KR20040070253A - 통신 버스 시스템 및 중계 회로 - Google Patents

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KR20040070253A
KR20040070253A KR10-2004-7009637A KR20047009637A KR20040070253A KR 20040070253 A KR20040070253 A KR 20040070253A KR 20047009637 A KR20047009637 A KR 20047009637A KR 20040070253 A KR20040070253 A KR 20040070253A
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circuit
circuits
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transceiver
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KR10-2004-7009637A
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후츠패트릭더블유에이치
보에젠헨드리크
보스하름지제이
부트셀라르스테판지이
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코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

통신 버스 시스템은 복수의 노드 회로(10a-d) 및 노드 회로를 연결시키는 중계 회로(12, 14, 16)를 포함한다. 상기 중계 회로(12, 14, 16)는 정상 모드에서 노드 회로들(10a-d)간의 메시지(21)를 중계하는 송수신기 회로(124, 164)를 구비하고 있다. 송수신기 회로(124, 164)는 슬립 모드에서는 파워 다운된다. 검출기 회로(120, 160)는 중계 회로(12, 14, 16)가 슬립 모드에 있을 때, 유입하는 메시지를 검출한다. 모드 제어 회로(122, 162)는 유입 메시지(21)가 검출된 것에 응답해서 상기 송수신기(124, 164)를 파워 업한다. 정상 모드에서 메시지(21)가 판독 불가능한 형태로 중계되지 않는 것을 보장하는 단계가 취해진다. 모드 제어 회로(122, 162)는 송수신기(124, 164)로 하여금 파워 업 이후에 유입 메시지(21)의 나머지 부분을 중계하게 한다. 일 실시예에서, 메시지(21)의 나머지 부분(25)을 전송하는 데 필요한 전력은 전력 공급부(30)가 정상 모드에서 전력 공급 전압을 제어하기 전에 전력 공급부(30)의 캐패시터(306)로부터 이끌어진다. 다른 실시예에서, 검출기 회로(120, 160)는 정상 모드에서 동작 방향을 정상적으로 제어하는 추가 검출기(58a-d) 대신에, 정상 모드 개시시에 일시적으로 송수신기(124, 164)의 동작 방향을 제어한다.

Description

통신 버스 시스템 및 중계 회로{COMMUNICATION BUS SYSTEM OPERABLE IN A SLEEP MODE AND A NORMAL MODE}
통신 버스 시스템은 서로 다른 쌍의 노드 회로 사이의 통신을 위해 공유된 통신 라인을 제공하는 잘 알려져 있는 솔루션이다. 통신 라인을 공유하는 한가지 방법은 예컨대, 각각의 노드 회로가 다른 노드 회로와의 충돌없이 자신의 타임 슬롯에서 메시지를 전송할 수 있도록, 서로 다른 노드 회로에 서로 다른 타임 슬롯을 할당하는 것이다.
PCT 특허 출원 제 99/46888호에는 시스템의 전력 소비가 일반 동작 모드보다 낮은 슬립 모드로 전환되는 버스 시스템이 개시되어 있다. 노드 회로 중 어느 것도 상당 기간 동안 메시지를 전송하지 않는 경우가 종종 있다. 이는 시스템의 전력 소비를 감소시키는 데 이용될 수 있다. 이를 달성하기 위해서, 시스템은 이 기간 동안 슬립 모드로 전환된다. 슬립 모드에서, 작은 검출기 회로를 제외하고는 대부분의 노드 회로는 파워 오프된다. 검출은 통신 라인에서 동작이 있는지를 모니터하는 역할을 하며, 만약 있다면, 노드 회로가 파워 업되는 정상 모드로 다시 전환되게 한다. 소비되는 전력을 최소화하기 위해서, 검출기 회로는 최소한의 기능을 가지며, 바람직하게는 메시지를 삭제하는 기능 및 웨이크 업시키는 기능만을 갖는다. 전력 소비를 최소화시키기 위해서, 전송 기능, 중재(arbitration) 혹은 심지어 어떤 메시지 수신 기능도 슬립 모드에서는 제공되지 않는 것이 바람직하다.
물론, 시스템이 메시지를 전송할 수 있기 위해서는 슬립 모드에서 정상 모드로 전환함으로써 우선 "웨이크 업"해야 하기 때문에, 슬립 모드에서의 시스템의 응답 속도는 감소된다. 무엇보다, 전형적으로 100kHz의 속도로 동작하는 전환 모드 전력 공급과 같은 전력 공급은 완전히 동작하는데 20 마이크로초가 소요되며, 이는 전형적으로 10 마이크로초인 메시지보다 더 훨씬 더 길다. 예상하지 못한 동작을 방지하기 위해서, 전력을 다시 받기 시작하는 회로는 동작을 개시할 수 있기까지는 우선 파워 업 혹은 리셋 상태가 되어야 한다. 후속해서, 초기화 과정이 반드시 수행되어야 한다.
분산형 버스 시스템에서, 이 속도 저하는 심지어 버스 구조체가 섹션으로 분할되고, 섹션 사이에 중계 노드 회로가 있는 경우 더 크다. 이러한 분산형 시스템에서, 시스템을 웨이크 업시키기 위해서는 웨이크 업 메시지가 노드 회로와 중계 회로 사이에 전송되어야 한다(웨이크 업 메시지는 특수 웨이크 업 메시지이거나 정상 모드에서 의미를 갖는 정상 메시지가 될 수 있다).
