JPH0230256A - 双方向シリアル通信方式 - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は１本の（１対の）信号線により装置間でデータ
転送を行う双方向シリアル通信方式に関する。

（従来の技術） 従来、装置間で双方向のシリアル通信を行おうとする場
合には、装置間に、送信データ、受信データ、及び各種
の制御用信号線を接続する必要があった。この方式の代
表例としてはＲ８−２３２Ｃがあげられる。第５図に示
すようにＧ、Ｔ、Ｒ。

Ｃ，Ｉ、８のように、接地を含め６本の信号線を接続す
る必要がある。また、この他にも、高い周波数の信号（
キャリア）を送出データで変調して相互に伝送ラインに
送出する方式もある。この方式の代表例としては電話回
線を使ったモデム通信がある。

（発明が解決しようとする課題） 上記従来技術によれば、接続に必要な信号線の数が多い
ためコネクタが大きくなる。また、キャリアを変調する
ため、転送スピードがあまシ上けられなかったシ、更に
はキャリアによる不要電波の輻射を抑えるため、シール
ド処理が大がかシになってしまう等の欠点があった。

本発明は上記欠点に鑑みてなされたものであシ、装置間
を接続するためのコネクタ及びケーブルを小形軽量化し
て容易に取付、取外しができるよう忙し、かつ、高速に
データ通信を行うことのできる双方向シリアル通信方式
を提供することを目的とする。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明は、装置双互間で情報を交換するデータ転送シス
テムにおいて、各装置が入出力する情報全てを唯−本の
信号線を使って転送するもので６シ、上記システムは、
複数のインターフェイスから時分割で出力された信号を
双方向に伝送する信号線と、該信号線に対する同期信号
の出力、及び必要に応じ、他の情報の入出力を行うホス
ト・インターフェイスと、上記信号線上の同期信号によ
り、ホスト・インターフェイスとタイミングを合わせ、
必要に応じ他の情報の入出力を行なうスレーブ・インタ
ーフェイスとを具備するものである。

（作用） 上記構成において、装置間を接続している１本の（１対
の）信号線にタイミング合せの丸めの同期信号、制御の
ためのコントロール情報を出力し、必要に応じ、同信号
線から、相手装置の出力する情報を取シ出すホスト・イ
ンターフェイスと、信号線に乗せられた同期信号忙よシ
同期合わせを行り、コントロール情報を抽出、解読し、
必要に応じ同信号線上に装置のステータス等の情報を返
送するスレーブ・インターフェイスを設けることにより
、各装置間での双方向通信を実現するためのものである
。なお、本発明によ多接続できる装置の数は２台に限ら
れることはなく、３台以上の装置を接続することが可能
である。

このことＫよシ、従来、多数（少なくとも３本以上）の
信号線で結ぶ必要のあ−）ｆｃケーブルが、１対の信号
線で済むようになシ、従って、装置間の接続が容易にな
る。

（実施例） 以下、本発明実施例について詳細に説明する。

第１図は本発明の実施例を示すブロック図であシ、２装
置を接続する場合の一例を示す。

図において、１はホスト・インターフェイスであ）、信
号線３に対し同期信号、コントロール情報を出力する。

また、同信号線３を介して装置４゜５間のデータ転送を
行なう。２はスレーブ・インターフェイスでアシ、信号
線３からの；ントロール信号を検出し、必要に応じステ
ータス情報を返送する。また、同信号線３を介して装置
４，５間のデータ転送を行なう。３は信号線であり、こ
の１本の信号線を使って全ての情報が伝送される。

