung 1 handhaben, um gewünschte Daten über die SDA-Leitung zu übertragen, weil nur diejenige Einrich tung, die den zur Zeit der Übertragung der Adresse der Folgeeinrichtung durchgeführten Entscheidungsvor gang überlebt hat, die Führungseinrichtung des Systems ist, so daß daher eine weitere Entscheidung im Hinblick auf die Datenübertragung nicht erforderlich ist.If the SDA signal transitions from the high level to the low level while the SCL line is held high, the transition triggers an initial condition. From the generation of the initial condition up to the point in time at which the device ends the output of an address specifying its follow-up device on the SDA line, the CPU 2 controls the SCL connection and the SDA connection of the I 2 C bus interfaces Circuits as if they were your port input / output circuit. This is because such control by the CPU 2 is required to process a complicated decision-making process for authorizing a facility of the system as a guide of the system. If the device has survived the decision process or the decision process for the device has been carried out and since the transmission of the address indicating a subsequent device has ended, the CPU 2 sets within a period of time during which the SCL connection is kept high-level , for example, in Fig. indicated by a broken line time 10a and 10b, respective predetermined states of the selector 6, the selector 11 and the switch 8 fixed, so that as well the SCL pin and SDA-connection of the terminals of the Switch port input / output circuit to those of serial input / output circuit 1 . That is, the SCL connector and the SDA connector start to serve as the serial input / output circuit 1 connectors. Thereafter, the CPU 2 can transmit data to the slave device by controlling the serial input / output circuit 1 as described above. As a result, the CPU 2 can handle the SCL port and the SDA port as ports of the serial input / output circuit 1 to transmit desired data over the SDA line because only the device which is the one at the time of transmission the address of the following device has survived the decision-making process, is the management device of the system, so that a further decision with regard to the data transmission is therefore not necessary.
Wenn die CPU den SCL-Anschluß und den SDA-Anschluß veranlaßt, von den Anschlüssen der Port-Eingabe/Aus gabe-Schaltung auf diejenigen der seriellen Einga be/Ausgabe-Schaltung 1 umzuschalten, muß der Anfangs zustand des Ausgangsanschlusses OUT, d. h. der An fangswert des Ausgangs bzw. Ausgangssignals des Aus gangsanschlusses OUT der seriellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung 1, auf einen festen Wert wie beispielsweise einen hohen Pegel (HIGH) oder einen niedrigen Pegel (LOW) festgelegt werden. Weil die Folgeeinrichtung ein niedrigpegeliges Rückmeldungssignal auf die SDA-Leitung ausgibt, wenn er die von der Führungseinrich tung stammende Adresse der Folgeeinrichtung identifi ziert, wird die SDA-Leitung niedrigpegelig oder wird in ihrem niedrigpegeligen Zustand gehalten. Infolge dessen kann der Anfangswert des Ausgangs des Aus gangsanschlusses OUT der seriellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung 1 entweder ein hochpegeliger oder ein nied rigpegeliger Zustand sein. Dies beruht darauf, daß die SDA-Leitung des I2C-Bus (fest) verdrahtete UND-Verbindungseigenschaften aufweist, weshalb daher das Festlegen des SDA-Anschlusses der Folgeeinrichtung auf deren niedrigpegeligen Zustand bewirkt, daß die SDA-Leitung unbedingt auf ihren niedrigpegeligen Zu stand übergeht.When the CPU causes the SCL port and the SDA port to switch from the ports of the port input / output circuit to those of the serial input / output circuit 1 , the initial state of the output port OUT, that is, the on Initial value of the output or output signal of the output terminal OUT of the serial input / output circuit 1 , to be fixed to a fixed value such as a high level (HIGH) or a low level (LOW). Because the follower outputs a low level feedback signal to the SDA line when it identifies the follower address from the leader, the SDA line becomes low or is kept in its low level. As a result, the initial value of the output of the output terminal OUT of the serial input / output circuit 1 may be either a high level or a low level state. This is due to the fact that the SDA line of the I 2 C bus (hard) has hard-wired AND connection properties, which is why the setting of the SDA connection of the slave device to its low-level state causes the SDA line to be in its low-level closed condition stood passes.
Nachstehend wird auf Fig. 11a und 11b Bezug genommen, in welchen Zeitverlaufsdiagramme für den Fall darge stellt sind, daß die in Fig. 7 gezeigte Einrichtung als Folgeeinrichtung arbeitet. Fig. 11a zeigt den Si gnalverlauf von Taktimpulsen der SCL-Leitung des I2C-Busses, und Fig. 11b zeigt den Signalverlauf eines Signals auf der SDA-Leitung des I2C-Busses.11a and 11b, reference is hereinafter made to Fig., In which timing diagrams for the case, Darge are that the device shown in Fig. 7 operates as a slave device. Fig. 11a shows the signal waveform of clock pulses of the SCL line of the I 2 C bus, and Fig. 11b shows the waveform of a signal on the SDA line of the I 2 C bus.
Wie in dem vorstehend beschriebenen Fall, in dem die Einrichtung als Führungseinrichtung arbeitet, steuert ab der Erzeugung der Anfangsbedingung bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Einrichtung den Empfang einer die Folgeeinrichtung oder die Einrichtung angebenden Adresse auf der SDA-Leitung beendet, die CPU 2 den SCL-Anschluß und den SDA-Anschluß der I2C-Bus-Schnitt stellen-Schaltkreise, wie wenn sie die Anschlüsse der Port-Eingabe/Ausgabe-Schaltung wären. Nachdem die Einrichtung die Adresse der Folgeeinrichtung empfan gen hat und dann ein Rückmeldungssignal an den Master ausgibt, d. h. nachdem die Einrichtung eine logische Null in den Ausgangs-Zwischenspeicher 12 schreibt und dann einen niedrigen Pegel an den SDA-Anschluß aus gibt, legt die CPU 2 innerhalb einer Zeitdauer, wäh rend der der SCL-Anschluß in seinen hochpegeligen Zu stand gehalten wird, beispielsweise zu der in Fig. 11a und Fig. 11b mittels durchbrochener Linie angege benen Zeit, vorbestimmte Zustände jeweils des Wählers 6, des Wählers 11 und des Schalters 8 fest, so daß sowohl der SCL-Anschluß als auch der SDA-Anschluß von den Anschlüssen der Port-Eingabe/Ausgabe-Schaltung auf diejenigen der seriellen Eingabe/Ausgabe-Schal tung 1 umschalten. Danach kann die CPU 2 durch Steu ern der seriellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung 1 - wie vorstehend erwähnt - Daten an den Master übertragen.As in the case described above in which the device operates as a guide device, the CPU 2 controls the CPU 2 from the generation of the initial condition until the time the device ends receiving an address indicating the subsequent device or the device on the SDA line the SCL connector and the SDA connector of the I 2 C-bus interface circuits as if they were the connectors of the port input / output circuit. After means gen the address of the follower means are received, and then outputs a feedback signal to the master, after that the device is a logic zero into the output latch 12 writes and then outputs a low level on the SDA port of the CPU sets 2 within a period of time, currency rend of the SCL pin in its high level to stand is held, for example, in Fig. 11a and Fig. 11b angege by means of broken lines surrounded time predetermined conditions each of the selector 6, the selector 11 and the switch 8 fixed so that both the SCL connector and the SDA connector switch from the ports of the port input / output circuit to those of the serial input / output circuit 1 . Thereafter, the CPU 2 can transfer data to the master by controlling the serial input / output circuit 1 as mentioned above.
Wenn der SCL-Anschluß und der SDA-Anschluß, die als Anschlüsse der Port-Eingabe/Ausgabe-Schaltung gedient haben, beginnen, als Eingabe/Ausgabe-Anschlüsse der seriellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung 1 zu dienen, kann der Anfangszustand des Ausgangsanschlusses OUT, d. h. der Anfangswert des Ausgangs des Ausgangsanschlusses OUT der seriellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung 1, ein fester Wert wie beispielsweise ein hoher oder ein niedriger Pegel sein. Es sei angenommen, daß der An fangswert des Ausgangs des Ausgangsanschlusses OUT der seriellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung 1 ein hoher Pegel, d. h. eine logische Eins, ist. In diesem Fall geht dann, wenn die CPU 2 sowohl den SCL-Anschluß als auch den SDA-Anschluß veranlaßt, von den Anschlüssen der Port-Eingabe/Ausgabe-Schaltung auf diejenigen der seriellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung 1 umzuschalten, der SDA-Anschluß vom niedrigen auf den hohen Pegel über, wie in Fig. 11b gezeigt. Zu diesem Zeitpunkt bewirkt, weil der SCL-Anschluß in seinem hochpegeli gen Zustand gehalten wird, wie in Fig. 11a gezeigt, dieser Übergang des Zustands des SDA-Anschlusses eine Endebedingung. Eine derartige Erzeugung der Endebe dingung, die zu dieser Zeit in wesentlichen unter drückt wird und nach dem Ende des Datenübergangs auf treten muß, bewirkt eine Fehlfunktion in dem I2C-Bus-System.When the SCL port and the SDA port, which have served as ports of the port input / output circuit, start to serve as input / output ports of the serial input / output circuit 1 , the initial state of the output port OUT , that is, the initial value of the output of the output terminal OUT of the serial input / output circuit 1 may be a fixed value such as a high or a low level. Assume that the initial value of the output of the output terminal OUT of the serial input / output circuit 1 is a high level, that is, a logic one. In this case, when the CPU 2 causes both the SCL port and the SDA port to switch from the ports of the port input / output circuit to those of the serial input / output circuit 1 , the SDA port goes from low to high level as shown in Fig. 11b. At this time, because the SCL port is kept in its high state, as shown in Fig. 11a, this transition in the state of the SDA port causes an end condition. Such generation of the end condition, which is substantially suppressed at this time and must occur after the end of the data transition, causes a malfunction in the I 2 C bus system.
Die japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift (KOKAI) Nr. 5-181796 offenbart eine Technologie, die in Bezug zu der bekannten seriellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung steht.Japanese Patent Application Laid-Open (KOKAI) No. 5-181796 discloses a technology that in relation to the known serial input / output circuit stands.
Da die bekannte serielle Eingabe/Ausgabe-Schaltung, die in Zusammenwirkung mit einer Port-Eingabe/Aus gabe-Schaltung eine I2C-Bus-Schnittstellen-Schaltungs anordnung implementieren kann, wie vorstehend erwähnt aufgebaut ist, besteht ein Problem bezüglich der se riellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung 1 dahingehend, daß eine falsche Endebedingung unter einer Bedingung in dem Augenblick erzeugt wird, in dem die Schnittstel lenschaltung der Einrichtung, die als die Port-Einga be/Ausgabe-Schaltung gedient hat, beginnt, als seri elle Eingabe/Ausgabe-Schaltung 1 zu dienen, so daß dies dazu führt, daß eine Fehlfunktion in dem I2C-Bus verursacht wird. Die Erfindung soll die vorgenannten Probleme überwinden.Since the known serial input / output circuit which can implement an I 2 C bus interface circuit arrangement in cooperation with a port input / output circuit is constructed as mentioned above, there is a problem with the serial Input / output circuit 1 in that an incorrect end condition is generated under a condition at the moment when the interface circuit of the device that served as the port input / output circuit starts as a serial input / Output circuit 1 to serve, so that this causes a malfunction in the I 2 C bus is caused. The invention is intended to overcome the aforementioned problems.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine serielle Eingabe/Ausgabe-Schaltungsanordnung, die ei ne I2C-Bus-Schaltungsanordnung in Zusammenwirkung mit Port-Eingabe/Ausgabe-Schaltkreisen implementieren kann, die keine zufällige Endebedingung erzeugt, wenn die I2C-Bus-Schaltungsanordnung, die als Port-Eingabe/Ausgabe-Schaltungsanordnung gedient hat, beginnt, als serielle Eingabe/Ausgabe-Schaltung zu dienen, sowie eine I2C-Bus-Schnittstellen-Schaltungsanordnung, die mit einer derartigen seriellen Eingabe/Ausgabe-Schal tungsanordnung versehen ist, zu schaffen.The invention is therefore based on the object of a serial input / output circuit arrangement which can implement an I 2 C bus circuit arrangement in cooperation with port input / output circuitry which does not generate a random end condition when the I 2 C -Bus circuitry that has served as a port input / output circuitry begins to serve as a serial input / output circuitry, as well as I 2 C bus interface circuitry that is associated with such a serial input / output circuitry. Circuit arrangement is provided to create.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine serielle Einga be/Ausgabe (I/O)-Schaltung, die eine Schnittstellen-Schaltungs anordnung als seriellen Bus implementieren kann, dadurch gekennzeichnet, daß die als serieller Bus wirkende Schnittstellen-Schaltungsanordnung elek trisch mit einem bidirektionalen seriellen Bus, der aus einer Taktleitung (SCL) und einer Datenleitung (SDA) besteht, deren Spannungen jeweils durch Pull up-Widerstände hochgelegt sind, verbunden ist, die als serieller Bus wirkende Schnittstellenschaltungs anordnung Ausgänge mit offenem Drain-Anschluß für so wohl die Taktleitung als auch die Datenleitung auf weist, und die serielle Eingabe/Ausgabe-Schaltung ei nen Taktanschluß, der elektrisch mit der Taktleitung des bidirektionalen seriellen Bus zum Empfangen und Bereitstellen eines Taktsignals verbindbar ist, einen Eingangsanschluß, der elektrisch mit der Datenleitung des bidirektionalen seriellen Bus zum Empfangen von Daten auf der Datenleitung verbindbar ist, und einen Ausgangsanschluß, der elektrisch mit der Datenleitung zum Bereitstellen von Übertragungsdaten auf der Da tenleitung verbindbar ist, umfaßt, wobei die Einga be/Ausgabe-Schaltung ferner umfaßt: einen Datenan schluß zum Empfangen von diesen zugeführten Daten, welche einen Anfangswert eines Ausgangssignals, das über den Ausgangsanschluß bereitgestellt wird, auf den Wert des empfangenen Datums festlegen, bevor die serielle Eingabe/Ausgabe-Schaltung aktiviert wird; eine Anfangswert-Bestimmungseinrichtung zum Empfangen der an dem Datenanschluß zugeführten Daten, um diese dem Ausgangsanschluß zuzuführen, während die serielle Eingabe/Ausgabe-Schaltung deaktiviert gehalten wird, zum Halten des Ausgangs des Ausgabeanschlusses in ei nem Zustand, der durch den Anfangswert bestimmt wird, wenn die serielle Eingabe/Ausgabe-Schaltung aus ihrem deaktivierten Zustand in ihren aktivierten Zustand wechselt, und zum danach erfolgenden Empfangen ihr seriell zugeführter Daten und seriellem Zuführen der Daten auf der Datenleitung über den Ausgangsanschluß, während die serielle Eingabe/Ausgabe-Schaltung in ih rem aktivierten Zustand gehalten wird; eine Taktein richtung zum Erzeugen und Bereitstellen eines Taktsignals in einer Interntakt-Betriebsart und zum Empfan gen eines dem Taktanschluß zugeführten Taktsignals, um das Taktsignal in einer Externtakt-Betriebsart zu zuführen; eine Übertragungseinrichtung, die auf das Taktsignal der Takteinrichtung anspricht, zum vor übergehenden Speichern von auf die Datenleitung zu übermittelnden Daten und zum seriellen Bereitstellen der Daten für die Anfangswert-Bestimmungseinrichtung; eine Empfangseinrichtung, die auf das Taktsignal der Takteinrichtung anspricht, zum vorübergehenden Spei chern von über den Eingangsanschluß empfangener Da ten; und ein Steuerregister, in welches Daten zum ak tivieren oder deaktivieren der seriellen Eingabe/Aus gabe-Schaltung geschrieben werden.This task is solved by a serial input be / output (I / O) circuit which is an interface circuit Implement arrangement as a serial bus can, characterized in that the as serial Bus-acting interface circuitry elec tric with a bidirectional serial bus that from a clock line (SCL) and a data line (SDA), the voltages of which are pull up resistors are connected, which is connected Interface circuit acting as a serial bus arrangement of outputs with open drain connection for sun probably the clock line as well as the data line points, and the serial input / output circuit ei NEN clock connection, the electrical with the clock line of the bidirectional serial bus for receiving and Providing a clock signal is connectable, a Input connector that is electrically connected to the data line of the bidirectional serial bus for receiving Data on the data line is connectable, and one Output connector that is electrically connected to the data line to provide transmission data on the Da tenleitung is connectable, the input The output / output circuit further comprises: a data on stop receiving these supplied data, which is an initial value of an output signal that is provided via the output connection set the value of the date received before the serial input / output circuit is activated; an initial value determining means for receiving of the data supplied at the data connection to this to the output port while the serial Input / output circuit is kept disabled, to hold the output of the output port in egg state determined by the initial value if the serial input / output circuit from its deactivated state to its activated state changes, and to receive her afterwards serially supplied data and serially feeding the Data on the data line via the output connection, while the serial input / output circuit in ih rem activated state is held; a clock device for generating and providing a clock signal in an internal clock mode and for receiving against a clock signal supplied to the clock connection, to the clock signal in an external clock mode respectively; a transmission device that on the Clock signal of the clock device responds to the front temporary storage of on the data line transmitting data and for serial provision the data for the initial value determining means; a receiving device which is based on the clock signal of the Clock device responds to the temporary Spei save data received via the input connection ten; and a control register in which data on the ak activate or deactivate serial input / off gabe circuit can be written.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Er findung umfaßt die Takteinrichtung eine Takterzeu gungsschaltung zum Erzeugen eines Taktsignals in der Interntakt-Betriebsart und einen Schalter, der mit der Takterzeugungsschaltung und dem Taktanschluß ver bunden ist, zum Wählen des Taktsignals aus der Takt erzeugungsschaltung in der Interntakt-Betriebsart oder zum Wählen des Taktsignals auf dem Taktanschluß in der Externtakt-Betriebsart sowie zum Bereitstellen des ausgewählten Takts für die Übertragungseinrich tung, wobei die Übertragungseinrichtung eine Übertra gungssteuerschaltung zum Erzeugen eines Übertragungs taktsignals in Antwort auf das Taktsignal aus dem Schalter, ein Übertragungspufferregister zum vorüber gehenden Speichern von diesem zugeführten Daten, und ein Übertragungsschieberegister zum Lesen der Da ten aus dem Übertragungspufferregister und bitweisen Bereitstellen der Daten für die Anfangswert-Be stimmungseinrichtung synchron mit dem Übertragungs taktsignal der Übertragungssteuerschaltung aufweist, wobei die Empfangseinrichtung eine Empfangssteuer schaltung zum Erzeugen eines Empfangstaktsignals in Antwort auf das Übertragungstaktsignal der Übertra gungssteuerschaltung, ein Empfangsschieberegister zum Empfangen der dem Eingangsanschluß bitweise synchron mit dem Empfangstaktsignal zugeführten Daten und vor übergehenden Speichern der Daten, und ein Empfangs pufferregister zum Lesen der in dem Empfangsschiebe register gespeicherten Daten, wenn alle Bit der Daten in dem Empfangsschieberegister gespeichert sind, auf weist.According to a preferred embodiment of the Er Invention, the clock device includes a Taktzeu supply circuit for generating a clock signal in the Internal clock mode and a switch that with the clock generating circuit and the clock terminal ver is bound to select the clock signal from the clock generation circuit in the internal clock mode or to select the clock signal on the clock connection in external clock mode as well as for provisioning the selected clock for the transmission device device, wherein the transmission device a transmission control circuit for generating a transmission clock signal in response to the clock signal from the Switch, a transfer buffer register to pass outgoing storage of this supplied data, and a transfer shift register for reading the da from the transmission buffer register and bitwise Providing the data for the initial value loading mood device synchronous with the transmission clock signal of the transmission control circuit, wherein the receiving device receives a receiving tax circuit for generating a receive clock signal in Response to the transfer clock signal of the transfer control circuit, a receive shift register for Receive the bit by bit synchronously with data supplied to the receive clock signal and before temporary storage of the data, and a reception buffer register for reading the in the receive shift register stored data when all bits of data are stored in the receive shift register points.