그러나, 중계 회로가 우선 이러한 웨이크 업 메시지를 수신했을 때는 아직 슬립 모드로, 웨이크 업 메시지를 중계할 수 없다. 웨이크 업 메시지의 전송이 재시도되기까지는 오랜 시간이 걸린다.
이러한 지연에 의해 야기될 수 있는 속도 저하의 극단적인 예가 구식 스타 토폴로지(a tired star topology)를 가진 버스에서 발생한다. 구식 스타 토폴로지에서, 어떤 메시지는 수신 노드 회로가 접속된 통신 라인에 도달하기 위해서, 가능하다면 일련의 중계 회로를 통해서 중계 경로 상에서 중계되어야 한다. 따라서, 중계 회로를 웨이크 업하기 위해서 한 메시지가 사용되고, 다음 중계 회로를 웨이크 업하기 위해서 재시도 메시지가 사용될 때, 경로를 따라서 추가적인 중계 메시지가 각각의 중계 회로에 필요하다. 이는 상당한 지연을 유발한다.
본 발명은 통신 버스 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 통신 버스 시스템 및 중계 회로의 목적 및 이점이 첨부된 도면을 예로서 참조하면서 더 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 통신 버스 시스템을 도시하는 도면,
도 2는 중계 회로에 사용되는 신호를 도시하는 도면,
도 3은 중계 회로를 도시하는 도면,
도 4는 중계 회로에 사용되는 다른 신호를 도시하는 도면,
도 5는 다른 중계 회로를 도시하는 도면.
본 발명의 목적은 세그먼트화된 통신 버스 시스템에 슬립 모드를 제공하는 것으로, 이 시스템은 노드 회로가 메시지를 전송하기 시작할 때 슬립 모드로부터 빠르게 웨이크 업할 수 있다.
본 발명에 따른 통신 버스 시스템이 청구항 1에 개시되어 있다. 본 발명에 따라서, 메시지에 의해 웨이크 업되는 중계 회로는 중계 회로의 송수신기가 파워 업되었을 때, 진행 중에 있는 그 메시지의 나머지 부분의 중계 재전송에 들어가게 된다. 정상 모드에서 메시지가 판독 가능한 형태로 중계되는 것을 보장하는 방법은 제외한다. 물론 이는 송수신기가 파워 업되기 전에 원래의 메시지의 처음 부분을 결여시키기 때문에, 중계되는 메시지가 손상될 수 있다는 것을 의미할 것이다. 그러나, 처음 중계되는 메시지는, 메시지의 전송을 재시도하기 전에 웨이크 업을트리거하는 역할만을 하기 때문에 문제를 일으키지는 않을 것이다. 메시지의 전송의 재시도만이 해석될 것이지만, 재시도가 전송될 때까지는 모든 중계 경로 혹은 적어도 하나 이상의 중계 회로는 원래의 메시지로 인해서 웨이크 업되어 있을 것이다.
본 발명에 따른 시스템의 실시예가 청구항 2에 설명된다. 이 실시예에서, 중계 회로는 차지 업 캐패시터를 구비한 전력 공급기를 사용해서 중계 회로 및 검출기에 전력을 공급한다. 차지 업 캐패시터가 충전되는 속도는 모드에 따라서 달라진다. 정상 모드에서는, 예컨대 주파수 100kHz인 재충전 펄스가 사용될 수 있고, 슬립 모드에서는 훨씬 더 낮은 주파수가 사용될 수 있다.
슬립 모드에서 송수신기에 의한 전력 공급부로부터의 전력 소비는 차단된다. 다시 정상 모드로 전환되면, 송수신기는, 전력 공급부나 캐패시터를 정상 속도로 충전하기 전까지, 차지 업 캐패시터로부터의 에너지를 사용해서 적어도 부분적으로 나머지 메시지의 전송을 수행하도록 허용된다. 물론 이러한 상황은 정상 모드에서는 용납되지 않을 것이며, 혹은 차지 업 캐패시터는 송수신기에 의해 완전히 재충전될 것이지만, 웨이크 업 메시지의 적어도 일부가 거의 즉시 전송되는 것은 가능하게 한다. 이는 가능한 한 많은 중계 회로 및/또는 노드 회로가 제 1 웨이크 업 메시지의 시점에서 웨이크 업되는 것을 가능하게 한다.
본 발명에 따른 회로의 다른 실시예가 청구항 3에 설명된다. 중계 회로의 전력 공급이 단계적으로 수행된다. 제 1 단계에서, 전력 공급이 정상적으로 동작하지 않을 때, 송수신기를 포함하지 않는 다른 회로로부터 전력 공급은 보류된다.이러한 다른 회로는 전력 공급이 정상 동작으로 리턴되었을 때만 공급받는다. 송수신기가 유입 메시지의 나머지 부분을 전송하기 위해서 더 많은 전력을 차지 업 캐패시터로부터 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 회로의 다른 실시예가 청구항 5에 설명된다. 이 실시예에서 구성 회로는, 정보가 수신되는 입력단에 따라서, 송수신기가 입력단들 중 선택된 입력단으로부터 수신된 특정 출력 정보를 전송하도록 구성한다. 슬립 모드에서 정상 모드로의 전환시에, 구성을 선택하기 위해서 전환을 개시시키는 검출기 회로가 사용된다. 따라서, 정상 모드로의 전환 후에, 필요한 입력단의 검출시에 추가 시간은 없어진다. 이는 유입 메시지 중 더 많은 나머지 부분을 전송하는 것을 가능하게 하며, 따라서 더 많은 중계 회로 및 노드를 웨이크 업시킬 수 있다.
