JPH0744293A - バスインターフェース装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】高速性を損なうこと無くまた、他の構成カード
の動作に影響を与えないで、必要な構成カードを共通バ
スラインに対して活線状態で挿抜することができるよう
にする。 【構成】各構成カード内に設けられたバスインターフェ
ース手段を、共通バスと自身のカード内の内部バスに結
合するバッファＩＣと、電源供給部から構成カードへ電
力を供給する電源ラインとは別に設けた電源ラインに接
続され、バッファＩＣへの電力供給を制御するスイッチ
手段と、自身の構成カードの共通バスへの接続，切り離
しを検出するカード挿抜検出手段と、カード挿抜検出手
段からの挿抜予告信号を受け、共通バス上に騒乱信号を
出力すると共に、構成カードの抜き取り，挿入の予告信
号を受けると前記スイッチ手段をオフ，あるいはオンに
駆動する騒乱状態制御手段と、騒乱状態制御手段が出力
する共通バス上の騒乱信号をモニターし、バッファＩＣ
に対して転送動作を行わないように制御するバッファ動
作制御手段とで構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高い信頼性を要求され
るようなシステム、例えばプロセスの制御を行う分散形
制御システム等に適用されるバスインターフェース装置
に関し、更に詳しくは、電源供給部と、この電源供給部
から電力が供給されて動作する電子回路を搭載すると共
に、共通バスに対してコネクタを介して結合するバスイ
ンターフェース手段を含む複数の構成カード群とからな
るシステムに適用されるバスインターフェース装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】プロセス制御を行う分散形制御システム
においては、信頼性を高めるためにプロセス制御演算を
行うプロセッサ装置を二重化構成あるいは多重化構成と
すると共に、各プロセッサ装置を共通バスに対してコネ
クタを介して接続する構成とし、一方のプロセッサ装置
が故障したような場合や、保守，点検等を行う場合に
は、コネクタ部分よりプロセッサ装置として機能する構
成カード部分を共通バスから切り離すことができるよう
にしてある。

【０００３】この様な二重化構成としたプロセッサ装置
としては、例えば、特開平１−１３４６３４号公報や、
特開平１−１３４６３４号公報等に開示されているもの
がある。これらの二重化プロセッサ装置においては、い
ずれも２つのプロセッサ装置は共通のバスに対してバス
インターフェースを介して結合する構成となっていて、
このバスインターフェースには、通常、３ステート出力
（Ｈ／Ｌ出力状態，Ｈｉ−Ｚ状態）を持つバッファＩＣ
が使用される。この様な３ステートバッファＩＣは、そ
の性質として、その電源電圧が動作範囲以下から完全に
なくなるまでの過渡領域では、前述したＨｉ−Ｚ状態を
保つことができない状態が存在する。

【０００４】このために、システムが動作中に、プロセ
ッサ装置として動作する回路を搭載した構成カードを共
通バスに対して挿入したり、引き抜いて分離したりする
（以下これを総称して「挿抜」と称する）と、バッファ
ＩＣへの電源電圧が動作範囲外になったとき、共通バス
上に騒乱を引起し、共通バスを使用してデータ転送を行
っている他のプロセッサ装置の動作に影響を与えるとい
う不具合いが発生する。

【０００５】この様な不具合いを解決するために、従来
装置においては、コネクタの各接続端子の長さ等の構成
を工夫し、カードをコネクタに挿抜する際の接触シーケ
ンスを利用して、電源の接続と信号線の接続のタイミン
グに時間差を与え、電源電圧が動作範囲内にある時しか
信号線が接続されないような構成としてある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来装
置によっても、例えば、電源供給部をも含めて二重化構
成とする場合において、片方の電源供給部だけをオン，
オフしたり、また、電源供給部からの電圧がコネクタに
よる挿抜によらないでＩＣの電源電圧範囲外となった
り、また、コネクタを挿抜する際の接触シーケンスが何
らかの原因で正常に行われないような場合、他のプロセ
ッサ装置の動作に影響を与える恐れがあるという課題が
あった。

