JP2016184280A - 双方向シリアルバススイッチ、ゲートアレイ - Google Patents
双方向シリアルバススイッチ、ゲートアレイ Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016184280A JP2016184280A JP2015064056A JP2015064056A JP2016184280A JP 2016184280 A JP2016184280 A JP 2016184280A JP 2015064056 A JP2015064056 A JP 2015064056A JP 2015064056 A JP2015064056 A JP 2015064056A JP 2016184280 A JP2016184280 A JP 2016184280A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- logic
- bidirectional
- output buffer
- state
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D10/00—Energy efficient computing, e.g. low power processors, power management or thermal management
Landscapes
- Bus Control (AREA)
- Information Transfer Systems (AREA)
Abstract
【課題】従来はプロトコルをデコードした結果に応じて転送制御を行うため、処理に時間がかかり、入力された信号が出力されるまでの遅延が大きくなっていた。また、デコード処理を行うために回路が複雑化かつ大規模化するため、消費電力や製造コストが増大していた。
【解決手段】複数のデバイスを双方向シリアル通信可能に接続する双方向シリアルバススイッチであって、マスタデバイスとスレーブデバイスとの間の双方向信号のステータス監視をする手段と、前記ステータス監視に従ってマスタデバイスとスレーブデバイスの双方向信号を制御する手段を備える。
【選択図】図1
【解決手段】複数のデバイスを双方向シリアル通信可能に接続する双方向シリアルバススイッチであって、マスタデバイスとスレーブデバイスとの間の双方向信号のステータス監視をする手段と、前記ステータス監視に従ってマスタデバイスとスレーブデバイスの双方向信号を制御する手段を備える。
【選択図】図1
Description
本発明は少数の配線で多数のデバイスを制御するため双方向シリアル通信システムに係
り、特に複数のデバイスを接続した双方向シリアルバススイッチに関する。
り、特に複数のデバイスを接続した双方向シリアルバススイッチに関する。
双方向シリアル信号を単方向信号に変換し所定のタイミングで方向を切り替えることができる双方向シリアルバスの通信制御方法および双方向シリアルバススイッチが提供されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上記特許文献に記載されたような制御方法及びバススイッチは、プロトコルをデコードした結果に応じて転送制御を行うため、処理に時間がかかり、入力された信号が出力されるまでの遅延が大きくなるという問題があった。
また、デコード処理を行うために回路が複雑化かつ大規模化するため、消費電力や製造コストが増大するという問題があった。
また、デコード処理を行うために回路が複雑化かつ大規模化するため、消費電力や製造コストが増大するという問題があった。
本発明は係る課題を解決するためになされたものであり、プロトコルのデコードが不要の、簡易な双方向シリアルバススイッチを提供することを目的とする。
この発明に係る双方向シリアルバススイッチは、複数のデバイスを双方向シリアル通信可能に接続する双方向シリアルバススイッチであって、第1デバイスと第2デバイスとの間の双方向信号のステータス監視をする手段と、前記ステータス監視に従って前記第1デバイスと第2デバイスの双方向信号を制御する手段を備える。
本発明の双方向シリアルバススイッチによれば、簡易な構成で、双方向シリアル信号を制御することができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
実施の形態1.
この発明の実施の形態1に係る双方向シリアルバススイッチについて説明する。
図1は、実施の形態1に係る双方向シリアルバススイッチの構成の等価回路を示した図である。以下の実施の形態において、デバイスMは能動的に通信をするデバイス(マスタデバイス、あるいは、第1デバイスともいう)のことであり、デバイスSはデバイスMに従属的に接続されるデバイス(スレーブデバイス、あるいは、第2デバイスともいう)のことである。通常、1つのデバイスMに対して、複数のデバイスSが従属的に接続される。
この発明の実施の形態1に係る双方向シリアルバススイッチについて説明する。
