KR960000609B1 - 공통버스 신호중계기 방향 제어장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

공통버스 신호중계기 방향 제어장치

제1도는 본 발명의 공통버스 신호중계기 방향 제어장치의 블럭도.

제2도는 본 발명의 공통버스 신호중계기의 스테이트 다이어그램.

제3도는 본 발명의 발진방지 회로도.

제4도는 본 발명의 발진방지 회로의 타이밍도.

제5도는 본 발명의 충돌검출회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

Eab : A→B 버스로 방향을 제어하는 신호

Eba : b→A 버스의 방향을 제어하는 신호

Aa : A버스의 점유를 알리는 신호 Ab : B버스의 점유를 알리는 신호

Oa : A버스의 발진방지신호 Ob : B버스의 발진방지신호

Ka : A버스의 충돌방지신호 Kb : B버스의 충돌방지신호

본 발명은 공통버스를 사용하는 시스템에서 버스 중계기를 사용하는 경우에 방향제어 타이밍의 오차를 줄일 수 있도록 플립플롭을 이용한 디지털 버스 신호제어 방식의 공통버스 신호중계기 방향 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 통신망을 구성할 때 1:1로 연결하는 방식이 있고 1:다수, 다수:다수로 연결하는 방법이 있다.

이때, 1:다수, 다수:다수의 경우에는 한 개의 신호선에 여러개의 통신장비가 연결되어 한 개의 한정된 자원을 여러개의 사용자가 공통으로 사용할 경우에 이를 버스라고 한다.

따라서 버스 중계기란 1개의 버스에 어떤 제약이나 구조상으로 모든 통신 장치들을 수용할 수 없을 경우에 2개 이상의 버스를 사용해서 통신망을 구성하게 되는데 이 경우에 버스와 버스를 연결해 주는 중계기가 필요하며 바로 이 중계기를 버스 중계기라 하는바, 종래의 공통버스 신호중계기는 충돌검출부가 없었으며 발진방지회로부가 아날로그 회로인 74LS123의 콘덴서와 저항값에 의존해서 방향 제어를 실시함으로서 공통버스의 신뢰성 저하와, 방향제어 타이밍의 오차를 발생시키는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 아날로그적인 제어에 의한 공통버스의 신뢰성 저하와, 방향 제어 타이밍의 오차를 줄일 수 있는 플립플롭을 이용한 디지털 방식을 사용함으로서 공통버스의 신뢰성 향상과 방향 제어 타이밍 오차를 줄일 수 있도록 한 공통버스 신호중계기 방향 제어장치를 제공하고자 하는 것이다.

제1도는 본 발명의 공통버스 신호중계기 방향 제어 장치의 블록도로서, 버퍼(1)를 통해 지연된 A버스의 점유를 알리는 신호(Aa')가 버퍼(2)와, 노오아 게이트(5)의 입력단(2)과, A버스 충돌검출회로부(30)와, B버스 충돌검출회로부(40)와, A버스 발진방지회로부(10)에 각각 입력될 수 있게 연결된다. 버퍼(3)를 통해 지연된 B버스의 점유를 알리는 신호(Ab')가 버퍼(4)와, 노오아 게이트(6)의 입력단(2)과, B버스 충돌검출회로부(40)와, A버스 충돌검출회로부(30)와, B버스 발진방지회로부(20)에 각각 입력될 수 있게 연결된다.

상기 B버스 발진방지회로부(20)의 출력신호(Ob)는 A버스 점유를 알리는 신호가 버퍼(1)를 통해 출력되는 것을 제어할 수 있게 연결되고, 상기 A버스의 발진방지회로부(10)의 출력신호(Oa)는 B버스 점유를 알리는 신호가 버퍼(3)를 통해 출력되는 것을 제어할 수 있게 연결된다. 상기 B버스의 충돌검출회로부(40)의 출력신호(Kb)는 B버스에서 A버스로 방향을 제어하는 신호(Eba)를 출력하는 노오아 게이트(6)의 입력단(3)에 입력될 수 있게 연결되고, 상기 A버스의 충돌검출회로부 (30)의 출력신호 (Ka)는 A버스에서 B버스로 방향을 제어하는 신호(Eab)를 출력하는 노오아 게이트(5 )의 입력단(3)에 입력될 수 있게 연결된다. 상기 노오아 게이트(5)의 출력신호의 일부는 버퍼(2)의 입·출력단에 연결되고, 상기 노오아 게이트(6)의 출력신호의 일부는 버퍼(4)의 입·출력단에 연결되게 구성된다.

