FR2646541A1 - High-speed bus - Google Patents
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Abstract
Description
BUS RAPIDE
La présente invention a pour objet un bus rapide ayant un débit supérieur à celui des bus connus tout en occupant un volume sensiblement équivalent.FAST BUS
The subject of the present invention is a fast bus having a flow rate greater than that of known buses while occupying a substantially equivalent volume.
Ainsi qu'il est connu, un ordinateur comporte d'une part un certain nombre d'organes et d'autre part des voies de communication entre ces organes. Ces organes sont par exemple des processeurs, des mémoires, ou des circuits d'entrée-sortie. As is known, a computer comprises on the one hand a certain number of organs and on the other hand communication channels between these organs. These bodies are for example processors, memories, or input-output circuits.
Un organe expéditeur d'une communication est qualifié d'émetteur, tandis qu'un organe destinataire d'une communication est qualifié de récepteur. En pratique, chaque organe est susceptible d'être émetteur ou récepteur et est qualifié d'émetteur/récepteur dans ce qui suit. Ces voies de communications sont appelées des bus. Physiquement, les émetteurs/récepteurs et les bus sont implantés sur des circuits imprimés. Selon une géométrie classiquement utilisée, le bus est réalisé sur un circuit imprimé dit "fond de panier" sur lequel se trouvent des connecteurs, tandis que les différents émetteurs/récepteurs sont situes sur des circuits imprimés sensiblement perpendiculaires au circuit imprimé fond de panier et qualifiés simplement de perpendiculaires dans ce qui suit, dont un côté est enfiché dans lesdits connecteurs.An organ sending a communication is qualified as transmitter, while an organ receiving a communication is qualified as receiver. In practice, each member is capable of being a transmitter or receiver and is qualified as a transmitter / receiver in the following. These communication channels are called buses. Physically, transceivers and buses are located on printed circuits. According to a geometry conventionally used, the bus is produced on a printed circuit called "backplane" on which there are connectors, while the various transmitters / receivers are located on printed circuits substantially perpendicular to the printed backplane circuit simply perpendiculars in what follows, one side of which is plugged into said connectors.
Les processeurs actuels sont très rapides et la vitesse de fonctionnement d'un ordinateur est souvent limitée par la vitesse de transmission de l'information sur les bus. Current processors are very fast and the operating speed of a computer is often limited by the speed of information transmission on the buses.
Pour mettre à profit les performances des processeurs il est donc indispensable de réaliser des bus très rapides dont le débit ne freine pas l'ordinateur.To take advantage of the performance of processors, it is therefore essential to make very fast buses whose speed does not slow down the computer.
Ainsi qu'il est connu, un bus comporte un certain nombre de voies à double sens et en parallèle pour la transmission d'adresses, de données, de commandes de fonctionnement, et le cas échéant de signaux pour la synchronisation des différentes horloges qui peuvent être implantées sur chacun des circuits imprimés perpendiculaires. As is known, a bus has a number of two-way and parallel channels for the transmission of addresses, data, operating commands, and if necessary signals for synchronization of the different clocks which can be installed on each of the perpendicular printed circuits.
Ces voies sont appelées les lignes du bus. Physiquement, ce sont des lignes de transmission réalisées sur le circuit imprimé fond de panier et qui relient les connecteurs destinés à recevoir les circuits imprimés perpendiculaires. Chaque émetteur/récepteur comporte une pluralité de sorties ou entrées qui sont respectivement connectées en parallèle aux lignes du bus, dont le nombre est égal à celui des sorties ou entrées de chacun de ces émetteurs/récepteurs.These routes are called the bus lines. Physically, these are transmission lines produced on the backplane printed circuit and which connect the connectors intended to receive the perpendicular printed circuits. Each transceiver has a plurality of outputs or inputs which are respectively connected in parallel to the bus lines, the number of which is equal to that of the outputs or inputs of each of these transceivers.
Autrement dit, l'un quelconque des émetteurs/récepteurs peut jouer le rôle d'un émetteur et communiquer avec l'un quelconque des autres émetteurs/récepteurs jouant le rôle d'un récepteur. La liaison en parallèle obtenue entre les différents émetteurs/récepteurs est dite N à N, où N est le nombre d'émetteurs/récepteurs. In other words, any of the transmitters / receivers can play the role of a transmitter and communicate with any of the other transmitters / receivers playing the role of a receiver. The parallel link obtained between the different transmitters / receivers is called N to N, where N is the number of transmitters / receivers.
