JPH01161929A - 信号線接続方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、データ伝送の信号線接続方法に係り、特にデ
ータの誤りに対してその影響度を少なくする多重化方法
に関する。

〔従来の技術〕

最近のＬＳＩは多ピン化しており、例えば、３２ビツト
、バーバードアーキテクチャｒ　Ａ　Ｍ　２９０００Ｊ
の入出力端子は、約１５０ピンにのぼり、それに伴ない
パッケージも大形化している。

ｒＡＤＶＡＮＣＥＤ　　ＭＩＣＲＯＤＥＶＴＣＥＳ　　
ＳｔｒｅａｍｌｉｎｅｄＩｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｐｒ
ｏｃｅｓｓｏｒ　ＡＭ２９０００Ｊアドバンス　インフ
ォメーションｒ０９０７５−　Ａ　−１０Ｊに記述され
ている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

半導体を使用したデータ処理技術は、半導体の微細化技
術、高集積度技術により年々、高機能化に向いつつあり
、特にマイクロコンピュータの分野では、４ビツト（デ
ータ幅）が、８，１６ビツトと大きくなり、近年は３２
ピッ１〜ＭＰＵが市場に出現しはじめて・いる。３２ビ
ツトのＭＰＵのアーキテクチャは、次世代のＭ　Ｐ　Ｕ
の機能をも考慮　。

し、内部的にはデータ幅が６４ビツトとなっており、１
回の演算でより高性能、高機能が、シリコンの１チツプ
で実現可能な範囲となってきた。また、これらの高機能
のＭＰＵ等のＬＳＩ群を有効に活用するため、世界的に
標準で使用できるシステムバスも、適用する高機能ＬＳ
Ｉ　（ＭＰＵ）をサポートするため、３２ビツト幅が標
準になりつつあり、近い将来、６４ビツトへと増加する
傾向にある。

マイクロコンピュータは、−世代前のメインフレーム（
大型汎用計算機）と同一の機能と同じくなりつつある。

半導体の゛進歩はめざましく、そのチップ上の機能の集
積は、とどまるところをしらない。現在バス幅は１６ビ
ツトから３２ピツトの過渡期を迎え、これらの高機能Ｌ
ＳＩの適用に少しづつ問題が生じつつある。これはＭＰ
Ｕを含むＬＳＩは高集積度、高速動作が可能となり、Ｍ
ＰＵの内部は各機能ユニットが並列に動作するパイプラ
イン構造が一般的になり、アドレス、データは各３２ピ
ツ１−のデータ幅を出力し、アドレスは広い記憶空間（
３２ビツトであれば２”；４Ｇバイト）が可能となる。

また、ＭＰＵはより高性能をめざして拡張バーバードア
ーキテクチャのように、アドレスライン、データライン
の他に命令用データを設け、より高速に処理が可能なＬ
ＳＩも呪われている。

このように、各機能ユニット（ＬＳＩ）がＭＰＵの高機
能化に伴ない、周辺のＬＳＩ、例えば、ＤＭＡ（ダイレ
クトメモリアクセスコント′ローラ）等もデータ幅、ア
ドレス幅が大きく、システム機能の高機能化にする必要
があり、実現可能な領域となりつつある。

このＭＰＵを含むＬＳＩの高機能化のうちで、データ幅
、アドレス幅の拡大に伴なう信号線の増加は、パッケー
ジの大形化や実装上の大きな問題となり、パッケージに
おいては、価格の上昇、大形化、実装ではプリント基板
の多層化、システムバス、標準化の遅れ等、半導体進歩
とバランスのとれない分野において、その傾向が大きく
なりつつある。

本発明の目的は、これらＬＳＩの多ピン化に対処するた
めに、半導体技術の高集積化を利用し、データ伝送の多
重化方法において、データの誤りに対してその影響を少
なくできる信号線接続方法を提供することにある。

