JPH0981512A - シリアルバスによるデータ交換方式 - Google Patents

シリアルバスによるデータ交換方式

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JPH0981512A
JPH0981512A JP23824595A JP23824595A JPH0981512A JP H0981512 A JPH0981512 A JP H0981512A JP 23824595 A JP23824595 A JP 23824595A JP 23824595 A JP23824595 A JP 23824595A JP H0981512 A JPH0981512 A JP H0981512A
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Nobuo Terasaki
宣生 寺崎
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 シリアル・バスを効率よく用いる。 【解決手段】 マイクロコンピュータ1と各入出力装置
3のデータ交換をシリアル・バスで行うシリアル・バス
によるデータ交換方式において、シリアル・バスを下り
系専用シリアル・バス21と上り系専用シリアル・バス
22に分けて4線式とし、入出力装置3側を下り系シリ
アル・バスからアドレス、コマンドを受け取った時点
で、上り系シリアル・バスへ応答用アドレス、コマンド
を受け取った時点で上り系シリアル・バスへ応答用アド
レス、応答コードの出力をなしうるようにし、入出力装
置側で下り系シリアル・バスからデータを受け取りなが
ら同時に、上り系シリアル・バスにデータを出力しうる
ようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロコンピュ
ータ・システムにおけるシリアル・データバスのデータ
交換方式に関する。
【0002】
【従来の技術】マイクロコンピュータ・システムにおい
ては、入出力装置とデータを交換する方法には、パラレ
ル・バスによるデータ交換とシリアル・バスによるデー
タ交換の方法がある。シリアル・バスはデータラインと
データラインからデータ取り込むためのクロックかにな
る2線式のバス等、クロックに同期してデータをシリア
ルで交換を行うバスである。
【0003】ID(アドレス)、コマンド、リード/ラ
イトデータ、データチェッカからなるデータ・フォーマ
ットでマイクロコンピュータとデータ入出力装置との間
でデータの援受を行う場合の例を図6〜図10に示す。
【0004】図7,図9に示すように、マイクロコンピ
ュータ1と各入出力装置3とをシリアル・バス2で接続
し、マイクロコンピュータ1からある入出力装置3へデ
ータを送る場合の下り系データ・フォマットは、図6に
示すようにID(アドレス)16ビット、コマンド3ビ
ット、リード/ライトデータ16ビット及びデータ・チ
ェッカ4ビットの39ビットで構成され、1〜39の順
番にシリアル・バス2にデータを出力する。コマンド
は、101のときマイクロコンピュータからのリード動
作、110のときマイクロコンピュータからのライト動
作、それ以外は無効である。
【0005】また、その入出力装置3からマイクロコン
ピュータ1へデータを送る場合の上り系データ・フォマ
ットは、図8に示すようにID(アドレス)16ビッ
ト、応答コード3ビット、リード/ライトデータ16ビ
ット及びデータ・チェッカ4ビットの39ビットで構成
され、1〜39の順番にシリアル・バス2にデータを出
力する。コマンドは、001のときマイクロコンピュー
タからのリードコマンドに対する応答コード、010の
ときマイクロコンピュータからのライトコマンドに対す
る応答コード、それ以外は無効である。
【0006】このデータ交換方式の動作は以下のように
行われている。
【0007】(1)マイクロコンピュータ1がある入出
力装置3に対して、リード/ライト動作を行うために、
シリアル・バス2にデータを出力する。リード動作の場
合は、入出力装置のID(アドレス)、コマンド、デー
タ・チェッカの順番にシリアル・バスに出力する。ライ
ト動作の場合は、ID(アドレス)、コマンド、ライト
・データ、データ・チェッカの順番にシリアル・バス2
に出力する。
【0008】(2)シリアル・バス2からマイクロコン
ピュータ1からの39ビットのデータを受け取った入出
力装置3は、ID(アドレス)の一致/不一致、シリア
