JPH05502151A - 多重化同期／非同期データバス - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 多重化同期／非同期データバス 発明の背景 関連する内容を含む米国特許第４．９７２，４３２号が参照される。

本発明は一般的にはデータ送信システムに関し、より特定的にはデータ転送の速 度を上げるために、階層化された（ｌａｙｅｒｅｄ）非同期式シリアルデジタル データ送信システムを有する同期式自己クロック型デジタルデータ送信システム に関係する。

同期式自己クロック型デジタルデータ送信システムは、Ｂｙｒｎｓに対する米国 特許第４，３６９．５１６号の中で述べられている。このシステムは、速度およ びタイミングの変動に強く、かつ長い長さのデータバス構造にとって適切である 同期式自己クロック型双方向データ送信バスを提供する。データ送信部によって 、２本のデータ信号線の２ビツトの二進状態を使用することは、データ信号の初 めと終わりおよびデータ信号のビットの二進状態の独自的な（ｕｎｉｑｕｅ）規 定を可能にするが、アドレスとデータ信号の間も区別する。第３のデータ信号線 は、該データ送信部に応答または返信するために周辺装置によって使用される。

セルラ無線電話システム用に現在利用できるいくつの移動無線電話装置および携 帯無線電話装置において実現されているように、該同期式自己クロック型データ バスは比較的低いデータレートで作動する。該バスおよびそのデータレートが本 来有する能力は、高い電気的雑音の領域（例えば自動車）における作動を許容し 、かつそれ自身はとんど電磁的妨害を引き起こさない。

非同期式シリアルデータ送信システムは当業者によく知られており、高いデータ 転送速度を提供する。例えばＭＣ６８ＨＣ１１Ａ８型マイクロコンピユータはシ リアル通信インタフェース（ＳＣＩ）を利用するが、それによって該マイクロコ ンピュータは標準のＮＲＺ　（マーク／スペース）フォーマットを受信データ入 カポ−）　（ＲＸＤ）および送信データ出力ボート（Ｔ　Ｘ　Ｄ）の双方に使用 する周辺装置と通信することができる。該ＭＣ６８ＨＣ１，ＩＡ８のシリアル通 信インタフェースは更に、ＨＭＯＳシングルチップマイクロコンピュータ　デー タブック（整理番号ＡＤ１１２０７Ｒ１，１９８７年発行）のページ５−１から ページ５−５までに記述されている。

セルラ無線電話システムの加入者装置における両方の形式のデータ送信システム の特徴を実現するためには、線数およびコネクタ数を減らすため共通の物理的バ ス構造に両者を組み入れることが必要となるであろう。該物理的なバスの規模は 携帯無線電話装置では特に重要である。現在使用されている自己クロック型同期 バスが、既にサービスに使用されている装置を合わせ直すことなしに、変更なし で使用が続くこともまた望まれる。本願望はデータをより高い送信レートで交換 するという増大する必要性と矛盾する。

従って、速度変動、タイミング変動および現在の低いデータ転送速度の同期デー タバスの長い物理的バス長に対する強さを非同期データバスの高速化されたデー タ転送速度と結合することが望ましいであろう。多くのアプリケーションにおい てパスラインおよび対応するコネクタの数は重要な考察事項であるので、結合さ れたバス構造で信号線の数を維持することもまた望ましいであろう。

発明の概要 かくして、本発明の一つの目的は自己クロック型同期データバスとシリアル非同 期データバスを有利に結合することである。

主（マスク）データ装置は、第１のメツセージを１つのデータ転送速度で運び、 かつ第２のメツセージを別のデータ転送速度で運ぶために３線（ライン）の送信 バスを使用するが、第１のメツセージが送信されない時には予め定められた二進 状態を３線のバスの内の２線に印加する。第２のメツセージは該３線のバスの内 の第３の線で送信されるが、他の２線は印加された予め定められた二進状態を有 する。別のデータ装置から戻されたデータメツセージは第３線から主データ装置 によって検出される。

図面の簡単な説明 第１図は本発明を使用することができる携帯無線電話のブロック図である。

第２図は本発明を使用する上で有用な、知られている一般化されたデータ通信シ ステムのブロック図である。

第３図は第２図のシステムでデータを通信する、知られた方法のための状態図で ある。

第４図は入力データと第２図のシステムによって送信されるデータの間の関係を 示すタイミング図である。

第５図は情報とアドレスデータを示すタイミング図であり、該情報とアドレスデ ータは第２図のシステムによって送信することができ、かつ該情報のために特定 のデータ受信部を選択するために使用することができる。

第６図は多重化能力を具備する３線のバス構造を有する無線電話遠隔ユニットの 簡単化されたブロック図である。

第７図は本発明を使用することができる携帯無線電話遠隔ユニットと変換機周辺 部のブロック図である。

第８図は第７図のＲ線インタフェースの回路図である。

第９図は本発明において使用される非同期データを同期データと多重化するプロ セスを示すフローチャートである。

第１０図は第９図のフローチャートで示された非同期データの送信に対する従属 （スレーブ）装置の応答のフローチャートである。

第１１図は、バスのＴ、Ｃ，Ｒ線に現れる多重化された同期および非同期データ のタイミング図であり、かつ更に該変換機周辺部から該携帯無線電話への「マス ク（主）」状態の移送を図示するものである。

第１２図は本発明において使用される非同期データパケット構造の図である。

第１３図は本発明において使用される、非同期データを同期データと多重化し、 かつ不適切なバス応答に対して試験する過程を示すフローチャートである。

好ましい実施例の詳細な説明 本発明を有利に使用することができる１つのアプリケーションは携帯無線電話へ の適用であって、最小数のデータバスラインおよび関連するコネクタが該携帯無 線電話装置の小型化を助けている。本発明は、本好ましい実施例のように携帯無 線電話に関して述べられるけれども、同様の要求または本発明を使用する装置と の相互接続を特徴とする請求を有する他のアプリケーションにおいてもまた丁度 うまく使用することができる。