La fréquence des signaux se propageant sur un tel bus est limitée. The frequency of the signals propagating on such a bus is limited.
En effet, pour permettre une transmission correcte, sans dégradation des signaux, sur une ligne de bus, l'impédance du circuit imprimé de fond de panier doit être la plus élevée possible. Or cette impédance est abaissée par la connexion des émetteurs/récepteurs sur le bus, dans le cadre d'une liaison N à
N, et les caractéristiques des circuits imprimés standards ne permettent pas de compenser cet affaiblissement d'impédance.In fact, to allow correct transmission, without degradation of the signals, on a bus line, the impedance of the backplane printed circuit must be as high as possible. However, this impedance is lowered by the connection of the transmitters / receivers on the bus, within the framework of an N to
N, and the characteristics of standard printed circuits do not compensate for this weakening of impedance.
Cette dégradation des signaux est d'autant plus critique que la fréquence des signaux émis est élevée, ce qui fixe une limite supérieure pour cette fréquence.This degradation of the signals is all the more critical the higher the frequency of the signals transmitted, which sets an upper limit for this frequency.
D'autre part, plus la fréquence des signaux transmis sur un bus synchrone est élevée, plus la synchronisation entre les différentes horloges implantées sur les circuits imprimés perpendiculaires est délicate: on considère en pratique qu'au-dessus d'une certaine fréquence, les horloges ne sont plus synchronisées. In addition, the higher the frequency of the signals transmitted on a synchronous bus, the more the synchronization between the different clocks established on the perpendicular printed circuits: it is considered in practice that above a certain frequency, the clocks are no longer synchronized.
L'invention concerne un bus qui permet de surmonter les obstacles énoncés dans ce qui précède et de pallier aux inconvénients des bus connus. A cet effet, l'invention prévoit de remplacer les lignes à double sens pour la transmission en parallèle des adresses et des données par une première ligne et par une seconde ligne respectivement pour la transmission en série des adresses et celle des données, ces première et seconde lignes formant chacune une boucle fermée à sens unique de transmission ; l'invention prévoit également de remplacer les éventuelles horloges implantées sur les circuits imprimés perpendiculaires par au moins une horloge commune et par au moins une troisième ligne pour la transmission des signaux d'horloge, cette troisième ligne étant ouverte et à sens unique de transmission ; enfin, l'invention prévoit en outre des relais coupant les première et seconde lignes et traversés par la troisième ligne, assurant la connexion entre d'une part les sorties ou entrées des émetteurs/récepteurs et d'autre part la première, la seconde et la troisième ligne. The invention relates to a bus which overcomes the obstacles set out in the above and overcomes the disadvantages of known buses. To this end, the invention provides for replacing the two-way lines for the parallel transmission of addresses and data by a first line and by a second line respectively for the serial transmission of addresses and that of the data, these first and second lines each forming a closed one-way transmission loop; the invention also provides for replacing any clocks installed on the perpendicular printed circuits with at least one common clock and with at least one third line for the transmission of clock signals, this third line being open and one-way transmission; finally, the invention further provides relays cutting the first and second lines and crossed by the third line, ensuring the connection between on the one hand the outputs or inputs of the transmitters / receivers and on the other hand the first, the second and the third line.
