JP3176463B2 - 割り込み制御回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、計算機等の制御装置に
複数の装置を共通のバスを介して接続使用する場合、各
装置からランダムに発出されるバスの使用要求を、整理
するために使用される割り込み制御回路に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】計算機等の制御装置に共通のバスを介し
て複数の装置を接続して使用する場合、制御装置との間
にバスを介しての信号のやり取りの必要が発生した装置
が、バス使用要求を制御装置に出し、制御装置はこれを
見てバス使用許可を出すという方式がある。これがいわ
ゆる割り込み方式である。

【０００３】この方式は、制御装置の負担が非常に軽く
なるという利点をもっているが、複数の装置から同時に
バス使用要求があった場合の処理が困難だという欠点が
あった。

【０００４】この複数装置から発出されるバス使用要求
を相互に信号の衝突等のトラブルを起こさずに整理する
という方法として、従来デイジーチェーンを利用する方
法がとられていた。

【０００５】この方法は、図２に示すような構成で実現
されている。即ち制御装置２１と各装置２４，２５は信
号の伝送に使用される信号バス（図示していない）以外
に、割り込み線２２と割り込み許可線２３とからなる２
本の制御線で結ばれ、制御装置２１には図に示していな
い制御装置用割り込み制御回路が、各装置２４，２５に
は図示のような構成の割り込み制御回路２６が、この２
本の制御線に接続されている。

【０００６】割り込み線２２は各装置２４，２５から制
御装置２１に対して通信要求があることを知らせる目的
のもので、各装置内に設けられているスイッチＳ２が論
理和を構成する形で接続されている。各装置２４，２５
は割り込み線２２の状態を見て他の装置のスイッチＳ２
が閉じられていないことを確認した後、このスイッチＳ
２を閉じて制御装置２１に通信要求を知らせる。

【０００７】このスイッチの状態は、離れた位置からは
信号の伝播時間後にしか見えないので、他の割り込みが
ないことを確認してスイッチを閉じた場合にも離れた位
置に接続されている装置が同時に割り込み要求を出して
いることがある。

【０００８】制御装置２１は、割り込み線２２が地気に
なったことを検出して通信要求の発生を知ることになる
のであるが、同時に割り込み要求が出ている場合、スイ
ッチが論理和の形で接続されているため、どの装置から
の要求かを判別することは出来ない。従ってどの装置に
対して通信の開始を許可するかを決定できない。

【０００９】デイジーチェーンでは、この問題を第二の
制御線である割り込み許可線２３を使用して解決してい
る。割り込み許可線２３は、各装置２４，２５内にトラ
ンスファースイッチＳ１を介して接続されているが、こ
の接続形態は図に示すように各装置２４，２５のスイッ
チＳ１が論理積を構成する形になっている。

【００１０】各装置２４，２５は通信要求が発生し割り
込みをかける場合にスイッチＳ１と同時にスイッチＳ２
を図のａからｂに接続する形で駆動する。このようにす
ると割り込み許可線２３は、割り込み要求を出している
装置の内、制御装置２１から最も近い位置にある装置の
部分で切断されることになる。この状態で制御装置２１
から、割り込み許可線２３を介して、割り込み許可信号
が送られると、割り込みをかけている装置のうち制御装
置２１にもっとも近い装置が割り込み許可を受けること
になり、通信の衝突を避けることが出来る。

【００１１】制御装置２１が通信の終了を通信の内容等
により検知すると、その時点で通信を行なっている装置
に対して割り込み解除を命令し、その装置はスイッチの
状態を元に戻す。

【００１２】この状態で制御装置２１は、さらに割り込
みを出している装置の有無を割り込み線２１で確認し、
あれば割り込み許可線２３に許可信号を再度送り出す。
この信号は、制御装置２１からつぎに近い装置で受信さ
れその装置との通信が開始される。