無線電話は伝統的な陸線の加入者に提供されるのと同じ形式の十分に自動的な電 話サービスを移動使用者、または携帯使用者に対して提供する。セルラ無線電話 システムでは、サービスは地域を多数のセルに分割することによって地理的に広 い地域にわたって提供される。各セルは典型的には１つの基地局を有し、１信号 （シグナリング）無線チヤンネルと多数の音声無線チャンネルを提供する。電話 の呼は各セルにおいて該信号チャンネルによって、無線電話に着信し、かつ無線 電話によって発信する。該信号が完了すると、該無線電話には音声チャンネルが 割当られ、該呼の期間中に該信号チャンネルから音声チャンネルに切り替える。

無線電話が該セルを離れ、別のセルに入る場合、該無線電話は自動的に該新しい セル内の利用できる音声チャンネルに切り替わり、すなわちハンドオフされる。

本発明は、任意の自動無線電話システムにおいて使用することができるけれども 、セルラシステムの携帯無線電話ユニットにおいて作動するように設計されてい る。該携帯ユニットは、モトローラ・インコーホレーテッドによって販売モデル ＦＯ９ＦＧＤ８４５３ＡＡとして販売促進されているような装置または一般的に 、Ｃｏｏｐｅｒ他による米国特許第３，９０６，１６６号「無線電話システム」 およびＬｉｎｄｅｒ他による米国特許第３，９６２．５５３号「バッテリセイバ の特徴的機能を有する携帯電話システム」の中に記述される形式の装置であって もよい。

信号機能と制御機能を自動無線電話システムに収容するために、マイクロプロセ ッサ、メモリおよび関連周辺デバイスが該携帯無線電話の制御用論理ユニットに 使用される。

この論理ユニットは、基地局から受信されるか、または基地局に送信される信号 が高速の割り込みベースで取り扱われるが、一方キーバットとディスプレイを含 む無線ユニットのための制御信号は分離したシリアルデータバスによってより低 速ベースで取り扱われるように構築することができる。このようなマイクロプロ セッサ制御システムは更に、Ｐｕｈｌによる米国特許第４，４３４，４６１号「 割り込み処理のための二重レジスタを具備するマイクロプロセッサ」の中に記述 されている。代わりに、該論理ユニット、該携帯送受信部および一体化キーパッ ドとディスプレイの間の全てのデータ通信は、第１図に示されるような高速シリ アルデータバスで取り扱うことができる。第１図において、伝統的な論理ユニッ ト１０１は受信部１０３、送信部１０５およびインタフェース１０７に自己クロ ック型シリアルデータバス１０９を介して接続される。該受信部１０３、送信部 １０５および組合わされたメモリを具備する論理ユニット１０１は、無線ユニッ ト１１５として物理的に一緒にまとめることができる。インタフェース１０７と 電話キーバッド１１１とユーザキャラクタディスプレイ１１３は、（移動無線電 話の構成におけるように）分離した制御ユニット１１７であってもよいし、また は（携帯無線電話におけるように）１個のパッケージに完全に一体化されてもよ い。シリアルデータバス１０９の自己クロックの性質は、インタフェースアダプ タ１０７が該論理ユニット１０１から遠隔に配置されることを可能にする。

該シリアルデータバスは第２図と関連して簡単に説明する。本データバスのより 詳細な説明はＢｙｒｎｓによる米国特許第４，３６９．５１６号に見い出すこと ができる。

一般的なデータ送信部２０１は、Ｔ（真データ：ｔｒｕｅｄａｔａ）およびＣ（ 相補データ：　ｃｏｍｐ　Ｉ　ｅｍｅｎｔ　ｄａｔａ）と名付けられた２本の信 号線によってデータ受信部２０３．２０５および２０７に結合される。該データ 受信部２０３および２０５はまた、帰還または戻りデータ信号を、Ｒ（帰還また は戻りデータ）と名付けられた共有される信号線によって該データ送信部に送信 することもできる。別個の帰還データ線（Ｒｏ）もまた、データ受信部２０７に 対して示されるように、帰還データ信号を該データ送信部に送信するために使用 することができる。該帰還データ信号線で、該データ受信部２０３．２０５およ び２０７によって送信される帰還データ信号は、該真データ信号線および相補デ ータ信号線で該データ送信部２０１から受信されるデータ信号と同期して送信さ れる。

もし第２図の一般的な双方向バスの概念が携帯無線電話の制御回路に適用される ならば、該データ送信部は論理ユニットになり、そして該データ受信機は送信部 、受信部、ユーザインタフェースおよび該バスを共用する他の装置になる。

データ送信部２０１によってデータ受信部２０３．２０５および２０７に対して 送信されるデータによって採用されるフォーマットは、４つの２ビツトの二進状 態を使用し、これらは−緒に使用される真データおよび相補データ信号線によっ て設定することができる。例えば第３図の状態図を参照して、第１の２ビツトの 二進状態は「リセット」状態３０１と言及することができ、真データ信号線は二 進数０の値を有し、かつ該相補データ信号線もまた二進数０の値を有する。デー タが送信されない時には、該リセット状態３０１が真データ信号線および相補デ ータ信号線に提供される。データ信号が送信されるべき時には、該リセット状態 ３０１から、送信されるべき入力データにおける０または１に対応して、「０」 状態３０３または「１」状態３０５のいずれかに遷移する。０の状態３０３にお いて、真データ線は二進値０となり、かつ該相補データ線は二進値１となる。１ の状態３０５または０の状態３０３に続いて、該シリアルデータバスは「空き（ アイドル）」状態３０７をとり、真データ線および該相補データ線の双方が二進 値１となる。次に空き状態３０７から、１の状態３０５または０の状態３０３の いずれかに遷移する。送信され、るべきデータ信号の全ての続いてくるビットに 対し、１の状態３０５または０の状態３０３へ遷移する前に、空き状態３０７へ の遷移が行なわれる。これは第４図に見ることができる。