図1は、実施の形態1に係る双方向シリアルバススイッチの構成の等価回路を示した図である。以下の実施の形態において、デバイスMは能動的に通信をするデバイス(マスタデバイス、あるいは、第1デバイスともいう)のことであり、デバイスSはデバイスMに従属的に接続されるデバイス(スレーブデバイス、あるいは、第2デバイスともいう)のことである。通常、1つのデバイスMに対して、複数のデバイスSが従属的に接続される。
図1において、本実施の形態に関わる双方向シリアルバススイッチ1は、ステータス監視回路10と、バスドライバ回路20と、ステータス監視回路10に接続される入力バッファ102と入力バッファ103と、バスドライバ回路20に接続されるオープンドレイン出力バッファ112とオープンドレイン出力バッファ113で、構成される。
M側双方向信号12は、入力バッファ102、オープンドレイン出力バッファ112、プルアップ抵抗302を経由し、デバイスM2と双方向シリアルバススイッチ1の双方が対応可能な電圧の電源402に接続される。
S側双方向信号13は入力バッファ103、オープンドレイン出力バッファ113、プルアップ抵抗303を経由し、1つまたは複数のデバイスS3と双方向シリアルバススイッチ1の双方が対応可能な電圧の電源403に接続される。
S側双方向信号13は入力バッファ103、オープンドレイン出力バッファ113、プルアップ抵抗303を経由し、1つまたは複数のデバイスS3と双方向シリアルバススイッチ1の双方が対応可能な電圧の電源403に接続される。
入力バッファ102はM側双方向信号12を入力とし、論理信号202を経由してステータス監視回路10へ出力する。
入力バッファ103はS側双方向信号13を入力とし、論理信号203を経由してステータス監視回路10へ出力する。
入力バッファ103はS側双方向信号13を入力とし、論理信号203を経由してステータス監視回路10へ出力する。
ステータス監視回路10は、論理信号202と論理信号203により、デバイスM2とデバイスS3間の転送方向を監視し、その監視状況をステータス信号210としてバスドライバ回路20へ出力する。
バスドライバ回路20は、ステータス信号210を入力とし、オープンドレイン出力バッファ112の制御端子へ接続されるイネーブル信号212を制御し、オープンドレイン出力バッファ113の制御端子へ接続されるイネーブル信号213を制御する。
バスドライバ回路20は、ステータス信号210に応じてイネーブル信号212とイネーブル信号213の制御を切り替える。
バスドライバ回路20は、ステータス信号210に応じてイネーブル信号212とイネーブル信号213の制御を切り替える。
オープンドレイン出力バッファ112は、イネーブル信号212により、論理Lを出力するか、もしくはハイインピーダンス状態に制御される。
M側双方向信号12は、オープンドレイン出力バッファ112が論理Lを出力している場合は論理Lにドライブされるが、オープンドレイン出力バッファ112がハイインピーダンス状態のときには、プルアップ抵抗302により一定の電流で電圧を引き上げる動作を行うため論理Hにドライブされる。
オープンドレイン出力バッファ113も、イネーブル信号213により、論理Lを出力するか、もしくはハイインピーダンス状態に制御される。
S側双方向信号13も、オープンドレイン出力バッファ113が論理Lを出力している場合は論理Lにドライブされるが、オープンドレイン出力バッファ113がハイインピーダンス状態のときには、プルアップ抵抗303により一定の電流で電圧を引き上げる動作を行うため論理Hにドライブされる。
M側双方向信号12は、オープンドレイン出力バッファ112が論理Lを出力している場合は論理Lにドライブされるが、オープンドレイン出力バッファ112がハイインピーダンス状態のときには、プルアップ抵抗302により一定の電流で電圧を引き上げる動作を行うため論理Hにドライブされる。
オープンドレイン出力バッファ113も、イネーブル信号213により、論理Lを出力するか、もしくはハイインピーダンス状態に制御される。
S側双方向信号13も、オープンドレイン出力バッファ113が論理Lを出力している場合は論理Lにドライブされるが、オープンドレイン出力バッファ113がハイインピーダンス状態のときには、プルアップ抵抗303により一定の電流で電圧を引き上げる動作を行うため論理Hにドライブされる。
次に、この実施の形態1に係る双方向バススイッチの動作について信号波形を参照しながら説明する。
図2は、アイドル状態とデバイスM2が論理Lを出力する状態の、M側双方向信号12と、オープンドレイン出力バッファ112と、ステータス信号210と、オープンドレイン出力バッファ113と、S側双方向信号13を示す。
アイドル状態では、M側双方向信号12とS側双方向信号13は論理Hの状態であるため、ステータス信号はアイドル状態を示し、オープンドレイン出力バッファ112とオープンドレイン出力バッファ113はハイインピーダンス状態に制御される。
アイドル状態では、M側双方向信号12とS側双方向信号13は論理Hの状態であるため、ステータス信号はアイドル状態を示し、オープンドレイン出力バッファ112とオープンドレイン出力バッファ113はハイインピーダンス状態に制御される。
M側双方向信号12が論理Lになると、ステータス信号210はデバイスM2が論理Lを出力する状態に遷移し、オープンドレイン出力バッファ113が論理Lに制御されるため、S側双方向信号13が論理Lになる。
