JP2958112B2 - 多重化同期／非同期データバス - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 関連する内容を含む米国特許第4,972,432号が参照さ
れる。

本発明は一般的にはデータ送信システムに関し、より
特定的にはデータ転送の速度を上げるために、階層化さ
れた（layered）非同期式シリアルデジタルデータ送信
システムを有する同期式自己クロック型デジタルデータ
送信システムに関係する。

同期式自己クロック型デジタルデータ送信システム
は、Byrnsに対する米国特許第4,369,516号の中で述べら
れている。このシステムは、速度およびタイミングの変
動に強く、かつ長い長さのデータバス構造にとって適切
である同期式自己クロック型双方向データ送信バスを提
供する。データ送信部によって、２本のデータ信号線の
２ビットの二進状態を使用することは、データ信号の初
めと終わりおよびデータ信号のビットの二進状態の独自
的な（unique）規定を可能にするが、アドレスとデータ
信号の間も区別する。第３のデータ信号線は、該データ
送信部に応答または返信するために周辺装置によって使
用される。セルラ無線電話システム用に現在利用できる
いくつの移動無線電話装置および携帯無線電話装置にお
いて実現されているように、該同期式自己クロック型デ
ータバスは比較的低いデータレートで作動する。該バス
およびそのデータレートが本来有する能力は、高い電気
的雑音の領域（例えば自動車）における作動を許容し、
かつそれ自身ほとんど電磁的妨害を引き起こさない。

非同期式シリアルデータ送信システムは当業者によく
知られており、高いデータ転送速度を提供する。例えば
MC68HC11A8型マイクロコンピュータはシリアル通信イン
タフェース（SCI）を利用するが、それによって該マイ
クロコンピュータは標準のNRZ（マーク／スペース）フ
ォーマットを受信データ入力ポート（RXD）および送信
データ出力ポート（TXD）の双方に使用する周辺装置と
通信することができる。該MC68HC11A8のシリアル通信イ
ンタフェースは更に、HMOSシングルチップ マイクロコ
ンピュータ データブック（整理番号ADI1207R1,1987年
発行）のページ５−１からページ５−までに記述されて
いる。

セルラ無線電話システムの加入者装置における両方の
形式のデータ送信システムの特徴を実現するためには、
線数およびコネクタ数を減らすため共通の物理的バス構
造に両者を組み入れることが必要となるであろう。該物
理的なバスの規模は携帯無線電話装置では特に重要であ
る。現在使用されている自己クロック型同期バスが、既
にサービスに使用されている装置を合わせ直すことなし
に、変更なしで使用が続くこともまた望まれる。本願望
はデータをより高い送信レートで交換するという増大す
る必要性と矛盾する。

従って、速度変動、タイミング変動および現在の低い
データ転送速度の同期データバスの長い物理的バス長に
対する強さを非同期データバスの高速化されたデータ転
送速度と結合することが望ましいであろう。多くのアプ
リケーションにおいてバスラインおよび対応するコネク
タの数は重要な考察事項であるので、結合されたバス構
造で信号線の数を維持することもまた望ましいであろ
う。

発明の概要 かくして、本発明の一つの目的は自己クロック型同期
データバスとシリアル非同期データバスを有利に結合す
ることである。

主（マスタ）データ装置は、第１のメッセージを１つ
のデータ転送速度で運び、かつ第２のメッセージを別の
データ転送速度で運ぶために３線（ライン）の送信バス
を使用するが、第１のメッセージが送信されない時には
予め定められた二進状態を３線のバス内の２線に印加す
る。第２のメッセージは該３線のバスの内の第３の線で
送信されるが、他の２線は印加された予め定められた二
進状態を有する。別のデータ装置から戻されたデータメ
ッセージは第３線から主データ装置によって検出され
る。

図面の簡単な説明 第１図は本発明を使用することができる携帯無線電話
のブロック図である。

第２図は本発明を使用する上で有用な、知られている
一般化されたデータ通信システムのブロック図である。

第３図は第２図のシステムでデータを通信する、知ら
れた方法のための状態図である。

第４図は入力データと第２図のシステムによって送信
されるデータの間の関係を示すタイミング図である。

第５図は情報とアドレスデータを示すタイミング図で
あり、該情報とアドレスデータは第２図のシステムによ
って送信することができ、かつ該情報のために特定のデ
ータ受信部を選択するために使用することができる。

第６図は多重化能力を具備する３線のバス構造を有す
る無線電話遠隔ユニットの簡単化されたブロック図であ
る。

第７図は本発明を使用することができる携帯無線電話
遠隔ユニットと変換切周辺部のブロック図である。

第８図は第７図のＲ線インタフェースの回路図であ
る。

第９図は本発明において使用される非同期データを同
期データと多重化するプロセスを示すフローチャートで
ある。

第10図は第９図のフローチャートで示された非同期デ
ータの送信に対する従属（スレーブ）装置の応答のフロ
ーチャートである。

第11図は、バスのT,C,R線に現れる多重化された同期
および非同期データのタイミング図であり、かつ更に該
変換機周辺部から該携帯無線電話への「マスタ（主）」
状態の移送を図示するものである。

第12図は本発明において使用される非同期データパケ
ット構造の図である。

第13図は本発明において使用される、非同期データを
同期データと多重化し、かつ不適切なバス応答に対して
試験する過程を示すフローチャートである。

好ましい実施例の詳細な説明 本発明を有利に使用することができる１つのアプリケ
ーションは携帯無線電話への適用であって、最小数のデ
ータバスラインおよび関連するコネクタが該携帯無線電
話装置の小型化を助けている。本発明は、本好ましい実
施例のように携帯無線電話に関して述べられるけれど
も、同様の要求または本発明を使用する装置との相互接
続を必要とする要求を有する他のアプリケーションにお
いてもまた丁度うまく使用することができる。

