Brevet FR2663137A1 — publié le 19911213

DISPOSITIF ELECTRONIQUE DE CONNEXION La présente invention a pour objet un dispositif électronique de connexion particulièrement utilisable pour connecter une unité périphérique à une unité centrale dans un système informatique. on connaît des dispositifs électroniques de connexion Ceux-ci comportent essentiellement un arrangement d'interrupteurs actionnables manuellement. Par exemple, en parallèle avec un bus d'adresses de type parallèle et comportant donc un certain nombre de fils conducteurs, dans un exemple huit fils conducteurs, un arrangement d'interrupteurs se compose d'un interrupteur en parallèle avec chacun des fils conducteurs du bus. Ces interrupteurs peuvent avoir deux positions: ouvert ou fermé Une adresse, un état logique, est envoyée sur le bus d'adresses Elle est comparée à l'arrangement des interrupteurs Si cet arrangement est configuré de la même façon que l'adresse à envoyer, le dispositif de connexion produit un signal de validation qui autorise le fonctionnement de l'unité périphérique, sous le contrôle de l'unité centrale, parce que cette unité a été reconnue comme étant l'unité périphérique destinataire des instructions de cette unité centrale. Dans un système informatique, par exemple avec des micro-ordinateurs, une telle unité périphérique peut être une imprimante, en connexion externe avec le micro-ordinateur, ou bien, connecté d'une manière interne dans le micro-ordinateur, un modem ou une carte de communication avec un écran de visualisation ou avec un lecteur de disque optique numérique. De tels interrupteurs sont généralement de type électromécanique Ils présentent des inconvénients. D'une part, il faut les manipuler à la main alors -leur petitesse les rend souvent peu maniable D'autre part, pour pouvoir y accéder, il faut réaliser dans les faces arrière, ou avant, des appareils qui contiennent des cartes électroniques auxquelles ces interrupteurs sont fixés, des fenêtres d'accès à ces micro-interrupteurs. Ces fenêtres d'accès constituent des sujétions de fabrication gênantes Dans d'autres installations, les cartes électroniques comportant ces interrupteurs jouant le rôle de moyens d'accès au périphérique sont connectées sur chant sur une carte-mère Ces cartes sont très proches les unes des autres Pour pouvoir alors intervenir sur ces interrupteurs, il est nécessaire de débrocher la carte électronique qui les porte de la carte-mère, après avoir coupé l'alimentation électrique, et de la réembrocher après intervention Les connecteurs des cartes de communication sur la carte-mère ne sont pas de type facilement déconnectables Ils ne sont pas destinés à être sollicités trop souvent Leur fiabilité ne va pas au-delà d'une centaine d'insertions-extractions Cette technique a pour autre inconvénient qu'il faut aussi enlever préalablement le capot de l'appareil. En outre, les micro-interrupteurs eux-mêmes sont mécaniquement fragiles D'une part, ils sont très sensibles aux vibrations: ils sont ainsi susceptibles de changer d'état en fonction d'un choc reçu Dans ce cas, ils franchissent difficilement les contraintes de validation de type militaire D'autre part, la nature électromécanique des contacts établis les rend sensibles à la poussière, aux oxydations des contacts, et entraîne avec elle toute une technologie de fabrication très compliquée Cette technologie de fabrication induit elle-même des coûts élevés de mise en oeuvre. L'invention a pour objet de remédier aux inconvénients présentés par ces interrupteurs électromécaniques en les remplaçant par une mémoire nonvolatile Dans ce cas, on utilise une mémoire de type EEPROM dont le point mémoire possède un transistor muni d'une grille de commande et d'une grille flottante interposée entre cette grille de commande et le canal de conduction du transistor Sous cette grille flottante peuvent être stockées des charges qui amènent le transistor à être passant ou bloqué, quel que soit l'ordre appliqué à la grille de commande Pour remplacer alors les micro-interrupteurs par cette mémoire, dans l'invention, on déclenche une lecture automatique de cette mémoire dès la mise en service de l'unité périphérique dans laquelle cette carte est installée Pour ne pas avoir ensuite à lire en permanence la mémoire de type EEPROM, on transfère le contenu de cette mémoire sur un registre de bascules qui, elles, peuvent être lues en permanence En effet, l'une des contraintes à réaliser pour ressembler le plus possible aux interrupteurs de type électromécanique est de mettre à disposition en permanence l'information d'état logique qui conditionne la connexion du périphérique. La solution de l'invention offre alors la possibilité supplémentaire de permettre une téléprogrammation de ce circuit de connexion, de manière à en changer au besoin