第４図における状態間の遷移は、１個号線しか各遷移の期間中に二進値を変えな いように選択される。リセットの状態３０１と空き状態３０７の間、および１の 状態３０５と０の状態３０３の間の遷移は、真データ信号線と相補デ−タ信号線 の両方の値が同時に変化することを要求するので許容されていない。該二進状態 間の遷移のこの制限は、スキュー（ｓｋｅｗｉｎｇ）およびタイミングの変動の 影響を最小にする。更に第３図の状態図に示されるようにデータ信号を送信する ことによって、真データ信号線および？　相補データ信号線上の送信は自己クロ ックであり、かつ送信周波数とは独立している。各状態遷移間の時間間隔は同じ である必要はなくて、動的に変わってもよく、それによってデータ送信の周波数 を、連続する状態遷移間のランダムに変わる時間間隔と完全に非同期にすること を可能にする。

該同期データフォーマットの理解は、第４図を参照することによって高めること ができる。データ信号の送信のために２つの状態遷移が、入力データストリーム ４００で示される各入力データビットに対して起きる。送信されるデータ信号の 第１ビツトのために、リセットの状態３０１から１の状態３０５に遷移し、その 結果真データ信号線が４０１に示されるように二進数１になる。次に状態が空き 状態３０７に遷移し、その結果相補データ信号線が４０３で二進値１となる。次 に、該データ信号の各々の続くビットに対し、送信されるべきデータ入力信号の 各ビットに対して１の状態３０５または０の状態３０３へ状態遷移し、そして次 に空き状態３０７へ状態遷移が戻り、受信された空き状態３０７はデータ受信部 でビットクロック信号４０７を発生するために利用することができる。該データ 信号の最後のビットに対して、最後の状態遷移が１の状態３０５または０の状態 ３０３から、リセット状態３０１に行なわれる。該データ信号の最後のビットが 送信された後で、リセット状態３０１に戻ることは、データ受信部２０３．２０ ５および２０７に対して、完全なデータ信号が送信されたことを表示する。

データ送信部２０１とデータ受信部２０３．２０５および２０７の間でデータ信 号の双方向送信を提供するために、帰還または戻りデータ信号線４０９と言及さ れるもう一つ別の信号線がデータ受信部２０３．２０５および２０７からデータ 信号を運ぶために提供される。該データ受信部は、真データ信号線および相補デ ータ信号線のビットの値を検出することによって得られたピットクロック信号４ ０７を利用することによって、該帰還データ信号線で帰還データ信号を送信する ことができる。既に述べたように、別個の帰還データ信号線を、データ受信部２ ０７に対するように、各データ受信部に提供することができ、またはデータ受信 部２０３や２０５のような多数のデータ受信部を一本の帰還データ信号線に接続 することができる。もし多数のデータ受信部が同じ帰還データ信号線に接続され るならば、帰還データ信号を送信するために特定のデータ受信部を選択的にアド レスすることが必要になる。多くの異なったアドレス機構を利用することができ 、そしてアドレスを提供するために該データ送信部によって送信されるデータ信 号の一部を利用する１つのそのようなアドレス機構が第５図に示されている。該 アドレス機能に専用のビットの数は、独自的にアドレスすることができるデータ 受信部の最大数を決定する。真データ信号線と相補データ信号線が動的に入れ替 わることができ、そして追加的な数の独特のアドレスを得ることができることは 、Ｐｕｈｌ他による米国特許第４．３９０，９６３号「インタフェースアダプタ のアーキテクチャ」の中に示されている。

本発明において利用することができるシリアル非同期バスは、８ビツトマイクロ プロセツサ（または相当品）のＭＣ６８ＨＣ１１フアミリ用のシリアル通信イン タフェース（ＳＣＩ）として使用することができるものである。該非同期バスは 標準のＮＲＺフォーマット（スタートビット１ビツト、データビット　８ビツト または９ビツト、そしてストップビット　１ビツト）によって特徴づけられ、そ して次の基準に合う。

１）空き線は、文字の送信／受信に先だち論理状態１にされる。

２）スタートビット（論理０）はフレームの開始を表示するために使用される。

３）データは最下位ビット（ＬＳＢ）が最初に送信され、かつ受信される。

４）ストップビット（論理１）はフレームの終わりを表示するために使用される 。１フレームは、スタートビット、８データビツトまたは９データビツトの文字 、およびストップビットから構成される。

５）断（ブレーク）は、少なくとも１つの完全なフレーム時間の間口−レベル（ 論理０）の送信または受信として定義される。

より速い単線の非同期ＳＣＩバスが同期バスの最上部の上に積層されることは、 本発明の重要な特徴である。これは、データ転送の速度を増大しながら同期バス のみを利用する装置とも、逆方向の両立性を可能にする。統合された無線ユニッ トと制御ユニット（一般に遠隔ユニットと呼ばれる）を具備する携帯無線電話に おいて、Ｔ（真データ）線およびＣ（相補データ）線は、無線ユニット１１５の 論理ユニット１０１と制御ユニット１１７のインタフェースの間、および無線ユ ニット１１５から外部または他の内部周辺部に対して進む単一方向の線である。

第３の線は双方向のＲ（帰還）線であり、該バス上の他の装置とはもちろん無線 ユニット１１５の論理ユニット１０１ともやり取りするために制御ユニット１１ ７および周辺装置によって使用される。データは、ＴおよびＣがタイミングを設 定しながら、該バスを通って行く。該バスは同期バスである。好ましい実施例に おいて、高速非同期双方向バスが該同期自己クロック型データバス（ここでは３ 線バス、ＴＷＢと呼ぶ）のＲ線上で多重化される。該高速非同期バス（ＳＣＩす なわちシリアル通信インタフェース）は該ＴＷＢの速度（伝統的に３００ｂｐｓ ）の１０倍以上で動作し、そしてソフトウェア制御を通じて同じデータ線を共有 することができる。本発明において使用されるＳＣＩは単線の双方向バスである 。該バスで通信する全ての装置は、該線からデータを受信することはもちろん、 同じ線に書き込むこともする。第６図は２つの多重化されたバスの構成を示す。

