JPH0665087B2 - インタフェース装置 - Google Patents

インタフェース装置

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JPH0665087B2
JPH0665087B2 JP1272761A JP27276189A JPH0665087B2 JP H0665087 B2 JPH0665087 B2 JP H0665087B2 JP 1272761 A JP1272761 A JP 1272761A JP 27276189 A JP27276189 A JP 27276189A JP H0665087 B2 JPH0665087 B2 JP H0665087B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、集積化入力／出力インタフェース装置および
コネクタモジュールに関し、より詳細にはマルチレベル
動作および入力／出力データの多重化に使用されるコネ
クタモジュールに関する。
先行技術では、コネクタ自体の内部に論理チップまたは
電気回路をもつコネクタが開示され、周知である。
たとえば、米国特許第4,607,170号は、データ通信装置
とデータ端末装置との間のインタフェースに関し、特に
ハウジングと、複数のピンと、コネクタにおいてピンを
相互に接続する複数の導体ケーブルとを有する１対のピ
ンコネクタ、並びにコネクタのうち１つのコネクタのハ
ウジング内に収納され、相互接続装置へのデータ信号の
流れをタイミング即ちクロッキングするためのタイム即
ちクロック信号を発生する手段を具備した能動信号回路
を開示している。
先行技術の装置のもつ困難性は、柔軟性の欠如と、高価
なハードウェアの付加および多数の相互接続ラインの付
加を必要とするような再設計を伴なうことなくコネクタ
の能力を拡張することが困難であることである。もう１
つの困難性は、コネクタ内で異なるモード即ちレベルの
信号を送ること、あるいはコネクタを、アナログおよび
／またはデジタルのような異なるクラスの入力／出力装
置、あるいは可変の入力インタフェースまたは出力ドラ
イバーのような異なる形態のものに適用できる能力がな
いことである。
従って、本発明の目的は、新規且つ改良された集積化入
力／出力コネクタモジュールを提供することであり、こ
のコネクタモジュールは、入力および出力データを多重
化するのに使用され、異なるレベルの入力および出力信
号に応答するのに使用され、アナログおよびデジタル装
置の組合わせに対する相互接続のような異なる構成に使
用される。本発明の別の利点は、以下に説明をすすめる
うちに明らかになり、本発明を特徴付ける特徴は、この
明細書に添付されるとともにこの明細書の一部を形成す
る請求の範囲に特に示される。
簡単に説明すれば、本発明は複数の入力／出力装置を相
互に接続するためのインタフェースコネクタ装置であ
り、該インタフェースコネクタ装置は信号バスを具備
し、該信号バスは、制御器と入力／出力装置との間の信
号を多重化するために、制御器に接続されるとともに入
力／出力装置に接続され、複数のインタフェースおよび
コネクタ装置を相互に接続し、インタフェースおよびコ
ネクタ装置の各々は、種々の入力／出力アナログ・デジ
タル装置に応答するべくコネクタ装置を構成するため
に、あるいは、入力または出力インタフェース能力のよ
うな特異な特徴に構成するために、アドレス認識回路並
びにプログラム可能な構成選択論理回路を具備する。さ
らに信号バスおよびコネクタ装置は、例えば制御情報、
リセット信号、および診断信号を表わす異なる電圧レベ
ルのような種々のレベルの信号を認識し伝送するのに使
用される。
本発明をよく理解するために添付図面を参照する。添付
図面において、同一参照符号は同じ部材に適用されてい
る。
第１図を参照すれば、複数の集積化入力／出力インタフ
ェース装置およびコネクタモジュールを組込んでいるシ
ステムが示されている。特に、直列インタフェースコン
トローラ12、14を具備するコントローラ盤10が、５つの
ワイヤバス18あるいはその他適当なバスコネクションを
介して複数のコネクタモジュール20に相互に接続されて
いる。コントローラ10は、直列インタフェースコントロ
ーラ12、14を介しコネクタモジュール20へのおよびこれ
からのデータの伝送を制御するために、マイクロプロセ
ッサ、適当な論理回路、およびタイミングクロックを具
備する。各コネクタモジュール20は、ソレノイドおよび
モータのような出力装置並びにスイッチおよびセンサの
ような入力装置に適当に相互接続されている。好適実施
例において、各コネクタ装置20は２つの出力装置および
２つの入力装置に接続されるが、４つの出力装置に対し
デジタルの形態で構成することもできる。
第２図を参照すれば、各コネクタモジュール20に対する
制御回路を形成するブロックが例示されている。好適実
