(57)【要約】マルチポートデバイスは、バス上の各アクティブセグメントを認識するように、また、セグメントがアクティブかどうかにより信号をデバイス内に選択的に伝播するように、構成されている。最適信号伝播は、バス上の最初のアクティブ遷移後にのみ、伝播信号のコントロールをすることにより達成される。初期遷移は、無条件に伝播され、伝播遅延を最小にし、続く信号伝播は、条件付でコントロールされ、ラッチアップを回避する。ラッチは、各ポートに関連する。ラッチは、ポートが、該ポート上のデバイスによりアクティブに駆動される度に、セットされる。ラッチは、全デバイスが、休止状態になる時、あるいは、現在アクティブポートが、非アクティブになった後に、他ポートが、アクティブのままである時に、リセットされる。各ポートのラッチの状態は、内部生成信号のポートへの伝播をコントロールする。ラッチが、セットされる場合、内部生成信号は、ポートに伝播されず、それにより、ラッチアップを防ぐ。ラッチが、セットされない場合、内部生成信号および外部生成信号の両方が、ポートに伝播され、それにより、伝播遅延を最小にする。
2004507135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バス用のマルチポートハブであって、
複数のポートハンドラを備え、
各ポートハンドラは、マルチポートハブのポートに対応すると共に、各ポートハンドラは、
ポートドライバと、
対応ポートの外部状態と論理状態を検出するように構成された検出器と、
前記複数のポートハンドラの各々に操作可能にカップリングされたコントローラであって、
各ポートハンドラからの論理状態に基づいてハブ論理状態を決定し、
各ポートハンドラからの外部状態に基づいてハブ外部状態を決定し、
各ポートハンドラに対するコントロール状態を決定するように、構成されたコントローラと、
を備え、
各ポートハンドラに対するコントロール状態は、
ハブ論理状態を対応ポートハンドラのポートドライバから選択的にデカップリングして、それにより、ラッチアップを回避し、
ハブ外部状態を対応ポートハンドラのポートドライバにカップリングして、それにより、各ポートへの外部状態の伝播を確実にすることを特徴とするマルチポートハブ。
【請求項２】
請求項１に記載のマルチポートハブにおいて、
各ポートハンドラに対するコントロール状態は、
ハブ論理状態を対応ポートハンドラのポートドライバに選択的にカップリングして、それにより、伝播遅延を最小にすることを特徴とするマルチポートハブ。
【請求項３】
請求項２に記載のマルチポートハブにおいて、
各ポートハンドラのコントロール状態は、
ハブ論理状態を対応ポートドライバから、ポートハンドラの外部状態に依存してデカップリングすると共に、
ハブ論理状態を対応するポートドライバに、ハブ論理状態に依存してカップリングすることを特徴とするマルチポートハブ。
【請求項４】
請求項１に記載のマルチポートハブにおいて、
ハブ外部状態は、各ポートハンドラの外部状態の論理積であると共に、
ハブ論理状態は、外部的に駆動されたと決定された各ポートハンドラの論理状態の論理積であることを特徴とするマルチポートハブ。
【請求項５】
請求項１に記載のマルチポートハブにおいて、
各ポートハンドラの論理状態は、各ポートハンドラの外部状態を含んだものであり、それにより、マルチポートハブは、各ポートの外部状態を他の各ポートに無条件に伝播すると共に、各ポートの論理状態を条件付で伝播することを特徴とするマルチポートハブ。
【請求項６】
請求項１に記載のマルチポートハブにおいて、ハブが、Ｉ２Ｃ仕様に従っていることを特徴とするマルチポートハブ。
【請求項７】
請求項１に記載のマルチポートハブにおいて、
前記検出器は、第一検出器と第二検出器を備え、
第一検出器は、第二検出器の第二伝播遅延より相当長い第一伝播遅延を有し、
前記コントローラは、バスの各非アクティブ段階の間、各ポートドライバをハブ論理状態にカップリングするように構成されており、
それにより、第一伝播遅延ではなく、第二伝播遅延に基づくハブ全体伝播遅延を提供することを特徴とするマルチポートハブ。
【請求項８】
請求項１に記載のマルチポートハブにおいて、
前記複数のポートハンドラおよび前記コントローラの複製をさらに備え、
２線式バス装置のハブ機能を提供することを特徴とするマルチポートハブ。
【請求項９】
請求項８に記載のマルチポートハブにおいて、２線式バス装置が、Ｉ２Ｃバスであることを特徴とするマルチポートハブ。
【請求項１０】
請求項１に記載のマルチポートハブにおいて、
検出器は、第一検出器と第二検出器を備え、