４及び５はデータ通信を必要とする装置であり、ホスト
インタフェース１．スレーツインタフエース２及び信号
線３を介し相互間でデータの通信を行なう。

６及び２は各装置の送信データであシ、相手側の装置に
伝える通信情報である。８及び９は各装置の受信データ
でアク、相手側の装置から受取る通信情報である。

第２図は本発明にて用いられる伝送フォーマット（信号
波形）の−例である。図において、■は″１＃を示す波
形であシ、１ビツトフレ一ム内ＫＨ１ｇｈ−Ｌｏｗ−Ｈ
１ｇｈレベルに変化する。■は＠　Ｏ＃を示す波形でＴ
ｏり７％　１ビツトフレーム期間中Ｈ１ｇｈ（高）レベ
ルを保つ。■は同期信号波形であシ、２つ又はそれ以上
のビット・フレームＫまたが多Ｌｏｗ　（低）レベル状
態を保ち、その後Ｈ１ｇｈレベルになる。（■と■の組
合せのみでは起こシえな込）９ターン）、■はコントロ
ール情報で６Ｌホスト・インタフェース１からスレーブ
・インターフェイスｊＫ伝えられる制御情報である。

■は送出データでアシ、ホスト・インターフェイス１が
接続されている装置からスレーブ・インターフェイス２
が接続されてｈる装置に対し伝えられる情報である。■
はステータス情報でアシ、スレーブ・インターフェイス
２からホスト・インターフェイスＩＫ伝えられる状態情
報である。■は返送データであル、スレートインタ７エ
イス２が接続されている装置からホスト・インター７ェ
イスノが接続されてｂる装置に対し伝えられる情報であ
る。

第３図は第１図に示したホストインタフェースの内部構
成を示すブロック図である。図におｈて、１１は発振器
で６シ、シリアル・通信情報転送レートの規準となるク
ロック信号を発生する。１２はカウンタであシ、１ワー
ドフレーム中のピット位置を同期信号の位置を示すため
のカウント・データ（現在どのビットが出力又は入力さ
れてｈるかを示す信号）を出力する。１３は同期信号発
生器であシ、同期信号を出すべきタイきングに、データ
とは異なった同期信号特有の信号・リーンを発生する。

１４１，１４２はパラレル−クリアル変換回路でアシ、
信号線に対し出力すべき情報をピット位置く対応したシ
リアル信号に変換する。

１５は送信バッファであシ、出力すべき情報を信号線に
乗せるためのバッファ／レベル・コンバータでアシ、オ
ープンコレクタ、トライ・ステート等の、ワイアードＯ
Ｒ（又はＡＮＤ）接続可能な回路により構成される。１
６は受信バッファであシ、信号ｍに乗せられた情報を受
信するためのバッファ／レベル・コンノ々−夕であ夛、
必要に応じてヒステリシス性を持たせる。１７１，１７
／２はシリアルーツ譬ラレル変換回路であ）、信号線か
ら受信したシリアル信号をパラレル信号に変換する＠第
４図は８１図に示したスレーツインタフエースの内部構
成を示すｆロック図である。図において、２ノは発振器
であシ、動作の基準となるクロック信号を発生する。ま
た、この発振器には必要に応じ強制同期、ＰＬＬ等の方
法により位相合せＯ丸めの同期化機能を持たせても良い
。

２２はカウンタであシ、１ワード・フレーム中のピット
位置を示すためのカウント・データを出力する。２３は
同期信号分離回路であシ、信号線上の情報から、同期信
号を分離し、カウンタ２２の値をホスト・インタ７エイ
スのカウンタと同期させるための信号を出力する。２４
１，２４２はクリアルーパラレル変換回路であシ、信号
線から受信したシリアル信号をパラレル信号忙変換する
。

２Ｓは受信ノ譬ツ７プであシ、信号線忙乗せられた情報
を受信するためのバッファ／レベル・コンノ々−夕であ
る。必要に応じヒステリシス特性を待たせる。２６は送
信ノ譬ツファであシ、出力すべき情報を信号線に乗せる
ためのバッファ／レベル・コンバータである。オープン
・コレクタ、トライステート等の回路により構成される
。

