JP2001502155A - バス通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ＵＳＢシステムにおいて、通信ラインの電位のプルアップがバスステーションの存在を検出するために使用される。本発明によると、スイッチング素子がバスステーションの初期化プログラムの完了後にのみプルアップの開始に使用される。この結果、初期化プログラムの完了まで保証される。

Description

【発明の詳細な説明】 バス通信システム 技術分野 本発明は、特許請求の範囲第１項の前段に開示されたようなバス通信システム に関する。 背景技術 ＵＳＢ（Universal Communication Bus）システムは、このようなバス通信シ ステムの一例である。ＵＳＢシステムは、バスに結合された装置の検出を実現す る。ＵＳＢマスタステーション、例えばパーソナルコンピュータＰＣは、通信ラ インと接地との間に結合された抵抗を有する。外部ステーション、例えば表示装 置は、通信ラインと電源端子との間に結合された抵抗を有する。 即ち、外部ステーションが通信ラインに結合されると、通信ラインの電位が、 電源端子の電位レベルに導かれる。外部ステーションが通信ラインに結合された 、もしくはそのスイッチがオフされると、通信ラインの電位が接地レベルに維持 される。マスタステーションは、通信を開始する前にバスラインの電位を監視す る。電位が接地レベルもしくはそれに近い場合、マスタステーションは、不活性 外部ステーションが通信ラインに結合されていると判断し、マスタステーション は通信を開始しない。マスタステーションが、通信ラインの電位が接地レベルか ら離れた閾値より高いと、マスタステーションは、活性外部ステーションがバス に結合されているものと判断し、マスタステーションは必要に応じて通信を開始 する。 外部ステーションがスイッチオンされると、初期化プログラムが望ましくは動 作する。この初期化プログラムの実行中、通信ラインを介した通信が発生しない 、ということが望ましい。基本的に、この状況は、マスタステーションが外部ス テーションの検出に反応する前に初期化が終了するように、初期化プログラムを 非常に迅速に実行することにより実現できる。なお、存在するサーバは、外部ス テーションの速度を制限する。 発明の開示 本発明は、ステーションが初期化プログラムを実行する際、通信ラインに結合 されたステーションによる通信を無効化することを目的とする。 本発明の通信バスシステムは、請求項１の特徴項により特徴付けられる。通信 ラインの電位を、初期化プログラムの実行中に、スレーブステーションがスイッ チオフであるようなレベルを維持するように積極的に制御することで、スレーブ ステーションは、初期化プログラムが完了するまでマスタステーションによる制 御を無効にするため、ステーションの状況を検出する機能を使用する。 本発明の上述及び他の特徴は、本発明による回路装置の実施例の図を参照して 以下に詳細に説明されるだろう。 図面の簡単な説明 第１図は、本発明の通信バスシステムの第１実施例を示す図である。 第２図は、本発明の通信バスシステムの第２実施例を示す図である。 発明を実施するための最良の形態 第１図は、第１ステーション１０、第２ステーション１２、そしてこれらステ ーション１０，１２に結合する電気的導電性を持つ通信ライン１４，１５を備え た通信バスシステムを示す。 第１ステーション１０（例えばパーソナルコンピュータＰＣ）は、それぞれ通 信ライン１４，１５に結合する抵抗100a,b及び接地１６を備えている。更に第１ ステーション１０は、制御ユニット１０６と、一方が通信ライン１４，１５の間 、他方が制御ユニット106に結合された通信インタフェース104を備えている。 第２ステーション１２（例えば表示モニタもしくはプリンタ）は、通信ライン １４，１５とノード106の間に結合された抵抗120を備えている。抵抗128の終電 流チャネルは、ノード１２７及び、制御ユニット１２６と通信ライン１４，１５ の間に結合された通信インタフェース１２４を備えている。第２ステーションは 同様に、制御ユニット１２６及び、制御ユニット１２６と通信ライン１４，１５ の間に結 合された通信インタフェース124を備えている。制御ユニット126は、抵抗128の 制御端子に結合された出力を有する。 通常動作において、抵抗128は、導電状態に切替えられ、電源端子Ｖの電位の レベルに向けて導かれる通信ライン１４の電位を発生する。例えば、第１ステー ション１０の抵抗100aが１５ｋΩの抵抗値を持つと、第２ステーションの抵抗12 0は、1.5ｋΩの抵抗値を持ち、電源端子Ｖの電位が接地１６基準で3.3Ｖとなる 。3.3Ｖの電源は同様に、制御ユニット126（例えばマイクロコントローラ）及び 通信インタフェース124の電源そして使用される。 検出器102aは、通信ライン１４の電位が接地電位基準の閾値（１Ｖ）よりも高 くなる変位を検出し、制御ユニット106に、この変位を通知する。 