JP3399630B2 - バスシステム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、情報処理装置に用いて
好適なバスシステムに係り、特に、バス接続される複数
の半導体集積回路等の信号処理手段を接続するバスシス
テムに関する。

【０００２】

【従来の技術】パーソナルコンピュータやワークステー
ションなどの情報処理装置に用いられるバスは高速化が
図られ、マルチプロセッサやＩ／Ｏ数の増加に伴なって
バス接続される回路も多くなっている。図２は従来のバ
ス配線の一例を示す構成図であって、１はバス接続線、
２は信号出力回路、３は信号入力回路、４- １は信号入
出力回路、１０- １〜１０- ５は半導体集積回路であ
る。同図に示すように、この例では５個の半導体集積回
路１０- １，１０- ２，１０- ３，１０- ４，１０- ５
がバス接続されている。即ち、半導体集積回路１０-
１，１０- ５がバス接続線１で接続され、このバス接続
線１から分岐して半導体集積回路１０- ２，１０- ３，
１０- ４がバス接続されている。なお、バス接続線１の
両端の分岐点間はメインライン、各分岐点から半導体集
積回路１０- １〜１０- ５までのそれぞれのライン部分
はスタブと呼ばれる。

【０００３】半導体集積回路１０- １〜１０- ５にはそ
れぞれ信号出力回路２と信号入力回路３とからなる入出
力回路４- １〜４- ５が設けられており、これら半導体
集積回路１０- １〜１０- ５間のデータの送受信は、バ
ス接続線１およびこれらの入出力回路４- １〜４- ５を
介して行なわれる。なお、バス接続される半導体集積回
路が５個の例を説明したが、一般的には、同様なバス接
続はバス幅に応じて多数本あるのが普通である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
バス配線を用いて、例えば、３０ＭＨｚ以上の動作周波
数でデータ転送を行なうと、バス接続線１上で送信信号
に波形歪が生じ、誤動作し易いという問題があった。こ
の波形歪の主な原因は、半導体集積回路１０- １〜１０
- ５の出力回路２や入力回路３が有する負荷容量や、バ
ス接続線１の分岐に伴う信号の反射である。即ち、バス
接続線１は、この動作周波数領域では分布定数回路とし
て振る舞うが、分岐や負荷容量のために線路が有する特
性インピーダンスが大きく乱れ、これによって送信信号
に波形歪が生ずるのである。また、これら分岐や負荷容
量は信号伝搬速度を低下させ、これによってデータ転送
の高速動作が制限されてしまう。例えば、バスがガラス
エポキシ樹脂系プリント基板上に配線されている場合、
線路の有する特性インピーダンスは５０Ω〜１００Ω程
度である。ところが、これに分岐があると、その特性イ
ンピ- ダンスは半分になってしまう。即ち、線路の特性
インピーダンスが１００Ωとすると、分岐のために、特
性インピーダンスは５０Ωまで低下してしまう。この場
合、分岐点での反射係数は−１／３であって、約３３％
の負の反射波が後退波として生じてしまう。また、分岐
点から半導体集積回路までの配線であるスタブ上では、
スタブ端が終端されていない場合、半導体集積回路側の
反射係数がほぼ１であるため、スタブの両端で信号が反
射を繰り返し、系全体の信号波形が安定するまでに長時
間を要することになる。波形が安定化するまでの時間
は、バス上の端から端が最大となる配線上の信号伝搬時
間の約２倍になる。また、メインライン上での信号伝搬
速度Ｖｐもスタブの分岐や負荷容量により遅くなる。上
述のように、メインラインはバス接続上で最も離れた分
岐点間の配線である。線路に容量が一定間隔で並んだバ
ス配線の場合、この容量によって遅くなる信号伝搬速度
Ｖｐ’は次の数式（１）で表わされる。 Ｖｐ’＝Ｖｐ・（１＋Ｃd ／Ｃo ）^-1/2 …（１） 但し、Ｃｄは単位長当りに分布した容量による容量増加
分 Ｃｏは単位長当りの線路の持つ容量 である。例えば、１５pFの入力容量を有する半導体集積
回路が３cm置きに並ぶようなバス配線の場合、線路の単
位長当りに持つ容量は、Ｃｏ〜１pF/cm であるので、信
号伝搬速度Ｖｐ’は０．４Ｖｐにまで遅くなる。即ち、
３０cmのバスに８個の半導体集積回路が接続される場
合、確定時間は終端バスで約７．５nsec、非終端バスで
約１５nsecそれぞれ掛かかるため、この動作周波数の上
限はそれぞれ６６MHz と３３MHz に制限されてしまう。
即ち、バス上での波形の安定化時間はバスの配線長とバ
スの負荷数で決まり、この結果、バスのデータ転送の高
速化が制限されていた。

【０００５】以上のような反射による信号の波形歪みや
伝搬速度の低下は、バス上に接続される半導体集積回路
の数が多い程、また、動作周波数が高い程大きくなって
いき、バスの動作性能向上を制限することになる。さら
に、上述の接触分岐バスでは、動作中にバス上の半導体
集積回路、または、この半導体集積回路を含むモジュー
ルを他の半導体集積回路に影響を与えること無く挿抜す
る、所謂、活線挿抜の実現が難しかった。これは、バス
にモジュールが接続される時に、それが有する静電気
が、既に接続されている他の半導体集積回路を破壊した
り、モジュールの挿抜による負荷容量の変化がバス上の
信号波形を大きく歪ませるからである。本発明の目的
は、従来技術におけるかかる問題点を解消し、バス接続
される信号処理手段の個数に拘らず、送信信号の波形歪
みの発生を防止し、高い動作周波数に対して信号伝搬速
度が低下しないバス高速化性能を有したバスシステムを
提供することにある。本発明の他の目的は活線挿抜を可
能としたバスシステムを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は信号入出力回路が接続されるバス接続線の
端部を整合終端し、特定のバス接続線に対して他のバス
接続線の一部を並行して配置して容量・誘導結合によっ
て相互に信号が伝達される平行結合部分を形成する。ま
た、信号入出力回路の入力回路に積分回路を設けたもの
である。さらに、少なくとも一部の信号処理手段をコネ
クタを介してバス接続線に接続したものである。

【０００７】

【作用】あるバス接続線に対して他のバス接続線は信号
伝達部で容量・誘導結合されていて、或る信号入出力回
路から出力される送信データはこれに接続されるバス接
続線を通って平行結合部分に到ると、容量・誘導結合作
用により微分波形となって他のバス接続線に生じた誘起
信号となって他の信号入出力回路に転送される。各信号
入出力回路の入力回路は積分回路を有しているために、
受信された微分波形のデータ信号はこの積分回路で積分
され、元の送信波形のデータが復元される。かかるデー
タ転送に際し、バス接続線は端部が整合終端しているの
で、送信データがこの端部で吸収され、信号の反射が生
じない。また、コネクタを介して信号処理手段を挿抜す
る場合、これに接続されるバス接続線に雑音が生ずる
が、この雑音はそのバス接続線の端部の整合終端によっ
て吸収され、また、バス接続線に接続する信号入出力回
路の静電気は容量・誘導結合された平行結合部分によっ
て遮断される。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。図１は本発明の第１の実施例に係る構成図であっ
て、１- １，１- ２はバス接続線、２- １，２- ２はバ
ス信号入力回路、３- １，３- ２はバス信号出力回路、
４- １，４- ２はバス信号入出力回路、５- １，５- ２
は終端抵抗、１０- １，１０- ２はバス接続される２個
の半導体集積回路である。同図に示すように、半導体集
積回路１０- １はバス信号入力回路２- １とバス信号出
力回路３- １とからなるバス信号入出力回路４- １を有
し、半導体集積回路１０- ２もバス信号入力回路２- ２
とバス信号出力回路３- ２とからなるバス信号入出力回
路４- ２を有している。そして、半導体集積回路１０-
１のバス信号入力回路２- １の入力部とバス信号出力回
路３- １の出力部とがバス接続線１- １の一方の端部に
接続され、このバス接続線１- １の他方の端部は終端抵
抗５- １によって整合終端されている。また、半導体集
積回路１０- ２のバス信号入力回路２- ２の入力部とバ
ス信号出力回路３- ２の出力部は別のバス接続線１-２
の一方の端部に接続され、このバス接続線１- ２の他方
の端部は終端抵抗５-２ によって整合終端されてい
る。従って、これらバス接続線１- １，１- ２の上記他
方の端部では信号の反射は生じない。バス接続線１-
１，１- ２の一部の部分（長さＬ）は互いに平行で近接
しており、この部分でバス接続線１- １、１- ２が電気
的に強く結合している。即ち、バス接続線１- １，１-
２は全く接触しておらず、互いに接続されてもいない。
このバス接続線の互いに平行で近接した長さＬの部分を
本明細書では「平行結合部」と言う。バス接続線１- ２
は、この平行結合部の両端部でバス接続線１- １から離
れるように直角に近い角度で屈曲しており、この平行線
路以外の部分ではバス接続線１- １，１- ２間の電気的
な結合が小さくなるようになっている。また、例えば、
バス接続線１- ２の平行結合部の端部（折曲点）から半
導体集積回路１- ２までの、これに信号を伝達するバス
接続線部分を、本明細書では従来例に対応させてスタブ
と呼ぶことにする。さらに、半導体集積回路がデータ送
信する場合にバス接続線上で送信信号が進む方向を「送
信信号伝搬方向」と定義する。送信信号伝搬方向は換言
すると、バス接続線上の半導体集積回路から終端抵抗へ
の向きをいうことになる。従って、本実施例ではバス接
続線１- １とバス接続線１- ２は、平行結合部での送信
信号伝搬方向が互いに逆になるように配置されているこ
とになる。

