JP3320657B2 - I2cバス回路及びバス制御方法 - Google Patents
I2cバス回路及びバス制御方法Info
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F13/00—Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
- G06F13/38—Information transfer, e.g. on bus
- G06F13/40—Bus structure
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F13/00—Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
- G06F13/38—Information transfer, e.g. on bus
- G06F13/42—Bus transfer protocol, e.g. handshake; Synchronisation
- G06F13/4282—Bus transfer protocol, e.g. handshake; Synchronisation on a serial bus, e.g. I2C bus, SPI bus
- G06F13/4291—Bus transfer protocol, e.g. handshake; Synchronisation on a serial bus, e.g. I2C bus, SPI bus using a clocked protocol
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- Physics & Mathematics (AREA)
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はI2Cバスを利用し
た診断/制御システムに係り、特に1つのバスに接続可
能なI2Cバススレーブデバイス数の制限を無くすため
の回路及びその制御方法に関する。
た診断/制御システムに係り、特に1つのバスに接続可
能なI2Cバススレーブデバイス数の制限を無くすため
の回路及びその制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図1は、N個のI2Cバスマスタデバイ
ス10が接続されたI2Cバス15の構成図である。こ
のようなI2Cバス15は、多くのモジュールを持つ大
型コンピュータに用いられ、I2Cバスマスタデバイス
10はモジュールの診断及び制御を行う。システム全体
の管理はホストにより行う。
ス10が接続されたI2Cバス15の構成図である。こ
のようなI2Cバス15は、多くのモジュールを持つ大
型コンピュータに用いられ、I2Cバスマスタデバイス
10はモジュールの診断及び制御を行う。システム全体
の管理はホストにより行う。
【0003】図2は、1つのI2Cバスマスタデバイス
10とN個のI2Cバススレーブデバイス20が接続さ
れたI2Cバス15の構成図である。このようなI2C
バス15は、マザーボードを中心に構成されるサーバ級
以下のシステムに用いられ、システムを効率的に管理す
るために、I2Cバススレーブデバイス20で多様な診
断及び制御機能が提供され、これらのI2Cバススレー
ブデバイス20を1つのI2Cバスマスタデバイス10
によって制御する。またI2Cバスマスタデバイス10
は、セルフプログラムを実行し、必要な時にシステムホ
ストと通信して命令や情報等の交信を行う。
10とN個のI2Cバススレーブデバイス20が接続さ
れたI2Cバス15の構成図である。このようなI2C
バス15は、マザーボードを中心に構成されるサーバ級
以下のシステムに用いられ、システムを効率的に管理す
るために、I2Cバススレーブデバイス20で多様な診
断及び制御機能が提供され、これらのI2Cバススレー
ブデバイス20を1つのI2Cバスマスタデバイス10
によって制御する。またI2Cバスマスタデバイス10
は、セルフプログラムを実行し、必要な時にシステムホ
ストと通信して命令や情報等の交信を行う。
【0004】図3は、多数(N個)のI2Cバスマスタ
デバイス10と多数(N個)のI2Cバススレーブデバ
イス20が接続されたI2Cバス15の構成図である。
このI2Cバス15は、図1と図2に示すI2Cバス1
5の構成を結合したもので、図1の構成でメインプロセ
ッサモジュール部分を図2のように構成し、システムを
診断及び制御する管理体制である。I2Cバスマスタデ
バイス10は128個まで、I2Cバススレーブデバイ
ス20は同じ種類のデバイスを8個まで接続できる。
デバイス10と多数(N個)のI2Cバススレーブデバ
イス20が接続されたI2Cバス15の構成図である。
このI2Cバス15は、図1と図2に示すI2Cバス1
5の構成を結合したもので、図1の構成でメインプロセ
ッサモジュール部分を図2のように構成し、システムを
診断及び制御する管理体制である。I2Cバスマスタデ
バイス10は128個まで、I2Cバススレーブデバイ
ス20は同じ種類のデバイスを8個まで接続できる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】以上のようなI2Cバ
ス15は、接続可能なI2Cバスデバイス数が制限され
ている。特に、I2Cバススレーブデバイス20の制限