다른 실시예에서, 정상 모드에서 구성을 제어하기 위해 추가 검출기 회로가 사용되고, 이 다른 검출기 회로는 전력 공급기가 정상으로 동작할 때만 정상 모드에서 스위칭 온된다. 따라서 추가 검출기 회로는 슬립 모드에서 사용되는 검출기 회로보다 더 많은 전력을 소비할 수 있으며, 이는 더 빠른 검출을 가능하게 하고 이로써, 슬립 모드에서의 전력 소비를 증가시키지 않고도 혹은 전력 공급기가 정상적으로 동작하기 전에 유입 메시지를 중계할 때 차지 업 캐패시터를 재충전시킴으로써 송수신기를 파손시키는 일없이 더 빠른 동작을 가능하게 한다. 슬립 모드로부터의 전환시에, 송수신기 구성의 선택이 슬립 모드 검출기 회로에 의해 제어되는 실시예에서, 추가 검출기 회로가 정상 모드로의 전환 이후에만 동작을 개시한다는 점 때문에 송수신기 구성의 선택에서의 지연을 유발하지 않는다.
도 1은 통신 버스 시스템을 도시하고 있다. 이 시스템은 중계 회로(12, 14, 16)에 의해 연결된 많은 수의 노드 회로(10a-f)를 포함한다. 제 1 및 제 2 중계 회로(12, 14)는 유사하며, 노드 회로(10a-f) 및/또는 다른 중계 회로(12, 14, 16)에 접속하기 위한 4개의 입출력단을 갖고 있다. 제 3 중계 회로(16)는 2개의 입출력단을 갖고 있다. 노드 회로(10a-f)와 중계 회로(12, 14, 16)를 접속시키는 라인은 도전체 혹은 광섬유 접속부가 될 수 있다. 노드 회로(10a-f)와 중계 회로(12, 14, 16)를 접속시키는 라인이 하나만 도시되어 있지만, 원리적으로 예컨대 서로 다른 전압 및 전류를 공급하기 위한 도체의 쌍과 같은, 하나 이상의 라인이 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
더 상세하게는, 제 1 및 제 3 중계 회로(12, 16)는 검출기 회로(120, 160),모드 제어 회로(122, 162) 및 송수신기 회로(124, 164)를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 중계기 회로(12, 16)의 송수신기 회로(124)는 노드 회로(10a-f) 및 다른 중계 회로(12, 14, 16)에 연결된 입출력단을 갖고 있다. 검출기 회로(120, 160)는 송수신기 회로(124, 164)의 입출력단에 연결된 입력단 및 모드 제어 회로(122, 162)에 연결된 출력단을 갖고 있다. 모드 제어 회로(122, 162)는 송수신기 회로(124, 164)에 연결된 출력단을 갖고 있다.
동작시에, 중계 회로(12, 14, 16)는 정상 모드 및 슬립 모드로 동작한다. 정상 모드에서, 중계 회로(12, 14, 16)의 송수신기 회로(124, 164)는 노드 회로(10a-f)로부터 메시지를 수신해서 이를 다른 노드 회로(10a-f)에 중계한다. 노드 회로(10a-f)와 중계 회로(12, 14, 16)를 연결시키는 라인은 2방향으로의 메시지 전송을 지원한다. 송수신기(124, 164)는 입력단과 출력단 중 어느 쪽에 메시지가 도달했는지 검출해서, 그 입력단/출력단으로부터 다른 입력단/출력단으로 메시지가 중계되도록 자신을 구성한다.
모드 제어 회로(122, 162)는 중계 회로(12, 14, 16)가 일정 시간 어떤 메시지도 받지 못하면, 중계 회로(12, 14, 16)를 정상 모드에서 슬립 모드로 전환한다. 슬립 모드에서, 중계 회로의 많은 부분이 전력 소비를 중지해서 예컨대, 중계 회로에 전력을 공급하는 배터리(도시 생략)를 절약한다. 특히, 송수신기 회로(124, 164)는 입력단/출력단을 통해서 메시지를 재전송하거나 이를 대기하는 데 필요한 전력을 더 이상 소비하지 않는다.
검출기 회로(120, 160)는 슬립 모드에서 정상 모드로 다시 전환시킨다. 검출기 회로(120, 160)는 슬립 모드로 전력을 받아서, 중계 회로(12, 14, 16)가 슬립 모드에 있는 동안 어떤 메시지가 도달했는지 여부를 검출한다. 도달했으면, 검출기 회로(120, 160)는 모드 제어 회로(122, 162)에 트리거 회로를 전송한다. 응답시에, 모드 제어 회로(122, 162)는 중계 회로(12, 14, 16)를 정상 모드로 다시 전환한다.