図示されるように、Ｔ線、Ｃ線、およびＲ線のＴＷＢが無線ユニット１１５から 制御ユニット１１７に結合されている。携帯無線電話の遠隔ユニットにおいて、 無線ユニット１１５と制御ユニット１１７は物理的に同し収容器（ハウジング） に配置される。これもまたＴ線、Ｃ線、およびＲ線に結合される周辺部６０５は 、無線ユニット１１５や制御ユニット１１７はもちろん、（もしもあるなら）他 の周辺部６０７に対してデータを送ることはもちろん、ＴＷＢからデータを受信 することもできる。該周辺部はスクランブラ、データ装置、または追加ハンドセ ットであってもよく、かつ該携帯無線電話の遠隔ユニットの内部か、または外部 にあってもよい。周辺部のもう一つの例は、Ｍａｒｒｙに対する米国特許第４， ６８０，７８７号「携帯無線電話の車両用変換機および遠隔ハンドセット」の中 で述へられ、携帯遠隔ユニットの受信部および送信部のために外部電力、外部ア ンテナ、無線周波数（ＲＦ）増幅器、および携帯無線電話で利用することができ ない他の特徴を提供することができる車両搭載型変換機（ｃｏｎｖｅ　ｒ　ｔ　 ｅ　ｒ）である。

携帯無線電話が該変換機に配置される時には、全ての論理機能の自動的な統合が 起きることが望ましい。最初、該携帯無線電話の論理ユニット１０１は、それが 変換機周辺部６０５に接続されていることを確かめなければならない。

確認が終わると、元々携帯無線電話の一部であった機能は該変換機周辺部６０５ に移すことができる。本機能移転は伝統的にはＴＷＢ上のデータ交換であった。

しがしながら、いくつかの場合において本移転は完了するためにあまりにも多く の時間を要求するかも知れない。例えば、事実１全てのセルラ無線電話システム において、各々の個別の携帯または移動の遠隔ユニットは一つ以上の独自の関連 づけられた情報セットを有しており、該情報セットの一つはＮＡＭデータ（例え ば電話番号、システムＩＤ、システムチャンネル走査データ、およびシリアル番 号）を含む。ＮＡＭデータ内の電話番号は、本システムを使用する遠隔ユニット を識別するためにセルラ無線電話システムによって使用される。携帯無線電話や 車両搭載変換周辺装置を有することはシステムの使用者にとって有用であるがら 、該変換機周辺部に移動無線電話機能の、全てでなければそのほとんどを含ませ 、そして携帯無線電話のアイデンティティを、前述したＮＡＭデータにおいて規 定されるように、識別する能力が与えられることは経済的に有利である。アイデ ンティティを転送する過程は、Ｍｅｔｒｏｋａのために１９８７年１０月９日に 提出された米国特許第１０７，２２７号「回路を共有する２台の無線機を有する 無線機配列」の中に述べられている。変換機周辺部と携帯無線電話の間における ＮＡＭデータの転送通信は、該変換機周辺部内にあるマイクロプロセッサと携帯 無線電話の論理ユニット１０１の間におけるデータ転送を含む。

携帯無線電話は該ＮＡＭ、シリアル番号、および電話番号蓄積（ｒｅｐｅｒｔｏ ｒｙ）メモリを、該システムが使用者に対していらだたせる遅延なしで作動する ように、該変換機周辺部にダウンロードしなければならない。該ＴＷＢが使用さ れる時には、遅延がＴＷＢのデータ転送の遅い速度により発生する。更にＴＷＢ のみの使用は、該携帯変換機システムの多機能を制限するが、その理由は該変換 機周辺部が、携帯無線電話単独の動作と携帯無線電話が変換機に差し込まれる時 の携帯無線電話の動作の間で使用者の特徴的機能の連続性を維持するために、携 帯無線電話と同じ使用者の特徴的機能を有するソフトウェアを持たなければなら ないからである。携帯無線電話の機能が市場の要求に応じて変化すると、該変換 機周辺部の機能もまた更新されなければならない。より高速の非同期データバス は、必要なデータ転送を可能にする。

本発明はＴＷＢのＲ線と共に単線の非同期シリアルバスを多重化する。ＴＷＢ装 置とＳＣ■装置の両方は衝突することなしに同じパスラインを共有することがで きる。該装置は既存装置に両立性がある（ｂａｃｋｗａｒｄ　ｃａｍｐａｔｉｂ ｌｅ）が、それでもなお該バスの実効的なデータ転送速度を上げる。

本発明の多重化された同期／非同期データバスとの高速周辺相互接続部との相互 接続は、該ＳＣＩバスと通信するためにＴＷＢのＲ線に対する、およびＴＷＢの 状態を監視するためにＴ線とＣ線に対する周辺部６０９の接続によって図示され る。該多重化されたデータバスは複数の周辺部（６０７，６１１）を収容するこ とができ、パラレルのＴＷＢと高速シリアルバスの両方にアクセスする能力を有 することができる。本好ましい実施例の変換機周辺部は、このような周辺部であ る。

さて第７図を参照して、遠隔ユニットが変換機周辺部に結合されているところが 詳細に示されている。既に述べたように携帯無線電話の使用者は、携帯無線電話 を車両搭載型変換機に、外部電力、外部アンテナ、ＲＦ増幅、およびその他の特 徴的機能のために挿入することができる。コネクタインタフェース７０１は第７ 図に図示され、音声接続７１０と７１４、ＴＷＢ線７１８，７２０，７２２、お よび電源接続７２４を接続する。他の接続はもちろん必要に応じて行なうことが できる。