第２ステーション１２が通信ラインに結合されていないと、抵抗100aは、通信 ライン１４の電位を接地電位に導き、検出器102aは、通信ライン１４の伝板接地 電位基準の閾値（１Ｖ）以下である変位を検出し、制御ユニット106に、この変 位を通知する。 制御ユニット106は、検出器102aが通信ライン１４の電位が接地電位基準の閾 値（１Ｖ）よりも高くなる変位を示と、第２ステーション１２が存在すると判断 する場合のみ第２ステーション１２との通信を開始する。この通信用に、通信イ ンタフェース104，105は、例えば双方向ドライバ及び受信機を備える。 第２ステーション１２がスイッチオンされると、制御ユニット126は、初期化 プログラムの動作を開始する。このプログラムは、第２ステーション１２を第１ ステーション１０との通信準備が整う状況に初期化する（例えば、種々の抵抗の 内容の初期化、フレームバッファの初期化等）。この初期化プログラムは、第２ ステーションのスイッチオンに伴い自動的に起動する。このスイッチオンに伴い 、制御ユニット126は、トランジスタ128の制御電極の電位をハイレベルに維持し 、トランジスタ128の主電流チャネルを介した導通を無効化する。即ち、第１ス テーション１０の抵抗100aは、通信ライン１４の電位を接地レベルに維持する。 初期化プログラムの実行が終了すると、制御ユニット126は、トランジスタ128の 制御端子の電位を下げる。この結果、トランジスタが導電状態になる。この結果 、通信ライン１４の電位が電源端子Ｖの電位近傍までプルアップされる。検出 器102aはこの変位を検出し、第１ステーションの制御ユニット106に通知する。 第１ステーション１０の制御ユニット106は、第２ステーションとの通信の開始 を許可する。 望ましくは、第２ステーション１２の制御ユニット126が、初期化プログラム の完了に伴い実行するプログラム命令により導電化するトランジスタ128を形成 する。即ち、トランジスタ128は、上記完了に伴う速やかな通信の準備完了通知 に利用可能で、初期化プログラムの実行に対して十分に長い所定の時間間隔をあ けてトランジスタ128を導通させる。 制御ユニット126及びトランジスタ128は、従来のマイクロコントローラに適応 できる。この場合、マイクロコントローラの出力ピンの一つが、抵抗120の一つ の端子に結合するノード127として使用できる。（他の端子は、通信ライン１４ に結合されている。） ＵＳＢシステムは、マルチビットディジタル情報メッセージの通信用に、２本 の通信ライン１４，１５を使用する。この通信の間、２本の通信線１４，１５の 電位は、正確にそれぞれ過渡状態になり、この結果、通信信号が基本的には相違 する。通信ライン１４，１５両者の電位が接地レベルである状態は、このような 通信の間は希な状態である。このような状態は、第２ステーション１２が通信ラ イン１４，１５に結合されていない、もしくは結合された第２ステーション１２ がまだスイッチオンされていない、そして第２ステーションが初期化プログラム を実行中である場合に生じる。 ＵＳＢバスシステムにおいて、通信ライン１４，１５の何れか一つが、第２ス テーションの存在を示す抵抗120でプルアップされるであろう。第１ステーショ ン１０は、ハイレベルの通信ライン１４，１５の何れか一つに依存して、通信速 度を選択する。明らかに、第２ステーション１２は、通信ラインの一つをハイに するためにのみ利用することが必要で、そしてこのラインについてのみトランジ スタ128が必要である。しかしながら、第２ステーション１２は、通信ライン１ ４，１５のそれぞれ用に、２つのトランジスタを使用する。この場合、制御ユニ ット126は、初期化プログラムの完了後、望ましい通信ライン１４，１５をハイ に設定することで通信に必要な速度を選択できる。 第２図は、第２通信バスシステムを示す。このシステムの要素の第１図の要素 と同様の部分には同様の参照番号を付した。第１図と異なるのは、抵抗120が直 接電源端子Ｖに結合ｓれ、トランジスタ128の代わりに第２ステーションが主電 流チャネルが通信ライン１４と接地１６の間に結合されたトランジスタ228を備 えた点である。トランジスタ228の制御電極は、制御ユニット226の出力に結合さ れている。 動作中、制御ユニット126は、制御ユニット126が初期化プログラムを完了する までスイッチオンの導電状態にトランジスタ228を維持する。この結果、通信ラ イン１４の電位が初期化プログラムが完了するまでスイッチオンの接地電位に維 持される。その後、トランジスタ228は、第１ステーションが第２ステーション １２の損算を検出しても良い用に、トランジスタ１２０によりプルアップされる 通信ライン１４の電位を許容するために非導電状態になる。 