【００１３】以上の動作の概要タイムチャートを図３に
示した。

【００１４】このようにデイジーチェーンでは、割り込
み許可線を割り込み要求を出した装置が切断することに
よって、同時に割り込みが発生した場合には、制御装置
から近い順序で通信を許可するという形で、共通バス上
の信号の衝突が発生するのを避けている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、デイジ
ーチェーンでは割り込み許可線に各装置のスイッチが論
理積を構成する形で接続されているため、途中の装置の
故障等でこの割り込み許可線が切断されると、それから
遠い位置に接続されている装置が全て制御装置から切り
離されるという問題があった。

【００１６】また故障が発生しない場合でも、接続する
装置の構成を頻繁に変えたりする場合には、そのたびに
システムの動作を停止し、チェーンを再構成する必要が
あった。そのため、通信用装置のように一旦サービスを
開始した後は、システムの停止が許されないような場合
には使用できないという欠点をもっていた。

【００１７】この発明は、以上の問題を解決し、システ
ムを停止することなくシステムの構成替えが可能になる
優れた割り込み制御回路を提供することを目的としたも
のである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】この発明は上記目的を達
成するため、制御装置と複数の対向装置を割り込み線お
よび割り込み許可線で並列に接続し、前記制御装置に
は、前記割り込み線上の地気を割り込み信号として検出
する割り込み検出回路と、前記割り込み許可線に地気を
与えて割り込み許可信号を送出し該割り込み許可信号を
送出しないときは抵抗を介して一定電圧を印加する割り
込み許可回路とを設け、前記対向装置には、割り込み要
求時に前記割り込み許可線に接続して流入する電流を測
定し一定値以上であるときは制御信号を出力し、その後
零になったときは割り込み許可信号の受信を示す信号出
力する一定の入力抵抗を有する割り込み許可信号検出回
路と、前記制御信号により前記割り込み線に地気を与え
て割り込み信号を送出するスイッチとを設けたものであ
る。

【００１９】

【作用】対向装置は、割り込みを要求する時、割り込み
許可信号検出回路を割り込み許可線に接続して流入する
電流を測定し、一定値以上であれば他の対向装置は割り
込み要求を出していないことになるので、スイッチを閉
じて割り込み線に割り込み信号（地気）を送出する。

【００２０】制御装置は割り込み検出回路で前記割り込
み信号を検出し、割り込み許可回路により割り込み許可
線に割り込み許可信号（地気）を送出する。

【００２１】前記対向装置は前記割り込み許可信号検出
回路で測定している電流が零になることにより前記割り
込み許可信号が到達したことを検出し、通話を行なう。

【００２２】

【実施例】図１，図４は、本発明の実施例を説明するた
めのものである。以下本実施例について詳細に説明す
る。

【００２３】図１は、本発明の割り込み制御回路の構成
ブロック図である。図には、割り込み線１２と割り込み
許可線１３との２本のバスから構成される割り込み制御
バス、制御装置１１内の割り込み制御回路の主要部およ
び割り込みをかける割り込み発生装置１４の割り込み制
御回路の主要部のみを示している。割り込み制御バスに
は割り込み発生装置１４が１台だけ接続された形になっ
ているが、同一の割り込み制御回路を持つ装置が複数接
続できることはもちろんである。

【００２４】本発明の割り込み制御回路では、割り込み
を制御する制御装置１１と割り込みをかける複数の割り
込み発生装置（以下発生装置という）との間を、割り込
み線１２と割り込み許可線１３との２本の制御バスで結
んでいる。割り込み線１２は各発生装置から制御装置１
１に対して図には示していない信号バスの使用権を要求
するために使用し、割り込み許可線１３は各発生装置か
らの割り込みに対して、制御装置１１が割り込み許可信
号を送るためと各発生装置が割り込み要求を出す場合
に、他の発生装置からの割り込みが発生していないかど
うかを確認するために使用する制御バスである。