M側双方向信号12が論理Lの期間はS側双方向信号13も論理Lとなる。
M側双方向信号12が論理Hに戻ると、ステータス信号210もアイドル状態に遷移し、オープンドレイン出力バッファ113がオープンドレインの状態に制御されるため、S側双方向信号13はプルアップ抵抗303によって論理Hになる。
M側双方向信号12が論理Lの期間はS側双方向信号13も論理Lとなる。
M側双方向信号12が論理Hに戻ると、ステータス信号210もアイドル状態に遷移し、オープンドレイン出力バッファ113がオープンドレインの状態に制御されるため、S側双方向信号13はプルアップ抵抗303によって論理Hになる。
図3はアイドル状態とデバイスS3が論理Lを出力する状態の、M側双方向信号12と、オープンドレイン出力バッファ112と、ステータス信号210と、オープンドレイン出力バッファ113と、S側双方向信号13を示す。
アイドル状態は図2と同じであるため説明は省略する。
S側双方向信号13が論理Lになると、ステータス信号210はデバイスS3が論理Lを出力する状態に遷移し、オープンドレイン出力バッファ112が論理Lに制御されるため、M側双方向信号12が論理Lになる。
S側双方向信号13が論理Lの期間はM側双方向信号12も論理Lとなる。
S側双方向信号13が論理Hに戻ると、ステータス信号210もアイドル状態に遷移し、オープンドレイン出力バッファ112がオープンドレインの状態に制御されるため、M側双方向信号12はプルアップ抵抗302によって論理Hになる。
アイドル状態は図2と同じであるため説明は省略する。
S側双方向信号13が論理Lになると、ステータス信号210はデバイスS3が論理Lを出力する状態に遷移し、オープンドレイン出力バッファ112が論理Lに制御されるため、M側双方向信号12が論理Lになる。
S側双方向信号13が論理Lの期間はM側双方向信号12も論理Lとなる。
S側双方向信号13が論理Hに戻ると、ステータス信号210もアイドル状態に遷移し、オープンドレイン出力バッファ112がオープンドレインの状態に制御されるため、M側双方向信号12はプルアップ抵抗302によって論理Hになる。
シリアル通信では能動的に通信をするデバイスの通信に対して、従属的に接続されているデバイスが応答する。デバイスMとデバイスSが同時に送信を開始することは無く、論理信号202と論理信号203が同時に論理Lに遷移し始めることは無い。
このため、ステータス監視回路10が論理信号202と論理信号203を入力し、初めに論理Lをドライブする信号を監視することにより、上述した3ステータス(アイドル状態、デバイスM2が論理Lを出力する状態、デバイスS3が論理Lを出力する状態)を区別できる。すなわち、論理信号202が初めに論理LにドライブになればデバイスM2が論理Lを出力する状態となり、論理信号203が初めに論理LにドライブになればデバイスS3が論理Lを出力する状態となる。論理信号202と論理信号203が両方とも論理Hならアイドル状態となる。
ステータス監視回路10はこれら3つのステータス(アイドル状態、デバイスM2が論理Lを出力する状態、デバイスS3が論理Lを出力する状態)の監視状況をステータス信号210としてバスドライバ回路20へ出力する。
このため、ステータス監視回路10が論理信号202と論理信号203を入力し、初めに論理Lをドライブする信号を監視することにより、上述した3ステータス(アイドル状態、デバイスM2が論理Lを出力する状態、デバイスS3が論理Lを出力する状態)を区別できる。すなわち、論理信号202が初めに論理LにドライブになればデバイスM2が論理Lを出力する状態となり、論理信号203が初めに論理LにドライブになればデバイスS3が論理Lを出力する状態となる。論理信号202と論理信号203が両方とも論理Hならアイドル状態となる。
ステータス監視回路10はこれら3つのステータス(アイドル状態、デバイスM2が論理Lを出力する状態、デバイスS3が論理Lを出力する状態)の監視状況をステータス信号210としてバスドライバ回路20へ出力する。
バスドライバ回路20はステータス信号210を入力し、イネーブル信号212とイネーブル信号213を出力する。すなわち、アイドル状態/デバイスM2が論理Lを出力する状態/デバイスS3が論理Lを出力する状態によって、イネーブル信号212が論理H/L及びイネーブル信号213が論理H/Lに制御される。
イネーブル信号212により、オープンドレイン出力バッファ112が論理Lを出力するとき、他方はオープンドレイン出力バッファ112がハイインピーダンス状態になる切替制御が行われる。
また、イネーブル信号213により、オープンドレイン出力バッファ113が論理Lを出力するとき、他方はオープンドレイン出力バッファ113がハイインピーダンス状態になる切替制御が行われる。
このように、オープンドレイン出力バッファの切替制御により、双方向シリアルバススイッチの機能が実現できる。
また、イネーブル信号213により、オープンドレイン出力バッファ113が論理Lを出力するとき、他方はオープンドレイン出力バッファ113がハイインピーダンス状態になる切替制御が行われる。
このように、オープンドレイン出力バッファの切替制御により、双方向シリアルバススイッチの機能が実現できる。
実施の形態2.