L'invention a plus précisément pour objet un bus rapide reliant une pluralité d'émetteurs/récepteurs comportant chacun une pluralité de sorties ou entrées, le bus comportant
- des lignes à double sens pour la transmission en parallèle de commande de fonctionnement,
- des moyens de connexion en parallèle desdites sorties ou entrées aux lignes de commandes, le bus étant caractérisé en ce qu'il comporte en outre
- une première ligne formant une boucle fermée et à sens unique pour la transmission en série des adresses,
- une seconde ligne formant une boucle fermée et à sens unique pour la transmission en série des données,
- au moins une première horloge commune,
- au moins une troisième ligne ouverte et à sens unique pour la transmission des signaux de la première horloge commune,
- des relais associés à chaque émetteur/récepteur coupant lesdites première et seconde lignes et traversés par la troisième ligne, assurant la connexion des dites sorties ou entrées aux première, deuxième et troisième lignes.The invention more specifically relates to a fast bus connecting a plurality of transmitters / receivers each comprising a plurality of outputs or inputs, the bus comprising
- two-way lines for parallel transmission of operating commands,
means for connecting said outputs or inputs to the control lines in parallel, the bus being characterized in that it further comprises
- a first line forming a closed, one-way loop for the serial transmission of addresses,
- a second line forming a closed, one-way loop for the serial transmission of the data,
- at least one first common clock,
- at least one third open and one-way line for the transmission of the signals of the first common clock,
- Relays associated with each transmitter / receiver cutting said first and second lines and crossed by the third line, ensuring the connection of said outputs or inputs to the first, second and third lines.
La liaison N à N des bus connus est ainsi remplacée par une liaison dite point à point entre les différents relais. The N to N link of the known buses is thus replaced by a so-called point-to-point link between the different relays.
Une telle liaison point à point ne provoque pas de chute de l'impédance du circuit imprimé fond de panier, ce qui permet, tout en utilisant des circuits imprimés standards, de faire se propager sur le bus des signaux à une fréquence élevée sans nécessiter des courants importants de la part de l'émetteur ni entraîner une dégradation des signaux émis. Such a point-to-point connection does not cause the impedance of the backplane printed circuit to drop, which makes it possible, while using standard printed circuits, to propagate signals over the bus at a high frequency without requiring significant currents on the part of the transmitter nor cause degradation of the signals transmitted.
Par ailleurs, le bus selon l'invention comporte au moins une horloge commune dont les signaux suivent le même chemin que les adresses et les données; les adresses, les données et les signaux d'horloge restent donc synchronisés quelle que soit la fréquence de propagation sur le bus. Furthermore, the bus according to the invention comprises at least one common clock whose signals follow the same path as the addresses and the data; the addresses, the data and the clock signals therefore remain synchronized whatever the propagation frequency on the bus.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante faite à l'aide des figures annexées qui représentent
- la figure 1, une partie d'un bus connu,
- la figure 2, une autre partie d'un bus connu,
- la figure 3, la structure d'un bus connu,
- la figure 4, un mode de réalisation d'un bus selon l'invention,
- la figure 5, une illustration du fonctionnement du bus de la figure 4,
- la figure 6, un mode de réalisation d'une partie d'un relais du bus de la figure 4,
- la figure 7, une illustration d'un cycle d'écriture d'une première variante du bus de la figure 4,
- la figure 8, une illustration d'un cycle de lecture d'une première variante du bus de la figure 4,
- la figure 9, une illustration d'un cycle d'écriture d'une seconde variante du bus de la figure 4,
- la figure 10, une illustration d'un cycle de lecture d'une seconde variante du bus de la figure 4.The invention will be better understood on reading the following description made using the appended figures which represent
FIG. 1, part of a known bus,
FIG. 2, another part of a known bus,
FIG. 3, the structure of a known bus,
FIG. 4, an embodiment of a bus according to the invention,
FIG. 5, an illustration of the operation of the bus of FIG. 4,
FIG. 6, an embodiment of part of a relay of the bus of FIG. 4,
FIG. 7, an illustration of a writing cycle of a first variant of the bus of FIG. 4,
FIG. 8, an illustration of a reading cycle of a first variant of the bus of FIG. 4,
FIG. 9, an illustration of a writing cycle of a second variant of the bus of FIG. 4,
- Figure 10, an illustration of a read cycle of a second variant of the bus of Figure 4.
- la figure 11, un mode de réalisation d'un relais du bus de la figure 4. - Figure 11, an embodiment of a bus relay of Figure 4.
Sur ces différentes figures, d'une part les proportions réelles ne sont pas respectées et d'autre part les mêmes références se rapportent aux mêmes éléments. In these different figures, on the one hand the actual proportions are not respected and on the other hand the same references relate to the same elements.
Les figures 1 à 3 illustrent la configuration d'un bus connu. Figures 1 to 3 illustrate the configuration of a known bus.