【００２５】制御装置１１内の割り込み制御回路として
は、図には示していない割り込み検出回路とその出力部
だけを図示している割り込み許可回路とがある。割り込
み検出回路は、割り込み線１２の監視を行ないこの線上
に地気を検出した場合に割り込みがあることを割り込み
許可回路にしらせる。割り込み許可回路は、図に示して
あるように通常抵抗Ｒ１を介して電源に接続してある割
り込み許可線１３をスイッチＳ１を閉じて地気状態にす
ることによって割り込み許可を行なう。

【００２６】割り込み許可後、通信の終了を前記信号バ
スからのデータ内容等によって検出し、再びスイッチＳ
１を開くことによって一回の割り込みによる通信を終了
し、再び割り込み線の監視状態に入る。

【００２７】発生装置１４側の割り込み制御回路の主要
部は、割り込み線１２と地気との間に挿入されたスイッ
チＳ２と割り込み許可線１３に接続された割り込み許可
信号検出回路から構成される。

【００２８】割り込み許可信号検出回路は、図に示すよ
うに電流ミラー回路形式に接続されたトランジスタＱ
１，Ｑ２、スイッチＳ３および比較器１５とから構成さ
れており、電流ミラー回路を構成する一方のトランジス
タＱ１のコレクターはスイッチＳ３を介して割り込み許
可線１３に接続され、他のもう一方のトランジスタＱ２
のコレクターは抵抗Ｒ２を介して電源に接続されると同
時に比較器１５の一方の入力に接続されている。比較器
１５の他の入力端子は、基準電源Ｅｒに接続されてい
る。

【００２９】発生装置１４は以上説明した構成の回路を
使用して以下のような形で割り込み処理を行なう。以下
個条書きでその動作を通常の同時割り込みが発生してい
ない場合について、図４のタイムチャートを使用して説
明する。

【００３０】 発生装置１４は割り込み必要が発生し
た場合に、スイッチＳ３を閉じて割り込みが可能かどう
かの確認動作にはいる。スイッチＳ３を閉じると制御装
置１１からの電流が電流ミラー回路のトランジスタＱ１
に流れ込む。この電流ミラー回路は図のような接続で２
つのトランジスタＱ１，Ｑ２が物理的に同じものであれ
ば、ｉ１＝ｉ２となるように動作するのでこの状態での
トランジスタＱ２のコレクタ電圧Ｖｃが、基準電圧Ｅｒ
との関係でＶｃ＜Ｅｒの関係になるように設定してあれ
ば、比較器１５の出力信号ＯＵＴは高レベルに遷移す
る。他の発生装置が信号バスを使用している状態では、
制御装置１１がスイッチＳ１を閉じて割り込み許可線１
３から地気信号を送出しているから電流は流れず、比較
器１５の出力信号ＯＵＴは低レベルのままになってい
る。この状態の場合他の装置が信号バスを使用している
状態であり、信号バスの使用許可は下りないので一旦割
り込みを中止する。

【００３１】 出力信号ＯＵＴが高レベル状態になっ
ていれば制御装置１１内のスイッチＳ１が開いた状態に
なっていることを示しているから、この高レベルを確認
して 割り込み要求スイッチＳ２を閉じる。

【００３２】 制御装置１１は、割り込み線１２が低
レベル（地気）にあることを確認し、割り込み要求があ
ることを検出して、割り込み許可スイッチＳ１を閉じて
割り込み許可線１３に地気信号を送り出す。

【００３３】 この結果、割り込み許可線１３には電
流が流れなくなり、比較器１５の出力信号ＯＵＴは低レ
ベルに遷移する。発生装置１４は、この遷移を検出し割
り込み許可がでたことを確認して図には示していない信
号バスを介して制御装置１１との間で信号の通信を行な
う。