第５図にＭＰＵ等の高機能ＬＳＩの機能モジュールを使
用したデータ処理システムの一例を示す。

機能モジュール１，２．３は、１をＭＰＵにすれば２，
３は主記憶、Ｉｌｏ等であり、それらの間のデータ伝送
を行なう。アドレスバス４は一般的にＭ　Ｉ）　Ｕ等の
マスターとなるモジュールが発信するラインであるが、
Ｄ　Ｍ　Ａ転送ではＩ１０モジュールが発信する場合も
ある。データライン５は各モジュールを接続し、データ
伝送を行なう。コン１−ロールバス６は、アドレスバス
、データバスを使用して要求されるデータ伝送を円滑に
実行するための各種の制御信号を含む。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点は、送信側ユニットのデジタル値を構成する
複数の信号線を、その重要性に応じて重み付けし、重み
付け順に並べてブロック分けし、隣り合うブロックで重
み付けの大きい信号線を含むブロックの信号線の数が、
重み付けの小さい信号線を含むブロックの信号線の数以
下となるよう多重化し、前記信号線の接続することによ
って解決される。

〔作用〕

ある数のデジタル信号線をまとめてブロックにし、アナ
ログ値により多重化する場合、アナログ信号値はデジタ
ル信号線の数の組合わせに分けられる。このため、多く
のデジタル信号線をブロック化して多重化したものは、
少ないものよりも各アナログ信号値の幅が狭くなり、誤
差の許容範囲が狭くなる。

本発明では、送信側ユニットのデジタル値を構成する複
数の信号線をその重要性に応じて重み付けし、重み付け
順に並べてブロック分けし、隣り合うブロックで重み付
けの大きい信号線を含むブロックの信号線の数が、重み
付けの小さい信号線を含むブロックの信号線の数以下と
なるよう多重化したので、重み付けの大きいブロックの
誤差の許容範囲が広くなる。つまり、重み付けの大きい
ビットの多重化による誤りの影響が少なくなる。

〔実施例〕

第４図に、ＭＰＵ等の機能モジュールとデータバス、ア
ドレスバス等の構成を示す。この構成はバス構成を採用
した場合のブロック図を説明するもので、機能モジュー
ル１は、ＭＰＵ、メモリ、Ｉｌｏ　（ＤＭＡＣを含む）
を示す。アドレスバス２．３はデータ処理を実行するた
めの命令の番地や該当データの番地を伝送する。データ
バス４゜５は、アドレスバス２，３で指定した番地の内
容を伝送し、システムの構成に応じてメモリ専用バス、
Ｉ１０専用バス等に分割することが可能である。コント
ロールバス６はアドレスバス、データバスの制御、その
他、データ転送を実行するバスである。クロック信号ラ
イン７は、システム全体を同期化して動作させるための
ものである。これらの構成はＭＰＵを使用したデータ処
理システムを実現する場合の一般的な方法である。

本発明の一実施例を第１図を用いて説明する。

第１図においては、データの転送方向を１方向に固定し
て説明する。送信モジュール１は信号を発（Ｅｉ　Ｌ、
受信モジュール２は信号を受信する。１６レベル送受信
ユニツト３は、４本の２進ラインを１本の信号に多重化
し、４レベル送受信ユニツト４は、２本の２進ラインを
１本の信号に多重化する。ダイレクト送受信ユニット５
は多重化を行なわない。

発信モジュール１内に発生した１６本の信号で、１６レ
ベル送受信ユニツト３のブロックは２０〜２３の４本を
デジタル／アナログ（以下Ｄ／Ａと称す）変換し、１６
値のアナログ信号にする。受信モジュール２内において
は入力された１６値のアナログ値をアナログ／デジタル
（以下Ａ／Ｄと称す）変換し、４本の２進デジタル信号
にする。４レベル送受信ユニツト４のブロックは２本の
デジタル信号より４値のアナログ信号に変換し、受信モ
ジュール２で再び４値のアナログ信号を２本の２進デジ
タル信号にする。ダイレクト送受信ユニット５のブロッ
クは、多重化を行なわず、従来方式と同様に、信号のド
ライバとレシーバを２進信号のまま構成したものである
。第１図の方法では。

Ｄ／Ａ、Ａ／Ｄコンバータの量子化雑音がないものと仮
定すると、理論的には連続量の範囲まで多重化が可能で
ある。すなわち、１６本または３２本のデータラインで
も１本の信号として取扱うことが可能となり、Ａ／Ｄ、
Ｄ／Ａの変換速度を別にすれば信号線ネックは解消する
。しかし、２進数のデジタルシステムの特徴は、スイッ
チング領域を除いて信号の対ノイズ性が高く、安定なシ
ステム溝築が可能な点である。