제2도는 본 발명의 공통버스 신호중계기의 스테이트 다이어그램으로서, Eab= E ba=로우, Oa=Ob=하이 상태는 스테이트 0 상태로 A버스, B버스 어느쪽으로도 방향제어가 발생하지 않는 단계(101)이고, 상기 단계(101)에서 Aa=Ab=로우 상태는 A버스, B버스의 충돌을 나타내며 즉시 스테이트 0단계로 복귀하는 단계(102)이며, 상기 단계(101)에서 Aa=하이, Ab=하이 상태는 A버스, B버스의 양쪽 모두 사용하지 않는 상태로 즉시 스테이트 0상태로 복귀하는 단계(103)이다.

상기 단계(101)에서 Aa=로우, Ab=하이는 A버스를 사용자가 사용하는 상태로 즉시 스테이트 1상태로 천이하는 단계(104)이고, 상기 단계(101)에서 Aa=하이, Ab=로우는 B버스의 사용자가 버스 사용하는 상태로 즉시 스테이트 2상태로 천이하는 단계(105)이며, Eab=하이, Eba=로우, Oa=로우, Ob=하이 상태는 스테이트 1상태로 A버스에서 B버스로 방향제어가 일어나는 단계(106)이다.

상기 단계(106)에서 Aa=로우는 사용자가 버스를 계속 점유하는 상태로 스테이트 1상태로 복귀하는 단계(107)이고, 상기 단계(106)에서 Aa=하이는 A버스의 사용자가 버스 사용을 종료하는 상태로 스테이트 0상태로 복귀하는 단계(108)이며, 상기 단계(106)에서 Aa=로우, Ab=로우는 A버스의 사용자가 버스를 사용하고 있는 중에 B버스의 사용자가 또다시 점유를 시도하여 버스 충돌이 일어나는 경우 스테이트 0상태로 복귀하는 단계(109)이다.

Eab=로우, Eba=하이, Oa=하이, Ob=로우 상태는 스테이트 2상태로 B버스에서 A버스로 방향제어가 발생하는 단계(110)이고, 상기 단계(110)에서 Ab=로우는 B버스의 사용자가 버스를 계속 점유하는 상태로 스테이트 2상태로 복귀하는 단계(111)이며, 상기 단계(110)에서 Ab=하이는 B버스의 사용자가 버스 사용을 종료하는 상태로 스테이트 0상태로 복귀하는 단계(112)이고, 상기 단계(110)에서 Aa=로우, Ab=로우는 B버스의 사용자가 버스를 사용하고 있는 중에 A버스의 사용자가 또다시 점유를 시도하여 버스 충돌이 일어나는 경우 스테이트 0상태로 복귀하는 단계(113)로 구성된다.

제3도는 본 발명의 발진방지 회로도로서 제1도에 도시된 버퍼(1)를 통해 지연된 A버스의 점유를 알리는 신호(Aa')가 버퍼(11)를 통해 반전된 다음 버퍼(12)를 통해 재반전하여 신호(Aa″)가 D-플립플롭의 클럭단(CLK)에 입력될 수 있게 연결되고, 버퍼(1)를 통해 지연된 A버스의 점유를 알리는 신호(Aa')가 D-플립플롭의 클리어(CL)에 입력될 수 있게 연결되며, 상기 D-플립플롭의 출력단(Q)으로부터 일부 신호는 버퍼(13)를 통해 상기 입력단(D)에 입력되게 연결하여 구성된다.

제5도는 본 발명의 충돌검출 회로도로서, 제1도에 도시된 버퍼(1)를 통해 지연된 A버스의 점유를 알리는 신호(Aa')와 버퍼(3)를 통해 지연된 B버스의 점유를 알리는 신호(Ab')를 노오아 게이트(50)의 입력단(2),(3)에 연결하여 A버스의 충돌방지신호( Ka)가 출력될 수 있게 구성된다.