無線電話は伝統的な陸線の加入者に提供されるのと同
じ形式の十分に自動的な電話サービスを移動使用者、ま
たは携帯使用者に対して提供する。セルラ無線電話シス
テムでは、サービスは地域を多数のセルに分割すること
によって地理的に広い地域にわたって提供される。各セ
ルは典型的には１つの基地局を有し、１信号（シグナリ
ング）無線チャンネルと多数の音声無線チャンネルを提
供する。電話の呼は各セルにおいて該信号チャンネルに
よって、無線電話に着信し、かつ無線電話によって発振
する。該信号が完了すると、該無線電話には音声チャン
ネルが割当られ、該呼の期間中に該信号チャンネルから
音声チャンネルに切り替える。無線電話が該セルを離
れ、別のセルに入る場合、該無線電話は自動的に該新し
いセル内の利用できる音声チャンネルに切り替わり、す
なわちハンドオフされる。

本発明は、任意の自動無線電話システムにおいて使用
することができるけれども、セルラシステムの携帯無線
電話ユニットにおいて作動するように設計されている。
該携帯ユニットは、モトローラ・インコーポレーテッド
によって販売モデルFO9FGD8453AAとして販売促進されて
いるような装置または一般的に、Cooper他による米国特
許第3,906,166号「無線電話システム」およびLinder他
による米国特許第3,962,553号「バッテリセイバの特徴
的機能を有する携帯電話システム」の中に記述される形
式の装置であってもよい。

信号機能と制御機能を自動無線電話システムに収容す
るために、マイクロプロセッサ、メモリおよび関連周辺
デバイスが該携帯無線電話の制御用論理ユニットに使用
される。この論理ユニットは、基地局から受信される
か、または基地局に送信される信号が高速の割り込みベ
ースで取り扱われるが、一方キーパッドとディスプレイ
を含む無線ユニットのための制御信号は分離したシリア
ルデータバスによってより低速ベースで取り扱われるよ
うに構築することができる。このようなマイクロプロセ
ッサ制御システムは更に、Puhlによる米国特許第4,434,
461号「割り込み処理のための二重レジスタを具備する
マイクロプロセッサ」の中に記述されている。代わり
に、該論理ユニット、該携帯送受信部および一体化キー
パッドとディスプレイの間の全てのデータ通信は、第１
図に示されるような高速シリアルデータバスで取り扱う
ことができる。第１図において、伝統的な論理ユニット
101は受信部103、送信部105およびインタフェース107に
自己クロック型シリアルデータバス109を介して接続さ
れる。該受信部103、送信部105および組合わされたメモ
リを具備する論理ユニット101は、無線ユニット115とし
て物理的に一緒にまとめることができる。インタフェー
ス107と電話キーパッド111とユーザキャラクタディスプ
レイ113は、（移動無線電話の構成におけるように）分
離した制御ユニット117であってもよいし、または（携
帯無線電話におけるように）１個のパッケージに完全に
一体化されてもよい。シリアルデータバス109の自己ク
ロックの性質は、インタフェースアダプタ107が該論理
ユニット101から遠隔に配置されることを可能にする。

該シリアルデータバスは第２図と関連して簡単に説明
する。本データバスのより詳細な説明はByrnsによる米
国特許第4,369,516号に見い出すことができる。一般的
なデータ送信部201は、Ｔ（真データ:true data）およ
びＣ（相補データ:complement data）と名付けられた
２本の信号線によってデータ受信部203、205および207
に結合される。該データ受信部203および205はまた、帰
還または戻りデータ信号を、Ｒ（帰還または戻りデー
タ）と名付けられた共有される信号線によって該データ
送信部に送信することもできる。別個の帰還データ線
（Ｒ′）もまた、データ受信部207に対して示されるよ
うに、帰還データ信号を該データ送信部に送信するため
に使用することができる。該帰還データ信号線で、該デ
ータ受信部203、205および207によって送信される帰還
データ信号は、該真データ信号線および相補データ信号
線で該データ送信部201から受信されるデータ信号と同
期して送信される。

もし第２図の一般的な双方向バスの概念が携帯無線電
話の制御回路に適用されるならば、該データ送信部は論
理ユニットになり、そして該データ受信機は送信部、受
信部、ユーザインタフェースおよび該バスを共用する他
の装置になる。

データ送信部201によってデータ受信部203、205およ
び207に対して送信されるデータによって採用されるフ
ォーマットは、４つの２ビットの二進状態を使用し、こ
れらは一緒に使用される真データおよび相補データ信号
線によって設定することができる。例えば第３図の状態
図を参照して、第１の２ビットの二進状態は「リセッ
ト」状態301と言及することができ、真データ信号線は
二進数の０の値を有し、かつ該相補データ信号線もまた
二進数０の値を有する。データが送信されない時には、
該リセット状態301が真データ信号線および相補データ
信号線に提供される。データ信号が送信されるべき時に
は、該リセット状態301から、送信されるべき入力デー
タにおける０または１に対応して、「０」状態303また
は「１」状態305のいずれかに遷移する。０の状態303に
おいて、真データは二進値０となり、かつ該相補データ
線は二進値１となる。１の状態305または０の状態303に
続いて、該シリアルデータバスは「空き（アイドル）」
状態307をとり、真データ線および該相補データの双方
が二進値１となる。次に空き状態307から、１の状態305
または０の状態303のいずれかに遷移する。送信される
べきデータ信号の全ての続いてくるビットに対し、１の
状態305または０の状態303へ遷移する前に、空き状態30
7への遷移が行なわれる。これは第４図に見ることがで
きる。

