JP3726769B2 - シリアルデータ処理装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリアルデータの授受を行うと共に、データ処理を行うシリアルデータ処理装置に関するものであり、詳しくは、高負荷状態でもデータを正確に受信できるシリアルデータ処理装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
測定器、パーソナルコンピュータ(以下、パソコンと略す)等のシリアルデータ処理装置は、各装置間を複数の信号線で接続して、シリアルデータの送受信を行う。また、シリアルデータで装置間を通信する方法は、シリアル通信と呼ばれる。このシリアル通信の通信方法の規格には、RS232CやRS422等があり、この規格に沿ってデータの授受が行われる。
【0003】
シリアルデータ処理装置は、送信側から送信されたデータを受信するときに、何らかの事情でデータの取りこぼし(以下、オーバーランエラーと略す)を発生することがあるが、このオーバーランエラーを防ぐためにハードウェアで制御する機能が通信規格によって定められ、RS232CではRTS制御と呼ばれる。
【0004】
具体的には、シリアルデータ処理装置間を接続する信号線の一本の信号レベルを2値信号(ハイレベルまたはロウレベル)で制御して、この2値信号の信号レベルによって送信側がデータ送信を一時的に停止させ、オーバーランエラーの発生を抑える。また、データ送信の制御を行う2値信号はハイレベルが送信要求信号と呼ばれ、ロウレベルが送信不可信号と呼ばれる。
【0005】
図3は、RS232Cを例として、従来のシリアルデータ処理装置の構成例を示した図である。図3において、測定器MI、パソコンPCは、シリアルデータ処理装置であり、複数の信号線RTS、CTS、SD、RDによって、それぞれが接続される。ただし、接地用の信号線等の図示は省略している。
【0006】
また、シリアルデータ処理装置MI、PCは、シリアル通信のインターフェース部分であるシリアル通信コントローラ10、受信用バッファ21、送信用バッファ22、データ処理部30を有する。ここで、受信用バッファ21と送信用バッファ22は、格納部である。
【0007】
シリアル通信コントローラ10は、受信データを格納する記憶部である受信用FIFO(First in First out)11、送信データを格納する記憶部である送信用FIFO12、オートアラーム手段13、2値信号出力手段14を有し、信号線RTS、CTS、SD、RDと接続される。ここで、オートアラーム手段13と2値信号出力手段14は、通信送信要求部である。
【0008】
ここで、測定器MI側からみると、シリアル通信コントローラ10は、RTS制御用の信号を信号線RTSに出力し、パソコンPCからのRTS制御用の信号が信号線CTSを介して入力される。また、パソコンPCへの送信データを信号線SDに出力し、パソコンPCからの受信データが信号線RDを介して入力される。
【0009】
受信用FIFO11は、信号線RDからのデータを格納する。送信用FIFO12は、信号線SDに出力するデータを格納する。オートアラーム手段13は、受信用FIFO11の空き容量、すなわち格納されたデータの量によって、アラーム信号を出力する。2値信号出力手段14は、アラーム信号によって信号線RTSにロウレベルまたはハイレベルの信号を出力する。
【0010】
受信用バッファ21、送信用バッファ22のそれぞれは、受信用FIFO11、送信用FIFO12よりも大きな容量を持つ。また、受信用バッファ21、送信用バッファ22のそれぞれは、受信データ、送信データの格納を行う。
【0011】
データ処理部30は、例えば、中央演算処理装置であり、受信データ転送手段(第1の転送手段)31、送信データ転送手段(第2の転送手段)32、マニュアルアラーム手段33を有する。そして、データ処理部30は、シリアル通信コントローラ10にRTS制御のモードを指示すると共に、受信用バッファ21の空き容量を確認し、シリアル通信コントローラ10の2値信号出力手段14にアラーム信号を出力する。また、データ処理部30は、送信用バッファ22と受信用FIFO11のデータを読み出し、読み出したデータを送信用FIFO12、受信用バッファ21のそれぞれに格納する。
【0012】
受信データ転送手段31は、受信用FIFO11に格納された受信データを受信用バッファ21に転送し、格納する。また、送信データ転送手段32は、送信用バッファ22に格納された送信データを送信用FIFO12に転送し、格納する。
【0013】
マニュアルアラーム手段33は、受信用バッファ21の空き容量、すなわち格納されたデータの量によってアラーム信号を、シリアル通信コントローラ10の2値信号出力手段14に出力する。
【0014】