各対応ポートの論理状態と外部状態は、第一検出器と第二検出器の電圧しきい値の違いに基づいて識別されることを特徴とするマルチポートハブ。
【請求項１１】
装置であって、
複数のバスセグメントに区画されたバスと、
複数のデバイスであって、各デバイスが、複数バスセグメントのセグメントに操作可能にカップリングされている複数のデバイスと、
各複数バスセグメントにカップリングするように構成され、それにより、各複数デバイスをカップリングするハブと、
を備え、
前記ハブは、
アクティブ信号を１つ以上の複数バスセグメントから他の各複数バスセグメントに無条件に伝播すると共に、
内部決定論理値を各複数バスセグメントに条件付で伝播するよう構成され、
該論理値は、バスが休止状態から変化した後すぐに伝播され、それにより伝播遅延を最小にすると共に、
該論理値は、１つ以上の複数バスセグメントからのアクティブ信号に依存して、１つ以上の複数バスセグメントへの伝播を妨げており、それにより、ラッチアップを回避することを特徴とする装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の装置において、
前記ハブは、
複数のポートハンドラを備え、
各ポートハンドラは、複数バスセグメントの対応セグメントに関連しており、
ポートドライバと、
検出器であって、
対応ポートの論理状態と、
対応ポートの外部状態と、
を検出するように構成され、外部状態が、複数バスセグメントの対応セグメントにおけるアクティブ信号に相当する検出器と、
各複数ポートハンドラに操作可能にカップリングされるコントローラであって、
各ポートハンドラからの論理状態に基づいてハブ論理状態を決定し、
各ポートハンドラからの外部状態に基づいてハブ外部状態を決定し、
各ポートハンドラに対するコントロール状態を決定するように構成されたコントローラと、
を備え、
各ポートハンドラに対するコントロール状態は、
ハブ論理状態を対応ポートハンドラのポートドライバから選択的にデカップリングして、それにより、ラッチアップを回避し、
ハブ外部状態を対応ポートハンドラのポートドライバにカップリングして、それにより、各ポートハンドラの外部状態の伝播を確実にすることを特徴とする装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の装置において、
各ポートハンドラのコントロール状態は、
ハブ論理状態を対応ポートドライバから、ポートハンドラの外部状態に依存してデカップリングすると共に、
ハブ論理状態を対応するポートドライバに、ハブ論理状態に依存してカップリングすることを特徴とする装置。
【請求項１４】
請求項１１に記載の装置において、
各ポートハンドラの論理状態は、各ポートハンドラの外部状態を含んだものであり、
それにより、アクティブ信号を、１つ以上の複数バスセグメントから他の各複数バスセグメントへ無条件に伝播することを特徴とする装置。
【請求項１５】
請求項１１に記載の装置におてい、前記装置が、Ｉ２Ｃ仕様に従っていることを特徴とする装置。
【請求項１６】
請求項１１に記載の装置において、
前記検出器は、第一検出器と第二検出器を備え、
第一検出器は、第二検出器の第二伝播遅延より相当長い第一伝播遅延を有し、
前記コントローラは、バスの各非アクティブ段階の間、各ポートドライバをハブ論理状態にカップリングするように構成されており、
それにより、伝播遅延を最小にすることを特徴とする装置。
【請求項１７】
請求項１２に記載の装置において、
前記装置は、複数の独立バスを用いると共に、
前記ハブは、コントローラと複数ポートハンドラの１つ以上の複製をさらに備えて、複数デバイスのカップリングを複数の独立バスにより容易にすることを特徴とする装置。
【請求項１８】
請求項１１に記載の装置において、
各デバイスは、第一しきい値レベルより低いアクティブ信号を供給すると共に　各ハブは、第一しきい値レベルより高く、第二しきい値レベルより低い論理値を供給して、各デバイスにより供給される信号を各ハブにより供給される信号から区別することを容易にすることを特徴とする装置。
【請求項１９】
アクティブ信号をバスの複数セグメントに伝播する方法であって、
複数セグメントの各セグメントに関連するアクティブ論理状態を検出する工程と、
アクティブ論理状態を各複数セグメントに伝播する工程と、
アクティブ論理状態が、複数セグメントの各セグメントで起きたかを決定する工程と、
アクティブ論理状態の伝播を、アクティブ論理状態を起こしたと決定された複数セグメントの各セグメントから選択的にデカップリングする工程と、