La figure 1 montre une portion d'un circuit imprimé fond de panier 1, sur lequel sont réalisées les lignes 2 du bus. Figure 1 shows a portion of a backplane 1 printed circuit, on which lines 2 of the bus are made.
Ces lignes sont reliées à des connecteurs 3 destinés à recevoir des circuits imprimés perpendiculaires 4 sur lesquels sont situés notamment les émetteurs/récepteurs qui communiquent par l'intermédiaire du bus.These lines are connected to connectors 3 intended to receive perpendicular printed circuits 4 on which are located in particular the transmitters / receivers which communicate via the bus.
La figure 2 schématise l'un des circuits imprimés perpendiculaires 4 comportant un émetteur/récepteur 5. L'un des côtés 6 de ce circuit imprimé 4 est destiné à être enfiché dans un connecteur 3. A cet effet, ce côté 6 comporte des zones de connexion 7 reliées aux sorties ou entrées 8 de l'émetteur/récepteur 5. Figure 2 shows schematically one of the perpendicular printed circuits 4 comprising a transmitter / receiver 5. One of the sides 6 of this printed circuit 4 is intended to be plugged into a connector 3. For this purpose, this side 6 has zones 7 connected to the outputs or inputs 8 of the transmitter / receiver 5.
La figure 3 représente un tronçon du bus connu. Les lignes parallèles du bus sont au nombre de n, et chacun des émetteurs/récepteurs 5 comporte n sorties ou entrées 8. Les connecteurs 3 (non représentés sur cette figure) relient en parallèle les n sorties ou entrées 8 de chaque émetteur/ récepteur 5 aux n lignes 2 du bus. FIG. 3 represents a section of the known bus. There are n parallel lines of the bus, and each of the transceivers 5 has n outputs or inputs 8. The connectors 3 (not shown in this figure) connect in parallel the n outputs or inputs 8 of each transmitter / receiver 5 at n lines 2 of the bus.
Un mode de réalisation du bus objet de l'invention est représenté sur la figure 4. An embodiment of the bus which is the subject of the invention is shown in FIG. 4.
Ce bus assure une communication entre des émetteurs/ récepteurs 50. Il comporte des lignes 20 pour la transmission en parallèle de commandes de fonctionnement ; ces lignes sont réalisées de la même manière que les lignes 2 des bus connus elles traversent des connecteurs 30 qui assurent une liaison entre des sorties ou entrées 80 des émetteurs/ récepteurs 50 et les lignes 20 du bus. Autrement dit les lignes de commande du bus constituent une liaison N à N des émetteurs/ récepteurs 50, où N est le nombre d'émetteurs/récepteurs 50. This bus provides communication between transmitters / receivers 50. It includes lines 20 for the parallel transmission of operating commands; these lines are produced in the same way as the lines 2 of the known buses, they pass through connectors 30 which provide a connection between outputs or inputs 80 of the transceivers 50 and the lines 20 of the bus. In other words, the bus control lines constitute an N to N link of the transceivers 50, where N is the number of transceivers 50.
Pour la transmission des adresses et des données, le bus selon le mode de réalisation décrit de l'invention comporte également une ligne 90 formant une boucle fermée et à sens unique pour la transmission en série des adresses et une ligne 91 formant elle aussi une boucle fermée et étant elle aussi à sens unique pour la transmission en série des données. Les deux lignes 90 et 91 assurent des transmissions de signaux dans le même sens ; ce sens est indiqué par les flèches 93. For the transmission of addresses and data, the bus according to the described embodiment of the invention also includes a line 90 forming a closed one-way loop for the serial transmission of addresses and a line 91 also forming a loop closed and also one-way for serial data transmission. The two lines 90 and 91 ensure signal transmissions in the same direction; this direction is indicated by the arrows 93.
Ces lignes 90 et 91 sont coupées par des relais 94 notés R1, R2, R3,... RN. Ces relais Ri ont notamment pour fonction d'assurer une connexion entre les sorties ou entrées 80 des émetteurs/récepteurs 50 et respectivement la boucle de transmission 90 des adresses et celle 91 des données, tout en convertissant des signaux - parallèle en signaux - série et vice-versa
Le bus comporte encore une horloge 95, notée H2 dans ce qui suit, pour la sérialisation des adresses et des données.These lines 90 and 91 are cut by relays 94 denoted R1, R2, R3, ... RN. These relays Ri have in particular the function of ensuring a connection between the outputs or inputs 80 of the transmitters / receivers 50 and respectively the transmission loop 90 of the addresses and that 91 of the data, while converting signals - parallel into signals - serial and vice versa
The bus also includes a clock 95, denoted H2 in the following, for serializing addresses and data.