このような装置の動作を説明する。ただし、測定器MI側からみた動作とし、測定器MIがパソコンPCからデータを受信する例を挙げ説明する。図3に示す装置において、送信側のパソコンPCが、送信するデータを送信用バッファ22に格納する。そして、送信データ転送手段32が、送信用バッファ22のデータを送信用FIFO12に転送し、格納する。
【0015】
そして、パソコンPCのシリアル通信コントローラ10は、送信用FIFO12に格納されたデータを信号線RDに出力する。ただし、信号線RTSラインを介して、測定器MIから入力される送信要求信号、送信不可信号に従ってデータ送信を行う。つまり、シリアル通信コントローラ10は、ロウレベルの送信不可信号ならば直ちにデータの送信を止め、ハイレベルの送信要求信号ならばデータの送信を行う。
【0016】
一方、受信側の測定器MIのシリアル通信コントローラ10が、信号線RDを介して受信されるデータを受信用FIFO11に格納していく。そして、受信データ転送手段31が、受信用FIFO11のデータを、受信用バッファ21に転送し、格納する。さらに、データ処理部30が、受信用バッファ21に格納されたデータを読み出し、データ処理やデータ解析等を行う。
【0017】
さて、パソコンPCから送られるデータは、通信コマンドと呼ばれる文字列を、通信規格に従って変換したものであり、この通信コマンドは、短いもので変換後のデータ量が数バイト程度だが、長い通信コマンドでは数十バイトとなる。さらに、この通信コマンドは複数つなげることができ、変換後のデータ量は莫大となり、受信用FIFO11、受信用バッファ21の容量よりも大きくなることがある。
【0018】
受信側のシリアル通信コントローラ10は、このような多量のデータが一度に送信されても、オーバーランエラーが発生しないようにRTS制御を行う。このRTS制御には、オートモードとマニュアルモードの2種類のモードがあり、データ処理部30からの指示によりモードが決定される。
【0019】
まず、オートモードにおける図3に示す装置の動作を図4のフローチャートを用いて説明する。パソコンPCのシリアル通信コントローラ10が、測定器MIからの送信要求信号に従って、データを送信する(S10)。
【0020】
測定器MIのシリアル通信コントローラ10が、信号線RDを介して測定器MIからのデータを1バイト毎受信し、受信用FIFO11に格納する(S11)。そして、オートアラーム手段13が、受信用FIFO11の空き容量を確認し、空き容量が所望の量よりも少なく、パソコンPCからのデータをさらに受信するとオーバーランエラーを発生する可能性がある場合、オートアラーム手段13がアラーム信号を出力する(S12、S13)。このアラーム信号によって、2値信号出力手段14が信号線RTSにロウレベルの送信不可信号を出力する(S14)。
【0021】
受信用FIFO11の空き容量が十分な場合、アラーム信号が出力されないので、2値信号出力手段14が信号線RTSにハイレベルの送信要求信号を出力する(S12、S15)。そして、転送手段31が、データ処理部30の指示に従い、受信用FIFO11のデータを受信用バッファ21に転送する場合、データ転送後、転送したデータ分だけ受信用FIFO11をクリアする(S16、S17)。転送手段31が受信用FIFO11のデータを転送しない場合、再び、シリアル通信コントローラ10が信号線RDからのデータを受信して、受信用FIFO11に格納し、空き容量の確認をし、信号線RTSにハイレベルまたはロウベルの信号を出力する(S16、S11〜S15)。そして、パソコンPCからのデータが送信されるごとに、図4に示す動作S11〜S17を繰り返す。
【0022】
続いて、マニュアルモードにおける図3に示す装置の動作を図5、図6のフローチャートを用いて説明する。パソコンPCのシリアル通信コントローラ10が、測定器MIからの送信要求信号に従って、データを送信する(S20)。
【0023】
測定器MIのシリアル通信コントローラ10が、信号線RDを介してデータが送信される間、データを1バイト毎受信し、受信用FIFO11に格納する(S21)。そして、パソコンPCのデータ送信が終了するまで、受信用FIFOに格納を続ける(S22、S20〜S21)。
【0024】
一方、受信用FIFO11にデータが格納されると、データ処理部30のマニュアルアラーム手段33が、受信用バッファ21の空き容量を確認し、空き容量が所望の量よりも少なく、受信用FIFO11からデータがさらに転送されるとオーバーランエラーを発生する可能性がある場合、マニュアルアラーム手段33はアラーム信号を、シリアル通信コントローラ10の2値信号出力手段14に出力する(S31、S32)。そして、2値信号出力手段14が信号線RTSにロウレベルの送信不可信号を出力する(S33)
【0025】
