JPS62206464A - 差動信号伝送トランシ−バ - 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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は差動信号伝送線の完全性を検査するための技術
に関する。

Ｂ、従来技術 差動信号伝送線上の開放及び短絡の検出は、線に人間が
アクセスして、線に信号を与えて導通を検査することに
よって行なわれている。米国特許第４１７８５８２号及
び第３２８８９２９号に開示しである様にデータ伝送を
モニタする事によって、開放及び短絡によって生じた故
障を信頼性をもって予測する事は極めて困難である。差
動信号伝送バスでは、平衡電流源駆動装置によって駆動
され抵抗器によってＤＣ大地で終端する２本の伝送線の
うち１本が機能していると、伝送されるデータ信号の少
なくとも半分は依然受信される。

この様な故障は差動信号伝送線の性能を著しく劣化する
。なんとなれば、故障した伝送線が、追跡が困難なデー
タの誤りを間欠的に発生するからである。データの誤り
は誤り訂正符号による更正でも、もしくはパリティ検査
に基ずく再送による訂正でも時間がかかる。

伝送線故障を検出するためのより高価な方法として、線
上に特殊な信号を自動的に重ねる方法がある。また、線
上のトランシーバに特別の道具を差込んで、異なる線を
駆動し、線中の短絡を検出する様に感知する方法もある
。この方法は面倒で時間がかかり、コストが増し、性能
を劣化する可能性がある。

Ｃ０発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は差動信号伝送線の完全性を検査するため
の、Ｎ単で信頼性のある装置を提供する事にある。

Ｄ０問題点を解決するための手段 ２本の差動信号伝送線の両端は所定のインピーダンスで
終端している駆動装置が差動信号伝送線に結合されて、
線にデータ信号を与える。完全性検出装置が伝送線に結
合されて、線上の信号レベルを検出し、この信号を予想
レベルと比較し、線の完全性表示を発生する。

差動信号伝送バス中の２本の伝送線のうちの１本が開放
状態にあると、２つの並列な終端抵抗器の１つがその線
から効果的に除去される。これによって線から大地迄の
インピーダンスが２倍になり、従ってデータ伝送中に、
残った抵抗器にかかる電圧が２倍になる。電圧が２倍に
なるのはデータ伝送中に一定量の電流をシンクもしくは
供給する終端抵抗器による。２倍なった電圧が各信号線
上の比較装置によって検出される。比較装置は線の電圧
を予定の値と比較し、線の電圧が予定の値を越えた時に
開放状態を信号する。

差動信号伝送線バス上の短絡状態は選択したデータ信号
によって線を個々に駆動し、バスに関連するすべての信
号を同時に受信する事によって検出される。受信信号を
予想信号と比較して、いくつか短絡状態のうちのどれが
存在するかが決定される。

線の完全性の検出は線上に特殊な信号を重量させる事な
く、また伝送信号の誤り率をモニタするよりも高い信頼
性をもって行われる。開放の検出は実際のデータ・レベ
ルの伝送を使用する診断モードで遂行される。開放もし
くは短絡回路の検出は伝送線へのオペレータの介入もし
くは物理的なモニタ手段を使用する事なく遂行される。

差動信号バス上の短絡もしくは開放の検出は、従来、修
理技術者の手助けなしでは解決出来ない困難な問題であ
った。バス上の短絡もしくは開放はバスの雑音許容度を
減少し、この結果、ランダム雑音によって検出が困難な
一連の間欠的故障を生ずる。本発明の使用によって、こ
の故障の原因が修理技術者の助力なく決定出来る。故障
は単なる一連の間欠的な故障としてでなく、短絡もしく
は開放として特定出来るので、この様な故障の分離が簡
単になる。

Ｅ、実施例 第２図には１対の差動信号伝送線１０の概略図が示され
ている。奇数線１２及び偶数線１４は各端で終端インピ
ーダンス１６．１８．２０及び２２を介して共通の電位
、好ましくは大地に結合されている。各線は２４及び２
６で示された電圧によってバイアスされている。電圧２
４は一５ｖである事が好ましく、バイアス・インピーダ
ンス２８を介して奇数線１２に結合されている。電圧２
６は好ましくは＋５ボルトであり、バイアス・インピー
ダンス３０を介して偶数線１４に結合されている。バイ
アス・インピーダンスは終端インピーダンス１６及至２
２よりもはるかに大きく、奇数線１２は共通の電位に関
してわずかに負の電位にあり、偶数線１４は共通の電位
に関してわずかに正の電位にある。この様にわずかにバ
イアスされている事によって適切な雑音余裕が保証され
、雑音を誤って信号として検出する事はなくなる。