Cette horloge H2 est commune à tous les relais Ri et elle est directement reliée à l'un des relais, comme par exemple au relais R1. Ce relais R1 est relié à tous les autres, en série, par une ligne 96 pour la transmission des signaux d'horloge.This clock H2 is common to all the relays Ri and it is directly connected to one of the relays, such as for example to the relay R1. This relay R1 is connected to all the others, in series, by a line 96 for the transmission of the clock signals.
Cette ligne 96 est à sens unique de transmission et elle traverse donc les différents relais. Les signaux d'horloge suivent donc le même chemin que des adresses ou des données se propageant depuis le relais R1 jusqu'au relais RN. This line 96 is a one-way transmission and therefore crosses the various relays. The clock signals therefore follow the same path as addresses or data propagating from the relay R1 to the relay RN.
Le bus selon l'invention peut être réalisé selon deux variantes : il peut être synchrone ou asynchrone. Dans le cas où il est synchrone, il comporte une seconde horloge 97, notée
H1 dans ce qui suit, pour la synchronisation des opérations de lecture et d'écriture effectuées sur le bus. Cette horloge H1 est également commune à tous les relais ; elle est directement reliée de préférence au même relais R1 que l'horloge H2 et ce relais est relié à tous les autres, en série, par une ligne 98 analogue à la ligne 96. Dans le cas où le bus est asynchrone, il ne comporte pas l'horloge H1.The bus according to the invention can be produced according to two variants: it can be synchronous or asynchronous. In the case where it is synchronous, it comprises a second clock 97, noted
H1 in the following, for synchronization of the read and write operations performed on the bus. This clock H1 is also common to all the relays; it is preferably directly connected to the same relay R1 as the clock H2 and this relay is connected to all the others, in series, by a line 98 analogous to line 96. In the case where the bus is asynchronous, it does not include not the H1 clock.
La figure 5 illustre l'effet de la sélection d t un émetteur R sur la boucle de transmission 90 des adresses et celle 91 des données : ces deux boucles sont ouvertes par cette sélection. Les lignes de transmission 90 des adresses et 91 des données forment donc une boucle d'un point de vue structurel, mais sont ouvertes d'un point de vue fonctionnel, et la rupture de la boucle se produit à un endroit qui dépend de l'émetteur Rj choisi. FIG. 5 illustrates the effect of the selection of a transmitter R on the transmission loop 90 of addresses and that 91 of the data: these two loops are opened by this selection. The transmission lines 90 of the addresses and 91 of the data therefore form a loop from a structural point of view, but are open from a functional point of view, and the rupture of the loop occurs at a place which depends on the transmitter Rj chosen.
Physiquement, les relais Ri sont susceptibles d'être implantés sur les circuits imprimés perpendiculaires comportant les émetteurs/récepteurs 50. Les horloges H1 et H2 sont implantées sur l'un de ces circuits imprimés, comme par exemple, selon le mode de réalisation décrit, sur le circuit imprimé comportant le relais R1. Physically, the relays Ri are capable of being installed on the perpendicular printed circuits comprising the transmitters / receivers 50. The clocks H1 and H2 are installed on one of these printed circuits, as for example, according to the embodiment described, on the printed circuit comprising the relay R1.
Les figures 11 et 6 représentent la structure d'un relais 94, Ri du bus selon l'invention. Figures 11 and 6 show the structure of a relay 94, Ri of the bus according to the invention.