ル・データのデータ・チェックを行い、全て合格した場
合、入出力デバイス31に対しリード/ライト動作を行
う。チェックに不合格の場合はリード/ライト動作を行
わない。
【0009】(3)入出力デバイス31へのリード/ラ
イト動作を行った入出力装置3は、リード動作の場合
は、自分のID(アドレス)、応答コード、リード・デ
バイス、データ・チェッカの順番にシリアル・バスにデ
ータを出力する。ライト動作の場合は、自分のID(ア
ドレス)、応答コード、ライト・データ、データ・チェ
ッカの順番にシリアル・バス2にデータを出力する。ラ
イトデータフィードバック) (4)マイクロコンピュ
ータ1は、シリアル・バス2から入出力装置3からのシ
リアル・データを受け取る。
【0010】2線式による本シリアル・バスの場合、デ
ータ交換方式は半二重式である。上記に示した39ビッ
ト幅のデータ交換を行う場合、シリアル・バスのクロッ
クを1MHzとし場合、 39×1μS×2+α=78+α μS 以上のように、78+αμS(α:入出力装置の入出力
デバイスからのリード/ライト動作によるオーバーヘッ
ド時間)の時間が必要となる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】2線式のシリアル・バ
スであると、マイクロコンピュータが入出力装置にリー
ド/ライト動作を行う場合、半二重方式であるため、デ
ータ交換を行うデータのビット幅の2倍以上の時間がか
かり、非常に効率の悪い装置になってしまう。
【0012】本発明は、従来のこのような問題点に鑑み
てなされたものであり、その目的とするところは、シリ
アル・バスを4線式としてシリアル・バスを効率よく用
いることができるシリアルバスによるデータ交換方式を
提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明のシリアルバスに
よる交換方式は、マイクロコンピュータと各入出力装置
のデータ交換をシリアル・バスで行うシリアルバスによ
るデータ交換方式において、シリアルバスをマイクロコ
ンピュータから入出力側へデータを送る下り系専用シリ
アル・バスと入出力側からマイクロコンピュータへデー
タを送る上り系専用シリアル・バスに分けて4線式と
し、入出力装置側を下り系シリアル・バスからアドレ
ス、コマンドを受け取った時点で、上り系シリアル・バ
スへ応答用アドレス、コマンドの出力をなしうるように
し、入出力装置側で下り系シリアル・バスからデータを
受け取りながら同時に、上り系シリアル・バスにデータ
を出力しうるようにしたものである。
【0014】
【発明の実施の形態】
実施の形態1(図1〜図4) 図4に示すように、シリアルバス2をマイクロコンピュ
ータ1から入出力装置3への下り系シリアル・バス21
と入出力装置3からマイクロコンピュータ1への上り系
シリアル・バス22に分離し、全二重方式とした。
【0015】データ・フォマットは、マイクロコンピュ
ータから出力される下り系データ・フォーマットを図1
に示すように、ID(アドレス)16ビット、コマンド
2ビット、リード/ライトデータ16ビット、下り系、
上り系のデータ幅を同じ39ビットにするための未定義
1ビット、データ・チェッカ4ビットの39ビット構成
とした。1〜39番の順番にシリアル・バスにデータを
出力する。コマンドは01のときマイクロコンピュータ
からのリード動作、10のときマイクロコンピュータか
らのライト動作、それ以外は無効である。リード時のデ
ータは、ダミーデータである。また、入出力装置から出
力される上り系データ・フォマットを図2に示すよう
に、ID(アドレス)16ビット、応答コード2ビッ
ト、リード/ライトデータ16ビット、エラー・フラグ
1ビット、データ・チェッカ4ビットの39ビット構成
とした。1〜39番の順番にシリアル・バスにデータを
出力する。コマンドは01のときマイクロコンピュータ
からのリード動作の応答コード、10のときマイクロコ
ンピュータからのライト動作の応答コード、それ以外は
無効である。ライト時のデータは、ライトデータのフィ
ードバックである。
【0016】入出力装置3では、下り系データ・フォマ
ットの23ビット目までのデータを受け取ったら、上り
系のデータの出力を開始する。つまり、下り系の24〜
39ビット目での16ビットの受信動作と、上り系の1
〜16ビット目までの16ビットの送信動作が重複する
ことになる。下り系,上り系のデータ幅を同じ(39ビ