バスをなしている３対の線のうちの１対の線を駆動する
ための、差動バス・トランシーバの論理回路が第１図に
示されている。トランシーバは送信すべきデータを表わ
す予定の電流で奇数線１２を駆動するための第１の駆動
装置３０を含む。同じ様に、第２の駆動装置３２は偶線
１４を予定の電流で駆動する。高入力インピーダンス受
信器３３が線１２及び１４に結合されていて、データを
線１２及び１４から受取る。トランシーバは２つの動作
モード、即ち通常モード及び診断モードを有する。通常
モードで、トランシーバは標準の平衡差動トランシーバ
として働き、その論理レベルに依存して駆動装置から大
きさが等しく、極性が反対の電流を出力する。

好ましい実施例では、第１の比較装置３４は音線１２に
結合した入力及び−０，５５ボルトの基準電圧３８に結
合した入力を有する。第２の比較装置３６は偶線１４に
結合した入力及び＋０．５５ボルトの基準電圧４０に結
合した入力を有する。

第１及び第２の比較装置３４及び３６は夫々の伝送線上
の電圧が夫々の基準電圧によって決められた予定のレベ
ルを越えるかどうかを検出する。レベルを越えるという
事は、レベルの絶対値が大きい事を意味する。通常の動
作状態中はこれ等のレベルは比較装置の出力をインアク
ティブに保持する。もし開放が線上に発生すると、その
線上の電圧は、２つの並列終端インピーダンスの一方が
効果的に除去される事によって略２倍になる。

バイアス方向に駆動される線の通常の電圧は音線１２の
場合は−０，３ボルトで偶線１４の場合は＋０．３ボル
トである。線中に切断が生じて並列終端インピーダンス
の一方が線から除去されると、この線に関連する定電流
駆動装置に提示されるインピーダンスは２倍になる。こ
れによって線上の電圧は落着いた時に−０，６ボルトも
しくは＋０．６ボルトになり、切断点での電圧の反射は
線の電圧に影響を与えない。バスの各線をバイアスの方
向に駆動する事によってバイアス・インピーダンスから
の電流と駆動装置からの電流が加わる様にする事が出来
、比較装置に与える電圧を増大させる事が出来る。この
事は又すべでの許容度（電源、抵抗器、駆動電流、ケー
ブルの抵抗・・・）を考慮に入れた時の最悪のケースの
最大通常電圧と最悪のケースの最小開放電圧との間の窓
を広げる。

例示されている電圧は単に本発明の一実施例を示してい
るに過ぎない。もしトランシーバとバイアス電圧源との
間に線の切断が生じても、比較装置３４及び３６は開放
線を検出する。

比較装置３４もしくは３６が、電圧が２倍になった事を
検出すると、この電圧は基準電圧を越えるので、比較装
置の出力はアクティブとなる。比較装置は出力は、差動
バス上の他の線のための比較装置の出力と同様にＯＲゲ
ート４１に結合される。比較装置の出力は互にＯＲされ
て線４２（開放／選択）の信号をスイッチし、伝送線切
断がある事を示す。

駆動装置３０はイネーブル回路４４に結合され、駆動装
置３２はイネーブル回路４６に結合されている。イネー
ブル回路４４及び４６は夫々ＯＲ（グループ）禁止及び
ＤＲ（駆動装置）禁止Ｎ信号を受取る入力線４８及び５
０を有する。これ等の信号は線を駆動してデータを送信
する駆動装置では高いレベルにある。データは、例えば
計算システム５３、マイクロプロセッサ、ディスク駆動
コントローラ等に結合した線５２（データＮ）からトラ
ンシーバに送られる。データ線５２からのデータは先ず
ラッチ５４によってラッチされる。

駆動装置３０及び３２による送信は線５６を介し−８，
− てラッチ５４に与えられるＤＲ／ＲＣＶ　（駆動装置／
受信器）信号によって開始される。Ｄ　Ｒ／ＲＣ■信号
が低レベルの時はラッチ５４は透過性であり、データＮ
は駆動装置３０及び３２に通過する。ＤＲ／ＲＣＶ信号
が正に遷移する時はデータはラッチされ、ＤＲ／ＲＣＶ
が高レベルの時は線５２上のデータＮがトランシーバの
出力となる。