【００３４】 通信が終了すると制御装置１１、発生
装置１４とも信号のやり取りからそれを検知し、全ての
スイッチを初期状態に戻す。

【００３５】 その結果発生装置１４内の出力信号も
初期状態に復帰する。

【００３６】以上は、複数の発生装置から同時に割り込
みが発生していない場合の動作であるが、同時に割り込
みが発生した場合には以下のような動作になる。

【００３７】同時に割り込みが発生すると割り込み許可
線１３に複数の電流検出回路が同時に接続されることに
なり、割り込み許可線１３からの電流は各発生装置のト
ランジスタＱ１に等分に分流されることになる。即ちｎ
個の発生装置が同時に動作したものとすると各発生装置
に流れる電流は１／ｎとなる。従ってトランジスタＱ２
のコレクタ電圧Ｖｃは、Ｖｃ＝Ｖｃｃ−ｉ₂ Ｒ² ＞Ｅｒ
の関係になり、各比較器１５の出力信号ＯＵＴは、高レ
ベルに遷移しない。

【００３８】上記条件は、２個の発生装置が同時に割り
込みを行ない電流が半分になった場合に満たされていれ
ば、それ以上の装置が同時に割り込みをかけた場合には
必ず満たされることは自明である。

【００３９】制御装置１１内の割り込み許可線１３と電
源との間に接続された抵抗Ｒ１の値と発生装置内のトラ
ンジスタＱ２のコレクタと電源との間に接続された抵抗
Ｒ２の値とを等しくし、比較器１５の基準電圧Ｅｒを電
源電圧の１／２以上にしておけば容易にこの条件を満た
すことが可能である。

【００４０】出力信号が低レベルのままの場合割り込み
許可が下りることはないので割り込みを一旦中止し、再
度トライすることになる。この場合再度のトライが同時
になると、また同じ状態が発生するが、それぞれランダ
ムな時間間隔をおいてトライするように設定しておけば
この問題は解決できる。

【００４１】発生装置夫々は、ある距離をおいて設置さ
れることになるので、割り込み要求が発生し、確認動作
に入った後も信号の伝播時間の間、他からの割り込みが
存在しないように見える場合がある。この場合の様子を
図５に示す。図５は２個の発生装置が同時に割り込みを
かけた場合の電流ミラー回路トランジスタＱ２のコレク
タ電圧波形の様子を示している。即ち一旦他からの割り
込みが発生していないような形で低レベルに遷移する
が、他の割り込みをかけた発生装置との間の伝播時間の
後、電源電圧の半分のレベルまで上昇することになる。
この状況は、制御装置からの割り込み許可が出たのと同
じ状況になるので、この場合にも衝突が発生する。従っ
てこのような状況をも避けることが必要である。

【００４２】このような状況は出力信号ＯＵＴの高レベ
ル状態を装置間の距離で定まる時間Ｔだけ確認すること
によって避けることが出来る。

【００４３】

【発明の効果】以上、詳細に説明したきたように本発明
を使用すれば、割り込み線および割り込み許可線の両方
とも論理和の形で接続されることになるので、中間の装
置が異常を起こしてもそれ以降の装置が切り離されるこ
とはなく、システムの構成替え等もシステムを休止する
ことなく行なうことが可能であり、通信装置等の停止の
許されないシステムに使用すると極めて効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】従来の割り込み制御回路の構成を示すブロック
図である。

【図３】図２の動作タイムチャートである。

【図４】図１の動作タイムチャートである。

【図５】割り込み衝突時の検出波形の例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１１ 制御装置 １２ 割り込み線 １３ 割り込み許可線 １４ 割り込み発生装置

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 制御装置と複数の対向装置を割り込み線
   および割り込み許可線で並列に接続し、 前記制御装置には、前記割り込み線上の地気を割り込み
   信号として検出する割り込み検出回路と、前記割り込み
   許可線に地気を与えて割り込み許可信号を送出し該割り
   込み許可信号を送出しないときは抵抗を介して一定電圧
   を印加する割り込み許可回路とを設け、 前記対向装置には、割り込み要求時に前記割り込み許可
   線に接続して流入する電流を測定し一定値以上であると
   きは制御信号を出力し、その後零になったときは割り込
   み許可信号の受信を示す信号出力する一定の入力抵抗を
   有する割り込み許可信号検出回路と、前記制御信号によ
   り前記割り込み線に地気を与えて割り込み信号を送出す
   るスイッチとを設けたことを特徴とする割り込み制御回
   路。