Bevorzugt können dann, wenn die serielle Eingabe/Aus gabe-Schaltung in ihrem deaktivierten Zustand gehal ten wird, binäre Daten auf der Datenleitung der seri ellen Busses mit der ansteigenden oder abfallenden Flanke jedes Impulses eines Taktsignals auf der Takt leitung des seriellen Busses in den Datenanschluß der seriellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung zwischengespei chert werden, um den Anfangswert des Ausgangs des Ausgangsanschlusses auf den Wert der zwischengespei cherten Daten einzustellen.Can be preferred if the serial input / off gabe circuit in its deactivated state binary data on the data line of the seri ellen bus with the rising or falling Edge of each pulse of a clock signal on the clock line of the serial bus in the data connection of the serial input / output circuit latched be saved to the initial value of the output of the Output connector to the value of the cached stored data.
Alternativ wird die vorgenannte Aufgabe gelöst durch eine seriellen Bus-Schnittstellen-Schaltungsanord nung, die elektrisch mit einem bidirektionalen seri ellen Bus verbunden ist, der aus einer Taktleitung und einer Datenleitung besteht, die jeweils durch Hochlege-Widerstände hochgelegt sind und mit offenen Drain-Ausgängen für sowohl die Taktleitung als auch die Datenleitungen versehen sind, um eine Schnitt stelle mit dem bidirektionalen seriellen Bus zu bil den, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanord nung umfaßt: eine serielle Eingabe/Ausgabe-Schaltung, welche einen Taktanschluß, der elektrisch mit der Taktleitung des bidirektionalen seriellen Busses ver bindbar ist zum Empfangen und Bereitstellen eines Taktsignals, einen Eingangsanschluß, der elektrisch mit der Datenleitung des bidirektionalen seriellen Busses verbindbar ist zum Empfangen von Daten auf der Datenleitung, einen Ausgangsanschluß, der elektrisch mit der Datenleitung verbindbar ist. Zum Ausgeben von Übertragungsdaten auf die Datenleitung, einen Daten anschluß zum Empfangen von diesem zugeführten binären Daten, um einen Anfangswert eines über den Ausgangs anschluß dem Wert der empfangenen binären Daten zuzu führenden Ausgangs einzustellen, bevor die serielle Eingabe/Ausgabe-Schaltung aktiviert wird, eine An fangswert-Einstelleinrichtung zum Empfangen der binä ren Daten über den Datenanschluß, um die Daten an den Ausgangsanschluß auszugeben, während die serielle Eingabe/Ausgabe-Schaltung im deaktivierten Zustand gehalten wird, und zum Halten des Ausgangs des Aus gangsanschlusses in einem durch den Anfangswert fest gelegten Zustand, wenn die serielle Eingabe/Ausgabe-Schaltung aus ihrem deaktivierten Zustand in den ak tivierten Zustand wechselt, und nachfolgendem Empfan gen der diesem seriell zugeführten Daten und seriel len Ausgeben der Daten auf die Datenleitung über den Ausgangsanschluß, während die serielle Eingabe/Aus gabe-Schaltung in ihrem aktivierten Zustand gehalten wird, eine Takteinrichtung zum Erzeugen und Bereit stellen eines Taktsignals in einer Interntakt-Betriebsart sowie zum Empfangen eines dem Taktan schluß zugeführten Taktsignals und Bereitstellen des Taktsignals in einer Externtakt-Betriebsart, eine Übertragungseinrichtung, die auf das Taktsignal der Takteinrichtung anspricht, zum vorübergehenden Spei chern von auf der Datenleitung zu übermittelnden Da ten und Bereitstellen der Daten für die Anfangswert-Be stimmungseinrichtung, eine Empfangseinrichtung, die auf das Taktsignal der Takteinrichtung anspricht, zum vorübergehenden Speichern von über den Eingangsan schluß empfangenen Daten, sowie ein Steuerregister, in welches Daten zum Aktivieren oder Deaktivieren der seriellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung geschrieben wer den; und eine Port-Eingabe/Ausgabe-Schaltung, die dann, wenn die serielle Eingabe/Ausgabe-Schaltung de aktiviert ist, Daten auf der Datenleitung und ein Taktsignal auf der Taktleitung empfangt oder Daten auf die Datenleitung und ein Taktsignal auf die Takt leitung ausgibt, aufweist.Alternatively, the aforementioned task is solved by a serial bus interface circuit arrangement voltage that is electrical with a bidirectional seri ellen bus connected from a clock line and a data line, each through Lay-up resistors are placed high and with open ones Drain outputs for both the clock line as well the data lines are provided to make a cut set up with the bidirectional serial bus the, characterized in that the circuit arrangement voltage includes: a serial input / output circuit, which has a clock connection that is electrically connected to the Clock line of the bidirectional serial bus ver is binding for receiving and providing one Clock signal, an input terminal that is electrical with the data line of the bidirectional serial Busses can be connected to receive data on the Data line, an output connector that is electrical is connectable to the data line. To output Transmission data on the data line, a data connection for receiving binary input from this Data to an initial value one over the output connection to the value of the received binary data leading output set before serial Input / output circuit is activated, an on initial value setting device for receiving the binary Ren data over the data connection to the data to the Output port while the serial Input / output circuit in the deactivated state is held, and to hold the exit of the off connection in one by the initial value placed state when the serial input / output circuit from their deactivated state to the ak activated state changes, and subsequent reception against the serial data and serial len Output of the data on the data line via the Output port while serial input / off gabe circuit kept in its activated state is a clock device for generation and ready set a clock signal in an internal clock mode as well as receiving one of the tactan finally supplied clock signal and providing the Clock signal in an external clock mode, one Transmission device based on the clock signal of the Clock device responds to the temporary Spei of data to be transmitted on the data line and provide the data for the initial value values mood device, a receiving device, the responsive to the clock signal of the clock device for temporary storage of via the input received data, as well as a control register, in which data to activate or deactivate the serial input / output circuit who wrote the; and a port input / output circuit that then when the serial input / output circuit de is activated, data on the data line and a Clock signal received on the clock line or data on the data line and a clock signal on the clock outputs line, has.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Er findung umfaßt die Takteinrichtung eine Takterzeu gungsschaltung zum Erzeugen eines Taktsignals in der Interntakt-Betriebsart und einen Schalter, der mit der Takterzeugungsschaltung und dem Taktanschluß ver bunden ist, zum Wählen des Taktsignals aus der Takt erzeugungsschaltung in der Interntakt-Betriebsart oder zum Wählen des Taktsignals aus dem Taktanschluß in der Externtakt-Betriebsart sowie zum Bereitstellen des ausgewählten Takts für die Übertragungseinrich tung, wobei die Übertragungseinrichtung eine Übertra gungssteuerschaltung zum Erzeugen eines Übertragungs taktsignals in Antwort auf das Taktsignal aus dem Schalter, ein Übertragungspufferregister zum vorüber gehenden Speichern von diesem zugeführten Daten, und ein Übertragungsschieberegister zum Lesen der Da ten aus dem Übertragungspufferregister und bitweisen Bereitstellen der Daten für die Anfangswert-Bestim mungseinrichtung synchron mit dem Übertragungstaktsignal der Übertragungssteuerschaltung aufweist, wobei die Empfangseinrichtung eine Empfangssteuerschaltung zum Erzeugen eines Empfangstaktsignals in Antwort auf das Übertragungstaktsignal der Übertragungssteuer schaltung, ein Empfangsschieberegister zum Empfangen der dem Eingangsanschluß bitweise synchron mit dem Empfangstaktsignal zugeführten Daten und vorüberge henden Speichern der Daten, und ein Empfangspufferre gister zum Lesen der in dem Empfangsschieberegister gespeicherten Daten, wenn alle Bit der Daten in dem Empfangsschieberegister gespeichert sind, aufweist.According to a preferred embodiment of the Er Invention, the clock device includes a Taktzeu supply circuit for generating a clock signal in the Internal clock mode and a switch that with the clock generating circuit and the clock terminal ver is bound to select the clock signal from the clock generation circuit in the internal clock mode or to select the clock signal from the clock connection in external clock mode as well as for provisioning the selected clock for the transmission device device, wherein the transmission device a transmission control circuit for generating a transmission clock signal in response to the clock signal from the Switch, a transfer buffer register to pass outgoing storage of this supplied data, and a transfer shift register for reading the da from the transmission buffer register and bitwise Providing the data for the initial value determination mungseinrichtung in synchronism with the transmission clock signal the transmission control circuit, wherein the receiving device has a receiving control circuit to generate a receive clock signal in response to the transfer clock of the transfer tax circuit, a receive shift register for receiving which is bit by bit in sync with the input port Receive clock signal supplied data and temporary storing the data, and a receive buffer gister for reading those in the receive shift register stored data when all bits of data in the Receive shift registers are stored.
Bevorzugt umfaßt die Port-Eingabe/Ausgabe-Schaltung eine Zwischenspeicherschaltung zum Zwischenspeichern von Daten auf der Datenleitung des seriellen Busses mit der ansteigenden oder abfallenden Flanke jedes Impulses eines Taktsignals auf der Taktleitung des seriellen Busses, wobei die Anfangswert-Bestimmungs einrichtung im aktivierten Zustand gehalten wird und die Zwischenspeicherschaltung die zwischengespeicher ten, binären Daten an den Datenanschluß der seriellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung ausgibt, um den Anfangswert des Ausgangs des Ausgangsanschlusses auf den Wert der binären Daten festzulegen. Alternativ werden dann, wenn die serielle Eingabe/Ausgabe-Schaltung in ihrem deaktivierten Zustand gehalten wird, durch die Einga be/Ausgabe-Schaltung auf die Datenleitung aus zugeben de Daten auch dem Datenanschluß der seriellen Einga be/Ausgabe-Schaltung zugeleitet, um den Anfangswert des Ausgangs des Ausgangsanschlusses auf den Wert der Daten festzulegen.The port input / output circuit preferably comprises a latch circuit for latching of data on the data line of the serial bus with the rising or falling edge of each Pulse of a clock signal on the clock line of the serial bus, the initial value determination device is kept in the activated state and the latch circuit the latch th, binary data to the data connection of the serial Input / output circuit outputs to the initial value of the output of the output connection to the value of binary data. Alternatively, if the serial input / output circuit in their deactivated state is maintained by the input be / output circuit on the data line de data also the data connection of the serial inputs be / output circuit fed to the initial value of the output of the output connection to the value of Data.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausfüh rungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:The invention is illustrated below with reference to Example with reference to the accompanying Drawings described in more detail. Show it:
Fig. 1 ein Blockdiagramm einer seriellen Einga be/Ausgabe-Schaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel; Fig. 1 is a block diagram of a serial be entranc / output circuit according to an embodiment;
Fig. 2 ein Blockdiagramm, welches den Aufbau eines Beispiels einer mit der in Fig. 1 gezeigten seriellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung versehenen I2C-Bus-Schnitt stellenschaltung zeigt; Fig. 2 is a block diagram showing the construction of an example of an I 2 C bus interface circuit provided with the serial input / output circuit shown in Fig. 1;
Fig. 3a ein Zeitverlaufsdiagramm, welches den Signal verlauf von Taktimpulsen zeigt, die einem SCL-An schluß des in Fig. 2 gezeigten I2C-Bus zugeführt wer den; Fig. 3a is a timing diagram showing the waveform of clock pulses, the SCL-An circuit of the I 2 C bus shown in Figure 2 who supplied the;
Fig. 3b ein Zeitverlaufsdiagramm, welches den Signal verlauf eines Signals zeigt, das einem SDA-Anschluß der I2C-Bus-Schnittstellenschaltung zugeführt wird; Fig. 3b is a timing diagram showing the signal waveform of a signal that is supplied to an SDA connector of the I 2 C bus interface circuit;
Fig. 3c ein Zeitverlaufsdiagramm, welches den Signal verlauf eines Signals zeigt, das einem Setzanschluß s einer Anfangswert-Einstellschaltung der in Fig. 1 ge zeigten seriellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung zugeführt wird; FIG. 3c is a timing diagram showing the waveform of a signal corresponding to a set terminal S is supplied to an initial value setting of the ge in Fig 1 showed serial input / output circuit.