上述した実施の形態1では、図1に示すように1つのデバイスMを接続した場合を例示したが、本発明による双方向シリアル通信システムはこれに限定されるものではなく、2つのデバイスMを接続可能である。以下、本発明の実施の形態2として2つのデバイスMを接続した双方向シリアルバススイッチについて説明する。
上述した実施の形態1では、図1に示すように1つのデバイスMを接続した場合を例示したが、本発明による双方向シリアル通信システムはこれに限定されるものではなく、2つのデバイスMを接続可能である。以下、本発明の実施の形態2として2つのデバイスMを接続した双方向シリアルバススイッチについて説明する。
図4に示すように、本実施形態による双方向シリアルバススイッチ1aは、2つのデバイスM(ここでは2つのデバイスM2とデバイスM4をいう)と1つまたは複数のデバイスS3の各々との間で転送される双方向信号を双方向シリアルバススイッチする機能を有する。また、デバイスM4はデバイスM2と同様に能動的に通信をするデバイスであり、M側双方信号14は双方向シリアルバススイッチ1aとプルアップ抵抗304経由で電源404に接続される。
基本的な構成は図1の実施の形態1と同様であるが、図1との比較では、2つのデバイスMを切り替えるスイッチ(スイッチ端子30a、30b、31a、31b、32a、32b)が追加されている。なお、双方向シリアルバススイッチ1aにおける、ステータス監視回路10、バスドライバ回路20、入力バッファ102、入力バッファ103、オープンドレイン出力バッファ112、オープンドレイン出力バッファ113については、図1に示す構成と基本的に同じであるから説明は省略する。
図4の構成では、デバイスA5(例えば、ゲートアレイ)がM選択信号130を出力し、M選択信号130の論理によりスイッチ端子31aと31b、と32aと32bが排他的に切り替わる制御が行われ、デバイスMを選択する構成となっている。
実施の形態3
上述した実施の形態2では、図4に示すように2つのデバイスMを接続した場合を例示したが、本発明による双方向シリアル通信システムはこれに限定されるものではなく、N個(任意の数)のデバイスMを接続可能である。以下、本発明の実施の形態3としてN個のデバイスMを接続した双方向シリアルバススイッチについて説明する。
上述した実施の形態2では、図4に示すように2つのデバイスMを接続した場合を例示したが、本発明による双方向シリアル通信システムはこれに限定されるものではなく、N個(任意の数)のデバイスMを接続可能である。以下、本発明の実施の形態3としてN個のデバイスMを接続した双方向シリアルバススイッチについて説明する。
図5に示すように、本実施形態による双方向シリアルバススイッチ1bは、N個のデバイスMとデバイスS3の各々との間で転送される双方向信号を双方向シリアルバススイッチする機能を有する。た、デバイスMNはデバイスM2と同様に能動的に通信をするデバイスであり、M側双方信号1Nは双方向シリアルバススイッチ1aとプルアップ抵抗30N経由で電源40Nに接続される。
基本的な構成は図4の実施の形態2と同様であるが、図4に示す実施の形態2との比較では、スイッチが(スイッチ端子30a、30b、31a―31n、32a―32n)変更されている。なお、双方向シリアルバススイッチ1bにおける、ステータス監視回路10、バスドライバ回路20、入力バッファ102、入力バッファ103、オープンドレイン出力バッファ112、オープンドレイン出力バッファ113については、図4に示す構成と基本的に同じであるから説明は省略する。
図5の構成では、デバイスA6(例えばゲートアレイ)がM選択信号130を出力し、M選択信号130の論理によりスイッチ端子31a―31n、32―と32nが排他的に切り替わる制御が行われ、デバイスMを選択する構成となっている。
実施の形態4
上述した実施の形態1では、図1に示すように双方向シリアルバススイッチはオープンドレイン出力でシリアル双方向信号を制御する場合を例示したが、本発明による双方向シリアル通信システムはこれに限定されるものではなく、トライステート出力バッファでのシリアル双方向信号制御が可能である。
オープンドレイン出力バッファ使用した場合、シリアル双方向信号を論理Lの状態から論理Hの状態に戻すとき、オープンドレイン出力バッファは論理Lを出力の状態からハイインピーダンスの状態になるため、プルアップ抵抗に頼ることになり、状態変化に時間がかかって高速のデータ伝送には適さない。
そこで、本実施の形態においては、論理Lから論理Hへの状態変化を高速にするため、トライステート出力バッファを使用する。
本実施形態ではシリアル双方向信号を論理Lの状態から論理Hの状態に戻すとき、トライステート出力バッファは論理Lに制御された後、一旦、論理Hに制御されてからハイインピーダンスの状態に制御される。シリアル双方向信号はプルアップ抵抗に頼ることなく論理Hの状態に戻るため、状態変化が速くなり、高速のデータ伝送に対応することができる。
以下、本発明の実施の形態4としてトライステート出力バッファをした双方向シリアルバススイッチについて説明する。
上述した実施の形態1では、図1に示すように双方向シリアルバススイッチはオープンドレイン出力でシリアル双方向信号を制御する場合を例示したが、本発明による双方向シリアル通信システムはこれに限定されるものではなく、トライステート出力バッファでのシリアル双方向信号制御が可能である。
オープンドレイン出力バッファ使用した場合、シリアル双方向信号を論理Lの状態から論理Hの状態に戻すとき、オープンドレイン出力バッファは論理Lを出力の状態からハイインピーダンスの状態になるため、プルアップ抵抗に頼ることになり、状態変化に時間がかかって高速のデータ伝送には適さない。
そこで、本実施の形態においては、論理Lから論理Hへの状態変化を高速にするため、トライステート出力バッファを使用する。