제1도를 참조하여 본 발명의 공통버스 신호중계기 방향 제어장치의 기본적인 동작을 설명하면 다음과 같다.

공통버스의 동작은 여러개의 노드(Load)가 1개의 공통버스에 물리적으로 한꺼번에 물려서 동작하기 때문에 버스라는 1개의 자원을 기간적으로 분할하여 사용해야 한다.

그러므로 버스의 동시 점유를 막기 위해서 어서트(Assert)신호를 이용하는 타 노드의 버스 점유를 방지하는데 이 신호가 Aa,Ab이다.

상기의 신호는 동시에 2개 이상의 노드를 발생시킬 수 없으며, 반드시 1개의 노드가 버스 점유 신호를 발생한다. 즉, A사이드 버스나 B사이드 버스의 모든 노드중에서 반드시 한 시점에서 1개의 노드만이 어서트(Assert)신호를 발생하는 것을 의미한다.

우선 본 발명의 도면 부호 설명을 상세히 기술하면 다음과 같다.

Aa는 A, B버스중 A버스에 있는 한 사용자가 버스를 사용하고 있음을 의미한다.

Ab는 A, B버스중 B버스에 있는 한 사용자가 버스를 사용하고 있음을 의미한다.

Oa는 A버스의 사용자가 버스를 사용하고 있을 경우 버스의 신호 흐름이 A버스에서 B버스로 제어되는데 이때 이 신호가 또다시 A버스로 되돌아 오는 경우에 발진 현상이 발생된다. 즉 이 신호는 신호의 역흐름을 방지해주는 역할을 한다.

Ob는 B버스의 사용자가 버스를 사용하고 있을 경우 버스의 신호 흐름이 B버스에서 A버스로 제어되는데 이때 이 신호가 또다시 A버스로 되돌아 오는 경우에 발진 현상이 발생된다. 즉 이 신호는 신호의 역흐름을 방지해주는 역할을 한다.

Ka는 A버스의 충돌방지신호로서, A버스에서 이미 한 사용자가 버스를 사용하고 있는데 또다시 B버스에서 다른 사용자가 버스를 사용하게 되면 두 사용자간에 충돌이 일어난다. 왜냐하면 버스는 공유자원이므로 동시에 두 사용자가 사용할 수 없다.

Kb는 B버스의 충돌방지신호로, B버스에서 이미 한 사용자가 버스를 사용하게 되면 두 사용자간에 충돌이 일어난다.

Eab는 방향제어의 신호로 A버스의 사용자가 버스를 사용할 경우 동일 버스내의 타사용자는 이의 정보를 방향제어 없이 받아 볼 수 있으나, B버스에 연결되어 있는 사용자는 방향 제어신호에 의해 A버스의 신호가 B버스로 올 수 있도록 해 주어야 한다. 반대로 B버스의 사용자가 버스를 사용할 경우에는 반대로 신호 흐름 제어가 이루어져야 한다.

제1도와 제4도를 관련시켜 A사이드 버스의 경우만 고려하여 동작설명을 하면 다음과 같다.

회로의 초기상태를 리셋(Reset)신호에 의해 Oa, Ob 모두 ″하이″상태로, Aa =Aa'가 될 수 있는 상태이다.

Eab는 Aa'나 저항(R)에 의해서 ″로우″로 되어서 Aa'가 B버스로 전파되는 것을 막고 있는 상태가 된다.

이런 상태에서 A버스에 있는 노드들중의 하나가 버스를 점유하여서 사용을 시작하면 Aa가 ″하이″에서 ″로우″ 상태로 변하며 이에 따라 Aa'의 상태도 ″로우″로 변한다. 여기서 ″하이″는 아이들 상태를 의미하고 ″로우″는 버스의 사용 상태를 의미한다.