Fig. 3d ein Zeitverlaufsdiagramm, welches den Signal verlauf eines Signals zeigt, das einem Datenanschluß d der Anfangswert-Einstellschaltung zugeführt wird; Fig. 3d is a timing chart showing the signal waveform of a signal which is supplied to a data terminal d of the initial value setting circuit;
Fig. 3e ein Zeitverlaufsdiagramm, welches den Signal verlauf eines Signals zeigt, das über einen Ausgangs anschluß out der Anfangswert-Einstellschaltung be reitgestellt wird; Fig. 3e is a timing chart showing the signal waveform of a signal which is provided via an output terminal out of the initial value setting circuit;
Fig. 4 ein Blockdiagramm eines weiteren Beispiels der I2C-Bus-Schnittstellenschaltung, die mit der in Fig. 1 gezeigten seriellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung verse hen ist; Fig. 4 is a block diagram of another example of the I 2 C bus interface circuit provided with the serial input / output circuit shown in Fig. 1;
Fig. 5a ein Zeitverlaufsdiagramm, welches den Signal verlauf von Taktimpulsen zeigt, die einem SCL-An schluß der in Fig. 4 gezeigten I2C-Bus-Schnittstellen schaltung zugeführt werden; Fig. 5a is a timing diagram showing the signal waveform of clock pulses that are supplied to an SCL connection to the I 2 C bus interface circuit shown in Fig. 4;
Fig. 5b ein Zeitverlaufsdiagramm, welches den Signal verlauf eines Signals zeigt, das einem SDA-Anschluß der I2C-Bus-Schnittstellenschaltung zugeführt wird; Fig. 5b is a timing chart showing the waveform of a signal supplied to an SDA connector of the I 2 C bus interface circuit;
Fig. 5c ein Zeitverlaufsdiagramm, welches den Signal verlauf eines Signals zeigt, das einem Einstellan schluß s einer Anfangswert-Einstellschaltung der se riellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung in der I2C-Bus-Schnittstellenschaltung zugeführt wird; Fig. 5c is a timing diagram showing the waveform of a signal corresponding to a setting Ellan terminal S of an initial value setting of the se-material input / output circuit in the I 2 C bus interface circuit is supplied;
Fig. 5d ein Zeitverlaufsdiagramm, welches den Signal verlauf eines Signals zeigt, das einem Datenanschluß d der Anfangswert-Einstellschaltung zugeführt wird; Fig. 5d is a timing chart showing the waveform of a signal d to a data terminal of the initial value setting circuit is supplied;
Fig. 5e ein Zeitverlaufsdiagramm, welches den Signal verlauf eines Signals zeigt, das über einen Ausgangs anschluß out der Anfangswert-Einstellschaltung zuge führt wird; Fig. 5e is a timing diagram showing the signal waveform of a signal which is supplied via an output terminal out of the initial value setting circuit;
Fig. 6a ein Zeitverlaufsdiagramm, welches den Signal verlauf eines Signals auf einer SCL-Leitung des I2C-Busses zeigt; Fig. 6a is a timing diagram showing the signal history of a signal on an SCL line of the I 2 C bus;
Fig. 6b ein Zeitverlaufsdiagramm, welches den Signal verlauf eines Signals auf einer SDA-Leitung des I2C-Busses zeigt; Fig. 6b is a timing diagram showing the signal history of a signal on an SDA line of the I 2 C bus;
Fig. 7 ein Blockdiagramm einer Einrichtung, die eine bekannte I2C-Bus-Schnittstellenschaltung umfaßt; Fig. 7 is a block diagram of a device comprising a known I 2 C bus interface circuit;
Fig. 8 ein Blockdiagramm einer seriellen Eingabe/Aus gabe-Schaltung, die in der in Fig. 7 gezeigten I2C-Bus-Schnittstellenschaltung enthalten ist; Fig. 8 is a block diagram of a serial input / output circuit included in the I 2 C bus interface circuit shown in Fig. 7;
Fig. 9a ein Zeitverlaufsdiagramm, welches den Signal verlauf eines Ausgangssignals einer Takterzeugungs schaltung der in Fig. 8 gezeigten, bekannten seriel len Eingabe/Ausgabe-Schaltung zeigt; Fig. 9a is a timing chart showing the waveform of an output signal of a clock generating circuit of the prior art serial input / output circuit shown in Fig. 8;
Fig. 9b ein Zeitverlaufsdiagramm, welches den Signal verlauf eines Übertragungstaktsignals einer Übertra gungssteuerschaltung der bekannten seriellen Einga be/Ausgabe-Schaltung zeigt; Fig. 9b is a timing chart showing the waveform of a transfer clock signal of a transfer control circuit of the known serial input / output circuit;
Fig. 9c ein Zeitverlaufsdiagramm, welches den Signal verlauf von Übertragungsdaten zeigt, die über einen Ausgangsanschluß OUT der bekannten seriellen Einga be/Ausgabe-Schaltung bereitgestellt werden; Fig. 9c is a timing chart showing the waveform of transmission data, which are provided via an output terminal OUT of the known serial input / output circuit;
Fig. 9d ein Zeitverlaufsdiagramm, welches den Signal verlauf eines durch die Übertragungssteuerschaltung bereitgestellten Übertragungsdaten-Schreibsignals zeigt; Fig. 9d is a timing diagram showing a transmission signal extending the data write signal supplied by the transmission control circuit;
Fig. 10a ein Zeitverlaufsdiagramm, welches den Si gnalverlauf von Taktimpulsen auf der SCL-Leitung des I2C-Bus zeigt, wenn die bekannte Bus-Schnittstellen schaltung enthaltende Einrichtung als Führungsein richtung arbeitet; FIG. 10a is a timing diagram gnalverlauf the Si of clock pulses on the SCL line of the I 2 C-bus, when the known bus interface circuit means containing as Führungsein device operates;
Fig. 10b ein Zeitverlaufsdiagramm, welches den Si gnalverlauf eines Signals auf der SDA-Leitung des I2C-Busses zeigt, wenn die die bekannte Bus-Schnittstel lenschaltung enthaltende Einrichtung als Führungsein richtung arbeitet; Fig. 10b is a timing chart showing the signal waveform of a signal on the SDA line of the I 2 C bus when the device containing the known bus interface circuit works as a guide device;
Fig. 11a ein Zeitverlaufsdiagramm, welches den Signalverlauf von Taktimpulsen auf der SCL-Leitung des I2C-Bus zeigt, wenn die die bekannte Bus-Schnittstel lenschaltung enthaltende Einrichtung als Folgeein richtung arbeitet; und Fig. 11a is a timing chart showing the waveform of clock pulses on the SCL line of the I 2 C bus when the device containing the known bus interface circuit works as a sequence device; and
Fig. 11b ein Zeitverlaufsdiagramm, welches den Signalverlauf des SDA-Signal s auf dem I2C-Bus zeigt, wenn die die bekannte Bus-Schnittstellenschaltung enthaltende Einrichtung als Folgeeinrichtung arbei tet. Fig. 11b is a timing chart showing the waveform of the SDA signal s on the I 2 C bus when the device containing the known bus interface circuit works as a slave.
Nachstehend wird auf Fig. 1 Bezug genommen, in der ein Blockdiagramm veranschaulicht ist, welches den internen Aufbau einer seriellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt. Zu sätzlich zu einem Eingangsanschluß IN, einem Aus gangsanschluß OUT und einem Taktanschluß CLK ist die serielle Eingabe/Ausgabe-Schaltung mit einem Datenan schluß D versehen, welchem ein Binärdatum zugeführt wird, um den Anfangs- bzw. Initialwert des Ausgangs bzw. Ausgangssignals des Ausgangsanschlusses OUT der seriellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung auf das binäre Datum zu setzen.Reference is now made to FIG. 1, which illustrates a block diagram showing the internal structure of a serial input / output circuit according to an embodiment. In addition to an input terminal IN, an output terminal OUT and a clock terminal CLK, the serial input / output circuit is provided with a data terminal D, to which a binary data is supplied, by the initial or initial value of the output or output signal of the output terminal OUT of the serial input / output circuit to set the binary date.
In der Figur bezeichnet das Bezugszeichen 20 eine Takterzeugungsschaltung zum Erzeugen von Taktimpul sen, bezeichnet 21 einen Schalter zum Auswählen von durch die Takterzeugungsschaltung 20 erzeugten Takt impulsen in einer Interntakt-Betriebsart und zum Aus wählen von diesem über den Taktanschluß CLK zugeführ ten Impulsen in einer Externtakt-Betriebsart, be zeichnet 22 eine Übertragungssteuerschaltung, die auf die durch den Schalter 21 ausgewählten Taktimpulse anspricht, zum Bereitstellen von Übertragungstaktim pulsen, eines Übertragungsende-Unterbrechungsanfor derungssignals, eines Übertragungsdaten-Schreibsi gnals und so weiter, um Datenübertragungsoperationen zu steuern, und bezeichnet 23 einen Ausgangspuffer zum Ausgeben der Übertragungstaktimpulse aus der Übertragungssteuerschaltung 22 an den Taktanschluß CLK in der Interntakt-Betriebsart.In the figure, reference numeral 20 denotes a clock generation circuit for generating sen from Taktimpul, 21 denotes a switch for selecting generated by the clock generation circuit 20 clock pulses in an inter-stroke mode and off choose from this fed guide via the clock terminal CLK th pulses of an external clock Mode, 22 denotes a transmission control circuit responsive to the clock pulses selected by the switch 21 for providing transmission clock pulses, a transmission end interrupt request signal, a transmission data write signal, and so on to control data transmission operations, and 23 denotes one Output buffer for outputting the transfer clock pulses from the transfer control circuit 22 to the clock terminal CLK in the internal clock mode.
Ferner bezeichnet das Bezugszeichen 24 eine Empfangs steuerschaltung, die auf die durch die Übertragungs steuerschaltung 22 bereitgestellten Übertragungstakt impulse anspricht, zum Bereitstellen von Empfangs taktimpulsen, eines Empfangsende-Unterbrechungsanfor derungssignals, eines Empfangsdaten-Schreibsignals und so weiter, um Datenempfangsvorgänge zu steuern, und bezeichnet das Bezugszeichen 25 ein Empfangs schieberegister zum Umwandeln empfangener Daten, die diesem über den Eingangsanschluß IN in serieller Form zugeführt werden, in parallele Daten. Das Empfangs schieberegister 25 empfängt Daten, die diesem über den Eingangsanschluß IN zugeführt werden, bitweise synchron mit jedem Empfangstaktimpuls aus der Emp fangssteuerschaltung 24 unter Verschieben der empfan genen Daten, und speichert sämtliche empfangenen Da ten. Darüber hinaus bezeichnet 26 ein Übertragungs pufferregister zum Lesen empfangener, in dem Emp fangsschieberegister 25 gespeicherter Daten in Ant wort auf das empfangene Datenschreibsignal aus der Empfangssteuerschaltung 24 jedesmal dann, wenn das Empfangsschieberegister 25 den Datenempfang beendet. Das Empfangspufferregister 26 ist mit dem Datenbus 3 verbunden, so daß eine (nicht in Fig. 1, jedoch in Fig. 2) gezeigte, mit dem Datenbus 3 verbundene CPU die Inhalte des Empfangspufferregisters 26 lesen kann.Further, reference numeral 24 designates a reception control circuit that is responsive to the transmission clock pulses provided by the transmission control circuit 22 for providing reception clock pulses, a reception end interrupt request signal, a reception data write signal, and so on to control data reception operations Reference numeral 25 is a reception shift register for converting received data which are supplied to it through the input terminal IN in serial form into parallel data. The receive shift register 25 receives data supplied to it through the input terminal IN, bit by bit synchronously with each receive clock pulse from the receive control circuit 24 by shifting the received data, and stores all the received data. In addition, 26 denotes a transfer buffer register for reading received , catch shift register in the Emp 25 of stored data in Ant word to the received write data signal from the receiving control circuit 24 each time the receive shift register 25 ends the data reception. The receive buffer register 26 is connected to the data bus 3 , so that a CPU (not shown in FIG. 1, but in FIG. 2) connected to the data bus 3 can read the contents of the receive buffer register 26 .
Das Bezugszeichen 27 bezeichnet ein mit dem Datenbus 3 verbundenes Übertragungspufferregister zum Spei chern von zu übertragenden Daten, so daß die CPU über den Datenbus 3 Daten an das Übertragungspufferregi ster 27 übertragen und dann die Daten in das Übertra gungspufferregister 27 schreiben kann, und 28 be zeichnet ein Übertragungsschieberegister zum Umwan deln der in paralleler Form zu übertragenden Daten in serielle Daten. Das Übertragungsschieberegister 28 liest die zu übertragenden Daten, die in dem Übertra gungspufferregister 27 gespeichert sind, in Antwort auf das Übertragungsdaten-Schreibsignal aus der Über tragungssteuerschaltung 22, und liefert dann die Da ten bitweise synchron mit jedem von Übertragungstakt impulsen aus der Übertragungssteuerschaltung 22 an einen Eingangsanschluß in einer noch zu beschreiben den Anfangswert-Einstellschaltung 30. Das Bezugszei chen 29 bezeichnet ein Steuerregister, in welches ein vorbestimmter Wert wie beispielsweise ein Wert zum Definieren der Betriebsart der seriellen Eingabe/Aus gabe-Schaltung oder ein Wert zum Triggern der Über tragung oder des Empfangs von Daten geschrieben wird. Der Schalter 21, die Übertragungssteuerschaltung 22, der Ausgangspuffer 23, die Empfangssteuerschaltung 24 und so weiter arbeiten in Übereinstimmung mit der in dem Steuerregister 29 gespeicherten Einstellung. Das Steuerregister 29 ist mit dem Datenbus 3 verbunden, so daß die CPU Daten oder einen Wert in das Steuerre gister 29 schreiben kann.Reference numeral 27 denotes a connected to the data bus 3 transmission buffer register for SpeI manuals of data to be transmitted, so that the CPU via the data bus 3, data most to the Übertragungspufferregi transmitted 27 and then the data in the Übertra can write supply buffer register 27, and 28 be distinguished a transfer shift register for converting the data to be transferred in parallel to serial data. The transfer shift register 28 reads the data to be transferred, which is stored in the transfer buffer register 27 , in response to the transfer data write signal from the transfer control circuit 22 , and then supplies the data bit by bit with each of transfer clock pulses from the transfer control circuit 22 to one Input terminal in an initial value setting circuit 30 to be described. Reference numeral 29 denotes a control register in which a predetermined value such as a value for defining the mode of the serial input / output circuit or a value for triggering the transmission or reception of data is written. The switch 21 , the transmission control circuit 22 , the output buffer 23 , the reception control circuit 24 and so on operate in accordance with the setting stored in the control register 29 . The control register 29 is connected to the data bus 3 so that the CPU can write data or a value in the control register 29 .
Diese Komponenten der seriellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung gemäß diesen Ausführungsbeispiel sind ähn lich denen der bekannten seriellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung, die in Fig. 8 mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind.These components of the serial input / output circuit according to this embodiment are similar to those of the known serial input / output circuit, which are denoted by the same reference numerals in FIG. 8.
