(57)【要約】【課題】リクエスト信号伝送線やアクノリッジ信号伝送線中のノイズの影響を無くすと共に、マルチプレックスバスを用いたバスシステムの信頼性を高くする。【解決手段】データ伝送元およびデータ伝送先では、相手側へのリクエスト信号ＲＥＱやアクノリッジ信号ＡＣＫを伝送する前に、ノイズパターンとは相違する特定パターンのノイズ遮断信号を伝送することで、当該相手側では、それら信号ＲＥＱ、ＡＣＫの受信前に受信するノイズ遮断信号の特定パターン状態からその特定パターン後に続く信号をリクエスト信号ＲＥＱやアクノリッジ信号ＡＣＫとして受信することができる。【選択図】図４
2011090372.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ伝送元とデータ伝送先とを、マルチプレックスバスで接続し、上記データ伝送元とデータ伝送先は上記バス上へのデータ伝送をリクエスト信号とアクノリッジ信号とにより制御するバスシステムにおいて、
データ伝送元およびデータ伝送先では、相手側へのリクエスト信号やアクノリッジ信号を伝送する前に、ノイズパターンとは相違する特定パターンのノイズ遮断信号を伝送することで、当該相手側では、それらリクエスト信号とアクノリッジ信号の受信前に受信するノイズ遮断信号の特定パターン状態からその特定パターン後に続く信号をリクエスト信号やアクノリッジ信号として受信することができるようにした、ことを特徴とするバスシステム。
【請求項２】
上記特定パターンを、電圧レベルでハイレベルとローレベルとの組み合わせにより定めた複数桁からなる論理値で構成した、ことを特徴とする請求項１に記載のバスシステム。
【請求項３】
上記マルチプレックスバスが、データ伝送元とデータ伝送先とを、所定ビット数からなるバス幅構成を持ち、かつ、時分割によりアドレスバスとデータバスとして利用されるバスである、ことを特徴とする請求項１または２に記載のバスシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチプレックスバスを有するバスシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、アドレスバスとデータバスとをマルチプレックスバスに時分割接続し、このマルチプレックスバスをアドレスバスとデータバスとに利用する技術が開示されている。
【０００３】
このようなマルチプレックスバスは、ＬＳＩチップのピン数を低滅したり、ＬＳＩとインタフェース回路との間の接続伝送線の数を少なくしたり、接続伝送線長が長くなる場合の配線上の利点をよくしたりするためである。
【０００４】
しかしながら、従来では、データ信号やアドレス信号の構成ビット数が多いために、それら信号を伝送するマルチプレックスバスの構成伝送線数が増加し、マルチプレックスバスの構成伝送線それぞれでの信号遅延量を等しくするための同長配線が困難化して、例えば信号波形の歪みで動作上の問題が発生し、バス終端抵抗を設置する必要が生じたりするなどの課題がある。
【０００５】
特に、制御盤上に初段のＰＬＣに複数のプログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）を拡張設置し、各ＰＬＣ間をマルチプレックスバスの構成伝送線（信号ケーブル）で接続していく場合、信号ケーブル内のマルチプレックスバスの構成伝送線が極めて増大化して各構成伝送線同士の同長配線が困難であるために、マスタである初段ＰＬＣからスレーブである各段のＰＬＣへのクロック波形の歪みの増大により、例えば、各ＰＬＣは最終段になるほど、マルチプレックスバス上を伝送される信号に応答しにくくなるという課題がある。
【０００６】
このような課題に鑑み、本願出願人は、特願２００８−１６００９６（平成２０年６月１９日出願）でマルチプレックスバスを有するバスシステムを出願している。このバスシステムでは、アドレス信号が６４ビット、また、データ信号が３２ビットというように多ビットであっても、それら信号を、バス幅がそれら信号のビット数より共通約数で割った値のビット数からなる構成のマルチプレックスバス上に伝送することができるようにすることで、マルチプレックスバスを構成する各伝送線の同長配線性を従来よりも大幅に向上させることができるようにした。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−００３４４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記出願にかかるバスシステムにおいては、バスマスタからは、バスクロックに同期して、リクエスト信号ＲＥＱをリクエスト信号伝送線を介してバススレーブに伝送し、バススレーブは、リクエスト信号ＲＥＱに応答して、アクノリッジ信号伝送線を介してバスマスタにアクノリッジ信号ＡＣＫを返すようにしている。
