JPH10511824A - 活動検出能力を有するワイヤペアを介して信号を送信する方法及び装置 - Google Patents

活動検出能力を有するワイヤペアを介して信号を送信する方法及び装置

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JPH10511824A
JPH10511824A JP8520578A JP52057896A JPH10511824A JP H10511824 A JPH10511824 A JP H10511824A JP 8520578 A JP8520578 A JP 8520578A JP 52057896 A JP52057896 A JP 52057896A JP H10511824 A JPH10511824 A JP H10511824A
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Abstract

(57)【要約】 ネットワークにおけるワイヤペア(50,52,100,102)を介するデータ送信活動の検出を可能にするネットワーク(20)を介して情報を送受信する方法及び装置。コンピュータシステム又は他のネットワーク装置(10,12,14,60,90)の中で、ドライバー受信機回路(62,66,104,105)は活動検出器回路(72〜82,115〜120)と共に、ワイヤペアが非活動状態であるときに非活動信号(82,112)がアサートされるようにワイヤペアに結合されており、活動検出器回路は、現時点でネットワークがデータを送信していないことをネットワーク装置に通知する。活動検出器は第1の差閾値電圧発生器(76,118)に結合する第1の電圧比較器(72,114)と、第2の差閾値電圧発生器(78,120)に結合する第2の電圧比較器(74,116)とを含む。2つの差閾値電圧発生器により発生される電圧の絶対値は、ワイヤペアに印加されるべき有効信号について要求される最小電圧レベルより小さい。第1及び第2の電圧比較器の出力端子は、ワイヤペア間の電圧差が有効論理値1又は有効論理値0になるほど十分には高くないときに、非活動信号(82,112)がアサートされるように、ANDゲート(80,119)に結合されている。ネットワークが現時点でデータを送信していないことを指示する非活動信号は、ドライバー受信機回路が組込まれているネットワーク装置によって検出される。

Description

【発明の詳細な説明】 活動検出能力を有するワイヤペアを介して信号を送信する方法及び装置 発明の背景 1.発明の分野 本発明は一般にコンピュータ及びコンピュータネットワークの分野に関する。 さらに特定すれば、本発明は、データ送信活動がネットワークを介して起こって いるか否かを検出する回路を有するネットワークを介してデータを送受信する方 法及び装置に関する。 2.関連技術 ワイヤペアを介してコンピュータシステム及び他のネットワーク装置をネット ワーク化するための様々な規格は良く知られている。そのような規格の1例はR S−485インタフェース規格である。RS−485インタフェース規格によれ ばそれぞれがドライバー受信機回路を有する複数のネットワーク装置を少なくと も1つのワイヤペアを有する通信ケーブルを介してネットワーク化することがで きる。RS−485インタフェース規格に従えば、ドライバー受信機回路は、ワ イヤペアに印加される電圧差を各ネットワーク装置により同時に検出できるよう に、ワイヤペアに並列に結合されている。加えて、各ネットワーク装置は、その 他のネットワーク装置へ情報を送信するために、任意の時点でワイヤペア間に電 圧差を発生することができる。 RS−485インタフェース規格によれば、各々のネットワーク装置は任意の 時点でワイヤペアを介して情報を送信できるので、2つのネットワーク装置が同 時にネットワークを駆動しないように保証するためには、何らかの形態のアービ トレーション、スケジューリング又は衝突検出が必要である。そのようにしない と、ワイヤペアに信号を印加する様々なドライバの間の競合が予測不可能な結果 をもたらすであろう。ネットワークを介して同時にデータを送信しようとする、 「送信衝突」と呼ばれることが多い事態を防止する従来の方式は、精巧な「トー クンパッシング」プロトコルを含む。それらのネットワークにおいては、各ネッ トワーク装置はデータを送信できる前にワイヤペアの制御を許可されるまで待機 しなければなれない。