Die Anfangswert-Einstellschaltung 30 kann den An fangswert des über den Ausgangsanschluß OUT der seri ellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung ausgegebenen Aus gangssignals einstellen bzw. festlegen. Die Anfangs wert-Einstellschaltung 30 ist eine Schlüsselkomponen te der erfindungsgemäßen seriellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung. Die Anfangswert-Einstellschaltung 30 ist mit einem Eingangsanschluß in, der wie vorstehend er wähnt mit dem Übertragungsschieberegister 28 verbun den ist, einem Ausgangsanschluß out, der mit dem Aus gangsanschluß OUT der seriellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung verbunden ist, einem Taktanschluß clk, dem Übertragungstaktimpulse aus der Übertragungssteuer schaltung 22 zugeführt werden können, einem Setzan schluß s, der mit dem Steuerregister 29 verbunden ist, und einem Datenanschluß d, der mit dem Datenan schluß D der seriellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung ver bunden ist, versehen. Wenn der Setzanschluß s akti viert ist, kann die Anfangswert-Einstellschaltung 30 das an den Datenanschluß d angelegte binäre Datum als Anfangswert des Ausgangssignals der seriellen Einga be/Ausgabe-Schaltung über den Ausgangsanschluß out bereitstellen. Andererseits kann dann, wenn der Setz anschluß s deaktiviert ist, die Anfangswert-Einstell schaltung 30 den an den Eingangsanschluß in angeleg ten Ausgang des Übertragungsschieberegisters 28 über den Ausgangsanschluß out in Antwort auf jeden dem Taktanschluß clk zugeführten Übertragungstaktimpuls bereitstellen. Der Setzanschluß s kann durch das Steuerregister 29 gesetzt werden. Wenn die serielle Eingabe/Ausgabe-Schaltung nicht genutzt wird, d. h. wenn sie deaktiviert bzw. abgeschaltet ist, wird der Setzanschluß s aktiviert. Wenn die serielle Einga be/Ausgabe-Schaltung genutzt wird, d. h., wenn sie ak tiviert bzw. in Betrieb ist, wird der Setzanschluß s deaktiviert.The initial value setting circuit 30 can set the initial value of the output signal output from the output terminal OUT of the serial input / output circuit. The initial value setting circuit 30 is a key component of the serial input / output circuit of the present invention. The initial value setting circuit 30 has an input terminal in which, as mentioned above, is connected to the transfer shift register 28 , an output terminal out which is connected to the output terminal OUT of the serial input / output circuit, a clock terminal clk, the transfer clock pulses can be supplied from the transmission control circuit 22 , a Setzan circuit s, which is connected to the control register 29 , and a data terminal d, which is connected to the data terminal D of the serial input / output circuit ver connected. When the set terminal s is activated, the initial value setting circuit 30 can provide the binary data applied to the data terminal d as the initial value of the output signal of the serial input / output circuit via the output terminal out. On the other hand, when the set port s is disabled, the initial value setting circuit 30 can provide the output of the transfer shift register 28 to the input port in an input via the output port out in response to each transfer clock pulse supplied to the clock port clk. The set connection s can be set by the control register 29 . If the serial input / output circuit is not used, ie if it is deactivated or switched off, the setting connection s is activated. When the serial input / output circuit is used, ie when it is activated or in operation, the setting connection s is deactivated.
Nachstehend wird auf Fig. 2 Bezug genommen, in der ein Blockdiagramm dargestellt ist, welches die Struk tur einer Einrichtung zeigt, die mit einer die seri elle Eingabe/Ausgabe-Schaltung gemäß diesem Ausfüh rungsbeispiel wie in Fig. 1 gezeigt und eine Port-Eingabe/Ausgabe-Schaltung enthaltenden I2C-Bus-Schnittstellenschaltung versehen ist. Wie die vorste hend erwähnte, bekannte Einrichtung mit der herkömm lichen seriellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung versehen, wird bei dieser Einrichtung angenommen, daß eine in der Einrichtung vorhandene CPU eine hohe Verarbei tungsleistung hat und daher die Entscheidung bzw. den Entscheidungsvorgang durch Steuern des Eingabe/Aus gabe-Ports ausführen kann. Reference 2 is hereinafter made to Fig., In which a block diagram is shown, which structure the structural means is provided with a the seri elle input / output circuit according to this exporting approximately example as shown in Fig. 1 and a port input / Output circuit containing I 2 C-bus interface circuit is provided. As the above-mentioned known device provided with the conventional union serial input / output circuit, this device assumes that an existing CPU in the device has a high processing performance and therefore the decision or decision process by controlling the input / Can execute from output ports.
Wie in Fig. 2 gezeigt, ist die serielle Eingabe/Aus gabe-Schaltung 13 gemäß diesem Ausführungsbeispiel mit der in Fig. 1 gezeigten Struktur über den Daten bus 3 mit der CPU 2 verbunden.As shown in FIG. 2, the serial input / output circuit 13 according to this embodiment with the structure shown in FIG. 1 is connected to the CPU 2 via the data bus 3 .
In Fig. 2 bezeichnet das Bezugszeichen 4 einen Ein gangspuffer mit einem Eingangsanschluß, der mit einem mit der SCL-Leitung des I2C-Bus verbundenen SCL-An schluß verbunden ist. Wenn die CPU 2 Daten liest, wird ein Taktsignal über den Eingangspuffer 3 auf den Datenbus 3 ausgegeben. Das Bezugszeichen 5 bezeichnet einen Ausgangspuffer mit einem Ausgangsanschluß, der mit dem SCL-Anschluß verbunden ist, und 6 bezeichnet einen Wähler zum Auswählen eines zweier Eingänge, d. h. von Ausgängen eines Ausgangs-Zwischenspeichers 7 und eines Schalters 8, welche nachstehend beschrieben werden, um den ausgewählten Ausgang dem Ausgangspuf fers 5 zuzuführen. Der Ausgangs-Zwischenspeicher (Ausgangs-Latch) ist derart ausgebildet, daß er einen Ausgangswert eines über den SCL-Anschluß zuzuführen den Ausgangssignals speichert. Der Ausgangswert eines über den SCL-Anschluß zuzuführenden Signals wird durch die CPU 2 über den Datenbus 3 in den Ausgangs-Zwischen speicher 7 geschrieben. Der Schalter 8 ist so ausgebildet, daß er den Taktanschluß CLK der seriel len Eingabe/Ausgabe-Schaltung 13 mit entweder einem der beiden Eingangsanschlüsse des Wählers 6 oder dem Ausgangsanschluß des Eingangspuffers 4 verbindet. Wenn die serielle Eingabe/Ausgabe-Schaltung 13 in der Interntakt-Betriebsart gehalten bzw. betrieben wird, verbindet der Schalter 8 den Taktanschluß CLK der se riellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung 13 mit einem der beiden Eingangsanschlüsse des Wählers 6, wohingegen dann, wenn die serielle Eingabe/Ausgabe-Schaltung 13 in der Externtakt-Betriebsart gehalten bzw. betrieben wird, der Schalter 8 den Taktanschluß CLK der seriel len Eingabe/Ausgabe-Schaltung 13 mit dem Ausgangsan schluß des Eingangspuffers 4 verbindet.In Fig. 2, reference numeral 4 denotes an input buffer with an input terminal which is connected to an SCL line connected to the SCL line of the I 2 C bus. When the CPU 2 reads data, a clock signal is output via the input buffer 3 onto the data bus. 3 Reference numeral 5 denotes an output buffer with an output terminal connected to the SCL terminal, and 6 denotes a selector for selecting one of two inputs, that is, outputs of an output latch 7 and a switch 8 , which will be described later, for switching the to supply the selected output to the output buffer 5 . The output buffer (output latch) is designed such that it stores an output value of an output signal to be supplied via the SCL connection. The output value of a signal to be supplied via the SCL connection is written into the output buffer 7 by the CPU 2 via the data bus 3 . The switch 8 is designed so that it connects the clock terminal CLK of the serial len input / output circuit 13 with either one of the two input terminals of the selector 6 or the output terminal of the input buffer 4 . When the serial input / output circuit 13 is held in the internal clock mode, the switch 8 connects the clock terminal CLK of the serial input / output circuit 13 to one of the two input terminals of the selector 6 , whereas if the Serial input / output circuit 13 is held or operated in the external clock mode, the switch 8 connects the clock terminal CLK of the serial input / output circuit 13 to the output terminal of the input buffer 4 .
Das Bezugszeichen 9 bezeichnet einen Eingangspuffer mit einem Eingangsanschluß, der mit einem mit der SDA-Leitung des I2C-Bus verbundenen SDA-Anschluß ver bunden ist. Wenn die CPU 2 an dem SDA-Anschluß zuge führte Daten liest, werden die Daten auf den Datenbus 3 ausgegeben und auch dem Eingangsanschluß IN der se riellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung 13 zugeführt. Fer ner bezeichnet das Bezugszeichen 10 einen Ausgangs puffer mit einem Ausgangsanschluß, der mit dem SDA-Anschluß verbunden ist, bezeichnet 11 einen Wähler zum Auswählen eines zweier Eingänge d. h. einen Aus gang eines Ausgangs-Zwischenspeichers 12, der nach stehend beschrieben wird, und den Ausgang der seriel len Eingabe/Ausgabe-Schaltung an dem Ausgangsanschluß OUT, um den ausgewählten Eingang dem Ausgangspuffer 10 zuzuführen. Der Ausgangs-Zwischenspeicher 12 ist derart ausgelegt, daß er einen Wert eines Ausgangs signals, welches über den SDA-Anschluß zuzuführen ist, übernimmt und speichert. Die CPU kann den Wert über den Datenbus 3 in den Ausgangs-Zwischenspeicher 12 schreiben. Reference numeral 9 denotes an input buffer with an input connection, which is connected to an SDA connection connected to the SDA line of the I 2 C bus. When the CPU 2 reads data supplied to the SDA terminal, the data is output on the data bus 3 and also supplied to the input terminal IN of the serial input / output circuit 13 . Fer ner, reference numeral 10 designates an output buffer with an output port connected to the SDA port, 11 designates a selector for selecting one of two inputs, ie, an output of an output buffer 12 , which will be described below, and the output the serial input / output circuit at the output terminal OUT to supply the selected input to the output buffer 10 . The output buffer 12 is designed such that it accepts and stores a value of an output signal which is to be supplied via the SDA connection. The CPU can write the value to the output buffer 12 via the data bus 3 .
Diese Komponenten mit Ausnahme der seriellen Einga be/Ausgabe-Schaltung 13 sind ähnlich denen der in Fig. 7 durch dieselben Bezugszeichen bezeichneten be kannten Anordnung.These components with the exception of the serial input / output circuit 13 are similar to those of the known arrangement indicated by the same reference numerals in FIG. 7.
Ferner bezeichnet das Bezugszeichen 14 eine Zwischen speicher- bzw. Latch-Schaltung, welche ein dem SDA-Anschluß mit der ansteigenden Flanke jedes dem SCL-Anschluß und somit einem Taktanschluß clk desselben zugeführten Taktimpulses zugeführtes Datum (oder ein binäres Datum) zwischenspeichern und das Datum an den Datenanschluß D der seriellen Eingabe/Ausgabe-Schal tung 13 ausgeben kann. Die Port-Eingabe/Ausgabe-Schaltung ist mit den Eingangspuffern 4 und 9, den Ausgangspuffern 5 und 10, den Wählern 6 und 11, dem Schalter 8, den Ausgangs-Zwischenspeichern 7 und 12 und der Zwischenspeicher-Schaltung 14 versehen.Furthermore, reference numeral 14 designates a latch circuit which latches a date (or a binary date) and the date to the SDA connection with the rising edge of each clock pulse supplied to the SCL connection and thus to a clock connection clk of the same to the data terminal D of the serial input / output circuit 13 can output. The port input / output circuit is provided with the input buffers 4 and 9 , the output buffers 5 and 10 , the selectors 6 and 11 , the switch 8 , the output latches 7 and 12 and the latch circuit 14 .
Nachstehend wird auf Fig. 3a bis 3e Bezug genommen, in welchen Zeitverlaufsdiagramme zum Erklären der Funktionsweise der mit der die serielle Eingabe/Aus gabe-Schaltung enthaltenden I2C-Bus-Schnittstellen schaltung versehenen Einrichtung gemäß dem Ausfüh rungsbeispiel dargestellt sind. Fig. 3a zeigt den Si gnalverlauf von Taktimpulsen, die dem SCL-Anschluß der Schnittstellenschaltung der Einrichtung zugeführt werden, Fig. 3b zeigt den Signalverlauf eines Signals, das dem SDA-Anschluß der Schnittstellenschal tung der Einrichtung zugeführt wird Fig. 3c zeigt den Signalverlauf eines Signals, das dem Setzanschluß s der in Fig. 1 gezeigten Anfangswert-Einstellschal tung 30 zugeführt wird, Fig. 3d zeigt den Signalver lauf eines Signals, das dem Datenanschluß d der in Fig. 1 gezeigten Anfangswert-Einstellschaltung 30 zu geführt wird, und Fig. 3e zeigt den Signalverlauf ei nes Signals, das über den Ausgangsanschluß out der in Fig. 1 gezeigten Anfangswert-Einstellschaltung 30 be reitgestellt wird.In the following, reference is made to FIGS . 3a to 3e, in which timing diagrams for explaining the functioning of the device provided with the I 2 C bus interface circuit containing the serial input / output circuit are shown according to the exemplary embodiment. Fig. 3a shows the signal curve of clock pulses which are supplied to the SCL connection of the interface circuit of the device, Fig. 3b shows the signal curve of a signal which is supplied to the SDA connection of the device interface circuit Fig. 3c shows the signal curve of a signal applied to the set terminal S of the initial value Einstellschal shown in Fig. 1 tung 30 is fed, Fig. 3d shows the Signalver running a signal d to the data terminal as shown in FIG. 1, initial value setting circuit 30 to be performed, and Figure . 3e shows the waveform ei nes signal out through the output terminal shown in FIG. 1, initial value setting circuit 30 will be riding provided.
Da die mit dem I2C-Bus verbundene I2C-Bus-Schnittstel lenschaltung offene Drain-Ausgänge für die SDA-Lei tung und die SCL-Leitung aufweist und sowohl die SDA-Leitung als auch die SCL-Leitung mittels jeweiliger Pull-up-Widerstände auf eine Spannung hochgezogen werden, werden verdrahtete UND-Verbindungen zwischen der I2C-Bus-Schnittstellenschaltung und der SDA-Lei tung sowie der SCL-Leitung hergestellt. Während der I2C-Bus nicht genutzt wird, werden sowohl SCL als auch SDA in ihren hochpegeligen Zuständen gehalten. In diesem Zustand tritt dann, wenn die SDA-Leitung von ihrem hochpegeligen Zustand auf den niedrigpegeligen Zustand übergeht, eine Anfangsbedingung auf. Ferner tritt dann, wenn die SDA-Leitung von ihrem niedrigpe geligen Zustand auf den hochpegeligen Zustand über geht, während die SCL-Leitung in ihrem hochpegeligen Zustand gehalten wird, eine Endebedingung auf. Tritt eine Anfangsbedingung auf dem I2C-Bus auf, werden zu nächst seriell eine eine Folgeeinrichtung angebende Folgeeinrichtungs-Adresse und danach Daten seriell über den I2C-Bus an die Folgeeinrichtung übertragen. Tung Since connected to the I 2 C-bus I 2 C bus interface of lenschaltung open drain outputs for the SDA Lei and having the SCL line and both the SDA line and the SCL line by means of respective pull- up resistors are pulled up to a voltage, wired AND connections are made between the I 2 C bus interface circuit and the SDA line and the SCL line. While the I 2 C bus is not being used, both SCL and SDA are kept in their high-level states. In this state, when the SDA line transitions from its high level to the low level, an initial condition occurs. Furthermore, when the SDA line goes from its low level state to the high level state while the SCL line is kept in its high level state, an end condition occurs. If an initial condition occurs on the I 2 C bus, a sequencer address indicating a sequencer is first serially transmitted and then data is serially transmitted to the sequencer via the I 2 C bus.
Nachstehend wird die Funktionsweise der als Führungs einrichtung des I2C-Bus-System arbeitenden Einrichtung beschrieben. Wenn die Einrichtung die SDA-Leitung veranlaßt, von dem hohen Pegel auf den niedrigen Pe gel überzugehen, während die SCL-Leitung in ihrem hochpegeligen Zustand gehalten wird bewirkt dies ei nen Anfangszustand. Die CPU 2 steuert ab Beginn der Anfangsbedingung bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Einrichtung eine Adresse, die ihre Folgeeinrichtung angibt, auf die SDA-Leitung ausgibt den SCL-Anschluß und den SDA-Anschluß der Schnittstellenschaltung der Einrichtung, als ob diese die Anschlüsse der Port-Eingabe/Ausgabe-Schaltung wären. Eine derartige Steuerung durch die CPU 2 ist erforderlich, um einen komplizierten Entscheidungsvorgang zum Autorisieren einer Einrichtung in dem I2C-Bus-System als Führungs einrichtung des I2C-Bus-Systems zu verarbeiten. Die Entscheidung wird wie bei dem herkömmlichen I2C-Bus-System getroffen.The operation of the device operating as a guide device of the I 2 C bus system is described below. If the device causes the SDA line to transition from the high level to the low level while the SCL line is kept in its high level state, it causes an initial state. The CPU 2 controls from the beginning of the initial condition until the device outputs an address indicating its follower on the SDA line, the SCL port and the SDA port of the device interface circuit as if it were the ports the port input / output circuit. Such a control by the CPU 2 is required to make a complicated decision-making process to authorize a device in the I 2 C-bus system as a guiding means of the I 2 C-bus system to process. The decision is made as with the conventional I 2 C bus system.
