JPH0565110B2 - - Google Patents

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
検査することによつて行なわれている。米国特許
第4178582号及び第3288929号に開示してある様に
データ伝送をモニタする事によつて、開放及び短
絡によつて生じた故障を信頼性をもつて予測する
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つて駆動され抵抗器によ
つて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訂正
でも、もしくはパリテイ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。 Ｃ 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、簡単で信頼性のある装置を提供する
事にある。 Ｄ 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、この信号を予測レベルと比較し、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
よつて線から大地迄のインピーダンスが２倍にな
り、従つてデータ伝送中に、残つた抵抗器にかか
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倍なつた電圧が各信号線
上の比較装置によつて検出される。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
ータ信号によつ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つて検
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つて行われる。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
難な問題であつた。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
雑音によつて検出が困難な一連の間欠的故障を生
ずる。本発明の使用によつて、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２
２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２６で示された電圧に
よつてバイアスされている。電圧２４は−5Vで
ある事が好ましく、バイアス・インピーダンス２
８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２２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
れている事によつて適切な雑音余裕が保証され、
雑音を誤つ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の予定の電流で駆
動する。高入力インピーダンス受信器３３が線１
２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は奇
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つて決められた予定
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イブに保持する。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
除去される事によつて略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奇
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。これによつて線上の
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な
影響を与えない。バスの各線をバイアスの方向に
駆動する事によつてバイアス・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。この事は又すべての許容度（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
つた事を検出すると、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イブとなる。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）の信号をスイツチし、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
GR（グループ）禁止及びOR（駆動装置）禁止Ｎ
信号を受取る入力線４８及び５０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、マイクロプロセツサ、、デイスク
駆動コ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
のデータは先ずラツチ５４によつてラツチされ
る。駆動装置３０及び３２による送信は線５６を
介してラツチ５４に与えられるDR／RCV（駆動
装置／送信器）信号によつて開始される。DR／
RCV信号が低レベルの時はラツチ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
はラツチされ、DR／RCVが高レベルの時は線５
２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
ブルされたりイネーブルされなかつたりする。駆
動装置がイネーブルされるとトランシーバは循環
（wrap−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つて有用である。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
べきかを示すためにセツトされる。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）選択信号をデイスエーブル
し、開放検出回路をデイスエーブルする。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３０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信号によつ
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１４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
の正への遷移によつてラツチされ、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
つてイネーブルされる。バスが短絡しているかど
うかをチエツ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
装置によつ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つて落着いた後にバス
上のすべての受信器はシステム５３によつて異常
スイツ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によつ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。

【表】 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はスイツチしない。例えば奇線１２が大
地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はスイツチしな
い。各線を個々にシンク及びソースにする事によ
つて、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
はスイツチしないか、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ツチする（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つの線の一方を通つてソース電流
が流れる時にスイツチする）。 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
駆動回路によつ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
加の電流によつて２つの奇線もしくは２つの偶線
が信号対間にまたがつて短絡した時にスイツチン
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ツチングによつて線が大
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「Ｘ」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）」は線が差動受信
器から出力としてイネーブルされた事及び「イン
アクテイブ」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。

【表】 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
あつた。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、ランダム雑音によつて生ずる検
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
によつ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
絡ま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
にブロツク図で示す。データはデータＩ／Ｏ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、データはバツフア７２中にバツフア
されて、データ・ラツチ７４によつてラツチさ
れ、平衡駆動装置７６によつて（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ツフア８０に供
給される。禁止バツフア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１
２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ユールがデ
イスエーブルされる。DR禁止が宣言された時は
（低レベル）、駆動装置７６がデイスエーブルされ
る。 線８２上のグループ禁止信号は又線８４上の
RCV（受信記）禁止信号とともにDR／RECバツ
フア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をデイスエーブルし、データＩ／Ｏ線
７０上のデータをラツチ７４を通して駆動装置７
６に通過させる。PCV禁止信号が高レベルに繊
維する時は、データＩ／Ｏ線７０上に存在する入
力レベルはモジユール中にラツチされる。次に受
信器８８の出力は線７０上に置かれ、同じ様にこ
れに結合さている。図示されていない他のシステ
ムによつて受信される。 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イジタル化して、
デイジタル化した基準レベルと比較することが出
来る。 Ｆ 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
に且つ信頼性をもつ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ツ
ク図である。 １０……差分信号伝送線対、１２……奇線、１
４……偶線、３０，３２……駆動装置、３３……
受信器、３６，３８……比較装置、４４，４６…
…イネーブル回路、５３……計算機システム、５
４……ラツチ、７１……イネーブル駆動装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 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つ
   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。