２７１、！７２はノクラレルーシリアル変換回路であり
、信号線に対し出力すべき情報を、ピット位置に対応し
たシリアル信号に変換する。

以下、本発明実施例の動作について詳細に説明する。本
発明によるインターフェイスにより装置間の通信を行う
場合の接続例を第１図に、信号線を通って伝えられる情
報（波形）の−例を第２図に示す。第２図により動作を
説明とすると、２つの装置間のデータ通信はワード・フ
レームと呼ばれる、データの集シを基準に行われる。ホ
スト・インターフェイス１は、このワード・フレームの
区切シを明確にするため、１ワード・フレームにつき１
回の同期信号３を定期的に出力し、また、これと共に、
スレーブ・インターフェイス２を制御するためのコント
ロール情報４及び、相手側の装置に伝えた込情報５を、
インターフェイス相互間で予め定めておＡたピット位置
に対応するタイミングに出力する。一方、スレーブ・イ
ンターフェイス２は信号線に乗せられた情報の中から、
同期信号３を検出し、これを、基準にしてピット位置を
割シ出し、ホスト・インターフェイスから送られてきた
コントロール情報４や受信したデータ５を正しく再現し
、必要に応じて、ステータス情報やスレーブ備装３置か
ら出力されるデータをシリアル変換し、同信号線に対し
出力する（６及び７）。

このインターフェイスでの最も特徴的な点は、１ワード
・フレームという、短い時間の中で時分割による双方向
データ転送を行う点にある。なお第１図では、スレーブ
・インターフェイスが１台のみの接続例を示したが、コ
ントロール情報又は送出データにより個々のスレーブ・
インターフェイスを識別すれば、−本の信号線に複数の
スレーブ・インターフェイスを並列接続することが可能
である。また、第２図においては、送信データや返送デ
ータ固定長で示しているが、これはデータの種類や各イ
ンターフェイス毎にピット位置や、フォーマットを変え
ることが可能である。

ホスト・インターフェイス１の動作を第４図により説明
する。発振回路１１は、インターフェイスの動作タイミ
ングを決める基準クロックを発生する回路でアシ、この
クロックを基に、カウンタ１２でワードフレーム及びそ
の中の各ピット位置を示すための信号が作シ出される。

このカウンタ１２の出力は３つのブロックすなわち、同
期信号発生回路１３、パラレル−シリアル変換回路１４
１゜１４２、シリアルーツ譬ラレル変換回路１７１　。

１７２に伝えられる。同期信号発生回路１３では、１ワ
ード・フレームに１回、スレーブ・イン−フェイスの同
期合わせの丸めの同期信号が作シ出される。パラレル−
シリアル変換回路１７１　、１７７２では、スレーブ・
インターフェイスに対し出力すべき情報の予め定められ
たビット位置に対応するシリアル・データが作シ出す。

なお、この回路から出力される波形は、同期信号と明確
に区別できるよう、２つのビット・フレームにまたがシ
、同期信号と同極性の波形が出力されることのない形と
なりている（第２図参照）、（この工夫により１同期外
れが発生しずらく、また、仮に発生しても、容易にその
ことかが検出できることが本発明の特徴の一つである）
。送信バッファ１５はホスト・インターフェイスからス
レーブ・インターフェイスに送出すべき情報及び同期信
号を、転送用の信号線のロジック・レベルに変換するた
めのバッファ又はレベル・コンバータであ）、ワイアー
ド接続が可能な回路によ多構成される。スレーブ・イン
ターフェイスから出力され、信号線を伝わって来た情報
は、受信バッファ１６により、ノ母うレルーシリアル変
換回路１７１．１”１２に都合の良い信号レベルに変換
、整形される。この受信バッファ１５には、必要に応じ
、ヒステリシス特性を持たせ、ノイズ・マージンの向上
をはかる。パラレル−シリアル変換回路１１１，１７２
は、受信したシリアル・データを、各ピット位置に対応
したステータス情報として再生（復１１）するためのシ
リアル・ｉ４ラレル変換回路である。