【０００９】かかる構成により、半導体集積回路１０-
１からバス接続線１- １に出力される信号は、平行結合
部でバス接続線１- ２に移り、そのスタブを通って半導
体集積回路１０- ２に送られる。また、半導体集積回路
１０- ２からバス接続線１-２に出力される信号は、平
行結合部でバス接続線１- １に移って半導体集積回路１
０- １に送られる。このようにして、互いに非接触のバ
ス接続線１- １，１-２を通じて半導体集積回路１０-
１，１- ２間の信号の遣り取りが行なわれるが、この信
号伝搬の原理を図３を用いて説明する。図３（ａ）は２
本のバス接続線の一部に平行結合部の部分を形成し、こ
れらバス接続線間にクロストークが生ずるようにした基
本回路を示すものである。同図に示すように、バス接続
線１- １，１- ２は互いに平行で近接した長さＬの部分
を平行結合部とし、これらバス接続線１- １，１- ２の
両端部を終端抵抗Ｒで整合終端している。但し、バス接
続線１- １の一方の端部は終端抵抗Ｒを介してパルス源
２０に接続されている。なお、平行結合部の部分でのバ
ス接続線１- １のパルス源２０側端部を（Ｇ）、他方の
端部を（Ｒ）とし、また、平行結合部の部分でのバス接
続線１- ２の端部（Ｇ）に対向する端部を（Ｂ）、端部
（Ｒ）に対向する端部を（Ｆ）とする。パルス源２０は
バス接続線１- １の一方の端部からパルス幅Ｔｗの矩形
波をドライブパルスとして供給する。この時にバス接続
線１- １，１- ２の端部（Ｇ），（Ｒ），（Ｂ）及び
（Ｆ）に発生する電圧は図３（ｂ）に示すようになる。
図３（ｂ）において、（Ｇ）はバス接続線１- １の端部
（Ｇ）でのドライブパルスの波形であって、（Ｒ）はバ
ス接続線１- １を伝搬してバス接続線１- １の端部
（Ｒ）で得られるドライブパルスの波形である。本実施
例では線路の特性インピーダンスが一定であるため、伝
搬に伴う信号波形歪は殆どない。このドライブパルスが
バス接続線１- １を伝搬すると、ドライブパルスの立上
り，立下り時に、バス接続線１- ２の端部（Ｂ），
（Ｆ）に誘起信号を発生させる。この誘起信号は、平行
結合部部でのバス接続線１- １，１- ２間の静電結合及
び誘導結合に起因するものであり、クロストークと呼ば
れている。

【００１０】よく知られているように、バス接続線１-
２の端部（Ｂ）と端部（Ｆ）とに発生するクロストーク
の電圧波形は異なる。端部（Ｂ）に発生するクロストー
クは後方クロストークと呼ばれ、平行結合部長Ｌの平行
結合部を信号が伝搬する時間をＴｄとすると、図３
（ｂ）の（Ｂ）に示すように、２Ｔｄのパルス幅の電圧
波形を有し、また、端部（Ｆ）に発生するクロストーク
は前方クロストークと呼ばれ、図３（ｂ）の（Ｆ）に示
すように、そのパルス幅はドライブパルスの波形の立上
り／立下り時間程度の電圧波形を有しており、それらの
電圧Ｖｄはバス接続線路上を伝搬するドライブパルスの
波形の変化時（立上り，立下り時）に発生する。端部
（Ｇ）でのドライブパルスの波形をＶo(t)とすると、端
部（Ｂ）に発生する後方クロストーク電圧Ｖｂは次の数
式（２）で、端部（Ｆ）に発生する前方クロストーク電
圧Ｖｆは次の数式（３）でそれぞれ表わされる。

【００１１】 Ｖb(t)＝Ｋb ・〔Ｖo(t)−Ｖo(t −2Td) …（２） Ｖf(t)＝Ｋf ・Ｌ・d/dt Ｖo(t − Td) …（３） 但し、 Ｋb ＝1/4(Ｌm/Ｌo ＋Ｃm/Ｃo) …（４） Ｋf ＝−1/2Vp ・( Ｌm/Ｌo −Ｃm/Ｃo) …（５） であり、 Ｋｆは前方クロストーク係数 Ｋｂは後方クロストーク係数 Ｖｐはパルスが配線上を伝搬する速度 Ｌは平行結合部長 Ｔｄは平行線部長Ｌの信号伝搬時間（＝Ｌ／Ｖｐ） Ｌｍは２線路間の単位長当りの相互インダクタンス Ｌｏは単線の単位長当りの自己インダクタンス Ｃｍは２線路間の単位長当りの相互キャパシタンス Ｃｏは単線の単位長当りの短絡回路キャパシタンス である。

【００１２】上記数式（３）から明らかなように、バス
接続線１- ２上の端部（Ｆ）での前方クロストーク電圧
の信号波形はドライブパルスの微分波形である。例え
ば、ガラスエポキシ系プリント基板を用いた場合、前方
クロストーク係数Ｋｆは約０．１nsec/mとなるので、ド
ライブパルスを５V 、その立上り／立下り時間を０．１
nsec、平行結合部長Ｌを１０cm、信号伝搬速度Ｖｐを約
１５cm/nsec とすると、端部（Ｆ）に発生する前方クロ
ストーク電圧Ｖｆのピーク値は約０．５V となり、信号
分別をするには充分な大きさである。また、後方クロス
トーク係数Ｋｂは約０．３nsec/mであり、端部（Ｂ）に
発生する後方クロストーク電圧Ｖｂのピークは、同様な
条件で約１．５V であり、これも信号分別をするには充
分な大きさである。図１に戻って、半導体集積回路１０
- １のバス信号出力回路３- １から矩形波信号が送信さ
れた時、この矩形波信号はバス接続線１- １を伝搬し、
図３で説明したように、長さＬの平行結合部でバス接続
線１- ２にクロストーク電圧を生じさせる。この発生し
たクロストークはスタブを伝搬して半導体集積回路１０
- ２に達する。この時の信号波形はバス接続線１- １上
の矩形波信号を微分した波形となっている。そこで、半
導体集積回路１０- ２のバス信号入力回路２- ２の初段
に積分回路が設けられており、これによって微分波形の
信号が積分されて半導体集積回路１０- １のバス信号出
力回路３- １から出力される矩形波信号と全く同じ波形
に復調される。

