(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユニットの線形配列を形成するために取外し可能に接続された複数のユニットを有するモジュラー患者ケアシステム(100)であって、前記線形配列が開始端と終了端とを有し、前記ユニットの各々が前記開始端に向いた開始側と、前記終了端に向いた終了側とを有し、前記複数のユニットが、
各々が固有の再設定可能な論理ID(112)を有する複数の機能ユニット(104)と、
前記モジュラー患者ケアシステムにユーザインタフェースを供給するための、前記線形配列における前記機能ユニットの順次位置に従って順次論理IDを前記機能ユニットに自動的に割当てるインタフェースユニット(102)と、
前記ユニットの線形配列によって形成された、各機能ユニット(104)に前記インタフェースユニット(102)との通信と、そこからの命令の受信とを可能にする通信バス(1004，1008)とを有し、
これにより、機能ユニット(104)の相対的な物理的位置を示すための外部ユーザ入力、または予めアレンジされた配置スキームを要しないことを特徴とするモジュラー患者ケアシステム(100)。
【請求項２】
請求項1に記載のモジュラー患者ケアシステム(100)であって、各機能ユニット(104)がさらに、
隣接する開始側のユニットによって供給された第1信号を検出する手段を有し、前記第1信号が第1値または第1値とは異なる第2値を有し、
さらに、隣接する終了側のユニットに前記第1信号を供給する手段を有し、
さらに、第2信号を生成する手段とを有し、前記第2信号が、
(a)機能ユニット(104)が線形配列の前記開始端にある場合には、前記第1値と、
(b)機能ユニット(104)が線形配列の開始端にない場合には、前記隣接する開始側のユニットによって供給された前記第1信号の値と、等しく、
さらに、前記インタフェースユニット(102)からの第1命令を受信後、前記第1信号を前記第2値に設定する手段を有し、
さらに、前記第1命令の受信後に、前記第1値と等しい前記第2信号の検出をしてから、前記インタフェースユニット(102)から前記順次論理IDのうちの1つを受信する手段を有し、
さらに、前記論理IDの受信後に前記第1値と等しい前記第1信号を設定する手段を有することを特徴とするモジュラー患者ケアシステム(100)。
【請求項３】
前記システムがさらに、前記複数の機能ユニット(104)および前記インタフェースユニット(102)によって形成されたユニット検出バス(1200L，1200R)を有し、前記ユニット検出バスが第1状態および第1状態と異なる第2状態を有し、前記機能ユニット(104)の各々がさらに、前記ユニット検出バスを前記第2状態にプリングするための、前記ユニット検出バスと接続しているプリング手段を有し、
前記インタフェースユニット(102)がさらに、いずれの前記機能ユニットプリング手段も前記ユニット検出バスを前記第2状態にプリングしない場合に、前記ユニット検出バスを前記第1状態にプリングすることが可能なプリング手段を有し、
前記機能ユニット(104)の各々がさらに、前記ユニット検出バスを前記第2状態にプリングし、その後、前記機能ユニットの前記ユニットの線形配列への最初の接続をした後に前記ユニット検出バスを解除する手段を有し、
前記インタフェースユニット(102)がさらに、前記ユニット検出バスの前記プリングおよび解除を検出する手段と、応答する前期機能ユニットに前記第1命令を送信する手段とを有し、
これにより、
前記患者ケアシステム(100)が、前記線形配列に追加機能ユニットを追加する際に、前記線形配列における前記機能ユニットの順次位置に従って、順次論理IDを前記機能ユニットに割当てることが可能であることを特徴とする請求の範囲2に記載のモジュラー患者ケアシステム(100)。
【請求項４】
前記システムがさらに、
前記開始側機能ユニットと前記インタフェースユニット(102)によって形成された開始ユニット検出バス(1200L)を有し、
さらに、前記インタフェースユニット(102)と前記インタフェースユニットの終了側に配置された機能ユニットのセットとによって形成された、前記開始ユニット検出バスとは別の終了ユニット検出バス(1200R)を有し、前記開始および終了ユニット検出バスの各々が、第1状態および第1状態と異なる第2状態を有し、前記機能ユニット(104)の各々がさらに、前記開始または終了ユニット検出バスを前記第2状態に各々プリングするために、前記開始または終了ユニット検出バスと接続したプリング手段を備え、
前記インタフェースユニット(102)がさらに、いずれの前記強制手段も前記開始ユニット検出バスを前記第2状態にプリングしない場合に、前記開始ユニット検出バスを前記第1状態にプリングすることが可能な開始側プリング手段を有し、
前記インタフェースユニット(102)がさらに、いずれの前記強制手段も前記終了ユニット検出バスを前記第2状態にプリングしない場合に、前記終了ユニット検出バスを前記第1状態にプリングすることが可能な終了側プリング手段を有し、
前記機能ユニット(104)の各々がさらに、前記開始または終了ユニット検出バス(1200L，1200R)を前記第2状態にプリングし、その後、前記機能ユニットの前記ユニットの線形配列の前記開始または終了端への各々の最初の接続の後に、前記開始または終了側ユニット検出バスを解除する手段を有し、
前記インタフェースユニット(102)がさらに、前記開始または終了ユニット検出バス(1200L，1200R)の前記プリングおよび解除を検出する手段と、前記開始バスのプリングおよび解除に応じて前記機能ユニットに前記第1命令を送信する手段と、前記終了ユニット検出バスの前記プリングおよび解除に応じて第2命令を送信する手段とを有し、
これにより、
前記ユニットの線形配列に新規の機能ユニットを追加する際に、前記患者ケアシステム(100)が、論理アドレスの割当て手続きを開始することが可能なことを特徴とする請求の範囲2に記載のモジュラー患者ケアシステム(100)。
【請求項５】
前記機能ユニット(104)がさらに、前記インタフェースユニットから(102)の前記第1命令の受信後に、前記開始または終了ユニット検出バス(1200L，1200R)を前記第2状態にプリングする手段を有し、
前記機能ユニット(104)がさらに、前記論理IDの受信、および前記第1値と等しい前記第2信号の設定の後に、前記開始または終了ユニット検出バス(1200L，1200R)を解除する手段を有し、
前記インタフェースユニット(102)が、全ての開始側機能ユニットが前記開始ユニット検出バスを解除した後に、前記開始ユニット検出バスの前期第1状態からの解除を検出する手段と、近接する終了側ユニットに前記第1信号を供給する手段とを有し、前記開始ユニット検出バスの解除を前記検出した後に、前記第1信号が前記第1値と等しくなり、
これにより、
前記線形配列の前記開始側に追加機能モジュールを追加する際に、前記患者ケアシステム(100)が、前記線形配列における前記機能ユニットの順次位置に従って、前記機能ユニットの全てに順次論理IDを割当てることが可能であることを特徴とする請求の範囲4に記載のモジュラー患者ケアシステム(100)。
【請求項６】
前記機能ユニット(104)がさらに、(a)前記インタフェースユニットから前記第2命令を受信し、(b)まだIDを割当てられていない場合に、前記開始または終了ユニット検出バス(1200L，1200R)を前記第2状態にプリングする手段を有し、
前記インタフェースユニット(102)がさらに、既に論理IDを有する機能ユニットの数を記憶する手段を有し、
これにより、
前記モジュラー患者ケアシステム(100)が、既に線形配列内にある機能モジュールに論理IDを再割当てすることなく、線形配列の終了端に追加した機能モジュールに順次論理IDを割当てることが可能であることを特徴とする請求の範囲5に記載のモジュラー患者ケアシステム(100)。
【請求項７】
前記インタフェースユニットがさらに、
少なくとも1つの機能ユニットの論理IDに従って指標付けされた前記機能モジュールの少なくとも1つのための前記機能ユニット特定情報を記憶するためのメモリと、
前記開始側への前記追加ユニットを追加した後に、前記メモリ内の前記少なくとも1つの機能ユニットに対応する機能ユニット特定情報を次の順次論理IDに伝送する手段とを有することを特徴とする請求の範囲6に記載のモジュラー患者ケアシステム(100)。