送信衝突を防止するためのもう1つの方法は2つ以上のネ ットワーク装置に同時に情報を送信させることができるが、受信側のネットワー ク装置は悪い送信や、誤った送信をチェックサム方式、CRC方式及び他のエラ ー検出方式の利用によって検出しなければならない。誤った送信が検出されると 、エラー信号が供給され、送信側装置はその情報を再送信しなければならない。 しかしながら、従来の送信衝突防止方法にはいくつかの欠点がある。前述のよ うにトークンパッシングプロトコルを使用すると、それぞれのネットワーク装置 はネットワークの所有権を追跡する必要があり、従って、各ネットワーク装置は 大規模な回路を有していなければならないので、ネットワーク全体が複雑になり 、コストも増加する。また、エラー検出方式のために追加の回路が要求され、従 って、この方法もネットワーク全体をさらに複雑にし、コストも増加させる。さ らに、再送信によって全てのトランザクションがより低速で終わることになるの で、エラー検出方式の効率は悪い。この効率の悪さは、ワイヤペアが使用中に大 半の時間を占めている場合に特に顕著である。 従って、ネットワークにおいてワイヤペアを介してデータ通信活動を検出する 回路を有し、その回路を容易に且つ信頼性をもって実現できるような、ネットワ ークを介してデータを送受信する方法及び装置を提供することが望ましい。 発明の簡単な概要 以上のことに基づき、ネットワークにおいてワイヤペアを介してデータ送信活 動の検出を可能にする。ネットワークを介して情報を送受信する方法及び装置を 説明する。コンピュータシステム又は他のネットワーク装置の中で、ドライバー 受信機回路は活動検出器回路と共に、ワイヤペアが非活動状態であるとき、非活 動信号がアサートされるようにワイヤペアに結合されており、活動検出器回路は 、現時点でネットワークがデータを送信していないことをネットワーク装置に通 知する。活動検出器は、第1の差閾値電圧発生器に結合する第1の電圧比較器と 、第2の差閾値電圧発生器に結合する第2の電圧比較器とを含む。2つの差閾値 電圧発生器により発生される電圧の絶対値は、ワイヤペアに有効信号を印加する ために要求される最小電圧レベルより小さい。第1及び第2の電圧比較器の出力 端子は、ワイヤペア間の電圧差が有効論理値1又は有効論理値0になるほどには 十分に大きくない場合に非活動信号がアサートされるように、ANDゲートに結 合 されている。現時点ではネットワークがデータを送信していないことを指示する 非活動信号は、ドライバー受信機回路が組込まれているネットワーク装置により 検出される。 図面の簡単な説明 本発明の目的、特徴及び利点は以下の本発明の詳細な説明から明白になるであ ろう。 図1は、本発明の一実施形態に従ってネットワーク回線を介してネットワーク 化された2台のコンピュータシステムと、プリンタとを示す図である。 図2は、本発明の一実施形態に従って構成されたネットワーク回線の中のワイ ヤペアとネットワーク装置をインタフェースするために使用される回路の回路図 である。 図3は、本発明の代替実施形態に従って構成されたネットワーク回線の中のワ イヤペアとネットワーク装置をインタフェースするために使用される回路の回路 図である。 発明の詳細な説明 データを送信するためにワイヤペアが利用可能であるか否かを検出できるネッ トワークにおいてそのワイヤペアを介して通信する方法及び装置に関する。以下 の説明中、RS−485インタフェース規格と関連するものを含めて、様々な回 路、電圧レベル及び信号を詳細に挙げる。しかしながら、それらの詳細な事項が 本発明を実施する上で不要であることは当業者には自明であろう。別の場合には 、周知の様々なシステムや回路をブロック形態で示している。これは、本発明の 開示を不必要にわかりにくくするのを避けるために行われている。 図1は、本発明の一実施形態に従ってネットワーク化された2台のコンピュー タシステムと、プリンタとを示す図である。コンピュータシステム10及び12 と、プリンタ14は、それぞれ、ネットワーク回線20を介するデータの送受信 を可能にするインタフェース回路(図1には図示せず)を利用するネットワーク 装置である。このデータの送受信によって、様々なネットワーク装置の間でファ イル、情報及び制御信号を交換することができる。 