は、システムの診断及び制御の制約になる。例えばSD
RAM−DIMMの場合、I2Cインタフェースを持つ
EEPROMにより製品に関する情報を管理する方法を
提供するが、従来のバス構造では8個のDIMMしか管
理できない。
ス15は、接続可能なI2Cバスデバイス数が制限され
ている。特に、I2Cバススレーブデバイス20の制限
は、システムの診断及び制御の制約になる。例えばSD
RAM−DIMMの場合、I2Cインタフェースを持つ
EEPROMにより製品に関する情報を管理する方法を
提供するが、従来のバス構造では8個のDIMMしか管
理できない。
【0006】また、遠隔8ビットI/Oエクスパンダ
(expander)の場合、システムの制御及びモニタのため
には複雑なシステムが必要であり、多くのデバイスが必
要になる。しかし従来のI2Cバス15では制限がある
ために動作に制約がでてくる。このように、I2Cバス
スレーブデバイス20の制限は管理機能の制約となる。
(expander)の場合、システムの制御及びモニタのため
には複雑なシステムが必要であり、多くのデバイスが必
要になる。しかし従来のI2Cバス15では制限がある
ために動作に制約がでてくる。このように、I2Cバス
スレーブデバイス20の制限は管理機能の制約となる。
【0007】よって本発明は、I2Cバスをシステム診
断及び制御の目的で使用するシステムにおいて、1つの
バスに接続可能なI2Cバススレーブデバイス数の制限
を無くすための回路及びその制御方法を提供する。
断及び制御の目的で使用するシステムにおいて、1つの
バスに接続可能なI2Cバススレーブデバイス数の制限
を無くすための回路及びその制御方法を提供する。
【0008】
【課題を解決するための手段】以上のような課題を解決
する本発明のI2Cバス回路は、1つのメインI2Cバ
スに接続される1以上のI2Cバスマスタデバイスと、
メインI2Cバスと多数のサブI2Cバスとの間に設け
られ、I2Cバスマスタデバイスの指示に従いバス経路
を制御してサブI2CバスのいずれかをメインI2Cバ
スに選択接続す るI2Cバスマルチプレクサモジュール
と、各サブI2Cバスに接続される1以上のI2Cバス
スレーブデバイスと、を含んだ構成とすることを特徴と
する。そのI2Cバススレーブデバイスは、I2Cバス
マスタデバイスから提供される8ビットデータによりア
ドレスが決定するようにするとよい。このときのI2C
バスマルチプレクサは、メインI2Cバスのシリアルデ
ータをパラレルデータに変換する遠隔8ビットI/Oエ
クスパンダと、この遠隔8ビットI/Oエクスパンダの
I2Cバススレーブデバイスとしてのアドレスを決定す
る抵抗と、メインI2Cバスに電流を流す抵抗と、遠隔
8ビットI/Oエクスパンダの出力のうち3ビットを選
択入力信号に使用するとともに少なくとも1ビットを出
力イネーブルとして使用し、メインI2CCDバスのS
CL信号及びSDA信号をそれぞれ8個のサブI2Cバ
スのいずれかに提供する8ビットマルチプレクサクイッ
クスイッチと、サブI2Cバスの上位群と下位群を区別
するため遠隔8ビットI/Oエクスパンダの出力中の出
力イネーブルとして使用される前記少なくとも1ビット
を反転して8ビットマルチプレクサクイックスイッチの
いずれかに提供するインバータと、サブI2Cバスに電
流を流す抵抗と、から構成することができる。あるい
は、そのインバータを、後述の表2のブール論理式を満
たす出力イネーブル回路とすることもできる。
する本発明のI2Cバス回路は、1つのメインI2Cバ
スに接続される1以上のI2Cバスマスタデバイスと、
メインI2Cバスと多数のサブI2Cバスとの間に設け
られ、I2Cバスマスタデバイスの指示に従いバス経路
を制御してサブI2CバスのいずれかをメインI2Cバ
スに選択接続す るI2Cバスマルチプレクサモジュール
と、各サブI2Cバスに接続される1以上のI2Cバス
スレーブデバイスと、を含んだ構成とすることを特徴と
する。そのI2Cバススレーブデバイスは、I2Cバス
マスタデバイスから提供される8ビットデータによりア
ドレスが決定するようにするとよい。このときのI2C
バスマルチプレクサは、メインI2Cバスのシリアルデ
ータをパラレルデータに変換する遠隔8ビットI/Oエ
クスパンダと、この遠隔8ビットI/Oエクスパンダの
I2Cバススレーブデバイスとしてのアドレスを決定す
る抵抗と、メインI2Cバスに電流を流す抵抗と、遠隔
8ビットI/Oエクスパンダの出力のうち3ビットを選
択入力信号に使用するとともに少なくとも1ビットを出
力イネーブルとして使用し、メインI2CCDバスのS
CL信号及びSDA信号をそれぞれ8個のサブI2Cバ
スのいずれかに提供する8ビットマルチプレクサクイッ
クスイッチと、サブI2Cバスの上位群と下位群を区別
するため遠隔8ビットI/Oエクスパンダの出力中の出
力イネーブルとして使用される前記少なくとも1ビット
を反転して8ビットマルチプレクサクイックスイッチの
いずれかに提供するインバータと、サブI2Cバスに電
流を流す抵抗と、から構成することができる。あるい
は、そのインバータを、後述の表2のブール論理式を満
たす出力イネーブル回路とすることもできる。
【0009】このように本発明では、I2Cバスの制御
方法として、I2CバスマスタデバイスからI2Cバス
スレーブデバイスへ通信する際に、I2Cバスマスタデ
バイスの制御に従うI2Cバスマルチプレクサにより経
