JP2850282B2 - 通信装置 - Google Patents
通信装置Info
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Description
合される複数のオーディオ装置等に組込まれる通信装置
に関するものである。
それぞれの装置が出力する信号の衝突を避けねばならな
い。単純な方式として共有バスの管理装置を設け、個々
の装置に通信開始を許可するタイプの通信方式がある。
実際によく用いられ行われている。しかし、この通信方
式は （１）共有バスの管理装置が必要である （２）管理装置の存在によりプロトコルが複雑になる （３）拡張性をもたせるのが難しい などの問題がある。共有バスを管理するマスター装置を
設けることなく、通信線に接続された複数の装置に、そ
れぞれバスの使用権を獲得するバス獲得手段を持たせる
と、これらの問題を回避することができる。このような
バス通信方式として有名なものに、Ｉ２ＣバスとＳＣＳ
Ｉバスが提案されている。
向のクロック線とデータ線の２本の通信線で構成され、
図１に示す信号を以下のようにやり取りする。クロック
ラインがＨｉｇｈの時に、データラインをＬｏｗに変化
させることで、通信の開始条件とする。クロックライン
がＨｉｇｈの時に、データラインをＨｉｇｈに変化させ
ることで、通信の終了条件とする。データの通信中に開
始、終了条件を発生させないために、通信を開始した後
はクロックラインがＬｏｗの時にのみデータラインを変
化させる。他の装置がバスを使用していないとき、各装
置は通信を開始できる。別の装置が開始条件を発生さ
せ、通信を開始したときは、別の装置は通信が終わるま
で、通信の開始を待つ。複数の装置が通信を開始するこ
とが可能なマルチイニシエータを実現するために、各装
置はクロックラインがＨｉｇｈの時のみ、クロックライ
ンをＬｏｗにできる。各装置は、それぞれがＨｉｇｈデ
ータを出しているにもかかわらず、データ線がＬｏｗで
あるとき、それぞれの装置より優先度の高い装置が同時
に通信を行っていると判定し、以後の通信を止める。各
機器には重複することのないアドレスを割り当て、通信
の開始にあたって、このアドレスを最初に送信する。
数の装置が同時に通信を開始しても、調停動作期間であ
る最初のアドレスを送信している間に、優先するアドレ
スを割り振ってある装置が通信を続け、優先度の低い装
置は通信を止める。以上説明したように、Ｉ２Ｃバスは
共有バスの管理装置を設けることなく、自動的に、ただ
一つの装置のみがデータ通信ができるようになり、信号
の衝突をさけることができる。
ータ装置で主に利用されている。８本のデータ線と複数
の制御信号線から構成される。８台の装置まで同時に、
このバスに接続できる。各装置には０から７のアドレス
を割り振り、その番号と８本のデータ線をそれぞれ対応
させる。各装置は別の装置が通信を行っていないとき、
通信を開始できる。各装置が通信を開始する時、データ
線８本の内からそれぞれに割り振られたアドレスに対応
する一本のデータ線をＬｏｗに駆動する。
で、通信を開始するとき、各装置はそれぞれの装置より
優先度の高いアドレスに対応するデータ線がＬｏｗにな
っていないことを確認し、通信を始める。自分より優先
度の高い装置が通信を同時に開始したと判定したとき
は、以後の通信を中止し、優先度の高い装置にバスの使
用権を譲る。このようなバス獲得調停動作をすること
で、共有バスの管理装置としてただ一つの装置のみがデ
ータ通信できるようになり、信号の衝突を避けることが
できる。
以下に箇条書きにして示す。 （１）クロックラインの状態がＨｉｇｈになったことを
監視しながらクロックラインを駆動し、別の装置がデー
タラインを駆動していたならば、以後のバスの使用を中
止する特殊なクロック回路を必要とする。 （２）通信の開始、終了信号発生回路、検出回路が必要
になる。 （３） Ｉ２Ｃバス専用の回路が必要となる。 （４）信号線をワイアードオアするため、オープンコレ
クタ回路によってバスをドライブするため、データ転送
レートを高速にできない欠点が有る。
り、コンピュータ装置で主に使用されているが、家庭用
オーディオ装置等いろいろな装置の接続に使用するには
以下の問題がある。 （１）８本のデータ線が必要であり、接続が複雑にな
る。 （２）最大８台までしか装置を接続できない。 （３）コンピュータ端末に使うことを目的としており、
家庭用の種種の装置に使うには、通信のプロトコルが複
雑すぎる。
るデータ線は、一本の双方向シリアルデータ線で接続さ
れる。通信を開始するとき、データ線を以下の様に動か
す手段を設ける。 （１）各装置は０が続くデータを送信しない。 （２）通信中の時間△Ｔｆｒｅｅ（一定の期間）に一回