また、データ処理部30のマニュアルアラーム手段33が、受信用バッファ21の空き容量を確認し、空き容量が十分ある場合、アラーム信号が出力されないので、2値信号出力手段14が信号線RTSにハイレベルの送信要求信号を出力する(S31、S34)。そして、転送手段31が、データ処理部30の指示により、受信用FIFO11のデータを受信用バッファ21に転送後、転送したデータ分だけ受信用FIFO11をクリアする(S35)。FIFO11の全データの転送が終了したらば、処理を終了する(S36)。FIFO11の全データの転送がまだならば、再び、受信用バッファ21の空き容量の確認し、信号線RTSにハイレベルまたはロウレベルの信号を出力し、データの転送を行う(S36、S31〜S35)。
【0026】
【発明が解決しようとする課題】
このようにシリアルデータ処理装置は、図4〜図6に示すように、マニュアルモードまたはオードモードのどちらかでRTS制御を行い、オーバーランエラーの発生を抑える。しかし、各モードにおいて、オーバーランエラーが発生する場合がある。このような場合を以下に説明する。
【0027】
オートモードでは、パソコンPCから送信されたデータが、測定器MIの受信用FIFO11に格納され、その後、受信データ転送手段31によって受信用バッファ21へ転送、格納される。そして、データ処理部30が受信用バッファ21からデータを読み出しデータ処理する。だが、データ処理部30が他の処理、例えば、読み出したデータのデータ処理や、データ解析等を行い、高負荷状態にあると、優先順位の高い処理から行われ、受信用バッファ21のデータ読み出しが遅くなる。その結果、受信用バッファ21の空き容量が残り少なくなる。しかし、オートモードでは、受信用FIFO11の空き容量の確認しか行わず、受信用バッファ21がオーバーしてもRTS制御がされず、オーバーランエラーが発生する。
【0028】
また、マニュアルモードでは、パソコンPCから送信されたデータは、測定器MIの受信用FIFO11に格納され、その後、転送手段31によって受信用バッファ21へ転送、格納されるが、データ処理部30が高負荷状態にあると、優先順位の高い処理から行われ、転送手段31によるデータ転送が中断または遅れる。その結果、受信用FIFO11の空き容量が残り少なくなる。しかし、マニュアルモードでは、受信用バッファ21の容量の確認しか行わず、受信用FIFO11がオーバーしてもRTS制御がされず、古いデータから順に上書きされオーバーランエラーが発生する。
【0029】
すなわち、測定器MIのデータ処理部30が高負荷状態となると、オーバーランエラーが発生してしまう可能性が非常に高い。
【0030】
また、シリアル通信コントローラ10は、汎用ICが用いられることが多く、マニュアルモードまたはオートモードのどちらか一方にしか設定することができい。そして、オートモードでは、マニュアルアラーム手段33からのアラーム信号を2値信号出力手段14が受けつけることができなず、マニュアルモードでは、オートアラーム手段13がアラーム信号の出力を行わない。
【0031】
そこで本発明の目的は、高負荷状態でもデータを正確に受信できるシリアルデータ処理装置を実現することにある。
【0032】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、
外部装置とシリアル通信でデータの少なくとも受信を行うシリアルデータ処理装置において、
前記外部装置とシリアルデータを少なくとも受信すると共に、受信可能時に送信要求信号を出力するシリアル通信コントローラと、
データを格納する格納部と、
所望のデータ処理を行うと共に、前記シリアル通信コントローラと前記格納部の間の転送処理を行い、前記格納部が格納可能時に送信要求信号を出力するデータ処理部と、
このデータ処理部からの送信要求信号と前記シリアル通信コントローラの送信要求信号の両方を入力したとき、前記外部装置に送信要求信号を出力する送信要求出力手段と
を設けたことを特徴とするものである。
【0033】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、
シリアル通信コントローラは、
外部装置からのシリアルデータを受信する受信用FIFOと、
外部装置へシリアルデータを送信する送信用FIFOと、
前記受信用FIFOのデータ格納量により送信要求信号を出力する通信送信要求部と
を有することを特徴とするものである。
【0034】
請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の発明において、
データ処理部は、
シリアル通信コントローラのデータを格納部に転送する第1の転送手段と、
格納部のデータをシリアル通信コントローラに転送する第2の転送手段と、
前記格納部の格納量により送信要求信号を出力する送信要求手段と
を有することを特徴とするものである。
【0035】
請求項4記載の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の発明において、
送信要求出力手段は、論理積を出力する論理回路であることを特徴とするものである。