次に、スレーブ・インターフェイスの動作を第４図によ
り説明する。２１はスレーブ・インターフェイスの側の
動作タイミングを決めるための基準クロックを発生する
ための発振器である。・この回路には、必要に応じ、よ
シ正確にホスト・インタフェイスとの同期合せをするた
め、強制同期又はＰＬＬ等の回路を付加してもよい。２
２は、スレーブ・インターフェイスの動作タイミングを
決定するカウンタであシ、同期信号分離回路２３から出
力された信号によりイニシャライズされ、ホスト・イン
ターフェイスのカウンタと同期して動作する。この回路
には、必要に応じ同期が合っているか否かを検出する回
路を付加しても良い。２４１゜２４２は第３図に示す１
７１，１７２と同様、シリアル情報を元の形に再生する
。２５は第３図に示す１６と同様、受信信号のレベル変
換、整形を行う。２６は第３図の１５と同様、信号線を
駆動する。但し、ここから送出する信号の中には、同期
信号は含まれない。２７１及び２７２は第３図の１４１
，１４２と同様スレーブ・インターフェイスから、他の
インターフェイス（必ずしもホスト・インターフェイス
に対する出力のみでなく、信号線に接続されている他の
スレーブ・インターフェイスであっても良い）に対し出
力する情報をシリアルデータに変換する。

尚、本発明によるインターフェイスは、コネクタが小さ
く、取扱りが簡単である特徴を生かし、以下に列挙する
用途に応用できる。

（１）パーソナルコンビエータ（特に可搬型のパソコン
）相互のデータ変換。

（２）　　ノ４−ソナルコンピエータと周辺機器（外部
ＦＤＤ　、プリンタ等）の接続用インターフェイス０ （３）計測器相互の接続用インターフェイス。

また、上述した説明による双方向インターフェイスを変
更することにより以下に示す形でのインターフェイスの
実現屯可能となる。

（１）本来、多数の信号線を使用していたインター７８
イスのうち、一部分の信号線のみに本発明を適用し、信
号線の本数を減らす。

（２）双方向ではなく、片方向のみの通信。

（３）１本の信号線上に、ワード、フレーム長のＪｌる
複数のスレーブ・インターフェイスを接続シ、ホストイ
ンタフェースから出力する同期信号の間隙を変えること
により、選択的に特定のスレーツインタフエースと通信
を行うＯ ［発明の効果］ 以上説明のように本発明に従えば、従来、少なくとも３
本以上の信号線で結線する必要のあったケーブルが一対
の信号線で済むようＫなるため、装置間の接続が容易に
なる他、装置間を接続するためのコネクタ及びケーブル
を小形、軽量化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すブロック図、第２図は本
発明にて使用される伝送フォーマットを示す図、第３図
は第１図に示すホストインタフェースの内部構成を示す
ブロック図、第４図は第１図に示すスレーブインタフェ
ースの内部構成を示すブロック図、第５図は従来のＲ８
２３２ＣＫよる接続構成を示す図である。 １・・・ホストインタフェース、２…スレーブインタフ
エース、４．５・・・データ転送装置、１１＝。 ２１・・・発振器、１２．２２・・・カウンタ、１３・
・・同期信号発生回路、２３・・・同期信号分離回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 装置双互間で情報を交換するデータ転送システムにおい
   て、各装置が入出力する情報全てを唯一本の信号線を使
   って転送するもので、上記システムは、複数のインター
   フェイスから時分割で出力された信号を双方向に伝送す
   る信号線と、該信号線に対する同期信号の出力、及び必
   要に応じ他の情報の入出力を行うホスト・インターフェ
   イスと、上記信号線上の同期信号により上記ホスト・イ
   ンターフェイスとタイミングを合わせ、必要に応じて他
   の情報の入出力を行なうスレーブ・インターフェイスと
   を具備することを特徴とする双方向シリアル通信方式。