を備えることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の実施の形態】
（発明の背景）
１．発明の分野
本発明は、エレクトロニクス分野に関し、特に、デバイス間の相互接続を、Ｉ２Ｃインターフェースを用いて容易にするデバイスに関する。
【０００２】
２．従来技術の説明
フィリップス株式会社により開発された集積回路間（Ｉｎｔｅｒ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ；Ｉ２Ｃ）バスにより、集積回路は、単純双方向２線式（プラスグラウンド）バスを介して、直接相互に通信することができる。デバイスは、バスの２線の各々に接続しており、その一方（ＳＤａｔａ）は、データ通信用であり、他方（ＳＣｌｋ）は、デバイス間のデータ通信のコントロールと同期用である。各デバイスは、他の各デバイスに並列に接続しており、各バスライン、ＳＤａｔａ、および、ＳＣｌｋは、全バスラインのワイヤード・アンドとして作用する。各デバイスの出力は、オープンコレクタ／オープンドレインデバイスとして構成されており、バスが、休止状態の間、ひとつ以上のプルアップレジスタは、バス上にて「ソフト」論理ハイ値を維持する。デバイスが、バスにアクセスしようとする時、デバイスは、バスを論理ロー値に、大地電位に導通した状態で配置されるオープンコレクタ／オープンドレインデバイスを介して、引き下げる。
【０００３】
高速データ転送を容易にするために、Ｉ２Ｃ仕様は、バスに対する最大容量性負荷を制限しており、それにより、バスの最大長を制限している。仕様最大容量性負荷は、４００ｐｆであり、それにより、バス長を数メートルに制限する。フィリップスセミコンダクター社の８２Ｂ７１５集積回路は、Ｉ２Ｃバス拡張器であり、それは、仕様最大長を超えたバスルーティングを可能にするものである。８２Ｂ７１５は、１０の電流利得を入力から出力に提供し、それにより、１０の容量性低減をバス拡張器の入力側バスに提供する。長さの長いワイヤの各端にバス拡張器を配置することにより、ワイヤ容量の１０分の１のみが、Ｉ２Ｃバス、または、長さの長いワイヤの各端のデバイスに対する負荷として現れる。電流バッファーは、また、Ｉ２Ｃバスの双方向、オープンコレクタ／オープンドレイン特性を維持している。
【０００４】
ハブは、ハブが、信号を複数デバイスに分配するデバイスと従来から定義されている点において、拡張器と区別される。例えば、プリント回路基板において、ハブは、バスを介して通信する様々なデバイスの中心に配置されていてもよい。この中心位置から、バスは、各デバイスに、好ましくは、バスの対応セグメントを駆動するバスの各ポートのドライバを介して、分配される。このように、ハブからデバイスまでのバスの各セグメントの長さは、全デバイスまで延びる１続きのワイヤの長さに比べて減じられ、バス負荷は、ハブドライバ内で分散される。
【０００５】
双方向構成において、同ワイヤが、送信と受信の両方に使用されており、ハブは、入力ポートの集合として、他の全ポートのドライバに各々ファンアウトしている。ポートのドライバ出力が、バスの該ポートのセグメント上におけるデバイスからの入力と同じノードを共有しているため、また、入力が、他の全ドライバへファンアウトしているため、双方向ハブは、バスセグメント上の外部生成イベントを内部生成イベントから識別するよう構成され、ラッチアップを防止する。このようなラッチアップは、あるポートから伝播された入力イベントが、他のポートからの入力イベントと解釈され、元ポートへ他ポートから再伝播される時に、発生する。イベントの発生元が、イベントを止めた時、この休止は、全ポートに伝播されなければならない。
【０００６】
従来の双方向ハブは、概して、コントロール論理を含んでおり、それは、どのポートが駆動信号を受信したかを決定し、その後、他のどのポートからのどのような入力も、どのポートにも伝播されないようにする。つまり、従来のハブは、選択的に、１ポートのみを受信ポートとして使用可能にし、他の全ポートを送信状態になるようにしており、これら他のポートは、受信ポートで受信したデータをその対応するバスセグメントに送信する。１ポートのみが、同時期に、信号を受信および伝播することができるため、ラッチアップの可能性が、回避される。しかし、この同時期に１ポートのみを選択的に可能にすることは、１ポートのみが、任意の時にアクティブであることを前提としており、２ポートが、アクティブな場合は、アクティブになる第一ポートが、優先される。
【０００７】