l'adresse. Par ailleurs, le coût et la fiabilité d'une telle mémoire EEPROM sont sans comparaison avec le coût et la fiabilité des arrangements d'interrupteurs électromécaniques En effet, comme on verra par la suite, le nombre de circuits logiques nécessaire pour réaliser cette fonction de connexion et de reconnaissance d'adresse est très limité Dans un exemple, avec des adresses codées sur huit bits, il suffit de disposer de huit points mémoires de type EEPROM, ce qui conduit en tout à une trentaine de transistors par circuit de connexion De cette façon, on peut réaliser sur une tranche de fabrication de circuits intégrés, dont la dimension du diamètre de l'ordre de 10 centimètres, jusqu'à quatre mille circuits à la fois Le facteur d'échelle est alors tel que le coût d'un tel circuit est de l'ordre de quelques dizaines de centimes. L'invention a donc pour objet un dispositif électronique de connexion pour connecter une unité périphérique à une unité centrale, comportant un organe de configuration mémorisant un état logique, cet état logique servant à caractériser l'unité périphérique, cet état logique servant d'adresse d'accès, depuis l'unité centrale, à cette unité périphérique, caractérisé en ce que la mémoire est une mémoire du type EEPROM associée à un protocole automatique de démarrage pour lire dans cette mémoire, dès la mise sous tension de l'unité périphérique, l'état logique de caractérisation. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent Celles-ci ne sont données qu'à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention Les figures montrent: figure 1 un dispositif électronique de connexion conforme à l'invention; figure 2: un détail d'un circuit de décodage d'adresses permettant la validation du fonctionnement de l'unité périphérique; figure 3: une représentation détaillée du dispositif électronique de connexion de l'invention; figure 4: un organigramme montrant comment peut être changée l'adresse d'accès à l'unité périphérique dans laquelle est implanté le dispositif de connexion de l'invention. La figure 1 montre un dispositif de connexion conforme à l'invention Il comporte une unité centrale 1 destinée à être en communication avec des unités périphériques telles que 2, 3 ou 4 L'unité centrale 1 est reliée aux unités périphériques par un bus d'adresses 5 et par un bus de données 6 Les bus 5 et 6 sont montrés ici différents l'un de l'autre Cependant, il est possible que les informations d'adresses et de données soient véhiculées par des mêmes conducteurs, jouant alternativement le rôle de bus d'adresses et de bus de données, en fonction d'un protocole de travail et de transfert commun à l'unité centrale et aux unités périphériques Les unités périphériques peuvent être physiquement contenues dans un même boîtier que celui qui contient l'unité centrale 1 Dans une application, on peut admettre que l'unité centrale concerne un micro-ordinateur muni de son clavier et de son écran de visualisation, tandis que l'unité périphérique 2 concerne une imprimante, l'unité périphérique 3 étant un lecteur de disque optique numérique, etc. Chaque unité périphérique comporte un organe de configuration 7, mémorisant un état logique Dans l'état de la technique, l'organe de configuration est formé par un réseau d'interrupteurs en série, avec des résistances, entre l'alimentation Vcc du système et la masse Lorsqu'un interrupteur est fermé, le point milieu entre cet interrupteur et la résistance délivre un état zéro Lorsque cet interrupteur est ouvert, le point milieu entre cet interrupteur et la résistance délivre un état 1 (Vcc). Cet état logique sert à valider l'accès, depuis l'unité centrale, à l'unité périphérique La figure 2 montre par exemple comment, dans l'invention, cette validation peut se produire L'organe de configuration 7 délivre sur ses sorties, par exemple So à 57, les états logiques 1 ou O dépendant de ce qui était contenu en mémoire dans le circuit 7 Par le bus d'adresses 5 est alors transmise une adresse correspondant à des états logiques imposés sur huit fils conducteurs Fo à F 7 Ces états logiques sont appliqués en correspondance respectivement, avec les sorties So à 57 du circuit de configuration 7 respectivement sur les entrées d'une groupe de portes ET 8 à 12 Lorsqu'il y a correspondance exacte entre l'adresse disponible sur les fils SO à 57 et le signal mémorisé dans le circuit de configuration 7, les portes ET 8 à 12 délivrent chacune un état UN Les portes ET 8 à 12 sont reliées par leurs sorties aux entrées d'une porte ET 13 commune. Lorsqu'il y a concordance, la porte 13 délivre un signal V de validation. Le signal V est utilisé pour mettre en service l'unité périphérique 2 Cette mise en service correspond à une reconnaissance de ce que les ordres qui vont être envoyés par le bus de données 6 sont