DE4401410A1 - Universal bus logic integrated circuit for two=wire and three=wire buses - Google Patents
Universal bus logic integrated circuit for two=wire and three=wire busesInfo
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Abstract
Description
Die digitale Datenübertragung zwischen Mikroprozessoren und integrierten Schaltkreisen (ICs) zur Steuerung ana loger oder digitaler IC-Funktionen wird in der Regel mit Hilfe von Bussystemen realisiert; hierbei wird die vom Mikroprozessor bereitgestellte Information (digita le Daten) über mehrere Leitungen (Busleitungen) an die verschiedenen ICs übermittelt, von einer Buslogik des ICs ausgewertet und die gewünschte Steuerfunktion des ICs ausgeführt (beispielsweise eine Änderung der Laut stärke).Digital data transfer between microprocessors and integrated circuits (ICs) for control ana loger or digital IC functions is usually realized with the help of bus systems; here the information provided by the microprocessor (digita le data) over several lines (bus lines) to the transmitted to various ICs by a bus logic of the ICs evaluated and the desired control function of the ICs running (for example a change in sound Strength).
Heutzutage sind hauptsächlich zwei derartige Bussysteme gebräuchlich: das Drei-Draht-Bussystem (Japan, Fern- Ost), bei dem der Mikroprozessor mit den angeschlosse nen ICs über eine Daten-, Clock- und Enable-Leitung verbunden ist sowie das Zwei-Draht-Bussystem (Europa, USA), bei dem der Mikroprozessor mit den angeschlosse nen ICs über eine Daten- und Clock-Leitung verbunden ist. Damit integrierte Schaltkreise in beiden Bussyste men einsetzbar sind, müssen die (ansonsten funktions gleichen) ICs mit der jeweils erforderlichen unter schiedlichen Buslogik ausgestattet werden; hieraus re sultiert jedoch ein doppelter Aufwand an Entwicklungs arbeit, an Produktionskosten, für Lagerhaltung etc.Nowadays there are mainly two such bus systems common: the three-wire bus system (Japan, long-distance East), where the microprocessor with the connected ICs via a data, clock and enable line connected as well as the two-wire bus system (Europe, USA), where the microprocessor with the connected ICs connected via a data and clock line is. Integrated circuits in both bus systems can be used, the (otherwise functional same) ICs with the respective required under different bus logic can be equipped; from here right however, results in a double development effort work, on production costs, for warehousing etc.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine einfache Schaltungs anordnung für die Buslogik eines integrierten Schalt kreises anzugeben, die den Einsatz des gleichen inte grierten Schaltkreises wahlweise in Zwei-Draht-Bussy stemen und Drei-Draht-Bussystemen ermöglicht.It is an object of the invention to provide a simple circuit arrangement for the bus logic of an integrated switch to specify the circle that the use of the same inte circuit in either two-wire bussy systems and three-wire bus systems.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichen des Patentanspruchs I gelöst.This object is achieved by the features solved in the characterizing part of patent claim I.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous further developments of the invention result from the subclaims.