本実施形態ではシリアル双方向信号を論理Lの状態から論理Hの状態に戻すとき、トライステート出力バッファは論理Lに制御された後、一旦、論理Hに制御されてからハイインピーダンスの状態に制御される。シリアル双方向信号はプルアップ抵抗に頼ることなく論理Hの状態に戻るため、状態変化が速くなり、高速のデータ伝送に対応することができる。
以下、本発明の実施の形態4としてトライステート出力バッファをした双方向シリアルバススイッチについて説明する。
図6に示すように、本実施形態による双方向シリアルバススイッチ1cは、トライステート出力バッファでデバイスM2とデバイスS3の各々との間で転送される双方向信号を双方向シリアルバススイッチする機能を有する。
基本的な構成は図1の実施の形態1と同様であるが、図1に示す実施の形態1との比較では、ステータス監視回路10がステータス監視回路10aに変更され、バスドライバ回路20がバスドライバ回路20aに変更され、オープンドレイン出力バッファ112、オープンドレイン出力バッファ113はトライステート出力バッファ122、トライステート出力バッファ123に変更されている。
なお、双方向シリアルバススイッチ1における、入力バッファ102、入力バッファ103については、図1に示す構成と基本的に同じであるから説明は省略する。
なお、双方向シリアルバススイッチ1における、入力バッファ102、入力バッファ103については、図1に示す構成と基本的に同じであるから説明は省略する。
また、トライステート出力バッファ122を制御するため、イネーブル信号212がイネーブル信号222に変更され、制御信号232が追加、トライステート出力バッファ123を制御するためイネーブル信号213がイネーブル信号223に変更され、制御信号233が追加されている。
つぎに、この実施の形態4に係る双方向バススイッチの動作について信号波形を参照しながら説明する。
図7はアイドル状態とデバイスM2が論理Lを出力する状態とS側双方向信号13へ論理Hを出力する状態のM側双方向信号12とトライステート出力バッファ212とステータス信号210とトライステート出力バッファ213とS側双方向信号13を示す。アイドル状態では、M側双方向信号12とS側双方向信号13は論理Hの状態であるため、ステータス信号はアイドル状態を示し、トライステート出力バッファ212とトライステート出力バッファ213はハイインピーダンスに制御される。
M側双方向信号12が論理Lになると、ステータス信号210はデバイスM2が論理Lを出力する状態に遷移し、トライステート出力バッファ213が論理Lに制御されるため、S側双方向信号13が論理Lになる。
M側双方向信号12が論理Lの期間はS側双方向信号13も論理Lとなる。
M側双方向信号12が論理Hに戻ると、ステータス信号210はS側双方向信号13へ論理Hを出力する状態に遷移し、トライステート出力バッファ213が論理Hに制御され、S側双方向信号13は論理Hへ高速に遷移する。一定期間を過ぎると、ステータス信号210がアイドル状態となり、トライステート出力バッファ213はオープンドレインの状態に制御され、S側双方向信号13は論理Hを保つ。
M側双方向信号12が論理Lの期間はS側双方向信号13も論理Lとなる。
M側双方向信号12が論理Hに戻ると、ステータス信号210はS側双方向信号13へ論理Hを出力する状態に遷移し、トライステート出力バッファ213が論理Hに制御され、S側双方向信号13は論理Hへ高速に遷移する。一定期間を過ぎると、ステータス信号210がアイドル状態となり、トライステート出力バッファ213はオープンドレインの状態に制御され、S側双方向信号13は論理Hを保つ。
図8はアイドル状態とデバイスS3が論理Lを出力する状態とM側双方向信号12へ論理Hを出力する状態のM側双方向信号12とトライステート出力バッファ212とステータス信号210とトライステート出力バッファ213とS側双方向信号13を示す。アイドル状態は図7と同じであるため説明は省略する。
S側双方向信号13が論理Lになると、ステータス信号210はデバイスS3が論理Lを出力する状態に遷移し、トライステート出力バッファ212が論理Lに制御されるため、M側双方向信号12が論理Lになる。
S側双方向信号13が論理Lの期間はM側双方向信号12も論理Lとなる。
S側双方向信号13が論理Hに戻ると、ステータス信号210はM側双方向信号12へ論理Hを出力する状態に遷移し、トライステート出力バッファ212が論理Hに制御され、M側双方向信号12は論理Hへ高速に遷移する。一定期間を過ぎると、ステータス信号210がアイドル状態となり、トライステート出力バッファ212はオープンドレインの状態に制御され、M側双方向信号12は論理Hを保つ。
S側双方向信号13が論理Lになると、ステータス信号210はデバイスS3が論理Lを出力する状態に遷移し、トライステート出力バッファ212が論理Lに制御されるため、M側双方向信号12が論理Lになる。
S側双方向信号13が論理Lの期間はM側双方向信号12も論理Lとなる。
S側双方向信号13が論理Hに戻ると、ステータス信号210はM側双方向信号12へ論理Hを出力する状態に遷移し、トライステート出力バッファ212が論理Hに制御され、M側双方向信号12は論理Hへ高速に遷移する。一定期間を過ぎると、ステータス信号210がアイドル状態となり、トライステート出力バッファ212はオープンドレインの状態に制御され、M側双方向信号12は論理Hを保つ。
実施の形態1では3つのステート(アイドル状態、デバイスM2が論理Lを出力する状態、デバイスS3が論理Lを出力する状態)だったが、本実施形態ではM側双方向信号12を論理Hにドライブする状態とS側双方向信号13を論理Hにドライブする状態の2つのステートが追加されている。