接続７１０および７１４は、携帯機と変換機とが相互結合されている間に、携帯 無線電話をハンドセットとして働かせる音声接続である。スピーカ７２８とマイ クロホン７３０は携帯無線電話において伝統的なものであり、該音声接続７１０ および７１４に対し、本機能を提供するために消音（ミュート）ゲート７３２お よび７３４を介して接続される。該ミュートゲートは、単体の（ｓｔａｎｄ　ａ ｌｏｎｅ）携帯無線電話または移動無線電話において伝統的に提供されるように 、マイクロコンピュータ７３６と１０７によって制御することができる。例えば モトローラのインストラクションマニュアル番号６８Ｐ８１０７０’Ｅ４０およ び６８　Ｐ　８１．０４６　Ｅ　６０における、表題ｒＤＹＮＡＴＡＣセルラ移 動電話インストラクションマニュアル」およびｒＤＹＮＡ　ＴＡＣセルラ携帯電 話インストラクションマニュアル」を各々参照。両マニュアルは、Ｚ１ｐコート ６０１９６　米国イリノイ州　ンヤンバーグ　アルゴンフィン・ロード　１３１ ３番地にあるモトローラ　Ｃ＆Ｅパーツ社から購入することかできる。マイクロ コンピュータ７３６と７４４は、ＭＣ６８ＨＣ１１Ａ８または同等のデバイスの ような伝統的なマイクロプロセッサであってもよい。

本好ましい実施例の変換機周辺部は、前述した米国特許出願第１０７．２２７号 で述べられているように、携帯無線電話送信部１０３および受信部１０５か該携 帯機か該変換機周辺部に結合される時間の間は不作動になる、完全な無線送受信 部７３８を含むことができる。該変換機周辺部は事実上、結合期間の間に該携帯 無線電話の本体であることを引き受け（ｔａｋｅｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　１ｄｅｎｔ ｉｔｙ）、そして携帯無線電話があたかも伝統的な移動無線電話であるかのよう に、使用者によって操作される。

携帯無線電話か該変換機周辺部にプラグを差し込まれると、データの交換か本発 明の多重化された同期／非同期データバス上で起こり、それによって携帯機のメ モリＥＥＰＲＯＭ７５６内に蓄積されたＮＡＭ情報がマイクロコンピュータ７４ ４を介してＲＡＭ７６４にダウンロードされる。

そのようなデータ転送は該変換機周辺部が該セルラシステム上で次の通信のため に携帯機のアイデンティティを有することを許容する。蓄積ダイヤル電話番号の ような付加的な携帯機機能もまた、変換機周辺部のメモリＥ　Ｅ　Ｐ　ＲＯＭ７ ５８にダウンロードすることができる。同様に、音声変換器７６６と７６８の制 御は、マイクロコンピュータ７４４および音声制御７７０に譲渡することができ る。

交換されるべきデータ量は、従って、相当の大きさの量であり、伝統的なＴＷＢ の３００ポー（ｂｐｓ）の速度で転送するためには比較的長い時間を要するであ ろう。本発明の多重化は、ＴＷＢを使用状態に置くことによって（それによって 例えば携帯無線電話のインタフェース１０７かアクセスすること、およびＴＷＢ にデータを印加することを妨げ）、および識別データを該携帯無線電話からＲ線 にシリアルデータバスで転送することによって、データ転送のずっと速い速度を 可能にする。インタフェース７７２は該携帯無線電話内にあり、かつインタフェ ース７７４は該変換機周辺部内にある。

インタフェース７７２と７７４のより詳細な回路図は、第８図に示される。ＴＸ Ｄポート８０１とＲＸＤボート８０３は各々、マイクロコンピュータ７３６の適 切なボート（第８図には示されない）に結合される。ＴＸ、Ｄ８０１ボートとＲ ＸＤボート８０３の間の分離は、マイクロコンピュータ７３６に結合される一つ の制御ボート８０７の制御の下でトランジスタ８０５によって実現することがで きる（が、本好ましい実施例では使用していない）。同様に、ＴＸＤボート８０ ９とＲＸＤボート８１１とインタフェース７７４の制御ボート８２３は、該変換 機周辺部のマイクロコンピュータ７４４に結合される。Ｒ線はマイクロコンピュ ータ７３６からインタフェース７７２の入力８１３へ結合ネットワーク８１５を 通して結合され、そして出力８１７を経由して出力する。制御ユニットインタフ ェース１０７からのＲ線は、ポート８１９およびトランジスタ８２１を介して結 合ネットワーク８１５に結合される。同様の構成がインタフェース７７４に対し て行われる。

本発明の多重化された同期／非同期データバスを制御するために（メモリＲＯ〜 １７７８内に蓄積された）マイクロコンピュータ７３６によって行なわれる方法 が、第９図のフローチャートに示される。はとんどの動作条件下において、ＴＷ Ｂモードは作動し、データはＴ線、Ｃ線、およびＲ線上で、既に述べたように、 交換される。携帯無線電話の遠隔ユニットが変換機に配置される時のように、多 量のデータの交換か発生しなければならない時には、該携帯機は電源の変化を検 出して、そして最初のパワーアップ手順を処理する。該変換機周辺部はこの時点 て主ユニットと考えられ、そして通常はＴＷＢで送られるメツセージに加えて、 本発明に従ってＲ線で高速のポーリングメツセージを送る。該メツセージは最初 、マイクロコンピュータ７４４のＴＸＤ線とＲＸＤ線を一緒に結合するために、 インタフェース７７４の制御ボート８２３を論理ハイに（９０１て）設定するこ とによって送られる。ＴＷＢの制御は論理ハイをＣ線に（９０３て）与えること によって得られる。論理ローは随意にＲ線に（９０５で）与えることができる。