路を選択して目的のI2Cバススレーブデバイスと通信
を行うことを特徴とする。この場合、I2Cバスを通し
て送信されるSCL信号及びSDA信号のうち、SCL
信号によりクロック信号を、SDA信号によりI2Cバ
ススレーブデバイスのアドレスとデータ送信を行うよう
にする。また、SCL信号のハイ状態時にSDA信号が
ハイからローに遷移すればデータ送信開始であるとI2
Cバスマルチプレクサが判断する段階と、データ送信開
始が判断された後にI2Cバススレーブデバイスのアド
レスをI2Cバスマスタデバイスから送信する段階と、
アドレスの送信が終わるとI2Cバスマルチプレクサか
らACK(確認)信号をI2Cバスマスタデバイスに返
信する段階と、該ACK信号の受信でデータを送信する
段階と、データを正常に受信するとI2Cバスマルチプ
レクサからACK信号をI2Cバスマスタデバイスに返
信する段階と、該ACK信号の受信でSCL信号のハイ
状態時にSDA信号をローからハイに遷移させて動作を
終了する段階と、を行うとよい。このときのアドレスデ
ータは、8ビットで構成すれば256通りのアドレスを
指定できる。
方法として、I2CバスマスタデバイスからI2Cバス
スレーブデバイスへ通信する際に、I2Cバスマスタデ
バイスの制御に従うI2Cバスマルチプレクサにより経
路を選択して目的のI2Cバススレーブデバイスと通信
を行うことを特徴とする。この場合、I2Cバスを通し
て送信されるSCL信号及びSDA信号のうち、SCL
信号によりクロック信号を、SDA信号によりI2Cバ
ススレーブデバイスのアドレスとデータ送信を行うよう
にする。また、SCL信号のハイ状態時にSDA信号が
ハイからローに遷移すればデータ送信開始であるとI2
Cバスマルチプレクサが判断する段階と、データ送信開
始が判断された後にI2Cバススレーブデバイスのアド
レスをI2Cバスマスタデバイスから送信する段階と、
アドレスの送信が終わるとI2Cバスマルチプレクサか
らACK(確認)信号をI2Cバスマスタデバイスに返
信する段階と、該ACK信号の受信でデータを送信する
段階と、データを正常に受信するとI2Cバスマルチプ
レクサからACK信号をI2Cバスマスタデバイスに返
信する段階と、該ACK信号の受信でSCL信号のハイ
状態時にSDA信号をローからハイに遷移させて動作を
終了する段階と、を行うとよい。このときのアドレスデ
ータは、8ビットで構成すれば256通りのアドレスを
指定できる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を詳
細に説明する。まず、本発明の主要用語を説明する。
細に説明する。まず、本発明の主要用語を説明する。
【0011】1)I2Cバスマスタデバイス:I2Cバ
スに対する使用権限を持っており、他のマスタ又はスレ
ーブデバイスにアクセスでき、他のマスタデバイスから
のアクセスに対してはスレーブデバイスとして対応す
る。 2)I2Cバススレーブデバイス:I2Cバスに対して
使用権限がなく、常にマスタデバイスからのアクセスに
対応する。 3)I2Cバスアドレス:I2Cバスに接続された各デ
バイスは固有のアドレスを持っており、プロトコル上こ
のアドレスで識別される。I2Cバスアドレスは7ビッ
トで構成され、最大128個のアドレスを設定できる。 4)I2Cバスマスタデバイスアドレス:デバイス内部
で7ビットを利用して設定するアドレス。 5)I2Cバススレーブデバイスアドレス:7ビットの
アドレスのうち4ビットをデバイスの種類を区別するた
めに、3ビットを同じ種類のデバイス間で区別するため
に用いる。1つのバス上に同じ種類のデバイスは8個ま
でしか接続できない。 6)I2Cバススレーブデバイスの種類:デバイスの種
類は次のように分けられる。0111:遠隔8ビットI
/Oエクスパンダ,1001:温度検出器,1010:
EEPROM,0101:H/Wモニタ。
スに対する使用権限を持っており、他のマスタ又はスレ
ーブデバイスにアクセスでき、他のマスタデバイスから
のアクセスに対してはスレーブデバイスとして対応す
る。 2)I2Cバススレーブデバイス:I2Cバスに対して
使用権限がなく、常にマスタデバイスからのアクセスに
対応する。 3)I2Cバスアドレス:I2Cバスに接続された各デ
バイスは固有のアドレスを持っており、プロトコル上こ
のアドレスで識別される。I2Cバスアドレスは7ビッ
トで構成され、最大128個のアドレスを設定できる。 4)I2Cバスマスタデバイスアドレス:デバイス内部
で7ビットを利用して設定するアドレス。 5)I2Cバススレーブデバイスアドレス:7ビットの
アドレスのうち4ビットをデバイスの種類を区別するた
めに、3ビットを同じ種類のデバイス間で区別するため
に用いる。1つのバス上に同じ種類のデバイスは8個ま
でしか接続できない。 6)I2Cバススレーブデバイスの種類:デバイスの種
類は次のように分けられる。0111:遠隔8ビットI
/Oエクスパンダ,1001:温度検出器,1010:
EEPROM,0101:H/Wモニタ。
【0012】図4は本発明のI2Cバスの構成図であ
る。I2Cバスに接続できるI2Cバススレーブデバイ
ス数を増やすため、メインI2Cバス25をI2Cバス
マルチプレクサ30につなぎ、このI2Cバスマルチプ
レクサ30に複数のサブI2Cバス(35)0〜nを接
続し、そして、サブI2Cバス0〜n上にI2Cバスス