maintenant effectivement des ordres destinés à cette unité périphérique 2 et non à une autre, par exemple l'unité 3 ou l'unité 4 L'ensemble des portes 8 à 13 servant de circuit de comparaison ou de validation est contenu dans un circuit 14 L'unité périphérique elle-même comporte des circuits 15 d'utilisation Ces circuits 15 sont bien entendu aussi en relation avec le bus d'adresses et le bus de données 6 Le circuit 14 peut être partie intégrante du circuit 7 ou du circuit 15. Sur la figure 3, on voit d'une manière précise comment est réalisé le circuit de configuration de l'invention Ce circuit de configuration 7 possède une mémoire de type EEPROM 16 Cette mémoire est associée à un protocole automatique de démarrage Avec ce protocole on lit le contenu de la mémoire, dès la mise sous tension de l'unité périphérique Au moment de cette mise sous tension, symbolisée ici par l'abaissement d'un interrupteur de mise en service 17, une tension Vcc est appliquée à l'entrée de lecture 18 de la mémoire 16 Des amplificateurs de lecture 19 à 21 de cette mémoire sont alors alimentés électriquement, et débitent chacun du courant dans une ligne de bits qui leur est associée, respectivement 22 à 24 En série dans ces lignes de bits est à chaque fois placé un point mémoire tel que 25 à 27 de type EEPROM Ce point mémoire de type EEPROM possède un transistor muni d'une grille flottante et d'une grille de commande Par exemple, pour le transistor 25, la grille flottante 28 est interposée entre le canal de conduction de ce transistor et la grille de commande 29 de ce transistor. Toutes les lignes de bits sont par ailleurs réunies, au-delà des points mémoire 25 à 27 à une liaison à la masse 30 Dans un premier temps, on suppose qu'aucun signal n'est appliqué sur les grilles de commande. Le courant passe alors dans les lignes de bits 22 à 24 selon l'état passant ou bloqué des transistors 25 à 27. Cet état passant ou bloqué est imposé par le fait que des charges électroniques ont été ou non préalablement stockées sur les grilles flottantes telles que 28 En amont de chacun des points mémoire 25 à 27 on prélève la tension disponible sur les lignes de bits 22 à 24. Lorsque le transistor associé est passant, cette tension est nulle; elle montre un état zéro Lorsqu'il est bloqué, cette Tension est égale à la tension Vcc: elle montre un état logique 1 On peut donc disposer aux sorties So à 57 de ces états logiques correspondant aux états de programmation des points mémoires 25 à 27 On remarque au passage que, si le codage de l'adresse se fait sur huit bits, il suffit d'avoir huit sorties. S'il se fait sur 32 bits il faut avoir 32 sorties: dans tous les cas le nombre des points mémoires tels que 25 à 27 est limité On peut alors en fabriquer un grand nombre sur une même plaquette de circuits intégrés au cours d'une même phase de fabrication. Dans un perfectionnement, pour éviter d'avoir à lire la mémoire 16 en permanence, on utilise un circuit d'accès à cette mémoire Le circuit décrit ici n'est qu'un circuit donné à titre indicatif pour bien faire comprendre la fonction de lecture temporaire qu'on cherche à imposer En effet, autant dans l'invention dès qu'on met en service par l'interrupteur 17 l'unité périphérique, on lit immédiatement l'adresse de configuration, autant, pour respecter la technologie EEPROM, il peut paraître nécessaire de ne pas effectuer cette lecture en permanence Si un courant circulait en permanence dans les canaux de conduction des transistors tels que 25 à 27, il pourrait en résulter une autoprogrammation ou une déprogrammation spontanément de ces cellules. Pour éviter cette situation, on relie les sorties du circuit de configuration 16 à un circuit 31 comportant des bascules telles que 32 à 34 Ces bascules sont par exemple des bascules de type RS A la v 4 sortie du circuit de bascules 31, on dispose des états logiques produits par les points mémoire 25 à 27 Pour faire cesser la lecture, et donc le passage du courant dans les points mémoire 25 à 27, on interpose en série avec les sorties du circuit de configuration 16 et avec l'entrée d'application du potentiel d'alimentation Vcc, un jeu de transistors de passage tels que 35 à 38 Les grilles de commande de ces transistors reçoivent alors un signal produit par un circuit monostable 39 Le circuit 39 est intégré dans le circuit intégré Ce circuit monostable 39 ne sert qu'à appliquer un signal de blocage de conduction aux transistors 35 à 38 au-delà d'une certaine durée, par exemple au-delà d'une minute. Les entrées des bascules 32 à 34 sont alors en l'air: ces bascules restent néanmoins dans l'état o elles étaient Leurs sorties continuent à délivrer les signaux So à 57 attendus. Il peut être nécessaire de changer l'adresse d'une unité périphérique Dans ce but, on envoie au moyen des bus 5 et 6 une