【０００９】
ここで、図５を参照して説明するように、リクエスト信号ＲＥＱやアクノリッジ信号ＡＣＫはデータの到来を確認するハンドシェーク信号であるために、それら信号を伝送する伝送線中に、ハッチングで示すようなパルスノイズ等のノイズが重畳されていると、バスマスタやバススレーブでは、そのノイズをリクエスト信号ＲＥＱやアクノリッジ信号ＡＣＫとして応答動作するおそれがあるという不都合があった。図５（ａ）では、リクエスト信号ＲＥＱの伝送線中にノイズが混入されている状態を示し、図５（ｂ）では、アクノリッジ信号ＡＣＫの伝送線中にノイズが混入されている状態を示す。
【００１０】
そこで、本発明は、マルチプレックスバスを有するバスシステムにおいて、上記信号伝送線にノイズが混入しても、そのノイズを効果的に遮断することで、上記信号を正しく伝送できるようにしてバスシステムの信頼性を向上することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によるバスシステムは、データ伝送元とデータ伝送先とを、マルチプレックスバスで接続し、上記データ伝送元とデータ伝送先は上記バス上へのデータ伝送をリクエスト信号とアクノリッジ信号とにより制御するバスシステムにおいて、データ伝送元およびデータ伝送先では、相手側へのリクエスト信号やアクノリッジ信号を伝送する前に、ノイズパターンとは相違する特定パターンのノイズ遮断信号を伝送することで、当該相手側では、それらリクエスト信号とアクノリッジ信号の受信前に受信するノイズ遮断信号の特定パターン状態からその特定パターン後に続く信号をリクエスト信号やアクノリッジ信号として受信することができるようにした、ことを特徴とするものである。
【００１２】
上記において、上記特定パターンからノイズ遮断信号か否かの確認は、特定パターンが全く崩されずノイズ遮断信号と確認できる場合、特定パターンの一部がノイズにより崩されても特定パターンの残りからノイズ遮断信号と確認できる場合を含むことができる。
【００１３】
本発明では、データ伝送される相手側では、ノイズが発生してもそのノイズの直前にはノイズ遮断信号を受信できないから、そのノイズをリクエスト信号やアクノリッジ信号としてデータ伝送制御することがなくなり、データ伝送の信頼性を向上することができる。
【００１４】
また、本発明では、ノイズ遮断信号を正規に受信（特定パターンが崩されずに受信できること）した場合は、その次の信号をノイズではなくリクエスト信号やアクノリッジ信号として確認でき、また、ノイズ遮断信号における特定パターンの一部がノイズその他により崩されても、特定パターンの残りからノイズ遮断信号と確認できれば、その次の信号をノイズではなくリクエスト信号やアクノリッジ信号として確認できる。
【００１５】
したがって、本発明では、ノイズに影響されずに、リクエスト信号やアクノリッジ信号を正しく確認し、データの伝送を制御することができる。
【００１６】
好ましくは、上記特定パターンを、ハイレベル（Ｈｉ）とローレベル（Ｌｏ）との組み合わせにより定めた特定の論理値で構成する。
【００１７】
上記マルチプレックスバスの好ましい態様は、データ伝送元とデータ伝送先とを、所定ビット数からなるバス幅構成を持ち、かつ、時分割によりアドレスバスとデータバスとして利用されるバスである。
【００１８】
この場合、マルチプレックスバスのより好ましい態様は、そのバス幅構成を、アドレス信号を２ｍ（ｍは正の整数）ビット構成、データ信号を２ｎ（ｎは正の整数）ビット構成、ｋを２ｍと２ｎの共通約数としたときに、ｋビット構成となし、かつ、マルチプレックスバス内においては、上記アドレス信号をパラレル伝送ビット数をｋビットとして（２ｍ／ｋ）バスサイクルに時分割してシリアル伝送し、上記データ信号をパラレル伝送ビット数をｋとして（２ｎ／ｋ）バスサイクルに時分割してシリアル伝送することで、全体では１バスサイクル分のアドレス信号とデータ信号とをマルチプレックスバス上では（２ｍ／ｋ）＋（２ｎ／ｋ）のバスサイクルに時分割して伝送する。