第４図における状態間の遷移は、１信号線しか各遷移
の期間中に二進値を変えないように選択される。リセッ
トの状態301と空き状態307の間、および１の状態305と
０の状態303の間の遷移は、真データ信号線と相補デー
タ信号線の両方の値が同時に変化することを要求するの
で許容されていない。該二進状態間の遷移のこの制限
は、スキュー（skewing）およびタイミングの変動の影
響を最小にする。更に、第３図の状態図に示されるよう
にデータ信号を送信することによって、真データ信号線
および相補データ信号線上の送信は自己クロックであ
り、かつ送信周波数とは独立している。各状態遷移間の
時間間隔は同じである必要はなくて、動的にも変わって
もよく、それによってデータ送信の周波数を、連続する
状態遷移間のランダムに変わる時間間隔と完全に非同期
にすることを可能にする。

該同期データフォーマットの理解は、第４図を参照す
ることによって高めることができる。データ信号の送信
のために２つの状態遷移が、入力データストリーム400
で示される各入力データビットに対して起きる。送信さ
れるデータ信号の第１ビットのために、リセットの状態
301から１の状態305に遷移し、その結果真データ信号線
が401に示されるように二進数１になる。次に状態が空
き状態307に遷移し、その結果相補データ信号線403で二
進値１となる。次に、該データ信号の各々の続くビット
に対し、送信されるべきデータ入力信号の各ビットに対
して１の状態305または０の状態303へ状態遷移し、そし
て次に空き状態307へ状態遷移が戻り、受信された空き
状態307はデータ受信部でビットクロック信号407を発生
するために利用することができる。該データ信号の最後
のビットに対して、最後の状態遷移が１の状態305また
は０の状態303から、リセット状態301に行なわれる。該
データ信号の最後のビットが送信された後で、リセット
状態301に戻ることは、データ受信部203、205および207
に対して、完全なデータ信号が送信されたことを表示す
る。

データ送信部201とデータ受信部203、205および207の
間でデータ信号の双方向送信を提供するために、帰還ま
たは戻りデータ信号線409と言及されるもう一つ別の信
号線がデータ受信部203、205および207からデータ信号
を運ぶために提供される。該データ受信部は、真データ
信号線および相補データ信号線のビットの値を検出する
ことによって得られたビットクロック信号407を利用す
ることによって、該帰還データ信号線で帰還データ信号
を送信することができる。既に述べたように、別個の帰
還データ信号線を、データ受信部207に対するように、
各データ受信部に提供することでき、またはデータ受信
部203や205のような多数のデータ受信部を一本の帰還デ
ータ信号線に接続することができる。もし多数のデータ
受信部が同じ帰還データ信号線に接続されるならば、帰
還データ信号を送信するために特定のデータ受信部を選
択的にアドレスすることが必要になる。多くの異なった
アドレス機構を利用することができ、そしてアドレスを
提供するために該データ送信部によって送信されるデー
タ信号の一部を利用する１つのそのようなアドレス機構
が第５図に示されている。該アドレス機能に専用のビッ
トの数は、独自的にアドレスすることができるデータ受
信部の最大数を決定する。真データ信号線と相補データ
信号線が動的に入れ替わることができ、そして追加的な
数の独特のアドレスを得ることができることは、Puhl他
による米国特許第4,390,963号「インタフェースアダプ
タのアーキテクチャ」の中に示されている。

本発明において利用することができるシリアル非同期
バスは、８ビットマイクロプロセッサ（または相当品）
のMC68HC11ファミリ用のシリアル通信インタフェース
（SCI）として使用することができるものである。該非
同期バスは標準のNRGフォーマット（スタートビット
１ビット、データビット ８ビットまたは９ビット、そ
してストップビット １ビット）によって特徴づけら
れ、そして次の基準に合う。

１）空き線は、文字の送信／受信に先だち論理状態１に
される。

２）スタートビット（論理０）はフレームの開始を表示
するために使用される。

３）データは最下位ビット（LSB）が最初に送信され、
かつ受信される。

４）ストップビット（論理１）はフレームの終わりを表
示するために使用される。１フレームは、スタートビッ
ト、８データビットまたは９データビットの文字、およ
びストップビットから構成される。

５）断（ブレーク）は、少なくとも１つの完全なフレー
ム時間の間ローレベル（論理０）の送信または受信とし
て定義される。

より速い単線の非同期SCIバスが同期バスの最上部の
上に積層されることは、本発明の重要な特徴である。こ
れは、データ転送の速度を増大しながら同期バスのみを
利用する装置とも、逆方向の両立性を可能にする。統合
された無線ユニットと制御ユニット（一般に遠隔ユニッ
トと呼ばれる）を具備する携帯無線電話において、Ｔ
（真データ）線およびＣ（相補データ）線は、無線ユニ
ット115の論理ユニット101と制御ユニット117のインタ
フェースの間、および無線ユニット115から外部または
他の内部周辺部に対して進む単一方向の線である。第３
の線は双方向のＲ（帰還）線であり、該バス上の他の装
置とはもちろん無線ユニット115の論理ユニット101とも
やり取りするために制御ユニット117および周辺装置に
よって使用される。データは、ＴおよびＣがタイミング
を設定しながら、該バスを通って行く。該バスは同期バ
スである。好ましい実施例において、高速非同期双方向
バスが該同期自己クロック型データバス（ここでは３線
バス、TWBと呼ぶ）のＲ線上で多重化される。該高速非
同期バス（SCIすなわちシリアル通信インタフェース）
は該TWBの速度（伝統的に300bps）の10倍以上で動作
し、そしてソフトウェア制御を通じて同じデータ線を共
有することができる。本発明において使用されるSCIは
単線の双方向バスである。該バスで通信する全ての装置
は、該線からデータを受信することはもちろん、同じ線
に書き込むこともする。第６図は２つの多重化されたバ
スの構成を示す。