【０００７】本発明は、この様な点に鑑みてなされたも
ので、高い信頼性を確保するために、各構成要素を二重
化あるいは多重化構成とするシステムにおいて、構成カ
ードを共通バスから挿抜する際に、他の構成カードの動
作に何ら影響を及ぼすことがなく、従って、各構成カー
ドの点検，保守等の作業を容易に行える信頼性の高いバ
スインターフェース装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この様な目的を達成する
本発明は、電源供給部と、この電源供給部から電力が供
給されて動作する電子回路を搭載すると共に共通バスに
対してコネクタを介して結合するバスインターフェース
手段を含む複数の構成カード群とからなるシステムであ
って、前記各構成カード内に設けられたバスインターフ
ェース手段は、それぞれ、前記共通バスと自身のカード
内の内部バスに結合するバッファＩＣと、電源供給部か
ら構成カードへ電力を供給する電源ラインとは別に設け
た電源供給ラインに接続され、前記バッファＩＣへの電
力供給を制御するスイッチ手段と、前記コネクタによる
自身の構成カードの共通バスへの挿入，抜き取りを検出
するカード挿抜検出手段と、このカード挿抜検出手段か
らの挿抜予告信号を受け、共通バス上に騒乱信号を出力
すると共に、構成カードの抜き取り予告信号を受けると
前記スイッチ手段をオフに、構成カードの挿入予告信号
を受けるとオンに駆動する騒乱状態制御手段と、この騒
乱状態制御手段が出力する共通バス上の騒乱信号をモニ
ターし当該騒乱信号が検出されると、バッファＩＣに対
して転送動作を行わないように制御するバッファ動作制
御手段とを有することを特徴とするバスインターフェー
ス装置である。

【０００９】

【作用】共通バスにコネクタを介して結合している各構
成カードにおいて、通常の正常な動作状態においては、
バッファＩＣは、スイッチ手段を介して電源供給部から
の電力が供給され、バッファＩＣ動作制御手段からの制
御信号に基づいて動作している。

【００１０】騒乱状態制御手段は、構成カードをコネク
タから例えば抜き取るような場合、抜取り操作に伴って
最初に出力される予告信号を受け、スイッチ手段をオフ
に駆動し、バッファＩＣへの電力供給を中断すると共
に、騒乱信号を共通バス上にアサートする。バッファＩ
Ｃへの電力供給が中断されると、電源電圧が下降する過
渡領域においては、共通バス上に騒乱を引き起こすこと
となるが、この間は、共通バスを用いてのデータ転送動
作が停止される。即ち、バッファ動作制御手段は、共通
バス上の騒乱信号をモニターしており、騒乱信号を検出
すると、バッファＩＣに対して新たなデータ転送動作を
起動しないようにする。

【００１１】これにより、構成カードの共通バスに対す
る挿抜の際に生ずる騒乱による他の構成カードへの影響
を回避することが可能となる。

【００１２】

【実施例】以下図面を用いて本発明の一実施例を詳細に
説明する。図１は、本発明の対象となるシステムの基本
的な構成を示すブロック図である。図において、１は電
源供給部、２Ａ，２Ｂ，２Ｃ…は電源供給部１から電力
が供給されて動作する電子回路を搭載した複数の構成カ
ード群で、いずれも、コネクタ３を介して共通バス４接
続され、全体システムを構成する。なお、電源供給部
は、ここでは、１つのみ示すが、この電源供給部を二重
化あるいは多重化構成としてもよい。

【００１３】各構成カードは、内部に共通バス４と構成
カード内の内部バス（図示せず）とをつなぐバスインタ
ーフェース手段５を備えていて、各構成カードに搭載さ
れる電子回路との間のデータ転送は、バスインターフェ
ース手段５，コネクタ３，共通バス４を介して行われる
ようになっている。図２は、各構成カード２Ａ，２Ｂ，
２Ｃ…に設けられているバスインターフェース手段５の
構成ブロック図である。