施例では、制御回路が単一の集積回路チップ上に支持さ
れる。集積回路は、電気機械的ソレノイド、クラッチ、
モータのような出力装置に必要な駆動力を与える能力、
並びにスイッチ、光学センサ、ホール効果センサのよう
な入力装置に対する必要なインタフェースを与えるよう
な能力をもっている。集積回路は、デジタル装置として
のもの並びにアナログ装置としてのものの二つの分離し
た装置として構成できる。アナログ形態では、電子写真
電源に必要とするような基準電圧を提供すること、並び
に電源出力（例えば電圧／電流）の変動を監視するのに
使用できる。
集積回路内には、直列の通信ラインから出力装置の価値
ある状態を引き出して入力装置の状態を後方に知らせる
のに必要とする論理回路がある。この通信は、出力状態
に対するものと入力状態に対するものとの１対の直列ラ
インで行われ、同じ対の直列ラインに並列して接続され
た多数の他の同一構成のコネクタモジュールと共に行わ
れる。コネクタモジュールに対する電力は、共通の対な
る直列ラインに接続された他のすべてのコネクタモジュ
ールに共通である２本のワイヤにより得られる。共通バ
スにおけるコネクタモジュールのアドレスはプログラム
可能であり、コネクタモジュールがバスに据え付けられ
るときにセットできる。
特に、第２図を参照すれば、５つのワイヤバス18の５本
のワイヤのうち３本は、直列入力データライン22、直列
出力データライン24、およびクロックライン26である。
さらに、接地ラインに加えてプラス５ボルトの電圧ライ
ンがある。制御信号検出論理回路ブロック28は、直列入
力データライン22に入ってくるデータが、データ情報、
フレーミング情報、あるいは診断情報であるか否かを判
断する。ライン22における情報は、制御盤10からコネク
タモジュール20への情報である。コントローラからコネ
クタ20へのクロック信号26もあり、直列出力データライ
ン24は、スイッチおよびセンサ情報をコネクタモジュー
ル20からコントローラ10に伝送する。制御信号検出回路
28はデータの電圧レベルを求めるためにライン22におけ
る入力データを監視する。アナログ形態において、ライ
ン22は０〜10ボルトの電圧レベルのアナログデータを伝
送し、10ボルトがフレーミングインターバル中に存在す
ればターンアラウンド指令を送る。デジタル形態では、
ライン22は０〜５ボルトの電圧レベルのデジタルデータ
を送り、フレーミングインターバル中に５ボルトレベル
であればターンアラウンド指令を送る。ターンアラウン
ド電圧レベルは、ドライバーおよび受信回路を点検する
ためにテスト信号をシステムに巡回させるための診断信
号である。好ましくは、ライン26には２つのレベルの情
報、即ち約０〜10ボルトの電圧レベルのクロック情報
と、約13ボルトの電圧レベルのリセットデータがある。
フレーミングデータは、各コネクタモジュール20により
データを受信し、送信するための特定バス18にある各コ
ネクタモジュール20に対し多重化タイムスロットをリセ
ットするのに使用される。
制御信号検出器回路28は、ライン22、26における情報を
監視し、ターンアラウンドまたはフレーミング電圧レベ
ルにある入力信号に対しては、適当なターンアラウンド
信号30またはリセット信号32を制御論理回路34に付与す
る。次いで、制御論理回路は、適当な信号を５つのワイ
ヤバス18を介して入力および出力チャネル38，42に送
る。アドレス選択回路46は各特定コネクタモジュール20
のアドレスをセットするためにアドレスライン４７を介
してプログラム可能である。ライン26を介したクロック
信号に応答したカウンタ35は適当なタイミング信号を制
御論理回路34に付与する。
図示の通り、各コネクタモジュール20は、符号38，42で
示した１対の入力／出力チャネルを具備する。各チャネ
ルは、センサまたはスイッチのような図示の１つの入力
装置と、ソレノイドまたは他の適当なドライバーのよう
な図示のものあるいは２つの出力ドライバーであるよう
に構成できる１つの出力装置とに接続される。符号40，
44で示した構成選択回路は、各チャネルを適当に構成す
るために、それぞれ入力／出力チャネル38，42の各々に
接続される。
特に、好適実施例において、構成選択回路は、各チャネ
ル38，42にある入力コネクションにより例示した入力信
号にフィルタをかけるために適当なフィルタ回路を提供
する。
第３図を参照すれば、入力／出力チャネル38のブロック
図がさらに詳細に例示され、入力／出力チャネル42の細
部は同じであるとみなす。データサンプルおよび記憶回
路４５は、出力装置を駆動するためにゲート50を介しド
ライバー48を作動させる前にライン22のデータを一時的
に貯える。センサまたはスイッチからの入力信号は、出
力データライン24に接続されたデータ出力回路54におい
てデバウンスするために論理ゲート60を介して送られ
る。図示の如く、構成選択回路40は、適当な信号フィル