【００１３】図４（ａ）はバス信号入力回路２- １の内
部回路を示すブロック図であり、１００は積分回路、２
００はレベル変換回路である。同図において、バス信号
入力回路２- １に入力された上記の微分波形の信号は積
分回路１００で積分されて復調され、レベル変換回路２
００によって使用するデバイスに合わせた電圧レベルに
変換される。積分回路１００は、図４（ｂ）の詳細回路
図に示すように、コンデンサ３００と抵抗４００とから
構成されている。かかる積分回路は半導体集積回路で容
易に構成できる。また、この積分回路１００を高利得の
オペアンプ等を用いて構成することもできる。この例を
図４（ｃ）に示す。５００はオペアンプであり、このオ
ペアンプ５００と抵抗４００とコンデンサ３００とから
積分回路１００を構成することにより、高利得な入力回
路を構成できる。図１に示す半導体集積回路１０- ２は
上述のようなバス信号入力回路２- ２を有するので、平
行結合部でバス接続線１- ２に発生するドライブパルス
の微分波形の誘起信号を元のドライブパルスと同形の信
号に復調することができる。また、バス信号入力回路２
- ２を高い入力インピーダンスを有するように構成する
ことにより、スタブ上のこの端での反射係数を最大で１
にできるので、入力信号の大きさを最大２倍にすること
ができるという効果もある。

【００１４】以上のように、本実施例では、バス接続線
１- １，１- ２を非接触で電気結合させると共に、各々
のバス接続線１- １，１- ２を整合終端することによ
り、バス接続線路上の多重反射をなくし、伝搬信号の波
形歪を極めて小さくすることができる。また、バス接続
線１- １，１- ２は非接触結合されるため、バス接続線
１- １には半導体集積回路１０- ２の負荷容量が接続さ
れず、従って、この負荷容量による伝搬信号の波形歪も
生じない。同様にして、半導体集積回路１０- ２から半
導体集積回路１０- １にデータ転送する場合、バス接続
線１- ２上のドライブパルスによって平行結合部でバス
接続線１- ２からバス接続線１- １にクロストークが生
ずることにより、バス接続線１- １にこのドライブパル
スの微分波形の信号が得られ、これが半導体集積回路１
０- １に到達する。この半導体集積回路１０- １のバス
信号入力回路２- １も初段に積分回路が設けられてお
り、これによって元のドライブパルスと同形の信号が復
調される。この時に、バス接続線１- １上では終端抵抗
５- １側にも信号が伝搬するが、この信号は終端抵抗５
- １で吸収されるため、反射波が生じることがなく、転
送されるデータに影響を与えない。このように、バス接
続線１- １，１- ２を非接触バス配線とすることによ
り、伝搬信号に波形歪が生じることなく双方向にデータ
転送を行なうことができるので、高速なバス接続線を構
成することができる。なお、本実施例では、１ビットの
非接触バス配線を示したが、これと同じ構成のバス配線
を多数用いることにより、バス幅を大きくすることがで
きる。

【００１５】図５は本発明の第２の実施例を示す構成図
であって、第１の実施例に対応する部分には同一符号を
つけて重複する説明を省略した。以下の説明においても
同様とする。図５に示すように、本実施例は平行結合部
でのバス接続線１- １に対するバス接続線１- ２の向き
が第１の実施例と異なり、バス接続線１- １，１- ２の
送信信号伝搬方向が同じ向きになるように配置されてい
る。従って、本実施例では、データ転送は後方クロスト
ーク電圧を利用することになる。先に述べたように、後
方クロストークの電圧波形は２Ｔｄのパルス幅を持ち、
転送データの動作周期の半分のデータパルス幅Ｔｗ以下
の動作周波数で使用することができる。また、後方クロ
ストーク電圧のピーク値は、伝搬遅延時間Ｔｄが送信デ
ータ信号の立上り／立下り時間Ｔ１より大きければ、後
方クロストーク電圧は数式（２），（４）により平行結
合部長Ｌに依らないことから、平行結合部長Ｌは次の数
式（６）で示される範囲内にあればよいことになる。 Ｔw ＞ 2Ｔd ＝ 2Ｌ／Ｖp 即ち、 Ｖp ・Ｔ1 ＜Ｌ＜Ｔw ・Ｖp ／2 …（６） そこで、例えば、動作周波数を２００MHz （従って、デ
ータパルス幅Ｔw ＝５nsec）、立上り／立下り時間Ｔ１
を１nsecとすると、平行結合部長Ｌは１５〜２０cmとな
る。このように、本実施例では平行結合部長Ｌが数式
（６）で示される範囲内であれば、任意に設定すること
ができるから、第１の実施例が奏する効果の外に、装置
の実装設計に自由度が増すという効果を得ることができ
ることになる。また、第１の実施例においてはデータパ
ルス幅Ｔｗはドライブパルスの立上り／立下り時間Ｔ１
と同程度の短い期間（例えば、上述のように１nsec）で
あるが、本実施例においてはデータパルス幅Ｔｗはほぼ
2Ｔd （例えば、２．０〜２．６nsec）となり、期間が
２倍以上長くなるから、入力信号が入力回路２で復調さ
れる際に、入力信号を確実に検出して復調することがで
きる。

【００１６】図６は本発明の第３の実施例を示す構成図
であって、２- ３，２- ４はバス信号入力回路、３-
３，３- ４はバス信号出力回路、５- ３，５- ４は終端
抵抗、１０- ３，１０- ４は半導体集積回路である。図
６に示すように、本実施例では半導体集積回路１０-
１，１０- ２，１０- ３，１０- ４の４個の半導体集積
回路がバス接続される。バス接続線１- １の一方の端部
に半導体集積回路１０- １のバス信号入力回路２- １と
バス信号出力回路３- １が接続され、他方の端部に半導
体集積回路１０- ２のバス信号入力回路２- ２とバス信
号出力回路３- ２が接続されている。また、バス接続線
１- ２の一方の端部に半導体集積回路１０- ３のバス信
号入力回路２- ３とバス信号出力回路３- ３が接続さ
れ、他方の端部に半導体集積回路１０- ４のバス信号入
力回路２- ４とバス信号出力回路３- ４が接続されてい
る。さらに、バス接続線１- １は半導体集積回路１０-
１，１０- ２の近傍でそれぞれ終端抵抗５- １，５- ２
により整合終端されており、バス接続線１- ２も半導体
集積回路１０- ３，１０- ４の近傍でそれぞれ終端抵抗
５- ３，５- ４により整合終端されている。バス接続線
１- １の終端抵抗５- １，５- ２間の一部配線とバス接
続線１- ２の終端抵抗５- ３，５- ４間の一部配線とで
長さＬの平行結合部が形成されている。かかる構成は平
行結合部での前方クロストークと後方クロストークとを
利用するものであって、半導体集積回路１０- １（１０
- ２）から半導体集積回路１０- ３，１０- ４へのデー
タ転送、半導体集積回路１０- ３（１０- ４）から半導
体集積回路１０- １，１０- ２へのデータ転送を可能と
するものである。これにより、プリント基板上の配線を
増加させることなく多くの半導体集積回路を実装できる
ので、装置の小型化が実現できるという効果がある。

【００１７】同じバス接続線に接続されている半導体集
積回路１０- １，１０- ２間や半導体集積回路１０-
３，１０- ４間のデータ転送は行なうことができない。
これは、それぞれ半導体集積回路１０- １〜１０- ４の
バス信号入力回路２- １〜２−４に積分回路が設けられ
ており、これに微分されないままの波形のドライブパル
スが供給されると、これを積分してしまい、全く異なる
波形の信号を受信するからである。勿論、このバス信号
入力回路２− １〜２- ４と並列に従来のＴＴＬやＣＭ
ＯＳ，ＥＣＬ等のディジタル受信回路を設け、供給され
る信号の波形または送信する側の半導体集積回路を識別
し、この識別結果に応じて受信信号の処理を切り換える
ようにすることにより、同じバス接続線に接続される半
導体集積回路間のデータ転送も可能になる。なお、本実
施例において、例えば、半導体集積回路１０- ２がバス
接続線１-１に接続されない構成とすることもできる
し、また、半導体集積回路１０- ３または１０- ４がバ
ス接続線１- ２に接続されない構成とすることもでき
る。但し、このように構成する場合には、バス接続線１
- １，１- ２の半導体集積回路が接続されない方の端子
を終端抵抗で整合終端する必要がある。