該過程は次に、ポーリングメツセージまたはデータメツセージの送信を（９０９ て）開始する前に、１つの通常のＴＷＢデータビットよりも大きな時間を（９０ ７で）待つ。もしもＲ線が９０５で論理ローに引き下げられたとしたら、該Ｒ線 に与えられた随意の論理ロー状態の解除は、ポーリング（ｐｏ　ｌ　Ｉ）または データの送信より前に、９１１で発生するであろう。該プロセスは次に、ポーリ ング応答を（９１３と９１５で）待ち、そしてポーリング応答（またはデータメ ツセージ）の受信または予め定められたポーリング時間の終了のいずれかに続き Ｃ線を論理ロー状態に（９１７で）する。Ｃ線に論理ロー状態を与えることは、 該バスを通常のＴＷＢ動作に戻す。

携帯無線電話が該変換機にプラグを差し込まれた後に電力が回復した場合の高速 データに対する携帯無線電話の応答が、第１０図に示されている。本時点におい て該携帯機は従属（スレーブ）ユニットと考えられる。該携帯機は制御ボート８ ０７を（１００１で）論理ハイにセットし、そしてＲＸＤ線を介してマイクロコ ンピュータ７３６に結合される高速データを待つ。ＴＷＢのｒＣＪ線が、「Ｒ」 線上でＳＣＩデータの送信を準備している該主（マスク）ユニットによって、論 理ハイ状態にされたかどうかを判定するために、試験が（１００２で）行われる 。もし「ｃ」線が論理ハイ状態にはないならば、該主ユニットはＳＣＩデータを 送るために準備しておらず、そして該従属ユニットの処理は他のタスクに戻る。

もし「Ｃ」線がハイであるならば、ｒＴＪ線の状態について試験が（１００４て ）行われる。有効なＳＣＩデータは、従属ユニットによる論理ローの検出が該処 理におけるこの時点においてＳＣＩデータ送信より前の状態にあることを表示す るようにｒＴＪ線が論理ローレベルに保持されている時には、「Ｒｊ線で該主ユ ニットによって送られる。適切な遅延および（１００３における）ＳＣＩデータ の受信の後に、ＳＣＩデータアドレス整合の検出が（１，００５で）試みられる 。（１００５で）アドレス整合が検出されると、マイクロコンピュータ７３６は データメツセージ応答を組み立て、そして（１００７で）ＴＸＤ線で送信する。

今までに述べた処理の期間中のＴＷＢに関する動作のタイミング図が、第１１図 に示される。通常のＴＷＢ動作は、ｒＡＪと書かれた時間の間行なわれる。（携 帯無線電話および変換機周辺部の双方共、該携帯機と該周辺部の結合より前に、 独立したＴＷＢを有する。期間ｒＡＪの間の動作はいずれのＴＷＢであってもよ い。）携帯無線電話と変換機が時刻ｒｔＪにプラグを差し込まれて一緒になった と仮定すると、該携帯機は時刻ｒｔＪの後に（示されてはいないが）パワーアッ プ手順を処理する。該ＴＷＢ動作と任意の高速データ交換は、該変換機周辺部に よって支配されていて、そして該変換機周辺部は高速シリアルデータバスにとっ て「主」である。有効な周辺部のみが高速（ＳＣＩ）データバスに結合されるこ とを保証するために、試験プロセスが行なわれる。本処理は各周辺部に対して、 主ユニットが「オン」状態に置かれた時（電力が該主ユニットに印加された時） 、または新しい周辺部が該バスに追加された時には常に、一度アクティベイトさ れる。Ｃ線は、該変換機のマイクロコンピュータ７４４によって、（１１０１で ）強制的にハイにされ、かつＴ線は（１１０２で）強制的にハイにされるが、こ れは装置（複数）を高速シリアルデータライン（これは多重化されたＲ線である 。本例ではＲ線は強制的にローにはされない）でポーリングするためである。Ｉ ＴＷＢ標準データビット時間１１０３の後に、該変換機周辺部（主）はＲ線によ りポーリングメツセージ］−１０５を該バス上にある従属周辺部の一つにアドレ スして送信する。Ｃ線とＴ線は共に強制的にハイになっていたので、該アドレス された従属周辺部からは応答を期待しない。Ｔ線とＣ線は次に、（１１０８およ び１１０９て）ロー状態に戻る。Ｔ線およびＣ線が共にハイである時にＳＣＩポ ーリングメツセージに対して応答を返す従属周辺部は、無効な従属周辺部であり かつ該無効な従属周辺部との通信は終了する。有効な従属周辺部に対する適切な ポーリングの送信は次に、Ｃ線のみが（１１１１で）強制的に論理ハイになる時 に示されたように行なわれる。ＩＴＷＢ標準ビット時間の後に、従属周辺部に対 してアドレスされたポーリングメツセージはＲ線で、アドレスされた従属機に（ １１１３で）送信される。Ｃ線のみがハイであるので、該アドレスされた従属機 は（１１１５で）ポーリング応答を伴って返答する。もしも該従属機が携帯無線 電話であるならば、該ポーリング応答は該携帯ＮＡＭデータと識別子（ｉｄｅｎ ｔ　ｉ　ｆ　１ｃａｔ　ｔｏｎ）を含むことができる。該変換機周辺部のマイク ロコンピュータ７４４は次にＣ線を（１１１７で）ローに変える。付加的なメツ セージは、Ｃ線が強制的に論理ハイになり、かつＳＣＩデータが有効な従属機に アドレスされる時に、Ｒ線でＳＣＩフォーマットにて送信することができる。

本発明の好ましい実施例において、主機のステータスおよび制御は、もし該変換 機周辺部が補助の制御ユニットまたはそれに結合される電話ハンドセットを有し ていないならば、この時点で携帯無線電話に渡される。もしも該変換機周辺部が 前記制御ユニットまたはハンドセットを有しているならば、該変換機は主機のス テータスを保持し、そして該携帯無線電話の制御ユニットが、前述した米国特許 第４、．６８０，７８７号の中で述べられているように、ディアクティベイトさ れる。