図示されるように、Ｔ線、Ｃ線、およびＲ線のTWBが
無線ユニット115から制御ユニット117に結合されてい
る。携帯無線電話の遠隔ユニットにおいて、無線ユニッ
ト115と制御ユニット117は物理的に同じ収容器（ハウジ
ング）に配置される。これもまたＴ線、Ｃ線、およびＲ
線に結合される周辺部605は、無線ユニット115や制御ユ
ニット117はもちろん、（もしもあるなら）他の周辺部6
07に対してデータを送ることはもちろんTWBからデータ
を受信することもできる。該周辺部はスクランブラ、デ
ータ装置、または追加ハンドセットであってもよく、か
つ該携帯無線電話の遠隔ユニットの内部か、または外部
にあってもよい。周辺部のもう一つの例は、Marryに対
する米国特許第4,680,787号「携帯無線電話の車両用変
換機および遠隔ハンドセット」の中で述べられ、携帯遠
隔ユニットの受信部および送信部のために外部電力、外
部アンテナ、無線周波数（RF）増幅器、および携帯無線
電話で利用することができない他の特徴を提供すること
ができる車両搭載型変換機（converter）である。

携帯無線電話が該変換機に配置される時には、全ての
論理機能の自動的な統合が起きることが望ましい。最
初、該携帯無線電話の論理ユニット101は、それが変換
機周辺部605に接続されていることを確めなければなら
ない。確認が終わると、元々携帯無線電話の一部であっ
た機能は該変換機周辺部605に移すことができる。本機
能移転は伝統的にはTWB上のデータ交換であった。しか
しながら、いくつかの場合において本移転は完了するた
めにあまりにも多くの時間を要求するかも知れない。例
うば事実上全てのセルラ無線電話システムにおいて、各
々の個別の携帯または移動の遠隔ユニットは一つ以上の
独自の関連づけられた情報セットを有しており、該情報
セットの一つはNAMデータ（例えば電話番号、システムI
D、システムチャンネル走査データ、およびシリアル番
号）を含む。NAMデータ内の電話番号は、本システムを
使用する遠隔ユニットを識別するためにセルラ無線電話
システムによって使用される。携帯無線電話や車両搭載
変換周辺装置を有することはシステムの使用者にとって
有用であるから、該変換機周辺部に移動無線電話機能
の、全てでなければそのほとんどを含ませ、そして携帯
無線電話のアイデンティティを、前述したNAMデータに
おいて規定されるように、識別する能力が与えられるこ
とは経済的に有利である。アイデンティティを転送する
過程は、Metrokaのために1987年10月９日に提出された
米国特許第107,227号「回路を共有する２台の無線機を
有する無線機配列」の中に述べられている。変換機周辺
部と携帯無線電話の間におけるNAMデータの転送通信
は、該変換機周辺部内にあるマイクロプロセッサと携帯
無線電話の論理ユニット101の間におけるデータ転送を
含む。

携帯無線電話は該NAM、シリアル番号、および電話番
号蓄積（repertory）メモリを、該システムが使用者に
対していらだたせる遅延なしで作動するように、該変換
機周辺部にダウンロードしなければならない。該TWBが
使用される時には、遅延がTWBのデータ転送の遅い速度
により発生する。更にTWBのみの使用は、該携帯変換機
システムの多機能を制限するが、その理由は該変換機周
辺部が、携帯無線電話単独の動作と携帯無線電話が変換
機に差し込まれる時の携帯無線電話の動作の間で使用者
の特徴的機能の連続性を維持するために、携帯無線電話
と同じ使用者の特徴的機能を有するソフトウェアを持た
なければならないからである。携帯無線電話の機能が市
場の要求に応じて変化すると、該変換機周辺部の機能も
また更新されなければならない。より高速の非同期デー
タバスは、必要なデータ転送を可能にする。

本発明はTWBのＲ線と共に単線の非同期シリアルバス
を多重化する。TWB装置とSCI装置の両方は衝突すること
なしに同じバスラインを共有することができる。該装置
は既存装置に両立性がある（backward compatible）
が、それでもなお該バスの実効的なデータ転送速度を上
げる。

本発明の多重化された同期／非同期データバスとの高
速周辺相互接続部との相互接続は、該SCIバスと通信す
るためにTWBのＲ線に対する、およびTWBの状態を監視す
るためにＴ線とＣ線に対する周辺部609の接続によって
図示される。該多重化されたデータバスは複数の周辺部
（607、611）を収容することができ、パラレルのTWBと
高速シリアルバスの両方にアクセスする能力を有するこ
とができる。本好ましい実施例の変換機周辺部は、この
ような周辺部である。

さて第７図を参照して、遠隔ユニットが変換機周辺部
に結合されているところが詳細に示されている。既に述
べたように携帯無線電話の使用者は、携帯無線電話を車
両搭載型変換機に、外部電力、外部アンテナ、RF増幅、
およびその他の特徴的機能のために挿入することができ
る。コネクタインタフェース701は第７図に図示され、
音声接続710と714、TWB線718,720,722、および電源接続
724を接続する。他の接続はもちろん必要に応じて行な
うことができる。