이때 Oa=로우로 가정한 상태임.(제3도에서 이후에 설명)

상기 Aa'=″로우″에 의해서 Oa=로우, Eab=″하이″의 상태로 변하며, Eab =″하이″에 의해서 버스의 방향제어가 A버스에서 B버스로 이루어지며, Oa=로우에 의해서 발진이 방지된다.

다음에 A버스의 버스 점유중인 노드가 사용을 완료하고 버스 점유을 풀어주게 되면, Aa가 ″로우″에서 ″하이″로 Aa'도 ″하이″로 되어서 A버스에서 B버스로 방향제어를 종료한다.

제1도와 제2도를 참조하면, 스테이트 0은, A, B 어느쪽으로도 방향제어 일어나고 있지 않은 단계(101)이다. 즉, Eab=Eba=로우 상태이며, 버퍼(1), 버퍼(3)을 열고 있는 상태로서 Oa=Ob=하이이다.

Aa=로우, Ab=로우 상태 변화는 버스의 충돌을 나타내며, 충돌시는 즉시 정상 상태(즉, 스테이트 0)로 되돌려 놓은 단계(102)이다.

Aa=하이, Ab=하이 상태변화는 A, B버스 양쪽 모두 사용자가 버스를 사용하지 않고 있는 단계(103)이다. Aa=로우, Ab=하이 상태 변화는 A버스내의 사용자가 버스를 사용하는 경우에 발생되며, 스테이트 1로 천이가 발생하는 단계(104)이다.

스테이트 1상태는 A버스에서 B버스로 방향제어가 일어나고 있는 상태이다. 즉 Eab=하이, Eba=로우 상태이며, 버퍼(3)를 막고, 버퍼(1)를 열고 있는 상태로서 Oa=로우, Ob=하이이다.

Aa=로우 상태 변화는 A버스의 사용자가 버스를 계속 점유하고 있는 단계(10 7)이다. Aa=″하이″상태변화는 A버스의 사용자가 버스 사용을 종료한 상태를 의미하며 스테이트 0상태로 천이가 일어나는 단계(108)이다.

Aa=로우, Ab=로우 상태 변화는 A버스의 사용자가 버스를 사용하고 있는 중에 B버스의 사용자가 또다시 점유를 시도하여 버스 충돌이 일어난 경우이며, 스테이트 0상태로 천이가 발생하는 단계(109)이다.

스테이트 2상태는 B버스에서 A버스로 방향제어가 일어나고 있는 상태이다. 즉 Eab=로우, Eba=하이,Oa=하이, Ob=로우이다.

Ab=로우 상태 변화는 B버스의 사용자가 버스를 계속 점유하고 있는 단계(111 )이다. Ab=″하이″상태 변화는 B버스의 사용자가 버스를 종료한 상태를 의미하며 스테이트 0으로 천이가 일어나는 단계(112)이다.

Aa=로우, Ab=로우 상태 변화는 B버스의 사용자가 버스를 사용하고 있는 중에 A버스의 사용자가 또다시 점유를 시도하여서 버스 충돌이 일어난 경우이며, 스테이트 0으로 천이가 일어나는 단계(113)이다.

제3도와 제4도를 참조하여 설명하면, 초기화는 리셋(Reset)에 의해서 이루어지며 버스 점유 신호 Aa'=″로우″에 의해 비동기 클리어(Clear)되어서 즉시 Oa의 상태를 ″하이″에서 ″로우″로 변화시켜 발진을 방지시킨다.

이후 버스 점유 해제가 이루어질 때 Aa″ 라이징 에지에 의해서 Oa의 상태가 반전되고 초기 상태로 천이된다. Aa″의 신호에 지연을 준 D-플립플롭은 비동기 셋업(Set-up)시간을 보존해 주기 위해서이다.

상기 내용을 상술하면 A버스에서 B버스로 방향제어가 일어날 경우에 Oa의 신호가 ″하이″가 되면 A버스에서 B버스로 전파되는 신호의 루프(Loop)가 형성되어서 발진현상이 나타난다.

그러므로 A버스에서 B버스로 방향제어중에는 Oa의 신호를 ″로우″로 하여서 신호의 루프(Loop)를 막아 주어야 한다. 즉, Aa가 ″로우″(A버스 사용자가 버스 점유시)가 되면 Aa'도 ″로우″로 되고 D-플립플롭의 클리어(CL)단자가 ″로우″로, Oa 신호가 ″로우″로, 따라서 Ab가 Ab'로 전파하는 것을 막아준다.