もしも変換機周辺部が制御ユニットまたはハンドセットを含まないならば、該携 帯機に対する高速メツセージ転送制御は、１１１３で行なうようにポーリングメ ツセージで該携帯機に送信することができる。該携帯機は１１１３の高速データ メツセージに応答して、制御メツセージを確がめ、そして１１１５で送信する。

変換機のマイクロコンピュータ７４４は、続いて１１１７でＣ線を解除する。全 ての更なる制御は、携帯無線電話のマイクロコンピュータ７３６が引き受け、イ ンタフェース７７２を介してシリアル高速データバスをアクティベイトし、かつ ディアクティベイトする。携帯無線電話は主機であり、周期的な間隔で任意の高 速周辺部（変換機周辺部を含めて）の引き続くポーリングを開始する。任意の前 記周辺部は、それらのアドレスが該ポーリングメツセージの一部である時には、 該ポーリングに応答することができる。１１１７におけるＣ線の解除は、ＴＷＢ を通常動作に戻す。

高速データメツセージフォーマットの図が、第１２図に示されている。プリアン プル１２０１は、ＳＣＩ高速データバス上の全ての装置に同期パターンを提供す るために、最初に送信されるバイトの最下位ニブル１２０３内に４ビツトの値を 有する。付加的な領域は、アドレスされたユニット（１２０５）および他のオー バーヘッド機能から望まれる応答を識別する。計数領域１２０７は、該パケット で送信されるべきデータバイトの合計数の計数を提供する。

アドレス領域１２０９は、論理的な装置源１２１１および目的地１２１３のアド レス領域を識別し、かくして該バス上の個々の装置との選択的通信を可能にする 。制御領域１２１５は、定義された動作または続くデータ領域（単数または複数 ）の適切な解釈を表示するために使用される。該データ領域は任意の必要なデー タを具備し、そして該必要なデータを含むために可変長であってもよい。チェッ クサム領域１２１７は、全ての送信されたバイトの単純和を、バス上のエラーを 検出する方法としてゼロに等しくする値を含む。

無効な従属機がＳＣＩバス上にあるかどうかを判定するために、第１３図のフロ ーチャートに示される処理か、主機によって実行される。ＳＣＩバス上の１台の 従属機にアドレスされるポーリングメツセージが組み立てられ、そしてインタフ ェース７７４の入力ポート８２３は（１３０１で）論理ハイにセットされる。Ｔ ＷＢの制御は、Ｃ線を（１３０３で）ハイにセットし、かつＴ線を（１３０５で ）ハイにセットすることによって実行される。既に述べたように、ＩＴＷＢビッ ト時間よりも長い時間ハイになっているＴ線とＣ線の本状態は無効の状態であり 、そして本時間の間に送信されるＳＣ■データに対する任意の従属機の応答は、 不適切な応答である。主機の処理は（１３０７で）ＩＴＷＢビット時間よりも長 い時間を待ち、そして次に（１３０９で）選択された従属機に対してアドレスさ れた応答権（ポール）を送る。（１３１３によってセットされる）ポーリング時 間の間に受信されたＳＣＩデータ（１３１１で検出される）は、（１３１５で） アドレスされた従属機との通信をディスエイプルする結果となる。該ディスエイ ブリングはいくつかの方法で実現することができ、例えば、無効な従属機への通 信および無効な従属機からの通信が無視されるように、主機に対する電力を完全 に切ることにより、または無効な従属機のアドレスにフラグを立てることにより 実現できる。ＳＣＩデータが受信されることなしにポーリング時間が終わった後 には、Ｃ線とＴ線は（１３１７で）ローにセットされ、そして通常のＴＷＢ動作 が再び許容される。

かくして多重化された同期／非同期データバスか示され、かつ述べられた。本多 重化されたデータバスは、比較的低いデータスループットレートでの信頼できる データ転送のために、同期式自己クロック型３線バスを利用する。非常に高いデ ータレートでデータを転送するために、３本のパスラインの内の１本が、比較的 高速の非同期シリアルデータメツセージを運ぶために使用される。低速データと 高速データの間における相互の影響を防ぐために、非同期シリアルデータの送信 中は低速の同期データバスは使用中のビジー状態に置かれる。該多重化された同 期／非同期データバスは、携帯無線電話のために特に有用であり、該携帯無線電 話は電力、アンテナ、無線周波数増幅、および他の特徴的機能を該携帯無線電話 に提供する車両搭載型変換機に結合することができる。携帯無線電話にとって、 その識別子と他の動作特性を速いデータレートで変換機ユニットに転送すること は有利性かある。

□　従来技術　− ＦＩＧ、４ ＦＩＧ、９ マスター Ｆｌに、１３ 要約書 多重化同期／非同期データバスが開示され、３本のパスラインが双方向の同期デ ータを少なくとも２台のデータ装置間で比較的低いデータ速度で運ぶために使用 される。有効な半二重の非同期データが、該パスラインの内の１線のみが論理ハ イ状態に保持される時には、より高いデータ転送速度で該３本のパスラインの内 の１本に印加される。

