JP2002511694A - データを交換するための方法および装置 - Google Patents
データを交換するための方法および装置Info
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Abstract
Description
する通信装置に関する。
。通信システムはシリアルデータを二つの電子装置間で送信するのに利用されて
いる。例えば、いくつかの既知のコンピュータはシリアルデータを二つのコンピ
ュータ間で高いレートの速さで送信したり、返信するために通信システムを利用
している。シリアルデータは典型的には同期式通信システムまたは非同期式通信
システムを利用して二つのコンピュータ間で送信される。
ら第二の装置に、ケーブル上を同時に送信される。第一の装置からのクロックパ
ルスは、データが交換されるであろう速さを確立する。第一の装置に応答してい
る第二の装置は、これらのクロックパルスのエッジを使用して第一の装置から送
られたデータを回復し、第一の装置に送られるデータが戻る時間をも決定する。
第一の装置から第二の装置にデータを送信している間、クロックパルスおよびデ
ータはケーブルの長さおよび負荷による等しい遅延を受ける。結果として、第一
の装置によって送られたデータおよびクロックパルスの位相関係は第二の装置に
おいて保たれる。データのリンク方向が逆にされ、データが第二の装置から第一
の装置に送られる時、ケーブル遅延はクロックをそれが第一の装置から第二の装
置に伝播する時に遅延させるだけではなく、データをそれが第二の装置から第一
の装置に伝播させる時に同じ量遅延させる。戻されたデータとともにサンプルさ
れるべき最初のクロックパルスのみを持つ第一の装置は、ケーブル負荷および長
さの関数として表される未知の時間量遅らされたデータを与えられる。結果とし
て、信頼あるデータ交換は信号の往復遅延および第一の装置におけるクロックと
データの間のスキュー(skew)に対する許容差に制限される。
用して第一、第二の装置間で送信される。非同期システムは往復遅延の問題を、
第一および第二の装置の両方を別々の時間ベースに保つことを要求することによ
って克服する。データ送信の初めは、送信機から受信機へスタートビットを、プ
リペンドし(前付加し:pre−pending)または送ることによって合図
される。このスタートビットの開始エッジは受信機にスタートビットにより位相
をロックすることを許容し、スタートビットにより位相を維持している次のビッ
トを取り出す。結果として、第一および第二の装置の時間ベースが同じ周波数に
設定されている限りは信頼あるデータ交換が維持される。それに加え、第一およ
び第二の装置は、スタートビットが送信される時間およびこのスタートビットに
関連した最後のデータビットを受信する時間の間の二つの時間ベース間、小さな
パーセントのドリフトを維持しなければならず、そうでなければデータは間違え
て受信されるであろう。
ータ送信能力における制限を被っている。これらの制限はしばしば二つの方法の
どちらが最大利益を生じるかを決定するために行われるトレードオフ分析を必要
とする。 データ送信の速さを決定するために時間ベースを利用し、ケーブル遅延によっ
て制限されない、シリアルデータの送信方法および装置を提供することが望まし
い。
、一つの実施形態においては、時間ベースを生じるイニシエータと応答機を含む
。イニシエータの時間ベースを使用することで、データはイニシエータと応答機
の間を正確に伝送されることができる。
は状態を有する。これらのオペレーション状態はこのなかでは時として送信状態
および受信状態と呼ばれる。送信状態とはデータがイニシエータから応答機に伝
送される状態のことをいう。データを応答機に送信する前に、時間ベース・クロ
ック出力信号が生成され、そこから送信クロック出力信号がつくられる。データ
および送信クロック信号はそれからイニシエータに送信される。
。時間ベースクロック信号を使用してイニシエータに伝送されたデータをオーバ
ーサンプリング(oversampling)することにより、イニシエータは
データの中心位置を決めることができる。一度中心位置が規定されると、伝送さ
れるデータのすべてのビットが適切に決定され得る。その次のスタートビットを
受信した直後に、応答機から送信されているデータビットを適切に認識するため
に中心位置が再び決定される。
切なタイミングを決定することができる。結果として、装置は独立した時間ベー
スを必要としない。それに加え、装置の伝送速度はケーブル遅延によって制限さ
れない。 前述した通信装置はケーブル遅延によって制限されない間にに単一の時間ベー
スを利用してデータを信頼性よく送信することを許容する。
信システム10は第一のマイクロコンピュータ14、第二のマイクロコンピュー
タ16、通信リンクまたは装置18を含む。オペレーションにおいてマイクロコ
ンピュータ14、16は、典型的には様々な入力装置(図示されていない)、例
えば、記憶装置及びキーボードなどのオペレータ入力装置と結合されている。こ