ＤＲ／ＲＣＶが高レベルの時は駆動装置はグループ禁止
及びＤＲ禁止Ｎのレベルに依存してイネーブルされたリ
イネーブルされなかったりする。

駆動装置がイネーブルされるとトランシーバは循環（シ
ｒａｐ−ｂａｃｋ）モードになる。このモードは動的な
間欠的故障解析にとって有用である。トランシーバは駆
動と受信が同時に出来るので、バスを駆動する計算機シ
ステム５３はその駆動装置が間欠的な故障を生じている
かどうかを検査することができる。この情報はバスの性
能を著しく低下させうる故障の原因を決定するのに使用
される。

短絡の検査は診断モード中に行われる。線６０上の通常
／診断信号はどのモードでバスが動作すベきかを示すた
めにセットされる。高レベル状態にある時、通常／診断
信号はゲート６２及び６４を介して開放／（線）選択信
号をディスエーブルし、開放検出回路をディスエーブル
する。駆動装置はこのとき別々に駆動可能になり、開放
／（線）選択信号はゲート６６．６８及び７０並びにイ
ネーブル回路４４及び４６を介して２つの線駆動装置３
０及び３２のいずれかを選択するのに使用される。受信
器３３はＤＲ／ＲＣＶ信号によって開かれたイネーブル
駆動装置ゲート７１を介してゲートされ、線１２及び１
４からのデータを線５２上に与える。

短絡を検出するために、データはＤＲ／ＲＣＶ線の正へ
の遷移によってラッチされ、駆動装置及び受信器は通常
モードと同じ様にシステム５３によってイネーブルされ
る。バスが短絡しているかどうかをチェックするために
次の手順が使用される。トランシーバは診断モードに置
かれ、各線は個々にイネーブルされる。この時、線はそ
の駆動装置によって交互にソース及びシンクになる。線
が各ソース及びシンクになって落着いた後にバス上のす
べての受信器はシステム５３によって異常スイッチング
状態の有無を検査される。システム５３はすべてのトラ
ンシーバを受信モードに置く。

システム５３によって開始される検査動作を示す短絡検
査表を第１表に示す。

線が大地に短絡している時は、受信器３３は、線がその
バイアスと反対方向に駆動される時に受信器３３はスイ
ッチしない。例えば合線１２が大地＝１２− と短絡している時は、短絡した線を介してソース電流が
流れる時は受信器３３はスイッチしない。

各線を個々にシンク及びソースにする事によって、バス
上のすべての短絡を検出する事が出来る。

信号対の両方の線が互に短絡した時には受信器はスイッ
チしないか、発振する。１つの信号対の線が他の信号対
の線と短絡した時には、１つの短絡した線の受信器は他
の短絡した線が正しい方向に駆動される時にスイッチす
る（例えば２つの負にバイアスされた線が互に短絡した
時は、両信号対の受信器は２つの線の一方を通ってソー
ス電流が流れる時にスイッチする）。

データを送る時もしくは電力をオンにした時に生じた多
くの誤りに続いて生ずる診断モードにおいては、追加の
電流は論理的に接続される追加の駆動回路によって各駆
動装置をソースとして流出し、又各駆動装置に流入（シ
ンク）する。この追加の電流によって２つの合線もしく
は２つの斜線が信号対間にまたがって短絡した時にスイ
ッチングを生ずる。バイアス用抵抗器は並列に置かれて
、バイアス電流を２倍にするので、この場合は線のバイ
アスが強化される。単一の電流ソースもしくはシンクで
はこの強化されたバイアスを打消す事は出来ない。各駆
動装置の追加の電流ソースもしくはシンクのスイッチン
グによって線が大地と短絡した場合の雑音余裕が増大す
る。

次の第２表は第１図の回路のための機能表を示している
。ここでｒＸＪは「無定義」に対応し、「出力」は線が
出力としてイネーブルされた事に対応し、「差動データ
（ＲＣＶ）Ｊは線が差動受信器からの出力としてイネー
ブルされた事及び「インアクティブ」は駆動装置が電流
をソースもシンクもしていない事を示す。

健 健 に 車 Ｘ　　ン　　ポ　　＠　　忙　　恍　　ポ　　襠！＋！
　　　襠　　罐　　補　　補　忙　　健　　矩Ｗ　　　
沌　　＠＠＠　　　ポ　　健　　雉＠　　＠　　恍　　
恍　　純　　幌　　健　　襠沌　　補　　Ｉ＠　　補　
　幌　　婉　　健　　補１６一 差動バス上の短絡及び開放の検出は従来修理技術者の援
助なくしては解決出来ない困難な問題であった。バス上
の短絡及び開放はバスの雑音の許容度を減少して、ラン
ダム雑音によって生ずる検出困難な一連の間欠的故障を
生ずる。この様な故障はバスの性能を著しく劣化する。