接続710および714は、携帯機と変換機とが相互結合さ
れている間に、携帯無線電話をハンドセットとして働か
せる音声接続である。スピーカ728とマイクロホン730は
携帯無線電話において伝統的なものであり、該音声接続
710および714に対して、本機能を提供するために消音
（ミュート）ゲート732および734を介して接続される。
該ミュートゲートは、単体の（stand alone）携帯無線
電話または移動無線電話において伝統的に提供されるよ
うに、マイクロコンピュータ736と107によって制御する
ことができる。例えばモトローラのインストラクション
マニュアル番号68P81070E40および68P81046E60におけ
る、表題「DYNA TACセルラ移動電話インストラクシヨ
ンマニュアル」および「DYNA TACセルラ携帯電話イン
ストラクションマニュアル」を各々参照。両マニュアル
は、Zipコード60196 米国イリノイ州 シャンバーグ
アルゴンクイン・ロード 1313番地にあるモトローラC
＆ Eパーツ社から購入することができる。マイクロコン
ピュータ736と744は、MC68HC11A8または同等のデバイス
のような伝統的なマイクロプロセッサであってもよい。

本好ましい実施例の変換機周辺部は、前述した米国特
許出願第107,227号で述べられているように、携帯無線
電話送信部103および受信部105が該携帯機が該変換機周
辺部に結合される時間の間は不作動になる、完全な無線
送受信部738を含むことができる。該変換機周辺部は事
実上、結合期間の間に該携帯無線電話の本体であること
を引き受け（takes on the identity）、そして携帯
無線電話があたかも伝統的な移動無線電話であるかのよ
うに、使用者によって操作される。

携帯無線電話が該変換機周辺部にプラグを差し込まれ
ると、データの交換が本発明の多重化された同期／非同
期データバス上で起こり、それによって携帯機のメモリ
EEPROM756内に蓄積されたNAM情報がマイクロコンピュー
タ744を介してRAM764にダウンロードされる。そのよう
なデータ転送は該変換機周辺部が該セルラシステム上で
次の通信のために携帯機のアイデンティティを有するこ
とを許容する。蓄積ダイヤル電話番号のような付加的な
携帯機機能もまた、変換機周辺部のメモリEEPROM758に
ダウンロードすることができる。同様に、音声変換機76
6と768の制御は、マイクロコンピュータ744および音声
制御770に譲渡することができる。

交換されるべきデータ量は、従って、相当の大きさの
量であり、伝統的なTWBの300ボー（bps）の速度で転送
するためには比較的長い時間を要するのであろう。本発
明の多重化は、TWBを使用状態に置くことによって（そ
れによって例えば携帯無線電話のインタフェース107が
アクセスすること、およびTWBにデータを印加すること
を妨げ）、および識別データを該携帯無線電話からＲ線
にシリアルデータバスで転送することによって、データ
転送のずっと速い速度を可能にする。インタフェース77
2は該携帯無線電話内にあり、かつインタフェース774は
該変換機周辺部内にある。

インタフェース772と774のより詳細な回路図は、第８
図に示される。TXDポート801トRXDポート803は各々、マ
イクロコンピュータ736の適切なポート（第８図には示
されない）に結合される。TXD801ポートとRXDポート803
の間の分離は、マイクロコンピュータ736に結合される
一つの制御ポート807の制御の下でトランジスタ805によ
って実現することができる（が、本好ましい実施例では
使用していない）。同様に、TXDポート809とRXDポート8
11とインタフェース774の制御ポート823は、該変換機周
辺部のマイクロコンピュータ744に結合される。Ｒ線は
マイクロコンピュータ736からインタフェース772の入力
813へ結合ネットワーク815を通して結合され、そして出
力817を経由して出力する。制御ユニットインタフェー
ス107からのＲ線は、ポート819およびトランジスタ821
を介して結合ネットワーク815に結合される。同様の構
成がインタフェース774に対して行われる。

本発明の多重化された同期／非同期データバスを制御
するために（メモリROM778内に蓄積された）マイクロコ
ンピュータ736によって行なわれる方法が、第９図のフ
ローチャートに示される。ほとんどの動作条件下におい
て、TWBモードは作動し、データはＴ線、Ｃ線、および
Ｒ線上で、既に述べたように、交換される。携帯無線電
話の遠隔ユニットが変換機に配置される時のように、多
量のデータの交換が発生しなければならない時には、該
携帯機は電源の変化を検出して、そして最初のパワーア
ップ手順を処理する。該変換機周辺部はこの時点で主ユ
ニットと考えられ、そして通常はTWBで送られるメッセ
ージに加えて、本発明に従ってＲ線で高速のポーリング
メッセージを送る。該メッセージは最初、マイクロコン
ピュータ744のTXD線とRXD線と一緒に結合するために、
インタフェース774の制御ポート823を論理ハイに（901
で）設定することによって送られる。TWBの制御は論理
ハイをＣ線に（903で）与えることによって得られる。
論理ローは随意にＲ線に（905で）与えることができ
る。該過程は次に、ポーリングメッセージまたはデータ
メッセージの送信を（909で）開始する前に、１つの通
常のTWBデータビットよりも大きな時間を（907で）待
つ。もしもＲ線が905で論理ローに引き下げられたとし
たら、該Ｒ線に与えられた随意の論理ロー状態の解除
は、ポーリング（poll）またはデータの送信により前
に、911で発生するであろう。該プロセスは次に、ポー
リング応答を（913と915で）待ち、そしてポーリング応
答（またはデータメッセージ）の受信または予め定めら
れたポーリング時間の終了のいずれかに続きＣ線の論理
ロー状態に（917で）する。Ｃ線に論理ロー状態を与え
ることは、該バスを通常のTWB動作に戻す。