好ましくは、ハブは、バス上のデバイスに対して「トランスペアレント」であるべきである。つまり、ハブが、バス性能を改善するようにしているにもかかわらず、そのバス上の存在は、検出不可であるべきである。ハブのないバスが、ワイヤード・アンドバスである場合、例えば、いずれかのデバイスが、バスを低く引き下げた時、バスの全長は低状態に引き下げられる。複数のデバイスが、バスを低く引き下げた場合、バスは、最後のデバイスが、低電圧をアサートするのを止めるまで、低く維持される。一度に１ポートのみに反応する従来のハブは、しばしば、遷移反応を引き起こすが、それは、ハブが、現在の受信ポートを使用不可能にし、それから、他ポートを受信ポートとして使用可能にするからである。１ポートのみが、一度に受信ポートとして使用可能にされるため、ハブは、バスの他セグメントも、低く駆動されていることを、バスを高レベルに引き上げようとするまで、認識しない。低く駆動されているセグメントは、低いままであるが、低く駆動されているポートが、唯一の受信ポートとして使用可能にされるまで、他セグメントを高レベルに上げることができる。ある仕様は、特にＩ２Ｃ仕様は、１つ以上のデバイスによるアクティブ状態の同時アサートが存在する場合と同じ性能に基づいている。Ｉ２Ｃ仕様では、例えば、複数デバイス内におけるクロック信号の同期は、第一デバイスが、バスを低く引き下げる時と、最後のデバイスが、バスを低く引き下げるのを止める時により決定される。
【０００８】
（発明の要約）
本発明の目的は、オープンコレクタ／オープンドレインバスの複数のファンアウトを容易にするマルチポートデバイスを、高速データ転送をも提供しながら、提供することである。本発明の更なる目的は、Ｉ２Ｃバスのバスコントロールプロトコルを維持するマルチポートデバイスを提供することである。本発明の更なる目的は、伝播遅延を最小にするマルチポートデバイスを提供することである。
【０００９】
これら及び他の目的は、バス上の各アクティブセグメントを認識するように構成されたマルチポートデバイスを提供することにより達成される。各ポートから他の各ポートへの信号伝播は、各セグメントの状態によってコントロールされる。最適信号伝播は、バス上の最初のアクティブ遷移後にのみ、伝播信号のコントロールをすることにより達成される。初期遷移は、無条件に伝播され、伝播遅延を最小にし、続く信号伝播は、条件付でコントロールされ、ラッチアップを回避する。ラッチは、各ポートに関連する。ラッチは、ポートが、該ポート上のデバイスによりアクティブに駆動される度に、セットされる。ラッチは、全デバイスが、休止状態になる時、あるいは、現在アクティブポートが、非アクティブになった後に、他ポートが、アクティブのままである時に、リセットされる。各ポートのラッチの状態は、内部生成信号のポートへの伝播をコントロールする。ラッチが、セットされる場合、内部生成信号は、ポートに伝播されず、それにより、ラッチアップを防ぐ。ラッチが、セットされない場合、内部生成信号および外部生成信号の両方が、ポートに伝播され、それにより、伝播遅延を最小にする。
【００１０】
（発明の詳細な説明）
図１は、本発明による、マルチポートハブ（４ポートハブ）１５０を有するＩ２Ｃ装置１００の構成例の図を示す。双方向バス装置の実例としてＩ２Ｃを使用すると共に、Ｉ２Ｃバスでは、バス上で通信するためにワイヤード・アンド論理構成を用いているが、本発明は、ワイヤード・アンド構成にもＩ２Ｃバス構造にも限定されないことを、当業者は、認識できるであろう。当業者にとって、ワイヤード・オア構成を用いる代替構造も、明らかであろう。
【００１１】
Ｉ２Ｃバス構造において、外部デバイス１１０は、データバスおよびクロックバスの２つのバスを介して通信を行う。休止状態では、バスは、「高」電圧値に維持され、それは、わずか＋３から＋１０ボルトである。この高い、あるいは、非アクティブの、あるいは、休止の電圧は、「プルアップ」レジスタ１２０により供給され、そのプルアップレジスタ１２０は、バスを正の供給電圧１２５に接続している。図１は、４ポートハブ１５０に接続するバスの４つのセグメントを示し、各セグメントを、ハブ１５０のポートＡ，Ｂ，Ｃ、および、Ｄとしている。ここでは４ポートハブを説明のために描いているが、任意の数のポートを本発明の原理によるマルチポートハブに具備してもよい。バス上のデバイスを、デバイス１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、および１１０ｄとし、それらは、デバイスがとりつけられるポートに対応している。バスを介した通信は、低電圧状態にバスを駆動してアクティブ状態を示し、バスをリリースし、高電圧状態に上がることを可能にして非アクティブ状態を示すことにより行われる。