JP2933814B2 - 入出力モジュールの切換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、オープンコレクタ出力
型ドライバ及びプルアップ抵抗を含む入出力モジュール
を同一のバスに複数接続する場合に用いられる切換装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】プロセスコントローラのような制御装置
においては、１枚のバックプレーン上で複数のプロセス
入出力モジュール（ＰＩＯ）を接続する構成が一般的で
ある。そのような構成では、図２に示すように、同一の
バックプレーン上の複数のＰＩＯ₁ 〜ＰＩＯ_n 間で情報
の授受を行ったり、或いはあるＰＩＯが他のＰＩＯを制
御したりするために、バックプレーン上にバスＢを設
け、各ＰＩＯがこのバスＢを介して他のＰＩＯにアクセ
スできるようにする場合がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＰＩＯの基
本機能として、あるＰＩＯをバックプレーンから抜き差
しする際には、当該バックプレーン上の他のＰＩＯに影
響を与えてはならないことが要求される。この要求を満
足するために、図２の各ＰＩＯにおいてバックプレーン
バスＢに接続されるドライバ１には、オープンコレクタ
出力型ドライバ（以下“ＯＣＤ”という）を用いること
が多い。その理由は、ＯＣＤを用いると、バックプレー
ンバスＢに対して接続、分離するとき高インピーダンス
状態を保つことができるので、他のＰＩＯに電流が流れ
込んだり過大な電圧が加えられたりすることがないから
である。

【０００４】このＯＣＤを用いる場合は、プルアップ抵
抗が必須となるが、その抵抗値が大きいと信号の立ち上
がりがゆるやかになってしまうので、抵抗値の大きさに
は制限がある。

【０００５】このようなプルアップ抵抗Ｒを持つＰＩＯ
をｎ個接続すると、図示しないバスドライバからみたプ
ルアップ抵抗はＲ／ｎとなるので、負荷がｎ倍に増えて
しまい、その結果バスドライバの能力を越えてしまうこ
とがある。例えば、Ｒ＝１ｋΩ，ｎ＝１２とすると、 Ｖ_CC／（Ｒ／ｎ）＝５Ｖ／（１ｋ／１２）＝６０ｍＡ となり、例えばＴＴＬのようなＩＣのドライブ能力は４
０ｍＡであるから、正常な動作ができなくなる。

【０００６】そこで、上記の例の場合、１２台のＰＩＯ
のうち６台しかバックプレーンバスＢにアクセスできな
いという制限を設ければ、本来３０ｍＡの負荷で済むは
ずである。しかしながら、他の６台も電気的には依然負
荷として残るので、結局６０ｍＡの負荷となってしま
う。

【０００７】従って、本発明の目的は、ＯＣＤを含む複
数の入出力モジュールを同一のバスに接続する場合に、
バックプレーンバスにアクセスしない入出力モジュール
のプルアップ抵抗はバスドライバの負荷とならないよう
に電源供給を制御することにより、バスドライバに対す
る負荷を軽減する切換装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、オープンコレ
クタ出力型ドライバ及びプルアップ抵抗を含む複数の入
出力モジュールを同一のバスに接続する場合に用いられ
る切換装置であって、各入出力モジュールがそれぞれ前
記バスを介して他の入出力モジュールにアクセスするか
否かにより、当該入出力モジュールのプルアップ抵抗の
電源側端子への電源供給を切り換えるように構成され
る。

【０００９】

【作用】本発明によれば、入出力モジュールをバックプ
レーンバスにアクセスするかしないかという情報によ
り、電源電圧の供給を制御する。すなわち、バックプレ
ーンバスにアクセスしない入出力モジュールのプルアッ
プ抵抗の電源側端子には電源電圧を供給せず、オープン
とし、他方、バックプレーンバスにアクセスする入出力
モジュールのプルアップ抵抗の電源側端子には電源電圧
を供給する。

【００１０】これにより、バックプレーンバスに接続す
べき入出力モジュールが多数あっても、バスドライバに
対する負荷を増大させずに複数の入出力モジュールを同
一のバックプレーン上でサポートできる。

