JP3439015B2 - データ転送方式 - Google Patents
データ転送方式Info
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Description
との間でデータの転送を行うデータ転送方式に関する。
ラをマスタとし、表示LSIやPLLLSI、あるい
は、グラフィックイコライザや電子ボリューム等の各種
周辺ICをスレーブとして、マスタとスレーブの間でデ
ータの転送を行うことは広く行われている。
は、1つのマスタと複数のスレーブとの間を、クロック
CL,制御信号CE,入力データSI,及び出力データ
SOを各々転送する4本のシリアルラインで接続する技
術が記載されている。この例では、マスタからスレーブ
へ入力データを転送する場合、マスタが制御信号CEを
Lレベルとして、クロック及びスレーブ固有の第1のア
ドレスコードを各々クロックライン及びデータSIライ
ンに送出し、続いて、制御信号CEをHレベルにして、
クロック及び入力データを各々クロックライン及びデー
タSIラインに送出する。スレーブ側では、制御信号C
EがLレベルの期間送信されたアドレスコードをクロッ
クCLに同期してアドレスレジスタに取り込み、自己の
スレーブに割り付けられた第1のアドレスであるか判定
し、自己の第1のアドレスであるとき、制御信号CEが
Hレベルの期間に送信された入力データをデータレジス
タに取り込み、制御信号CEがHレベルからLレベルに
変化することに応答して、データレジスタの内容をラッ
チ回路にラッチする。
する場合は、マスタが制御信号CEをLレベルとして、
クロック及び第1のアドレスコードと異なる第2のアド
レスコードを各々クロックライン及びデータSIライン
に送出し、続いて、制御信号CEをHレベルにして、ク
ロックのみをクロックラインに送出する。スレーブ側で
は、制御信号CEがLレベルの期間送信されたアドレス
コードをクロックCLに同期してアドレスレジスタに取
り込み、自己のスレーブに割り付けられた第2のアドレ
スであるかを判定し、自己の第2のアドレスであると
き、スレーブ内の出力データレジスタの内容を制御信号
CEがHレベルの期間にデータSOラインに送出するよ
うにしている。
アルI/Oを使用でき、ハードウエアの負担も小さく、
しかもデータ転送速度を早くできると共に誤動作を起こ
しにくいという利点があり、特に、オーディオ分野にお
いては好適な方式である。
は上述したように機能的には満足のゆくものであり、し
かも、マスタからスレーブへデータを転送するときは3
本のシリアルラインのみでデータ転送が可能になるが、
スレーブからマスタへデータを転送するには、4本のシ
リアルラインを使用する必要があり、このため双方向の
データ転送を可能とするためには、マスタとスレーブ間
を4本のラインで接続しなければならない。各装置間を
接続する信号ラインはできる限り少なくする方が好まし
く、この点において問題があった。
ラインが独立していたため、出力用データラインを用い
てスレーブからマスタへ読み込み要求を送出することは
容易であり問題はなっかたが、入力用データラインと出
力用データラインとを共通化した場合には、読み込み要
求を発するとそれ以降マスタからスレーブへのアドレス
もしくはデータの転送が行えなくなってしまう。
ーブとを、クロック,データ,及び制御信号を各々転送
するための第1,第2,及び第3のラインで接続し、前
記制御信号が第2レベルのときに前記クロックに同期し
て前記データを双方向に転送するデータ転送方式におい
て、出力データを前記マスタに送出するために前記第2
のラインに接続されるバスドライバと、前記マスタへの
読み込み要求を記憶し、出力信号にて前記バスドライバ
を所定状態にして前記第2のラインを所定レベルに固定
することにより前記マスタへ読み込み要求を通知する第
1の記憶回路と、前記第1ラインを介して前記クロック
が入力されてから前記制御信号が第2レベルより第1レ
ベルへ変化するまでの間前記バスドライバをハイインピ
ーダンス状態としてマスタへの前記読み込み要求を一時