携帯無線電話が該変換機にプラグを差し込まれた後に
電力が回復した場合の高速データに対する携帯無線電話
の応答が、第10図に示されている。本時点において該携
帯機は従属（スレーブ）ユニットと考えられている。該
携帯機は制御ポート807を（1001で）論理ハイにセット
し、そしてRXD線を介してマイクロコンピュータ736に結
合される高速データを待つ。TWBの「Ｃ」線が、「Ｒ」
線上でSCIデータの送信を準備している該主（マスタ）
ユニットによって、論理ハイ状態にされたかどうかを判
定するために、試験が（1002で）行われる。もし「Ｃ」
線が論理ハイ状態にはないならば、該主ユニットはSCI
データを送るために準備しておらず、そして該従属ユニ
ットの処理は他のタスクに戻る。もし「Ｃ」線がハイで
あるならば、「Ｔ」線の状態について試験が（1004で）
行われる。有効なSCIデータは、従属ユニットによる論
理ローの検出が該処理におけるこの時点においてSCIデ
ータ送信より前の状態にあることを表示するように
「Ｔ」線が論理ローレベルに保持されている時には、
「Ｒ」線で該主ユニットによって送られる。適切な遅延
および（1003における）SCIデータの受信の後に、SCIデ
ータアドレス整合の検出が（1005で）試みられる。（10
05で）アドレス整合が検出されると、マイクロコンピュ
ータ736はデータメッセージ応答を組み立て、そして（1
007で）TXD線で送信する。

今までに述べた処理の期間中のTWBに関する動作のタ
イミング図が、第11図に示される。通常のTWB動作は、
「Ａ」と書かれた時間の間行なわれる。（携帯無線電話
および変換機周辺部の双方共、該携帯機と該周辺部の結
合より前に、独立したTWBを有する。期間「Ａ」の間の
動作はいずれのTWBであってもよい。）携帯無線電話と
変換機が時刻「ｔ」にプラグを差し込まれて一緒になっ
たと仮定すると、該携帯機は時刻「ｔ」の後に（示され
てはいないが）パワーアップ手順を処理する。該TWB動
作と任意の高速データ交換は、該変換機周辺部によって
支配されていて、そして該変換機周辺部は高速シリアル
データバスにとって「主」である。有効な周辺部のみが
高速（SCI）データバスに結合されることを保証するた
めに、試験プロセスが行なわれる。本処理は各周辺部に
対して、主ユニットが「オン」状態に置かれた時（電力
が該主ユニットに印加された時）、または新しい周辺部
が該バスに追加された時には常に、一度アクティベイト
される。Ｃ線は、該変換機のマイクロコンピュータ744
によって、（1101で）強制的にハイにされ、かつＴ線は
（1102で）強制的にハイにされるが、これは装置（複
数）を高速シリアルデータライン（これは多重化された
Ｒ線である。本例ではＲ線は強制的にローにはされな
い）でポーリングするためである。1TWB標準データビッ
ト時間1103の後に、該変換機周辺部（主）はＲ線により
ポーリングメッセージ1105を該バス上にある従属周辺部
の一つにアドレスして送信する。Ｃ線とＴ線は共に強制
的にハイになっていたので、該アドレスされた従属周辺
部からは応答を期待しない。Ｔ線とＣ線は次に、（1108
および1109で）ロー状態に戻る。Ｔ線およびＣ線が共に
ハイである時にSCIポーリングメッセージに対して応答
を返す従属周辺部は、無効な従属周辺部でありかつ該無
効な従属周辺部との通信は終了する。有効な従属周辺部
に対する適切なポーリングの送信は次に、Ｃ線のみが
（1111で）強制的に論理ハイになる時に示されたように
行なわれる。1TWB標準ビット時間の後に、従属周辺部に
対してアドレスされたポーリングメッセージはＲ線で、
アドレスされた従属機に（1113で）送信される。Ｃ線の
みがハイであるので、該アドレスされた従属機は（1115
で）ポーリング応答を伴って返答する。もしも該従属機
が携帯無線電話であるならば、該ポーリング応答は該携
帯NAMデータと識別子（identification）を含むことが
できる。該変換機周辺部のマイクロコンピュータ744は
次にＣ線を（1117で）ローに変える。付加的なメッセー
ジは、Ｃ線が強制的に論理ハイになり、かつSCIデータ
が有効な従属機にアドレスされる時に、Ｒ線でSCIフォ
ーマートにて送信することができる。

本発明の好ましい実施例において、主機のステータス
および制御は、もし該変換機周辺部が補助の制御ユニッ
トまたはそれに結合される電話ハンドセットを有してい
ないならば、この時点で携帯無線電話に渡される。もし
も該変換機周辺部が前記制御ユニットまたはハンドセッ
トを有しているならば、該変換機は主機のステータスを
保持し、そして該携帯無線電話の制御ユニットが、前述
した米国特許第4,680,787号の中で述べられているよう
に、ディアクティベイトされる。

もしも変換機周辺部が制御ユニットまたはハンドセッ
トを含まないならば、該携帯機に対する高速メッセージ
転送制御は、1113で行なうようにポーリングメッセージ
で該携帯機に送信することができる。該携帯機は1113の
高速データメッセージに応答して、制御メッセージを確
め、そして1115で送信する。変換機のマイクロコンピュ
ータ744は、続いて1117でＣ線を解除する。全ての更な
る制御は、携帯無線電話のマイクロコンピュータ736が
引き受け、インタフェース772を介してシリアル高速デ
ータバスをアクティベイトし、かつディアクティベイト
する。携帯無線電話は主機であり、周期的な間隔で任意
の高速周辺部（変換機周辺部を含めて）の引き続くポー
リングを開始する。任意の前記周辺部は、それらのアド
レスが該ポーリングメッセージの一部である時には、該
ポーリングに応答することができる。1117におけるＣ線
の解除は、TWBを通常動作に戻す。