Comme représenté sur la figure il, chaque relais 94,
Ri comporte deux circuits 72 et 71, respectivement notés C a et Cd, coupant respectivement la boucle de transmission 90 des adresses et celle 91 des données. La ligne 96 de transmission des signaux de l'horloge H2 traverse le relais 94, Ri de la façon suivante : à l'entrée du relais 94, Ri, elle se sépare au niveau d'une bifurcation 70 en deux tronçons 69 et 68 qui traversent respectivement les circuits 72, C a et 71, Cd ; à la sortie du relais 94, Ri, cette ligne 96 est reliée à l'un quelconque des deux tronçons 69 ou 68, comme par exemple au tronçon 69 ; l'extrémité de l'autre tronçon, c'est-à-dire le tronçon 68 dans l'exemple choisi, n'est pas utilisée. Enfin, dans le cas où le bus est synchrone l'un quelconque des circuits 72, 71 est traversé par la ligne 98 de transmission des signaux de l'horloge H1. A titre d'exemple, sur la figure 11, la ligne 98 traverse le circuit 72 coupant la boucle de transmission 90 des adresses.As shown in FIG. 11, each relay 94,
Ri has two circuits 72 and 71, respectively denoted C a and Cd, respectively cutting the transmission loop 90 of the addresses and that 91 of the data. The line 96 for transmitting the signals from the clock H2 crosses the relay 94, Ri as follows: at the input of the relay 94, Ri, it separates at a bifurcation 70 into two sections 69 and 68 which pass through circuits 72, C a and 71, Cd respectively; at the output of relay 94, Ri, this line 96 is connected to any one of the two sections 69 or 68, such as for example to section 69; the end of the other section, that is to say the section 68 in the example chosen, is not used. Finally, in the case where the bus is synchronous, any of the circuits 72, 71 is crossed by the line 98 for transmitting the signals of the clock H1. By way of example, in FIG. 11, the line 98 crosses the circuit 72 cutting the transmission loop 90 of the addresses.
La figure 6 représente la structure du circuit 72, C a coupant la boucle de transmission 90 des adresses, traversé par le tronçon 69 de la ligne 96 de transmission des signaux de l'horloge H2, et, selon l'exemple choisi et pour un bus synchrone, traversé par la ligne 98 de transmission des signaux de l'horloge H1. FIG. 6 represents the structure of the circuit 72, C a cutting the transmission loop 90 of the addresses, crossed by the section 69 of the line 96 for transmission of the signals of the clock H2, and, according to the example chosen and for a synchronous bus, crossed by line 98 for transmitting signals from the clock H1.
Si l'émetteur/récepteur relié au relais comportant le circuit 72, C considéré et noté (E/R)1 dans ce qui suit n'est
a pas effectivement sélectionné comme émetteur (une telle sélection étant transmise par les lignes de commande du bus), les adresses se propageant, dans le sens indiqué par les flèches 93 sur la ligne 90, traversent le circuit 72, C a en passant par le multiplexeur 81. Ce multiplexeur est en effet commandé par un signal 82 (fourni par. les lignes de commande du bus) qui est alors placé dans une première position telle que les signaux présentés à la sortie 83 du multiplexeur 81 soient ceux présents à l'entrée 84 de ce multiplexeur.If the transmitter / receiver connected to the relay comprising the circuit 72, C considered and noted (E / R) 1 in the following is not
has not actually been selected as transmitter (such a selection being transmitted by the bus control lines), the addresses propagating, in the direction indicated by the arrows 93 on the line 90, pass through the circuit 72, C a via the multiplexer 81. This multiplexer is in fact controlled by a signal 82 (supplied by the bus control lines) which is then placed in a first position such that the signals presented at the output 83 of the multiplexer 81 are those present at the input 84 of this multiplexer.
Si l'émetteur/récepteur (E/R)1 est sélectionné comme émetteur, le signal 82 est placé dans une seconde position telle que les signaux présentés à la sortie 83 du multiplexeur 81 soient ceux présents à entrée 85 de ce multiplexeur, cette entrée 85 étant connectée à un bloc émetteur 86 du circuit 72, Ca Ce bloc émetteur 86 est relié par une entrée 87 à la sortie 80 de l'émetteur désigné (E/R)i pour recevoir des adresses. If the transmitter / receiver (E / R) 1 is selected as the transmitter, the signal 82 is placed in a second position such that the signals presented at the output 83 of the multiplexer 81 are those present at input 85 of this multiplexer, this input 85 being connected to a transmitter block 86 of circuit 72, Ca This transmitter block 86 is connected by an input 87 to the output 80 of the designated transmitter (E / R) i for receiving addresses.