レーブデバイス(20)00〜0N、10〜1N、…、
N0〜NNを接続した。
る。I2Cバスに接続できるI2Cバススレーブデバイ
ス数を増やすため、メインI2Cバス25をI2Cバス
マルチプレクサ30につなぎ、このI2Cバスマルチプ
レクサ30に複数のサブI2Cバス(35)0〜nを接
続し、そして、サブI2Cバス0〜n上にI2Cバスス
レーブデバイス(20)00〜0N、10〜1N、…、
N0〜NNを接続した。
【0013】I2Cバスマルチプレクサ30は、I2C
バススレーブデバイス00〜0N、10〜1N、…、N
0〜NNにアクセスする際に、アクセスを制御するマス
タデバイス(簡単のためにI2Cバスマスタデバイス0
とする:以下マスタ0)の制御により、バスをサブI2
Cバス0〜nから選択してメインI2Cバス25に接続
する。
バススレーブデバイス00〜0N、10〜1N、…、N
0〜NNにアクセスする際に、アクセスを制御するマス
タデバイス(簡単のためにI2Cバスマスタデバイス0
とする:以下マスタ0)の制御により、バスをサブI2
Cバス0〜nから選択してメインI2Cバス25に接続
する。
【0014】従ってマスタ(10)0は、I2Cバスス
レーブデバイス00〜0N、10〜1N、…、N0〜N
Nにアクセスする前に、I2Cバスマルチプレクサ30
に指示を出してサブI2Cバス0〜nからバスを選択
し、目的のI2Cバススレーブデバイスにアクセスする
ことになる。
レーブデバイス00〜0N、10〜1N、…、N0〜N
Nにアクセスする前に、I2Cバスマルチプレクサ30
に指示を出してサブI2Cバス0〜nからバスを選択
し、目的のI2Cバススレーブデバイスにアクセスする
ことになる。
【0015】図5はI2Cバスマルチプレクサ30の回
路図である。
路図である。
【0016】I2Cバスマルチプレクサ30は、メイン
I2Cバス25のシリアルデータをパラレルデータに変
換する遠隔8ビットI/OエクスパンダU1と、遠隔8
ビットI/OエクスパンダU1のI2Cバススレーブデ
バイスとしてのアドレスを決定する抵抗R1と、メイン
I2Cバス25に電流を流す抵抗R2、R3と、遠隔8
ビットI/OエクスパンダU1の出力のうち3ビットP
0〜P2を選択入力信号、1ビットP3を出力イネーブ
ルとして使用し、メインI2Cバス25のSCL信号及
びSDA信号をそれぞれ8個のサブI2Cバスのいずれ
かに提供する8ビットマルチプレクサクイックスイッチ
U2〜U5と、サブI2Cバスの上位群I2C8_XX
X〜I2C15_XXXと下位群I2C0_XXX〜I
2C7_XXXを区別するために、遠隔8ビットI/O
エクスパンダU1の出力のうち1ビットP3を反転し、
8ビットマルチプレクサクイックスイッチのうち上位群
のU2、U3にイネーブル信号として提供するインバー
タU6と、各16個のサブI2Cバスに電流を流す抵抗
RN1〜RN4と、から構成されている。
I2Cバス25のシリアルデータをパラレルデータに変
換する遠隔8ビットI/OエクスパンダU1と、遠隔8
ビットI/OエクスパンダU1のI2Cバススレーブデ
バイスとしてのアドレスを決定する抵抗R1と、メイン
I2Cバス25に電流を流す抵抗R2、R3と、遠隔8
ビットI/OエクスパンダU1の出力のうち3ビットP
0〜P2を選択入力信号、1ビットP3を出力イネーブ
ルとして使用し、メインI2Cバス25のSCL信号及
びSDA信号をそれぞれ8個のサブI2Cバスのいずれ
かに提供する8ビットマルチプレクサクイックスイッチ
U2〜U5と、サブI2Cバスの上位群I2C8_XX
X〜I2C15_XXXと下位群I2C0_XXX〜I
2C7_XXXを区別するために、遠隔8ビットI/O
エクスパンダU1の出力のうち1ビットP3を反転し、
8ビットマルチプレクサクイックスイッチのうち上位群
のU2、U3にイネーブル信号として提供するインバー
タU6と、各16個のサブI2Cバスに電流を流す抵抗
RN1〜RN4と、から構成されている。
【0017】メインI2Cバス25は、SCL信号とS
DA信号で構成されている。I2Cバス用遠隔8ビット
I/OエクスパンダU1は、メインI2Cバス25に接
続されたI2Cバススレーブデバイスとしてマスタ0に
制御される。サブI2CバスI2C0_XXX〜I2C
15_XXXは、それぞれ独立したI2Cバスとして動
作する。
DA信号で構成されている。I2Cバス用遠隔8ビット
I/OエクスパンダU1は、メインI2Cバス25に接
続されたI2Cバススレーブデバイスとしてマスタ0に
制御される。サブI2CバスI2C0_XXX〜I2C
15_XXXは、それぞれ独立したI2Cバスとして動
作する。
【0018】マスタ0が任意のI2Cバススレーブデバ
イスと通信するためには、まず遠隔8ビットI/Oエク
スパンダU1と通信し、該エクスパンダU1の出力を、
目的のサブI2Cバスの番号に合う値に設定しなければ
ならない。
イスと通信するためには、まず遠隔8ビットI/Oエク
スパンダU1と通信し、該エクスパンダU1の出力を、
目的のサブI2Cバスの番号に合う値に設定しなければ
ならない。
【0019】例えば、サブI2Cバス0〜nの12番と
通信するためには、まず遠隔8ビットI/Oエクスパン
ダU1と通信してその出力を(P3,P2,P1,P
0)=(1,1,0,0)に設定する。これにより、8
ビットマルチプレクサクイックスイッチU2〜U5に
(S2,S1,S0)=(1,0,0)が入力されるこ