【0036】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
図1は本発明の実施例を示した構成図である。ここで、図3と同一のものは同一符号を付し、説明を省略すると共に、パソコンPC側の図示は省略する。図1において、データ処理部30に2値信号出力手段34が設けられ、この2値信号出力手段34とマニュアルアラーム手段33が送信要求手段である。また、シリアル通信コントローラ10の2値信号出力手段14と信号線RTSの間にANDゲート(送信要求出力手段)40が新たに設けられる。
【0037】
2値信号出力手段34は、マニュアルアラーム手段33からのアラーム信号に基づき、2値信号を出力する。ANDゲート40は、2値信号出力手段14、34からの信号の論理積をとり、この論理結果を信号線RTSに出力する。
【0038】
続いて、図1に示す装置の動作を説明する。図1において、データ処理部30は、シリアル通信コントローラ10をオートモードに設定すると共に、マニュアルアラーム手段33にマニュアルモード時と同様の動作をするように指示を出す。
【0039】
つまり、オートアラーム手段13が受信用FIFO11の空き容量を確認し、アラーム信号を2値信号出力手段14に出力する。そして、2値信号出力手段14が、アラーム信号によって、ハイレベルの送信要求信号またはロウレベルの送信不可信号をANDゲート40に出力する。
【0040】
また、マニュアルアラーム手段33が受信用バッファ21の空き容量によってアラーム信号を、2値信号出力手段34に出力する。そして、2値信号出力手段34が、アラーム信号によって、ハイレベルの送信要求信号またはロウレベルの送信不可信号をANDゲート40に出力する。
【0041】
さらにANDゲート40が、2値信号出力手段14、34の出力の論理積を取り、その結果を信号線RTSにハイレベルの送信要求信号またはロウレベルの送信不可信号として出力する。
【0042】
さらに詳細に2値信号出力手段14、34、およびANDゲート40の出力信号の状態を図2に示す。図2において、ケース(i)は、受信用FIFO11、および受信用バッファ21共に空き容量が十分にある場合である。この場合、オートアラーム手段13、マニュアルアラーム手段33からアラーム信号が出力されないので、2値信号出力手段14、34の出力は共にハイレベルとなる。従ってANDゲート40の出力もハイレベルとなり、パソコンPCからデータが送信され、測定器MIの受信用FIFO11にデータが受信される。
【0043】
ケース(ii)の場合、受信用FIFO11は空き容量が十分にあるが、受信用バッファ21は空き容量が少ない場合である。この場合、マニュアルアラーム手段33のみからアラーム信号が出力され、2値信号出力手段14の出力はハイレベル、2値信号出力手段34の出力はロウレベルとなる。従ってANDゲート40の出力はロウレベルとなり、パソコンPCからのデータ送信が一時停止される。
【0044】
ケース(iii)の場合、受信用FIFO11は空き容量が少なく、受信用バッファ21は空き容量が十分にある場合である。この場合、オートアラーム手段13のみからアラーム信号が出力され、2値信号出力手段14の出力はロウレベル、2値信号出力手段34の出力はハイレベルとなる。従ってANDゲート40の出力はロウレベルとなり、パソコンPCからデータ送信が一時停止される。
【0045】
ケース(iv)の場合、受信用FIFO11、および受信用バッファ21共に空き容量が少ない場合である。この場合、オートアラーム手段13およびマニュアルアラーム手段33からアラーム信号が出力され、2値信号出力手段14、34共に出力はロウレベルとなる。従ってANDゲート40の出力もロウレベルとなり、パソコンPCからのデータ送信が一時停止される。
【0046】
そして、オートモードであっても、マニュアルアラーム手段33が受信用バッファ21の空き容量の確認をし、ANDゲート40が、オートアラーム手段13、マニュアルアラーム手段33からのアラーム信号に従って信号線RTSにハイレベルまたはロウレベルの信号を出力する動作以外は、図3に示す装置と同様なので説明を省略する。
【0047】
このように、オートアラーム手段13、マニュアルアラーム手段33それぞれが、受信用FIFO11、受信用バッファ21の空き容量を確認し、アラーム信号を2値信号出力手段14、34に出力する。そして、2値信号出力手段14、34がアラーム信号によってロウレベルまたはハイレベルの信号を出力する。さらに、ANDゲート40が2値信号出力手段14、34からの2値信号の論理積をした結果を信号線RTSに出力するので、少なくともどちらか一方の空き容量が少なくなると、パソコンPCのデータ送信を止めることができる。これにより、高負荷状態で受信用FIFO11、受信用バッファ21の空き容量が少なくなってもオーバーランエラーを発生しない。従って、高負荷状態でもデータを正確に受信できる。