【００１８】図７は本発明の第４の実施例を示す構成図
であって、１- ３〜１- ８はバス接続線、５- ３〜５-
８は終端抵抗、１０- ５〜１０- ８は半導体集積回路で
ある。図７に示すように、本実施例では８個の半導体集
積回路１０- １〜１０- ８がバス接続されている。前述
の実施例で説明したように、半導体集積回路１０- １か
らバス接続線１-１が引き出され、このバス接続線１-
１の端部が終端抵抗５- １によって整合終端されてい
る。同様に、これ以外の半導体集積回路１０- ２〜１０
- ８からもそれぞれバス接続線１- ２〜１- ８が引き出
され、それらの端部が終端抵抗５- ２〜５- ８によって
整合終端されている。そして、これらバス接続線１- ２
〜１-８の一部の長さＬの部分がそれぞれバス接続線１-
１と近接かつ平行に配置されて平行結合部となってい
る。なお、本実施例の平行結合部ではバス接続線１- １
と、それ以外のバス接続線１- ２〜１- ８では、その送
信信号伝搬方向が逆向きとなっている。かかる構成にお
いて、半導体集積回路１０- １がデータ送信する場合に
は、第１の実施例と同様に、半導体集積回路１０- １か
らの送信データをそれぞれの平行結合部を介して、送信
信号を微分波形信号として他の半導体集積回路１０- ２
〜１０- ８に送信することができる。また、同様にし
て、半導体集積回路１０-２〜１０- ８がデータ送信す
る場合には、半導体集積回路１０- ２〜１０- ８からの
送信データをそれぞれの平行結合部を介して、送信信号
を微分波形信号として半導体集積回路１０- １に送信す
ることができる。半導体集積回路１０- ２〜１０- ８間
でのデータ転送は第３の実施例と同様に、送信データが
２つの平行結合部によって２度微分されることから、動
作原理上不可能である。なお、このバス接続形態はメモ
リ間転送のない高速メモリバスやＩ／Ｏ間転送をサポー
トしないシステムバスに最適である。このように、第１
の実施例を拡張して、バス接続される半導体集積回路数
を増加させても、メインラインには負荷容量が接続され
ないから、信号伝搬速度が低下することがない。従っ
て、バス接続される負荷数を多くしても、安定に高速動
作できるバスを実現できる。また、本実施例ではバス接
続線間が非接触で電気結合され、かつ、各々のバス接続
線１- １〜１- ８が整合終端されているために、スタブ
やメインライン上での送信信号の多重反射が無いから、
送信信号の波形歪を極めて小さくすることができる。

【００１９】図１１は非接触バス配線に接続される半導
体集積回路１０- １，１０- ２の入力回路２- １，２-
２の内部回路図である。非接触バス配線に接続された半
導体集積回路１０の入力回路２は、電圧比較回路６００
と復調回路７００により構成される。入力回路２に入力
される信号は、矩形波の送信信号を微分した波形の信号
である。電圧比較回路６００は、この微分波形の信号を
或る基準電圧と比較することでピ−ク電圧を検出し、復
調回路７００により元の矩形波形に復調する。図１２は
半導体集積回路１０の入力回路２の具体的な詳細回路を
示すブロック図である。図１２（ａ）において、電圧比
較回路６００は電圧比較回路（コンパレ−タ）６１０，
６２０から成り、それぞれ基準電圧Ｖｒｅｆ１，Ｖｒｅ
ｆ２と入力信号電圧を比較し、その結果を出力する。復
調回路７００は論理和回路７１０と分周回路７２０から
成り、論理和回路７１０は電圧比較回路６００の電圧比
較回路６１０，６２０の出力を合成し、分周回路７２０
により復調する。この入力回路２の各部の動作を図１３
を用いて説明する。なお、各回路素子での信号遅延は無
視できるものする。図１３において、（ａ）は、バス接
続された半導体集積回路１０からの送信デ−タの矩形波
形、即ち、バス配線１−１上の送信信号波形を示す。
（ｂ）はバス配線１−２上のクロスト−ク信号波形であ
り、この場合は送信信号波形（ａ）を微分した波形とな
る。このクロスト−ク信号（ｂ）が図１２（ａ）に示す
入力回路２に入力される。電圧比較回路６１０，６２０
は、図１３（ｂ）に破線で示した基準電圧Ｖｒｅｆ１、
Ｖｒｅｆ２とクロスト−ク信号（ｂ）をそれぞれ比較
し、（ｃ），（ｄ）の波形の出力信号を出力する。論理
和回路７１０はこれらの信号を合成し、（ｅ）のパルス
列の波形の出力信号に変換する。分周回路７２０は
（ｅ）の信号を分周することにより復調信号（ｆ）を得
る。この復調信号（ｆ）は完全に送信信号（ａ）を復元
したものとなっている。

【００２０】また、入力回路２は図１２（ｂ）の様な構
成としても図１２（ａ）に示す入力回路２と同様に送信
信号を復調できる。電圧比較回路６００は、図１２
（ａ）に示すものと同じであり、復調回路７０１は分周
回路７３０，７４０及び排他論理和回路７５０により構
成される。各部の動作を図１３により説明する。復調回
路７０１の入力信号は図１３（ｃ）と（ｄ）であり、分
周回路７３０，７４０はそれぞれ、これら（ｃ）と
（ｄ）のパルス列信号を分周し、（ｇ）（ｈ）に示す信
号を出力する。そして、排他論理和回路７５０は図１３
（ｇ）（ｈ）に示す信号の非一致部を検出し、これを
（ｉ）に示す信号の様に復調する。この出力信号波形は
図１２（ａ）に示す入力回路２による復調信号（ｆ）と
同一であり、図１２（ｂ）に示す入力回路２を用いた場
合でも、完全に送信信号を復元できる。なお、本実施例
の様に入力回路２を構成する場合には、電圧比較回路６
００を動作させるためのバイアス用の電源電圧が必要で
ある。勿論、入出力信号は正論理でも負論理でも構わな
い。本実施例においては、安定した基準電圧Ｖｒｅｆ
１，Ｖｒｅｆ２を用いることにより、製造バラツキの大
きなＣ−ＭＯＳ半導体やバイポ−ラトランジスタ半導体
などを回路素子として用いた場合でも、精度の良い入力
回路２を容易に作ることができる。図１４（ａ），
（ｂ）は入力回路２に入力される基準電圧Ｖｒｅｆ１，
Ｖｒｅｆ２の生成回路である。図１４において、５−１
０〜５−１３は分圧抵抗である。基準電圧Ｖｒｅｆ１，
Ｖｒｅｆ２は半導体集積回路１０に供給される電源電圧
Ｖｄｄと接地電位間の電圧を３つあるいは４つの分圧抵
抗で分割することで簡単に生成でき、これらの抵抗５−
１０〜５−１３を適当に組み合わせることで精度が高
く、０V から電源電圧Ｖｄｄまでの任意の基準電圧Ｖｒ
ｅｆ１，Ｖｒｅｆ２を作ることができる。なお、本実施
例において説明した上述の各入力回路２は勿論、他の実
施例にも全く同様に適用できる。

【００２１】図８は平行結合部での送信信号伝搬方向を
同じ向きとした本発明の第５の実施例を示す構成図であ
る。図８に示すように、送信信号伝搬方向の向きが異な
る外は第４の実施例の構成と変わらない。従って、本実
施例においても、第４の実施例と同様の効果が得られ
る。なお、第４、第５の実施例では半導体集積回路の個
数を８個としたが、勿論、これに限らず、任意の数の半
導体集積回路をバス接続することができる。図９は本発
明の第６の実施例を示す構成図である。図９に示すよう
に、本実施例は１０個の半導体集積回路１０- １〜１０
- １０をバス接続したものであって、５本のバス接続線
１- １〜１- ５を用い、第３の実施例と同様に、それぞ
れのバス接続線１- １〜１- ５の両端に半導体集積回路
１０- １〜１０- １０を接続し、それぞれのバス接続線
１- １〜１- ５の両端を終端抵抗によって整合終端した
ものである。本実施例においては、半導体集積回路１０
- １，１０- １０と半導体集積回路１０- ２〜１０- ９
との間のデータ送信が可能であり、それ以外のデータ送
信は第４の実施例と同様に不可能である。本実施例も第
４、第５の実施例と同様の効果が得られるが、半導体集
積回路の個数が同じであるとすると、これらの上記の実
施例に較べてバス接続線の本数を低減できるという効果
がある。なお、本実施例では半導体集積回路の個数が偶
数の場合について説明したが、これに限らず、奇数であ
っても、そのうちの１つを第１または第２の実施例で示
したようなバス接続を行えばよい。勿論、バス接続線の
半導体集積回路が接続されない方の端子は、終端抵抗で
整合終端されなければならない。また、半導体集積回路
１０- １０が不要で、半導体集積回路１０- １と半導体
集積回路１０- ２〜１０- ９との間のデータ送信を行な
う場合には、バス接続線１- １の半導体集積回路１０-
１とは反対側の端部を単に終端抵抗で整合終端すれば良
い。