とになり、8ビットマルチプレクサクイックスイッチU
2〜U5の内部で出力端子B4と入力端子Aが接続され
る。
通信するためには、まず遠隔8ビットI/Oエクスパン
ダU1と通信してその出力を(P3,P2,P1,P
0)=(1,1,0,0)に設定する。これにより、8
ビットマルチプレクサクイックスイッチU2〜U5に
(S2,S1,S0)=(1,0,0)が入力されるこ
とになり、8ビットマルチプレクサクイックスイッチU
2〜U5の内部で出力端子B4と入力端子Aが接続され
る。
【0020】またこのとき、8ビットマルチプレクサク
イックスイッチU2〜U5はローアクティブのイネーブ
ル端子OEを持っているので、遠隔8ビットI/Oエク
スパンダU1のイネーブル出力P3が‘1’であれば、
イネーブル端子OEの入力が‘0’となる8ビットマル
チプレクサクイックスイッチU2、U3の出力がイネー
ブルされ、イネーブル端子OEの入力が‘1’となる8
ビットマルチプレクサクイックスイッチU4、U5の出
力がディスエーブルされる。
イックスイッチU2〜U5はローアクティブのイネーブ
ル端子OEを持っているので、遠隔8ビットI/Oエク
スパンダU1のイネーブル出力P3が‘1’であれば、
イネーブル端子OEの入力が‘0’となる8ビットマル
チプレクサクイックスイッチU2、U3の出力がイネー
ブルされ、イネーブル端子OEの入力が‘1’となる8
ビットマルチプレクサクイックスイッチU4、U5の出
力がディスエーブルされる。
【0021】このようにしてメインI2Cバス25とサ
ブI2Cバスの12番が接続されることにより、メイン
I2Cバス25のSCLはI2C12_SCLと接続さ
れ、SDAはI2C12_SDAと接続される。I2C
バスが接続されると、マスタ0はサブI2Cバスの12
番上のI2Cバススレーブデバイスと通信する。
ブI2Cバスの12番が接続されることにより、メイン
I2Cバス25のSCLはI2C12_SCLと接続さ
れ、SDAはI2C12_SDAと接続される。I2C
バスが接続されると、マスタ0はサブI2Cバスの12
番上のI2Cバススレーブデバイスと通信する。
【0022】マスタ0は、サブI2Cバスを変更する場
合には、変更のたびに遠隔8ビットI/Oエクスパンダ
U1を上記同様にして設定することになる。サブI2C
バス0〜nは256個まで拡張できる。これは、遠隔8
ビットI/OエクスパンダU1の出力P0〜P7を全て
利用した際に、256通りのアドレスを指定できること
からわかる。
合には、変更のたびに遠隔8ビットI/Oエクスパンダ
U1を上記同様にして設定することになる。サブI2C
バス0〜nは256個まで拡張できる。これは、遠隔8
ビットI/OエクスパンダU1の出力P0〜P7を全て
利用した際に、256通りのアドレスを指定できること
からわかる。
【0023】このようなマルチプレクサ30におけるイ
ンバータU6は、表2のようなブール論理式(boolean
expression)を表す出力イネーブル回路でもよい。
ンバータU6は、表2のようなブール論理式(boolean
expression)を表す出力イネーブル回路でもよい。
【表2】 !OE0 = !P7 & !P6 & !P5 & !P4 & !P3; !OE1 = !P7 & !P6 & !P5 & !P4 & P3; !OE2 = !P7 & !P6 & !P5 & P4 & !P3; !OE3 = !P7 & !P6 & !P5 & P4 & P3; !OE4 = !P7 & !P6 & P5 & !P4 & !P3; !OE5 = !P7 & !P6 & P5 & !P4 & P3; !OE6 = !P7 & !P6 & P5 & P4 & !P3; !OE7 = !P7 & !P6 & P5 & P4 & P3; !OE8 = !P7 & P6 & !P5 & !P4 & !P3; !OE9 = !P7 & P6 & !P5 & !P4 & P3; !OE10 = !P7 & P6 & !P5 & P4 & !P3; !OE11 = !P7 & P6 & !P5 & P4 & P3; !OE12 = !P7 & P6 & P5 & !P4 & !P3; !OE13 = !P7 & P6 & P5 & !P4 & P3; !OE14 = !P7 & P6 & P5 & P4 & !P3; !OE15 = !P7 & P6 & P5 & P4 & P3; !OE16 = P7 & !P6 & !P5 & !P4 & !P3; !OE17 = P7 & !P6 & !P5 & !P4 & P3; !OE18 = P7 & !P6 & !P5 & P4 & !P3; !OE19 = P7 & !P6 & !P5 & P4 & P3; !OE20 = P7 & !P6 & P5 & !P4 & !P3; !OE21 = P7 & !P6 & P5 & !P4 & P3; !OE22 = P7 & !P6 & P5 & P4 & !P3; !OE23 = P7 & !P6 & P5 & P4 & P3; !OE24 = P7 & P6 & !P5 & !P4 & !P3; !OE25 = P7 & P6 & !P5 & !P4 & P3; !OE26 = P7 & P6 & !P5 & P4 & !P3; !OE27 = P7 & P6 & !P5 & P4 & P3; !OE28 = P7 & P6 & P5 & !P4 & !P3; !OE29 = P7 & P6 & P5 & !P4 & P3; !OE30 = P7 & P6 & P5 & P4 & !P3; !OE31 = P7 & P6 & P5 & P4 & P3;