【００１４】この図において、共通バスライン４は、デ
ータバスＤＢの外に、データ転送シーケンスを行う制御
信号や、バス使用中を示す信号，後で説明する騒乱信号
等を送る制御線Ｌ１，Ｌ２で構成されている。５１は共
通バス４と自身のカード内の内部バスに結合するバッフ
ァＩＣで、３ステート出力のものが用いられている。５
２はバッファＩＣ５１への電力の供給を制御するスイッ
チ手段で、電源供給部１に接続される電源ラインとは、
別に設けた電源ライン１１に一端が接続されている。な
お、この電源ライン１１は、例えばカード内に設けた電
源部（例えばバッテリー等）に接続され、そこから電力
が供給されるような構成でもよい。

【００１５】５３はコネクタによる自身のカードの共通
バスへの挿入接続，抜き取りを検出するカード挿抜検出
手段で、例えば、構成カードをコネクタに対して装着，
脱着する際に共通バスラインの接続端子より早く接続，
非接続する端子等で構成される。５４は騒乱状態制御手
段で、カード挿抜検出手段５３からの挿抜予告信号，電
源供給部から出力される停電，復電信号を受け、共通バ
ス４上に騒乱信号を出力すると共に、カードの抜き予告
信号，停電信号を受けるとスイッチ手段５２をオフに駆
動するように構成してある。

【００１６】５５はバッファ動作制御手段で、共通バス
ライン４内の制御線を介して送られてくるデータ転送の
ための各種制御信号を受け、バッファＩＣ５１による通
常のデータ転送動作を制御すると共に、騒乱状態制御手
段５４が出力する共通バスライン４上の騒乱信号をモニ
ターし、騒乱信号が検出された場合、バッファＩＣ５１
に対してデータ転送動作を起動しないように制御する。
なお、騒乱状態制御手段５４やバッファ動作制御手段５
５も、カード内部のバッテリーから電力が供給されるよ
うな構成でもよい。

【００１７】この様に構成した装置の動作を次に、通常
の動作，構成カードを引き抜く時の動作，構成カードを
挿入する時の動作とに分けて説明する。 （通常時の動作）構成カード２Ａ，２Ｂ，２Ｃにおい
て、これらの構成カードがコネクタ３を介して共通バス
４に正確に接続されている状態では、騒乱状態制御手段
５４からはスイッチ手段５２に対してオン信号が出力さ
れている。スイッチ手段５２はこれを受けてオン状態に
維持されており、バッファＩＣ５１に電源ライン１１及
びスイッチ手段５２を介して正常な電力が供給されてい
る。この状態では、バッファＩＣ５１は、バッファ動作
制御手段５５からの制御信号に基づき、共通バス４内の
データバスと構成カード内部のバスとの間のデータ転送
シーケンスを実施している。

【００１８】（構成カードを引き抜く時の動作）図３
は、この時の動作を示すタイムチャートである。共通バ
スライン４上には、はじめに、（ａ）に示すようにデー
タの転送が行われている。いま、この様な状態におい
て、構成カードを引き抜く操作を行うと、はじめに、カ
ード挿抜検出手段５３がそれをいち早く検出し、（ｄ）
に示すように、コネクタ３の各ラインの接続が切断され
るより前の時点で、Ｌレベル（Ｌアクティブとする）と
なる構成カードの抜き取りを予告する信号ＭＡＩＮＴを
出力する。騒乱状態制御手段５４は、カード抜き取り予
告信号ＭＡＩＮＴを受けると、共通バスラインに出力す
る騒乱信号ＤＩＳＴＵＢを、（ｃ）に示すようにＬレベ
ルにアサートする。この騒乱信号ＤＩＳＴＵＢは、オー
プンコレクタディバイスで出力されるＬアクティブの信
号で、この信号自身は挿抜時に他の構成カードに対して
騒乱を引き起こさないものとする。

【００１９】各構成カードにおいて、バッファ動作制御
手段５５は、共通バスライン４を通じて送られてくるこ
の騒乱信号ＤＩＳＴＵＢを受け、自身のカード内のバッ
ファＩＣ５１に対して、新規のデータ転送を保留するよ
うに指示する。また、共通バスライン４に出力するバス
使用中を示す信号ＢＢＳＹを、（ｂ）に示すようにネゲ
ートし、これにより共通バスライン４が開放された状態
となる。