도 2는 슬립 모드에서 정상 모드로 전환하는 동안 중계 회로(12, 14, 16)에서 발생하는 신호를 도시하고 있다. 제 1 신호(20)는 송수신기(124, 164)의 입력단/출력단 중 하나에 도달하는 신호를 도시한다. 예로서, 중계 회로(12, 14, 16)를 노드 회로(10a-f) 중 하나로 혹은 다른 중계 회로(12, 14, 16)에 접속시키는 신호선으로 표시된 도체 쌍의 전위 사이의 전위차인 차동 신호(20)가 도시된다. 메시지(21) 이전의 전위차는 0이지만, 메시지(21) 동안에 전위차는 양의 레벨과 음의 레벨 사이에서 반복 전환된다.
제 2 신호(22)는 검출기 회로(120, 160)에 의해 생성되는 트리거 신호이다. 검출기 회로(120, 160)는 예컨대 특정 임계 레벨 이상인 전위차의 발생에 기초해서, 메시지(21)를 검출해서 펄스(23)를 생성하며 메시지(21)가 개시되기 전에는 반드시 일정한 지연이 있다. 펄스(23)에 응답해서, 모드 제어 회로(122, 162)는 중계 회로(12, 14, 16)를 정상 모드로 전환하고, 특히 송수신기 회로(124, 164)가 전송을 위한 전력 소비를 개시하게 한다. 본 발명에 따라서, 송수신기 회로(124, 164)는 이 전력을 사용해서, 다른 입력단/출력단을 통해서 트리거 펄스(23)를 야기시켰던 메시지의 나머지 부분을 전송한다.
제 3 신호(24)는 다른 입력단/출력단에서 송수신기 회로(124, 164)에 의해 전송된 메시지의 나머지 부분(25)을 포함한다. 이 메시지는 노드 회로(10a-f) 또는 또 다른 중계 회로(12, 14, 16)에 전송될 수 있다. 개시가 늦기 때문에, 메시지는 메시지 내용을 전송할 수 없을 정보로 손상될 수 있다. 그러나 본 발명에 따라서, 다른 회로가 슬립 모드에서 정상 모드로 전환되도록 다양한 방법으로 전송된다.
제 4 신호(26) 및 제 5 신호(28)는 메시지의 나머지 부분(25)에 응답해서 다른 중계 회로(12, 14, 16) 내의 검출기 회로(120, 160)에 의해 생성된 다른 트리거 펄스(27) 및 다른 트리거 펄스(27)에 응답해서 다른 중계 회로(12, 14, 16)에 의해 전송된 다른 나머지 부분(29)을 포함한다.
다른 나머지 부분(29)은 나머지 부분(25)보다 심지어 더 짧다는 점에 주의한다. 이는 중계 회로(12, 14, 16)에서의 지연 때문이다. 많은 시스템을 슬립 모드에서 정상 모드로 전환하기 위해서, 지연이 너무 길면 메시지(21)에 손상을 가하게 되고 메시지(21) 안에 인코딩된 정보를 전송해도 쓸모없게 되므로, 지연은 가능한 한 짧은 것이 바람직하다. 지연을 최소화하기 위해서, 중계 회로(12, 14, 16)는 사용가능한 메시지가 전송되는 것을 보장하는 방법은 보류한다.
도 3은 중계 회로의 실시예를 더 상세하게 도시하고 있다. 4개의 입력단/출력단을 구비한 중계 회로가 예로서 도시되어 있지만, 임의의 수의 입력단/출력단이 사용될 수 있다. 중계 회로는 입력단/출력단(32a-d), 모드 제어 회로(36), 송수신 회로(38) 및 다른 회로(39:예컨대 마이크로컨트롤러를 포함)를 포함한다.
전력 공급 회로(30)는 배터리(도시 생략)의 단자와 같은, 외부 전력 공급 단자에 연결된 입력단(300) 및 출력단(308)을 갖고 있다. 출력단(308)은 검출기 회로(34a-d) 및 모드 제어 회로(36)에 직접 연결된다. 출력단(308)은 제 1 및 제 2 스위치(37a, 37b)를 통해서 송수신기(38) 및 다른 회로(39)에 각각 연결된다. 스위치(37a, 37b)는 모드 제어 회로(36)에 의해 제어된다. 입력단/출력단(32a-d)은 송수신기(38) 및 각각의 검출기 회로(34a-d)에 연결된다. 검출기는 모드 제어 회로(36)에 연결된다. 모드 제어 회로(36)는 다른 회로(39)에 연결된 리셋 출력단을 갖고 있다.
전력 공급 회로(30)는 레귤레이터 회로(302), 스위치(304), 다이오드(305), 차지 업 캐패시터(306) 및 인덕터(307)를 포함한다. 출력단(308)은 차지 업 캐패시터(306) 양단의 전압이 다른 회로의 공급 전압이 되도록 차지 업 캐패시터(306)에 연결된다. 입력단(300)은 스위치(304) 및 인덕터(307)를 통해서 차지 업 캐패시터(306)에 연결된다. 스위치(304)와 인덕터(307) 사이의 노드는 다이오드(305)를 통해서 접지된다. 레귤레이터 회로(302)는 차지 업 캐패시터(306) 양단의 전압에 무관하게 스위치(304)를 제어한다. 레귤레이터 회로(302)는 모드 제어 회로(36)에 연결된 모드 제어 입력단을 갖고 있다. 바람직하게는, 인덕터(307) 및 캐패시터(306)를 제외한 도 3의 회로의 모든 소자는 단일 집적 회로 상에 위치된다. 인덕터(307) 및 캐패시터(306)는 집적 회로의 외부 핀을 통해서 이 회로에 접속된다.