【請求項８】
前記第1信号がIDイネーブルアウト信号であり、前記第1値が論理high電圧信号であり、前記第2値が論理low電圧信号であり、前記第1信号を検出する前記手段がIDイネーブルインリード(1016)であり、前記第2信号を生成する前記手段が、前記IDイネーブルインリード(1016)と定電圧源(1012)との間で接続したプルアップ抵抗器(1020)を有し、
前記IDイネーブルインリードが、隣接する開始側ユニットのIDイネーブルアウトリード(918，1018)に接続していない際に、前記論理high電圧信号にプルアップされることを特徴とする請求の範囲6に記載のモジュラー患者ケアシステム(100)。
【請求項９】
前記第1命令がグローバル設定ID命令であり、前記第2命令が割当てられていないユニット設定ID命令であり、前記第1状態が論理high電圧であり、前記第2状態が論理low電圧であり、各前記機能ユニットの前記プリング手段が、地面と前記開始または終了ユニット検出バス(1200L，1200R)との間で接続した接地トランジスタ(1011)を有し、各前記機能ユニット(104)の前記解除手段が前記接地トランジスタを有し、前記インタフェースユニット開始側プリング手段が、
前記開始ユニット検出バスと接続するための開始ユニット検出リード(912)と、
前記開始ユニット検出リード(912)と定電圧源(910)との間に接続した左プルアップ抵抗器(920)と、を有し、
全ての前記解除手段によって前記ユニット検出バスが解除されると、前記開始ユニット検出リードが前記左プルアップ抵抗器によってhighに上げられることを特徴とする請求の範囲8に記載のモジュラー患者ケアシステム(100)。
【請求項１０】
各機能ユニットが、
前記通信バス(1004，1008)を形成するための通信バス部と、
ユニット検出バス(1200L，1200R)を形成するためのユニット検出バス部と、
前記終了側と隣接するユニットにid#enable#out信号を供給する手段とを有し、前記id#enable#out信号がENABLEまたはDISABLEの値を有し、
さらに、id#enable#in信号を生成する手段を有し、
前記id#enable#in信号が、
(a)機能ユニットが前記線形配列の前記開始端にある場合には、ENABLEと等しく、または、
(b)そうでない場合には、前記開始側と隣接するユニットのid#enable#out信号と等しく、
さらに、前記通信バスを介して前記インタフェースユニットから命令を受信する手段を有し、
さらに、前記ユニット検出バス(1200L，1200R)をLOW状態にプルダウンし、前記インタフェースユニットからの第1命令に応じて、前記id#enable#out信号をDESABLEに設定する手段を有し、
さらに、(1)前記第1命令を受信し、(2)ENABLEと等しいid#enable#inの状態を検出した後に、前記インタフェースユニット(102)から固有の論理アドレスを受信する手段を有し、
さらに、前記論理IDを前記固有論理アドレスと等しく設定する手段を有し、
さらに、前記論理IDを設定する際に、前記ユニット検出バスを解除するために前記id#enable#out信号をENABLEに設定する手段を有することを特徴とする請求項1に記載のモジュラー患者ケアシステム(100)。
【請求項１１】
前記インタフェースユニット(102)が、
前記ユニット検出バスをhigh論理状態にプリングする手段と、
前記ユニットに前記共通通信バス(1004，1008)を形成するための通信バス部と、
最初のパワーアップ時、もしくは新規機能ユニットの追加時に、前記ユニット検出バス(1200L，1200R)の前記LOW状態を検出する手段と、
前記ユニット検出バスの解除を検出する手段と、
前記LOW状態と、前記ユニット検出バスの解除に応じて前記通信バスを介してPULL#UNIT#ID#LOW命令を送信する手段と、
前記ユニット検出バスがLOWに下げられる期間中に、順次論理アドレスを前記機能ユニット(104)に割当てる手段と、
を有することを特徴とする請求の範囲10に記載のモジュラー患者ケアシステム(100)。
【請求項１２】
モジュラー患者ケアシステム(100)の複数の機能ユニットに論理アドレスを供給する方法であり、
開始端と終了端を有するユニットの線形配列を形成するために、取外し可能に接続した複数のユニットを有するモジュラー患者ケアシステム(100)を提供する段階を有し、前記ユニットの各々は、前記開始端を向いた開始側と、前記開始端と対向する終了側とを有し、前記ユニットの線形配列が、順次論理IDを供給するためのインタフェースユニット(102)と、前記順次論理IDの1つの割当てを必要する複数の機能ユニット(104)と、で構成され、
前記方法は、さらに、
各機能ユニット(104)のIDイネーブルインリード(1016)においてENABLEまたはDISABLE値を生成する段階と、
機能ユニットと前記インタフェースユニット(102)によって形成された共通通信バス(1004，1008)を介して、全ての機能ユニット(104)に順次論理IDを送信する段階と、
その機能ユニットにおいて、(1)そのIDイネーブルインリード(1016)におけるENABLE値を検出し、(2)まだ論理IDを割当てられていない、前記順次論理IDを受信する段階と、
隣接する終了側ユニットのIDイネーブルインリード(1016)において前記ENABLE値を生成するために、前記順次論理IDを受信した後に、その機能ユニットのIDイネーブルアウトリード(1018)を前記ENABLE値に設定する段階と、
を有することを特徴とする方法。
【請求項１３】
各前記機能ユニット(104)が、前記IDイネーブルインリード(1016)と前記ENABLE値を持つ定電圧源(1012)との間で接続されたプルアップ抵抗器(1020)を有し、前記IDイネーブルインリード(1016)において前記ENABLEまたはDISABLE値を生成する段階が、(1)前記機能ユニットが前記線形配列の開始端にある場合には、IDイネーブルインリードにおける値をENABLEにプルアップし、(2)そうでない場合には、前記開始側隣接ユニットのIDイネーブルアウトリードの値を仮定するために、前記IDイネーブルインリード(1016)を、開始側隣接ユニットの前記IDイネーブルアウトリード(1018)に接続する段階を有することを特徴とする請求の範囲12に記載の方法。
【請求項１４】
前記線形配列の前記開始端に追加ユニットが追加されたかどうかを決定する段階と、
前記線形配列の前記終了端に追加ユニットが追加されたかどうかを決定する段階と、
前記線形配列の前記開始端に追加ユニットが追加されている場合、全ての機能ユニット(104)に順次論理IDを割当てる段階と、
前記線形配列の前記終了端に追加ユニットが追加されている場合、前記追加ユニットのみに順次論理IDを割当てる段階と、
を有することを特徴とする請求の範囲13に記載の方法。
【請求項１５】
前記線形配列の前記開始端に追加ユニットが追加されたかどうかを決定する前記段階が、前記開始機能ユニットと前記インタフェースユニット(102)によって形成された開始ユニット検出バス(1200L)のプルダウン、これに後続する解除を検出する段階を有し、前記開始機能ユニットが前記インタフェースユニットの前記開始側上のユニットであり、前記開始ユニット検出バスが、全ての開始機能ユニットによって解除された後に、前記インタフェースユニットによってプルアップされることが可能であり、前記追加された機能ユニットが、前記開始ユニット検出バスをプルダウンし、その後にパワーアップ状態の前記開始ユニット検出バスを解除することが可能であることを特徴とする請求の範囲14に記載の方法。
【請求項１６】
前記線形配列の前記終了端に追加ユニットが追加されたかどうかを決定する前記段階が、前記終了機能ユニットと前記インタフェースユニット(102)によって形成された終了ユニット検出バス(1200R)のプルダウンと、これに続く解除を検出する段階を有し、前記終了ユニット検出バスが、全ての終了機能ユニットによって解除された後に、前記インタフェースユニットによってプルアップされることが可能であり、前記追加された機能ユニットが、前記終了ユニット検出バスをプルダウンし、その後にパワーアップ状態の前記終了ユニット検出バスを解除することが可能であることを特徴とする請求の範囲15に記載の方法。
【請求項１７】