ネットワークを介するデータの送信は、ネットワーク回線20の中に配置され た少なくとも1つのワイヤペアを介して起こる。ネットワークが適正に機能して いるとき、ネットワーク回線20に含まれるワイヤペアを介して一度に唯1つの ネットワーク装置がデータを送信できる。データを送信しているとき、ネットワ ーク回線20に結合されたその他のネットワーク装置によりそのデータが受信さ れ、検査される。データは直列方式で送信されるが、データ送信は、一度に1つ ずつ、順次に、ネットワーク回線20の中のワイヤペアを介する電圧により表わ される個々のビットを送信することから成る。 図2は、ネットワーク回線20(図1)のワイヤペアに結合する、本発明の第 1の実施形態に従って構成されたインタフェース回路60の回路図である。イン タフェース回路60は、図1のコンピュータシステム10,12及びプリンタ1 4により、ネットワーク回線20のワイヤペアを介してデータを送受信するため に使用される。信号線50及び52から構成されるワイヤペアの両側の終端には 抵抗器43が設けられている(一方の端部しか示されていない)。抵抗器43の 代表的な値は100Ωである。RS−485インタフェース規格に従って、ネッ トワークの情報は信号線50と信号線52との電圧差により表わされ、1.0ボ ルトを越える正の電圧差は論理値0を表わし、負の1.0ボルトより小さい負の 電圧差は論理値1を表わす。インタフェース回路60の動作をコンピュータシス テム10への組込みに関して説明する。 コンピュータシステム10にデータを受信させるために、インタフェース回路 60の差比較器62は信号線50及び52の電圧差を検出し、それに応答して適 切な論理レベルをデータ線64にアサートする。その後、データ線64の論理レ ベルは、この論理レベルが表わす情報を処理するように演算を進めるコンピュー タシステム10によって受信される。コンピュータシステム10がインタフェー ス回路60を使用してデータを送信するときには、データ送信線68に所望の論 理レベルを印加し且つイネーブル線70をアサートする。これに応答して、ドラ イバ回路66は信号線50及び52に、データ送信線68に印加された論理レベ ルに対応する電圧差を発生させるが、この電圧差は論理値0に対しては1.0ボ ルトより大きく、論理値1に対しては負の1.0ボルトより小さい。イネーブル 線70がアサートされない場合には、ドライバ回路66は信号線50及び52に 高インピーダンス負荷を印加する。 この読出し・書込み活動と同時に、インタフェース回路60の電圧比較器72 及び74は信号線50及び52の電圧レベルを感知する。電圧比較器72は信号 線52の電圧レベルをその非反転入力端子を介して直接に感知すると共に、信号 線50の電圧レベルを電圧源76を介し、反転入力端子を介して感知する。電圧 源76は、信号線50の電圧レベルが信号線52の電圧レベルより150mV未 満の幅だけ高いレベルにあるときに電圧比較器72に信号線73にハイの論理レ ベルをアサートさせるように構成されている。電圧比較器74は線号線52の電 圧レベルをその反転入力端子を介して直接に感知すると共に、信号線50の電圧 レベルを電圧源78を介し、非反転入力端子を介して感知する。電圧源78は、 信号線52の電圧レベルが信号線50の電圧レベルより150mV未満の幅だけ 高いレベルにあるときに電圧比較器74に信号線75にハイの論理レベルをアサ ートさせるように構成されている。その結果、信号線50及び52の電圧差の絶 対値が150mV以下である場合には、電圧比較器72及び74は共にハイの論 理レベルをアサートするので、ANDゲート80は非活動信号線82を非活動信 号にアサートさせる。電圧比較器72及び74は、それぞれ、選択されたAND ゲート80について指定された論理レベル1の電圧により認識される電圧レベル を発生させるのに適する電圧利得を有する。 信号線50及び52の電圧差の絶対値が150mV未満であるときに信号線8 2を非活動信号にアサートすることにより、インタフェース回路60は、その時 点でデータがワイヤペア50,52を介して送信されつつあることを指示する。 RS−485プロトコル並びに他の数多くの通信プロトコルは、有効論理レベル を指示するために、1.0ボルトを越える絶対値を有する電圧差を発生すること を要求している。従って、それらの信号線の電圧差の絶対値が150mV未満で ある場合には、信号がアサートされていないと推論することができる。