高速データメッセージフォーマットの図が、第12図に
示されている。プリアンブル1201は、SCI高速データバ
ス上の全ての装置に同期パターンを提供するために、最
初に送信されるバイトの最下位ニブル1203内に４ビット
の値を有する。付加的な領域は、アドレスされたユニッ
ト（1205）および他のオーバーヘッド機能から望まれる
応答を識別する。計数領域1207は、該パケットで送信さ
れるべきデータバイトの合計数の計数を提供する。アド
レス領域1209は、論理的な装置源1211および目的地1213
のアドレス領域を識別し、かくして該バス上の個々の装
置との選択的通信を可能にする。制御領域1215は、定義
された動作または続くデータ領域（単数または複数）の
適切な解釈を表示するために使用される。該データ領域
は任意の必要なデータを具備し、そして該必要なデータ
を含むために可変長であってもよい。チェックサム領域
1217は、全ての送信されたバイトの単純和を、バス上の
エラーを検出する方法としてゼロに等しくする値を含
む。

無効な従属機がSCIバス上にあるかどうかを判定する
ために、第13図のフローチャートに示される処理が、主
機によって実行される。SCIバス上の１台の従属機にア
ドレスされるポーリングメッセージが組み立てられ、そ
してインタフェース774の入力ポート823は（1301で）論
理ハイにセットされる。TWBの制御は、Ｃ線を（1303
で）ハイにセットし、かつＴ線を（1305で）ハイにセッ
トすることによって実行される。既に述べたように、1T
WBビット時間よりも長い時間ハイになっているＴ線とＣ
線の本状態は無効の状態であり、そして本時間の間に送
信されるSCIデータに対する任意の従属機の応答は、不
適切な応答である。主機の処理は（1307で）1TWBビット
時間よりも長い時間を待ち、そして次に（1309で）選択
された従属機に対してアドレスされた応答権（ポール）
を送る。（1313によってセットされる）ポーリング時間
の間に受信されたSCIデータ（1311で検出される）は、
（1315）でアドレスされた従属機との通信をディスエイ
ブルする結果となる。該ディスエイブリングはいくつか
の方法で実現することができ、例えば、無効な従属機へ
の通信および無効な従属機からの通信が無視されるよう
に、主機に対する電力を完全に切ることにより、または
無効な従属機のアドレスにフラグを立てることにより実
現できる。SCIデータが受信されることなしにポーリン
グ時間が終わった後には、Ｃ線とＴ線は（1317で）ロー
にセットされ、そして通常のTWB動作が再び許容され
る。

かくして多重化された同期／非同期データバスが示さ
れ、かつ述べられた。本多重化されたデータバスは、比
較的低いデータスループットレートでの信頼できるデー
タ転送のために、同期式自己クロック型３線バスを利用
する。非常に高いデータレートでデータを転送するため
に、３本のバスラインの内の１本が、比較的高速の非同
期シリアルデータメッセージを運ぶために使用される。
低速データと高速データの間における相互の影響を防ぐ
ために、非同期シリアルデータの送信中は低速の同期デ
ータバスは使用中のビジー状態に置かれる。該多重化さ
れた同期／非同期データバスは、携帯無線電話のために
特に有用であり、該携帯無線電話は電力、アンテナ、無
線周波数増幅、および他の特徴的機能を該携帯無線電話
に提供する車両搭載型変換機に結合することができる。
携帯無線電話にとって、その識別子と立の動作特性を速
いデータレートで変換機ユニットに転送することは有利
性がある。

フロントページの続き (72)発明者 ウォルザック・トーマス ジェイ アメリカ合衆国イリノイ州 60098、パ ラタイン、ボーデリジ・ウェイ 3070 (72)発明者 マリンス・ジェフリー エル アメリカ合衆国カリフォルニア州 95014、クパーティノ、アルパイン・ド ライブ 10284、アパートメント シー (72)発明者 プリル・マーク イー アメリカ合衆国イリノイ州 60047、レ イク・ズーリック、ホブルブッシュ 410 (56)参考文献 特公 平７−99832（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04L 29/00 H04L 12/40