【００１９】
この態様によると、マルチプレックスバスのバス幅がデータ信号とアドレス信号それぞれのビット数の共通約数のビット構成であるので、マルチプレックスバスのバス幅のビット数が極めて小さくて済むようになり、従来のようなマルチプレックスバスのバス幅よりもビット数、すなわち、伝送線数が大幅に少なくて済むようになる結果、マルチプレックスバスの構成伝送線それぞれの同長配線性が従来よりも高まり、マルチプレックスバス接続距離が伸長したり、またバスクロックが高速化しても、そのことによる動作上への影響も軽減されるようになり、信頼性の高いバスシステムを構築することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、リクエスト信号伝送線やアクノリッジ信号伝送線にノイズが混入されても、そのノイズをリクエスト信号やアクノリッジ信号と誤認することがなくなり、ノイズに対して動作が安定したバスシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係るバスシステムの構成を示す図である。
【図２】図２は、アドレス信号とデータ信号との時分割による各サイクルを示す図である。
【図３】図３は、タイミングチャートを示す図である。
【図４】図４（ａ）は、実施の形態にかかるバスシステムにおいて、リクエスト信号ＲＥＱ、アクノリッジ信号ＡＣＫ伝送前にノイズが無いためにノイズ遮断信号がその論理値が崩されずに正しく伝送されて受信される場合を示す図、図４（ｂ）は、リクエスト信号ＲＥＱ、アクノリッジ信号ＡＣＫ伝送前にノイズが存在したためにノイズ遮断信号がその論理値を崩された状態で伝送されて受信される場合を示す図である。
【図５】図５（ａ）は、従来のバスシステムにおいてリクエスト信号とノイズとの波形を示す図、図５（ｂ）は、同バスシステムにおいてアクノリッジ信号とノイズとの波形を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施の形態に係るバスシステムを説明する。図１は、同実施の形態によるバスシステム構成を示し、図２は、アドレス信号とデータ信号との時分割による各サイクルを示し、図３は、バスクロック、リクエスト信号、アクノリッジ信号を含め、アドレス信号、データ信号のタイミングチャートを示す。バスマスタ１は、データ伝送元として、図示略のバスアービタによりマルチプレックスバス３のバス権を獲得した装置であり、バススレーブ５は、データ伝送先として、バスマスタ１からアドレスおよびデータを伝送される装置である。バスマスタ１とバススレーブ５は、ハンドシェーク信号伝送線として、１ビットのリクエスト信号伝送線７、１ビットのアクノリッジ信号伝送線９、および、８ビットのアドレス信号／データ信号共用伝送線から構成されるマルチプレックスバス３で接続されている。
【００２３】
これらバスマスタ１やバススレーブ５は例えば制御盤等に設置されたプログラマブルコントローラであり、これらは上記信号伝送線７，９およびマルチプレックスバス３で接続されている。バスマスタ１やバススレーブ５の内部回路は図示を略している。また、実施の形態では、バススレーブ数は２個としているが、この数に限定されるものではない。
【００２４】
図２を参照して、バスマスタ１により、６４ビットのアドレス信号ＡＤＤは、第１から第８までの８つのサイクルに時分割されてマルチプレックスバス３上を伝送させられる。３２ビットＤ０−Ｄ３１からなるデータ信号ＤＡＴＡは、第１から第４までの４つのサイクルに時分割されてマルチプレックスバス３上を伝送させられる。
【００２５】
アドレス信号ＡＤＤは８つに時分割されることにより、第１サイクルはＡ０−Ａ７、第２サイクルはＡ８−Ａ１５、第３サイクルはＡ１６−Ａ２３、第４サイクルはＡ２４−Ａ３１、第５サイクルはＡ３２−Ａ３９、第６サイクルはＡ４０−Ａ４７、第７サイクルはＡ４８−Ａ５５、第８サイクルはＡ５６−Ａ６３で構成される。
【００２６】
データ信号ＤＡＴＡは４つに時分割されることで、第１サイクルはＤ０−Ｄ７、第２サイクルはＤ８−Ｄ１５、第３サイクルはＤ１６−Ｄ２３、第４サイクルはＤ２４−Ｄ３１で構成される。