ステータス監視回路10aの動作は基本的にステータス監視回路10と同じだが、2つのステートが追加されるため、5つのステータス(アイドル状態、デバイスM2が論理Lを出力する状態、デバイスS3が論理Lを出力する状態、M側双方向信号12を論理Hにドライブする状態、S側双方向信号13を論理Hにドライブする状態)をステータス信号210としてバスドライバ回路20aへ出力する。
バスドライバ回路20aはステータス信号210を入力とし、イネーブル信号222とイネーブル信号233と制御信号232と制御信号233へ接続される。
すなわち、アイドル状態とデバイスM2が論理Lを出力する状態とデバイスM3が論理Lを出力する状態とM側双方向信号12を論理Hにドライブする状態とS側双方向信号13を論理Hにドライブする状態によって、イネーブル信号222とイネーブル信号233と制御信号232と制御信号233イネーブル信号212の制御を切り替える。
すなわち、アイドル状態とデバイスM2が論理Lを出力する状態とデバイスM3が論理Lを出力する状態とM側双方向信号12を論理Hにドライブする状態とS側双方向信号13を論理Hにドライブする状態によって、イネーブル信号222とイネーブル信号233と制御信号232と制御信号233イネーブル信号212の制御を切り替える。
トライステート出力バッファ122はイネーブル信号222及び制御信号232により、論理Lを出力するか、論理Hを出力するか、もしくは出力を行わずにハイインピーダンス状態となる。
M側双方向信号12は、トライステート出力バッファ122が論理Lを出力している場合は論理Lにドライブされ、トライステート出力バッファ122が論理Hを出力している場合は論理Hにドライブされ、トライステート出力バッファ122がハイインピーダンス状態のときにはプルアップ抵抗302により一定の電流で電圧を引き上げる動作を行うため論理Hにドライブされる。
トライステート出力バッファ123もイネーブル信号223及び制御信号233により、論理Lを出力するか、論理Hを出力するか、もしくは出力を行わずにハイインピーダンス状態となる。S側双方向信号13は、トライステート出力バッファ123が論理Lを出力している場合は論理Lにドライブされ、トライステート出力バッファ123が論理Hを出力している場合は論理Hにドライブされ、トライステート出力バッファ123がハイインピーダンス状態のときにはプルアップ抵抗303により一定の電流で電圧を引き上げる動作を行うため論理Hにドライブされる。
M側双方向信号12は、トライステート出力バッファ122が論理Lを出力している場合は論理Lにドライブされ、トライステート出力バッファ122が論理Hを出力している場合は論理Hにドライブされ、トライステート出力バッファ122がハイインピーダンス状態のときにはプルアップ抵抗302により一定の電流で電圧を引き上げる動作を行うため論理Hにドライブされる。
トライステート出力バッファ123もイネーブル信号223及び制御信号233により、論理Lを出力するか、論理Hを出力するか、もしくは出力を行わずにハイインピーダンス状態となる。S側双方向信号13は、トライステート出力バッファ123が論理Lを出力している場合は論理Lにドライブされ、トライステート出力バッファ123が論理Hを出力している場合は論理Hにドライブされ、トライステート出力バッファ123がハイインピーダンス状態のときにはプルアップ抵抗303により一定の電流で電圧を引き上げる動作を行うため論理Hにドライブされる。
実施の形態5
上述した実施の形態4はプルアップ抵抗を使用した場合を例示したが、本発明による双方向シリアル通信システムはこれに限定されるものではなく、プルアップ抵抗が無い状態でのシリアル双方向信号制御が可能である。
以下、本発明の実施の形態5としてプルアップ抵抗が無い状態での双方向シリアルバススイッチについて説明する。
上述した実施の形態4はプルアップ抵抗を使用した場合を例示したが、本発明による双方向シリアル通信システムはこれに限定されるものではなく、プルアップ抵抗が無い状態でのシリアル双方向信号制御が可能である。
以下、本発明の実施の形態5としてプルアップ抵抗が無い状態での双方向シリアルバススイッチについて説明する。
図9に示すように、本実施形態による双方向シリアルバススイッチ1cは、プルアップ抵抗が無い状態での双方向信号を双方向シリアルバススイッチする機能を有する。
基本的な構成は図6の実施の形態4と同様であるが、図6に示す実施の形態4との比較では、プルアップ抵抗302、プルアップ抵抗303、電源402、電源403が削除されている。双方向シリアルバススイッチ1cについては、図6と同じであるから説明は省略する。
図9の構成では、トライステート出力バッファは論理Lに制御された後、一旦、論理Hに制御されてからハイインピーダンスの状態に制御される。このため、シリアル双方向信号を論理Lの状態から論理Hの状態に戻すときにプルアップ抵抗による一定の電流で電圧を引き上げる動作が不要となるため、プルアップ抵抗が不要となる。
1、1a、1b、1c 双方向シリアルバススイッチ、2、4―N デバイスM、3 デバイスS、5 デバイスA、12、14−1N M側双方向信号、13 S側双方向信号、10、10a ステータス監視回路、20、20a バスドライバ回路、30a、30b、31a―31n、32a―32n スイッチ端子、102、103 入力バッファ、112、113 オープンドレイン出力バッファ、122、123 トライステート出力バッファ、130 M側選択信号、202 M側論理信号、203 S側論理信号、210 ステータス信号、212、213、222、223 イネーブル信号、232、233 制御信号、302、304−30N、303 プルアップ抵抗、402、404−40N、403 電源
Claims (7)
- 複数のデバイスを双方向シリアル通信可能に接続する双方向シリアルバススイッチであって、
第1デバイスと第2デバイスとの間の双方向信号のステータス監視をする手段と、