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アクティブ状態とインアクティブ状態を有
   し、かつ３本の通信線を含むデータ伝送バスを使用する
   主データ装置であって、該３本の通信線の内の少なくと
   も第１および第２の通信線が第１のデータメッセージを
   主データ装置から第２のデータ装置に第１のデータ転送
   速度で運ぶことに使用され、該データ伝送バスが更に第
   ２のデータメッセージを主データ装置から第３のデータ
   装置に第２のデータ転送速度で運ぶことに使用される主
   データ装置であって、 主データ装置がアクティブ状態にあり、かつ第１のデー
   タメッセージが送信されていない時に、予め定められた
   二進状態を３本の通信線の内の第１および第２の通信線
   に少なくとも一度印加するための手段、 前記予め定められた二進状態が３本の通信線の内の第１
   および第２の通信線に印加される間に、第２のデータメ
   ッセージを第３の通信線に印加するための手段、および 前記予め定められた二進状態が３本の通信線の内の第１
   および第２の通信線に印加され、かつ主装置がアクティ
   ブ状態にある間に、第３のデータメッセージを第３のデ
   ータ装置から、３本の通信線の内の第３の通信線で第２
   のデータ転送速度で検出するための手段、 を具備する、主データ装置。
2. 【請求項２】更に、検出するための前記手段に応答し
   て、第３のデータ装置との付加的なデータメッセージの
   通信をディスエイブルするための手段を具備する、請求
   の範囲第１項に記載の、主データ装置。
3. 【請求項３】前記ディスエイブルするための手段が更
   に、主データ装置をインアクティブ状態にするための手
   段を具備する、請求の範囲第２項に記載の、主データ装
   置。
4. 【請求項４】３本の通信線を含むデータ伝送バスに結合
   することができるデータ装置であって、該３本の通信線
   の内の少なくとも２本が第１のデータメッセージを主デ
   ータ装置から第１のデータ転送速度で運び、かつ該３本
   の通信線の内の少なくとも１本が第２のデータメッセー
   ジを主データ装置から第２のデータ転送速度で運び、か
   つ第３のデータメッセージを主データ装置に運び、各デ
   ータメッセージが複数の二進ビットを有し、かつ各ビッ
   トが二進で０の状態または二進で１の状態のいずれか
   を、該データ転送速度に関係する時間の間に有する、デ
   ータ装置であって、 ３本の通信線の内の第１の通信線に印加される第１の二
   進信号を、第１のデータ転送速度の１ビット時間よりも
   長い時間の間、主データ装置によって検出するための手
   段、 ３本の通信線の内の第２の通信線に印加される第２の二
   進信号を、第１のデータ転送速度の１ビット時間よりも
   長い時間の間に、主データ装置によって検出するための
   手段、 第２のデータメッセージの二進ビットを３本の通信線の
   内の第３の通信線から受信するための手段、および 第２のデータメッセージの受信に応答して、前記第１の
   二進信号と前記第２の二進信号が反対の二進状態を有す
   ると検出される時に、第３のデータメッセージを該３本
   のデータ線の内の第３のデータ線に印加するための手
   段、 を具備する、データ装置。
5. 【請求項５】更に、前記第１の二進信号と前記第２の二
   進信号が２つの同じ二進状態の内の少なくとも１つを有
   すると検出される時に、第３のデータメッセージの二進
   ビットを３本のデータ線の内の第３のデータ線に印加す
   ることを禁止するための手段を具備する、請求の範囲第
   ４項に記載の、データ装置。
6. 【請求項６】アクティブ状態とインアクティブ状態を有
   する主データ装置において３本の通信線を含むデータ伝
   送バスに対するアクセスを制御するための方法であっ
   て、３本の通信線の内の少なくとも第１および第２の通
   信線が第１のデータメッセージを主データ装置から第２
   のデータ装置に第１のデータ転送速度で運ぶことに使用
   され、該データ伝送バスが更に第２のデータメッセージ
   を主データ装置から第３のデータ装置に第２のデータ転
   送速度で運ぶことに使用される、データ伝送バスへのア
   クセスを制御するための方法であって、 主データ装置がアクティブ状態にあり、かつ第１のデー
   タメッセージが送信されていない時に、予め定められた
   二進状態を３本の通信線の内の第１および第２の通信線
   に、少なくとも一回印加し、 前記予め定められた二進状態が３本の通信線の内の第１
   および第２の通信線に印加される間、第２のデータメッ
   セージを３本の通信線の内の第３の通信線に印加し、そ
   して 前記予め定められた二進状態が３本の通信線の内の第１
   および第２の通信線に印加され、かつ主データ装置がア
   クティブ状態にある間に、第３のデータメッセージを第
   ３のデータ装置から３本の通信線の内の第３の通信線上
   で第２のデータ転送速度で検出する、 各段階を具備する、データ伝送バスに対するアクセスを
   制御する方法。
7. 【請求項７】更に、前記検出する段階に応答して、第３
   のデータ装置との付加的なデータメッセージの通信をデ
   ィスエィブルする段階を具備する、請求の範囲第６項に
   記載の方法。
8. 【請求項８】前記ディスエィブルする段階が、更に主デ
   ータ装置をインアクティブ状態にする段階を具備する、
   請求の範囲第７項に記載の方法。
9. 【請求項９】３本の通信線を含むデータ伝送バスに対す
   るアクセスを、データ装置によって得る方法であって、
   ３本の通信線の内の少なくとも２本は第１のデータメッ
   セージを主データ装置から第１のデータ転送速度で運
   び、かつ３本の通信線の内の少なくとも１本は第２のデ
   ータメッセージを主データ装置から第２のデータ転送速
   度で運び、かつ第３のデータメッセージを主データ装置
   に運び、各データメッセージが複数の二進ビットを有
   し、かつ各ビットが該データ転送速度に関係する時間の
   間に二進で０の状態または二進で１の状態のいずれかを
   有する、データ伝送バスへのアクセスを得る方法であっ
   て、 ３本の通信線の内の第１の通信線に印加される第１の二
   進信号を主データ装置によって、第１のデータ転送速度
   の１ビット時間よりも長い時間の間に検出し、 ３本の通信線の内の第２の通信線に印加される第２の二
   進信号を主データ装置によって、第１のデータ転送速度
   の１ビット時間よりも長い時間の間に検出し、 第２のデータメッセージの二進ビットを３本の通信線の
   内の第３の通信線から受信し、そして 第２のデータメッセージの受信に応答して、前記第１の
   二進信号と前記第２の二進信号が反対の二進状態を有す
   ると検出される時には、第３のデータメッセージを３本
   のデータ線の内の第３のデータ線に印加する、 各段階を具備する、データ伝送バスに対するアクセスを
   得る方法。
10. 【請求項１０】更に、前記第１の二進信号および前記第
    ２の二進信号が２つの同じ二進状態の内の少なくとも１
    つを有すると検出される時には、第３のデータメッセー
    ジの二進ビットを該３本のデータ線の内の第３のデータ
    線に印加することを禁止する段階を具備する、請求の範
    囲第９項に記載の方法。