Nachdem die Einrichtung eine Anfangsbedingung gene riert hat, beginnt die CPU 2 der Einrichtung damit, über den SDA-Anschluß der I2C-Bus-Schnittstellen schaltung eine Folgeeinrichtungs-Adresse auf die SDA-Leitung des I 2C-Bus auszugeben. Wenn jeder dem SCL-Anschluß gemäß Fig. 3a zugeführte Taktimpuls einen Übergang vom niedrigen Pegel auf den hohen Pegel aus löst, speichert die Zwischenspeicher-Schaltung 14 je des Datenbit, d. h. die dem SDA-Anschluß gemäß Fig. 3b zugeführte Folgeeinrichtungs-Adresse, zwischen. Die Zwischenspeicherschaltung 14 führt jedes zwischenge speicherte Bit dem Datenanschluß D der seriellen Ein gabe/Ausgabe-Schaltung 13 und damit dem Datenanschluß d der Anfangswert-Einstellschaltung 30 der seriellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung zu. Fig. 3d zeigt alle Bit der Daten, die an den Datenanschluß d der Anfangs wert-Einstellschaltung 30 geliefert werden. Während die Einrichtung die Folgeeinrichtungs-Adresse über den I2C-Bus zuführt, wird die serielle Eingabe/Ausga be-Schaltung 13 in Übereinstimmung mit dem Steuerre gister 29 in ihren deaktivierten Zustand versetzt, so daß die CPU 2 den SCL-Anschluß und den SDA-Anschluß so steuert, als ob diese die Anschlüsse der Port-Eingabe/Ausgabe-Schaltung wären. Zu dieser Zeit wird die Anfangswert-Einstellschaltung 30 in Übereinstim mung mit dem an ihren Einstellanschluß s angelegten Niedrigpegel-Signal gemäß Fig. 3c in ihrem aktivier ten Zustand gehalten.After the device has generated an initial condition, the CPU 2 of the device begins to output a slave device address on the SDA line of the I 2 C bus via the SDA connector of the I 2 C bus interface circuit. When each clock pulse applied to the SCL port of FIG. 3a triggers a transition from the low level to the high level, the latch circuit 14 latches each of the data bits, ie, the slave address supplied to the SDA port of FIG. 3b . The latch circuit 14 supplies each latched bit to the data terminal D of the serial input / output circuit 13 and thus to the data terminal d of the initial value setting circuit 30 of the serial input / output circuit. Fig. 3d shows all bits of the data that are supplied to the data terminal d of the initial value setting circuit 30 . While the device is feeding the slave device address over the I 2 C bus, the serial input / output circuit 13 is set in its deactivated state in accordance with the control register 29 so that the CPU 2 has the SCL port and the Controls SDA connector as if it were the connector of the port input / output circuit. At this time, the initial value setting circuit 30 is kept in its activated state in accordance with the low level signal applied to its setting terminal s as shown in FIG. 3c.
Nachdem die Anfangswert-Einstellschaltung 30 akti viert ist, beginnt sie, jedes an ihrem Datenanschluß d zugeführte Datenbit über ihren Ausgangsanschluß out bereitzustellen. Wie vorstehend erwähnt, wird jedes Bit des Datums, d. h. jedes Bit der Folgeeinrichtungs-Adresse, die an den SDA-Anschluß angelegt und dann durch die Zwischenspeicher-Schaltung 14 mit der an steigenden Flanke jedes an dem SCL-Anschluß zugeführ ten Taktimpulses zwischengespeichert wird, über den Datenanschluß D der seriellen Eingabe/Ausgabe-Schal tung 13 an den Datenanschluß d ausgegeben. Demgemäß wird der Ausgang der Zwischenspeicher-Schaltung 14 an dem Ausgangsanschluß out der Anfangswert-Einstell schaltung 30 bereitgestellt, wie in Fig. 3e gezeigt, so daß daher sämtliche Bit der Daten seriell über den Ausgangsanschluß OUT der seriellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung 13 ausgegeben werden. Nachdem die Einrich tung, die den Entscheidungsvorgang überstanden hat, und die Folgeeinrichtung in Antwort auf die durch die Einrichtung zugeführte Folgeeinrichtungs-Adresse ein niedrigpegeliges Rückmeldungssignal auf der SDA-Lei tung ausgeben, wird die SDA-Leitung niedrigpegelig. Somit kann der Zustand (d. h. der Niedrigpegel) des SDA-Anschlusses bei der ansteigenden Flanke des neun ten seit Beginn des Adreß-Übertragungsvorgangs dem SCL-Anschluß zugeführten Taktimpulses als der An fangswert des Ausgangs des Ausgangsanschlusses OUT der seriellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung 13 verwendet werden, wie aus dem in Fig. 3a und 3b durch eine El lipse umgrenzten Pegel des SDA-Signals ersichtlich ist.After the initial value setting circuit 30 is activated, it begins to provide each data bit supplied at its data connection d via its output connection out. As mentioned above, each bit of the date, ie, each bit of the sequencer address, that is applied to the SDA connector and then latched by latch circuit 14 with the rising edge of each clock pulse applied to the SCL connector. via the data connection D of the serial input / output circuit 13 to the data connection d output. Accordingly, the output of the latch circuit 14 is provided at the output terminal out of the initial value setting circuit 30 as shown in Fig. 3e, so that therefore all bits of the data are output serially through the output terminal OUT of the serial input / output circuit 13 . After the device that has passed the decision process and the slave device output a low-level feedback signal on the SDA line in response to the device address supplied by the device, the SDA line becomes low-level. Thus, the state (ie, low level) of the SDA port on the rising edge of the ninth clock pulse supplied to the SCL port since the beginning of the address transfer operation can be used as the initial value of the output of the output port OUT of the serial input / output circuit 13 are, as can be seen from the level of the SDA signal delimited by an ellipse in FIGS . 3a and 3b.
Wenn die Einrichtung den Entscheidungsvorgang über lebt hat, die Übertragung der die Folgeeinrichtung angebenden Adresse abgeschlossen ist und die Folge einrichtung dann die SDA-Leitung veranlaßt, auf den niedrigpegeligen Zustand überzugehen, versetzt die CPU 2 der Einrichtung den Wähler 6, den Wähler 11 und den Schalter 8 innerhalb einer Zeitdauer, während der der SCL-Anschluß hochpegelig gehalten wird, bei spielsweise zu der in Fig. 3a und 3b mittels durch brochener Linie angegebenen Zeit, in jeweils vorbe stimmte Zustände, so daß sowohl der SCL-Anschluß als auch der SDA-Anschluß von den Anschlüssen der Port- Eingabe/Ausgabe-Schaltung auf diejenigen der seriel len Eingabe/Ausgabe-Schaltung umschalten. Dann kann die CPU 2 durch Steuern der seriellen Eingabe/Ausga be-Schaltung 13 Daten an die Folgeeinrichtung über tragen. Während die Einrichtung die Daten über den I2C-Bus an die Folgeeinrichtung liefert, wird die se rielle Eingabe/Ausgabe-Schaltung 13 in Übereinstim mung mit dem Steuerregister 29 aktiviert gehalten, so daß die CPU 2 den SCL-Anschluß und den SDA-Anschluß so steuert, als wären diese die Anschlüsse der seri ellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung. Andererseits hat die Anfangswert-Einstellschaltung 30 ihren deaktivierten Zustand angenommen und wird in Übereinstimmung mit dem an ihren Setzeingang s angelegten Signal gemäß Fig. 3c in diesem Zustand gehalten.When the device has survived the decision process, the transfer of the address indicating the follower is completed, and the follower then causes the SDA line to transition to the low level, the device's CPU 2 moves the selector 6 , the voter 11 and the Switch 8 within a period of time during which the SCL connection is held high, for example at the time indicated in Fig. 3a and 3b by means of broken lines, in each predetermined conditions, so that both the SCL connection and the SDA - Switch the connection from the ports of the port input / output circuit to those of the serial input / output circuit. Then, the CPU 2 can transmit data to the slave device by controlling the serial input / output circuit 13 . While the device is supplying the data to the slave device via the I 2 C bus, the serial input / output circuit 13 is kept activated in accordance with the control register 29 so that the CPU 2 connects the SCL connector and the SDA Controls the connection as if these were the connections of the serial input / output circuit. On the other hand, the initial value setting circuit 30 has assumed its deactivated state and is kept in this state in accordance with the signal applied to its set input s according to FIG. 3c.
Nachdem die Anfangswert-Einstellschaltung 30 ihren deaktivierten Zustand angenommen hat, beginnt sie, an ihrem Eingangsanschluß zugeführte Daten über ihren Ausgangsanschluß out auszugeben. Zu übertragende Da ten, die durch das Übertragungspufferregister 27 in dem Übertragungs-Schieberegister 28 gespeichert wur den, werden synchron mit jedem von durch die Übertra gungssteuerschaltung 22 bereitgestellten Übertra gungstaktimpulsen seriell an den Eingangsanschluß in angelegt. Demgemäß wird der Ausgang des Übertragungs schieberegisters 28 über den Ausgangsanschluß out der Anfangswert-Einstellschaltung 30 an den Ausgangsan schluß OUT der seriellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung 13 geliefert, wie in Fig. 3e gezeigt. Nie bei der be kannten Einrichtung kann die CPU 2 den SCL-Anschluß und den SDA-Anschluß so handhaben, als wären diese nur Anschlüsse der seriellen Eingabe/Ausgabe-Schal tung, um gewünschte Daten über die SDA-Leitung zu übertragen, weil nur diejenige Einrichtung, die den zum Zeitpunkt der Übertragung der Folgeeinrichtungs-Adresse ausgeführten Entscheidungsvorgang überlebt hat, eine Führungseinrichtung des Systems ist und da her eine weitere Entscheidung im Hinblick auf die Da tenübertragung nicht notwendig ist.After the initial value setting circuit 30 assumes its deactivated state, it starts to output data supplied at its input terminal via its output terminal out. To be transmitted da ta, the WUR stored by the transmitting buffer register 27 in the transmit shift register 28 to be in synchronism with each of by the delegation of control circuit 22 provided Übertra supply clock pulses serially to the input terminal in is applied. Accordingly, the output of the transfer shift register 28 is supplied through the output terminal out of the initial value setting circuit 30 to the output terminal OUT of the serial input / output circuit 13 as shown in Fig. 3e. Never in the known device, the CPU 2 can handle the SCL connector and the SDA connector as if they were only connectors of the serial input / output circuit to transmit desired data via the SDA line, because only that Device that has survived the decision making process carried out at the time of transfer of the slave address, is a guide device of the system and therefore no further decision regarding the data transfer is necessary.
Zu der in Fig. 3a und 3b mittels durchbrochener Linie angegebenen Zeit veranlaßt die CPU 2 sowohl den SCL-Anschluß als auch den SDA-Anschluß, von den Anschlüs sen der Port-Eingabe/Ausgabe-Schaltung auf diejenigen der seriellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung umzuschalten. Vor diesem Zeitpunkt hat die Anfangswert-Einstell schaltung 30 den Anfangswert des Ausgangs des Aus gangsanschlusses OUT der seriellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung 13 auf den Pegel oder Wert eines mit der ansteigenden Flanke des neunten seit Beginn des Adreß-Übertragungsvorgangs an den SCL-Anschluß ange legten Taktimpulses dem SDA-Anschluß zugeführten bi nären Datums gesetzt. Demgemäß hält dann, wenn die serielle Eingabe/Ausgabe-Schaltung aus ihrem deakti vierten Zustand in ihren aktivierten Zustand wechselt und die I2C-Bus-Schnittstellenschaltung beginnt, als serielle Eingabe/Ausgabe-Schaltung zu dienen, die An fangswert-Einstellschaltung 30 - festgelegt durch den Anfangswert - den Ausgang ihres Ausgangsanschlusses out und damit den Ausgang des Ausgangsanschlusses OUT niedrigpegelig, so daß daher keine Änderung des Zu stands des SDA-Anschlusses eintritt, wie in Fig. 3b gezeigt.At the time shown in broken lines in Figs. 3a and 3b, the CPU 2 causes both the SCL port and the SDA port from the ports of the port input / output circuit to those of the serial input / output circuit switch. Before this time, the initial value setting circuit 30 has set the initial value of the output of the output terminal OUT of the serial input / output circuit 13 to the level or value of one with the rising edge of the ninth since the beginning of the address transfer operation to the SCL terminal put clock pulse to the SDA connector supplied binary date set. Accordingly, when the serial input / output circuit changes from its deactivated state to its activated state and the I 2 C bus interface circuit starts to serve as the serial input / output circuit, the initial value setting circuit 30 - determined by the initial value - the output of its output connection out and thus the output of the output connection OUT low, so that no change in the state of the SDA connection occurs, as shown in Fig. 3b.
Nachstehend wird die Funktionsweise der als Slave ar beitenden Einrichtung beschrieben. Wie in dem vorste hend erwähnten Fall, in dem die Einrichtung als Füh rungseinrichtung arbeitet, steuert die CPU 2 ab der Erzeugung eines Anfangszustands bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Einrichtung auf der SDA-Leitung eine Adresse empfängt, die ihre Folgeeinrichtung angibt, den SCL-Anschluß und den SDA-Anschluß der Schnitt stellenschaltung der Einrichtung, als ob diese die Anschlüsse der Port-Eingabe/Ausgabe-Schaltung wären. Nachdem die Einrichtung die Folgeeinrichtungs-Adresse empfangen hat und dann ein Rückmeldungssignal an die Führungseinrichtung ausgibt, d. h. nachdem die Ein richtung eine logische Null in den Ausgangs-Zwischen speicher 12 schreibt und sodann über den SDA-Anschluß ein niedrigpegeliges Rückmeldungssignal auf die SDA-Leitung ausgibt, versetzt die CPU 2 innerhalb einer Zeitdauer, während der der SCL-Anschluß hochpegelig gehalten wird, den Wähler 6, den Wähler 11 und den Schalter 8 in jeweils vorbestimmte Zustände, so daß sowohl der SDA-Anschluß als auch der SCL-Anschluß von den Anschlüssen der Port-Eingabe/Ausgabe-Schaltung auf diejenigen der seriellen Eingabe/Ausgabe-Schal tung umschalten. Die CPU 2 kann durch Steuern der se riellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung 13 Daten von der Führungseinrichtung empfangen oder Daten an die Füh rungseinrichtung liefern. The operation of the device working as a slave will be described below. As in the above-mentioned case where the device operates as a guide device, the CPU 2 controls from the generation of an initial state until the device receives an address on the SDA line indicating its slave device SCL connector and the SDA connector of the interface circuit of the device as if they were the connectors of the port input / output circuit. After the device has received the slave device address and then outputs a feedback signal to the guide device, that is, after the device writes a logic zero in the output latch 12 and then outputs a low level feedback signal to the SDA line through the SDA connector , the CPU 2 puts the selector 6 , the selector 11, and the switch 8 into predetermined states within a period of time during which the SCL connector is kept high, so that both the SDA connector and the SCL connector of the Switch the ports of the port input / output circuit to those of the serial input / output circuit. The CPU 2 can receive data from the guide device or supply data to the guide device by controlling the serial input / output circuit 13 .