前記ステータス監視に従って前記第1デバイスと第2デバイスの双方向信号を制御する手段を有することを特徴とする双方向シリアルバススイッチ。 - 前記第1デバイスと第2デバイスが出力する論理に従って前記双方向信号を制御することを特徴とする請求項1に記載の双方向シリアルバススイッチ。
- 前記第1デバイスと第2デバイスの双方向信号が任意の電圧での制御手段をさらに有することを特徴とする請求項1または2に記載の双方向シリアルバススイッチ。
- 複数の第1デバイスからの双方向信号のいずれか1つを選択する選択手段をさらに有することを特徴とする請求項1または2に記載の双方向シリアルバススイッチ。
- 複数のデバイスを双方向シリアル通信可能に接続する双方向シリアルバススイッチであって、
前記第1デバイスと接続する第1入力バッファと、
前記第2デバイスと接続する第2入力バッファと、
前記第1入力バッファと前記第2入力バッファと接続され、前記第1入力バッファからの論理信号と前記第2入力バッファからの論理信号を入力し、前記論理信号をもとに双方向信号の送信方向を監視し、監視の結果をステータス信号として出力するステータス監視回路と、
前記第1デバイスと接続する第1オープンドレイン出力バッファと、
前記第2デバイスと接続する第2オープンドレイン出力バッファと、
前記第1オープンドレイン出力バッファと前記第2オープンドレイン出力バッファと接続され、前記ステータス監視回路から入力したステータス信号に応じたイネーブル信号を前記前記第1オープンドレイン出力バッファと前記第2オープンドレイン出力バッファに出力するバスドライバ回路と、
を備える双方向シリアルバススイッチ。 - 複数のデバイスを双方向シリアル通信可能に接続する双方向シリアルバススイッチであって、
前記第1デバイスと接続する第1入力バッファと、
前記第2デバイスと接続する第2入力バッファと、
前記第1入力バッファと前記第2入力バッファと接続され、前記第1入力バッファからの論理信号と前記第2入力バッファからの論理信号を入力し、双方向信号の送信方向を監視して監視結果をステータス信号として出力するステータス監視回路と、
前記第1デバイスと接続する第1のトライステート出力バッファと、
前記第2デバイスと接続する第2のトライステート出力バッファと、
前記第1のトライステート出力バッファと前記第2のトライステート出力バッファと接続され、前記ステータス監視回路から入力したステータス信号に応じたイネーブル信号を前記前記第1のトライステート出力バッファと前記第2のトライステート出力バッファに出力するバスドライバ回路と、
を備える双方向シリアルバススイッチ。 - 請求項1〜6いずれか記載の双方向シリアルバススイッチを備えるゲートアレイ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015064056A JP2016184280A (ja) | 2015-03-26 | 2015-03-26 | 双方向シリアルバススイッチ、ゲートアレイ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015064056A JP2016184280A (ja) | 2015-03-26 | 2015-03-26 | 双方向シリアルバススイッチ、ゲートアレイ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016184280A true JP2016184280A (ja) | 2016-10-20 |
Family
ID=57241994
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015064056A Pending JP2016184280A (ja) | 2015-03-26 | 2015-03-26 | 双方向シリアルバススイッチ、ゲートアレイ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2016184280A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7557285B2 (ja) | 2020-06-04 | 2024-09-27 | キヤノン株式会社 | バススイッチ、シミュレーション装置及び信号中継方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000174765A (ja) * | 1998-12-07 | 2000-06-23 | Nec Corp | 双方向シリアルバスリピータ |
US6218862B1 (en) * | 1998-02-10 | 2001-04-17 | Stmicroelectronics S.A. | Two-way transmission device |
JP2004506979A (ja) * | 2000-08-17 | 2004-03-04 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 高低閾値検出を有する双方向リピータ |
US20040225793A1 (en) * | 2001-02-16 | 2004-11-11 | Hunter Michael James | Bidirectional bus repeater for communications on a chip |
US6981087B1 (en) * | 2001-01-02 | 2005-12-27 | Juniper Networks, Inc. | Multi-master and diverse serial bus in a complex electrical system |
JP2013105284A (ja) * | 2011-11-11 | 2013-05-30 | Nec Access Technica Ltd | 双方向シリアルバスの通信制御方法および双方向シリアルバススイッチ |