本発明の使用によってこの様な故障の原因は助力なしで
決定出来る。この様な故障の分離も簡単になる。それは
故障が単なる一連の間欠的故障としてでなく、短絡もし
くは開放として特定化出来るからである。

開放検出回路のさらに好ましい実施例を第３図にブロッ
ク図で示す。データはデータＩ１０と記された線７０上
に入出力される。データを送信するためには、データは
バッファ７２中にバッファされて、データ・ラッチ７４
によってラッチされ、平衡駆動装置７６によって（第２
図の場合と同様に）線１２及び１４上に送出される。線
７８上のＤＲ禁止（駆動装置禁止）信号は線８２上のグ
ループ禁止信号とともに禁止バッファ８０に供給される
。禁止バッファ８０はグループ禁止及びＤＲ禁止信号を
組合わせて、駆動装置７６が線１２及び１４を駆動して
良いかどうかを制御する。グループ禁止が宣言された時
は（低レベル）、２つの差動トランシーバより成る全モ
ジュールがディスエーブルされる。ＤＲ禁止が宣言され
た時は（低レベル）、駆動装置７６がディスエーブルさ
れる。

線８２上のグループ禁止信号は又線８４上のＲＣｖ（受
信器）禁止信号とともにＤＲ／ＲＦＣバッファ８６に供
給される。ＲＣＶ禁止は低レベルにある時差動受信器（
オープン・コレクタ出力を有する）８８をディスエーブ
ルし、データ■／○線７０上のデータをラッチ７４を通
して駆動装置７６に通過させる。ＲＣＶ禁止信号が高レ
ベルに遷移する時は、データ■／○線７０上に存在する
入力レベルはモジュール中にラッチされる。次に受信器
８８の出力は線７０上に置かれ、同じ様にこれに結合さ
れている、図示されていない他のシステムによって受信
される。

線１２及び１４は又開放線検出器（オープン・コレクタ
出力を有する）９０として示された比較装置にも結合さ
れている。検出器９０は線１２及び１４上の電圧を基準
電圧Ｖｆ及び−Ｖｆと比較する。第１図の開放検出に関
して説明された如く、線電圧が対応する基準電圧を越え
ると、開放線検出器９０が線９２上に線開放信号を与え
る。

本発明は好ましい実施例を参照して説明されたが、等価
な検出回路を達成する様に検出回路の実施例に変更がな
されうる事は明らかであろう。例えば伝送線上の電圧レ
ベルをディジタル化して、ディジタル化した基準レベル
と比較することが出来る。

Ｆ６発明の効果 本発明に従い、差動信号伝送線の完全性を簡単に且つ信
頼性をもって検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のトランシーバの概略図である。 第２図は差動信号伝送線対の概略図である。第３図は開
放検出回路の好ましい実施例のブロック図である。 １０・・・・差分信号伝送線対、１２・・・・音線、１
４・・・・側線、３０．３２・・・・駆動装置、３３・
・・・受信器、３６．３８・・・・比較装置、４４．４
６・・・・イネーブル回路、５３・・・・計算機システ
ム、５４・・・・ラッチ、７１・・・・イネーブル駆動
装置。 出願人　　インターナショナル・ビジネス・マシーンズ
・コーポレーション 代理人　　弁理士　　山　　本　　仁　　朗（外１名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 その両端が所定のインピーダンスで終端された１対の伝
   送線に接続され、該伝送線上のデータ信号を受信する受
   信器及び同じ１対の伝送線の対に接続され、該伝送線上
   にデータ信号を送信する送信器を有する差動信号伝送ト
   ランシーバであって（ａ）第１の基準信号と上記伝送線
   の一方に結合され、該一方の伝送線上のデータ信号を上
   記第１の基準信号と比較する第１の比較装置と、（ｂ）
   第２の基準信号と上記伝送線の他方に結合され、該他方
   の伝送線上のデータ信号を上記第２の基準信号と比較す
   る第２の比較装置とを有し、 上記１対の伝送線の少なくとも一方のデータ信号の所定
   特性からの変動を検出するように構成された検出装置を
   備えることを 特徴とする差動信号伝送トランシーバ。