【００２２】図１０は本発明の第７の実施例を示す構成
図であって、５０- １〜５０- ４はコネクタ、６０- １
〜６０- ４はモジュールである。同図に示すように、半
導体集積回路１０- ５，１０- ６，１０- ７，１０- ８
はそれぞれモジュール６０-１，６０- ２，６０- ３，
６０- ４に実装されており、これらモジュール６０-
１，６０- ２，６０- ３，６０- ４がコネクタ５０-
１，５０- ２，５０- ３，５０- ４を介してバス接続さ
れている。バスが動作中であっても、メインライン（バ
ス接続線１- １）に擾乱を与えることなく、これらモジ
ュール６０- １，６０- ２，６０- ３，６０- ４の挿
抜、即ち、活線挿抜が可能である。例えば、バスの動作
中にモジュール６０- ３をコネクタ５０- ３に接続して
半導体集積回路１０- ７をバス接続する場合、当然バス
接続線１- ７上には雑音が生じるが、バス接続線１- ７
が整合終端されているため、この雑音はバス接続線１-
７の伝搬時間程度で減衰するから、非終端バスのように
反射を繰り返していつまでも減衰しないということはな
い。また、本実施例では、非接触でバス配線されている
ため、静電破壊などで他の半導体集積回路を破壊すると
いうことが無く、メインラインに対しても、従来の接触
分岐バスのような誤信号を発生させないので、バス上で
データ転送中であっても半導体集積回路を挿入すること
ができる。また、半導体集積回路１０- ７を取り外す場
合でも、他の半導体集積回路に影響を与えることなく、
同様にバス動作中にモジュール６０- ３を外すことがで
きる。勿論、活線挿抜用のコネクタの設置位置、個数も
任意である。

【００２３】図１５は本発明の第８の実施例を示す構成
図であって、終端抵抗５−１と５−２は終端電圧Ｖｔに
接続されている。また、バス配線１−１、１−２は、こ
れらの線路が交流的に整合終端されているので、前述の
実施例と同様に終端で反射を生じさせない。終端電圧Ｖ
ｔを０V 以上で、半導体集積回路１０−１に入力される
電源電圧Ｖｄｄより約０．５V 以上低い電圧にすること
により、入力回路として第２の実施例に用いられた入力
回路２を用いた場合でも、終端電圧Ｖｔを入力回路２の
バイアス電圧とでき、入力回路２に接続される電源を単
一電圧源で構成することができる。なお、整合終端手段
として、上述の終端手段に代えて、電源とグランド間を
終端するテブナン終端を用いても良い。さらに、終端電
圧Ｖｔを約１V 以上の直流電圧とすることにより、出力
回路３−１，３−２を、オ−プンドレイン回路（Ｃ−Ｍ
ＯＳ半導体）、またはオ−プンコレクタ回路（バイポ−
ラトランジスタ半導体）とすることができる。図１６は
本実施例の半導体集積回路１０−１の出力回路３−１を
示す構成図である。出力回路３−１は信号増幅回路８０
０とオ−プンドレイン型ＭＯＳトランジスタ８１０で構
成されている。なお、オ−プンドレイン型ＭＯＳトラン
ジスタ８１０は、オ−プンコレクタ型バイポ−ラトラン
ジスタにより構成しても良い。本実施例によれば、出力
回路３−１の構成を簡単にできると共に、出力回路３−
１のオ−プンドレイン型ＭＯＳトランジスタ８１０をオ
ン−オフすることでバス接続線１−１上に、振幅が終端
電圧Ｖｔの高速パルスを生成できるという効果を有して
いる。また、ドライブ回路としては上述のオ−プンドレ
イン型のものばかりでなく、出力回路が幾分複雑になる
が、プッシュプル型のものであっても良い。

【００２４】図１７は本発明の第９の実施例を示す構成
図であって、７−１，７−２は非接触バス配線のバスト
ランシ−バ、１１０−１，１１０−２は入出力電圧が２
値のＨ状態とＬ状態である入出力信号回路を有する一般
的な半導体集積回路である。８０−１，８０−２は半導
体集積回路１１０−１，１１０−２とバストランシ−バ
７−１，７−２をそれぞれ接続する配線であり、これら
の配線８０−１，８０−２を介して２値の入出力信号が
伝送される。配線８０−１，８０−２により接続された
半導体集積回路１１０−１，１１０−２とバストランシ
−バ７−１，７−２間のデ−タの送受信は、入出力電圧
が２値のＨ状態とＬ状態である通常のＣ−ＭＯＳ、ＴＴ
Ｌ、ＥＣＬ等の半導体集積回路の場合と同じである。ま
た、送受信されるデ−タはバストランシ−バ７−１，７
−２とバス接続線１−１，１−２を介して転送される。
図１８はバストランシ−バ７−１の構成図である。図１
８において、７０−１はバス信号入力回路２−１とバス
信号出力回路３−１を制御する方向制御回路である。図
１８を用いて本実施例のバストランシ−バの動作を説明
する。バス信号出力回路３−１の入力は配線８０−１を
介して伝送された、振幅電圧が２値のＨ状態とＬ状態を
持つ入力信号であり、バス信号出力回路３−１は配線８
０−１を介して入力された２値の入力信号と同じ信号を
バス接続線１−１に出力する働きをする。また、バス信
号入力回路２−１はバス接続線１−１を介して伝送され
た微分波形の入力信号を復調し、２値の出力信号として
配線８０−１に出力する働きをする。方向制御回路７０
−１はバス信号入力回路２−１、バス信号出力回路３−
１の動作を排他的に制御する。即ち、バス信号出力回路
３−１を動作させている時はバス信号入力回路２−１を
動作させず、バス信号入力回路２−１を動作させている
時はバス信号出力回路３−１を動作させないように制御
する。これにより、１本の信号線でデ−タの送受信の制
御を行える。また、方向制御回路７０−１がバス信号入
力回路２−１、バス信号出力回路３−１とも動作させな
いように制御することで、障害を起こした半導体集積回
路１１０−１をバス接続線１−１から電気的に切り離す
ことができる。この様に、バストランシ−バ７−１，７
−２を用いることで、従来の２値入出力信号回路を有す
る半導体集積回路をそのまま用いて、非接触バス配線に
接続できる。

【００２５】図１９は本発明の第１０の実施例を示す構
成図であって、１１０−３〜１１０−８は、従来の２値
入出力信号回路を有する半導体集積回路、７−３〜７−
８はバストランシ−バである。２値入出力信号回路を有
する半導体集積回路１１０−１〜１１０−８は、それぞ
れバストランシ−バ７−１〜７−８に接続されており、
これらの間では通常の２値信号から成るデ−タが送受信
されている。そして、バストランシ−バ７−１〜７−８
間は、非接触バス配線を介してデ−タが送受信されてい
る。このように、バストランシ−バ７−１〜７−８を用
いることで、従来の２値入出力信号回路を有する半導体
集積回路をそのまま用いながら、非接触バス配線を構成
でき、また、送信信号の高速転送並びに活線挿抜を容易
に実現することができる。

【００２６】図２０は本発明の第１１の実施例に係るバ
ス接続線の構成を示す断面図である。図２０において、
６は非接触バス配線を構成する多層プリント回路基板、
１−９，１−１０はバス接続線、９０−１〜９０−６は
接地印刷配線である。図２０に示したバス接続線１−
１，１−２、または、バス接続線１−９，１−１０は前
述の実施例で説明した非接触バス配線の平行結合部を成
す部分である。これらのバス接続線１−１，１−２また
は１−９，１−１０は多層プリント回路基板６の上下の
異なった層の同位置に平行配置されており、前述のよう
に、両者の間は非接触ながら電気的に結合している。接
地印刷配線９０−１〜９０−４はバス接続線１−１，１
−２を囲むように配置されており、各配線の両端は接地
されている。なお、この図では接地電位を有する部分は
斜線で線影が付されている。これにより、非接触バス配
線の平行結合部に対する他の非接触バス配線の平行結合
部、例えば、バス接続配線１−１，１−２に対するバス
接続線１−９，１−１０からの電気結合を弱めることが
でき、その結果、相互の非接触バス配線に発生する雑音
を低く抑えることができるので、信頼性の高いバスを構
成することができる。図２１は本実施例のバス接続線の
具体例の構成を示す断面図、図２２はこの具体例の平行
結合部の端部に発生するクロスト−ク信号の波形を示す
グラフである。図２１に示したように、プリント回路基
板６の比誘電率は４．５であり、バス接続線１−１，１
−２および各層間の寸法はそれぞれ図示の通りである。
なお、図２２に示すグラフは上述の具体例の非接触バス
配線を電磁界解析し、発生するクロスト−ク信号波形を
模擬実験して得た結果である。また、寸法の単位はμ
m、平行結合部長Ｌは１５cm、立上り・立下がり時間Ｔ1
は１nsecである。