Wie aus dem in der Fig. 1 dargestellten Blockschalt bild ersichtlich wird, weist die Schaltungsanordnung der "Universal-Buslogik" sowohl einen mit drei Ein gangsleitungen 10, 11, 12 verbundenen Drei-Draht-Buslo gikteil 2 als auch einen mit den drei Eingangsleitungen 10, 11, 12 verbundenen Zwei-Draht-Buslogikteil 1 auf. Der Datenausgang DOUT1 bzw. DOUT2 der beiden Buslogik teile 1 bzw. 2 ist über die Datenleitungen 15 bzw. 16 mit dem Dateneingang DIN31 bzw. DIN32 des Umschalt glieds 3 und der Steuerausgang SOUT1 bzw. SOUT2 über die Steuerleitung 13 bzw. 14 mit dem Steuereingang SIN31 bzw. SIN32 des Umschaltglieds 3 verbunden (über die Steuerleitungen 13, 14 wird der Schaltvorgang des Umschaltglieds 3 initiiert). Der Datenausgang DOUT3 des Umschaltglieds 3 ist über die Datenleitungen 19 an den Dateneingang DIN4 des Speicherglieds 4 angeschlossen, das zur Speicherung der übertragenen Daten DAT dient. Der Übernahmeausgang ÜOUT1 bzw. ÜOUT2 des Zwei-Draht- Bus-Logikteils 1 bzw. des Drei-Draht-Bus-Logikteils 2 ist über die Steuerleitung 17 bzw. 18 und ein Logikgat ter 5 mit dem Ladeeingang LIN des Speicherglieds 4 ver bunden; der Speichervorgang im Speicherglied 4 wird durch einen Übernahmepuls auf den Steuerleitungen 17, 18 von den Buslogikteilen 1, 2 initiiert. Am Datenaus gang DOUT des Speicherglieds 4 werden die Daten DAT auf den Datenleitungen 20 an die verschiedenen angeschlos senen IC-Funktionseinheiten 6 übertragen. Der Ausgang TMOUT des Drei-Draht-Buslogikteils 2 ist über den Schalter 8 und die Verbindungsleitung 21 mit dem Test modus-Eingang TMIN der Testmoduseinheit 7 als Bestand teil der IC-Funktionseinheiten 6 verbunden. Über diese Verbindung wird (bei geschlossenem Schalter 8) die Testmoduseinheit 7 im Drei-Draht-Busmodus deaktiviert; durch Öffnen des Schalters 8 - die Schalterstellung wird über die Signalpegel auf der dritten Eingangslei tung 12 gesteuert - kann die Deaktivierung der Testmo duseinheit 7 unterbunden und somit die Durchführung von Funktionstests ermöglicht werden (das Öffnen des Schal ters 8 wird durch Anlegen eines gegenüber Massepoten tial erhöhten Low-Pegels - z. B. 0,5×VS - auf der Eingangsleitung 12 initiiert).As can be seen from the block diagram shown in FIG. 1, the circuit arrangement of the "universal bus logic" has both a three-wire bus logic component 2 connected to three input lines 10 , 11 , 12 and one with the three input lines 10 , 11 , 12 connected two-wire bus logic part 1 . The data output D OUT1 and D OUT2 of the two bus logic parts 1 and 2 is via the data lines 15 and 16 with the data input D IN31 and D IN32 of the switching element 3 and the control output S OUT1 and S OUT2 via the control line 13 or 14 connected to the control input S IN31 or S IN32 of the switching element 3 (the switching process of the switching element 3 is initiated via the control lines 13 , 14 ). The data output D OUT3 of the switching element 3 is connected via the data lines 19 to the data input D IN4 of the memory element 4 , which is used to store the transmitted data DAT. The takeover output Ü OUT1 and Ü OUT2 of the two-wire bus logic part 1 and the three-wire bus logic part 2 is ver via the control line 17 and 18 and a logic gate 5 with the charging input L IN of the memory element 4 bound; the storage process in the memory element 4 is initiated by the bus logic parts 1 , 2 by a takeover pulse on the control lines 17 , 18 . At the data output D OUT of the memory element 4 , the data DAT are transmitted on the data lines 20 to the various connected IC function units 6 . The output TM OUT of the three-wire bus logic part 2 is connected via the switch 8 and the connecting line 21 to the test mode input TM IN of the test mode unit 7 as part of the IC functional units 6 . This connection deactivates test mode unit 7 in three-wire bus mode (with switch 8 closed); by opening the switch 8 - the switch position is controlled via the signal level on the third input line device 12 - the deactivation of the test mode unit 7 can be prevented and thus the performance of function tests can be made possible (the opening of the switch 8 is made by applying a potential to earth potential) increased low level - e.g. 0.5 × V S - initiated on the input line 12 ).