れらの入力装置からの情報を利用して、マイクロコンピュータ14、16はデー
タを生成することができる。このデータはそれから通信装置18を使って他のマ
イクロコンピュータと交換されることができる。通信装置18はイニシエータ2
0と応答機24を含む。
ータ20の間を双方向に結合される。イニシエータ20はシリアルデータを応答
機24に送信するための送信機30および応答機24からシリアルデータを受信
するための受信機32を含む。送信機30および受信機32はデータバス26に
結合されている。時間ベースの発生器34はマイクロコンピュータ14からのク
ロック信号に結合され、パルス化された時間ベースのクロック出力信号を生成す
る。時間ベースのクロック信号は受信機32と、パルス化された送信クロック出
力信号を生成するクロック分周器分周器36に結合されている。送信クロック信
号は送信機30に結合されている。シリアルデータは送信機30から伝送され、
発生器34および分周器36、特に送信クロック信号によって決められたレート
(速度)で受信機44によって受信される。一つの実施形態では、例えば送信機
30および受信機32はデータバス26からのパラレルデータをシリアルデータ
に変換するシフトレジスタであり得、時間ベースの発生器34はカウンタであり
得、クロック分周器36はNカウンタによって分周(分割)され得る。クロック
分周器36は時間ベースのクロック信号を整数、例えば4などで分周する。
るために、双方向バス40を使用してマイクロコンピュータ16に結合される。
特にデータは、バス40を使用し、マイクロコンピュータ16から受信機44お
よび送信機46へ結合される。一つの実施形態においては、例えば、受信機44
は受信機32と同一のシフトレジスタであり、送信機46は送信機30と同一の
シフトレジスタである。シフトレジスタのパラレルバスの幅は例えば、マイクロ
コンピュータ14、16からのデータの幅によって、8ビット、16ビットなど
に選択されうる。
24の間を伝送される。特に、ケーブル50は送信クロック信号を送信機30か
ら受信機44へ結合し、シリアルデータを送信機30から受信機44へ結合し、
送信機46からのシリアルデータを受信機32へ結合する。 前述した構成要素の多くの機能および変更は当通信技術においてよく理解され
ている。本出願はそのように理解されそして既知の機能および変更を目的として
いるのではない。むしろ、本出願は以下でもっと詳細に述べられているデータ交
換のための方法および装置を目的としている。
り、マイクロコンピュータ14および16のみと結合して実行することには限定
されない。そこで、この中で使用されているように、マイクロコンピュータとい
う言葉はまさにマイクロコンピュータとして当技術上言及されている集積回路の
意味には限定されず、広くマイクロコンピュータ、プロセッサ、マイクロコント
ローラ、専用集積回路、他のプログラム可能回路、同様に他のデータ生成装置を
意味する。
らのオペレーション状態はここでは送信状態および受信状態と呼ばれる。装置1
8の送信状態とは、データがイニシエータ20から応答機24に送信されている
時の装置18の状態をいう。送信状態では、データは通信システム18を使って
、マイクロコンピュータ14からマイクロコンピュータ16に伝送される。もっ
と詳しく言うと、イニシエータ20の送信機30はケーブル50を使って、送信
クロック信号およびシリアルデータを応答機24の受信機44に送信もしくは伝
送する。特に、イニシエータが送信クロック信号を応答機24に送信している間
、単一のスタートビットは、イニシエータ20から応答機24にデータビットを
送信する前に、プリペンドされるかまたは送られる。スタートビットは、シリア
ルデータが続くであろうことをレシーバ44に通知する。スタートビットを受信
した直後、受信機44は送信機30からのシリアルデータを受信し始める。シリ
アルデータはイニシエータ20から送信された送信クロック信号によって決めら
れたレートでシリアルデータをサンプリングすることによって受信機44で受信
される。特に、シリアルデータは送信クロック信号のリーディング遷移エッジ(
leading transition edge)上でサンプル化される。シ
リアルデータのビットが受信機44によって受信されるので、データは双方向バ
ス40を使用してマイクロコンピュータ16に伝送される。
れている時の装置18の状態をいう。受信状態では、データは通信システム18
を利用して、マイクロコンピュータ16からマイクロコンピュータ14に伝送さ
れる。さらに詳細には、応答機24の送信機46はシリアルデータをケーブル5
0を利用してイニシエータ20の受信機32に送信する。初めのデータビットを
伝送する前に、単一のスタートビットはケーブル50を利用して、応答機24か
らイニシエータ20にプリペンドされ、または送られる。スタートビットは受信
機32にシリアルデータが続くであろうことを通知する。スタートビットを送っ
た後、シリアルデータは送信機46から送信され、送信クロック信号によって決