国際調査報告

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．アクティブ状態とインアクティブ状態を有し、かつ３本の通信線を含むデー タ伝送バスを使用する主データ装置であって、該３本の通信線の内の少なくとも 第１および第２の通信線が第１のデータメッセージを主データ装置から第２のデ ータ装置に第１のデータ転送速度で運ぶことに使用され、該データ伝送バスが更 に第２のデータメッセージを主データ装置から第３のデータ装置に第２のデータ 転送速度で運ぶことに使用される主データ装置であって、主データ装置がアクテ ィブ状態にあり、かつ第１のデータメッセージが送信されていない時に、予め定 められた二進状態を３本の通信線の内の第１および第２の通信線に少なくとも一 度印加するための手段、 前記予め定められた二進状態が３本の通信線の内の第１および第２の通信線に印 加される間に、第２のデータメッセージを第３の通信線に印加するための手段、 および前記予め定められた二進状態が３本の通信線の内の第１および第２の通信 線に印加され、かつ主装置がアクティブ状態にある間に、第３のデータメッセー ジを第３のデータ装置から、３本の通信線の内の第３の通信線で第２のデータ転 送速度で検出するための手段、 を具備する、主データ装置。
2. ２．更に、検出するための前記手段に応答して、第３のデータ装置との付加的な データメッセージの通信をディスエイブルするための手段を具備する、請求の範 囲第１項に記載の、主データ装置。
3. ３．前記ディスエイブルするための手段が更に、主データ装置をインアクティブ 状態にするための手段を具備する、請求の範囲第２項に記載の、主データ装置。
4. ４．３本の通信線を含むデータ伝送バスに結合することができるデータ装置であ って、該３本の通信線の内の少なくとも２本が第１のデータメッセージを主デー タ装置から第１のデータ転送速度で運び、かつ該３本の通信線の内の少なくとも １本が第２のデータメッセージを主データ装置から第２のデータ転送速度で運び 、かつ第３のデータメッセージを主データ装置に運び、各データメッセージが複 数の二進ピットを有し、かつ各ビットが二進で０の状態または二進で１の状態の いずれかを、該データ転送速度に関係する時間の間に有する、データ装置であっ て、３本の通信線の内の第１の通信線に印加される第１の二進信号を、第１のデ ータ転送速度の１ビット時間よりも長い時間の間、主データ装置によって検出す るための手段、３本の通信線の内の第２の通信線に印加される第２の二進信号を 、第１のデータ転送速度の１ビット時間よりも長い時間の間に、主データ装置に よって検出するための手段、第２のデータメッセージの二進ビットを３本の通信 線の内の第３の通信線から受信するための手段、および第２のデータメッセージ の受信に応答して、前記第１の二進信号と前記第２の二進信号が反対の二進状態 を有すると検出される時に、第３のデータメッセージを該３本のデータ線の内の 第３のデータ線に印加するための手段、を具備する、データ装置。
5. ５．更に、前記第１の二進信号と前記第２の二進信号が２つの同じ二進状態の内 の少なくとも１つを有すると検出される時に、第３のデータメッセージの二進ビ ットを３本のデータ線の内の第３のデータ線に印加することを禁止するための手 段を具備する、請求の範囲第４項に記載の、データ装置。
6. ６．アクティブ状態とインアクティブ状態を有する主データ装置において３本の 通信線を含むデータ伝送バスに対するアクセスを制御するための方法であって、 ３本の通信線の内の少なくとも第１および第２の通信線が第１のデータメッセー ジを主データ装置から第２のデータ装置に第１のデータ転送速度で運ぶことに使 用され、該データ伝送バスが更に第２のデータメッセージを主データ装置から第 ３のデータ装置に第２のデータ転送速度で運ぶことに使用される、データ伝送バ スヘのアクセスを制御するための方法であって、 主データ装置がアクティブ状態にあり、かつ第１のデータメッセージが送信され ていない時に、予め定められた二進状態を３本の通信線の内の第１および第２の 通信線に、少なくとも一回印加し、 前記予め定められた二進状態が３本の通信線の内の第１および第２の通信線に印 加される間、第２のデータメッセージを３本の通信線の内の第３の通信線に印加 し、そして前記予め定められた二進状態が３本の通信線の内の第１および第２の 通信線に印加され、かつ主データ装置がアクティブ状態にある間に、第３のデー タメッセージを第３のデータ装置から３本の通信線の内の第３の通信線上で第２ のデータ転送速度で検出する、 各段階を具備する、データ伝送バスに対するアクセスを制御する方法。
7. ７．更に、前記検出する段階に応答して、第３のデータ装置との付加的なデータ メッセージの通信をディスエイブルする段階を具備する、請求の範囲第６項に記 載の方法。
8. ８．前記ディスエイブルする段階が、更に主データ装置をインアクティブ状態に する段階を具備する、請求の範囲第７項に記載の方法。
9. ９．３本の通信線を含むデータ伝送バスに対するアクセスを、データ装置によっ て得る方法であって、３本の通信線の内の少なくとも２本は第１のデータメッセ ージを主データ装置から第１のデータ転送速度で運び、かつ３本の通信線の内の 少なくとも１本は第２のデータメッセージを主データ装置から第２のデータ転送 速度で運び、かつ第３のデータメッセージを主データ装置に運び、各データメッ セージが複数の二進ビットを有し、かつ各ビットが該データ転送速度に関係する 時間の間に二進で０の状態または二進で１の状態のいずれかを有する、データ伝 送バスヘのアクセスを得る方法であって、 ３本の通信線の内の第１の通信線に印加される第１の二進信号を主データ装置に よって、第１のデータ転送速度の１ビット時間よりも長い時間の間に検出し、３ 本の通信線の内の第２の通信線に印加される第２の二進信号を主データ装置によ って、第１のデータ転送速度の１ビット時間よりも長い時間の間に検出し、第２ のデータメッセージの二進ビットを３本の通信線の内の第３の通信線から受信し 、そして 第２のデータメッセージの受信に応答して、前記第１の二進信号と前記第２の二 進信号が反対の二進状態を有すると検出される時には、第３のデータメッセージ を３本のデータ線の内の第３のデータ線に印加する、各段階を具備する、データ 伝送バスに対するアクセスを得る方法。
10. １０．更に、前記第１の二進信号および前記第２の二進信号が２つの同じ二進状 態の内の少なくとも１つを有すると検出される時には、第３のデータメッセージ の二進ビットを該３本のデータ線の内の第３のデータ線に印加することを禁止す る段階を具備する、請求の範囲第９項に記載の方法。