全ての機能ユニットに対して順次論理IDを割当てる前記段階が、
各ユニットに、接続している開始または終了ユニット検出バス(1200L，1200R)をプルダウンするよう指示する第1命令を全ての機能ユニット(104)に対して送信する段階と、
隣接する終了側機能ユニットのIDイネーブルインリード(1016)と接続しているインタフェースユニットIDイネーブルアウトリード(918)をDISABLE値に設定する段階と、
全ての開始側機能ユニットに順次論理IDを割当てる段階と、
全ての開始側機能ユニットに論理IDが割当てられた時を検出する段階と、
前記インタフェースユニットIDイネーブルアウトリード(918)をENABLEに設定する段階と、
全ての終了側機能ユニットに順次IDを割当てる段階と、
を有することを特徴とする請求の範囲16に記載の方法。
【請求項１８】
順次論理IDを受信した後、各機能ユニットが、接続している前記ユニット検出バス(1200L，1200R)を解除することが可能であり、全ての開始側機能ユニットに論理IDが割当てられた時を検出する前記段階が、開始ユニット検出バスの解除を検出する前記段階を有することを特徴とする請求の範囲17に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
関連明細書の相互参照
本明細書は、1995年3月13日に出願され、本発明の被譲渡人に譲渡された、"Modular Patient Monitoring and Infusion System,"というタイトルの米国特許明細書シリアルナンバー第08/403,503号の一部継続出願である。本発明明細書中では、米国特許明細書シリアルナンバー第08/403,503号の主題事項を参照することで採用する。
本明細書はまた、これと同時に出願され、両方とも本発明の被譲渡人に譲渡された、"Method and Apparatus for Power Connection in a Modular Patient Care System,"というタイトルの同時継続出願の米国特許明細書シリアルナンバー第08/871,307号に関連する主題事項も含む。この明細書の主題事項も、参照により本明細書中に採用する。
発明の分野
本発明は一般に、モジュラー患者ケアシステムに関するものである。さらに詳細には、本発明は、便利で、柔軟で、相互変換可能で安全な方法において、モジュールが相互に取外し可能に接続されているモジュラー接続配置に関するものである。さらに、本発明は、中央管理ユニットに取付けられた周辺ユニットの自動的、順次、ダイナミックな論理アドレス割当てのためのスキームに関するものである。
発明の背景
マルチ注入ポンプユニットを備えたシステム、血圧モニタ、脈オキシメータといった検出ユニット、またその他の患者ケアユニットが医療分野において知られている。例えば、Kerns等(米国特許明細書第4,756,706; "Kerns")は、ポンプとモニタモジュールが中央管理ユニットに選択的に取付けられる中央的に管理されたポンプシステムを開示している。中央管理ユニットは内部設定と取付けられたモジュールのプログラミングを制御し、ここからの情報を受信および表示する。各モジュールは、永久的に取付けられた最初のモジュールを除いて、中央管理ユニットからの取外しが可能である。1度取付けおよびプログラミングがしてあれば、実質的に取外されたモジュールが管理ユニットから独立した単独の操作を行うことが可能である。
Kernsは、中央管理ユニットに続く個別ケーブルを備えた各モジュールを設けているが、このケーブルは「入力通信および出力通信接続」を備えている(Kerns col. 5, lines 11-19)。各ユニットのケーブルは、各モジュールに作り付けされたパススルー構造の手段によって中央管理ユニットと個別に接触する(Kerns第4f図)。従って、中央管理ユニットは、接続された物理的ポートのために、与えられたモジュールのスタックにおける関連位置を自動的に感知する(Kerns col. 5, lines 32-36)。
Kernsには欠点がいくつかある。各モジュールが中央ユニットへの独自の電気経路のセットを要するため、スタックされていてもよいモジュールの総数は、各モジュールにおいてパススルーケーブルの数よりも1つだけ多い。例えば、Kernsの第4f図に示したパススルー構造には、合計4つのモジュールがこれらのモジュールを使用するシステムによって収容されている。さらに、マルチケーブル構造のために重量、コスト、複雑性が増加してしまう。例えば、各ケーブルの各々の信号は、Kernsの第3図の複数の接触構造のピン122の中で独自の接触ピンを備えていなければならない。
Rubalcaba(米国特許第4,898,578号)もまた、中央制御を提供するために中央管理ユニットに選択的に取付けた複数の注入ポンプモジュールを備えた薬剤注入システムを開示している。特に、中央管理ユニットはユーザからの注入パラメータを得て、次にそのパラメータの計算を実行して所望の注入値を確立する。この値が決定すると、これに従って中央管理ユニットは注入を制御する。しかしRubalcabaは、Kernsに関連して上述したユニットの電気的および機械的接続性に関する問題の解決法を提供していない。
共通通信バススキームによってモジュラー患者ケアシステムの複雑性が減少することがわかっている。しかし同時に、中央ユニットから各周辺モジュールへの個別の通信接続を持たないシステムにおいては、周辺ユニットの識別のために、システムにおけるその物理的配置に従った論理アドレシングスキームが必要である。この識別と論理アドレシングを達成するために外部ユーザ入力が不用であることが好ましい。
Barbour等(米国特許第3,949,380号)は周辺装置再割当て制御技術を開示しているが、この技術において、マルチ処理環境における様々なプログラムによってホストプロセッサが物理的アドレスを持つ複数の周辺装置にアクセスする。しかし、この開示は、周辺装置にアクセスするための物理的アドレス内への論理アドレスのマッピングにしか関連していない。この開示は、各周辺装置のための物理的アドレスの存在を仮定し、これにより、順次論理アドレス割当てのための周辺装置の物理的位置の検出の必要性をなくす。
従って、本発明によれば、便利で、柔軟で、相互変換可能で安全な方法において、モジュールが相互に取外し可能に接続しているモジュラー患者ケアシステムが得られる。
また本発明によれば、共通通信バス配置を有するモジュラー患者ケアシステムの中央管理ユニットに取付けられた、周辺ユニットの順次およびダイナミック論理アドレス割当てのためのスキームが得られる。
さらに本発明発明によれば、外部ユーザ入力や、周辺装置の関連物理的位置に関して予め決定を行う必要のない周辺ユニットの自動アドレス割当てが得られる。
発明の概要
本発明のこれらのまたはその他の目的は、該システムおよび少なくとも1つの機能ユニットに対してユーザインタフェースを提供するインタフェースユニットを備えたモジュラー患者ケアシステムにおいて得られ、該機能ユニットは、患者に治療を施すため、または患者の状態を監視するために、インタフェースユニットに取外し可能に接続することができ、また該機能ユニットは、ユニットの線形配列を形成するためにインタフェースユニットまたは他の機能ユニットに取外し可能に取付けられている。ユニットの線形配列は、各機能ユニットに割当てられた固有の順次論理IDに従って各機能ユニットとインタフェースユニット間の高度な通信を許容するための共通通信バスを形成している。ユニットの線形配列は、開始端と終了端を備え、核ユニットは開始側と終了側を備え、あらゆるユニットの開始側は他のあらゆるユニットの終了側との取外し可能な接続が可能になっている。1実施例において、開始端は線形配列の左端であり、終了端は右端である。
本発明によれば、モジュラー患者ケアシステムが、ユニット内の線形配列における各自の位置に従って、取付けられた機能ユニットに対して順次論理IDを自動的にまたダイナミックに割当てるインタフェースユニットを備えることが可能な方法および装置が提供される。割当ては自動的に行われるため、線形配列におけるユニットの関連位置に関するユーザからの指示が不要である。インタフェースユニットおよび機能ユニットは、順次論理IDを自動的且つダイナミックに割当てる連続する段階の実行が可能なように構成、寸法されている。