Cette transmission d'adresse est effectuée après réception par l'émetteur désigné (E/R)1 d'un signal 79 (appelé "send data") envoyé par le bloc émetteur 86 et indiquant que ce dernier est prêt à recevoir des adresses ; cette transmission d'adresses est d'autre part validée par l'envol, par l'émetteur (E/R)1 vers le bloc émetteur 86, d'un signal 88. Le bloc émetteur 86 peut alors sérialiser les adresses reçues au moyen des signaux de l'horloge
H2 qui sont introduits dans ce bloc par une entrée 89. De façon connue par l'homme du métier, le bloc émetteur assure une conversion parallèle-série avec un codage biphase en délimitant le paquet de bits correspondant au mot par une marque du type start-stop.La reconnaissance de cette marque assure la synchronisation par mot. Une telle conversion est par exemple décrite dans la publication de N. MRABET, G. NOGUEZ, D.This address transmission is carried out after reception by the designated transmitter (E / R) 1 of a signal 79 (called "send data") sent by the transmitter block 86 and indicating that the latter is ready to receive addresses; this transmission of addresses is also validated by the sending, by the transmitter (E / R) 1 to the transmitter block 86, of a signal 88. The transmitter block 86 can then serialize the addresses received by means clock signals
H2 which are introduced into this block by an input 89. In a manner known to those skilled in the art, the transmitter block ensures parallel-series conversion with biphase coding by delimiting the packet of bits corresponding to the word by a mark of the start type -Stop.The recognition of this brand ensures synchronization by word. Such a conversion is for example described in the publication by N. MRABET, G. NOGUEZ, D.
TRECOURT, intitulée: "Réseaux locaux à très haut débit: l'équivalent du code de transmission asynchrone "Start-Stop" n,
Proceeding of the international Conference on Performance of
Data Communication Systems and their Applications, PARIS,
FRANCE, 14-16 septembre 1981 (ENST-INRIA). TRECOURT, entitled: "Very high speed local area networks: the equivalent of the asynchronous transmission code" Start-Stop "n,
Proceeding of the international Conference on Performance of
Data Communication Systems and their Applications, PARIS,
FRANCE, September 14-16, 1981 (ENST-INRIA).
Si l'émetteur/récepteur (E/R)1 est sélectionné comme récepteur, les adresses qui sont présentes à l'entrée 78 d'un bloc récepteur 77 du circuit 72, Ca, sont introduites dans ce bloc récepteur 77. Ces adresses subissent alors une conversion série-parallèle ; puis le bloc-récepteur 77 signale leur présence au récepteur désigné (E/R)1 au moyen d'un signal 76 (appelé "take data") ;; ces adresses sont ensuite envoyées par la sortie 75 du bloc récepteur 77, vers l'entrée 80 du récepteur désigné (E/R)1. Cette conversion série-parallèle est effectuée, de manière connue par l'homme du métier, avec un échantillonnage du signal par le signal lui-même retardé et ne nécessite pas l'utilisation des signaux de l'horloge H2 Une telle conversion est également décrite dans la publication de N. If the transmitter / receiver (E / R) 1 is selected as the receiver, the addresses which are present at the input 78 of a receiver block 77 of the circuit 72, Ca, are introduced into this receiver block 77. These addresses are subject to then a series-parallel conversion; then the receiver block 77 signals their presence to the designated receiver (E / R) 1 by means of a signal 76 (called "take data"); these addresses are then sent via output 75 of receiver block 77, to input 80 of the designated receiver (E / R) 1. This series-to-parallel conversion is carried out, in a manner known to a person skilled in the art, with sampling of the signal by the signal itself delayed and does not require the use of the signals of the clock H2. Such a conversion is also described in the publication of N.
MRABET, G. NOGUEZ, D. TRECOURT, intitulée : Réseaux locaux à très haut débit : l'équivalent du Code de transmission asynchrone "start-stopt ", Procreeding of the international
Conference on Performance of Data Communication Systems and
Their Applications, PARIS, FRANCE, 14-16 septembre 1981 (ENST-INRIA). MRABET, G. NOGUEZ, D. TRECOURT, entitled: Very high speed local area networks: the equivalent of the asynchronous transmission code "start-stopt", Procreeding of the international
Conference on Performance of Data Communication Systems and
Their Applications, PARIS, FRANCE, September 14-16, 1981 (ENST-INRIA).