的に禁止する禁止回路とを、前記スレーブに備えたこと
を特徴とする。
ベルになる以前の第1レベルにおいて前記第1のライン
を介して前記クロックが転送している期間に前記第2の
ラインを介して転送されるコントロールデータが、スレ
ーブからマスタへの出力データモードを示すコントロー
ルデータであることを判別する判別回路を、前記スレー
ブは更に有し、該判別回路の出力に基づき前記記憶回路
をリセットして読み込み要求を解除することを特徴とす
る。
スレーブは複数並列に接続され、前記コントロールデー
タは、各スレーブ毎に割り付けられた異なるアドレスコ
ードであることを特徴とする。また、本発明では、前記
クロックがHレベルでステイしているかLレベルでステ
イしているかを示すデータを記憶する第2の記憶回路
と、該第2の記憶回路の出力と前記マスタから送出され
るクロックとの一致もしくは不一致を検出する検出回路
とを、前記スレーブは更に備え、前記検出回路の出力ク
ロックを前記マスタからのクロックに代えて前記禁止回
路に入力することを特徴とする。
第2ラインを介して前記マスタから転送されるデータを
前記第1ラインからのクロックに同期して取り込む第1
レジスタと、該第1レジスタの内容をラッチするラッチ
回路とを更に有し、前記第2の記憶回路は前記ラッチ回
路内に含まれることを特徴とする。また、本発明では、
前記スレーブは、前記制御信号が第2レベルの期間に前
記クロックに同期して出力データを前記第2のラインに
送出する第2のレジスタと、前記制御信号が第2レベル
から第1レベルへ変化したことに応答して前記バスドラ
イバをハイインピーダンス状態にするゲート回路とを更
に備えたことを特徴とする。
の接続ラインを減らしても双方向データ転送が可能とな
り、しかも、データラインを用いたスレーブからマスタ
への読み込み要求後の問題も確実に解消される。
す全体のブロック図であり、1はシステムコントローラ
等のマスタ、2,3,4はマスタ1とデータの送受信を
行うPLLLSI,表示用LSI,電子ボリューム用L
SI等の周辺LSIにて成るスレーブであって、各スレ
ーブ2,3,4は、クロックCK,制御信号CE,デー
タDTを各々転送するための3本のシリアルライン5,
6,7で、マスタ1に対し並列に接続されている。そし
て、シリアルライン7は、抵抗8を介して電源電圧VDD
にプルアップされている。
に信号の授受を行うのはデータDT用の信号ライン7の
みであって、クロックCK及び制御信号CEは、マスタ
1からスレーブ2へ一方向に送信される。即ち、マスタ
1からスレーブ2,3,4のいずれかにデータを転送す
るときは、マスタ1が制御信号CEをLレベルとし、こ
の期間にアドレスコードACMをDTとしてシリアルラ
イン7に送出し、且つ、クロックCKをシリアルライン
5に送出する。そして、アドレスコードACMの送出
後、制御信号CEをHレベルとし、この期間に送信デー
タDATMをDTとしてシリアルライン7に送出し、且
つ、クロックCKをシリアルライン5に送出する。
マスタ1にデータを転送するときはスレーブがDT用シ
リアルライン7をHレベルからLレベルに変化させるこ
とによりマスタ1に読み込み要求を発し、この要求をマ
スタ1が受け付けると、制御信号CEをLレベルとし、
この期間にアドレスコードACSをDTとしてシリアル
ライン7に送出し、且つ、クロックCKをシリアルライ
ン5に送出する。そして、アドレスコードACSの送出
後、制御信号CEをHレベルとし、且つ、クロックCK
をシリアルライン5に送出し、この期間にスレーブが送
信データDATSをDTとしてシリアルライン7に送出
する。
マスタからスレーブへ入力する際のアドレスであり、ア
ドレスコードACSはデータをスレーブからマスタへ出
力する際のアドレスであり、これらのアドレスコードは
異なるコードが割り付けられている。更に、図2に示す
ように、スレーブが複数存在することを考慮して、これ
らのアドレスコードACM,ACSは、各スレーブ固有
のコードが割り付けられている。
について説明する。図1において、10はマスタ1から