【0024】例えば、!OE0は遠隔8ビットI/Oエ
クスパンダU1の出力ポートP3〜P7を全て0(=イ
ネーブル論理)とし、8ビットマルチプレクサクイック
スイッチU4、U5の出力を制御する事になる。つま
り、表中の“!”はイネーブル論理を示し、P7〜P3
はイネーブル信号に使用可能なビットを示す。
クスパンダU1の出力ポートP3〜P7を全て0(=イ
ネーブル論理)とし、8ビットマルチプレクサクイック
スイッチU4、U5の出力を制御する事になる。つま
り、表中の“!”はイネーブル論理を示し、P7〜P3
はイネーブル信号に使用可能なビットを示す。
【0025】図6はI2Cバス記録動作の基本プロトコ
ルを表すタイムチャートである。I2Cバスマスタデバ
イス0〜nは、I2Cバスを通してI2Cバススレーブ
デバイスに記録しようとするとき、まず、SCL信号を
ハイに維持した状態で、SDA信号をハイからローに遷
移させる。これにより開始条件を満たした後に、I2C
バススレーブデバイスを指定するアドレス8ビットを送
信する。これにより指定されたI2Cバススレーブデバ
イスは、8ビット目(R/W)の次のクロック時にSD
A信号をローにする事によってACK信号をI2Cバス
マスタデバイス0〜nに返し、I2Cバスマスタデバイ
スに異常がない事を知らせる。
ルを表すタイムチャートである。I2Cバスマスタデバ
イス0〜nは、I2Cバスを通してI2Cバススレーブ
デバイスに記録しようとするとき、まず、SCL信号を
ハイに維持した状態で、SDA信号をハイからローに遷
移させる。これにより開始条件を満たした後に、I2C
バススレーブデバイスを指定するアドレス8ビットを送
信する。これにより指定されたI2Cバススレーブデバ
イスは、8ビット目(R/W)の次のクロック時にSD
A信号をローにする事によってACK信号をI2Cバス
マスタデバイス0〜nに返し、I2Cバスマスタデバイ
スに異常がない事を知らせる。
【0026】ACK信号を受信したI2Cバスマスタデ
バイスは、SDA信号として今度はデータ8ビットをS
CL信号に合わせて送信し、I2Cバススレーブデバイ
スはこれを受信して記憶する。I2Cバススレーブデバ
イスは、データを正常に受信すると、SDA信号をロー
に遷移させてACK信号を送る。ACK信号を受信した
I2Cバスマスタデバイスは、SCL信号のハイ状態を
維持しつつSDA信号をローからハイに遷移させること
で、バス動作を終了する。
バイスは、SDA信号として今度はデータ8ビットをS
CL信号に合わせて送信し、I2Cバススレーブデバイ
スはこれを受信して記憶する。I2Cバススレーブデバ
イスは、データを正常に受信すると、SDA信号をロー
に遷移させてACK信号を送る。ACK信号を受信した
I2Cバスマスタデバイスは、SCL信号のハイ状態を
維持しつつSDA信号をローからハイに遷移させること
で、バス動作を終了する。
【0027】図7は、マスタ0が、サブI2Cバスの5
番(I2C5_SCL,SDA)と接続しているメイン
I2Cバスを、サブI2Cバスの12番(I2C_SC
L,SDA)との接続に変更するときの、メインI2C
バス、サブI2Cバス及びその他の信号(P3〜P0)
の波形を示したタイムチャートである。遠隔8ビットI
/OエクスパンダU1の出力(P3〜P0)はT1で変
わり、このT1で、メインI2Cバスの接続先がサブI
2Cバスの5番から12番に変更される。
番(I2C5_SCL,SDA)と接続しているメイン
I2Cバスを、サブI2Cバスの12番(I2C_SC
L,SDA)との接続に変更するときの、メインI2C
バス、サブI2Cバス及びその他の信号(P3〜P0)
の波形を示したタイムチャートである。遠隔8ビットI
/OエクスパンダU1の出力(P3〜P0)はT1で変
わり、このT1で、メインI2Cバスの接続先がサブI
2Cバスの5番から12番に変更される。
【0028】サブI2Cバス12番(I2C12_XX
X)の波形を見ると、T1で、I2C12_SCLのハ
イ状態でI2C12_SDAがハイからローへ遷移する
開始条件を満たし、且つT2で、I2C12_SCLの
ハイ状態でI2C12_SDAがローからハイへ遷移す
る停止条件が発生しているため、一見、開始から終了に
至る1サイクルのダミー動作が生じる結果となっている
が、該サイクルは短時間の間に完全に正常終了するの
で、I2Cバススレーブデバイス動作には影響を与えな
い。すなわち、T3の開始条件後、サブI2Cバス12
番上のアドレス‘0100010X’を持つI2Cバス
スレーブデバイスが応答するようになる。
X)の波形を見ると、T1で、I2C12_SCLのハ
イ状態でI2C12_SDAがハイからローへ遷移する
開始条件を満たし、且つT2で、I2C12_SCLの
ハイ状態でI2C12_SDAがローからハイへ遷移す
る停止条件が発生しているため、一見、開始から終了に
至る1サイクルのダミー動作が生じる結果となっている
が、該サイクルは短時間の間に完全に正常終了するの
で、I2Cバススレーブデバイス動作には影響を与えな
い。すなわち、T3の開始条件後、サブI2Cバス12
番上のアドレス‘0100010X’を持つI2Cバス
スレーブデバイスが応答するようになる。
【0029】
【発明の効果】本発明により、I2Cバスに最高256