【0048】
また、ANDゲート40と、データ処理部30に2値信号出力手段34とを設けたので、シリアル通信のインターフェース部分であるシリアル通信コントローラ10が汎用のICであっても、オーバーランエラーの発生を抑えることができる。これにより、インターフェース部分に特別なICを用いる必要が無く、コストを抑えることができる。
【0049】
さらに、2値信号出力手段14、34それぞれからの2値信号をデータ処理部30、シリアル通信コントローラ10とは別に設けたAND回路で論理演算し、信号線RTSに出力するので、シリアル通信コントローラ10、およびデータ処理部30の負荷状態に影響されずに信号を出力することができる。従って、高負荷状態でもデータを正確に受信できる。
【0050】
なお、本発明はこれに限定されるものではなく、以下のようなものでもよい。測定器10は、送受信を行える構成としたが、例えば、測定器10が、パソコンPCからデータの受信のみを行う場合、送信に関連する機能、送信用FIFO12、送信用バッファ22、送信データ転送手段32を設けなくともよい。
【0051】
また、2値信号出力手段14、34、ANDゲート40は、RS232Cの規格に従い、送信側の送信データを止める場合、信号線RTSへの信号レベルをロウレベルとする構成を示したが、信号線RTSへの信号レベルを独自の規格とする場合、2値信号出力手段14、34の信号レベル、送信要求出力手段はそれぞれ、所望の信号レベル、所望の論理演算を行うようにしてもよい
【0052】
【発明の効果】
本発明によれば、シリアル通信コントローラが、受信可能時に送信要求信号を出力し、データ処理部が、格納部が格納可能時に送信要求信号を出力し、これらの送信要求信号の両方を入力したとき、送信要求出力手段が外部装置に送信要求信号を出力するので、外部装置からのデータ送信を止めることができる。これにより、データ処理やデータ転送が送れてもオーバーランエラーを防止できる。すなわち、高負荷状態でもデータを正確に受信できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示した構成図である。
【図2】ANDゲート40への入力信号およびこの入力信号に対する出力信号の関係を表した図である。
【図3】従来のシリアルデータ処理装置の構成図である。
【図4】オートモードにおけるデータ受信の動作を示したフローチャートである。
【図5】マニュアルモードにおけるパソコンPCからのデータを受信用FIFO11に格納する動作を示したフローチャートである。
【図6】マニュアルモードにおけるデータ受信後の動作を示したフローチャートである。
【符号の説明】
MI 測定器(シリアルデータ処理装置)
PC パソコン(シリアルデータ処理装置)
10 シリアル通信コントローラ
11 受信用FIFO
12 送信用FIFO
13 オートアラーム手段
14、34 2値信号出力手段
21 受信用バッファ
22 送信用バッファ
30 データ処理部
31 受信データ転送手段(第1の転送手段)
32 送信データ転送手段(第2の転送手段)
33 マニュアルアラーム手段
40 ANDゲート(送信要求出力手段)
Claims (4)
- 外部装置とシリアル通信でデータの少なくとも受信を行うシリアルデータ処理装置において、
前記外部装置とシリアルデータを少なくとも受信すると共に、受信可能時に送信要求信号を出力するシリアル通信コントローラと、
データを格納する格納部と、
所望のデータ処理を行うと共に、前記シリアル通信コントローラと前記格納部の間の転送処理を行い、前記格納部が格納可能時に送信要求信号を出力するデータ処理部と、
このデータ処理部からの送信要求信号と前記シリアル通信コントローラの送信要求信号の両方を入力したとき、前記外部装置に送信要求信号を出力する送信要求出力手段と
を設けたことを特徴とするシリアルデータ処理装置。 - シリアル通信コントローラは、
外部装置からのシリアルデータを受信する受信用FIFOと、
外部装置へシリアルデータを送信する送信用FIFOと、
前記受信用FIFOのデータ格納量により送信要求信号を出力する通信送信要求部と
を有することを特徴とする請求項1記載のシリアルデータ処理装置。 - データ処理部は、
シリアル通信コントローラのデータを格納部に転送する第1の転送手段と、
格納部のデータをシリアル通信コントローラに転送する第2の転送手段と、
前記格納部の格納量により送信要求信号を出力する送信要求手段と
を有することを特徴とする請求項1または2記載のシリアルデータ処理装置。 - 送信要求出力手段は、論理積を出力する論理回路であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のシリアルデータ処理装置。
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