送信されるアドレスコードACM又はACSをマスタ1
からのクロックCLに同期して取り込むアドレスレジス
タ、11はアドレスレジスタ10の内容をデコードし、
マスタからスレーブへの入力用アドレスコードACMで
あることを判別する第1デコーダ、12はアドレスレジ
スタ10の内容をデコードし、スレーブからマスタへの
出力用アドレスコードACSであることを判別する第2
デコーダ、13,14はマスタ1からの制御信号CEの
立ち上がりで、各々、第1及び第2のデコーダの出力I
ND,OUTDを取り込むDフリップフロップ、15は
制御信号CEがLレベルの期間のみクロックCKをアド
レスレジスタ10に供給するANDゲート、16はマス
タ1から送信される入力データDATMをクロックCK
に同期して取り込む入力データレジスタ16、17は制
御信号CEがHレベルの期間のみクロックCKを入力デ
ータレジスタ16に供給するANDゲート、18は入力
データレジスタ16の内容をANDゲート19からのラ
ッチパルスWPによりラッチするラッチ回路である。
され、クロックCKに同期して出力データDATSを送
出する出力データレジスタ、21は制御信号CEがHレ
ベルの期間のみクロックCKを出力データレジスタ20
に供給するANDゲート、22は出力データDATSが
ANDゲート23及びORゲート24を介してゲート電
極に入力されるオープンドレイン型のNMOSトランジ
スタより成るバスドライバ、25はマスタ1からの制御
信号CEを入力し、CEの立ち下がりに応答して第1及
び第2のパルス信号WPO,REPを出力し、信号WP
OをANDゲート19に送出し、信号REPをDフリッ
プフロップ13,14のリセット端子に送出するCE切
り出し回路であり、Dフリップフロップ13の出力信号
INCOがANDゲート17,19に入力され、Dフリ
ップフロップ14の出力信号OUTCOがANDゲート
21,23に入力されている。
込み要求信号REQでセットされ、Dフリップフロップ
14の出力信号OUTCOでリセットされるRSフリッ
プフロップ、27はクロックCKがHレベルでステイし
ているかLレベルでステイしているかを示す信号Pと、
クロックCLとを入力するEX−ORゲート、28はE
X−ORゲート27の出力でセットされ、パルス信号R
EPでリセットされるRSフリップフロップ、29はR
Sフリップフロップ26の出力信号REQFとRSフリ
ップフロップ28の出力信号REQINHの反転信号と
を入力し、出力信号REQGをORゲート24へ送出す
るANDゲートである。
図3に示す。CE切り出し回路25は、図示のように、
制御信号CEの反転信号を所定期間T1だけディレイさ
せる第1ディレイ回路251と、第1ディレイ回路25
1の出力を反転した信号を更に所定期間T2だけディレ
イさせる第2ディレイ回路252と、第1ディレイ回路
251の出力と制御信号CEを入力し、パルス信号WP
Oを出力するNORゲート253と、第1及び第2のデ
ィレイ回路の出力を入力し、パルス信号REPを出力す
るANDゲート254とから成る。
EがHレベルからLレベルに変化すると、第1及び第2
のディレイ回路251,252の出力CE1バー,CE
2は図4イ,ウの如く変化する。このため、NORゲー
ト253からのパルス信号WPOは、図4エに示すよう
に、制御信号CEの立ち下がりから所定期間T1だけH
レベルとなり、ANDゲート254からのパルス信号R
EPは、図4オに示すように、パルス信号WPOの立ち
下がりから所定期間T2だけHレベルとなる。
参照しながら、動作を詳細に説明する。まず、マスタ1
からスレーブ3へ入力データDATMを転送する場合に
ついて説明する。この場合、マスタ1は、制御信号CE
をLレベルとし(図5ウ)、クロックCLをシリアルラ
イン5に送出すると共に(図5ア)、クロックCLに同
期して入力用アドレスコードACMをDTとしてシリア
ルライン7に送出する(図5イ)。スレーブ3側では、
制御信号CEがLレベルであるのでANDゲート15か
らアドレスレジスタ10にクロックCLが供給され、こ