이 회로는 정상 모드 및 슬립 모드로 동작할 수 있다. 정상 모드일 때, 모드 제어 회로는 제 1 및 제 2 스위치(37a, b)를 도전 상태로 만들어서 차지 업 캐패시터(306)로부터 송수신기(38) 및 다른 회로(39)로 전력을 공급한다. 슬립 모드에서, 모드 제어 회로는 제 1 및 제 2 스위치(37a, b)를 비 도전 상태로 만들어서, 송수신기(38) 및 다른 회로(39)가 전력을 공급받지 못하게 한다.
슬립 모드에서, 검출기 회로(34a-d)는 입력단/출력단(32a-d)에 어떤 메시지가 도달했는지 여부도 검출한다. 도달했다면, 검출기 회로(34a-d)는 모드 제어 회로(36)를 트리거해서 중계 회로를 정상 모드로 전환한다.
도 4는 정상 모드로의 전환에 포함되는 신호를 도시하고 있다. 제 1 신호(40)는 입력단/출력단(32a-d) 중 하나에 도달하는 메시지(41)를 도시한다. 제 2 신호(42)는 메시지(41)에 응답해서 검출기 회로(34a-d)에 의해 생성되는 트리거 펄스(43)를 도시하고 있다. 제 3 신호(44)는 모드 제어 회로(36)가 트리거 펄스에 응답해서 제 1 스위치(37a:송수신기(38)에 공급되는 전력을 제어함) 및 전력 공급부(30)에 공급하는 제어 신호이다. 제 3 신호(44)는 트리거 펄스에 응답해서 전이(45)한다.
전력 공급부(30)는 출력단(308)의 전압을 조정한다. 이를 위해서 레귤레이터 회로(302)는 짧은 시간 동안 스위치(304)를 주기적으로 도전 상태로 만든다. 레귤레이터 회로(302)는 차지 업 캐피시터(306) 양단의 전압이 평균적으로 원하는 전압과 동일하게 유지되도록 예컨대, 시간의 길이를 조정한다. 레귤레이터 회로(302)가 스위치를 도전 상태로 만드는 기간의 주파수는 정상 모드에서보다 슬립 모드에서 더 낮다. 정상 모드에서 이 주파수는 예컨대 100kHz이고, 반면에 슬립 모드에서 이 주파수는 10Hz 정도로 낮을 수 있다. 중계 회로가 슬립 모드에서 적은 양의 전력만을 소비하기 때문에 이렇게 낮은 주파수가 가능하다.
제 3 신호(44)에서의 전이(45) 이후에, 정상 모드에서의 더 높은 전력 소비를 지원하기 위해서, 레귤레이터 회로(302)는 슬립 모드에서 사용되는 저주파수에서 정상 모드에서 사용되는 고주파수로 전환된다. 제 4 신호(46)는 스위칭(304) 용 제어 펄스를 도시한다. 전이(45) 이전의 펄스 사이의 간격은 전이(45) 이후의 간격 보다 작다. 또한, 전이(45) 이후에는 물론 이전에도 거리는 메시지(41)의 길이보다 긴 것이 일반적이다. 이 거리는 정확하게 도시된 것이 아니라, 펄스 사이의 서로 다른 간격의 원리만을 도시한 것이다.
더 높은 동작 주파수로 전환하기 위해서는 레귤레이터 회로(302)가 슬립 모드에서보다 훨씬 더 높은 조정 속도로 전력 공급부의 출력 전압을 조정할 수 있는 피드백 루프를 작동시켜야 한다. 피드백 루프가 안정 상태가 될 때까지는 일정시간이 걸리며, 이는 스위치(304)로의 많은 펄스에 필요한 시간이다.
송수신기(38)는 전력 공급기(30)가 동작 주파수를 증가시키는 신호를 수신했을 때 전력을 공급받기 시작한다. 제 6 신호(47)는 송신기에 의해 중계되는 메시지(41)의 나머지 부분(48)을 도시한다. 나머지 부분의 전송은 전력 공급부(30)가 정상 모드로의 스위칭 백에 응답할 수 있기 전에 개시한다는 것에 주의한다. 따라서, 송수신기(38)는 슬립 모드로의 동작시에 차지 업 캐패시터(306)에 충전된 전하를 사용해서 메시지(41)의 나머지 부분(48)을 가능한 한 많이 전송한다.