一般的に、各機能ユニットは、ユニット検出バスを形成するためのユニット検出バス部を備えている。特に、ユニット検出バス部は、インタフェースユニットの左ユニット検出リードにおいて終了し、インタフェースユニットの左側に取り付けられる機能ユニットのための、左ユニット検出バスを形成する。しかしながら、ユニット検出バス部は双方向であるため、機能ユニットがインタフェースユニットの右側に取付けられている場合、インタフェースユニットの右ユニット検出リードにおいて終了する右ユニット検出バスが形成される。各機能ユニットは、その関連するユニット検出バスを論理的にlowに下げることが可能であり、ユニット検出バスはインタフェースユニットにおいてプルアップ抵抗器と接続しており、プルアップ抵抗器は定電圧源と接続している。各機能ユニットはまた、その左側にIDイネーブルインリードを備え、右側にIDイネーブルアウトリードを備えている。これらのリードに含まれた信号の値はENABLEあるいはDISABLEであってもよい。1実施例において、ENABLEは論理的high値に関連し、これに対してDISABLEは論理的low値に関連する。さらにインタフェースユニットはその右側において、IDイネーブルアウトリードも備えている。
各機能モジュールのキー特性は、機能ユニットが配列の左端にある場合を除き、IDイネーブルインリードが左側の近接するユニットのIDイネーブルアウトリードの値をとることである。ユニットが配列の左端にある場合には、IDイネーブルインリードとレベルENABLEにおける定電圧との間で接続されたプルアップ抵抗器の手段により、IDイネーブルインリードが自動的にENABLE値をとる。
共通通信バスを介してインタフェースユニットから第1命令を受信すると、全ての機能ユニットはIDイネーブルアウトをDISABLEに設定し、各々の関連するユニット検出バスをlowに下げる。この時点で、左端のユニットは(1)IDイネーブルインリードにおいてENABLE値を検出し、(2)第1命令を受信した後に論理IDを割当てられていない、唯一の機能ユニットである。左端のユニットは共通通信バスを介してインタフェースユニットに対しready-for-IDメッセージを送信する。これに応じて、インタフェースユニットは順次論理アドレスを共通通信バスに送出し、このアドレスは左端のユニットによって受信される。論理IDの受信後、左端の機能ユニットはその関連するユニット検出バスを解除し、IDイネーブルアウトリードをENABLEに設定する。この時点で、隣に位置する機能ユニットは(1)そのIDイネーブルインリードにおいてENABLE値を検出し、(2)第1命令を受信後に論理IDを割当てられていない、唯一の機能ユニットである。隣に位置する機能ユニットは共通通信バスを介してインタフェースユニットにready-for-IDメッセージを送信し、インタフェースユニットは順次論理アドレスを送出し、隣に位置する機能ユニットはその関連するユニット検出バスを解除し、IDイネーブルアウトリードをENABLEに設定する。
インタフェースユニットの左側にある全ての機能ユニットに論理IDが割当てられると、その旨が、左側のユニット検出バスの解除を検出することによりインタフェースユニットに通知される。この時点で、インタフェースユニットの右側にあるIDイネーブルアウトリードがイネーブルに設定される。これに応じ、もしあればインタフェースユニットの右側に隣接する機能ユニットが、共通通信バスを介してインタフェースユニットにready-for-IDメッセージを送信する。右端のユニットがその論理IDを受信し、右ユニット検出バスを解除するまで、論理IDはこの方法で順次的に割当てられ続ける。右ユニット検出バスがこのように解除されると、論理IDの割当てが完了した旨がインタフェースユニットに通知される。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明により個々のモジュールが電気的にまた構造的に相互接続したマルチモジュール電子システムの正面図である。
第2図は2つのモジュールの斜視図であり、本発明によるモジュール接続のための構造的および電気的特徴を示している。
第3図は、本発明によるユニット識別および論理アドレス供給特性の機能線図である。
第4図は、本発明によるユニット識別、および機能ユニットの論理アドレス供給特性の機能回路線図である。
第5図は、本発明によるモジュラー患者ケアシステムの内部ユニット通信特性を示す高度機能ブロック図である。
第6A図、第6B図は、本発明によるモジュラー患者ケアシステムのユニット検出およびユニット識別特性を示す機能略図である。
第7図、第8図、第9A図、第9B図、第10図は、本発明によるユニット識別および論理ID割当てのためのインタフェースユニットによって実行される段階を示すものである。
第11図、第12図は、本発明によるモジュラー患者ケアシステムの機能ユニットによって実行される段階を示すものである。
発明の詳細な説明
以下に記す本発明の実施例はモジュラー患者ケアシステムについて述べているものであるが、当業者は開示された方法および構造はより幅広い用途に容易に適応できることがわかるであろう。異なる図面中で繰返される同一の参照番号は、各図面の関連する構造を参照するものであることに注意すること。
第1図は本発明によるモジュラー患者ケアシステム100を開示している。モジュラー患者ケアシステム100は、取外し可能に相互に接続して線形配列を形成する、インタフェースユニット102と機能ユニット104を含む複数のモジュールまたはユニットを備えている。第1図に、インタフェースユニット102と接続された例証的な機能ユニット104A、104B、104C、104Dを示す。4つの機能ユニットを第1図に示したが、本発明によるモジュラー患者ケアシステムは、単一の機能ユニット104と接続したインタフェースユニット102を備えていてもよく、あるいは、個数"N"だけの機能ユニット104に接続したインタフェースを備えていてもよい。
一般にインタフェースユニット102は以下の機能を実行する。(1)IVポールおよびベッドの横板のような構造へのシステムの物理的アタッチメントを供給する機能、(2)システムに電力を供給する機能、(3)システムと外部装置との間にインタフェースを供給する機能、(4)システムにユーザインタフェースを供給する機能、(5)機能ユニット104への情報の供給、また、機能ユニット104からの情報の受信を含む総合的なシステム制御を供給する機能。第1図に、インタフェースユニット102のあるユーザインタフェースの局面を示すが、これは情報ディスプレー106、数字ハードキー108、ソフトキー110を備えていてもよい。
機能ユニット104は一般に、患者の治療を提供するためのもの、または、少なくともいくつかがインタフェースユニット102から受信されたものである情報に反応して監視を行うためのものである。多くの場合、機能ユニット104はインタフェースユニット102へ情報を通信するためのものでもある。例えば、機能ユニット104Aは、インタフェースユニット102より受信したある命令に反応して患者に液体を移送する注入ポンプユニットであってもよく、また、機能ユニット104Bは、患者の血圧情報をインタフェースユニット102へ供給する血圧監視ユニットであってもよい。しかし本発明の範囲はそれほど限定されてはいない。
本発明の目的には、各々の独立した機能ユニット104の特定機能は重要ではない。むしろ本発明は、(1)機能ユニット104の相互の、またはインタフェースユニット102との機械的および電気機械的な接続、(2)モジュラー患者ケアシステム100の内部ユニット検出および通信スキームに向けられている。従って、本発明の理解を目的として、機能ユニット104が(1)相互に、およびインタフェースユニット102に取外し可能に接続する手段を必要とし、また、(2)インタフェースユニット102と通信する手段を必要とすることの認識のみが重要である。
本発明の好ましい実施例において、インタフェースユニット102と機能ユニット104は横方向に相互変換が可能である。横方向に相互交換可能であることは、モジュールの線形配列の形成においてモジュールをあらゆる順番で配置できることを意味する。従って、第1図において、モジュラー患者ケアシステム100ではモジュールの順番を左から右に向かって104C、102、104B、104D、104Aとしても機能に影響を及ぼすことはない。横方向に相互変換可能にするためには、第1図のユニット102と104は、各々の左側には実質的に同一な相互接続特性を備えているべきであり、右側には関連する実質的に同一な相互接続特性を備えているべきである。ユニットが、やはり本発明の範囲内である縦方向の線形配列において接続するものである場合には、相互接続特性は各々の頂部において実質的に同一の相互接続特性を、また、各々の底部において実質的に同一の相互特性を備える。しかし、説明を明確にするために、ここでは左から右方向への物理的配置のみについて述べる。