バス上の各デバイスは、オープンコレクタ、または、オープンドレインデバイスとして構成されており、それらは、高インピーダンス経路（好ましくは、無限インピーダンス）を正電圧１２５、および、切り替え可能な低電圧経路をグラウンドに提供する。いずれかのデバイス１１０が、バスを低電圧に引き下げると、バスの同セグメント上の全デバイスが、この同低電圧にされる。ハブ１５０は、この低電圧をバスの他セグメント上のデバイスに伝播するように設計されている。全デバイス１１０が、非アクティブ状態の場合に限り、それらデバイスは、バスを低く駆動しておらず、バスの全セグメントは、高電圧１２５に上がることを許容される。実際に、ハブ１５０は、アクティブ状態を任意のデバイスからその他全てのデバイスに伝播するように構成され、また、どのデバイスも、アクティブ状態をアサートしない時には、バスが、非アクティブ状態に戻れるように構成されている。
【００１２】
図２は、本発明によるマルチポートハブ２００の構成例の図を示す。Ｉ２Ｃ環境においては、１対のハブ２００が、図１のハブ１５０を形成し、個別にハブ機能をデータバスおよびクロックバスの各々に提供する。
【００１３】
マルチポートハブ２００の各ポートは、関連するポートハンドラ２１０ａ、２１０ｂ等を有する。４つのポートハンドラを図２に示しているが、任意の数のポートを設けてもよい。各ポートハンドラ２１０は、ドライバ２２０を含んでおり、それは、一般にパッドまたはハブ２００への他の接続手段を介して、バスの関連セグメントを駆動する。ドライバ２２０は、外部デバイス（図１の１１０）へのポート双方向接続を介して、検出器２４０にもカップリングされており、その検出器２４０は、バスが、ドライバ２２０に、または、外部デバイスに駆動されているかにかかわらず、バスの関連セグメントの論理状態を感知する。（ドライバ２２０からの）内部生成信号は、（デバイス１１０からの）外部生成信号と同じ媒体を介して通信されるため、上記のように、検出器２４０は、内部生成信号と外部生成信号とを識別して、内部生成信号が生成元ドライバに戻って伝播された場合に、ラッチアップを回避しなければならない。
【００１４】
各ポートの検出器２４０は、内部発生信号と外部発生信号とを識別する。当該技術に公知の様々な技術が、内部発生信号と外部発生信号とを識別するために利用できる。前記の８２Ｂ７１５バス拡張器は、例えば、電流シンキングとセンシングを用いて信号源を識別する。同時係属アメリカ特許出願「高低しきい値検出を用いた双方向リピータ」、出願番号０９／６４１１７９、２０００年８月１７日にＡｌｍａ　ＡｎｄｅｒｓｏｎおよびＰａｕｌ　Ａｎｄｒｅｗｓにより特許申請、代理人整理番号ＵＳ００８０５２では、内部発生信号と外部発生信号を識別しきい値電圧に基づいて識別する技術を開示しており、それを、ここに参考として組み込んでいる。この同時係属出願によると、ドライバ２２０は、その出力電圧レベルを低い値に制限するよう構成されており、その値は、論理ロー状態に相当するが、外部デバイス１１０が生成するよう構成された電圧レベルよりも高い。しきい値電圧は、論理ロー状態のドライバ２２０の電圧レベルと、論理ロー状態の外部デバイス１１０の電圧レベルとの間になるように設定される。この例における検出器２４０は、ポートの論理状態に相当するＬステートと、ポートの電圧が、しきい値よりも低い場合のみに、論理ロー状態に相当するＥステートを供給する。このように、論理ローのＬステートとＥステート、あるいは、論理ハイは、ポートの低電圧が、内部ドライバ２２０に起因し、外部デバイス１１０に起因しないことを示す。同様に、Ｅステート論理ローは、ポートの低電圧が、外部デバイス１１０に起因することを示す。同時係属アメリカ特許出願「電圧が安定した低レベルドライバ」、出願番号０９／６４２１８１、２０００年８月１７日にＡｌｍａ　ＡｎｄｅｒｓｏｎおよびＰａｕｌ　Ａｎｄｒｅｗｓにより特許申請、代理人整理番号ＵＳ００８０４５では、ドライバ２２０の実施形態を開示しており、そのドライバ２２０は、必要コントロール低電圧を、幅広い条件下にわたり安定した電圧にて提供するもので、それを、ここに参考として組み込んでいる。
【００１５】