このため、本発明ではこの多重化を行なう際に２進数の
重みに着目し、ＬＳＢ側（下位側）の多重化を大きくし
、ＭＳＢ側（上位側）の多重化を小さくして全体として
システムの信頼性を損うことのない範囲において多重化
を可能とした方法である。すなわち、信号の上位ビット
が誤る影響と、下位ビットが誤る影響を考慮したもので
ある。もし２０〜２３内で誤りがあれば全体の１６ビツ
１〜より換算して１５７６５にの０．０２％であるが、
上位のビット１６が誤れば５０％の誤差となる。

この方法は、システム全体の実装環境等を考慮して多重
化の方法を変化することが可能である。もちろん受信側
のデータラインも同−構成とする必要がある。その構成
に応じて多重化方式を変更することが多い場合は、別の
少ない本数のパスラインを使用した、プログラムにより
変更可能な、プログラマブルにすればよい。

多重化方法の実現方法の一例を第２図を用いて説明する
。図は４ビツトの多重化の例を示す。送信ユニット３に
印加された４ビツトのデータは、Ｄ／Ａコンバータｌで
１６値のアナログ信号に変換され、受信ユニット４に伝
送される。受信ユニット４は、Ａ／Ｄコンバータ２で１
，６値のデータを４ピツ１〜の２進数に変換する。この
方法であれば、信号は１／４となる。

両方向多重化信号線の実現例を第３図に示す。

Ｄ／Δコンバータ１．Ａ／Ｄコンバータ２、送受信ユニ
ッＩ−３、制御ライン４で構成され、制御ライン４は信
号の方向やタイミングをコントロールする。

このように多重化の機能をモジュール（ＬＳＩ）の中に
取り入れることにより、外部に出力する信号線を少なく
し、外部でのバッファ、パターン配線等を少なくするこ
とが可能となる。

本実施例によれば、高機能ＬＳＩ等の信号線の多いモジ
ュールに適用することにより、パッケージの小形化、実
装の簡易化、システム価格の低下等が期待できる。また
、従来のデジタルの高速パルスによる伝送路よりのノイ
ズ発生や、信号間のクロストーク、プリント基板等のス
トリップラインのインピーダンス・ミスマツチング等に
よる弊害も防止することが可能となる。

この方法を進めて、現在、国際的に統一が進んでいる標
準バスに採用することにより、実装も含めて、メリット
は大である。

一方多重化による誤差の発生は従来の２値を送受信する
方法（多重化しない）にくらべて理論的に高くなる可能
性がある。どうしても高信頼化システムが必要な場合は
、多重化により少なくなった信号ラインを使用し、ＦＣ
Ｃやその他の修正可能な符号化方式を合わせて採用すれ
ば低減可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、送信側ユニットのデジタル値を構成す
る複数の信号線を、その重要性に応じて重み付けし、重
み付け順に並べてブロック分けし、隣り合うブロックで
重み付けの大きい信号線を含むブロックの信号線の数を
１重み付けの小さい信号線を含むブロックの信号線の数
以下となるよう多重化することによって、重み付けの大
きいビットの多重化による誤りの影響を少なくすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による一実施例で、各ピッ１〜重みに応
じた多重化方法を示した図、第２図は多重化方法の実現
方法を説明した図、第３図は両方向の多重化方法の実現
方法を説明した図、第４図はデータ処理における一般的
な機能モジュールの入出力信号線説明図、第５図は機能
モジュールの複数構成による一般的なデータ処理システ
ムの構成説明図である。 １・・・送信モジュール、２・・・受信モジュール。 第２図 、ｎ＋３２＊ｆ１２ｎｏｒ　２７１ 鴻３圀 ２ＪＦＴＪ　２１１Ｔ＆　Ｚ′ｌ　２　ＩＩ第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、送信側ユニットでデジタル値をアナログ値に変換し
   、受信側ユニットで該アナログ値をデジタル値に変換す
   るデジタルデータ伝送の多重化方法において、前記デジ
   タル値を構成する複数の信号線を、その重要性に応じて
   重み付けし、重み付け順に並べてブロック分けし、隣り
   合う該ブロックで重み付けの大きい信号線を含むブロッ
   クの前記信号線の数が、重み付けの小さい信号線を含む
   ブロックの前記信号線の数以下となるよう多重化し、前
   記信号線の接続をしたことを特徴とする信号線接続方法
   。