タリングを指定するデバウンシング出力回路54に接続さ
れている。制御論理回路34からのターンアラウンド信号
は、スイッチ59を介しチャネル38から切換えられ、制御
論理回路34からの休止信号はカウンタ52に送られる。
第４図を参照すれば、本発明に従ったコネクタ20の幾何
形状が例示されている。特に、基板64は、種々の導電通
路66を電気的に入力プラグ68、72および出力プラグ70、
74に接続したコネクタチップ62を支持している。三つ股
入力プラグ68、72の各々はデータを検出するために適当
な接続装置に接続され、出力プラグ70、74の各々は適当
なコネクタを介して出力ドライバーに接続される。５本
のワイヤバス18は、コネクタパッド80を介しチップ62に
適当に相互接続され、各コネクタ20のアドレスおよび構
成プログラミングは、例示した通り５つのコネクタ76を
介している。３つのコネクタ76はコネクタモジュール20
のアドレスをプログラムするのに使用され、２つの導体
76は、コネクタモジュール20を、適当なフィルタデバウ
ンス回路に構成する。
第５図を参照すれば、複数のコネクタモジュール20の多
重化のためのタイミング図が例示されている。図示の如
く、入力データ信号は、０〜７の番号で示される、各装
置が二重チャネルＡ、Ｂをもつ８個の別個のコネクタモ
ジュール20に対するタイムスロットを設定するためにラ
イン26（クロック）でフレーミングパルスを介し開始さ
れる。図示の如く、リセットパルスが再度タイムスロッ
トを開始する前に８個のモジュールのブロックに関連し
た17のクロックサイクルがある。図示の如く、フレーミ
ングパルスはある電圧レベルにあり、クロック信号は別
のレベルにある。各コネクタモジュール20は、デジタル
情報またはアナログ情報またはデジタルとアナログ情報
の組合わせのいずれをも監視するのに使用できるものと
理解すべきである。
第６図は、本発明による典型的なコネクタモジュールを
例示している。集積回路チップは、全体を符号84で示し
たハウジング内に支持されており、該ハウジングは、５
本のワイヤバス18をハウジング内に配置された集積回路
チップに接続するためのスロット86のような適当なスロ
ットまたはオリフィスを具備した全体に矩形またはその
他適当な形状を有している。種々の入力／出力装置を集
積回路に電気的に相互接続するために、コネクタまたは
プラグを受入れるための開口88、90も、ハウジング84の
壁85またはその他適当な壁に設けられる。孔92は、集積
回路チップ上でアドレス選択回路４６をプログラムする
ことができる適当な場所に設けられる。
第７図は、ハウジング84内に配設される典型的なコネク
タ／チップの配置構成を示す。特に、チップ94は、プロ
グラミング孔92およびコネクタプラグ80、90に適当に接
続して例示されている。５つのワイヤバス18は、ハウジ
ングを貫通して延び、パッド96を介しチップ９４に電気
的に接続されている。
現時点で本発明の好適実施例として考えられることにつ
き例示し記述したが、多くの変形および変更が当業者に
行われることが予想され、添付請求の範囲において、本
発明の真の精神および範囲にあるそれらの変形および変
更をすべて包含するものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明によるコネクタシステムであり、第２
図は、第１図に例示した典型的なコネクタモジュールの
ブロック図であり、第３図は、第２図に示したコネクタ
装置の入力／出力チャネルのブロック図であり、第４図
は、本発明による集積化コネクタ入力／出力モジュール
の電気的な相互接続の例であり、第５図は、本発明によ
る集積化コネクタにおけるデータ信号の多重化を示すタ
イミング図であり、第６図、第７図は、本発明による典
型的なコネクタ装置を示す。 10：コントローラ盤 12,14：インタフェースコントローラ 18：ワイヤバス 20：コネクタモジュール 22：直列入力データライン 24：直列出力データライン 26：クロックライン 28：制御信号検出回路 30：ターンアラウンド信号 32：リセット信号、34：制御論理回路 35：カウンタ 38,42：入力および出力チャネル 40,44：構成選択回路 ４５：データサンプルおよび記憶回路 ４６：アドレス選択回路 ４７：アドレスライン 48：ドライバー、50：ゲート 52：カウンタ 54：デバウンシング出力回路 59：スイッチ、60：論理ゲート 62：チップ、64：基板 66：導電通路、68,72：入力プラグ 70,74出力プラグ、76：コネクタ 80：コネクタパッド、84：ハウジング 85：壁、86：スロット 88,90開口、92：孔 94：チップ、96：パッド

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】アドレッシング論理回路を具備する集積回
    路と、 前記集積回路を収納するハウジング部材と、 前記ハウジング部材の一部分の内部に延びそこから外部