内部駆動イベントを外部駆動イベントから識別する公知の各技術において、そのイベントが、本当に外部デバイスからのものであることを確認するのに必要な時間は、ノードにおいて論理値を決定するのに必要な時間よりも長い。例えば、ワイヤード・アンド構成において、ノードの電圧が、休止電圧から落ち始めるとすぐに、その減少が、論理状態の変化、あるいは、ノイズを表すと推測できる。期待ノイズの最大量を仮定すると、電圧が、休止電圧よりも最大ノイズ量分低く落ちるとすぐに、論理ロー値を、推測できる。逆に、内部生成信号と外部生成信号は、そのどちらかが、論理ロー状態を生成しているのだが、それらの違いは、概して、ノードが、特定の識別反応を示すまで、あるいは、示さないまで待つことにより決定される。従って、ノードが、内部的にまたは外部的に駆動されているかを決定するための最小遅延時間は、概して、内部または外部デバイスのどちらかの最大遷移時間以上となる。さらに、問題を悪化していることに、ノードが、内部的にまたは外部的に駆動されるかについての適正な決定を保障するために、最悪時の最大遷移時間を、一般的に、設計制約として用いる。
【００１６】
上述の通り、内部生成信号が、内部生成信号の伝播元のノードに戻って供給されると、ラッチアップが、発生する可能性がある。外部生成信号のみを伝播することにより、ラッチアップの可能性が除かれるが、上述の通り、検出器２４０に内部生成信号と外部生成信号とを識別する時間を与えるために、相当な伝播遅延が引き起こされる。本発明によると、伝播遅延を最小にするために、第一論理ローが、検出されるとすぐに、該論理ローの信号源にかかわらず、決定論理状態が、伝播される。その後、第一論理ローの元ポートが、ハブＨＬステートの論理状態をコントロールし、この論理状態の元ポートへのカップリングが、壊れ、それにより、ラッチアップを回避する。
【００１７】
コントローラ３００は、各ポートハンドラ２１０のスイッチ２３０をコントロールし、対応するドライバ２２０へのカップリングをコントロールする。休止状態では、各スイッチ２３０に対するコントロールは、アサート停止されて、各ドライバ２２０は、ハブ論理状態ＨＬステートにカップリングされる。コントローラ３００は、このハブ論理状態を、各ポートハンドラ２１０の論理状態Ｌステートから決定し、それにより、論理ロー状態が、いずれかのポートで検出されるとすぐに、該変化を、ＨＬステートを介して、全ポートドライバ２２０へ伝播する。コントローラ３００は、そのポートのスイッチ２３０に対するコントロール信号をもアサートし、それにより、ハブ論理状態ＨＬステートをそのポートドライバ２２０からデカップリングする。ハブ論理状態ＨＬステートを元ポートからデカップリングすることにより、ラッチアップを回避する。
【００１８】
本発明の他の態様によると、ポートのスイッチ２３０に対するコントロール信号が、アサートされると、ドライバ２２０は、ハブ外部状態ＨＥステートにカップリングされる。ワイヤード・アンド構成では、ハブ外部状態ＨＥステートは、各ポートの外部状態Ｅステートの論理積である。ハブ外部状態ＨＥを元ポートにカップリングすることにより、真のワイヤード・アンド構成が、維持される。他の外部デバイス（図１の１１０）が、例えば、他のバスセグメントを低く駆動すると共に、元ポートが、低く駆動される場合、元ポートは、どちらかのポートが、低く駆動されている限り、低い状態に維持される。同様に、以下に述べるとおり、コントローラは、他の外部デバイスにより駆動されているポートに対するコントロール信号をもアサートして、そのドライバ２２０が、ハブ外部状態ＨＥステートにカップリングするようにし、それにより、両ポートの外部デバイスによる駆動が止まるまで、該ポートを論理ロー状態に維持する。
【００１９】
図３は、本発明による、マルチポートハブコントローラ３００の構成例の図を示す。論理ブロック３１０および３２０は、ハブ論理状態とハブ外部状態のＨＬステートとＨＥステートの各々を、各ポートの論理状態と外部状態のＬステートとＥステートに各々基づいて決定する。ハブ論理コントロールブロック３１０を、さらに図５に関して以下に説明する。上述の通り、ワイヤード・アンド構成では、論理ブロック３２０は、ハブの各ポート（ｉ）の個々の外部状態Ｅステート（ｉ）の論理積である。当業者に自明なように、ワイヤード・オア構成を、Ｉ２Ｃではない実施形態に用いると、論理積ゲート３２０は、論理和ゲートに置き換えられる。
【００２０】
カップリングコントロールブロック３５０は、各Ｌステート（ｉ）信号とＥステート（ｉ）信号と共に、ハブ信号ＨＬステートとＨＥステートを受信し、これらの信号を用いて各ポートに関連するコントロールラッチ３３０をセットあるいはリセットする。各ラッチ３３０は、対応コントロール信号を決定するが、その信号を、上述の通り、各ポートハンドラ（図２の２１０）のスイッチ（図２の２３０）のコントロールに用いて、適切なハブ論理状態またはハブ外部状態を対応するドライバ（図２の２２０）にカップリングまたはデカップリングする。