上述した横方向の相互変換可能性を達成するためには、ユニット102、104の各々が電力、ユニット検出、および相補である通信回路を備えているべきである。相補によって、ユニット102、104が一般に電力、ユニット検出、通信回路コンタクトを第1側および第2側に備え、第1側の1つのユニットのコンタクトが、関連する任意の別ユニットの第2側コンタクトに接続され、モジュラー患者ケアシステム100を備えたユニットの総合的な線形配列が完全に動作的であるということになる。例えば第1図においては、あるユニットの第1側は左側であり、あるユニットの第2側は右側である。この例においてさらに、また後でさらに説明するように、機能ユニット104Cはその左側のインタフェースユニット102からの電力を受け、その右側のユニット104Dにこの電力を伝達できなければならず、さらに、機能ユニット104Bと物理的に相互変換された場合、ユニット104Cはその右側のインタフェースユニット102からの電力を受容し、その左側のユニット104Aにこの電力を伝達できなければならない、等がある。
第1図に示すように、各機能ユニット104は、線形配列内の機能ユニットの論理アドレスを識別するユニットIDインジケータ112を備えていてもよい。機能ユニット104の論理アドレスは、他の機能ユニット104に関連する線形配列におけるその位置を表示する。ユニット104Bといった機能ユニット104の論理アドレスは、後に説明する共通通信バス環境内の機能ユニット104Bを識別するため、またこれと特有に通信するために、インタフェースユニット102によって使用される。本発明の好ましい実施例において、機能ユニットの論理アドレスは機能ユニットの線形配列におけるその順序位置と関連する。従って、第1図に示したシステムは、実証的に、左から右方向に向かって論理アドレスA、B、C、Dを備えた機能ユニット104A〜104Dを備えていてもよい。この実施例において、最も左に位置するユニットの左側は線形配列の開始端部を形成し、その一方で、最も右に位置するユニットの右側は線形配列の終了端部を形成する。
本発明の好ましい実施例においてさらに、機能ユニット104の論理アドレスはユニット依存ではなく位置依存である。従って、例えば第1図において、機能ユニット104B、104Cの位置が線形配列において物理的に相互変換された場合には、ユニット104Bの論理アドレスはCに変換され、ユニット104Cの論理アドレスはBに変換されるため、論理アドレスの左から右方向への順序はA、B、C、Dのままである。
第2図は、本発明によるインタフェースユニット102、機能ユニット104の機械的および電気機械的局面を示すものである。本発明の機械的および電気機械的局面の目的のために、インタフェースユニット102の相互接続特性は機能ユニット104の相互接続特性と類似しているため、例証的なユニット104Aのみについて説明する。さらに、ユニット104Aと実質的に同一でありこれと接続している例証的なユニット104Bは、その明確性を示す必要がある際に説明する。
第2図は、接続される前に配置された例証的なユニット104A、104Bを斜めに示したものである。第2図に示すように、ユニット104Aは左側202、前部204、右側206を有するシャシ200を設けている。第2図では、斜めの図におけるその可視性に従って符号付けされたユニット104A、104Bの構成部品を示しているが、ユニット104A、104Bは実質的に同一に符号付けされた構成部品を備えている。ユニット104Aはさらに、右側206に雄コネクタ部208、左側202に雌コネクタ部210、右側206上に形成された雄凸部形状212、左側202上に形成された雌凹部形状214、右側206に近接して形成されたキャッチ形状216、左側202に近接して形成されたラッチ形状218を備えている。ユニット104Aはまたさらに、雄コネクタ部208につながれて、使用していない時に雄コネクタ部208をカバーするカバー220と、右側206の雄コネクタ部208付近に形成されておりカバー220その他を受容するポケット222とを備えている。またさらに、雌コネクタ部210につながれて、使用していない時に雌コネクタ部210をカバーするカバー224と、左側202のミスコネクタ部210付近に形成されておりカバー220その他を受容するポケット226とを備えている。
ユニット104と105を機械的、電気的に接続するために、ユニット104Aの雄コネクタ部208はユニット104Bの雌コネクタ部210と蝶番可能な接続に配置および形成されている。本発明の好ましい実施例においては、雄コネクタ部208と雌コネクタ部210もやはり、電機接続のために15-pin電気コネクタの対を形成する。この電機接続の対は、ユニット104Aと104Bに内蔵された電子構成部品を電気的に接続するためのものである。
本発明によれば、第1図の機能ユニット104とインタフェースユニット102は、以下の事項を許容するためにハードウェアとソフトウェア構成部品を設けている。(1)取りつけられた機能ユニットの自動検出、(2)取りつけられた機能ユニットの、ユニットの線形配列におけるその順序位置に従った独特論理アドレスの自動割当て、(3)システムからの機能ユニットの取外しの自動検出。自動にすることにより、関連するユーザ入力が不要となる。
従って、例えば、本発明によって設計された第1図に示したシステム100において、システム100はパワーアップ時に、ユニット104A、104B、104C、104Dに対してA、B、C、Dの論理アドレスを各々自動的に割当てることが可能である。さらに、システム100の作動中に、線形配列内のユニット104Dの右側に追加ユニット104E(図示せず)を後になって追加した場合には、システム100は追加されたユニット104Eに対してEの論理アドレスを自動割当てすることができる。これとは異なり、追加ユニット104Eがユニット104Aの左側に追加された場合には、システム100はユニット104Eに対してAの論理アドレスを割当てることができ、また、ユニット104A〜104Dに対して論理アドレスB、C、D、Eを各々再度割当てることができる。最終的に、第1図の操作機能ユニット104の1つが不適切に除去された場合には、システム100はアラームを鳴らすか、またはアラーム状態に入ることが可能である。不適切とは、インタフェースユニット102が、ユーザからの信号に反応して、またはその他の入力、アルゴリズム、状態に反応して、除去されたユニットの除去を認可していないことを意味する。
次に第3図を参照するとインタフェースユニット102を示しており、このインタフェースユニット102はマイクロプロセッサ600、送信機902、第1通信バス部904、受信機906、第2通信バス部908、ユニット検出プルアップソース910、左ユニット検出リード912、右ユニット検出リード914、IDイネーブルインリード916、IDイネーブルアウトリード918、プルアップ抵抗器920、922を備えている。これらの要素については、後に第4図に示す例証的機能ユニット104Aの要素に沿って説明するが、この例証的機能ユニット104Aはマイクロプロセッサ700、受信機1002、第1通信バス部1004A、送信機1006、第2通信バス部1008A、ユニット検出バス部1010A、プルダウン送信機1011、内部プルアップソース1012、ANDゲート1014、IDイネーブルインリード1016、IDイネーブルアウトリード1018、プルアップ抵抗器1020を備えている。