série de signaux correspondant à l'organigramme résumé sur la figure 4 Dans un premier temps, on adresse l'unité périphérique 2 Autrement dit, l'adresse véhiculée par le bus d'adresses 5 est alors l'adresse correspondant actuellement à cette unité périphérique Dans ces conditions, ce signal d'adresse est conforme aux signaux délivrés par les sorties So à 57 du circuit de configuration 7 Le circuit de validation 14 envoie donc un ordre de validation autorisant le fonctionnement du circuit 15 de gestion de l'unité 2. Après que cette unité périphérique ait été adressée, on envoie sur le bus de données 6 un ordre S dit de sélection Cet ordre de sélection est un ordre spécial, inconnu jusqu'à présent du fonctionnement normal de l'unité périphérique 2 Cet ordre n'est destiné qu'à faire fonctionner, en mode de programmation, le circuit mémoire 16 Dans ce but, l'ordre de sélection S est transmis sur des grilles de commande 40 à 42 de transistors de sélection placés en série entre les grilles de commande telles que 29 des transistors des points mémoire respectivement 25 à 27 et les entrées de programmation Eo à E 7 du circuit de mémorisation 16 Sachant que les transistors 35 à 38 sont maintenant bloqués, on se trouve alors dans la situation suivante Les points mémoire 25 à 27 ont une entrée branchée à la masse 30, l'autre en l'air, et leur grille de commande qui reçoit les signaux Eo à E 7 Ces signaux Eo à E 7 sont fournis par le microprocesseur 15 qui contrôle le fonctionnement de l'unité périphérique 2 Aussi, après avoir envoyé l'ordre S de sélection, on applique par l'intermédiaire du microprocesseur 15 des tensions de programmation sur ces entrées Eo à E 7 De cette façon, on provoque le stockage ou le déstockage de charges électroniques sur les grilles flottante telles que 28 des points mémoires Lorsque cette programmation est terminée, on provoque la rupture de la sélection par blocage des transistors 40 à 42. Autrement dit, la programmation de la mémoire 16 est d'une grande simplicité Elle comporte une première instruction consistant à adresser l'unité périphérique selon son ancienne adresse, une seconde instruction concernant un mode de sélection en programmation de la mémoire d'adresse d'accès, et enfin une troisième commande destinée à appliquer des potentiels de programmation adéquats sur les grilles de commande des transistors des points mémoires de cette mémoire. La fonction de programmation, avec la fourniture de tensions de programmation élevées nécessaires, peut être dévolue au microprocesseur 15 qui gère l'unité périphérique 2 Dans un perfectionnement cependant, la fourniture de ces tensions élevées, de l'ordre de 3 à 4 fois Vcc, peut être assurée par le circuit mémoire 16 lui-même Il suffit dans ce cas de mettre, à l'intérieur de ce circuit, entre les entrées Eo et les transistors de sélection correspondants, des amplificateurs de tension Ces amplificateurs n'ont pas à débiter de courant, puisque les grilles de commande 29 des transistors de type MOS constituant les points mémoire 25 ne consomment pas de courant Ces amplificateurs peuvent être réalisés sous la forme de multiplicateurs de type SCHENKEL, ou bien sous la forme de pompes de charge Dans ce dernier cas, le circuit 16 doit comporter une autre entrée pour recevoir un signal d'horloge produit par le microprocesseur 15 Ces amplificateurs peuvent être alimentés en permanence par l'alimentation Vcc. 1 - R E V E N D I C A T I O N S 1 Dispositif électronique de connexion pour connecter une unité périphérique ( 2)à une unité centrale ( 1) comportant un organe de configuration ( 7) mémorisant un état logique, cet état logique servant à caractériser l'unité périphérique, cet état logique servant ( 14) d'adresse d'accès, depuis l'unité centrale, à cette unité périphérique, caractérisé en ce que la mémoire est une mémoire du type EEPROM ( 25,28, 29)associée à un protocole automatique de démarrage pour lire dans cette mémoire, ( 17-21, 35-38) dès la mise sous tension de l'unité périphérique, l'état logique de caractérisation. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la mémoire est en relation avec un jeu ( 31) de bascules d'une part et un circuit ( 35-38) de fin de lecture d'autre part, pour éviter la détérioration de la mémoire. 3 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un circuit ( 40-48) de sélection en écriture de la mémoire, ce circuit de sélection en écriture étant commandé (S) par un circuit de gestion de l'unité périphérique. 4 Utilisation d'une mémoire EEPROM comme circuit de décodage de l'adresse d'accès à une unité périphérique d'un système informatique, dans laquelle on lit ( 22, 24)la mémoire, on compare ( 14) le contenu de cette mémoire à une adresse d'accès, et on valide (V) l'accès à l'unité périphérique en cas de succès de la comparaison.