【００２１】
図４は、本発明による、カップリングコントロールセル４００、および、マルチポートハブコントローラ（図３の３００）の対応するコントロールラッチ３３０の構成例の図を示す。図３のカップリングコントロールブロック３５０は、機能的に、各ポートに対するカップリングコントロールセル４００を備えているが、論理和ゲート４３０のような論理素子のいくつかは、以下に述べる通り、マルチプルポートに一般的なものでもよい。
【００２２】
上述の通り、各ポート（ｉ）に関連するコントロール信号コントロール（ｉ）は、バスが、休止状態の時には、アサート停止される。これは、ハブ論理状態が、論理ハイ値である時に、論理和ゲート４６０へのＨＬステートの入力を介して、各ポートのコントロールラッチ（ｉ）をリセットまたはクリアすることにより行われる。
【００２３】
また上述の通り、ポートが、外部デバイスにより、ローに駆動されていると決定される時は常に、コントロール信号コントロール（ｉ）が、アサートされる。これは、ポートの外部状態Ｅステート（ｉ）が、論理ロー値を示す時は常に、否定論理積ゲート４１０を介して、ポート（ｉ）のコントロールラッチ（ｉ）をセットすることにより行われる。
【００２４】
コントロール信号コントロール（ｉ）は、特定のポートが、もはや外部源（図１の１１０）によりローに駆動されていないと決定される時にも、アサート停止される。このポートが、外部的にローに駆動されている唯一のポートである場合、ポートの論理状態が変化し、ハブ論理状態が、論理ハイになる時に、このアサート停止が、行われて、ラッチ（ｉ）３３０を上述の通りクリアする。また、ポートの外部状態Ｅステート（ｉ）が、論理ハイになる一方、ハブ外部状態が、論理ロー状態のままである場合、これは、他のデバイスが、バスをローにしており、このポートのラッチ（ｉ）を、リセット可能であることを示す。このリセットは、論理ゲート４７０および論理和ゲート４６０を介して行われる。
【００２５】
上述の通り、任意のポート（ｉ）の休止状態からの遷移は、この遷移を検出する第一ポートから全ポートへ伝播される。ラッチアップを回避するために、この第一ポート（ｉ）は、ハブ論理状態のＨＬステートをそのドライバから、コントロール信号コントロール（ｉ）を介してデカップリングするよう構成されている。これは、ポート（ｉ）の検出論理状態Ｌステート（ｉ）が、ローになり、どの他ポートも、まだセットされない時は常に、論理和ゲート４３０と４２０、および、否定論理積ゲート４１０を介して、ラッチ（ｉ）３３０をセットすることにより行われ、それは、ポート（ｉ）が、論理ロー信号を検出した第一ポートであり、従って外部的に駆動されたものに違いないということを示している。
【００２６】
図５は、本発明による、図２におけるマルチポートハブ２００の集合ハブ論理状態ＨＬステートを決定する論理コントロールブロック３１０の構成例の図を示す。論理ゲート５１０は、各々、関連ポートが、コントロールポートであるかを決定し、論理積素子５２０は、１つ以上のコントロールポートの論理状態Ｌステートに相当するハブ論理状態を供給する。休止の論理ハイ状態では、各ポートの論理状態Ｌステートは、ハイであり、それにより、ハブ論理状態ＨＬステートは、ハイである。ＨＬステートが、ハイの時、図３および図４の各コントロールラッチ３３０は、図４の論理和ゲート４６０を介してリセットされ、各ポートに関連する各カップリングコントロールラインを論理ローレベルにする。論理ゲート５１０に対する逆コントロール入力のこの論理ローレベルにより、Ｌステート入力にかかわらずゲート５１０の出力を論理ハイ状態にならせることにより、各ゲート５１０は、各対応ポートの論理状態Ｌステートに対して、感度抑圧される。
【００２７】
第一論理ローイベントが、ポート（ｉ）にて起きる時、ポートの検出器２４０（図２）は、論理ローＬステート（ｉ）出力を供給する。この論理ローＬステート（ｉ）は、対応するポートコントロール信号コントロール（ｉ）を論理ハイ状態に、図４のゲート４２０と４１０を介してセットする。なお、上述の通り、休止状態では、全コントロール信号は、論理ローにリセットされ、従って、論理ゲート４３０の出力も、論理ロー値であり、それにより、ゲート４２０をＬステート（ｉ）に対して増感する。元ポート（ｉ）に対応する初期論理ローＬステート（ｉ）、と次の論理ハイコントロール（ｉ）により、対応するハブ論理コントロールゲート５１０を論理ロー状態にさせ、ハブ論理状態ＨＬステートを、ゲート５２０を介して論理ロー状態にならせる。この論理ローハブ論理状態ＨＬステートは、元ポートを除く全ポートに、各ポートのコントロールスイッチ２３０およびドライバ２２０を介して、伝播される。