こに、入力用アドレスコードACMが取り込まれる。取
り込まれたアドレスコードがスレーブ3の入力用アドレ
スコードであれば、デコーダ11がデコード信号IND
を出力し(図5エ)、図5ウに示すように制御信号CE
が立ち上がると、それに応答してDフリップフロップ1
3の出力INCOはHレベルとなる(図5オ)。また、
CEの立ち上がりでアドレスレジスタ10がリセットさ
れるので、デコーダ11の出力INDはLレベルとなる
(図5エ)。
た後、クロックCLとそれに同期した入力データDAT
Mを、各々、シリアルライン5,7に送出する。レシー
ブ3側では、出力INCOがHレベルになると、CEの
Hレベル期間クロックCLがANDゲート17を介して
入力データレジスタ16に供給されるので、ここに入力
データDATMが取り込まれる。データの取り込みが完
了して制御信号CEがLレベルに変化すると、CE切り
出し回路25からパルス信号WPOが出力され(図5
カ)、これがANDゲート19を介してラッチパルスW
Pになるので、入力データレジスタ16の内容はラッチ
回路18に書き込まれる(図5ク)。続いて、CE切り
出し回路25からパルス信号REPが出力されるので
(図5キ)、Dフリップフロップ13はリセットされそ
の出力INCOはLレベルになり、このため、ANDゲ
ート17によって入力データレジスタ16へのクロック
CLの供給が禁止される。
DATMを転送する場合は、ANDゲート23,29の
出力はいずれもLレベルであるので、バスドライバ22
はオフしてハイインピーダンス状態になっている。次
に、スレーブ3からマスタ1へ出力データDATSを転
送する場合について説明する。
求信号REQを出力し(図6イ)、RSフリップフロッ
プ26の出力REQFは、図6ウに示すようにHレベル
となって、ANDゲート29に印加される。このゲート
の他方に入力されている反転REQINH信号はHレベ
ルであるので、バスドライバ22のゲート電極には、A
NDゲート29及びORゲート24を介してHレベルの
信号が印加され、バスドライバ22はオンしてDTのシ
リアルライン7はLレベルに固定される(図6エ)。マ
スタ1は、DTのシリアルライン7をポーリングしてお
り、Lレベルに固定されたことを検知してスレーブ3か
ら読み込み要求があったことを知る。そこで、制御信号
CEがLレベルの期間にクロックCLと出力用アドレス
コードACSを、各々、シリアルライン5,7に送出す
る。
固定されたままでは、このラインを用いたデータの転送
は行うことができない。そこで、スレーブ3側では、マ
スタ1からのクロックCLを受信すると、そのクロック
CLのHレベルを利用してRSフリップフロップ28を
セットするようにしている。尚、信号Pに関しては後述
することとし、ここでは信号PがLであることを前提と
して説明する。
と、ANDゲート29への反転REQINH信号はLレ
ベルに変化するので(図6オ)、バスドライバ22はオ
フしてハイインピーダンス状態になり、シリアルライン
7のLレベルへの固定状態が開放されてデータ転送が可
能となる。つまり、一時的に読み込み要求は禁止された
状態となる(図6エ)。この動作によって、マスタ1か
ら転送されたアドレスコードACSはクロックCLに同
期してアドレスレジスタ10に取り込まれる。取り込ま
れたアドレスコードがスレーブ3に割り当てられた出力
データ用アドレスであれば、第2デコーダ12が出力O
UTDを発生し、制御信号CEがHレベルに変化すると
(図6カ)、その立ち上がりで今度はDフリップフロッ
プ14の出力OUTCOがHレベルになる(図6ク)。
フリップフロップ26はリセットされて読み込み要求が
解除され、ANDゲート29の出力REQGはLレベル
になると共に、ANDゲート23が開く。また、マスタ
1は、制御信号CEがHレベルの期間クロックを送出し
続けるので、出力OUTCOがHレベルであれば、AN
Dゲート21を介してクロックCLが出力データレジス
タ20に供給され、従って、出力データレジスタ20の
内容がANDゲート23,ORゲート24,バスドライ