第5図は、本発明によるシステム100の内部ユニット通信スキームの記号線図である。ユニット102、104の第1通信バス部904、1004A、1004B、1004C、1004Dは、第1図に示したように全ユニットが相互に接続されている場合に、送信通信バス1004を形成する。送信通信バス1004はインタフェースユニット102の送信機において始まり、機能ユニット104において受信機1002と接続し、インタフェースユニット102から機能ユニット104への情報の経路としての役割を果たす。ユニット102、104の第2通信バス部908、1008A、1008B、1008C、1008Dも同様に、受信通信バス1008を形成する。受信通信バス1008は、ユニット102の受信機906において終了し、機能ユニット104内の送信機1006と接続し、各機能ユニット104からインタフェースユニット102への情報の経路としての役割を果たす。第5図に示すように、送信機と受信機は、各々のユニットに内蔵されたマイクロプロセッサと接続している。一般に、説明した内部ユニット通信構成は、従来技術においてよく知られているように、衝突することなくマルチドロップ通信接続を形成する。本発明の好ましい実施例において、送信機と受信機はRS485プロトコルに準拠している。本発明の好ましい実施例においてはさらに、通信バス1004、1008の各々は、信号の対に現れる共通モードノイズの拒絶を許容する差動対である。また、本発明の好ましい実施例においてはさらに、単一誤りの緩和のために、インタフェースユニット102と機能ユニット104に設けられた送信機と受信機が、単一バス上の通信が単方向である全二重操作から、単一バス上の通信が双方向である半二重操作への切替えが可能である。
通信バスが、ユニットの配列内において機能ユニット104とインタフェースユニット102の関連位置を検出することが不可能であるため、通信バス1004、1008は、ユニット、さらなる回路構成、機能ユニットに論理アドレスを割当てるためのソフトウェア間の高度な通信のための一般手段を提供する。
この結果を達成するための手段を、第3図、第4図、第6A図、第6B図を参照して説明する。第4図に示すユニット検出バス部1010Aは、他の機能ユニット104のユニット検出バス部と接続するためのものであり、また、インタフェースユニット102の左ユニット検出リード912あるいは右ユニット検出リード914(第3図)と接続するためのものである。この接続は、第6A図、第6B図に示した左右のユニット検出バス1200L、1200Rを形成する。次に、第3図は、バス1200L、1200Rを各々プルアップするために、プルアップ抵抗器920、922を介してユニット検出リード912、914と各々接続するユニット検出プルアップソース910を示す(第6A図、第6B図)。最後に、第4図は、ユニット検出バス部1010Aと接続し、これによりユニット検出バス1200Lとも接続する例証的機能ユニット104A内のプルダウン抵抗器1011を示す。図示したように、抵抗器1011は、インタフェースユニット102のどちら側に機能ユニットがあるかによって、ユニット検出バス1200Lまたは1200Rをプルダウンすることができ(第6A図、第6B図)、接続されているマイクロプロセッサ700のPULLDOWNリードからの正信号に反応する。操作上、いずれかの機能ユニット104が、そのマイクロプロセッサ700によって実行されるソフトウェアに反応するユニット検出バス1200Lまたは1200Rをプルダウンすることが可能である。
第3図に示すように、インタフェースユニットはIDイネーブルインリード916とIDイネーブルアウトリード918を備えている。IDイネーブルアウトリード918はマイクロプロセッサ600のUNIT#ID#ENABLE#Rピンと接続しており、マイクロプロセッサ600内で実行された指示に従ってhighまたはlowにすることができる。第4図に示すように、例証的な機能ユニット104Aは、マイクロプロセッサ700のCONNECT#SENSEピンと、またANDゲート1014の第1入力と接続したIDイネーブルインリード1016を備えている。ANDゲート1014はまた、マイクロプロセッサ700のUNIT#ID#ENABLEピンと接続した第2入力を備えており、これはマイクロプロセッサ700内で実行された指示に反応してUNIT#ID#ENABLEをhighまたはlowに設定することが可能である。ANDゲート1014は、IDイネーブルアウトリード1018と接続した出力を備えており、これはIDイネーブルインリード1016がhighであり、UNIT#ID#ENABLEがhighである場合にのみhighとなる。IDイネーブルインリード1016はまた、プルアップ抵抗器1020を介して内部プルアップソース1012とも接続している。本発明のキー特性はCONNECT#SENSEにおいて結果として生じる電圧であり、そのためにANDゲート1014の第1入力が、外部グラウンドまたはIDイネーブルインリード1016に配置された"low"信号によって下げられない限り、high状態にあり、プルアップされた状態のままになる。
第6A図、第6B図は、本発明による線形配列に取付けられた場合の、上述した信号とユニット104、102のリードとの相互接続を示す。上述したように、左右のユニット検出バス1200Lと1200Rは、ユニット104の関連するユニット検出バス部1010、インタフェースユニット102のユニット検出リード912、914によって形成されている。さらに、あらゆる近接するユニットの対のために、右側のユニットのIDイネーブルインリード1016または916が、左側のユニットのIDイネーブルインリード1018または918と接続している。重要なことは、最も左にある(または開始の)ユニットのIDイネーブルインリード1016または916が切断されたままであることである。最も右にある(または終了の)ユニットのIDイネーブルアウトリード1018または918も切断されたままである。
一般に、ユニットのマイクロプロセッサがCONNECT#SENSEがhighであることを検出する場合、本発明へのキーは構成の変更により、論理アドレスがその機能ユニット104の1つのみに割当てられる。CONNECT#SENSEは(1)最も左のユニットユニット、(2)IDイネーブルインリード1016が、最も左のユニットのIDイネーブルアウトリード1018または916によってプルダウンされていないユニットにおいてのみhighになる。この方法において、また、一般的意味において、各機能ユニット104には順次論理アドレスが割当てられるが、この割当ては、UNITI#ID#ENABLEをlowに設定し、CONNECT#SENSEがhighになるのを待ち、インタフェースユニット102にready-for IDメッセージを送信し、バス1004、1008を通じて通信することによりインタフェースユニット102からの論理アドレスを受信し、次にUNIT#ID#ENABLEをhighに設定して行う。
次に、インタフェース102のマイクロプロセッサ600と機能ユニット104のマイクロプロセッサ700によって実行される段階の順序について説明する。後述する開示において、インタフェースユニットのマイクロプロセッサ600は、前述した内部ユニット通信回路構成の手段によって、機能ユニット104のマイクロプロセッサに対して命令を送信することと、マイクロプロセッサ700からの応答を受信することが可能であることを認識するべきである。さらに、インタフェースユニット102のマイクロプロセッサ600が以下に示す信号を送信することが可能であることも認識するべきである:左ユニット検出リード912の電圧に関連するUNIT#DETECT#L;右ユニット検出リード914の電圧に関連するUNITI#DETECT#R;左モジュール検出リード614の電圧に関連するMODDETL;右右ユニット検出リード616の電圧と関連するMODDETR。またさらに、マイクロプロセッサ600は信号UNIT#ID#ENABLE#Rを作成と、この信号に従ってIDイネーブルアウトリードの電圧の駆動が可能であることも認識すべきである。
さらに、以下の開示において、例証的機能モジュール104Aのマイクロプロセッサ700は、前述した内部ユニット通信回路構成の手段によって、命令を受信し、インタフェースユニット102のマイクロプロセッサ600に対して応答を送信することが可能であることも認識すべきである。また、マイクロプロセッサ700は以下に示す信号を送信することが可能である:IDイネーブルインリード1016とANDゲート1014の第1入力とにおける電圧と関連するCONNECT#SENSE信号;左モジュール検出リード714における電圧と関連する信号MODDETL;右も検出リード716における電圧と関連する信号MODDETR。さらに、マイクロプロセッサ700は以下に示す事項が可能である:信号PULLDOWNの手段により、抵抗器1011のゲートをlowに駆動し、これにより、機能ユニット104Aがインタフェースユニット102のどちら側に位置しているかによって、ユニット検出バス1200Lまたは1200Rの内の1つのユニットをプルダウンする;信号UNIT#ID#ENABLEの手段により、ANDゲートに第2入力を生成する。