められたレートで受信機32において受信される。イニシエータ受信機32は、
スタートビットのリーディング遷移エッジを観察した後、発生器34によって創
られる時間ベースのクロック信号によって決められるレートでデータをオーバー
サンプリングすることによって、最初および後続のデータビットの中心位置を決
定することができる。シリアルデータのビットが受信機32によって受信された
時、データはデータバス26を利用してマイクロコンピュータ14に伝送される
。次のスタートビットを受信した直後、応答機から送信されているデータビット
を適切に認識するために中心位置は再び決められる。
とを許容する。伝送レートがイニシエータによって設定されるので、単一時間ベ
ースを利用することは、応答機をセットアップする必要を回避する。通信装置は
、応答機にデータを同期式送信および受信することを許容している間、イニシエ
ータにデータを同期式伝送および非同期式受信することをも許容する。それに加
えて、データ伝送レートはケーブル遅延によって制限されない。それゆえ、デー
タ伝送レートはイニシエータと応答機両方で設定される必要はない。
応答機24を含む。データは、特有のアドレスを各々の応答機24に送信するこ
とによって、イニシエータ18と選択された応答機24との間で交換される。前
述のように、送信されたアドレスに等しいアドレスを持っているその応答機24
のみが使用可能にされ、データは使用可能にされた応答機24とイニシエータ1
8との間でのみ交換されるであろう。データ伝送が完了した後、データは異なっ
た特有アドレスを応答機24に送信することによって、異なった応答機24とイ
ニシエータ18との間で交換されうる。
は明らかである。本発明は詳細に記載、説明されているが、これらの記載、説明
は例としてあげられたものにすぎず、これらの記載、説明によって発明を限定す
るものではない、ということは明らかである。したがって、本発明の趣旨および
範囲は、添付の特許請求の範囲の語句のみによって制限されるべきである。
は状態を有する。これらのオペレーション状態はこのなかでは時として送信状態
および受信状態と呼ばれる。送信状態とはデータがイニシエータから応答機に伝
送される状態のことをいう。データを応答機に送信する前に、時間ベース・クロ
ック出力信号が生成され、そこから送信クロック出力信号がつくられる。データ
および送信クロック信号はそれから応答機に送信される。
らのオペレーション状態はここでは送信状態および受信状態と呼ばれる。装置1
8の送信状態とは、データがイニシエータ20から応答機24に送信されている
時の装置18の状態をいう。送信状態では、データは通信システム18を使って
、マイクロコンピュータ14からマイクロコンピュータ16に伝送される。もっ
と詳しく言うと、イニシエータ20の送信機30はケーブル50を使って、送信
クロック信号およびシリアルデータを応答機24の受信機44に送信もしくは伝
送する。特に、イニシエータが送信クロック信号を応答機24に送信している間
、単一のスタートビットは、イニシエータ20から応答機24にデータビットを
送信する前に、プリペンドされるかまたは送られる。スタートビットは、シリア
ルデータが続くであろうことをレシーバ44に通知する。スタートビットを受信
した直後、受信機44は送信機30からのシリアルデータを受信し始める。シリ
アルデータはイニシエータ20から送信された送信クロック信号によって決めら
れたレートでシリアルデータをサンプリングすることによって受信機44で受信
される。特に、シリアルデータは送信クロック信号のリーディング遷移エッジ(
leading transition edge)上でサンプル化される。シ
リアルデータのビットが受信機44によって受信されるので、データはデータバ
ス40を使用してマイクロコンピュータ16に伝送される。
れている時の装置18の状態をいう。受信状態では、データは通信システム18
を利用して、マイクロコンピュータ16からマイクロコンピュータ14に伝送さ
れる。さらに詳細には、応答機24の送信機46はシリアルデータをケーブル5
0を利用してイニシエータ20の受信機32に送信する。初めのデータビットを
伝送する前に、単一のスタートビットはケーブル50を利用して、応答機24か
らイニシエータ20にプリペンドされ、または送られる。スタートビットは受信
機32にシリアルデータが続くであろうことを通知する。スタートビットを送っ
た後、シリアルデータは送信機46から送信され、送信クロック信号によって決
められたレートで受信機32において受信される。特に、シリアルデータはイニ
シエータの送信クロックパルスのエッジを使用してシーケンスされる。イニシエ
ータ受信機32は、スタートビットのリーディング遷移エッジを観察した後、発
生器34によって創られる時間ベースのクロック信号によって決められるレート
でデータをオーバーサンプリングすることによって、最初および後続のデータビ
ットの中心位置を決定することができる。シリアルデータのビットが受信機32