    に延び、前記集積回路に電気的に接続されているマルチ
    ワイヤバスであって、多重化された制御信号が供給され
    るものと、 前記ハウジング部材に固定され、デジタルおよびアナロ
    グの双方の信号に適応するために前記マルチワイヤバス
    から供給される制御信号の電圧を検出する制御信号検出
    回路を含む前記集積回路に電気的に接続され、デジタル
    またはアナログの入力あるいは出力装置である負荷要素
    に接続するようにした入力／出力コネクタと、 前記ハウジング部材により支持されるとともに前記集積
    回路に電気的に接続され、前記アドレッシング論理回路
    を選択的に切換える手段を具備し、前記マルチワイヤバ
    スと所定の前記入力／出力コネクタとの間の信号系とな
    るコネクタ電子回路を構成するために前記集積回路をプ
    ログラミングするようにしたプログラミング手段とから
    成る インタフェース装置。
  2. 【請求項２】集積回路と、 前記集積回路を収納するハウジング部材と、 前記ハウジング部材の一部分の内部に延びそこから外部
    に延び、前記集積回路に電気的に接続されているマルチ
    ワイヤバスであって、多重化された制御信号が供給され
    るものと、 前記ハウジング部材に固定され、デジタルおよびアナロ
    グの双方の信号に適応するために前記マルチワイヤバス
    から供給される前記制御信号の電圧を検出する制御信号
    検出回路を含む前記集積回路に電気的に接続され、入力
    あるいは出力装置に接続するようにした入力／出力コネ
    クタと、 前記ハウジング部材により支持されるとともに前記集積
    回路に電気的に接続され、前記マルチワイヤバスと所定
    の前記入力／出力コネクタとの間の信号系となるコネク
    タの相互接続を構成するために前記集積回路をプロクラ
    ミングするようにしたプログラミング手段とから成る インタフェース装置。
  3. 【請求項３】前記プログラミング手段が、切り換え可能
    なスイッチ手段を具備する請求項２記載のインタフェー
    ス装置。
  4. 【請求項４】前記集積回路が、アドレッシング論理回路
    を具備し、前記プログラミング手段が前記アドレッシン
    グ論理回路を選択的に切り換える手段を具備する請求項
    ２記載のインタフェース装置。
  5. 【請求項５】入力或いは出力装置の何れかであり、前記
    入力／出力コネクタを介して前記集積回路に相互接続さ
    れた負荷要素を具備する請求項２記載のインタフェース
    装置。
  6. 【請求項６】前記負荷要素が、デジタルおよびアナログ
    装置の組み合わせを具備する請求項５記載のインタフェ
    ース装置。
  7. 【請求項７】共通マルチワイヤバスから複数の負荷装置
    へ多重化された制御信号を伝送するための複数のコネク
    タモジュールを具備するインタフェース装置であって、
    各コネクタモジュールは、多重化構成で前記共通マルチ
    ワイヤバスに相互接続されており、 前記共通マルチワイヤバスに電気的に接続された、デジ
    タルおよびアナログの双方の信号に適応するために前記
    共通マルチワイヤバスから供給される前記制御信号の電
    圧を検出する制御信号検出回路を含む集積回路と、 前記集積回路および前記共通マルチワイヤバスに電気的
    に接続された複数の入力／出力コネクタであって、所定
    の負荷装置に接続するようにしたものと、 前記集積回路に電気的に接続され、前記共通マルチワイ
    ヤバスと所定の前記入力／出力コネクタとの間の信号系
    となるコネクタモジュール電子回路を構成するために前
    記集積回路をプログラミングするようにしたプログラミ
    ング手段とから成るインタフェース装置。
  8. 【請求項８】前記制御信号が、複数の電圧レベルで前記
    共通マルチワイヤバスを介して伝送される請求項７記載
    のインタフェース装置。
  9. 【請求項９】０〜５ボルトの範囲のクロック電圧レベル
    と、１０ボルトより高いフレーミング電圧レベルとを具
    備する請求項８記載のインタフェース装置。
  10. 【請求項１０】診断ターンアラウンド電圧指令を具備す
    る請求項７記載のインタフェース装置。
  11. 【請求項１１】前記制御信号が、多重化されたアナログ
    データのパケットを具備する請求項７記載のインタフェ
    ース装置。
  12. 【請求項１２】前記プログラミング手段が、入力負荷装
    置用のフィルタリング方法を交互に選択するための手段
    を具備する請求項７記載のインタフェース装置。
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