はデータ線を駆動する。データ線が時間△Ｔｆｒｅｅの
間駆動されていないことを確認することによって、全て
の装置がバスを使っていないことを検出する。（以後こ
の状態をバスが自由であると呼ぶ。バスが自由であると
きのみ、各装置は通信を開始する。）各装置に装置の優
先番号として１，２・・・Ｎ・・・とアドレス番号ｎを
割り振る。
ａｒｂｉｔｒａｔｉｏｎ（バスを獲得するための調停期
間）の間、データ線をパルス駆動する。
がバスの駆動を止めたにもかかわらずバスの状態がまだ
駆動されている状態の時は、より優先度の高い装置が同
時にバスの使用を開始したと判断し、以後のバスの使用
を中断する。そして、再度バスが自由な状態になるのを
待つ。
も駆動されていない状態であれば、他の装置は通信を行
っていないことになり、以後のデータ通信を開始する。
以下、このデータ通信を開始するまでの動作をバス獲得
調停動作と呼び、この期間ｎ×△Ｔａｒｂｉｔｒａｔｉ
ｏｎをバス獲得調停期間と呼ぶ。
ータ線を駆動するので、駆動回路をワイヤードオアが可
能な回路にする。しかしバス獲得調停期間が過ぎればト
ーテムポール型の駆動回路を使って高速ドライブに切り
替える。また高速データ転送レートを必要としない時
は、この回路切替を行わない。
機能を持たせることにより、バスが自由であるとき、各
装置はバスを使い始める。このようにすると、複数の装
置が同時にバスを使い始める危険があるが、そのとき
は、バス獲得調停動作によって優先度の高い装置のみが
バスを使うように各装置で判定することができる。この
調停動作をＳＣＳＩバスのように８本のバス線を使うこ
となく、１本のシリアルデータ線で送受信を行うことが
出来る。
監視クロック生成回路をもうけることもなく、それぞれ
の装置が、より優先度の高い装置が通信を同時に開始し
ているか否か判定することができる。また、共有バスを
管理する装置を別に設けることなく、それぞれ接続され
た装置が優先順位に従い通信を開始することができる。
必要があればトーテムポール型の駆動回路に切り替え
て、高速データ転送も可能である。
られた時間幅のバス駆動パルスを発生し、バスのパルス
駆動が終わった後、バスが他の装置から駆動されている
か否かを判定することで実現することができる。この動
作は、普通のワンチップマイコンによって、特別な回路
を付加することなく実現できる。
ワンチップマイコンを使用したときに本発明は有効であ
る。調歩同期式信号の送受信は本来２台の装置間のみで
行うことを想定しており、複数の機器を接続するバス構
造にはなじまなかった。しかし本発明のパルス幅駆動に
よるバス獲得調停機能を付加することで、調歩同期式シ
リアル信号線に複数の装置を接続し通信することができ
る。このときバスに必要な信号線は１本で、新たに信号
線を設ける必要はない。調歩同期式シリアル信号制御機
能を備えたワンチップマイコンでなくても、単純なシリ
アル入力、出力回路を持ったワンチップマイコンでも同
様なことが可能になる。このときは、クロック線及びデ
ータ線と２本の信号線が必要になるがメインの信号線は
一本で、このとき新たな信号線を設けなくて済む。以上
のように、Ｉ２ＣやＳＣＳＩでは大規模・複雑な回路を
必要としていたが、本発明の通信装置によれば、共有バ
スを管理する装置を設けることなく、複数の装置が通信
開始可能なマルチイニシエータ型のバス通信装置を用い
た単純なワンチップマイコンで実現できる。
図２は本発明による通信装置の一実施例を示すブロック
図である。オーディオ装置等の各装置１ａ〜１ｎは一本
の共通バス２で接続されデータを互いに送受する。各々
の装置１ａ〜１ｎは共通バス２をプルアップ抵抗３ａ〜
３ｎを有し、共通バス２は調歩同期式インターフェース
４ａ〜４ｎに接続されると共にスイッチ５ａ〜５ｎを介
してバス調停手段６ａ〜ｎに接続される。調歩同期式イ
ンターフェース４ａ〜４ｎにおいては、調歩式シリアル
信号のボーレートを仮に１６００ボーとする。
プビットが存在するのでデータ転送を継続するかぎり、
△Ｔｆｒｅｅ＝１０ｍＳに一回は信号線を駆動する。１
０ｍＳ以上信号線が駆動されていないときは、データ通
信が行われていない状態である。この状態から通信を開
始するためには最初にバスを獲得するためのバス調停動
作を各装置１ａ〜１ｎは実行する。
のバス信号線の電圧波形図である。１台の装置のみがデ
ータの送信を行うときは、△Ｔｆｒｅｅ＝１０ｍＳ後バ
ス調停手段６ａからパルス幅△Ｔ＝１ｍＳに相当する優
先順位を判定するためのバス駆動信号を出力するスイッ
チ５ａを作動する。このとき、信号電圧の衝突は発生し
ないので、特に何もすることなく、単独でバス調停動作
を行った後、データの送信を開始する。この最中に装置
１ｂ〜ｎがデータの送信をする必要が発生しても、バス
は自由ではないので、装置１ａがデータ通信を終えて、