【００２７】
一般化すると、アドレス信号を２ｍ（ｍは正の整数）ビット構成、データ信号を２ｎ（ｎは正の整数）ビット構成、ｋを２ｍと２ｎの共通約数としたとき、マルチプレックスバス３のバス幅構成をｋビットとすると共に、マルチプレックスバス３内においては、２ｍビットのアドレス信号のパラレル伝送ビット数をｋビットとして（２ｍ／ｋ）バスサイクルに時分割してシリアル伝送し、２ｎビットのデータ信号のパラレル伝送ビット数をｋとして（２ｎ／ｋ）バスサイクルに時分割してシリアル伝送することで、全体では１バスサイクル分のアドレス信号とデータ信号とをマルチプレックスバス３上では（２ｍ／ｋ）＋（２ｎ／ｋ）のバスサイクルに時分割して伝送させるようになっている。
【００２８】
上記一般式を実施の形態に適用すると、アドレス信号についてはｍ＝３２で２ｍ＝６４ビットであり、データ信号についてはｎ＝１６で２ｎ＝３２ビットであり、マルチプレックスバス３のバス幅は、６４ビットと３２ビットとの共通約数として例えばｋ＝８として８ビットとなる。そして、アドレス信号は、（２ｍ／ｋ）＝（６４／８）で８サイクルに時分割され、データ信号は、（２ｎ／ｋ）＝（３２／８）で４サイクルに時分割されることになる。そのため、マルチプレックスバス３上では全体では８＋４＝１２サイクルに時分割されてアドレス信号とデータ信号とが伝送される。もちろん、上記共通約数はｋ＝８以外にもあり、時分割サイクル数は上記に限定されるものではない。また、アドレス信号やデータ信号のビット構成数も上記以外にあるので、時分割サイクル数はさらに上記に限定されるものではない。
【００２９】
図３を参照して、バスマスタ１は、バスクロックＣＬＫに同期して、リクエスト信号ＲＥＱをリクエスト信号伝送線７を介してバススレーブ５に伝送し、各バススレーブ５は、リクエスト信号ＲＥＱに応答して、アクノリッジ信号伝送線９を介してバスマスタ１にアクノリッジ信号ＡＣＫを返す。バスマスタ１は、６４ビットのアドレス信号ＡＤＤを伝送し、次いで、３２ビットのデータ信号ＤＡＴＡを、８ビットバス幅のマルチプレックスバス３を介して各バススレーブ５に伝送する。
【００３０】
図３では、マルチプレックスバス３上をアドレス信号ＡＤＤを伝送してから、データ信号ＤＡＴＡを伝送するようにしたが、この逆でもよく、また、アドレス信号ＡＤＤとデータ信号ＤＡＴＡとを各サイクル交互に伝送することでもよく、その伝送形態に限定されない。
【００３１】
以上説明した構成では、アドレス信号が６４ビット、また、データ信号が３２ビットというように多ビットであっても、それら信号を、バス幅がそれら信号のビット数より共通約数で割った値のビット数からなる構成のマルチプレックスバス上に伝送することができるので、マルチプレックスバスを構成する各伝送線の同長配線性を従来よりも大幅に向上させることができる。
【００３２】
結果として、マルチプレックスバスを用いて装置を増設してマルチプレックスバス接続距離が伸長したりしても、また、マルチプレックスバス上のバスクロックが高速化したりしても、そのことによる動作上への影響も軽減されるようになり、信頼性の高いバスシステムを構築することができる。
【００３３】
そして、本実施の形態においては、バスマスタ１からバススレーブ５へリクエスト信号ＲＥＱを伝送する前、およびバススレーブ５からバスマスタ１へアクノリッジ信号ＡＣＫを伝送する前に、ノイズパターンとは相違する特定パターンのノイズ遮断信号を伝送する。バススレーブ５では、バスマスタ１から、リクエスト信号ＲＥＱを受信する前にノイズ遮断信号の特定パターンからノイズ遮断信号を確認することができれば、その後の信号をリクエスト信号ＲＥＱであると確認し、ノイズから区別する。また、バスマスタ１では、バススレーブ５から、アクノリッジ信号ＡＣＫを受信する前にノイズ遮断信号の特定パターンからノイズ遮断信号を確認することができれば、その後の信号をアクノリッジ信号ＡＣＫであると確認し、ノイズから区別する。
【００３４】
このノイズ遮断信号は、電圧レベルでハイレベル（Ｈｉ）とローレベル（Ｌｏ）との組み合わせで特定パターンとしてその論理値が「１０１０１０」となる信号である。もちろん、この論理値は一例にすぎず、他の論理値を適宜設定することができる。
【００３５】