第7図は、本発明によるインタフェースユニット102のマイクロプロセッサ600によって実行される段階を示すものである。段階1300から始まり、先ず段階1302が実行される。段階1302は、本開示の範囲を超えるが通常の当業者によってプログラムが可能な、システム100が初期のパワーアップ状態にある場合にマイクロプロセッサ600が検出する段階を備える。段階1302はさらに、2つの機能モジュール104がユニットの線形配列の各側に1つずつ同時に追加されたかどうかをマイクロプロセッサ600が検出する段階を備える。これは、例えば、後述する追加ユニットによってlow駆動されるUNIT#DETECT#LおよびUNIT#DETECT#Lの同時low値を検出することで達成される。システムが初期パワーアップ状態にあるか、2つの機能ユニットが同時に追加された場合には、第8図に示す段階1400が実行され、その後に第7図の段階1302が繰返される。
段階1304は、システム100の線形配列の左側に新規の機能ユニットが追加されたかどうかを検出する段階を備える。これは、後述するように追加ユニットによってlow駆動されるUNIT#DETECT#Rのためのlow値を検出することによって実行される。右側にユニットが1つ追加された場合には、第19図に説明するように段階1600が実行され、続いて第7図に示す段階1302が繰返される。そうでない場合には、段階1308が実行される。
段階1308は、左側または右側から機能ユニットが検出されたかどうかを検出する段階を備えている。ユニットの取外しは、3つの方法の内の1つ以上の方法によって検出されることができる。第1に、ユニット間通信回路構成を通じての取外されたモジュールとの通信タイムアウトが検出される。第2に、MODDETLまたはMODDETRの状態の変更が検出される。第3に、MODDETLまたはMODDETR自体によるその状態変更の検出に反応して、取外されたユニット付近のユニットによって送信された高度の通信信号が検出される。機能ユニットの取外しが実行されたら、段階1310が実行される。そうでない場合には、段階1302が第7図に従って繰返し実行される。
段階1310は一般に、システムが現在作動状態にあるかどうかを検出する段階を備えている。その場合、システムは段階1312によって、音声アラームおよび/または視覚アラームが稼動されるアラーム状態に置かれる。そうでない場合には、システムが作動状態にない場合、ユーザに対する視覚および可聴表示の手段により、ユーザによる検証が要求される段階1314が実行される。検証が受信されない場合には、段階1312のアラーム段階がこれに続いて実行される。
検証が受信されると、左側からユニットが取外されたかどうかを決定する段階1314が実行される。この方法は段階1308において既に決定されていてもよい。左側からユニットが取外された場合には、第9A図、第9B図に示す段階1500が実行され、続いて段階1302が第7図に従って実行される。そうでない場合、ユニット右側から取外された場合には、1つまたは複数の取外されたユニットのIDをドロップする段階を備えた段階1318が実行され、続いて段階1302が第7図に従って実行される。
第8図は、段階1400によって実行される、第1に段階1402においてPower-On-Self-Test(POST)を実行する段階を備えた段階を示す。この後に、マイクロプロセッサ600が、信号UNIT#DETECT#LおよびUNIT#DETECT#Rの両方がhighであるかどうかを検出する段階1404が続く。これは、下記に述べるように、全ての機能ユニット104が独自のアナログPOSTを完了した際の場合である。段階1404は、UNIT#DETECT#LとUNIT#DETECT#Rの両方がhighになり段階1406が実行されるまでこれを繰返す。段階1406において、マイクロプロセッサ600によって、全ての機能ユニットマイクロプロセッサに、信号PULLDOWNをlowに設定することによりユニット検出バス1200Lまたは1200Rをプルダウンするように指示するグローバル命令が発行される。段階1406の次には、UNIT#ID#ENABLE#Rがlowに設定され、IDVALといった内部変数が"A"に設定される段階1408、1410が実行される。段階1410の後には、UNIT#DETECT#Lがhighかどうかを決定する段階1412が実行される。highである場合には、段階1420が実行される。highでない場合には、グローバルASSIGN#UNIT#ID命令が通信バス1004に送信され、論理アドレスIDVALが応答するユニットに割当てられ、IDVALの値がインクリメントする、段階1414、1416、1418が実行される。段階1416において、応答するユニットとは、ready-for-IDメッセージを通信バス1008を通じて送信する機能ユニットであることに注意すること。段階1418の後に再び段階1412が実行される。従って、最も左のユニットから始まり全ての左側のユニットが、論理IDを受信した後に左ユニット検出バス1200Lを解除するまで順次論理アドレスが左側のユニットに割当てられ、これによりUNIT#DETECT#Lがプルアップソース910によってプルアップされるようにする。
段階1420は、UNIT#DETECT#Lがプルアップされた後に開始され、右側のユニットに論理アドレスの受信を開始させるようにUNIT#ID#ENABLE#Rをhighに設定する段階を備えている。段階1422の後には、UNIT#DETECT#Rがhighであるかどうかを決定する段階を備えた段階1424が実行される。highである場合には、もしあれば、右側の全ての機能ユニットに論理アドレスが割当てられ、右ユニット検出バス1200Rが解除され、そのために第7図に従って段階1302へと戻る段階を備えた段階1430が実行される。highでない場合には、上述した段階1414、1416、1418と実質的に同一である段階1424、1426、1428が実行される。これらの段階の後には、ユニット検出バス1200Rをlowに下げられている機能ユニットがないかどうかを調べるために段階1422が繰返される。もしあれば、段階1424、1426、1428が繰返される。なければ、第7図による段階1302が実行される。
第9A図、第9B図は、段階1500において実行される段階を示しており、これは、UNIT#DETECT#Lがhighであるかどうかを決定する段階1502を備えている。前述したように、左側に取付けられたユニットがPOSTを実行し、ユニット検出バス1200Lを解除した後に、UNIT#DETECT#Lはhighになる。UNIT#DETECT#Lがhighになると段階1504、1506、1508が実行されるが、これらの段階は、全ての機能ユニットにユニット検出バス1200Lまたは1200Rをプルダウンするようにと指示するグローバル命令を送信し、UNIT#ID#ENABLE#Rがlowに設定され、また、IDVALといった内部変数が"A"に設定される。
これらの段階の後に、UNIT#DETECT#Lがhighかどうかを決定する段階1510が実行される。highでない場合には、上述の段階1414、1416、1418と実質的に同一な段階1512、1514、1516が実行される。段階1516に続いて、割当てられたユニットが既に存在していたユニットか、新しく取付けられたユニットかどうかを決定する段階1518が実行される。この段階は、単純に割当てられたユニットと通信してインジケータフラグを受信することで実行される。ユニットが「旧」である場合、例えば既に存在していたユニットである場合には、段階1520が実行されるが、段階1520は、システム100内の、そのユニットの旧論理アドレスに関連する存在する操作データが新規の論理アドレスに再割当てするものである。そうでない場合には、段階1510が繰返される。