【００２８】
なお、各ポートの検出器２４０は、続いて論理ローＬステート（ｉ）を検出するが、かかる論理状態は、ハブ論理状態ＨＬステートに対する影響はなく、それは、各ゲート５１０が、そのポートに対する対応コントロール信号がアサートされるまで、対応ポートのＬステートに対して、感度抑圧されるからである。上述の通り、第二ポートが、続いて論理ロー値に外部源（図１の１１０）を介して駆動されると、そのポートの外部状態Ｅステートは、この論理ロー状態を反映して、ポートのコントロールラッチは、図４のゲート４１０を介してセットされる。それにより、対応するゲート５１０は、ポートの論理値Ｌステートに対して増感され、ゲート５２０は、全駆動ポートが、論理ハイ状態に戻るまで、ハブ論理状態ＨＬステートを論理ローに維持する。このように、ハブ論理状態ＨＬステートは、各駆動ポートの論理値Ｌステートの、真のワイヤード・アンドに相当する。図３から図５の論理に対する代替は、当業者の技術の範囲内であり、必要であれば、ワイヤード・オアの実施形態にも提供されるであろう。
【００２９】
以上は、単に本発明の原理を説明したものである。従って、当業者は、様々な変更を考案することができ、それらは、ここに明示的に説明したり、示してはいないが、本発明の原則を体現するものであり、従ってその要旨および範囲内のものである。例えば、特定な論理構成とパラメータを、本発明の動作原理に影響することなく、変更してもよい。例えば、各ポートハンドラ２１０の検出器２４０を、外部状態を直接示すのではなく、論理状態Ｌステートが、外部デバイスにより供給されたかどうかの表示を提供するように構成してもよい。同様に、コントローラ３００は、理解しやすいように、ポートハンドラから離れたブロックとして図示されているが、その機能を、各ポートハンドラ２１０内に分散してもよい。つまり、例えば、各ポートハンドラ２１０は、各ポートに関連するコントロール論理セル４００とラッチ３３０を含んでもよい。これらおよび他の装置構成および最適な特徴は、本開示を考慮すれば、当業者にとって自明のことであり、添付クレームの範囲内に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
本発明を、さらに詳細に、例を用い添付の図面を参考にして説明する。
図面を通して、同一参照符号は、同一または対応する特徴部分または機能を示す。
【図１】図１は、本発明による、マルチポートハブを有するＩ２Ｃ装置の構成例の図を示す。
【図２】図２は、本発明によるマルチポートハブの構成例の図を示す。
【図３】図３は、本発明による、マルチポートハブコントローラの構成例の図を示す。
【図４】図４は、本発明による、マルチポートハブコントローラのカップリングコントロールセルの構成例の図を示す。
【図５】図５は、本発明による、マルチポートハブの集合ハブ論理状態を決定するコントロールブロックの構成例の図を示す。
【図１】
2004507135.tif 000003
【図２】
2004507135.tif 000004
【図３】
2004507135.tif 000005
【図４】
2004507135.tif 000006
【図５】
2004507135.tif 000007
【国際公開パンフレット】
2004507135.tif 000008
2004507135.tif 000009
2004507135.tif 000010
2004507135.tif 000011
2004507135.tif 000012
2004507135.tif 000013
2004507135.tif 000014
2004507135.tif 000015
2004507135.tif 000016
2004507135.tif 000017
2004507135.tif 000018
2004507135.tif 000019
2004507135.tif 000020
2004507135.tif 000021
2004507135.tif 000022
2004507135.tif 000023
2004507135.tif 000024
2004507135.tif 000025
2004507135.tif 000026
2004507135.tif 000027
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004507135.tif 000028
【国際調査報告】
2004507135.tif 000029
2004507135.tif 000030