すなわち 、そのような条件が起こった時点を指示する信号を供給することにより、インタ フェース回路60は、ネットワークをデータ送信のために利用できる時点を指示 する。 150mVのオフセット電圧源76及び78を使用することにより、ワイヤペ ア50,52に結合された不適切に調整されたネットワーク装置によって偽の非 活動信号が発生されることは全くなくなる。ネットワークの動作中、不適正に調 整されたそのようなインタフェース回路信号は、実際に有効信号をアサートしよ うとしたときに、要求されている1.0ボルトよりわずかに小さい絶対値を有す る電圧レベルをアサートする。150mVのオフセットを使用すると、信号が技 術的に無効になる時点と、無効信号が発生される時点との間で850mVの差が 発生する。この差は、それらのわずかな計算違い信号に応答して偽の無効がアサ ートされるのを阻止する。従って、150mVの電圧オフセットの使用は、ネッ トワークに結合している不適正に調整されたインタフェース回路に応答して偽の 非活動信号がアサートされる確率を低くする。 150mVの電圧オフセットの使用によって、信号線50及び52で起こる遅 い論理遷移に応答して偽の無効信号がアサートされる確率も低下する。論理遷移 の間、アサートされる電圧レベルは短期間だけ無効である。それらの無効電圧レ ベルは、この期間が電圧比較器72及び74による無効電圧レベルの検出をイン タフェース回路60を介して非活動信号線82まで伝搬させてしまうほど長い時 間であったならば、偽の無効信号をアサートさせるおそれがある。150mVオ フセットを使用することにより、信号が無効であると検出される範囲は2ボルト から0.3ボルトと85パーセント縮小され、従って、偽の無効読取りがインタ フェース回路60を介して伝搬しうる期間も短くなる。このように、150mV の電圧オフセットの使用によって、遅い論理遷移に応答して偽の非活動信号がア サートされる確率も低くなる。 インタフェース回路60の使用を組込んだコンピュータシステム10と他のネ ットワーク装置は、非活動信号線82に供給される非活動信号を利用して、ネッ トワークを介して起こる送信衝突の回数を最小限に抑え、それにより、ネットワ ークの総効率を向上させることができる。インタフェース回路60の使用を組込 んだコンピュータシステム10などのネットワーク装置は非活動信号線82の状 態を監視し、非活動信号がアサートされるまでデータの送信を抑止するだけで良 い。これにより、ネットワークを介して起こる衝突は減少するか又は排除される ので、データ送信の効率は向上する。加えて、インタフェース回路60は相対的 に単純で、実現するのが容易であるため、このネットワークの効率の向上は低コ ストで得られる。 図3は、ワイヤペア100,102に結合する本実施形態のインタフェース回 路90の代替実施形態を示す回路図である。ワイヤペアは抵抗器101を介して 接地点に結合するワイヤ100と、直接に接地点に結合するワイヤ102から構 成されている。抵抗器101の代表的な値は12Kオームである。動作中、情報 を受信した入力バッファ回路104は信号線100の電圧レベルを検出し、それ に応答して対応する論理信号をデータ受信線106にアサートする。データは送 信線110へ送信されるべきデータを受信するドライバ105により送り出され 、コンピュータシステム10によりイネーブル線111がアサートされたとき、 信号線100の接地電位に関する電圧差が発生する。信号線102も送受信回路 90の中で接地点に結合している。 動作中、電圧比較器114とオフセット電圧源118は、信号線100の電圧 レベルが正の300mVより高くなる時点を検出し、それに応答して信号線11 5にローの論理レベルをアサートする。電圧比較器116とオフセット電圧源1 20は、信号線100の電圧レベルが負の300mVより低くなる時点を検出し 、それに応答して信号線117にローの論理レベルをアサートする。すなわち、 信号線100の電圧レベルの絶対値が300mVより大きいときに、電圧比較器 114又は電圧比較器116のいずれかがローの論理レベルをアサートするので 、ANDゲート119は非活動信号線112にローの論理レベルをアサートする 。このローの論理レベルは、その時点でデータが信号線100及び102へ送信 されていることを指示している。