【００２０】騒乱状態制御手段５４は、共通バスライン
４上に出力されるバス使用中を示す信号ＢＢＳＹを監視
していて、この信号ＢＢＳＹがネゲートされるのを確認
すると、スイッチ手段５２を（ｅ）に示すようにオフに
駆動し、バッファＩＣ５１への電源供給を断つ。スイッ
チ手段５２がオフとなると、バッファＩＣ５１の電源電
圧Ｖｃｃ２は、（ｆ）に示すように例えば５Ｖから徐々
に０Ｖに向かって低下する。ここで、バッファＩＣの電
源電圧が低下してゆく過渡領域では、共通バスライン４
上に、（ａ）に示すように騒乱状態を引き起こしてい
る。しかし、この時点では、共通バスライン４上では、
既にデータ転送が行われておらず影響はない。

【００２１】その後、バッファＩＣ５１への電源電圧Ｖ
ｃｃが０Ｖになると、共通バスライン４への騒乱も無く
なる。騒乱状態制御手段５４は、スイッチ手段５２をオ
フに駆動した後、電源電圧Ｖｃｃが０Ｖになるまでの時
間を保証した所定の時間経過後、騒乱信号ＤＩＳＴＵＢ
を（ｃ）に示すようにネゲートする。これにより、バス
使用中信号ＢＢＳＹは、（ｂ）に示すようにＬレベルと
なり他の構成カードとのデータ転送が、（ａ）に示すよ
うに再開される。

【００２２】その後、騒乱状態制御手段５４等の電源電
圧Ｖｃｃも０Ｖになる。ここで、騒乱状態制御手段５４
が出力する騒乱信号ＤＩＳＴＵＢは、前述したように共
通バスライン４に影響を与えないものであり、また、ス
イッチ手段５２はオフ状態を維持していて、バッファＩ
Ｃが共通バスライン４に影響を与えることはなく、構成
カードをコネクタ３から引き抜くことができる。

【００２３】（構成カードを挿入する時の動作）図４
は、この時の動作を示すタイムチャートである。共通バ
スライン４上には、（ａ）に示すように他の構成カード
間でデータの転送が行われている。いま、この様な状態
において、構成カードをコネクタ３に挿入する操作を行
うと、はじめに、カード挿抜検出手段５３がそれをいち
早く検出し、（ｄ）に示すように、コネクタ３の各ライ
ンの接続が行われるより前の時点で、構成カードの挿入
を予告するＨレベルの信号ＭＡＩＮＴを出力する。騒乱
状態制御手段５４は、このＨレベル信号に変化したカー
ド挿入予告信号ＭＡＩＮＴを受けると、共通バスライン
に出力する騒乱信号ＤＩＳＴＵＢを、（ｃ）に示すよう
にＬレベルにアサートする。この騒乱信号ＤＩＳＴＵＢ
は、カード挿入時に他の構成カードに対して騒乱を引き
起こさないものとする。

【００２４】各構成カードにおいて、共通バスライン４
を通じてこの騒乱信号ＤＩＳＴＵＢを受けたバッファ動
作制御手段５５は、自身のカード内のバッファＩＣ５１
に対して、新規のデータ転送を保留するように指示す
る。また、共通バスライン４にに出力するバス使用中を
示す信号ＢＢＳＹを、（ｂ）に示すようにネゲートし、
これにより共通バスライン４が開放された状態となる。

【００２５】騒乱状態制御手段５４は、共通バスライン
４上に出力されるバス使用中を示す信号ＢＢＳＹを監視
していて、この信号ＢＢＳＹがネゲートされるのを確認
すると、スイッチ手段５２を（ｅ）に示すようにオンに
駆動し、バッファＩＣ５１への電源電圧を供給する。バ
ッファＩＣ５１の電源電圧Ｖｃｃ２は、（ｆ）に示すよ
うに、スイッチ手段５２がオンとなると０Ｖから徐々に
５Ｖに向かって上昇する。ここで、バッファＩＣの電源
電圧が上昇してゆく過渡領域では、共通バスライン４上
に、（ａ）に示すように騒乱状態を引き起こしている
が、この時点では、共通バスライン４上では、既にデー
タ転送が行われておらず影響はない。