ット)にするため、この例では、下り系データ・フォマ
ットに未定義ビットを1ビット挿入した。プロトコル例
を図3に示す。
【0017】次に、この実施の形態の動作について説明
する。
【0018】(1)マイクロコンピュータ1がある入出
力装置3に対して、リード/ライト動作を行うために、
下り系のシリアル・バス21にデータを出力する。リー
ド動作の場合は、入出力装置のID(アドレス)、コマ
ンド、データ・チェッカの順番に下り系シリアル・バス
に出力する。ライト動作の場合は、ID(アドレス)、
コマンド、ライト・データ、データ・チェッカの順番に
下り系シリアル・バスに出力する。
【0019】(2)下り系シリアル・バスからマイクロ
コンピュータからの、ID(アドレス)、コマンド部分
を受け取った入出力装置3は、IDが一致することを検
定し、一致した場合、コマンドに対応する動作を開始す
る。
【0020】リード動作の場合:入出力装置3は、自分
のID、コマンドを下り系シリアル・バス21に出力を
開始する。また、入出力デバイスに対しリード動作を行
い、デを取り込む。入出力デバイス31からのデータ取
り込み時間は、数マイクロ秒で完了するため、上り系の
シリアル・バス22にID、コマンドを出力している間
にリード・データを備えることができる。ID、コマン
ドを上り系シリアル・バスに出力が終了したら、引き続
きリード・データ、エラー・フラグ、データ・チェッカ
を上り系シリアル・バスに出力する。(エラーフラグ:
下り系シリアル・バスからのデータを受け取った時、デ
ータ・チェック・エラーが発生したか否かを示すフラ
グ) ライト動作の場合:入出力装置は、自分のID、コマン
ドを上り系シリアル・バスに出力を開始する。
【0021】下り系シリアル・バスからライト・デー
タ、データ・チェッカを受け取った後、データ・エラー
が無いことを確認して、入出力デバイスにライト・デー
タを出力する。データ・エラーが発生した場合、入出力
デバイスにはライト・データを出力しない。上り系シリ
アル・バスにID、コマンドを出力した後引き続いて、
ライト・データ、エラー・フラグ、データ・チェッカを
出力する。
【0022】(3)マイクロコンピュータは、上り系シ
リアル・バスから入出力装置からのシリアル・データを
受け取る。
【0023】シリアル・バス全二重方式(4線式)にす
ることにより、39ビット幅のデータ交換を行う場合、
シリアル・バスのクロックを1MHzとした場合、 39×1μS+(39−16)×1μS=62μS ただし39:下り系のビット幅 (39−16):上り系のビット幅−下り系との重複ビ
ット幅 以上のように、上り系,下り系重複ビット幅を16ビッ
トとすると、62μSの時間でリード/ライト動作が完
了する。
【0024】実施の形態2(図5) 前記実施の形態1の方式は、データ・チェックを、下り
系のデータをすべて受信してから行っているため、(I
D(アドレス)データ単独でデータ・チェックを行って
いない)IDがデータ化けした場合、「コンピュータ・
ユニットが期待していない入出力装置からの応答があ
る」という不具合が起こる可能性がある。また、データ
化けが発生した場所(物理的)により、「複数の入出力
装置から応答がある」場合か考えられる。実施の形態2
は、下り系(マイクロコンピュータ・ユニット→入出力
装置)のデータ・フォーマット中のIDデータ、コマン
ド・データの後に、データ・チェッカを挿入し、前記不
具合等が生じないようにしものである。
【0025】図5に示すように、IDデータ、コマンド
・データ部分のデータ・チェッカと、ライト・データ部
分のデータ・チェッカを持たせた。これにより、「ID
データ、コマンド・データ」と「ライト・データ」をそ
れぞれ独立した形でデータ・チェックができる。しかし
て、入出力装置がIDデータとコマンド・データを受信
した段階で、IDの一致、データ・チェックの整合性が
確認されたとき、上り系(入出力装置→コンピュータ・
ユニット)のシリアル・バスに対して応答データの出力
を開始する。(データ・チェックに異常が見つかった場
合は応答しない)IDデータ、コマンド・データ部分の
データ・チェックがOKで、ライト・データ部分でデー
タ・チェック異常が起きたときは、入出力装置は、入出
力デバイスにデータを書き込まずに、上り系のデータ・
フォーマット中のエラー・フラグをONにして応答す
る。なお、図5の下り系データ・フォマットにおいて、
コマンドは、01のときマイクロコンピュータからのリ
ード動作、10のときマイクロコンピュータからのライ