【００１１】

【実施例】図１は、オープンコレクタ出力型ドライバ
（ＯＣＤ）を含むＰＩＯに対して本発明を適用した実施
例の回路構成を示す。

【００１２】図に示されたＰＩＯは、ＯＣＤを構成する
トランジスタと、そのコレクタ端子に一端を接続し、他
端を外部電源Ｖ_CC（例えば５ボルト）に接続したプルア
ップ抵抗Ｒ_P とを含んで構成され、トランジスタのベー
ス端子にディジタル信号が入力されると、その“Ｈ”，
“Ｌ”に応じてトランジスタがオン、オフすることによ
り、そのコレクタ端子から前述のバックプレーンバスへ
の出力信号を発生する。このようなＰＩＯは、従来と同
様である。

【００１３】本発明によれば、上記のＰＩＯに対し、そ
のプルアップ抵抗Ｒ_P の電源側端子への電源供給を切り
換える切換装置が設けられる。この切換装置は、電源と
プルアップ抵抗Ｒ_P の電源側端子との間に設けられた第
１のトランジスタＴr1と、そのベース端子に一端を接続
した第１の抵抗Ｒ1 と、この抵抗Ｒ1 の他端とアースと
の間に設けられた第２のトランジスタＴr2と、そのベー
ス端子に一端を接続した第２の抵抗Ｒ2 と、この抵抗Ｒ
2 の他端に接続したレジスタＲＧとで構成されている。

【００１４】上記レジスタＲＧは、プロセス等の制御装
置或いはＰＩＯの上位装置のＣＰＵから送られる制御信
号に応じて、第２のトランジスタＴr2をオン、オフす
る。このようなレジスタＲＧとしては、例えばＤＱフリ
ップフロップが用いられる。この場合、ＤＱフリップフ
ロップのＤ端子が上記ＣＰＵに接続される一方、Ｑ端子
が抵抗Ｒ2 を介して第２のトランジスタＴr2のベース端
子に接続される。また、ＣＰＵからＤＱフリップフロッ
プのＣＫ（クロック）端子に、立ち上がりでラッチする
信号が入力される。

【００１５】上記制御信号は、例えば、ＰＩＯをバック
プレーンバスにアクセスするとき“１”、ＰＩＯをバッ
クプレーンバスにアクセスしないとき“０”となるディ
ジタル信号である。

【００１６】従って、ＰＩＯを使用しない場合には、Ｃ
ＰＵからＤＱフリップフロップのＤ端子に“０”の制御
信号を送る。これにより、ＤＱフリップフロップのＱ端
子出力は“Ｌ”となり、第２のトランジスタＴr2はオ
フ、従って第１のトランジスタＴr1もオフとなる。この
ため、ＰＩＯの電源側端子はオープンとなる。すなわ
ち、バックプレーンバスにアクセスしないＰＩＯのプル
アップ抵抗Ｒ_P の電源側端子には、電源電圧Ｖ_CCが供給
されない。

【００１７】一方、ＰＩＯを使用する場合は、ＣＰＵか
らＤＱフリップフロップのＤ端子に“１”の制御信号を
送る。これにより、ＤＱフリップフロップのＱ端子出力
は“Ｈ”となり、第２のトランジスタＴr2がオン、従っ
て第１のトランジスタＴr1もオンとなる。このため、Ｐ
ＩＯの電源側端子は電源に接続した状態となる。すなわ
ち、バックプレーンバスにアクセスするＰＩＯのプルア
ップ抵抗Ｒ_P の電源側端子に、電源電圧Ｖ_CCが供給され
る。

【００１８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、入出力
モジュールがバックプレーンバスにアクセスするかしな
いかという情報により、電源電圧の供給を制御するよう
にしたので、バックプレーンバスに接続すべき入出力モ
ジュールが複数あっても、バスドライバに対する負荷を
増大させずに、複数の入出力モジュールを同一バックプ
レーン上で接続し、それら入出力モジュール間での送受
信や制御動作を実行できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の構成を示す回路図。

【図２】複数の入出力モジュールを接続する場合の従来
の構成を示す図。

【符号の説明】

ＯＣＤ…オープンコレクタ出力型ドライバ、Ｒ_P …プル
アップ抵抗、Ｔr ，Ｔr1，Ｔr2…トランジスタ、ＲＧ…
レジスタ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】オープンコレクタ出力型ドライバ及びプル
   アップ抵抗を含む複数の入出力モジュールを同一のバス
   に接続する場合に用いられる切換装置であって、各入出
   力モジュールがそれぞれ前記バスを介して他の入出力モ
   ジュールにアクセスするか否かにより、当該入出力モジ
   ュールのプルアップ抵抗の電源側端子への電源供給を切
   り換えるように構成したことを特徴とする入出力モジュ
   ールの切換装置。