【００２７】図２２において、（ａ）は前述のバス接続
線１−１上の（Ｇ）点、（Ｒ）点の信号波形、（ｂ）は
バス接続線１−２上の（Ｂ）点、（Ｆ）点のクロスト−
ク信号波形である。（ｃ）はバス接続線１−１上の
（Ｇ）点の信号波形、バス接続線１−２上の（Ｂ）点の
クロスト−ク信号の波形である。図２２から分かるよう
に、この具体例の非接触バス配線では、１V の振幅の送
信信号を転送することにより、それぞれ０．２２V ，
０．２８V の振幅の後方及び前方クロスト−ク信号を発
生させることができる。この様に、比較的容易に製造で
きるプリント回路基板を用いることで、本発明に係る非
接触バス配線を容易に実現できる。次に、平行結合部を
主プリント回路基板から独立して設けることにより、主
プリント回路基板の小型化を図った本発明の第１２の実
施例を説明する。図２３は本発明の第１２の実施例に係
るバス接続線の構成を示す断面図、図２４はバス接続線
を含むプリント回路基板の正面図である。これらの図に
おいて、６１はバス接続線１−１とバス接続線１−２が
平行に対峙する長さＬの平行結合部と終端抵抗５−２か
ら成る平行結合基板、６３はメモリバスやバックプレー
ンバスのように多数のコネクタが配設された主プリント
回路基板であり、平行結合基板６１は第１の実施例に係
るバス接続線の平行結合部を含む一部の回路要素を図２
１に示すものと同様の独立した回路基板で構成されてお
り、主プリント回路基板６３の回路配線とはコネクタ５
０−７を介して接続されている。図２４に示す回路基板
６０−５，６０−６はそれぞれ半導体集積回路１０−
１，１０−２を搭載したプリント回路基板であり、主プ
リント回路基板６３の回路配線とはコネクタ５０−５，
５０−６を介して接続されている。従って、バス接続線
の回路動作上は第１の実施例のものと何ら変わらない。
なお、平行結合基板６１の平行結合部を構成するバス接
続線の特性インピーダンスは他の回路配線の特性インピ
ーダンスと同じである。

【００２８】例えば、半導体集積回路１０−１から半導
体集積回路１０−２に信号伝送される場合を考えると、
半導体集積回路１０−１から回路基板６０−５およびコ
ネクタ５０−５を介して信号が主プリント回路基板６３
に伝達され、さらに、その回路配線およびコネクタ５０
−７を介して平行結合基板６１内のバス接続線１−１に
伝達され、再度、コネクタ５０−７および主プリント回
路基板６３の回路配線を介して殆ど波形歪みを受けるこ
と無く終端抵抗５−１に到達し、反射されること無く減
衰する。平行結合基板６１内の平行結合部でバス接続線
１−２に発生したクロストーク信号はコネクタ５０−
７、主プリント回路基板６３の回路配線、コネクタ５０
−６および回路基板６０−６を介して半導体集積回路１
０−２に伝送される。前述のように、クロストーク信号
は半導体集積回路１０−２の入力回路２−２により復調
されて論理信号となる。このように、本実施例では平行
結合部を構成し、バス接続線１−１とバス接続線１−２
との間で信号伝播に必要な長さの回路配線を独立した回
路基板に形成したので、これを主プリント回路基板６３
に形成した場合に較べて配線密度を低下させることがで
きるから、回路構成を全体として小型化できると共に、
配線設計費用と基板製造費用を低減することができる。
なお、終端抵抗５−１は平行結合部に対して半導体集積
回路１０−１と反対側にあれば何の位置に配置しても良
い。また、主プリント回路基板６３に立設される各回路
基板を両面実装するようにしても良い。図２５は主プリ
ント回路基板６３の片側に半導体集積回路１０−１，１
０−２，１０−３をそれぞれ搭載した回路基板６０−
７，６０−８，６０−９をコネクタ５０−８，５０−
９，５０−１０を介して立設接続し、他方の側に平行結
合基板６１−１，６１−２，６１−３をコネクタ５０−
８，５０−９，５０−１０を介して立設接続した本実施
例の変形例に係るプリント回路基板の正面図である。こ
のように、主プリント回路基板６３に各回路基板を両面
実装するようにすれば回路基板の実装密度をさらに高め
ることができる。なお、コネクタ５０−８，５０−９，
５０−１０は基板貫通型のものでも表面設置型のもので
も良い。なお、以上説明した実施例に限らず、本発明は
上述の実施例を組み合わせたものであっても実施するこ
とができる。例えば、複数の半導体集積回路１０をバス
接続する場合、一部の半導体集積回路１０を図７に示し
たように、送信信号伝搬方向が逆向きとなるようにバス
接続線１−１に接続し、他の半導体集積回路１０を図
８，図９，図１０に示すように、送信信号伝搬方向が同
じ向きになるように、あるいは、コネクタ５０を介して
バス接続線１−１に接続しても良い。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、第１，第２のバス接続線を平行結合部分で
非接触に結合させると共に、各々のバス接続線を整合終
端させるものであるから、それぞれのバス接続線上で多
重反射をなくし、伝搬信号の波形歪を極めて小さくする
ことができるし、また、バス接続線には、一方の端部に
接続される信号入力回路の負荷容量が接続されないの
で、伝搬信号の波形歪も生することがなく、波形歪のな
い双方向のデータ転送を行なうことができて、高速なバ
ス接続線を構成することができる。請求項２記載の発明
によれば、一方のバス接続線の信号入出力回路から他方
の信号入力回路へデータ転送する場合、そのパルス信号
によって平行結合部で一方のバス接続線から他方のバス
接続線にクロストークが生ずることにより、他方のバス
接続線にこのパルス信号の微分波形の信号が得られる
が、信号入力出力回路に設けられた積分回路によって積
分され、しかも、波形歪を生じさせる反射波がないの
で、元のパルス信号と同形の信号が復調されることにな
る。請求項３記載の発明によれば、平行結合部で一方の
バス接続線から他方のバス接続線にクロストークが生ず
るから、一方のバス接続線からのパルス信号が他方のバ
ス接続線にこのパルス信号の微分波形である２つの反対
極性のパルスとして誘起されることになり、これらパル
スを夫々毎の基準電圧と比較して分周することにより、
もとのパルス信号が復元されることになる。請求項４記
載の発明によれば、平行結合部で一方のバス接続線から
他方のバス接続線にクロストークが生ずるから、一方の
バス接続線からのパルス信号が他方のバス接続線にこの
パルス信号の微分波形である２つの反対極性のパルスと
して誘起されることになり、これらを夫々２分周し、排
他的論理和処理することにより、もとのパルス信号が復
元されることになる。請求項５記載の発明によれば、第
１，第２の終端抵抗が接地されるため、インピーダンス
整合が適正になされ、第１，第２のバス接続線で終端抵
抗が接続された端部からの反射を効果的に防止できる。
請求項６記載の発明によれば、第１，第２の信号入出回
路内での出力回路がオ ープンドレイン型ドライバあるい
はオープンコレクタ型ドライバを含むものであるから、
応答性の優れた出力回路とすることができる。 請求項７
記載の発明によれば、コネクタを介して信号入出力回路
をバス接続線に接続するものであるから、バス接続線か
らの信号入出力回路の活線挿抜が可能となる。