다른 회로(39) 및 제 2 스위치는 다른 회로(39)가 포함되었는지 여부에 따라서 혹은 이들 회로에 전력 공급을 받는지 여부에 따라서 달라지는 선택 사항이다. 제 7 신호(49)는 다른 회로(39)에 전력을 공급하기 위한, 모드 제어 회로(36)로부터 제 2 스위치(37b)로의 제어 신호를 도시하고 있다. 제 7 신호(49)는 일단 전력 공급부(30)가 정상적으로 동작하기 시작했을 때에만 이들 회로로의 전력 공급을 가능하게 한다. 이 시점까지, 모드 제어 회로(36)는 리셋 신호를 다른 회로(39)에 전송해서 이들 회로를 리셋 상태로 유지하고, 일단 정상 전력 공급이 가능해지면 이들 다른 회로(39)가 일정 상태로부터 동작을 개시하게 한다. 송수신기(38)는 이러한 리셋 신호를 수신하지 않으며, 따라서 전력 공급부(30)가 정상적으로 동작하지 않고, 메시지(41)의 상당 부분이 이미 전송된 경우에도 메시지(41)의 나머지 부분(48)을 중계할 수 있다는 것에 주의한다.
도 3에 도시된 실시예의 많은 다른 실시예가 본 발명을 벗어남없이 가능하다는 것을 이해할 것이다. 예컨대, 다른 회로(39)는 필요없으면 생략될 수 있으며, 메시지(41)의 나머지 부분(48)을 전송하는데 필요없는 송수신기(38)는 전력 공급 회로(30)가 대기 중일 때만 전력을 받기 시작할 수 있고, 혹은 전력 공급 회로(30)가 대기 중 일 때까지 리셋 신호를 수신할 수 있다. 송수신기(38) 및 다른 회로로의 전력 공급 접속부에서 스위치(37a, b)를 사용하는 대신에, 이들 회로 내부의 다양한 위치에서 스위치가 사용되어서 이들 회로의 전력 소비를 절감시킬 수 있다.
모드 제어 회로가 다시 정상 모드로 전환되었을 때, 빠르게 전류 공급을 제공하는 성능을 가지고 있는 전력 공급 회로라면, 다른 타입의 전력 공급 회로(30)가 사용될 수도 있다. 차지 업 캐패시터가 사용되는 경우, 예컨대 입력단(300)으로부터 차지 업 캐패시터로 영구 전류를 공급하는 회로와 같은, 차지 업 캐패시터를 구비한 다른 타입의 전력 공급 회로가 사용될 수 있으며, 가능하다면, 스위치(304)를 비 도전 상태로 유지하면서, 스위치(304)와 병렬인 소형 트랜지스터(도시 생략)를 사용해서 슬립 모드에서 전류를 흘린다.
광 섬유와 같은 다른 통신 라인이 송수신기(38)의 입력단/출력단으로의 도체선 대신에 사용될 수 있다. 메시지의 검출은 차동 신호와 임계값을 비교함으로써 수행될 수 있다.
도 5는 중계 회로의 다른 실시예를 도시하고 있다. 도 4에 도시된 소자에 추가로, 이 도면에서는 수신기 회로(50a-d) 및 송신기 회로(52a-d), 구성 회로(54), 멀티플렉서(56) 및 추가 검출기(58a-d)를 도시하고 있다. 수신기 회로(50a-d)는 입력단/출력단(32a-d)에 각각 연결된 입력단 및 멀티플렉서(56)에 연결된 출력단을 갖고 있다. 송신기 회로는 멀티플렉서(56)의 출력단에 연결된 입력단 및 각각의 입력단/출력단에 연결된 출력단을 갖고 있다. 추가 검출기(58a-d)는 입력단/출력단에 연결된 입력단을 갖고 있다. 검출기 회로(34a-d) 및 추가 검출기는 모두 구성 회로에 연결된 출력단을 갖고 있다. 구성 회로(54)는 모드 제어 회로(36)에 연결된 모드 제어 입력단을 갖고 있다. 구성 회로(54)는 송신기 회로(52a-d)의 인에이블 입력단 및 멀티플렉서(56)의 제어 입력단에 연결된 출력단을 갖고 있다.
정상 모드 동작시에, 구성 회로(54)는 입력단/출력단(32a-d) 사이에서 전송 방향을 제어한다. 추가 검출기 회로(58a-d)가 입력단/출력단(32a-d) 상에서 메시지의 개시를 검출하면, 이 개시를 구성 회로(54)에 알린다. 구성 회로(54)는 그 입력단/출력단(32a-d)으로부터의 입력을 위한 구성으로 전환한다. 이 구성에서, 구성 회로(54)는 송신기(52a-d)를 다른 입력단/출력단에 인에이블시키고(메시지가 개시하는 입력단/출력단(32a-d)에 연결된 송신기는 디스에이블시키면서), 멀티플렉서(56)에는 메시지를 수신하는 수신기(50a-d)로부터 송신기(52a-d)로 메시지를 통과시키도록 명령한다. 구성 회로(54)는 메시지가 진행 중에 있는 한 구성을 유지한다.
추가 검출기(58a-d)는 슬립 모드에서는 전력을 받지 않는다. 슬립 모드에서 정상 모드로의 전이시에, 구성 회로(54)는 슬립 모드로 동작하는 검출기 회로(34a-d)로부터의 신호와 무관하게 구성을 선택하는 상태에 들어간다. 후속하는 다른 검출 신호는 메시지가 종료될 때까지 무시된다. 따라서, 추가 검출기(58a-d)를 파워 업하기 위해 대기하는 시간 손실이 없으며, 이들 추가 검출기(58a-d)의 파워 업 동안 에러가 발생할 위험이 없다. 바람직하게는, 추가 검출기(58a-d)로의 전력 공급은 추가 회로(39)가 파워 업될 때만 스위칭 온되고, 따라서 정상 모드 동작의 개시시의 차지 업 캐패시터(306)로부터의 전력 소비를 감소시킨다.