なお、リクエスト信号ＲＥＱやアクノリッジ信号ＡＣＫはハンドシェーク信号であり、リクエスト信号伝送線７やアクノリッジ信号伝送線９はハンドシェーク信号伝送線といえる。
【００３６】
図４を参照して上記ノイズ遮断信号を説明する。図４（ａ）は、リクエスト信号ＲＥＱ、アクノリッジ信号ＡＣＫのそれぞれの伝送前にノイズが無いためにノイズ遮断信号がその論理値が崩されずに正しく受信される場合を示し、図４（ｂ）は、それら信号ＲＥＱ，ＡＣＫの伝送前にノイズが存在したためにノイズ遮断信号がその論理値を崩された状態で受信される場合を示す。図４（ａ）、図４（ｂ）でハッチングはノイズを示す。
【００３７】
図４（ａ）で示すように、リクエスト信号ＲＥＱやアクノリッジ信号ＡＣＫは、時刻ｔ０，ｔ２，ｔ４，…で立ち下がり、時刻ｔ１，ｔ３…で立ち上がる。そして、リクエスト信号ＲＥＱやアクノリッジ信号ＡＣＫが時刻ｔ０，ｔ２，ｔ４，…で立ち下がる前にノイズ遮断信号Ｓ１がバススレーブ５側やバスマスタ１側に伝送されるが、伝送されるバススレーブ５側、バスマスタ１側では、そのノイズ遮断信号Ｓ１の論理値「１０１０１０」が正しく伝送されているかどうかを判断する。
【００３８】
図４（ａ）ではリクエスト信号ＲＥＱやアクノリッジ信号ＡＣＫが時刻ｔ０，ｔ２，ｔ４，…で立ち下がる直前のノイズ遮断信号Ｓ１がその論理値「１０１０１０」を崩されずに伝送されているので、その次の信号はリクエスト信号ＲＥＱあるいはアクノリッジ信号ＡＣＫであると判断することができる。
【００３９】
また、図４（ｂ）で示すように、リクエスト信号ＲＥＱやアクノリッジ信号ＡＣＫが時刻ｔ０，ｔ２，ｔ４，…で立ち下がる前で、ノイズにより、ノイズ遮断信号Ｓ１がその論理値「１０１０１０」を崩されて伝送されている場合、例えば時刻ｔ０前のノイズ遮断信号Ｓ１の論理値はノイズにより崩されて「１××××××」となっている。ここで、上記「×」はノイズのレベルが「１」であるか「０」であるかが不定であることを示す。時刻ｔ０前のノイズ遮断信号Ｓ１の論理値の場合、６桁のうちの１桁のみが正しいのみであり、特定パターンとしては殆どが崩れていてノイズ遮断信号と確認することはできない。
【００４０】
時刻ｔ２前のノイズ遮断信号Ｓ１の論理値は「１０１０１０」であり、ノイズ遮断信号Ｓ１はその論理値を崩されていないから、ノイズ遮断信号Ｓ１と確認することができ、その次の信号をリクエスト信号ＲＥＱやアクノリッジ信号ＡＣＫとして扱える。
【００４１】
さらに、時刻ｔ４前のノイズ遮断信号Ｓ１は、ノイズによりその論理値が崩されて「１０１×××」となっている。この時刻ｔ４前のノイズ遮断信号Ｓ１の論理値の場合、６桁のうちの３桁が正しいから、特定パターンの一部は崩れていても、残りからノイズ遮断信号と確認することはできる。したがって、時刻ｔ４前のノイズ遮断信号Ｓ１から、その次の信号をリクエスト信号ＲＥＱあるいはアクノリッジ信号ＡＣＫとして受信することができる。
【００４２】
なお、実施の形態では説明の都合でノイズ遮断信号Ｓ１は６桁で構成されるが、これ以上の桁数とすることで、より正確にノイズを遮断することができるようになる。
【００４３】
もちろん、ノイズの影響を全く受けないようにノイズ遮断信号Ｓ１をリクエスト信号ＲＥＱやアクノリッジ信号ＡＣＫの直前に挿入することができれば、ノイズ遮断信号はノイズに崩されずに済む。
【００４４】
以上のように本実施の形態では、データ伝送される相手側であるバススレーブ５やバスマスタ１では、リクエスト信号ＲＥＱやアクノリッジ信号ＡＣＫであるハンドシェーク信号の受信前に特定パターンのノイズ遮断信号を受信しない限りは、いかなる信号もハンドシェーク信号とは判断しないから、ノイズがリクエスト信号伝送線やアクノリッジ信号伝送線中に混入されても、そのノイズをリクエスト信号ＲＥＱやアクノリッジ信号ＡＣＫと誤認するおそれがなくなり、結果、リクエスト信号ＲＥＱやアクノリッジ信号ＡＣＫを正しく伝送することができるようになる。
【符号の説明】
【００４５】
１  バスマスタ
３  マルチプレックスバス
５  バススレーブ
７  リクエスト信号伝送線
９  アクノリッジ信号伝送線
【図１】
2011090372.tif 000003
【図２】
2011090372.tif 000004
【図３】
2011090372.tif 000005
【図４】
2011090372.tif 000006
【図５】
2011090372.tif 000007