プルダウントランジスタ228は、トランジスタ120の変化が第１ステーション１ ０における抵抗100を無効にする目的で、プルダウン抵抗は十分に低い抵抗値（ 例えば1.5ｋΩ）を持つ抵抗120を無効可能にしなければならないため、プルダウ ントランジスタ228はプルアップトランジスタ128よりも高い値が必要とされる。 これに対し、プルアップトランジスタ128は、第１ステーションのより大きな抵 抗100の無効化を助けるためにのみ必要とされる。しかしながら、何れも抵抗も 、初期化プログラムの終了に応じて直ちに第２ステーションの準備を通知するた めに独立してもしくは組合わせて使用できる。プルアップトランジスタ128に加 えて、プルダウントランジスタ（図示せず）の制御電極を、初期化プログラムの 実行中、接地レベルに通信ライン１４の電位を維持することを助けるプルアップ トランジスタ128の制御電極に結合させるノード127を加えることができる。 望ましくは、ステーション１２の通信機能が、制御ユニット（マイクロコント ローラの形態で）と通信インタフェース124とトランジスタ123もしくは228を含 む集積回路に集積される。抵抗120は、集積回路（正確な抵抗を実現する）の外 部もしくは集積回路の内部であっても良い。抵抗の代わりに、既知の抵抗素子（ 低いＷ/Ｌ比を持つトランジスタの永久抵抗のような）を使用しても良い。抵抗 機能は、例えば、物理的に分離した抵抗無しで、低いＷ/Ｌ比を持つトランジス タ 128を使用したスイッチング機能と組み合わされても良い。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． マスタステーションと、スレーブステーションと、これらマスタステーシ ョン及びスレーブステーションを結合する導電通信ラインとを有し、当該ス レーブステーションがスイッチオフされる場合に得られるレベルから離れる 方向に前記通信ラインの電位を導く導入回路を有し、当該スレーブステーシ ョンはスイッチオンされると前記導入を開始し、前記マスタステーションが 前記スレーブステーションの準備完了を検出するために前記導入を検出する 検出器を有し、当該マスタステーションは、前記準備完了を検出した場合前 記スレーブステーションとの通信用に主導権を獲得するバス通信システムに おいて、 前記スレーブステーションがスイッチオンに従い初期化プログラムの実行 完了後にのみの前記導入の開始用に配置されたことを特徴とするバス通信シ ステム。 ２． 請求項１に記載のバス通信システムにおいて、 前記導入回路が、スイッチ素子と第１及び第２端子を持つ抵抗素子とを有 し、前記第１端子が前記通信ラインに結合され、前記第２端子が前記スイッ チ素子を介して電源端子に結合され、前記スレーブステーションが前記初期 化プログラムの実行完了後にのみ、前記スイッチ素子の導通を設定すること を特徴とするバス通信システム。 ３． 請求項２に記載のバス通信システムにおいて、 前記スレーブステーションは、スイッチオンに応じて実行する命令コード を含み、前記初期化プログラムを含む当該命令コードに前記スイッチ素子の 導通を実現する命令が縦続することを特徴とするバス通信システム。 ４． 請求項２または３に記載のバス通信システムにおいて、 前記スレーブステーションは、前記マスタステーションに対してマルチビ ットメッセージを伝送する間、前記通信ラインの電位を制御する駆動回路を 含み、当該駆動回路は、前記導入回路と並列に前記通信ラインに結合されて いることを特徴とするバス通信システム。 ５． 請求項１に記載のバス通信システムにおいて、 前記導入回路が前記通信ラインに結合された第１端子及び電源端子に結合 された第２端子を持つ抵抗素子を有し、前記スレーブステーションがスイッ チ素子を有し、当該スイッチ素子が前記通信ラインと当該スレーブステーシ ョンがスイッチオンに応じてかつ、前記初期化プログラム実行中に前記スイ ッチ素子を導通状態に維持するレベルを提供する端子との間に結合されたこ とを特徴とするバス通信システム。 ６． 請求項５に記載のバス通信システムにおいて、 前記スレーブステーションがスイッチオンに応じて実行する命令コードを 有し、前記初期化プログラムを含む命令コードに前記スイッチ素子の非導通 を実現する命令が縦続することを特徴とするバス通信システム。 ７． 請求項１乃至６の何れか一項に記載のバス通信システムにおいて、 更なる通信ラインを有し、前記マスタ及びスレーブステーションが前記通 信ライン及び当該更なる通信ラインを伝送される完全に異なる電位による二 値情報で通信し、前記スレーブステーションはスイッチオンの前記レベルで 当該更なる通信ラインに存在し、前記マスタステーションは前記更なる通信 ラインのではない隣接する前記通信ラインが当該レベルから離れる方向に導 入される場合、通信が不可能である状況を検出することを特徴とするバス通 信システム。 ８． 請求項１乃至７の何れか一項に記載のバス通信システムのスレーブステー ションとしての使用に適するバス通信ステーション。