しかしながら、信号線100の電圧レベルの絶 対値が300mVより小さい場合には、電圧比較器114及び116は共にハイ の論理レベルを信号線115及び117にそれぞれアサートし、その結果、AN Dゲート119は、データ送信のためにネットワークを利用できることを指示す るハイの論理レベルの非活動信号を非活動信号線112にアサートする。 図3のインタフェース回路90と、図2のインタフェース回路60との本質的 な相違点は、インタフェース回路90の論理レベルを指示するために使用される 電圧差がインタフェース回路60で使用される「浮動」差とは異なり、接地電位 に関して発生されることである。双方の実施形態において、コンピュータシステ ム10は非活動信号線82又は112で発生される無効信号を使用して、ネット ワークが利用可能となるまでデータの送信を抑止でき、それにより、ネットワー クの総効率を向上させることができる。また、インタフェース回路60と同様に 、インタフェース90は相対的に低コストで実現できる。ところが、接地電位に 関して発生される電圧レベルを測定するようにインタフェース回路90を構成す ることにより、この第2の実施形態は、別の信号線に関してではなく、接地電位 に関して電圧レベルを発生する周知のEIA/TIA−232通信規格や、EI A/TIA−562通信規格などのシングルエンド通信規格に匹敵するものとな っている。 以上、単一のワイヤペアを有するネットワーク回線を介してデータを送受信す るに際して、送信の衝突を阻止し且つ信頼性をもって低コストで実現できる方法 及び装置を説明した。当業者には、本発明の代替実施形態は容易に明白になるで あろう。提示した例は単に例示することを目的としており、この例を本発明の範 囲を限定するものと考えるべきではない。
───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 効論理値0になるほど十分には高くないときに、非活動 信号(82,112)がアサートされるように、AND ゲート(80,119)に結合されている。ネットワー クが現時点でデータを送信していないことを指示する非 活動信号は、ドライバー受信機回路が組込まれているネ ットワーク装置によって検出される。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.自身が結合されているネットワークでワイヤペアを介してデータ通信活動 を検出する回路において、 前記ワイヤペア間の無効論理レベルを表わす電圧差を検出する検出回路と; 検出回路の出力に応答してネットワーク非活動信号を供給する出力回路と を具備する回路。 2.前記信号検出回路は、 第1の閾値より大きい前記電圧差を検出する第1の電圧比較器回路と; 第2の閾値より小さい前記電圧差を検出する第2の電圧比較器回路と を具備する請求項1記載の回路。 3.前記信号検出回路は、 前記ワイヤペアに結合し、第1の無効信号を供給する第1の電圧比較器と; 前記ワイヤペアに結合し、第2の無効信号を供給する第2の電圧比較器と を具備する請求項1記載の回路。 4.前記ワイヤペア間に前記電圧差を発生させるドライバ回路と; 前記ワイヤペア間の前記電圧差に応答して内部論理信号を発生する受信機回路 と をさらに具備する請求項3記載の回路。 5.前記第1の電圧比較器手段と前記ワイヤペアとの間に結合される第1の電 圧オフセットを発生する第1のオフセット電圧源と; 前記第2の電圧比較器手段と前記ワイヤペアとの間に結合される第2の電圧オ フセットを発生する第2のオフセット電圧源と をさらに具備する請求項3記載の回路。 6.前記出力回路は、 前記第1の無効信号及び前記第2の無効信号に応答して前記ネットワーク非活 動信号を発生するANDゲート を具備する請求項5記載の回路。 7.前記第1の閾値は前記第2の閾値より小さい請求項5記載の回路。 8.前記第1の閾値は−150mVであり且つ前記第2の閾値は150mVで ある請求項5記載の回路。 9.自身が結合されているネットワークでワイヤペアを介してデータ通信活動 を検出する回路において、 前記ワイヤペア間の無効論理レベルを表わす電圧差を検出する手段と; 前記検出する手段の出力に応答してネットワーク非活動信号を供給する手段と を具備する回路。 10.前記検出する手段は、 第1の閾値より大きい前記電圧差を検出する第1の手段と; 第2の閾値より小さい前記電圧差を検出する第2の手段とを具備する請求項9 記載の回路。 