ICs mit einer derartigen Schaltungsanordnung können als Teilnehmer sowohl an das Drei-Draht-Bussystem als auch an das Zwei-Draht-Bussystem angeschlossen werden: an hand der auf der ersten Eingangsleitung 10 und der zweiten Eingangsleitung 11 übertragenen Signale wird der für die vorliegende Datenübertragung (Zwei-Draht- Datenübertragung oder Drei-Draht-Datenübertragung) ge eignete Buslogikteil 1 oder 2 automatisch aktiviert. Beide Bus-Logikteile 1, 2 verwenden die erste Eingangs leitung 10 als Datenleitung und die zweite Eingangslei tung 11 als Clockleitung; die dritte Eingangsleitung 12 bekommt eine Doppelfunktion: ein Konstantspannungspegel (beispielsweise 0 V, Versorgungsspannung VS, 0,5×VS) dient zur Auswahl der IC-Adresse im Falle der Zwei- Draht-Datenübertragung, eine Spannungspegeländerung (Low-High-Low-Sprung) auf dieser Eingangsleitung 12 wirkt als Aktivierungssignal oder Datenübernahmesignal für die Drei-Draht-Datenübertragung; falls die IC- Adresse für die Zwei-Draht-Datenübertragung fest vorge geben ist, muß der Zwei-Draht-Buslogikteil 1 lediglich mit den beiden Eingangsleitungen 10, 11 verbunden wer den. ICs with such a circuit arrangement can be connected as participants to both the three-wire bus system and the two-wire bus system: on the basis of the signals transmitted on the first input line 10 and the second input line 11 , the signal for the present data transmission ( Two-wire data transmission or three-wire data transmission) automatically activated suitable bus logic part 1 or 2 . Both bus logic parts 1 , 2 use the first input line 10 as a data line and the second input line 11 as a clock line; the third input line 12 has a double function: a constant voltage level (for example 0 V, supply voltage V S , 0.5 × V S ) is used to select the IC address in the case of two-wire data transmission, a voltage level change (low-high-low Jump) on this input line 12 acts as an activation signal or data transfer signal for three-wire data transmission; if the IC address for the two-wire data transmission is fixed, the two-wire bus logic part 1 only needs to be connected to the two input lines 10 , 11 .
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung vereinigt meh rere Vorteile in sich:The circuit arrangement according to the invention combines meh more advantages in itself:
- - da das IC nunmehr für beide Bussysteme gleichzei tig einsetzbar ist, hat der Anwender die freie Wahl, welches Bussystem er nutzen will; es können auch beide Bussysteme in einem Gerät abwechselnd parallel betrieben werden (Mischbestückung),- Since the IC now for both bus systems at the same time can be used, the user has the free Choice of which bus system he wants to use; it can alternating both bus systems in one device operated in parallel (mixed assembly),
- - Hersteller und Kunden benötigen für beide Anwen dungsfälle (Zwei-Draht-Datenübertragung/Drei- Draht-Datenübertragung) nur noch ein IC und können damit äußerst flexibel auf Änderungen des Marktes reagieren,- Manufacturers and customers need for both users cases (two-wire data transmission / three-wire Wire data transmission) only one IC and can thus extremely flexible to changes in the market react,
- - durch die gemeinsame Verwendung der drei Buslei tungen für beide Buslogikteile benötigt das IC keine zusätzlichen Anschlußpins,- by sharing the three Buslei The IC requires solutions for both bus logic parts no additional connection pins,
- - die verschiedenen Buslogikteile können als gemein same Buslogikeinheit ausgebildet werden.- The different bus logic parts can be common same bus logic unit.
In der Fig. 2 und 3 sind die Timing-Diagramme für den Fall der Zwei-Draht-Datenübertragung (Fig. 2) und der Drei-Draht-Datenübertragung (Fig. 3a, Fig. 3b) darge stellt.In the Figs. 2 and 3, the timing diagrams for the case of two-wire data transmission (Fig. 2) and the three-wire data transmission (Fig. 3a, Fig. 3b) is Darge.
Wie aus dem Timing-Diagramm der Fig. 2 hervorgeht, wird gemäß dem Zwei-Draht-Busprotokoll als Startbedin gung für die Datenübertragung während der High-Phase des Clock-Signals CL auf der Clockleitung 11 eine High/ Low-Flanke auf der Datenleitung 10 (Zeitpunkt t₁) aus gegeben. Dies wird durch den Zwei-Draht-Buslogikteil 1 überprüft, der beim Vorhandensein dieser Startbedingung aktiviert wird. Beim Erkennen der auf der dritten Ein gangsleitung 12 durch einen Konstantspannungspegel ein gestellten Bus-Adresse wird eine Datenübertragung an die IC-Funktionseinheiten 6 vorgenommen. Zum Zeitpunkt t₂ wird die Datenübertragung durch Aussenden einer Stoppbedingung (Low/High-Flanke auf der Datenleitung 10 während der High-Phase des Clock-Signals CL auf der Clockleitung 11) beendet.As can be seen from the timing diagram in FIG. 2, a high / low edge on the data line 10 is used according to the two-wire bus protocol as a starting condition for data transmission during the high phase of the clock signal CL on the clock line 11 (Time t₁) given. This is checked by the two-wire bus logic part 1 , which is activated when this start condition is present. When the bus address set on the third input line 12 by a constant voltage level, a data transmission to the IC functional units 6 is carried out. At time t 2, the data transmission is ended by sending a stop condition (low / high edge on the data line 10 during the high phase of the clock signal CL on the clock line 11 ).