【００３０】請求項８，９記載の発明によれば、平行結
合部分を構成するバス接続線をプリント回路基板上の隣
接する２つの配線、または、多層プリント回路基板の積
層方向に隣接する２つの配線で構成したので、一般的な
プリント配線技術を用いてバス接続線を簡単、かつ、安
価に製造できる。請求項１０記載の発明によれば、平行
結合部分を、コネクタ手段により、第１，第２のバス接
続線から脱着可能としているので、主回路基板に形成し
た場合に比べ、配線密度を低下させることができて、回
路構成を全体として小型化できるとともに、配線設計費
用と基板製造費用とを低減できる。請求項１１記載の発
明によれば、第１及び第２の信号入出力回路や平行結合
部分を、コネクタ手段により、第１，第２のバス接続線
から脱着可能としているので、配線密度を低下させるこ
とができて、回路構成を全体として小型化できるととも
に、配線設計費用と基板製造費用とを低減できる。請求
項１２記載の発明によれば、信号入出力回路を信号処理
を行なう信号処理手段と一体に構成しているので、これ
ら信号入出力回路と信号処理手段とを信号線によって接
続することが不要となる。 請求項１３記載の発明によれ
ば、信号入出力回路を信号処理を行なう信号処理手段と
別体に構成しているので、Ｃ−ＭＯＳやＴＴＬ，ＥＣＬ
などの一般的な半導体集積回路で構成される信号処理手
段を、新たに信号入出力回路を付加することなく、バス
接続線に接続することができる。 請求項１４記載の発明
によれば、請求項１記載の発明と同様の効果が得られる
上、さらに、バス接続線の本数を低減して多くの信号入
出力回路間のデータ転送が可能となる。 請求項１５記載
の発明によれば、平行結合部分を、コネクタ手段によ
り、第１，第２のバス接続線から脱着可能としているの
で、主回路基板に形成した場合に比べ、配線密度を低下
させることができて、回路構成を全体として小型化でき
るとともに、配線設計費用と基板製造費用とを低減でき
る。 請求項１６記載の発明によれば、請求項１４記載の
発明において、第３，第４の信号入出力回路と第３，第
４の終端抵抗からなるブロックを複数設けたもので ある
から、非常に多くの信号入力出力回路との間のデータ転
送を、波形歪なく、行なうことができる。 請求項１７記
載の発明によれば、平行結合部分や終端抵抗の作用によ
り、データ転送の動作中第２の信号入出力回路を第２の
バス接続線で脱着しても、他の信号入出力回路に影響を
与えることがなく、その脱着が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係るバスシステムの構
成図である。

【図２】従来のバス配線の一例を示す構成図である。

【図３】非接触バスの原理説明図である。

【図４】第１の実施例に係るバス信号入力回路の内部回
路を示すブロック図である。

【図５】本発明の第２の実施例に係るバスシステムの構
成図である。

【図６】本発明の第３の実施例に係るバスシステムの構
成図である。

【図７】本発明の第４の実施例に係るバスシステムの構
成図である。

【図８】本発明の第５の実施例に係るバスシステムの構
成図である。

【図９】本発明の第６の実施例に係るバスシステムの構
成図である。

【図１０】本発明の第７の実施例に係るバスシステムの
構成図である。

【図１１】第４の実施例に係るバス信号入力回路の内部
回路を示すブロック図である。

【図１２】図１１に示すバス信号入力回路の詳細回路図
である。

【図１３】第４の実施例に係る非接触バス配線上の信号
の波形図である。

【図１４】第４の実施例に係るバス信号入力回路の基準
電圧生成回路図である。

【図１５】本発明の第８の実施例に係るバスシステムの
構成図である。

【図１６】第８の実施例に係るバス信号出力回路のブロ
ック図である。

【図１７】本発明の第９の実施例に係るバスシステムの
構成図である。

【図１８】第９の実施例に係るバストランシ−バの構成
図である。

【図１９】本発明の第１０の実施例に係るバスシステム
の構成図である。

【図２０】本発明の第１１の実施例に係るバスシステム
の構成図である。

【図２１】第１１の実施例に係る非接触バス配線の具体
例を示す断面図である。

【図２２】第１１の実施例に係る非接触バス配線のクロ
スト−ク信号の波形図である。

【図２３】本発明の第１２の実施例に係るバスシステム
の構成を示す断面図である。

【図２４】第１２の実施例に係るバス接続線を含むプリ
ント回路基板の正面図である。

【図２５】第１２の実施例の変形例に係るプリント回路
基板の正面図である。

【符号の説明】

１−１〜１−８ バス接続線 ２，２−１〜２−４ バス信号入力回路 ３−１〜３−４ バス信号出力回路 ４−１〜４−４ バス信号入出力回路 ５−１〜５−４ 終端抵抗 ６ プリント回路基板 ７−１〜７−８ バストランシーバ １０−１〜１０−１０，１１０１，１１０２ 半導体集
積回路 ５０−１〜５０−４ コネクタ ６０−１〜６０−４ モジュール ７０−１ 方向制御回路 ８０−１，８０−２ 配線 ９０−１〜９０−６ 接地印刷配線 １００ 積分回路 ２００ レベル変換回路 ３００ コンデンサ ４００ 抵抗 ６００，６１０，６２０ 電圧比較回路 ７００，７０１ 復調回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 雅雄 神奈川県海老名市下今泉810番地 株式 会社 日立製作所 オフィスシステム事 業部内 (56)参考文献 特開 平１−143521（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−299908（ＪＰ，Ａ) 特公 昭48−35845（ＪＰ，Ｂ１) 米国特許3516065（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06F 3/00 H01P 5/00 特許ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ)