JP2014035709A (ja) * | 2012-08-09 | 2014-02-24 | Sharp Corp | バス制御装置、バス制御方法、プログラムおよび記録媒体 |
-
2015
- 2015-03-26 JP JP2015064056A patent/JP2016184280A/ja active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6218862B1 (en) * | 1998-02-10 | 2001-04-17 | Stmicroelectronics S.A. | Two-way transmission device |
JP2000174765A (ja) * | 1998-12-07 | 2000-06-23 | Nec Corp | 双方向シリアルバスリピータ |
JP2004506979A (ja) * | 2000-08-17 | 2004-03-04 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 高低閾値検出を有する双方向リピータ |
US6981087B1 (en) * | 2001-01-02 | 2005-12-27 | Juniper Networks, Inc. | Multi-master and diverse serial bus in a complex electrical system |
US20040225793A1 (en) * | 2001-02-16 | 2004-11-11 | Hunter Michael James | Bidirectional bus repeater for communications on a chip |
JP2013105284A (ja) * | 2011-11-11 | 2013-05-30 | Nec Access Technica Ltd | 双方向シリアルバスの通信制御方法および双方向シリアルバススイッチ |
JP2014035709A (ja) * | 2012-08-09 | 2014-02-24 | Sharp Corp | バス制御装置、バス制御方法、プログラムおよび記録媒体 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7557285B2 (ja) | 2020-06-04 | 2024-09-27 | キヤノン株式会社 | バススイッチ、シミュレーション装置及び信号中継方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104734688A (zh) | 用于串行通讯的可编程阻抗传输器 | |
CN106793928A (zh) | 通信系统 | |
US11868302B2 (en) | Status signal output | |
JP5332428B2 (ja) | レベルシフト回路及びその方法 | |
JP5029906B2 (ja) | I/oシステム | |
US11947475B2 (en) | Synchronized processing of process data and delayed transmission | |
JP2016184280A (ja) | 双方向シリアルバススイッチ、ゲートアレイ | |
JP2008029161A (ja) | モータ制御用シリアル通信装置 | |
JP2014017657A (ja) | 電子制御装置 | |
US6876229B1 (en) | Method and system for providing bidirectional asynchronous communication | |
TWI523438B (zh) | 用於高速串列傳輸器之架構 | |
US7899071B2 (en) | Serial bus structure | |
CN112147957A (zh) | 菊花式链接点对点链接传感器 | |
KR101858264B1 (ko) | 이더넷 통신 기기를 위한 릴레이 장치 | |
JP6645069B2 (ja) | 通信システム及び通信方法 | |
CN103945018A (zh) | 并联显示系统及其双向地址配置方法 | |
JP7086027B2 (ja) | 双方向シリアルバススイッチ | |
JP2013518538A5 (ja) | ||
KR100803369B1 (ko) | 반도체 집적 회로의 레이턴시 제어 회로 | |
JP3716562B2 (ja) | バスブリッジ回路及びバスブリッジ回路を用いた情報処理システム | |
KR910000875B1 (ko) | 프로그램어블 로직콘트롤러에서 입출력 모듈의 번지지정이 필요없는 직렬 데이타 전송방법 및 장치 | |
JP6102545B2 (ja) | 通信システム | |
JP2013009157A (ja) | 情報処理装置および情報処理装置の制御方法 | |
KR20130064492A (ko) | 링 토폴로지 메모리 시스템의 동작 방법 | |
JP2010187243A (ja) | 入出力データ転送方式 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170120 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20171018 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20171031 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20180508 |