Bevor die CPU 2 den SCL-Anschluß und den SDA-Anschluß veranlaßt, von den Anschlüssen der Port-Eingabe/Aus gabe-Schaltung auf diejenigen der seriellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung umzuschalten, hat die Anfangswert-Ein stellschaltung 30 den Anfangswert des Ausgangs des Ausgangsanschlusses OUT der seriellen Eingabe/Ausga be-Schaltung 13 auf den Pegel oder Wert eines binären Datums gesetzt, welches mit der ansteigenden Flanke des neunten seit Beginn des Adreß-Übertragungsvor gangs an den SCL-Anschluß angelegten Taktimpulses an den SDA-Anschluß angelegt wird. Daher tritt keine Än derung des Pegels des SDA-Anschlusses auf, wenn die I2C-Bus-Schnittstellenschaltung beginnt, als serielle Eingabe/Ausgabe-Schaltung zu dienen, wie in dem Fall, in dem die Einrichtung als Führungseinrichtung des I2C-Bus-Systems wirkt.Before the CPU 2 causes the SCL port and the SDA port to switch from the ports of the port input / output circuit to those of the serial input / output circuit, the initial value setting circuit 30 has the initial value of the output of the Output terminal OUT of the serial input / output circuit 13 is set to the level or value of a binary data which is applied to the SDA terminal with the rising edge of the ninth clock pulse applied to the SCL terminal since the beginning of the address transmission operation. Therefore, no change in the level of the SDA connector occurs when the I 2 C bus interface circuit starts to serve as a serial input / output circuit, as in the case where the device as a guide device of the I 2 C- Bus system works.
Wie vorangehend erwähnt, tritt, weil die serielle Eingabe/Ausgabe-Schaltung gemäß dem ersten Ausfüh rungsbeispiel den Anfangswert des Ausgangs ihres Aus gangsanschlusses in Übereinstimmung mit dem Pegel oder Wert eines an den SDA-Anschluß angelegten binä ren Datums, d. h. mit dem Zustand des SDA-Anschlusses, festlegen kann, keine zufällige oder ungewollte Ende bedingung auf, wenn eine die serielle Eingabe/Ausga be-Schaltung umfassende 12C-Bus-Schnittstellenschal tung beginnt, als die serielle Eingabe/Ausgabe-Schal tung zu dienen. Demgemäß kann die serielle Eingabe/Ausgabe-Schaltung dieses Ausführungsbeispiels in Zu sammenwirkung mit einer Port-Eingabe/Ausgabe-Schal tung eine I2C-Bus-Schnittstellenschaltung ohne Hinzu fügung von zweckgebundener Hardware und darüber hin aus eine I2C-Bus-Einrichtung wie beispielsweise einen Mikrocontroller oder einen LCD-Treiber mit kleiner Chipfläche, geringen Herstellungskosten und hoher allgemeiner, vielseitiger Verwendbarkeit bereitstel len.As mentioned above, because the serial input / output circuit according to the first embodiment, the initial value of the output of its output terminal occurs in accordance with the level or value of a binary data applied to the SDA terminal, that is, the state of the SDA -Connection, may not specify a random or unwanted end condition when a 1 2 C bus interface circuit including the serial input / output circuit starts to serve as the serial input / output circuit. Accordingly, the serial input / output circuit of this embodiment, in cooperation with a port input / output circuit, can be an I 2 C bus interface circuit without adding dedicated hardware and, moreover, an I 2 C bus device such as a microcontroller or an LCD driver with a small chip area, low manufacturing costs and high general, versatile usability.
Nachstehend wird auf Fig. 4 Bezug genommen, in der ein Blockdiagramm dargestellt ist, welches die Struk tur einer Einrichtung zeigt, die mit einer I2C-Bus-Schnittstellenschaltung gemäß einer weiteren Ausfüh rungsbeispiel einschließlich der in Fig. 1 gezeigten seriellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung 13 versehen ist. Die Schnittstellenschaltung gemäß diesem Ausführungs beispiel ist so ausgelegt, daß sie den Anfangswert des Ausgangs des Ausgangsanschlusses OUT der seriel len Eingabe/Ausgabe-Schaltung 13, die zu verwenden ist, wenn die Schnittstellenschaltung beginnt, als serielle Eingabe/Ausgabe-Schaltung zu dienen, durch Ausgeben eines an den SDA-Anschluß zu liefernden Aus gangswerts, der durch die CPU 2 zugeführt und in den Ausgangs-Zwischenspeicher 12 zwischengespeichert wur de, an den Datenanschluß D der seriellen Eingabe/Aus gabe-Schaltung 13 festlegt. D.h., daß gemäß diesem Ausführungsbeispiel anstelle des Zwischenspeicherns des Pegel s oder Werts eines mit der ansteigenden Flanke jedes Taktimpulses an den SDA-Anschluß ange legten binären Datums unter Verwendung der in Fig. 2 gezeigten Zwischenspeicher-Schaltung 14 ein Ausgangs wert, der durch den Ausgangs-Zwischenspeicher 12 zwi schengespeichert wurde und an den SDA-Anschluß aus zu geben ist, an den Datenanschluß D der seriellen Ein gabe/Ausgabe-Schaltung 13 angelegt wird, um den An fangswert des Ausgangs des Ausgangsanschlusses OUT auf den ausgegebenen Wert zu setzen. Die weiteren Komponenten der in Fig. 4 gezeigten Schnittstellen schaltung sind dieselben wie diejenigen der Schnitt stellenschaltung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel und mit denselben, in Fig. 2 gezeigten Bezugszeichen bezeichnet, so daß daher im folgenden die Beschrei bung bezüglich dieser Komponenten weggelassen wird.4, reference will hereinafter be made to FIG., In which a block diagram is shown, which structure the structural means, coupled to an I 2 C bus interface circuit according to another exporting approximately, for example including those in Fig. Serial input / output shown 1 Circuit 13 is provided. The interface circuit according to this embodiment is designed to take the initial value of the output of the output terminal OUT of the serial input / output circuit 13 to be used when the interface circuit starts to serve as a serial input / output circuit Outputting an output value to be supplied to the SDA connection, which was supplied by the CPU 2 and buffered in the output buffer memory 12 , defines the data connection D of the serial input / output circuit 13 . That is, according to this embodiment, instead of latching the level s or the value of a binary data applied to the rising edge of each clock pulse to the SDA terminal using the latch circuit 14 shown in Fig. 2, an output value by the output Buffer 12 has been temporarily stored and is to be output to the SDA connection, is applied to the data connection D of the serial input / output circuit 13 in order to set the initial value of the output of the output connection OUT to the output value. The other components of the interface circuit shown in Fig. 4 are the same as those of the interface circuit according to the first embodiment and denoted by the same reference numerals shown in Fig. 2, so that the description of these components is therefore omitted below.
Wie in dem vorstehend erwähnten ersten Ausführungs beispiel hat die CPU 2 der Einrichtung, die mit der Schnittstellenschaltung gemäß diesen Ausführungsbei spiel versehen ist, eine hohe Verarbeitungsleistung und kann daher den Entscheidungsvorgang durch Steuern des Eingabe/Ausgabe-Ports durchführen.As in the above-mentioned first embodiment, the CPU 2 of the device provided with the interface circuit according to this embodiment has high processing power and can therefore perform the decision process by controlling the input / output port.
Nachstehend wird auf Fig. 5a bis 5e Bezug genommen, in welchen Zeitverlaufsdiagramme zum Erklären der Funktionsweise der Einrichtung, die mit der Schnitt stellenschaltung gemäß dem zweiten Ausführungsbei spiel versehen ist, dargestellt sind Fig. 5a zeigt den Signalverlauf von Taktimpulsen, die dem SCL-An schluß der in Fig. 4 gezeigten I2C-Bus-Schnittstellen schaltung zugeführt werden, Fig. 5b zeigt den Signal verlauf eines Signals, das einem SDA-Anschluß der Schnittstellenschaltung der Einrichtung zugeführt wird, Fig. 5c zeigt den Signalverlauf eines Signals, das dem Einstellanschluß s der Anfangswert-Einstell schaltung 30 der seriellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung 13 gemäß Fig. 1 zugeführt wird, Fig. 5d zeigt den Signalverlauf eines Signals, das dem Datenanschluß d der Anfangswert-Einstellschaltung 30 der seriellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung 13 zugeführt wird, und Fig. 5e zeigt den Signalverlauf eines Signals, das über den Ausgangsanschluß out der Anfangswert-Einstell schaltung 30 der seriellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung 13 zugeführt wird.Will hereinafter be made to Fig. 5a to 5e reference in which are timing charts for explaining the operation of the device, which is provided game circuit with the interface according to the second Ausführungsbei shown Fig. 5a shows the waveform of clock pulses corresponding to the SCL-An Conclusion of the I 2 C-bus interface circuit shown in Fig. 4, Fig. 5b shows the signal waveform of a signal that is supplied to an SDA connector of the interface circuit of the device, Fig. 5c shows the waveform of a signal that the set terminal s of the initial value adjusting circuit 30 of the serial input / output circuit 13 of FIG. 1 is supplied, Fig. 5d shows the waveform of a signal applied to the data terminal D of the initial value setting circuit 30, the serial input / output circuit 13 is supplied, and Fig. 5e shows the waveform of a signal, the initial value setting sc via the output terminal out attitude 30 of the serial input / output circuit 13 is supplied.
Wie die Einrichtung, die mit der Schnittstellenschal tung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel versehen ist, werden dann, wenn eine Anfangsbedingung auf dem I2C-Bus auftritt, zunächst eine einen Slave angebende Adresse über den I 2C-Bus und danach Daten an den Slave übertragen.Like the device provided with the interface circuit according to the first embodiment, when an initial condition occurs on the I 2 C bus, an address indicating a slave is first transmitted via the I 2 C bus and then data to the slave transfer.
Nachstehend wird die Funktionsweise der als Führungs einrichtung des I2C-Bus-Systems arbeitenden Einrich tung beschrieben. Wenn die CPU 2 das SDA-Signal ver anlaßt, von dem hohen Pegel auf den niedrigen Pegel über zugehen, während die SCL-Leitung in ihrem hochpe geligen Zustand gehalten wird, bewirkt der Übergang einen Anfangszustand. Die CPU 2 steuert ab Beginn der Anfangsbedingung bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Einrichtung aufhört, eine Adresse, die ihre Folgeein richtung angibt, auf die SDA-Leitung aus zugeben, den SCL-Anschluß und den SDA-Anschluß der Schnittstellen schaltung der Einrichtung, als ob diese die Anschlüs se der Port-Eingabe/Ausgabe-Schaltung wären, entspre chend der Einrichtung gemäß dem ersten Ausführungs beispiel. Eine derartige Steuerung durch die CPU 2 ist erforderlich, um einen komplizierten Entschei dungsvorgang zum Autorisieren einer Einrichtung in dem I2C-Bus-System als Führungseinrichtung des I2C-Bus-Systems zu verarbeiten.The operation of the device operating as a guide device of the I 2 C bus system is described below. When the CPU 2 causes the SDA signal to transition from the high level to the low level while the SCL line is kept in its high level state, the transition causes an initial state. The CPU 2 controls from the beginning of the initial condition until the time when the device ceases to output an address indicating its follower device on the SDA line, the SCL port and the SDA port of the device interface circuit as if these were the terminals of the port input / output circuit, according to the device according to the first embodiment, for example. Such a control by the CPU 2 required a complicated decision process to authorize a device in the I 2 C-bus system as a guide means of the I 2 C-bus system to process.
Wie bei der mit der Schnittstellenschaltung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel versehenen Einrichtung wird dann, während die mit der Schnittstellenschal tung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel versehene Einrichtung über den I2C-Bus eine Folgeeinrichtungs-Adresse zuführt, die serielle Eingabe/Ausgabe-Schal tung 13 in Übereinstimmung mit dem Steuerregister 29 deaktiviert gehalten, so daß die CPU 2 den SCL-An schluß und den SDA-Anschluß steuern kann, als ob die se die Anschlüsse der Port-Eingabe/Ausgabe-Schaltung wären. Zu dieser Zeit wird die Anfangswert-Einstell schaltung 30 in Übereinstimmung mit dem an ihren Setzeingang s angelegten Signal gemäß Fig. 5c in ih rem aktivierten Zustand gehalten. Da ein an den SDA-Anschluß gelieferter Ausgangswert, der durch die CPU 2 auf den Datenbus 3 ausgegeben und in den Ausgangs-Zwischen speicher 12 zwischengespeichert wurde, auch an den Datenanschluß d der Anfangswert-Einstellschal tung 30 geliefert wird, wird der Ausgang des Aus gangs-Zwischenspeichers 12 als der Anfangswert des Ausgangs des Ausgangsanschlusses OUT der seriellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung in den Datenanschluß D ge leitet, der zu verwenden ist, wenn veranlaßt wird, daß der SCL-Anschluß und der SDA-Anschluß von den An schlüssen der Port-Eingabe/Ausgabe-Schaltung auf die jenigen der seriellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung um schalten, d. h., wenn die serielle Eingabe/Ausgabe-Schaltung von ihrem deaktivierten Zustand auf ihren aktivierten Zustand wechselt. Infolgedessen wird der hochpegelige Ausgang des Ausgangs-Zwischenspeichers 12 bei der ansteigenden Flanke des neunten Taktimpul ses gemäß Fig. 5a seit Beginn der Adreß-Übertragung als der Anfangswert des Ausgangs des Ausgangsan schlusses OUT in den Datenanschluß D und damit in den Datenanschluß d der Anfangswert-Einstellschaltung 30 übernommen, wie in Fig. 5d gezeigt. Dies beruht dar auf, daß die Einrichtung, die die Führungseinrichtung des I2C-Bus-Systems ist, dem SDA-Anschluß ein hochpe geliges Signal zuführen muß, so daß eine entsprechen de Folgeeinrichtungs-Einrichtung ein niedrigpegeliges Rückmeldungssignal auf die SDA-Leitung des I2C-Busses ausgeben kann.Then, as with the device provided with the interface circuit according to the first embodiment, while the device provided with the interface circuit according to the second embodiment supplies a slave device address via the I 2 C bus, the serial input / output circuit 13 in Correspondence with the control register 29 is kept disabled so that the CPU 2 can control the SCL port and the SDA port as if they were the ports of the port input / output circuit. At this time, the initial value setting circuit 30 is kept in its activated state in accordance with the signal applied to its set input s as shown in FIG. 5c. Since an output value supplied to the SDA terminal, which has been output by the CPU 2 on the data bus 3 and buffered in the output buffer 12 , is also supplied to the data terminal d of the initial value setting circuit 30 , the output becomes off gangs latch 12 as the initial value of the output of the output terminal OUT of the serial input / output circuit in the data terminal D ge, which is to be used when the SCL terminal and the SDA terminal are caused to the terminals of the Switch port input / output circuit to that of the serial input / output circuit, that is, when the serial input / output circuit changes from its deactivated state to its activated state. As a result, the high-level output of the output buffer 12 on the rising edge of the ninth clock pulse according to FIG. 5a since the beginning of the address transmission as the initial value of the output of the output terminal OUT into the data terminal D and thus into the data terminal d the initial value Setting circuit 30 taken over, as shown in Fig. 5d. This is due to the fact that the device, which is the guide device of the I 2 C bus system, must supply the SDA connection with a high-level signal, so that a corresponding de-device device sends a low-level feedback signal to the SDA line of the I can output 2 C buses.