個のI2Cバススレーブデバイスを接続できるようにな
る。
個のI2Cバススレーブデバイスを接続できるようにな
る。
【図1】従来のI2Cバス構成図。
【図2】従来のI2Cバス構成図。
【図3】従来のI2Cバス構成図。
【図4】本発明のI2Cバス構成図。
【図5】I2Cバスマルチプレクサ回路図。
【図6】記録動作時の基本プロトコルを示すタイムチャ
ート。
ート。
【図7】サブI2Cバス変更時のタイムチャート。
10 I2Cバスマスタデバイス 15 I2Cバス 20 I2Cバススレーブデバイス 25 メインI2Cバス 30 I2Cバスマルチプレクサ 35 サブI2Cバス U1 I2Cバス用8ビット遠隔I/Oエクスパンダ U2〜U5 8ビットマルチフプレクサクイックスイッ
チ U6 インバータ R1〜R3、RN1〜RN4 抵抗
チ U6 インバータ R1〜R3、RN1〜RN4 抵抗
Claims (5)
- 【請求項1】 1つのメインI2Cバスに接続される1
以上のI2Cバスマスタデバイスと、前記メインI2C
バスと多数のサブI2Cバスとの間に設けられ、メイン
I2Cバスのシリアルデータをパラレルデータに変換す
る遠隔8ビットI/Oエクスパンダと、該遠隔8ビット
I/OエクスパンダのI2Cバススレーブデバイスとし
てのアドレスを決定する抵抗と、前記メインI2Cバス
に電流を流す抵抗と、前記遠隔8ビットI/Oエクスパ
ンダの出力のうち3ビットを選択入力信号に使用すると
ともに少なくとも1ビットを出力イネーブルとして使用
し、前記メインI2CバスのSCL信号及びSDA信号
をそれぞれ8個のサブI2Cバスのいずれかに提供する
8ビットマルチプレクサクイックスイッチと、前記サブ
I2Cバスの上位群と下位群を区別するため前記遠隔8
ビットI/Oエクスパンダの出力中の出力イネーブルと
して使用される少なくとも1ビットを反転して前記8ビ
ットマルチプレクサクイックスイッチのいずれかに提供
するインバータと、前記サブI2Cバスに電流を流す抵
抗と、から構成されて前記I2Cバスマスタデバイスの
指示に従いバス経路を制御して前記サブI2Cバスのい
ずれかを前記メインI2Cバスに選択接続するI2Cバ
スマルチプレクサモジュールと、前記各サブI2Cバス
に接続される1以上のI2Cバススレーブデバイスと、
を含んで構成されることを特徴とするI2Cバス回路。 - 【請求項2】 I2Cバススレーブデバイスは、I2C
バスマスタデバイスから提供される8ビットデータによ
りアドレスが決定する請求項1記載のI2Cバス回路。 - 【請求項3】 インバータに代えて表1のブール論理式
(表中の!はイネーブル論理を示し、P7〜P3は遠隔
8ビットI/Oエクスパンダにおいて出力イネーブルに
使用可能なビットを示す)を満たす回路を使用する請求
項1記載のI2Cバス回路。 【表1】 !OE0 = !P7 & !P6 & !P5 & !P4 & !P3; !OE1 = !P7 & !P6 & !P5 & !P4 & P3; !OE2 = !P7 & !P6 & !P5 & P4 & !P3; !OE3 = !P7 & !P6 & !P5 & P4 & P3; !OE4 = !P7 & !P6 & P5 & !P4 & !P3; !OE5 = !P7 & !P6 & P5 & !P4 & P3; !OE6 = !P7 & !P6 & P5 & P4 & !P3; !OE7 = !P7 & !P6 & P5 & P4 & P3; !OE8 = !P7 & P6 & !P5 & !P4 & !P3; !OE9 = !P7 & P6 & !P5 & !P4 & P3; !OE10 = !P7 & P6 & !P5 & P4 & !P3; !OE11 = !P7 & P6 & !P5 & P4 & P3; !OE12 = !P7 & P6 & P5 & !P4 & !P3; !OE13 = !P7 & P6 & P5 & !P4 & P3; !OE14 = !P7 & P6 & P5 & P4 & !P3; !OE15 = !P7 & P6 & P5 & P4 & P3; !OE16 = P7 & !P6 & !P5 & !P4 & !P3; !OE17 = P7 & !P6 & !P5 & !P4 & P3; !OE18 = P7 & !P6 & !P5 & P4 & !P3; !OE19 = P7 & !P6 & !P5 & P4 & P3; !OE20 = P7 & !P6 & P5 & !P4 & !P3; !OE21 = P7 & !P6 & P5 & !P4 & P3; !OE22 = P7 & !P6 & P5 & P4 & !P3; !OE23 = P7 & !P6 & P5 & P4 & P3; !OE24 = P7 & P6 & !P5 & !P4 & !P3; !OE25 = P7 & P6 & !P5 & !P4 & P3; !OE26 = P7 & P6 & !P5 & P4 & !P3; !OE27 = P7 & P6 & !P5 & P4 & P3; !OE28 = P7 & P6 & P5 & !P4 & !P3; !OE29 = P7 & P6 & P5 & !P4 & P3; !OE30 = P7 & P6 & P5 & P4 & !P3; !OE31 = P7 & P6 & P5 & P4 & P3; - 【請求項4】 I2CバスマスタデバイスからI2Cバ
ススレーブデバイスへ通信する際に、メインI2Cバス