左側に論理ユニットを割当てた後にUNIT#DETECT#Lがついに解除されたら、上述した段階1420、1422と目的と効果において実質的に類似する段階1520、1522が実行される。UNIT#DETECT#Rの値がlowである一方で、段階1524、1526、1528、1530、1532が、上述の、第9A図、第9B図による段階1510、1512、1514、1516、1518、1520と実質的に再帰的な方法において実行される。UNIT#DETECT#Rが最終的にhighになると、第7図による段階1302へと戻る段階を備えた段階1534が実行される。
第10図は、段階1600において実行される段階を示すが、これらの段階はUNIT#DETECT#Rがhighかどうかを決定する段階を備える。highであれば、右側に取付けられた全てのユニットは上述したPOSTを完了したことになる。UNIT#DETECT#Rがhighであると検出されると段階1604、1606が実行されるが、これらの段階では、割当てを受けていないユニットにユニット検出バス1200Rをプルダウンするように指示する命令が送られ、既に割当てられている論理ユニットを超えた次の論理ユニットの値に変数IDVALが割当てられる。段階1600は新規ユニットが右側に取付けられた際のみに実行されるため、次の論理ユニットアドレスから始まり、新規ユニットのみに割当てがされればよく、既に存在していたユニットへの再割当ては必要ない。
段階1606の次には、第10図に従って実行された、上述した段階1422、1424、1426、1428と目的および効果において実質的に同一である段階1608、1610、1612、1614が実行される。全ての右側機能ユニットによってUNIT#DETECT#Rが解除されたら、論理アドレス割当て目的は完了し、第7の段階1302へと戻る段階を備えた段階1616が実行される。
第11図は本発明による機能ユニット104Aを例にとり段階を示したものである。段階1700から始まり、機能ユニットに新規に電力が付加されたかどうか、すなわちシステム100がパワーアップ状態にあるかどうか、または機能ユニット104Aが新規に取付けられたかどうかを決定する段階1702が入力される。そうでない場合には1712が実行される。そうである場合には、機能ユニットがユニット検出バス1200Lまたは1200Rをプルダウンし、UNIT#ID#ENABLEをlowに設定し、POSTを実行し、ユニット検出バス1200Lまたは1200Rを解除する段階1704、1706、1708、1710が実行される。この方法において、インタフェースユニット102が、第7図〜第10図を参照して上述した方法に従い、システムの初期パワーアップ状態または新規機能ユニットの追加のいずれかを検出する。次に段階1712が実行される。
段階1712は、本発明の一般的な操作に従って、インタフェースユニット102からの命令を受信する一般段階を備えている。段階1712に続く段階1714、1716は、入ってくる命令を、新規論理ユニットアドレスが割当てられる特定の命令を捜索する段階を備えている。段階1714において、ユニット検出バス1200Lまたは1200Rをプルダウンするようにユニットに指示をするグローバル命令が受信されたかどうかが決定される。受信されている場合には、段階1720から始まる割当て手続きが実行される。受信されていない場合には、割当てを受けていないユニットにユニット検出バス1200Lまたは1200Rをプルダウンするように指示する命令が受信されたかどうかを決定する段階1716が実行される。受信されている場合には段階1718が実行される。受信されていない場合には、入ってくる命令は段階は、1717において、本発明の範囲を超えるシステム100の局面に関連した様々な要因によって、実行されるかまたは実行されない。段階1717に続いて、別の命令を受信する段階1712が実行される。
段階1718において、例証的な機能ユニット104Aのマイクロプロセッサ700が、既に論理アドレスを割当てられているかどうかを決定する。例として、例証的な機能ユニット104Aが、モジュールの線形配列においてインタフェースユニット102の右側に存在し、追加の機能ユニットが線形配列の右側に追加されたというアドレスを既に割当てられていてもよい。この場合、インタフェースユニット102は追加された機能ユニットに対して論理アドレスを割当てるが、例証的機能ユニット104Aには割当てない。従って、例証的機能ユニット104Aは、第11図に示すように単純に段階1717へと進む。
例証的機能ユニット104Aに論理アドレスが割当てられていない場合には、段階1720から始まる割当て段階が実行される。段階1720において、ユニット検出バス1200Lまたは1200Rが、上述した信号PULLDOWNの手段によりマイクロプロセッサ700によってプルダウンされる。この段階に続いて段階1800が実行され、その後に第11図による段階1702が繰返される。第12図は本発明による段階1800を備えた段階を示している。段階1802において、機能ユニット104Aは、インタフェースユニット102からの命令を受信する。その後、段階1804、1806、1808が実行される。第12図に示すように、段階1804、1806、1808は以下の事項を決定する段階を集合的に備えている。(1)受信した命令がASSIGN#UNIT#ID命令であるかどうか、これに伴い(2)CONNECT#SENSEがhighであるかどうか、(3)これが、段階1720においてユニット検出バス1200Lまたは1200Rがプルダウンされた後に、機能ユニットにまだ論理アドレスが割当てられていない時であるかどうか。第6A図、第6B図を参照して前述したように、CONNECT#SENSE信号は、機能ユニットが最も左に位置するユニットであるか、もしくはその機能ユニットの左隣のユニットに既に論理IDが割当てられているかのいずれかの場合のみにhighになる。従って、上述した(1)〜(3)の全てが揃えば、機能ユニット104Aがまだ論理アドレスを割当てられていない最も左に位置するユニットであることを意味し、さらに、ちょうどインタフェースユニット102からASSIGN#UNIT#IS命令を受信したところであることを意味する。この状態に反応し、段階1809が実行される。
段階1809は、ready-for-IDメッセージを通信バス1008を介してインタフェースユニット102へ送信する段階を備えている。段階1809の後には、インタフェースユニット102から適切な論理アドレスIDVALを受信する段階を備えた段階1810が続く。この段階の後には、インタフェースユニット102が次のユニットに進むことが可能なことを表示するために、ID#COMPLETEメッセージをインタフェースユニット102へと送信する段階を備えた段階1812が実行される。この段階に続いて段階1814、1816が実行されるが、これらの段階では、ユニット検出バス1200Lまたは1200Rが特定の機能ユニットによって解除され、また、UNIT#ID#ENABLEがhighに設定されている。段階1816の次には、第11図による段階1702へと戻る段階を備えた段階1818が実行される。
特定のユニットが終了(すなわち最も右に位置する)機能ユニットでない場合には、UNIT#ID#ENABLEをhighに設定することによって、ANDゲート104がIDイネーブルアウトリード1018をhighに設定し、これにより、右側の近接する機能ユニットがCONNECT#SENSEのhigh状態を検出する。これによって、配列における隣の機能ユニットが、インタフェースユニット102からの次の論理アドレスを受信することが可能になる。
ユニット検出ライン1200Lまたは1200Rを解除することにより、機能ユニット104Aが、与えられた側の全ての機能ユニットがユニット検出ライン1200Lまたは1200Rを解除した場合のみに、インタフェースユニット102のUNIT#DETECT#LまたはUNIT#DETECT#R信号をプルアップさせる。先述したように、これは、本発明に従ってインタフェースユニット102に論理アドレスを割当てるための望ましい結果である。
本発明の様々な実施例について説明した。これらの説明は例証を目的としたものであり、限定を目的としているものではない。従って、後続の請求の範囲を逸脱することなく、説明した通りに本発明に改良を加えることが可能であることが当業者には明確であろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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