Wenn die Einrichtung den Entscheidungsvorgang über lebt hat, die Übertragung der die Folgeeinrichtung angebenden Adresse beendet ist und die Folgeeinrich tung dann ein niedrigpegeliges Rückmeldungssignal auf die SDA-Leitung ausgibt, versetzt die CPU 2 innerhalb einer Zeitdauer, während der der SCL-Anschluß hochpe gelig gehalten wird, beispielsweise zu der in Fig. 5a und 5b mittels durchbrochener Linie angegebenen Zeit, den Wähler 6, den Wähler 11 und den Schalter 8 in je weils vorbestimmte Zustände, so daß sowohl der SCL-Anschluß als auch der SDA-Anschluß von den Anschlüs sen der Port-Eingabe/Ausgabe-Schaltung auf diejenigen der seriellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung umschalten. Sodann beginnt die CPU 2 durch Steuern der seriellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung 13 mit der Übertragung von Daten an die Folgeeinrichtung oder mit dem Empfang von Daten von der Folgeeinrichtung. Während ein Da tenübertragungsvorgang zwischen der Führungseinrich tung und der Folgeeinrichtung auf dem I2C-Bus aus ge führt wird, wird die serielle Eingabe/Ausgabe-Schal tung 13 in Übereinstimmung mit dem Steuerregister 29 in ihrem aktivierten Zustand gehalten, so daß die CPU 2 den SCL-Anschluß und den SDA-Anschluß steuern kann, als ob diese die Anschlüsse der seriellen Eingabe/ Ausgabe-Schaltung wären. Zu dieser Zeit wird die An fangswert-Einstellschaltung 30 in Übereinstimmung mit dem an ihren Setzeingang s angelegten Signal gemäß Fig. 5c deaktiviert gehalten.When the device has survived the decision process, the transmission of the address indicating the slave is finished, and the slave then outputs a low level feedback signal to the SDA line, the CPU 2 moves within a period of time during which the SCL connector is kept high level is, for example, at the time in Fig. 5a and 5b indicated by means of broken lines, the selector 6, the selector 11 and the switch 8 in each weils predetermined conditions, so that both the SCL pin and the SDA port of the connec Switch the port input / output circuit to that of the serial input / output circuit. Then, by controlling the serial input / output circuit 13 , the CPU 2 starts to transmit data to the slave device or to receive data from the slave device. While a data transfer operation between the guide device and the slave device is performed on the I 2 C bus, the serial input / output circuit 13 is held in its activated state in accordance with the control register 29 so that the CPU 2 can control the SCL port and the SDA port as if they were the ports of the serial input / output circuit. At this time, the initial value setting circuit 30 is kept deactivated in accordance with the signal applied to its set input s as shown in FIG. 5c.
Nachdem die Anfangswert-Einstellschaltung 30 ihren deaktivierten Zustand angenommen hat, beginnt sie, an ihrem Eingangsanschluß in synchron mit jedem von Tak timpulsen seriell zugeführte Daten über ihren Aus gangsanschluß out auszugeben, wie in Fig. 5e gezeigt. Die Daten werden dann an den Ausgangsanschluß OUT der seriellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung 13 weitergelei tet. Wie in dem ersten Ausführungsbeispiel kann die CPU 2 den SCL-Anschluß und den SDA-Anschluß so hand haben, als wären diese nur die Anschlüsse der seriel len Eingabe/Ausgabe-Schaltung, um gewünschte Daten über die SDA-Leitung zu übertragen, weil nur diejeni ge Einrichtung, die den zur Zeit der Übertragung der Folgeeinrichtungs-Adresse ausgeführten Entscheidungs vorgang überlebt hat, eine Führungseinrichtung des Systems ist und daher eine weitere Entscheidung im Hinblick auf die Datenübertragung nicht erforderlich ist.After the initial value setting circuit 30 assumes its deactivated state, it starts to output data supplied in series through its output terminal out at its input terminal in synchronism with each of clock pulses, as shown in Fig. 5e. The data is then passed to the output terminal OUT of the serial input / output circuit 13 . As in the first embodiment, the CPU 2 can handle the SCL connector and the SDA connector as if they were only the connectors of the serial input / output circuit to transfer desired data over the SDA line because only the one that survived the decision making at the time of transferring the follower address is a leader of the system and therefore no further decision regarding data transfer is required.
Wie vorangehend erklärt veranlaßt zu der in Fig. 5a und 5b mittels durchbrochener Linie angegebenen Zeit die CPU 2 sowohl den SCL-Anschluß als auch den SDA-Anschluß, von den Anschlüssen der Port-Eingabe/Ausga be-Schaltung auf diejenigen der seriellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung umzuschalten. Zuvor wurde der An fangswert des Ausgangs des Ausgangsanschlusses OUT der seriellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung 13 auf den hohen Pegel gesetzt, welches der Einstellwert ist, der durch die CPU 2 während des Zyklus des neunten seit Beginn des Adreß-Übertragungsvorgangs an den SCL-Anschluß angelegten Taktimpulses an den SDA-Anschluß anzulegen ist. Andererseits fährt die Folge einrichtung damit fort, ein niedrigpegeliges Rückmel dungssignal zu liefern, während die SCL-Leitung hoch pegelig gehalten wird. Demgemäß hält dann, wenn die serielle Eingabe/Ausgabe-Schaltung 13 aus ihrem deak tivierten Zustand in ihren aktivierten Zustand wech selt und die I2C-Bus-Schnittstellenschaltung beginnt, als die serielle Eingabe/Ausgabe-Schaltung zu dienen, die Anfangswert-Einstellschaltung 30 - festgelegt durch den Anfangswert - den Ausgang ihres Ausgangsan schlusses out und damit den Ausgang des Ausgangsan schlusses OUT hochpegelig, so daß daher keine Ände rung im Zustand des SDA-Anschlusses auftritt, wie in Fig. 5b gezeigt. As explained above, at the time shown in broken lines in Figs. 5a and 5b, the CPU 2 causes both the SCL port and the SDA port to change from the ports of the port input / output circuit to those of the serial input / Switch output circuit. Previously, the initial value of the output of the output terminal OUT of the serial input / output circuit 13 has been set to the high level, which is the setting value that has been set by the CPU 2 during the cycle of the ninth since the address transfer operation to the SCL terminal clock pulse applied to the SDA connection. On the other hand, the follower continues to supply a low level feedback signal while the SCL line is kept high. Accordingly, when the serial input / output circuit 13 changes from its deactivated state to its activated state and the I 2 C bus interface circuit starts to serve as the serial input / output circuit, the initial value setting circuit 30 - determined by the initial value - the output of their output connection out and thus the output of the output connection OUT high level, so that therefore no change occurs in the state of the SDA connection, as shown in Fig. 5b.
Nachstehend wird die Funktionsweise der als Folgeein richtung arbeitenden Einrichtung beschrieben. Wie in dem vorstehend erwähnten Fall, in dem die Einrichtung als Führungseinrichtung arbeitet, steuert die CPU 2 ab der Erzeugung eines Anfangszustands bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Einrichtung aufhört, auf der SDA-Leitung eine Adresse zu empfangen, die ihre Fol geeinrichtung angibt, den SCL-Anschluß und den SDA-Anschluß der Schnittstellenschaltung der Einrichtung, als ob diese die Anschlüsse der Port-Eingabe/Ausgabe-Schaltung wären. Nachdem die Einrichtung die Folge einrichtungs-Adresse empfangen hat und dann ein Rück meldungssignal an die Führungseinrichtung ausgibt, d. h. nachdem die Einrichtung eine logische Null in den Ausgangs-Zwischenspeicher 12 schreibt und sodann über den SDA-Anschluß ein niedrigpegeliges Rückmel dungssignal an den SDA-Anschluß ausgibt, versetzt die CPU 2 innerhalb einer Zeitdauer, während der der SCL-Anschluß hochpegelig gehalten wird, den Wähler 6, den Wähler 11 und den Schalter 8 in jeweils vorbestimmte Zustände, so daß sowohl der SDA-Anschluß als auch der SCL-Anschluß von den Anschlüssen der Port-Eingabe/Ausgabe-Schaltung auf diejenigen der seriellen Einga be/Ausgabe-Schaltung umschalten. Die CPU 2 kann durch Steuern der seriellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung 13 Daten von der Führungseinrichtung empfangen oder Da ten an die Führungseinrichtung liefern.The operation of the device operating as a device is described below. As in the above-mentioned case where the device operates as a guide device, the CPU 2 controls from the generation of an initial state until the device ceases to receive an address on the SDA line indicating its subsequent device , the SCL connector and the SDA connector of the device interface circuit as if they were the connectors of the port input / output circuit. After the device has received the subsequent device address and then outputs a feedback signal to the guidance device, that is, after the device writes a logic zero in the output latch 12 and then a low level feedback signal to the SDA port via the SDA port outputs, the CPU 2 puts the selector 6 , the selector 11 and the switch 8 into predetermined states within a period of time during which the SCL connector is kept high, so that both the SDA connector and the SCL connector of switch the ports of the port input / output circuit to those of the serial input / output circuit. The CPU 2 can receive data from the guide device or supply data to the guide device by controlling the serial input / output circuit 13 .
Bevor die CPU 2 den SCL-Anschluß und den SDA-Anschluß veranlaßt, von den Anschlüssen der Port-Eingabe/Aus gabe-Schaltung auf diejenigen der seriellen Einga be/Ausgabe-Schaltung umzuschalten, hat die Anfangs wert-Einstellschaltung 30 den Anfangswert des Aus gangs des Ausgangsanschlusses OUT der seriellen Ein gabe/Ausgabe-Schaltung 13 auf einen hohen Pegel ge setzt, welches der Einstellwert ist, der durch die CPU 2 während des Zyklus des neunten seit Beginn des Adreß-Übertragungsvorgangs an den SCL-Anschluß ange legten Taktimpulses an den SDA-Anschluß anzulegen ist. Daher tritt in dem Pegel des SDA-Anschlusses keine Änderung auf, wenn die Einrichtung beginnt, als serielle Eingabe/Ausgabe-Schaltung zu dienen, wie in dem Fall, in dem die Einrichtung als Führungseinrich tung des I2C-Bus-Systems wirkt.Before the CPU 2 causes the SCL port and the SDA port to switch from the ports of the port input / output circuit to those of the serial input / output circuit, the initial value setting circuit 30 has the initial value of the off gangs of the output terminal OUT of the serial input / output circuit 13 is set to a high level, which is the setting value which is applied by the CPU 2 during the cycle of the ninth clock pulse applied to the SCL terminal since the address transmission process began the SDA connection must be created. Therefore, no change occurs in the level of the SDA terminal when the device starts to serve as a serial input / output circuit, as in the case where the device acts as a guide device of the I 2 C bus system.
Wie vorangehend erwähnt, tritt, weil die I2C-Bus-Schnitt stellenschaltung gemäß dem zweiten Ausfüh rungsbeispiel den Anfangswert des Ausgangs des Aus gangsanschlusses der seriellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung unter Verwendung des Pegel s oder Wert s ei nes durch die Port-Eingabe/Ausgabe-Schaltung an den SDA-Anschluß anzulegenden binären Datums festlegen kann, keine zufällige oder ungewollte Endebedingung auf. Ferner kann, weil die Schnittstellenschaltung gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Zwischenspei cherschaltung 14 gemäß Fig. 2 nicht benötigt, die Größe der I2C-Bus-Schnittstellenschaltung im Vergleich zu der I2C-Bus-Schnittstellenschaltung gemäß dem er sten Ausführungsbeispiel weiter verringert werden.As mentioned above, because the I 2 C bus interface circuit according to the second embodiment occurs the initial value of the output of the output terminal of the serial input / output circuit by using the level s or value s ees through the port input / Output circuit can be set to the binary date to be applied to the SDA connection, no random or unwanted end condition. Further, because the interface circuit according to this embodiment does not require the latch circuit 14 shown in FIG. 2, the size of the I 2 C-bus interface circuit can be further reduced compared to the I 2 C-bus interface circuit according to the first embodiment.
Wie vorangehend erklärt, wird in Übereinstimmung mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eine serielle Eingabe/Ausgabe-Schaltung bereitgestellt, die eine Anfangswert-Einstellschaltung zum Einstellen eines Anfangswerts des Ausgangs eines Ausgangsanschlusses derselben und einen Datenanschluß, in welchen ein bi näres Datum eingeleitet wird, um den Anfangswert des Ausgangs des Ausgangsanschlusses der seriellen Einga be/Ausgabe-Schaltung auf den Wert des binären Datums zu setzen, umfaßt. Ferner ist die serielle Eingabe/Ausgabe-Schaltung so ausgelegt, daß sie die an sie über den Datenanschluß angelegten Daten durch ihren Ausgangsanschluß ausgibt, wenn die serielle Einga be/Ausgabe-Schaltung in ihrem deaktivierten Zustand gehalten wird. Andererseits ist die serielle Einga be/Ausgabe-Schaltung dann, wenn die in ihrem akti vierten Zustand gehalten wird, so ausgelegt, daß sie ihr über einen Eingangsanschluß auf der SDA-Leitung zugeführte Übertragungsdaten durch den Ausgangsan schluß ausgibt. Demgemäß kann die serielle Einga be/Ausgabe-Schaltung gemäß den Ausführungsbeispielen in Zusammenwirkung mit einer Port-Eingabe/Ausgabe-Schaltung eine I2C-Bus-Schnittstellen-Schaltungsan ordnung implementieren, die keine falsche Endebedin gung, welche eine Fehlfunktion in dem I2C-Bus-System verursacht, erzeugt, wenn die I2C-Bus-Schnittstellen-Schaltungs anordnung, die als Port-Eingabe/Ausgabe-Schaltung gedient hat, als serielle Eingabe/Ausgabe-Schaltung zu dienen beginnt.As explained above, in accordance with a preferred embodiment, there is provided a serial input / output circuit which includes an initial value setting circuit for setting an initial value of the output of an output terminal thereof and a data terminal in which a binary date is introduced around the initial value to set the output of the output terminal of the serial input / output circuit to the value of the binary data. Furthermore, the serial input / output circuit is designed to output the data applied to it through the data port through its output port when the serial input / output circuit is kept in its deactivated state. On the other hand, when the serial input / output circuit is kept in its fourth state, it is designed to output transmission data supplied to it via an input terminal on the SDA line through the output terminal. Accordingly, the serial input / output circuit according to the embodiments, in cooperation with a port input / output circuit, can implement an I 2 C-bus interface circuit arrangement that does not have a wrong end condition that a malfunction in the I 2 C-Bus system causes generated when the I 2 C-Bus interface circuitry that has served as the port input / output circuit begins to serve as a serial input / output circuit.
Darüber hinaus umfaßt die I2C-Bus-Schnittstellen-Schaltungs anordnung eine Zwischenspeicher-Schaltung zum Zwischenspeichern eines binären Datums auf der SDA-Leitung des I2C-Busses mit der ansteigenden Flanke jedes Impulses eines Taktsignals auf der SCL-Leitung des I2C-Busses. Die serielle Eingabe/Ausgabe-Schaltung kann den Anfangswert ihres Ausgangsanschlusses auf den Wert des durch die Zwischenspeicherschaltung zwi schengespeicherten binären Datums setzen. Daher tritt keine Endebedingung zufällig auf, we 03110 00070 552 001000280000000200012000285910299900040 0002019728465 00004 02991nn die I2C-Bus-Schnitt stellen-Schaltungsanordnung, die als Port-Ein gabe/Ausgabe-Schaltung gedient hat, beginnt, als se rielle Eingabe/Ausgabe-Schaltung zu dienen. Somit kann die serielle Eingabe/Ausgabe-Schaltung gemäß den beschriebenen Ausführungsbeispielen eine I2C-Bus-Schnitt stellen-Schaltungsanordnung in Zusammenwirkung mit einer Port-Eingabe/Ausgabe-Schaltung ohne Hinzu fügung von zweckgebundener Hardware und darüber hin aus eine I2C-Bus-Einrichtung wie beispielsweise einen Mikrocontroller oder einen LCD-Treiber mit kleiner Chipfläche, niedrigen Herstellungskosten und hoher allgemeiner, vielseitiger Verwendbarkeit bereitstel len.In addition, the I 2 C bus interface circuitry includes a latch circuit for latching a binary data on the SDA line of the I 2 C bus with the rising edge of each pulse of a clock signal on the SCL line of the I 2 C-buses. The serial input / output circuit can set the initial value of its output terminal to the value of the binary data cached by the latch circuit. Therefore, an end condition does not occur accidentally when 03110 00070 552 001000280000000200012000285910299900040 0002019728465 00004 02991nn the I 2 C-Bus interface circuit arrangement, which has served as port input / output circuit, begins as a serial input / output circuit to serve. Thus, the serial input / output circuit according to the described exemplary embodiments can implement an I 2 C bus interface circuit arrangement in cooperation with a port input / output circuit without adding dedicated hardware and, in addition, an I 2 C Bus devices such as a microcontroller or an LCD driver with a small chip area, low manufacturing costs and high general, versatile usability.