のシリアルデータをパラレルデータに変換する遠隔8ビ
ットI/Oエクスパンダと、該遠隔8ビットI/Oエク
スパンダのI2Cバススレーブデバイスとしてのアドレ
スを決定する抵抗と、前記メインI2Cバスに電流を流
す抵抗と、前記遠隔8ビットI/Oエクスパンダの出力
のうち3ビットを選択入力信号に使用するとともに少な
くとも1ビットを出力イネーブルとして使用し、前記メ
インI2CバスのSCL信号及びSDA信号をそれぞれ
8個のサブI2Cバスのいずれかに提供する8ビットマ
ルチプレクサクイックスイッチと、前記サブI2Cバス
の上位群と下位群を区別するため前記遠隔8ビットI/
Oエクスパンダの出力中の出力イネーブルとして使用さ
れる少なくとも1ビットを反転して前記8ビットマルチ
プレクサクイックスイッチのいずれかに提供するインバ
ータと、前記サブI2Cバスに電流を流す抵抗と、から
構成されるI2Cバスマスタデバイスの制御に従うI2
Cバスマルチプレクサにより経路を選択して目的のI2
Cバススレーブデバイスと通信を行うことを特徴とする
I2Cバス制御方法。 - 【請求項5】 インバータに代えて表1のブール論理式
(表中の!はイネーブル論理を示し、P7〜P3は遠隔
8ビットI/Oエクスパンダにおいて出力イネーブルに
使用可能なビットを示す)を満たす回路を使用する請求
項4記載のI2Cバス制御方法。 【表1】 !OE0 = !P7 & !P6 & !P5 & !P4 & !P3; !OE1 = !P7 & !P6 & !P5 & !P4 & P3; !OE2 = !P7 & !P6 & !P5 & P4 & !P3; !OE3 = !P7 & !P6 & !P5 & P4 & P3; !OE4 = !P7 & !P6 & P5 & !P4 & !P3; !OE5 = !P7 & !P6 & P5 & !P4 & P3; !OE6 = !P7 & !P6 & P5 & P4 & !P3; !OE7 = !P7 & !P6 & P5 & P4 & P3; !OE8 = !P7 & P6 & !P5 & !P4 & !P3; !OE9 = !P7 & P6 & !P5 & !P4 & P3; !OE10 = !P7 & P6 & !P5 & P4 & !P3; !OE11 = !P7 & P6 & !P5 & P4 & P3; !OE12 = !P7 & P6 & P5 & !P4 & !P3; !OE13 = !P7 & P6 & P5 & !P4 & P3; !OE14 = !P7 & P6 & P5 & P4 & !P3; !OE15 = !P7 & P6 & P5 & P4 & P3; !OE16 = P7 & !P6 & !P5 & !P4 & !P3; !OE17 = P7 & !P6 & !P5 & !P4 & P3; !OE18 = P7 & !P6 & !P5 & P4 & !P3; !OE19 = P7 & !P6 & !P5 & P4 & P3; !OE20 = P7 & !P6 & P5 & !P4 & !P3; !OE21 = P7 & !P6 & P5 & !P4 & P3; !OE22 = P7 & !P6 & P5 & P4 & !P3; !OE23 = P7 & !P6 & P5 & P4 & P3; !OE24 = P7 & P6 & !P5 & !P4 & !P3; !OE25 = P7 & P6 & !P5 & !P4 & P3; !OE26 = P7 & P6 & !P5 & P4 & !P3; !OE27 = P7 & P6 & !P5 & P4 & P3; !OE28 = P7 & P6 & P5 & !P4 & !P3; !OE29 = P7 & P6 & P5 & !P4 & P3; !OE30 = P7 & P6 & P5 & P4 & !P3; !OE31 = P7 & P6 & P5 & P4 & P3;
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KR1019970032148A KR100224965B1 (ko) | 1997-07-10 | 1997-07-10 | 다층 구조의 아이2씨 버스를 이용한 진단/제어 시스템 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1196090A JPH1196090A (ja) | 1999-04-09 |
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Family
ID=19514120
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19622098A Expired - Fee Related JP3320657B2 (ja) | 1997-07-10 | 1998-07-10 | I2cバス回路及びバス制御方法 |
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Country | Link |
---|---|
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KR (1) | KR100224965B1 (ja) |
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