다른 실시예에서(도시 생략), 추가 검출기(58a-d)는 도 5에 도시된 바와 같이 입력단 대신에 수신기(50a-d)의 출력단에 접속된 입력단을 갖고 있다. 따라서, 추가 검출기는 신호를 증폭하거나 필터링할 필요가 없다(이는 수신기(50a-d)에서 행해지기 때문에). 이는 슬립 모드에서 정상 모드로의 전환시에, 수신기의 스위칭 온 지연에 의한 지연없이 구현되며, 검출기 회로(34)가 이러한 전이 이후에 그 구성을 제어하기 때문이다.
타임 슬롯을 노드 회로(10a-f)에 할당하기 위해서 타임 슬롯 멀티플렉싱 프로토콜이 사용될 수 있으며, 이 노드 회로(10a-f)는 메시지를 전송할 권한을 갖고 있다. 이 경우 구성 회로(54)는 추가 검출기(58a-d)에 의한 검출이 아닌, 시간에 관계없이, 혹은 이러한 검출에만 무관하게 구성을 선택할 수 있다. 예컨대, 구성 회로는 동기화 신호를 수신한 후에 타임 슬롯의 수를 카운트할 수 있고, 이 카운트된 수를 사용해서 구성을 선택할 수 있으며, 가능하다면 검출기(58a-d)가 관련된 타임 슬롯에서 메시지를 검출하지 않을 때는 송신기(52a-d)를 디스에이블하게 한다. 이 경우, 그럼에도 불구하고 슬립 모드에서 정상 모드로의 전환시에, 구성의 선택은 타임 슬롯에 무관하게 검출기 회로(34a-d)에 의해 처음에 결정되는 것이 바람직하다. 따라서, 구성 회로(54)는 슬립 모드에서 타임 슬롯을 카운트할 필요도 없고, 혹은 송신기(52a-d)가 메시지(41)의 나머지 부분(48)을 전송할 수 있을 때까지 동기화 신호를 처리할 필요도 없다.
많은 다른 방안이 도 5에 관해서 가능하다는 것을 이해할 것이다. 예컨대, 멀티플렉서(56)의 기능은 3상태 드라이버, 오픈 컬렉터 회로 혹은 오픈 드레인 회로를 수신기(50a-d) 각각의 출력단에 포함시킴으로써 구현될 수 있다. 이 경우, 즉 구성 회로(54)는 수신기(50a-d)의 입력단에서 메시지가 검출되었는지 여부에 무관하게, 수신기(50a-d) 중 하나를 인에이블하는 출력단을 구비한 경우, 3상태 드라이버 혹은 오픈 드레인/컬렉터 회로는 수신기(50a-d)의 출력단 및 송신기(52a-d)의 입력단에 교차 접속될 수 있다.
일반적으로, 도 4 및 도 5에 한정되지 않고, 슬립 모드에서 정상 모드로의 전환 이후에 회로를 파워 업시키거나 초기화시키기 위한 필요성으로 인해서, 지연이 발생할 수 있는 위치에서, 이러한 지연을 감소시키기 위한 단계들이 취해질 수 있다. 이 예에서, 이는 전력 공급부가 정상으로 동작하기까지의 대기 시간과 같은, 대기 시간을 선택적으로 제거함으로써 혹은 대용 회로(검출기와 같은)를 사용해서 정상 모드에 들어가기까지 메시지의 나머지 부분의 전송을 개시하기 전에, 필요한 기능을 수행함으로써 행해진다.
또한, 로컬 메시지 소스가 중계 회로에 추가될 수 있다. 검출기는 이 메시지 소스로부터의 메시지를 검출할 필요가 없고, 중계 회로가 이러한 메시지 소스로부터의 메시지를 전송하기 위해 슬립 모드로 남아 있어야 하므로, 이 내부 메시지 소스에 대해서는 가능한 한 많은 나머지 부분이 전송되는 것을 보장하는 데 필요한 단계가 생략될 수 있다.