によって受信された時、データはデータバス26を利用してマイクロコンピュー
タ14に伝送される。次のスタートビットを受信した直後、応答機から送信され
ているデータビットを適切に認識するために中心位置は再び決められる。
Claims (16)
- 【請求項1】 イニシエータおよび応答機を含むシステムにおいてデータを
交換する方法であって、前記イニシエータは送信クロックパルスを生じるように
構成され、前記応答機は前記イニシエータの送信クロックパルスによって決めら
れたレートでデータを受信および送信するように構成されており、 前記イニシエータの送信クロックパルスを前記応答機に送信するステップと、 データビットを前記イニシエータから前記応答機に送信するステップと、 データビットを前記応答機で受信するステップと、 データビットを前記応答機から前記イニシエータに送信するステップと、 を含むデータを交換する方法。 - 【請求項2】 データビットを応答機で受信するステップは前記送信クロッ
クパルスのエッジ上の前記応答機に送信されたデータをサンプリングするステッ
プを含む、請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 前記応答機からデータビットを送信するステップは前記イニ
シエータの送信クロックパルスのエッジを使用して前記データをシーケンスする
ステップを含む、請求項1に記載の方法。 - 【請求項4】 前記応答機から前記イニシエータにデータビットを送信する
ステップはさらにスタートビットを送信するステップを含む、請求項3に記載の
方法。 - 【請求項5】 前記イニシエータの送信クロックパルスを前記応答機に送信
するステップは、 時間ベースのクロックパルスを前記イニシエータに生成するステップと、 前記時間ベースのクロックパルスをあらかじめ選択された整数によって割るこ
とによって送信クロックパルスを生成するステップと、 を含む、請求項1に記載の方法。 - 【請求項6】 データビットを前記応答機から前記イニシエータに送信する
ステップが、 スタートビットを検出するステップと、 前記時間ベースのクロックパルスによって決められたレートで応答機から受信
されたデータをサンプリングするステップと、 を含む請求項5に記載の方法。 - 【請求項7】 送信クロックパルスを生成しそしてイニシエータからのデー
タの流れを制御するために前記送信クロックパルスを使用するように構成され、
シリアルデータを送信および受信するための前記のイニシエータと、 前記イニシエータの送信クロックパルスによって決められたレートでデータを
受信および送信するように構成されている応答機と、 を含む、データを交換するための通信システム。 - 【請求項8】 前記応答機はさらにスタートビットを送信するように構成さ
れている、請求項7に記載のシステム。 - 【請求項9】 前記イニシエータはさらに時間ベースのクロックパルスを生
じるように構成されている、請求項7に記載のシステム。 - 【請求項10】 前記送信クロックパルスは前記時間ベースのパルスから生
成される、請求項9に記載のシステム。 - 【請求項11】 イニシエータと応答機を含む、データの交換するための通
信装置であって、 前記イニシエータを使用して送信クロックパルスを生成し、 前記送信クロックパルスを前記イニシエータから前記応答機に送信し、 前記イニシエータの送信クロックパルスによって決められた速度で前記イニシ
エータから前記応答機にデータを送信し、 前記イニシエータの送信クロックパルスによって決められたレートで前記応答
機から前記イニシエータにデータを送信する ように構成されている、データの交換するための通信装置。 - 【請求項12】 前記応答機にデータを送信するために、前記装置が前記送
信クロックパルスのエッジ上の前記応答機に送信された前記データをサンプルす
るように構成されている、請求項11に記載の装置。 - 【請求項13】 前記応答機からデータを送信するために、前記装置が前記
イニシエータの送信クロックパルスのエッジを使用しているデータをシーケンス
するように構成されている、請求項11に記載の装置。 - 【請求項14】 データを前記応答機から前記イニシエータに送信するため
に、前記装置がさらにスタートビットを送信するように構成されている、請求項
13に記載の装置。 - 【請求項15】 前記イニシエータの送信クロックパルスを前記応答機に送
信するために、 前記時間ベースのクロックパルスをイニシエータに生成し、 時間ベースのクロックパルスをあらかじめ選択された整数で割ることによって
前記送信クロックパルスを生成するように構成されている、請求項11に記載の
装置。 - 【請求項16】 送信データを前記応答機から前記イニシエータに送信する
ために、 スタートビットを検出し、 前記時間ベースのクロックパルスによって決められたレートで前記応答機から
受信された前記データをサンプルするように構成されている、請求項15に記載
の装置。
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