バ22を介して、シリアルライン7に送出され、マスタ
1に転送される。転送終了後CEがLレベルに変化する
ことに応答してパルス信号REPが出力されるので(図
6キ)、この信号によりDフリップフロップ14の出力
OUTCOがLレベルとなり(図6ク)、このため、A
NDゲート23は閉じられて出力データレジスタ20の
内容が送出されることを禁止し、バスドライバ22をオ
フしてハイインピーダンス状態にする。更に、パルス信
号REPによりRSフリップフロップ28がリセットさ
れ、反転REQINH信号がHレベルになって(図6
オ)、読み込み要求の禁止状態が解除される。よって、
次の読み込み要求やマスタ1からのデータ転送を受け付
けられるようになる。
信号REQにより出力REQFがHレベルとなり(図7
ウ)、DTのシリアルライン7がLレベルに固定された
後(図7エ)、マスタ1が読み込み要求を受け付けず、
マスタ1からスレーブへのデータ転送を行おうとした場
合には、図7に示すように、マスタ1は図4の場合と同
様、制御信号CEをLレベルとして(図7カ)、クロッ
クCL及び入力用アドレスコードACMを、各々、シリ
アルライン5,7に送出する(図7ア,エ)。
LがHレベルになることに応じてRSフリップフロップ
28がセットされ、反転REQINHがLレベルとなっ
て読み込み要求を一時的に禁止する。従って、バスドラ
イバ22はオフしてハイインピーダンス状態になり、マ
スタ1からの入力用アドレスコードACMは、クロック
CLに同期してアドレスレジスタ10に取り込まれる。
以降は、図4の場合と同様、出力INCOがHレベルに
なり(図7ク)、CEがHレベルの間に入力データDA
TMが入力データレジスタ16に取り込まれる。そし
て、CEがLレベルに変化することに応答してパルス信
号REPが出力され(図7キ)、これによって、出力I
NCOがLレベルになり(図7ク)、RSフリップフロ
ップ28はリセットされて反転信号REQINHがHレ
ベルに戻り、読み込み要求の禁止状態を解除する。
になることはないので、RSフリップフロップ26はリ
セットされず、その出力REQFはHレベルを維持し、
読み込み要求は解除されない(図7エ)。よって、反転
REQINH信号がHレベルになることにより読み込み
要求の禁止状態が解除されると、ANDゲート29の出
力REQGは再びHレベルとなり、これによって、バス
ドライバ22はオンしてDTのシリアルライン7は再び
Lレベルに固定され(図7エ)、マスタ1への読み込み
要求が発せられる。
発しても、それがマスタ1に受け付けられて出力データ
がスレーブ3からマスタ1へ転送されない限り、再び自
動的に読み込み要求が発せられる。勿論、スレーブ3が
読み込み要求を発した後、マスタ1が他のスレーブ2も
しくは4との間でデータ転送を行った場合も、同様に、
スレーブ3の読み込み要求は再び発せられる。
ックCLがLレベルでステイしている例であり、この場
合、クロックCLがHレベルになることに応じてRSフ
リップフロップ28をセットし、反転REQINHをL
レベルにすればよい。しかしながら、図9に示すよう
に、クロックCLがHレベルでステイしている場合は、
クロックCLを送出する以前からHレベルの信号がRS
フリップフロップ28に入力されるので正常な動作を行
うことはできず、この場合は、クロックCLがLレベル
になることに応答してRSフリップフロップ28をセッ
トしなければならない。
スタ16及びラッチ回路18のビット数を、入力データ
のビット数より1ビット多く設定し、マスタ1から入力
データを転送する際に、クロックCLがHレベルでステ
イしているかLレベルでステイしているかを示すコント
ロールデータPを一緒に転送し、このコントロールデー
タPとクロックCLとをEX−ORゲート27に入力す
ることにより、いずれの場合も確実に動作するようにし
ている。つまり、クロックCLがLレベルでステイして
いるときはデータPを「0」としているので、EX−O
Rゲート27からはクロックCLがそのまま出力され、
クロックCLがHレベルでステイしているときはデータ