Claims (7)

  1. 복수의 노드 회로(10a-d) 및 상기 노드 회로들(10a-d)을 연결시키는 중계 회로(12, 14, 16)를 포함하는 통신 버스 시스템에 있어서 - 상기 중계 회로(12, 14, 16)는 슬립 모드 및 정상 모드로 동작할 수 있음 - ,
    상기 중계 회로(12, 14, 16)는
    상기 정상 모드에서 상기 노드 회로들(10a-d) 간의 메시지(21)를 중계하는 송수신기 회로(124, 164) - 상기 송수신기 회로(124, 164)는 상기 슬립 모드에서는 파워 다운되고, 상기 정상 모드에서는 파워 업됨 - 와,
    적어도 상기 중계 회로(12, 14, 16)가 상기 슬립 모드에 있을 때, 유입하는 메시지를 검출하는 검출기 회로(120, 160)와,
    상기 검출기 회로(120, 160)에 의해서 유입 메시지(21)가 검출되면 상기 송수신기를 파워 업하는 모드 제어 회로(122, 162) - 상기 모드 제어 회로(122, 162)는 파워 업 이후에 상기 송수신기(124, 164)로 하여금 상기 유입 메시지(21)의 나머지 부분(25)을 중계하게 함 -
    를 포함하는 통신 버스 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 중계 회로는
    차지 업 캐패시터(306)를 구비하고 있으며, 적어도 슬립 모드 및 정상 모드로 동작할 수 있고, 상기 모드 제어 회로(35)의 제어하에서 상기 정상 모드에서보다 더 느린 속도로 상기 슬립 모드에서 상기 차지 업 캐패시터(306)를 차지 업시키는 전력 공급 회로(30)를 더 포함하되,
    상기 검출기(34a-d)는 상기 슬립 모드에서 상기 차지 업 캐패시터(306)로부터 전력을 공급받고,
    상기 송수신기 회로(38)는 상기 차지 업 캐패시터(306)에 연결되어 있고, 상기 송수신기 회로(38)에 의한 상기 전력 공급 회로(30)로부터의 전력의 소비를 차단하는 차단 회로(37a)를 포함하며,
    상기 모드 제어 회로(36)는 상기 유입 메시지(41)의 검출시에 상기 차단을 철회하고, 상기 슬립 모드에서 상기 정상 모드로의 전환시에 상기 전력 공급 회로(30)가 더 높은 재충전 속도를 제공하기 시작하는 시점 이전에 상기 송수신기 회로(38)로 하여금 상기 유입 메시지(41)의 나머지 부분(48)을 중계하기 시작하게 하는
    통신 버스 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 모드 제어 회로(36)는 상기 슬립 모드에서 상기 정상 모드로의 전환 이후에, 상기 전력 공급 회로(30)가 더 높은 재충전 속도를 제공하기 시작할 때까지,상기 슬립 모드에서 상기 송수신기(38)를 제외한, 상기 중계 회로 내의 추가 회로(39)에 의한 상기 전력 공급 회로(30)로부터의 전력의 소비를 차단하는
    통신 버스 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 중계 회로는
    메시지용 복수의 입력단 및 출력단(32a-d)과,
    상기 송수신기 회로(50a-d, 52a-d)의 중계 동작의 방향을 상기 입력단들(32a-d) 중 하나로부터 상기 출력단들(32a-d)의 적어도 일부를 향하게 구성하는 구성 회로(54)를 더 포함하며,
    상기 검출기 회로(34a-d)는 상기 구성 회로(54)에 연결되어서, 상기 슬립 모드에서 상기 검출기 회로(34a-d)가 상기 입력단들(32a-d) 중 어느 것이 상기 유입 메시지를 검출했는지에 무관하게 상기 유입 메시지(41)의 상기 나머지 부분(48)이 중계되는 방향을 구성하는
    를 포함하는 통신 버스 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 중계 회로는 상기 정상 모드 동안 상기 입력단들 중 어느 하나로부터메시지가 도달하는지 검출해서, 상기 정상 모드에서 상기 유입 메시지에 후속하는 적어도 하나의 추가 메시지를 위해서, 상기 입력단(32a-d) 중 상기 하나에 따라서 방향을 구성하도록 상기 구성 회로(54)를 제어하는 추가 검출기 회로(58a-d) - 상기 추가 검출기 회로(58a-d)는 상기 검출기 회로(32a-d)보다 더 빠른 검출을 제공하고, 상기 슬립 모드에서는 파워 다운됨 -
    를 포함하는 통신 버스 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 통신 버스 시스템은 타임 슬롯 멀티플렉싱 프로토콜에 따라서 동작 가능하며,
    상기 중계 회로는 상기 입력단(32a-d)으로의 타임 슬롯의 할당을 유지해서, 할당된 타임 슬롯에서 상기 구성 회로(54)가 각각의 특정 입력단(32a-d)으로부터의 메시지를 중계 가능하게 하도록 제어하는 타임 슬롯 선택 유닛(54)을 포함하고,
    상기 중계 가능하게 하는 제어는 상기 슬립 모드에서 상기 정상 모드로의 전환시에 상기 검출기 회로(34a-d)에 의해 이루어지는
    통신 버스 시스템.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 통신 버스 시스템에 사용되는중계 회로에 있어서,
    상기 정상 모드에서 상기 노드 회로용 단자들(10a-d) 간의 메시지(21)를 중계하는 송수신기 회로(124, 164)와 - 상기 송수신기 회로(124, 164)는 상기 슬립 모드에서는 파워 다운되고, 상기 정상 모드에서는 파워 업됨 - ,
    적어도 상기 중계 회로(12, 14, 16)가 상기 슬립 모드에 있을 때, 유입하는 메시지를 검출하는 검출기 회로(120, 160)와,
    상기 검출기 회로(120, 160)가 유입 메시지(41)를 검출하면 상기 송수신기(124, 164)를 파워 업하는 모드 제어 회로(122, 162) - 상기 모드 제어 회로(122, 162)는 파워 업 이후에 상기 송수신기로 하여금 상기 유입 메시지(21)의 나머지 부분(25)을 중계하게 함 -
    를 포함하는 중계 회로.
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