Claims (17)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれデータパルス信号を転送するた
   めの第１及び第２のバス接続線と、 前記第１のバス接続線の一端に接続された第１の信号入
   出力回路と、 前記第１のバス接続線の他端に接続されたインピーダン
   ス整合のための第１の終端抵抗と、 前記第２のバス接続線の一端に接続された第２の信号入
   出力回路と、 前記第２のバス接続線の他端に接続されたインピーダン
   ス整合のための第２の終端抵抗と、 前記第１及び第２のバス接続線中の所定の長さの部分で
   ある平行結合部分において、前記第１及び第２のバス接
   続線の間隔を実質的に一定に保持して両バス接続線間に
   容量・誘導性結合を生成させるための支持部材と を備
   え、 前記第１及び第２の信号入出力回路の各々は出力回路と
   入力回路とを含み、一方の信号入出力回路内の入力回路
   は、他方の信号入出力回路内の出力回路から発生された
   出力パルス信号により前記一方の信号入出力回路に接続
   されたバス接続線上の前記平行結合部分に誘起されたパ
   ルス信号に基づいて、前記出力パルス信号と実質的に等
   しいパルスを生成し、 前記第１及び第２のバス接続線中の平行結合部分におい
   て、前記第１の信号入出力回路から前記第１の終端抵抗
   へ向かう方向と、前記第２の信号入出力回路から前記第
   ２の終端抵抗へ向かう方向とが逆方向であり、かつ前方
   クロストークによって前記パルスが誘起されることを特
   徴とするバスシステム。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のバスシステムにおい
   て、前記入力回路は、関連する前記信号入出力回路に直接接
   続された前記バス接続線上の前記平行結合部分に誘起さ
   れた連続する２つの反対極性のパルス信号に応答して、
   前記出力パルス信号と実質的に等しい１つのパルス信号
   を生成する積分回路を含むことを特徴とするバスシステ
   ム。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のバスシステムにおい
   て、前記入力回路は、関連する前記信号入出力回路に直接接
   続された前記バス接続 線上の前記平行結合部分に誘起さ
   れた連続する２つの反対極性のパルス信号のうちの始め
   の方のパルス信号を第１の基準電圧と比較してパルスを
   出力する第１の比較回路と、 前記連続する２つのパルス信号のうちの後の方のパルス
   信号を第２の基準電圧と比較してパルスを出力する第２
   の比較回路と、 前記第１及び第２の比較回路双方からのパルスを受けて
   前記出力パルス信号と実質的に等しい１つのパルス信号
   を生成する分周回路と を含むことを特徴とするバスシス
   テム。
4. 【請求項４】 請求項１に記載のバスシステムにおい
   て、前記入力回路は、関連する前記信号入出力回路に直接接
   続された前記バス接続線上の前記平行結合部分に誘起さ
   れた連続する２つの反対極性のパルス信号のうちの始め
   の方のパルス信号を第１の基準電圧と比較してパルスを
   出力する第１の比較回路と、 前記連続する２つのパルス信号のうちの後の方のパルス
   信号を第２の基準電圧と比較してパルスを出力する第２
   の比較回路と、 前記第１の比較回路に接続された第１の分周回路と、 前記第２の比較回路に接続された第２の分周回路と、 前記第１及び第２の分周回路からの出力の排他的論理和
   をとることにより、前記出力パルス信号と実質的に等し
   い１つのパルス信号を生成する論理手段と を含むことを
   特徴とするバスシステム。
5. 【請求項５】 請求項１に記載のバスシステムにおい
   て、前記第１及び第２の終端抵抗は接地電位に接続されてい
   ることを特徴とするバスシステム。
6. 【請求項６】 それぞれデータパルス信号を転送するた
   めの第１及び第２のバス接続線と、 前記第１のバス接続線の一端に接続された第１の信号入
   出力回路と、 前記第１のバス接続線の他端に接続されたインピーダン
   ス整合のための第１の終端抵抗と、 前記第２のバス接続線の一端に接続された第２の信号入
   出力回路と、 前記第２のバス接続線の他端に接続されたインピーダン
   ス整合のための第２の終端抵抗と、 前記第１及び第２のバス接続線中の所定の長さの部分で
   ある平行結合部分において、前記第１及び第２のバス接
   続線の間隔を実質的に一定に保持して両バス接続線間に
   容量・誘導性結合を生成させるための支持部材と を備
   え、 前記第１及び第２の信号入出力回路の各々は出力回路と
   入力回路とを含み、一方の信号入出力回路内の入力回路
   は、他方の信号入出力回路内の出力回路から発生された
   出力パルス信号により前記一方の信号入出力回路に接続
   されたバス接続線上の前記平行結合部分に誘起されたパ
   ルス信号に基づいて、前記出力パルス信号と実質的に等
   しいパルスを生成し、 前記第１及び第２の終端抵抗は、それぞれ前記第１及び
   第２の信号入出力回路の電源電圧以下の電位にそれぞれ
   接続され、 前記第１あるいは前記第２の信号入出力回路内の出力回
   路は、オープンドレイン型ドライバあるいはオープンコ
   レクタ型ドライバを含むことを特徴とするバスシステ
   ム。
7. 【請求項７】 請求項１に記載のバスシステムにおい
   て、前記第２の信号入出力回路と前記平行結合部分との間に
   コネクタ手段が配設され、 前記コネクタ手段により、前記第２の信号入出力回路が
   前記第２のバス接続線から脱着可能となることを特徴と
   するバスシステム。
8. 【請求項８】 請求項１に記載のバスシステムにおい
   て、前記第１及び第２のバス接続線上の前記平行結合部分
   は、プリント回路基板に作り込まれていることを特徴と
   するバスシステム。
9. 【請求項９】 請求項８に記載のバスシステムにおい
   て、前記平行結合部分での前記第１及び第２のバス接続線部
   分は、一方の表面が接地された多層基板の異なる層に上
   下に関する位置が整合されて配設されており、 各バス接続線部分は、同一層上では、その両側を接地電
   位の配線に挾まれていることを特徴とするバスシステ
   ム。
10. 【請求項１０】 請求項８に記載のバスシステムにおい
    て、前記プリント回路基板と残りの前記第１及び第２のバス
    接続線部分との間にコネクタ手段が配設され、 前記コネクタ手段により、前記プリント回路基板上の前
    記平行結合部分が前記残りのバス接続線部分から脱着可
    能となることを特徴とするバスシステム。
11. 【請求項１１】 請求項１０に記載のバスシステムにお
    いて、 前記第１の信号入出力回路と前記平行結合部分との間と
    前記第２の信号入出力回路と前記平行結合部分との間に
    それぞれコネクタ手段が配設され、 これらコネクタ手段により、前記第１の信号入出力回路
    と前記第２の信号入出力回路と前記平行結合部分とが残
    りのバス接続線部分から脱着可能となることを特徴とす
    るバスシステム。
12. 【請求項１２】 請求項１に記載のバスシステムにおい
    て、前記第１及び第２の信号入出力回路は、それぞれ第１及
    び第２の信号処理手段に内蔵されていることを特徴とす
    るバスシステム。
13. 【請求項１３】 請求項１に記載のバスシステムにおい
    て、前記第１及び第２の信号入出力回路は、信号線を介して
    それぞれ第１及び第２の信号処理手段に接続されている
    ことを特徴とするバスシステム。
14. 【請求項１４】 データパルス信号を転送するための第
    １のバス接続線と、 前記第１のバス接続線の一端に接続された第１の信号入
    出力回路と、 前記第１のバス接続線の他端に接続されたインピーダン
    ス整合のための第１の終端抵抗と、 前記第１のバス接続線の他端に接続された第２の信号入
    出力回路と、 前記第１のバス接続線の一端に接続されたインピーダン
    ス整合のための第２の終端抵抗と、 データパルス信号を転送するための第２のバス接続線
    と、 前記第２のバス接続線の一端に接続された第３の信号入
    出力回路と、 前記第２のバス接続線の他端に接続されたインピーダン
    ス整合のための第３の終端抵抗と、 前記第２のバス接続線の他端に接続された第４の信号入
    出力回路と、 前記第２のバス接続線の一端に接続されたインピーダン
    ス整合のための第４の終端抵抗と、 前記第１及び第２のバス接続線中の所定の長さの部分で
    ある平行結合部分において、前記第１及び第２のバス接
    続線の間隔を実質的に一定に保持して両バス接続線間に
    容量・誘導性結合を生成させるための支持部材と を備
    え、 前記第１，第２，第３及び第４の信号入出力回路の各々
    は出力回路と入力回路とを含み、 一方のバス接続線に接続された信号入出力回路の各々に
    おける入力回路は、他方のバス接続線に接続された信号
    入出力回路の各々における出力回路から発生された出力
    パルス信号により前記一方のバス接続線上の前記平行結
    合部分に誘起されたパルス信号に基づいて、前記出力パ
    ルス信号と実質的に等しいパルスを生成することを特徴
    とするバスシステム。
15. 【請求項１５】 それぞれデータパルス信号を転送する
    ための第１及び第２のバス接続線と、 前記第１のバス接続線の一端に接続された第１の信号入
    出力回路と、 前記第１のバス接続線の他端に接続されたインピーダン
    ス整合のための第１の終端抵抗と、 前記第２のバス接続線の一端に接続された第２の信号入
    出力回路と、 前記第２のバス接続線の他端に接続されたインピーダン
    ス整合のための第２の終端抵抗と、 前記第１及び第２のバス接続線中の所定の長さの部分で
    ある平行結合部分において、前記第１及び第２のバス接
    続線の間隔を実質的に一定に保持して両バス接続線間に
    容量・誘導性結合を生成させるための支持部材と を備
    え、 前記第１及び第２の信号入出力回路の各々は出力回路と
    入力回路とを含み、 一方の信号入出力回路内の入力回路は、他方の信号入出
    力回路内の出力回路から発生された出力パルス信号によ
    り前記一方の信号入出力回路に接続されたバス接続線上
    の前記平行結合部分に誘起されたパルス信号に基づい
    て、前記出力パル ス信号と実質的に等しいパルスを生成
    し、 前記第２の終端抵抗と前記第１及び第２の信号入出力回
    路を接続する前記平行結合部分とで構成されるブロック
    と、前記ブロックと前記第１のバス接続線とを接続する
    コネクタとが設けられていることを特徴とするバスシス
    テム。
16. 【請求項１６】 請求項１４に記載のバスシステムにお
    いて、 前記第３の信号入出力回路と、前記第３の終端抵抗と、
    前記第４の信号入出力回路と、前記第４の終端抵抗と、
    前記平行結合部分を含む前記第２のバス接続線とで構成
    されるブロックが複数設けられていることを特徴とする
    バスシステム。
17. 【請求項１７】 請求項１５に記載のバスシステムにお
    いて、 前記ブロックの少なくとも１つのブロック内で前記第２
    の信号入出力回路と前記平行結合部分との間にコネクタ
    手段が配設され、 前記コネクタ手段により、前記第２の信号入出力回路
    が、前記第２のバス接続線からバスが動作中であって
    も、脱着可能となることを特徴とするバスシステム。