11.前記検出する手段は、 前記ワイヤペアに結合し、第1の無効信号を供給する第1の電圧比較器手段と ; 前記ワイヤペアに結合し、第2の無効信号を供給する第2の電圧比較器手段と を具備する請求項9記載の回路。 12.第1の内部論理信号に応答して前記ワイヤペア間に前記電圧差を発生す る手段と; 前記ワイヤペア間の前記電圧差に応答して第2の内部論理信号を発生する手段 とをさらに具備する請求項11記載の回路。 13.前記第1の電圧比較器手段と前記ワイヤペアとの間に結合される第1の 電圧オフセットを発生する手段と; 前記第2の電圧比較器手段と前記ワイヤペアとの間に結合される第2の電圧オ フセットを発生する手段とをさらに具備する請求項11記載の回路。 14.前記アサートする手段は、 前記第1の無効信号及び前記第2の無効信号に応答して前記出力非活動信号を 発生するANDゲート手段を具備する請求項13記載の回路。 15.前記第1の閾値は前記第2の閾値より小さい請求項13記載の回路。 16 前記第1の閾値は−150mVであり且つ前記第2の閾値は150mV である請求項13記載の回路。 17.自身が結合されているネットワークでワイヤペアを介してデータ通信活 動を検出する方法において、 a)前記ワイヤペア間の無効論理レベルを表わす電圧差を検出する過程と; b)前記検出過程の結果に応答してネットワーク非活動信号を供給する過程と から成る方法。 18.過程a)は、 第1の閾値より大きい前記電圧差を検出する過程と; 第2の閾値より小さい前記電圧差を検出する過程とから成る請求項17記載の 方法。 19.過程a)は、 第1の値より小さい前記電圧差に応答して第1の無効信号を供給する過程と; 第2の値より大きい前記電圧に応答して第2の無効信号を供給する過程とから 成る請求項17記載の回路。 20.前記ワイヤペア間に前記電圧差を発生する過程と; 前記ワイヤペア間の前記電圧差に応答して内部論理信号を発生する過程とをさ らに含む請求項19記載の回路。 21.前記ワイヤペアと第1の電圧比較器との間で第1の電圧オフセットを発 生する過程と; 第2の電圧比較器手段と前記ワイヤペアとの間で第2の電圧オフセットを発生 する過程とをさらに含む請求項19記載の回路。 22.過程b)は、 前記第1の無効信号及び前記第2の無効信号に応答して前記ネットワーク非活 動信号を発生する過程から成る請求項21記載の方法。 23.前記第1の閾値は前記第2の閾値より小さい請求項21記載の回路。 24.前記第1の閾値は−150mVであり且つ前記第2の閾値は150mV である請求項21記載の回路。 25.ネットワークに結合し、前記ネットワークにおけるデータ通信活動を検 出する回路を有する装置において、前記回路は、 a)前記ネットワークが現時点でデータを送信しているか否かを検出する検出 回路と; b)検出回路の出力に応答してネットワーク信号を供給する出力回路とを具備 するような装置。 26.前記信号検出回路は、 第1の閾値より大きい前記電圧差を検出する第1の電圧比較器回路と; 第2の閾値より小さい前記電圧差を検出する第2の電圧比較器回路とを具備す る請求項25記載の装置。 27.前記信号検出回路は、 前記ワイヤペアに結合し、第1の無効信号を供給する第1の電圧比較器と; 前記ワイヤペアに結合し、第2の無効信号を供給する第2の電圧比較器とを具 備する請求項25記載の回路。 28.前記ワイヤペア間に前記電圧差を発生するドライバ回路と; 前記ワイヤペア間の前記電圧差に応答して内部論理信号を発生する受信機回路 とをさらに具備する請求項27記載の回路。 29.前記第1の電圧比較器手段と前記ワイヤペアとの間に結合される第1の 電圧オフセットを発生する第1のオフセット電圧源と; 前記第2の電圧比較器手段と前記ワイヤペアとの間に結合される第2の電圧オ フセットを発生する第2のオフセット電圧源とをさらに具備する請求項27記載 の回路。 30.前記出力回路は、 前記第1の無効信号及び前記第2の無効信号に応答して前記ネットワーク非活 動信号を発生するANDゲートを具備する請求項29記載の回路。 31.前記第1の閾値は前記第2の閾値より小さい請求項29記載の回路。 32.前記第1の閾値は−150mVであり且つ前記第2の閾値は150mV である請求項29記載の回路。
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