Pを「1」としているので、EX−ORゲート27から
はクロックCLが反転されて出力され、これによって、
正常な動作が確保される。
ードを必ずしも用いる必要はなく、スレーブを入力デー
タモードにするか出力データモードにするかを決定する
コントロールデータを用いてもよく、このコントロール
データを上述した例のアドレスコードと同様に扱いデコ
ーダ11,12によりデコードすれば同様の動作を行え
る。
う場合のマスタとスレーブ間との接続ライン数を減少で
き、しかも、データラインを用いてスレーブからマスタ
へ読み込み要求を発しても確実に動作を行うことができ
るようになる。
る。
る。
路図である。
ートである。
タ転送動作を示すタイミングチャートである。
タ転送動作を示すタイミングチャートである。
発生時にマスタからスレーブへのデータを転送する動作
を示すタイミングチャートである。
タイミングチャートである。
タイミングチャートである。
Claims (6)
- 【請求項1】 マスタとスレーブとを、クロック,デー
タ,及び制御信号を各々転送するための第1,第2,及
び第3のラインで接続し、前記制御信号が第2レベルの
ときに前記クロックに同期して前記データを双方向に転
送するデータ転送方式において、出力データを前記マス
タに送出するために前記第2のラインに接続されるバス
ドライバと、前記マスタへの読み込み要求を記憶し、出
力信号にて前記バスドライバを所定状態にして前記第2
のラインを所定レベルに固定することにより前記マスタ
へ読み込み要求を通知する第1の記憶回路と、前記第1
ラインを介して前記クロックが入力されてから前記制御
信号が第2レベルより第1レベルへ変化するまでの間前
記バスドライバをハイインピーダンス状態としてマスタ
への前記読み込み要求を一時的に禁止する禁止回路と
を、前記スレーブに備えたことを特徴とするデータ転送
方式。 - 【請求項2】 請求項1記載のデータ転送方式におい
て、前記制御信号が第2レベルになる以前の第1レベル
において前記第1のラインを介して前記クロックが転送
している期間に前記第2のラインを介して転送されるコ
ントロールデータが、スレーブからマスタへの出力デー
タモードを示すコントロールデータであることを判別す
る判別回路を、前記スレーブは更に有し、該判別回路の
出力に基づき前記記憶回路をリセットして読み込み要求
を解除することを特徴とするデータ転送方式。 - 【請求項3】 請求項2記載のデータ転送方式におい
て、前記マスタに対し前記スレーブは複数並列に接続さ
れ、前記コントロールデータは、各スレーブ毎に割り付
けられた異なるアドレスコードであることを特徴とする
データ転送方式。 - 【請求項4】 請求項1記載のデータ転送方式におい
て、前記クロックがHレベルでステイしているかLレベ
ルでステイしているかを示すデータを記憶する第2の記
憶回路と、該第2の記憶回路の出力と前記マスタから送
出されるクロックとの一致もしくは不一致を検出する検
出回路とを、前記スレーブは更に備え、前記検出回路の
出力クロックを前記マスタからのクロックに代えて前記
禁止回路に入力することを特徴とするデータ転送方式。 - 【請求項5】 請求項4記載のデータ転送方式におい
て、前記スレーブは、前記第2ラインを介して前記マス
タから転送されるデータを前記第1ラインからのクロッ
クに同期して取り込む第1レジスタと、該第1レジスタ
の内容をラッチするラッチ回路とを更に有し、前記第2
の記憶回路は前記ラッチ回路内に含まれることを特徴と
するデータ転送方式。 - 【請求項6】 請求項1記載のデータ転送方式におい
て、前記スレーブは、前記制御信号が第2レベルの期間
に前記クロックに同期して出力データを前記第2のライ
ンに送出する第2のレジスタと、前記制御信号が第2レ
ベルから第1レベルへ変化したことに応答して前記バス
ドライバをハイインピーダンス状態にするゲート回路と
を更に備えたことを特徴とするデータ転送方式。
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