ト動作、それ以外は無効である。リード時のデータは、
ダミー・データである。
【0026】以上のように、図5のような下り系データ
・フォーマットを用いたので図3,図4に示すようなプ
ロトコル、アクセス手順で、問題無くシリアル・バスを
効率良く用いることができる。
【0027】
【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
ので、次に記載する効果を奏する。
【0028】(1)シリアル・バスを4線式にして、上
り系シリアル・バスと下り系シリアル・バスに分け、全
二重方式としてシリアル・バスを構成したので、マイク
ロコンピュータがシリアル・バスを介して入出力装置に
リード/ライト動作を行う場合、2線式のシリアル・バ
スよりも効率よくバスアクセス動作ができる。
【0029】(2)下り系のデータ・フォーマット中の
IDデータ、コマンドデータの後にデータ・チェッカを
挿入することにより、「IDデータ、コマンドデータ」
と「ライト・データ」をそれぞれ独立した形でデータ、
チェックができる。マイクロコンピュータ・ユニットか
ら出力された下り系シリアル・バスからのデータを、入
出力装置がIDデータとコマンド・データを受信した段
階で、IDの一致、データ・チェックの整合性がとれた
とき、上り系のシリアル・バスに対して応答データの出
力が問題なく開始できる。
【0030】IDがデータ化けした場合、「コンピュー
タ・ユニットが期待していない入出力装置からの応答が
ある」という不具合や、データ化けが発生した場所(物
理的)により「複数の入出力装置から応答がある」とい
うことが無くなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の形態1の下り系データ・フォーマット
の構成説明図。
【図2】同、上り系データ・フォーマットの構成説明
図。
【図3】同、プロトコルの説明図。
【図4】同、アクセス手順の説明図。
【図5】実施の形態2の下り系データ・フォーマットの
構成説明図。
【図6】従来例の下り系データ・フォーマットの構成説
明図。
【図7】同、下り系データ・アクセス手順の説明図。
【図8】同、上り系データ・フォーマットの構成説明
図。
【図9】同、上り系データ・アクセス手順の説明図。
【図10】同、プロトコルの説明図。
【符号の説明】
1…マイクロコンピュータ 2…シリアル・バス 21…下り系シリアルバス 22…上り系シリアルバス 3…入出力装置 31…入出力デバイス

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マイクロコンピュータと各入出力装置の
    データ交換をシリアル・バスで行うシリアルバスによる
    データ交換方式において、 シリアルバスをマイクロコンピュータから入出力装置側
    へデータを送る下り系専用シリアル・バスと入出力装置
    側からマイクロコンピュータへデータを送る上り系専用
    シリアル・バスに分けて4線式とし、 入出力装置側を下り系シリアル・バスからアドレス、コ
    マンドを受け取った時点で、上り系シリアル・バスへ応
    答用アドレス、応答コードの出力をなしうるようにし、 入出力装置側で下り系シリアル・バスからデータを受け
    取りながら同時に、上り系シリアル・バスにデータを出
    力しうるようにしたことを特徴とするシリアルバスによ
    るデータ交換方式。
  2. 【請求項2】 請求項1において、上り系データ・フォ
    ーマットのリード/ライトデータの後にエラー・フラグ
    を挿入したことを特徴とするシリアルバスによるデータ
    交換方式。
  3. 【請求項3】 請求項1において、下り系データ・フォ
    ーマットのアドレスデータとコマンドデータの後にデー
    タチェッカを挿入すると共に、リード/ライトデータの
    後にデータチェッカを挿入し、アドレス・データ、コマ
    ンド・データとライト・データをそれぞれ独立した形で
    データ・チェックをなしうるようにしたことを特徴とし
    たシリアルバスによるデータ交換方式。
JP23824595A 1995-09-18 1995-09-18 シリアルバスによるデータ交換方式 Expired - Lifetime JP3489287B2 (ja)

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