버스 사용을 종료하게 되면 Aa'가 ″하이″로 천이되며 D-플립플롭의 클리어( CL)단자가 Aa″의 라이징에지 보다 앞서서 ″하이″로 되며 D-플립플롭의 클럭( CLK)의 라이징 에지에 의해 Oa 신호가 반전되어 ″하이″상태로 되어서 초기상태로 원위치된다.

제5도를 참조하면, Aa'와 Ab'의 상태가 동시에 ″로우″일 경우 이를 검출하여서 방향제어회로의 상태를 초기화 상태로 돌려주는 기능을 알 수 있다.

즉 이 기능의 구현은 2입력 노오아 게이트(50)를 이용하여 실현하였으며, Aa'=Ab=″로우″인 경우에 Ka와 Kb의 상태를 ″하이″로 만들어서 버스의 충돌을 방지해 준다.

이상과 같은 본 발명의 공통버스 신호중계기 방향 제어장치는 버스의 방향제어를 제2도와 같은 상태 제어에 의한 디지털 방식으로 하게 되어 버스의 방향제어 시간을 정확하게 제어할 수 있고, 이에 따라서 버스의 사용 효율을 최대화 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 버퍼(1)를 통해 A버스의 지연된 신호(Aa')가 버퍼(2)와, 노오아 게이트(5)의 입력단(2)과, A버스의 충돌검출회로부(30)와, B버스 충돌검출회로부(40)와, A버스 발진방지회로부(10)에 각각 입력될 수 있게 연결되며, 버퍼(3)를 통해 B버스의 지연된 신호(Ab')가 버퍼(4)와, 노오아 게이트(6)의 입력단(2)과, B버스 충돌검출회로부(4 0)와, A버스 충돌검출회로부(30)와, B버스 발진방지회로부(20)에 각각 입력될 수 있게 연결되며, 상기 B버스의 발진방지회로부(20)의 출력신호(Ob)는 A버스 점유를 알리는 신호가 버퍼(1)를 통해 출력되는 것을 제어할 수 있게 연결되고, 상기 A버스의 발진방지회로부(10)의 출력신호(Oa)는 B버스 점유를 알리는 신호가 버퍼(3)를 통해 출력되는 것을 제어할 수 있게 연결되며, 상기 B버스의 충돌검출회로부(40) : 의 출력신호( Kb)는 B버스에서 A버스로 방향을 제어하는 신호(Eba)를 출력하는 노오아 게이트(6)의 입력단(3)에 입력될 수 있게 연결되고, 상기 A버스의 충돌검출회로부(30)의 출력신호(Ka)는 A버스에서 B버스로 방향을 제어하는 신호(Eab)를 출력하는 노오아 게이트( 5)의 입력단(2)에 입력될 수 있게 연결되며, 상기 노오아 게이트(5)의 출력신호의 일부는 버퍼(2)의 입·출력단에 연결되고, 상기 노오아 게이트(6)의 출력신호의 일부는 버퍼(4)의 입·출력단에 연결되어 구성되는 것을 특징으로 하는 공통버스 신호중계기 방향 제어장치.
2. 제1항에 있어서, 신호(Aa')가 버퍼(11)와 버퍼(12)를 통해 D-플립플롭의 클럭단(CLK)에 직렬로 연결되고, 또한 신호(Aa')가 D-플립플롭의 클리어(CL)에 연결되며, 상기 D-플립플롭의 출력단(Q)은 버퍼(13)를 통해 D-플립플롭의 입력단(D)에 연결되어 구성되는 것을 특징으로 하는 공통버스 신호중계기 방향 제어장치.
3. 제1항에 있어서, 신호(Aa')와 신호(Ab')가 노오아 게이트(50)의 입력단(2), (3)에 연결되어 충돌방지신호(Ka)가 출력되게 연결되는 것을 특징으로 하는 공통버스 신호중계기 방향 제어장치.