バスが自由になるまで受信状態で待つ。
するため、バス調停動作を開始したときのバス信号線の
電圧波形である。バスの動作を管理するマスター装置が
存在しないため、各装置は勝手に通信開始のための動作
を始める。しかしバス調停動作において、装置１ａのス
イッチ５ａが駆動を止めても、装置１ｂのスイッチ５ｂ
は、さらに１ｍＳ長くバス駆動信号を出力し続ける。
先度の高い装置が同時に通信を開始しようとしたことが
共通バス２のレベルがＨかＬかを検出し判断することが
できるので、以後の共通バス２の駆動を中断し、装置１
ｂのデータ通信が終わって、バスが自由になることを待
つ。
では、装置１ａ〜１ｎは優先順位に比例する時間幅のパ
ルス幅△Ｔ＝１ｍＳ−ＮｍＳの優先信号を装置ごとに予
め割り振っておく。各装置が通信を開始するときは、△
Ｔｆｒｅｅ間バスが駆動されていないことを確認した後
に優先順位で決められたパルス幅△Ｔだけバスをパルス
駆動し同時に通信を開始した装置との優先順位を決め、
長いパルス幅を割り振った装置が優先される。このよう
なパルス幅駆動のような単純な優先順位決定手段を付加
することによってあらかじめ優先順序が決められてはい
るが、Ｉ２ＣやＳＣＳＩのようなマルチイニシエータ機
能を実現でき、家庭用のオーディオ装置等を共有バス制
御することが簡単に実現できる。
のバス獲得調停手段を加えることで、調歩同期式の通信
方式を用いて、１本のバスで複数の装置間の通信に拡張
できることは、本実施例の有効性を示すものである。ま
た通信線がバス１本線で済み、光ケーブル伝送を用い通
信をすることが出来る。
本の共通バスを介して信号を送受する調歩同期式インタ
ーフェースによって接続し、シリアルデータ通信すると
き、パルス幅にて優先順序を決めることによる簡単な構
成により、複数の装置間で通信をすることができる。
図。
ク図。
Claims (4)
- 【請求項１】 複数のオーディオ装置等をバスを介して
制御する通信装置において、一本の共有バスとして装置間でデータを送受する双方向
シリアルデータ線と、各々接続される上記装置に設けられ上記双方向シリアル
データ線へパルスを送出する送信手段と、 上記双方向シリアルデータ線へ他の装置によって送信が
開始されていることを検出する検出手段と、 上記送信手段が送信を開始するに先だって、上記双方向
シリアルデータ線へ各装置毎に定められた異なる時間幅
だけパルスを送出した後に、他の優先装置からパルスが
送出されていることが上記検出手段で検出されたとき、
上記双方向シリアルデータ線の使用を優先度の高い装置
に譲り優先度の高い装置の送信が終了するまで待機した
後に、上記双方向シリアルデータ線の優先使用を獲得す
る手段を具備することを特徴とする通信装置。 - 【請求項２】 双方向シリアルデータ線にワイヤードオ
ア駆動回路を介して装置を接続すると共に、上記装置が
優先使用を獲得した後は上記ワイヤードオア駆動回路を
高速データ転送回路に切り換え上記双方向シリアルデー
タ線を介しデータを送受信する請求項１記載の通信装
置。 - 【請求項３】 調歩同期式回路を備えたマイコンを有
し、上記マイコンで双方向シリアルデータ線を決まった
パルス幅にて駆動をすることにより、共有バスとして優
先使用を獲得するバス獲得調停動作を行うようにした請
求項１記載の通信装置。 - 【請求項４】 双方向シリアルデータ線を光通信手段と
する請求項１記載の通信装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP17753894A JP2850282B2 (ja) | 1994-07-06 | 1994-07-06 | 通信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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Family Applications (1)
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| JP17753894A Expired - Lifetime JP2850282B2 (ja) | 1994-07-06 | 1994-07-06 | 通信装置 |
Country Status (1)
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-
1994
- 1994-07-06 JP JP17753894A patent/JP2850282B2/ja not_active Expired - Lifetime
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