In Übereinstimmung mit einem anderen Ausführungsbei spiel wird dann, wenn die serielle Eingabe/Ausgabe-Schaltung deaktiviert gehalten wird ein durch die Port-Eingabe/Ausgabe-Schaltung auf die SDA-Leitung auszugebendes binäres Datum auch in den Datenanschluß der serielle Eingabe/Ausgabe-Schaltung geleitet, um den Anfangswert des Ausgangsanschlusses auf den Wert des binären Datums zu setzen. Demgemäß benötigt die I2C-Bus-Schnittstellen-Schaltungsanordnung gemäß die sem Ausführungsbeispiel die vorstehend erwähnte Zwi schenspeicher-Schaltung zum Zwischenspeichern eines binären Datums auf der SDA-Leitung des I2C-Busses mit der ansteigenden Flanke jedes Impulses eines Taktsi gnals auf der SCL-Leitung des I2C-Busses nicht, so daß die Größe der I2C-Bus-Schnittstellen-Schaltungsanord nung im Vergleich zu der I2C-Bus-Schnittstellen-Schal tungsanordnung des vorstehend erwähnten ersten Aus führungsbeispiels weiter verringert werden kann.In accordance with another exemplary embodiment, if the serial input / output circuit is kept deactivated, a binary data to be output by the port input / output circuit on the SDA line is also in the data connection of the serial input / output circuit directed to set the initial value of the output port to the value of the binary date. Accordingly, the I 2 C bus interface circuitry according to this embodiment needs the aforementioned latch circuit for latching a binary data on the SDA line of the I 2 C bus with the rising edge of each pulse of a clock signal on the SCL line of the I 2 C bus not, so that the size of the I 2 C bus interface circuit arrangement can be further reduced in comparison with the I 2 C bus interface circuit arrangement of the aforementioned first exemplary embodiment .
Wie vorstehend beschrieben, kann eine Serielle Einga be/Ausgabe-Schaltungsanordnung zusammenwirkend mit einer Port-Eingabe/Ausgabe-Schaltungsanordnung eine mit einem seriellen Bus wie beispielsweise einem I2C-Bus verbundene Schnittstellen-Schaltungsanordnung im plementieren. Die serielle Eingabe/Ausgabe-Schal tungsanordnung weist eine Anfangswert-Einstellschal tung auf, die Daten empfängt, mittels welchen über einen Datenanschluß ein Anfangswert des Ausgangs ei nes Ausgangsanschlusses festgelegt wird, bevor die serielle Eingabe/Ausgabe-Schaltung aktiviert wird, um die über den Datenanschluß empfangenen Daten an den Ausgangsanschluß zu leiten, während die serielle Ein gabe/Ausgabe-Schaltung in ihrem deaktivierten Zustand gehalten wird und um - wenn die serielle Einga be/Ausgabe-Schaltung aus dem deaktivierten Zustand in den aktivierten Zustand wechselt - den Ausgang des Ausgangsanschlusses in einem durch den Anfangswert bestimmten Zustand zu halten und dann die diesem se riell zugeführten Daten zu empfangen und über den Ausgangsanschluß seriell auf eine Datenleitung des I2C-Busses zu leiten, während die serielle Eingabe/Ausgabe-Schaltung in ihrem aktivieren Zustand gehal ten wird.As described above, serial input / output circuitry, in cooperation with port input / output circuitry, may implement interface circuitry connected to a serial bus such as an I 2 C bus. The serial input / output circuit arrangement has an initial value setting circuit which receives data, by means of which an initial value of the output of an output terminal is determined via a data connection before the serial input / output circuit is activated by which the Data port to receive received data to the output port while the serial input / output circuit is kept in its deactivated state and - when the serial input / output circuit changes from the deactivated state to the activated state - the output of the output terminal in a state determined by the initial value and then receiving the data supplied to it serially and routing it serially via the output connection to a data line of the I 2 C bus, while the serial input / output circuit is kept in its activated state becomes.
Claims (9)
die als serieller Bus wirkende Schnittstellen-Schaltungs anordnung elektrisch mit einem bidirektio nalen seriellen Bus, der aus einer Taktleitung (SCL) und einer Datenleitung (SDA) besteht, deren Spannun gen jeweils durch Pull-up-Widerstände hochgelegt sind, verbunden ist,
die als serieller Bus wirkende Schnittstellen schaltungsanordnung Ausgänge mit offenem Drain-An schluß für sowohl die Taktleitung als auch die Daten leitung aufweist, und
die serielle Eingabe/Ausgabe-Schaltung einen Taktanschluß (CLK), der elektrisch mit der Taktlei tung des bidirektionalen seriellen Bus zum Empfangen und Bereitstellen eines Taktsignals verbindbar ist,
einen Eingangsanschluß (IN), der elektrisch mit der Datenleitung des bidirektionalen seriellen Bus zum Empfangen von Daten auf der Datenleitung verbind bar ist, und
einen Ausgangsanschluß (OUT), der elektrisch mit der Datenleitung zum Bereitstellen von Übertragungs daten auf der Datenleitung verbindbar ist, umfaßt,
wobei die Eingabe/Ausgabe-Schaltung ferner um faßt:
einen Datenanschluß (D) zum Empfangen von diesen zugeführten Daten, welche einen Anfangswert eines Ausgangssignals, das über den Ausgangsanschluß be reitgestellt wird, auf den Wert des empfangenen Da tums festlegen, bevor die serielle Eingabe/Ausgabe-Schaltung aktiviert wird;
eine Anfangswert-Bestimmungseinrichtung (30) zum Empfangen der an dem Datenanschluß zugeführten Daten, um diese dem Ausgangsanschluß zuzuführen, während die serielle Eingabe/Ausgabe-Schaltung deaktiviert gehal ten wird, zum Halten des Ausgangs des Ausgabean schlusses in einem Zustand, der durch den Anfangswert bestimmt wird, wenn die serielle Eingabe/Ausgabe-Schaltung aus ihrem deaktivierten Zustand in ihren aktivierten Zustand wechselt, und zum danach erfol genden Empfangen ihr seriell zugeführter Daten und seriellem Zuführen der Daten auf der Datenleitung über den Ausgangsanschluß, während die serielle Ein gabe/Ausgabe-Schaltung in ihrem aktivierten Zustand gehalten wird;
eine Takteinrichtung (20, 21) zum Erzeugen und Bereitstellen eines Taktsignals in einer Interntakt-Betriebsart und zum Empfangen eines dem Taktanschluß zugeführten Taktsignals, um das Taktsignal in einer Externtakt-Betriebsart zuzuführen;
eine Übertragungseinrichtung (22, 27, 28), die auf das Taktsignal der Takteinrichtung anspricht, zum vorübergehenden Speichern von auf die Datenleitung zu übermittelnden Daten und zum seriellen Bereitstellen der Daten für die Anfangswert-Bestimmungseinrichtung;
eine Empfangseinrichtung (24, 25, 26), die auf das Taktsignal der Takteinrichtung anspricht, zum vorübergehenden Speichern von über den Eingangsan schluß empfangener Daten; und
ein Steuerregister (29), in welches Daten zum ak tivieren oder deaktivieren der seriellen Eingabe/Aus gabe-Schaltung geschrieben werden.1. Serial input / output (I / O) circuit ( 13 ), which can implement an interface circuit arrangement as a serial bus, characterized in that
the interface circuit arrangement acting as a serial bus is electrically connected to a bidirectional serial bus, which consists of a clock line (SCL) and a data line (SDA), the voltages of which are raised by pull-up resistors,
the interface circuit arrangement acting as a serial bus has outputs with an open drain connection for both the clock line and the data line, and
the serial input / output circuit has a clock connection (CLK) which can be electrically connected to the clock line of the bidirectional serial bus for receiving and providing a clock signal,
an input terminal (IN) which is electrically connectable to the data line of the bidirectional serial bus for receiving data on the data line, and
an output connection (OUT), which can be electrically connected to the data line for providing transmission data on the data line,
the input / output circuit further comprising:
a data terminal (D) for receiving this supplied data which sets an initial value of an output signal which is provided through the output terminal to the value of the received data before the serial input / output circuit is activated;
initial value determining means ( 30 ) for receiving the data supplied to the data port to be supplied to the output port while the serial input / output circuit is kept deactivated, for holding the output of the output port in a state determined by the initial value is determined when the serial input / output circuit changes from its deactivated state to its activated state, and thereafter receiving its serially supplied data and serially feeding the data on the data line via the output port during the serial input / output Circuit is kept in its activated state;
clock means ( 20 , 21 ) for generating and providing a clock signal in an internal clock mode and for receiving a clock signal supplied to the clock terminal to supply the clock signal in an external clock mode;
transmission means ( 22 , 27 , 28 ), responsive to the clock signal from the clock means, for temporarily storing data to be transmitted on the data line and for serially providing the data to the initial value determining means;
receiving means ( 24 , 25 , 26 ), responsive to the clock signal from the clock means, for temporarily storing data received via the input terminal; and
a control register ( 29 ) in which data for activating or deactivating the serial input / output circuit are written.
eine serielle Eingabe/Ausgabe-Schaltung, welche einen Taktanschluß, der elektrisch mit der Takt leitung des bidirektionalen seriellen Busses verbind bar ist zum Empfangen und Bereitstellen eines Takt signals,
einen Eingangsanschluß, der elektrisch mit der Datenleitung des bidirektionalen seriellen Busses verbindbar ist zum Empfangen von Daten auf der Daten leitung,
einen Ausgangsanschluß, der elektrisch mit der Datenleitung verbindbar ist zum Ausgeben von Übertra gungsdaten auf die Datenleitung,
einen Datenanschluß zum Empfangen von diesen zu geführten Daten, welche einen Anfangswert eines Aus gangssignals, das über den Ausgangsanschluß bereitge stellt wird, auf den Wert des empfangenen Datums festlegen, bevor die serielle Eingabe/Ausgabe-Schal tung aktiviert wird;
eine Anfangswert-Einstelleinrichtung (30) zum Empfangen der Daten über den Datenanschluß, um die Daten an den Ausgangsanschluß aus zugeben, während die serielle Eingabe/Ausgabe-Schaltung im deaktivierten Zustand gehalten wird, und zum Halten des Ausgangs des Ausgangsanschlusses in einem durch den Anfangs wert festgelegten Zustand, wenn die serielle Einga be/Ausgabe-Schaltung aus ihrem deaktivierten Zustand in den aktivierten Zustand wechselt, sowie nachfol gendem Empfangen der diesem seriell zugeführten Daten und seriellen Ausgeben der Daten auf die Datenleitung über den Ausgangsanschluß, während die serielle Ein gabe/Ausgabe-Schaltung in ihrem aktivierten Zustand gehalten wird;
eine Takteinrichtung zum Erzeugen und Bereitstel len eines Taktsignals in einer Interntakt-Betriebsart sowie zum Empfangen eines dem Taktanschluß zugeführ ten Taktsignals und Bereitstellen des Taktsignals in einer Externtakt-Betriebsart;
eine Übertragungseinrichtung, die auf das Taktsi gnal der Takteinrichtung anspricht, zum vorübergehen den Speichern von auf der Datenleitung zu übermit telnden Daten und Bereitstellen der Daten für die An fangswert-Bestimmungseinrichtung; 5. Interface circuitry for a serial bus, which is electrically connected to a bidirectional len serial bus, which consists of a clock line (SCL) and a data line (SDA), the voltages of which are raised by pull-up resistors, and with open drain outputs for both the clock line and the data line is seen to form an interface with the bidirectional serial bus, characterized in that the circuit arrangement comprises:
a serial input / output circuit which has a clock connection which can be electrically connected to the clock line of the bidirectional serial bus for receiving and providing a clock signal,
an input connection which can be electrically connected to the data line of the bidirectional serial bus for receiving data on the data line,
an output connection which can be electrically connected to the data line for outputting transmission data to the data line,
a data port for receiving these supplied data which set an initial value of an output signal which is provided via the output port to the value of the received date before the serial input / output circuit is activated;
initial value setting means ( 30 ) for receiving the data over the data port, for outputting the data to the output port while the serial input / output circuit is kept in the deactivated state, and for holding the output of the output port in one through the beginning value-defined state when the serial input / output circuit changes from its deactivated state to the activated state, and subsequently receiving the data supplied to it serially and serially outputting the data to the data line via the output connection, while the serial input / Output circuit is kept in its activated state;
clock means for generating and providing a clock signal in an internal clock mode and for receiving a clock signal supplied to the clock terminal and providing the clock signal in an external clock mode;
transmission means responsive to the clock signal of the clock means for temporarily storing the data to be transmitted on the data line and providing the data to the initial value determining means;
ein Steuerregister, in welches Daten zum Aktivie ren oder Deaktivieren der seriellen Eingabe/Ausgabe-Schaltung geschrieben werden; und
eine Port-Eingabe/Ausgabe-Schaltung (4 bis 12, 14), die dann wenn die serielle Eingabe/Ausgabe-Schaltung deaktiviert ist, Daten auf der Datenleitung und ein Taktsignal auf der Taktleitung empfängt oder Daten auf die Datenleitung und ein Taktsignal auf die Taktleitung ausgibt.receiving means responsive to the clock signal from the clock means for temporarily storing data received through the input port;
a control register into which data for activating or deactivating the serial input / output circuit is written; and
a port input / output circuit ( 4 to 12 , 14 ) which, when the serial input / output circuit is deactivated, receives data on the data line and a clock signal on the clock line or data on the data line and a clock signal on the Clock line outputs.
dadurch gekennzeichnet, daß die Takteinrichtung
eine Takterzeugungsschaltung zum Erzeugen eines Taktsignals in der Interntakt-Betriebsart und
einen Schalter, der mit der Takterzeugungsschal tung und dem Taktanschluß verbunden ist, aufweist, zum Wählen des Taktsignals aus der Takterzeugungs schaltung in der Interntakt-Betriebsart oder zum Wäh lern des Taktsignals aus dem Taktanschluß in der Ex terntakt-Betriebsart sowie zum Bereitstellen des aus gewählten Takts für die Übertragungseinrichtung,
wobei die Übertragungseinrichtung
eine Übertragungssteuerschaltung zum Erzeugen ei nes Übertragungstaktsignals in Antwort auf das Takt signal aus dem Schalter,
ein Übertragungspufferregister zum vorübergehen den Speichern von diesem zugeführten Daten und ein Übertragungsschieberegister zum Lesen der Daten aus dem Übertragungspufferregister und bitwei sen Bereitstellen der Daten für die Anfangswert-Be stimmungseinrichtung synchron mit dem Übertragungs taktsignal der Übertragungssteuerschaltung aufweist,
wobei die Empfangseinrichtung
eine Empfangssteuerschaltung zum Erzeugen eines Empfangstaktsignals in Antwort auf das Übertragungs taktsignal der Übertragungssteuerschaltung,
ein Empfangsschieberegister zum Empfangen der dem Eingangsanschluß bitweise synchron mit dem Empfangs taktsignal zugeführten Daten und vorübergehenden Speichern der Daten und
ein Empfangspufferregister zum Lesen der in dem Empfangsschieberegister gespeicherten Daten, wenn al le Bit der Daten in dem Empfangsschieberegister ge speichert sind, aufweist.6. Interface circuit arrangement for a serial bus according to claim 5,
characterized in that the clock means
a clock generating circuit for generating a clock signal in the internal clock mode and
a switch which is connected to the clock generation circuit and the clock connection, for selecting the clock signal from the clock generation circuit in the internal clock mode or for selecting the clock signal from the clock connection in the external clock mode and for providing the selected one Clocks for the transmission device,
being the transmission device
a transmission control circuit for generating a transmission clock signal in response to the clock signal from the switch,
a transfer buffer register for temporarily storing the data supplied thereto and a transfer shift register for reading the data from the transfer buffer register and providing the data bit by bit for the initial value determination device in synchronism with the transfer clock signal of the transfer control circuit,
being the receiving device
a reception control circuit for generating a reception clock signal in response to the transmission clock signal of the transmission control circuit,
a receive shift register for receiving the data supplied to the input terminal bit by bit synchronously with the receive clock signal and temporarily storing the data and
a receive buffer register for reading the data stored in the receive shift register when all bits of the data are stored in the receive shift register.
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