Bei einer Datenübertragung ohne Startbedingung wird der entsprechende Drei-Draht-Buslogikteil 2 aktiviert, wo bei unterschiedliche Drei-Draht-Busprotokolle verar beitet werden können: beispielsweise wird das Enable- Signal EN zur Datenübernahme auf der dritten Eingangs leitung 12 gemäß dem Timing-Diagramm der Fig. 3a be reits am Anfang der Datenübertragung ausgegeben (Low/ High-Flanke zum Zeitpunkt t₃), gemäß dem Timing-Dia gramm der Fig. 3b dagegen erst am Ende der Datenüber tragung (Puls zum Zeitpunkt t₄). Jedoch sind beim Drei- Draht-Busprotokoll (Fig. 3a, Fig. 3b) während der High-Phase des Clock-Signals CL auf der Clock-Leitung 11 keine Datenwechsel (Flankenwechsel auf der Datenlei tung 10) zugelassen; Übertragungen von Drei-Draht-Bus protokollen können demzufolge nicht als Zwei-Draht-Bus daten fehlinterpretiert werden.In the case of data transmission without a start condition, the corresponding three-wire bus logic part 2 is activated, where different three-wire bus protocols can be processed: for example, the enable signal EN for data transfer on the third input line 12 is according to the timing diagram of FIG Fig. 3a be already output at the beginning of data transmission (low / high edge at time t₃), according to the timing diagram of FIG. 3b, however, only at the end of the data transmission (pulse at time t₄). However, in the three-wire bus protocol ( Fig. 3a, Fig. 3b) during the high phase of the clock signal CL on the clock line 11 no data changes (edge change on the data line device 10 ) are permitted; As a result, transmissions of three-wire bus protocols cannot be misinterpreted as two-wire bus data.
Claims (8)
- a) mindestens einem mit drei Eingangsleitungen (10, 11, 12) verbundenen Drei-Draht-Buslogikteil (2),
- b) mindestens einem mit mindestens zweien (10, 11) der drei Eingangsleitungen (10, 11, 12) verbunde nen Zwei-Draht-Buslogikteil (1),
- c) einem Umschaltglied (3), dessen Dateneingänge (DIN31, DIN32) jeweils mit einem Datenausgang (DOUT1, DOUT2) der Buslogikteile (1, 2) über Da tenleitungen (15, 16) und dessen Steuereingänge (SIN31, SIN32) mit jeweils einem Steuerausgang (SOUT1, SOUT2) der Buslogikteile (1, 2) über Steu erleitungen (13, 14) verbunden sind,
- d) einem Speicherglied (4), dessen Dateneingang (DIN4) mit dem Datenausgang (DOUT3) des Umschalt glieds (3) über Datenleitungen (19) und dessen Ladeeingang (LIN) mit jeweils einem Übernahmeaus gang (ÜOUT1, ÜOUT2) der Buslogikteile (1, 2) über Steuerleitungen (17, 18) verbunden ist, und dessen Datenausgang (DOUT4) über Datenleitungen (20) die Funktionseinheiten (6) des integrierten Schalt kreises ansteuert.
- a) at least one three-wire bus logic part ( 2 ) connected to three input lines ( 10 , 11 , 12 ),
- b) at least one two-wire bus logic part ( 1 ) connected to at least two ( 10, 11 ) of the three input lines ( 10 , 11 , 12 ),
- c) a switching element ( 3 ), the data inputs (D IN31 , D IN32 ) of which each have a data output (D OUT1 , D OUT2 ) of the bus logic parts ( 1 , 2 ) via data lines ( 15 , 16 ) and their control inputs (S IN31 , S IN32 ) are each connected to a control output (S OUT1 , S OUT2 ) of the bus logic parts ( 1 , 2 ) via control lines ( 13 , 14 ),
- d) a memory element ( 4 ), the data input (D IN4 ) with the data output (D OUT3 ) of the switching element ( 3 ) via data lines ( 19 ) and the charging input (L IN ), each with a takeover output (Ü OUT1 , Ü OUT2 ) the bus logic parts ( 1 , 2 ) is connected via control lines ( 17 , 18 ), and its data output (D OUT4 ) controls the functional units ( 6 ) of the integrated circuit via data lines ( 20 ).
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