【００２６】その後、バッファＩＣ５１への電源電圧Ｖ
ｃｃが規定の５Ｖになると、共通バスライン４への騒乱
も無くなる。騒乱状態制御手段５４は、スイッチ手段５
２をオンに駆動した後、電源電圧Ｖｃｃが規定の５Ｖに
なるまでの時間を保証した所定の時間経過後、騒乱信号
ＤＩＳＴＵＢを（ｃ）に示すようにネゲートする。これ
により、バス使用中信号ＢＢＳＹは、（ｂ）に示すよう
にＬレベルとなり他の構成カードとのデータ転送が、
（ａ）に示すように再開される。

【００２７】なお、上記の説明では、騒乱状態制御手段
５４は、カード挿抜検出手段５３からのカードの抜き取
り，挿入を示す予告信号を受けて動作する場合を説明し
たが、カードに供給されている電源の停電，復電を示す
信号を受ける場合にも、前述したと同様な動作を行わせ
ることが可能であり、この場合にも電源が引続き供給さ
れている他の構成カードへの動作に影響を与えることは
ない。

【００２８】また、共通バスラインは、各構成カードに
対して二重化構成のものを使用するようにしてもよい。
この際、他の構成カード間でのデータ転送の動作は、騒
乱状態となっていない側のバスラインを用いて行うよう
に構成してもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、バッファＩＣとして高速動作の可能な３ステート
出力のものを用いることが可能であり、高速性を損なう
こと無くまた、他の構成カードの動作に影響を与えない
で、必要な構成カードを共通バスラインに対して活線状
態で挿抜することができる。

【００３０】従って、本発明は、高い信頼性が要求され
るような多重化システムのバスインターフェース装置に
適用して特に有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の対象となるシステムの基本的な構成を
示すブロック図である。

【図２】各構成カード２Ａ，２Ｂ，２Ｃ…に設けられる
バスインターフェース手段５の構成ブロック図である。

【図３】構成カードを引き抜く時の動作を示すタイムチ
ャートである。

【図４】構成カードを挿入する時の動作を示すタイムチ
ャートである。

【符号の説明】

１ 電源供給部 ２Ａ，２Ｂ，２Ｃ…構成カード ３ コネクタ ４ 共通バス ５ バスインターフェース手段 ５１ バッファＩＣ ５２ スイッチ手段 ５３ カード挿抜検出手段 ５４ 騒乱状態制御手段 ５５ バッファ動作制御手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電源供給部と、この電源供給部から電力が
   供給されて動作する電子回路を搭載すると共に共通バス
   に対してコネクタを介して結合するバスインターフェー
   ス手段を含む複数の構成カード群とからなるシステムで
   あって、 前記各構成カード内に設けられたバスインターフェース
   手段は、それぞれ、 前記共通バスと自身のカード内の内部バスに結合するバ
   ッファＩＣと、 電源供給部から構成カードへ電力を供給する電源ライン
   とは別に設けた電源供給ラインに接続され、前記バッフ
   ァＩＣへの電力供給を制御するスイッチ手段と、 前記コネクタによる自身の構成カードの共通バスへの挿
   入，抜き取りを検出するカード挿抜検出手段と、 このカード挿抜検出手段からの挿抜予告信号を受け、共
   通バス上に騒乱信号を出力すると共に、構成カードの抜
   き取り予告信号を受けると前記スイッチ手段をオフに、
   構成カードの挿入予告信号を受けるとオンに駆動する騒
   乱状態制御手段と、 この騒乱状態制御手段が出力する共通バス上の騒乱信号
   をモニターし当該騒乱信号が検出されると、バッファＩ
   Ｃに対して転送動作を行わないように制御するバッファ
   動作制御手段とを有することを特徴とするバスインター
   フェース装置。