Enfin, les signaux de l'horloge H2, et ceux de l'horloge H1 dans le cas d'un bus synchrone, traversent le circuit C a en passant à travers un tampon 74. Ce tampon assure la remise en forme et l'amplification de ces signaux d'horloge. Finally, the signals of the clock H2, and those of the clock H1 in the case of a synchronous bus, cross the circuit C a by passing through a buffer 74. This buffer ensures the reshaping and the amplification of these clock signals.
Ce sont les signaux de l'horloge H2 amplifiés (c'est-à-dire ayant traversé le tampon 74) qui sont envoyés vers l'entrée 89 du bloc émetteur 86. D'autre part, dans le cas d'un bus synchrone les signaux de l'horloge H1 sont envoyés, également après traversée du tampon 74, vers l'émetteur/ récepteur (E/R)i par une ligne 73.These are the amplified clock signals H2 (that is to say having passed through the buffer 74) which are sent to the input 89 of the transmitter block 86. On the other hand, in the case of a synchronous bus the signals of the clock H1 are sent, also after crossing the buffer 74, to the transmitter / receiver (E / R) i by a line 73.
coupant la circuit 71, Cd coupant la boucle de
La structure du circuit 71, Cd transmission 91 des données est analogue à celle du circuit 72, Ca, sauf en ce qui concerne le tronçon 69 qui est remplacé par le tronçon 68, et en ce qui concerne la ligne 98 de transmission des signaux de l'horloge H1 et la ligne 73 se dirigeant vers l'émetteur/récepteur (E/R)1 relié au relais comportant les circuits 72, Cl et 71, Cd considérés : ces lignes 98 et 73 sont inutiles dans le circuit 71, Cd.Pour simplifier la réalisation des circuits 72, C a et 71, Cd du relais 94, Ri, on peut cependant fabriquer deux circuits strictement identiques: dans ce cas, le circuit 71, Cd comporte une ligne de transmission analogue à la portion de la ligne 98 qui traverse le circuit 72, C a et comporte également une ligne analogue à la ligne 73 du circuit 72, Ca, mais ces deux lignes du circuit 71, Cd ne sont pas connectées en sortie de ce circuit.cutting circuit 71, Cd cutting loop
The structure of the circuit 71, Cd transmission 91 of the data is similar to that of the circuit 72, Ca, except with regard to the section 69 which is replaced by the section 68, and with regard to the line 98 for transmission of the signals of the clock H1 and the line 73 going towards the transmitter / receiver (E / R) 1 connected to the relay comprising the circuits 72, Cl and 71, Cd considered: these lines 98 and 73 are useless in the circuit 71, Cd .To simplify the realization of circuits 72, C a and 71, Cd of relay 94, Ri, one can however manufacture two strictly identical circuits: in this case, circuit 71, Cd includes a transmission line similar to the portion of the line 98 which crosses circuit 72, C a and also includes a line similar to line 73 of circuit 72, Ca, but these two lines of circuit 71, Cd are not connected at the output of this circuit.
Le fonctionnement du circuit 71, Cd se déduit de celui du circuit 72, C a en remplaçant les adresses par les données dans le cas d'une écriture, et en échangeant en outre les rôles de l'émetteur désigné et du récepteur désigné dans le cas d'une lecture. The operation of circuit 71, Cd is deduced from that of circuit 72, C a by replacing the addresses with the data in the case of a write, and by further exchanging the roles of the designated transmitter and the designated receiver in the case of a reading.
Afin d'obtenir une fréquence de transmission maximum le long du bus selon l'invention, les circuits 72, C a et 71, Cd de chaque relais Ri sont préférence réalisés en technologie AsGa avec une intégration VLSI ("very large scale integration"). A titre d'exemple, un circuit C a ou Cd comporte environ 2000 portes, consomme environ 3,5 watts, peut tenir sur un PGA ("Pin grid Array") de 64 broches, et occupe sur un circuit imprimé la surface de quatre circuits MSI ("Medium Scale integration") à 20 broches. Selon l'exemple choisi, la fréquence obtenue sur le bus peut atteindre environ un gigabit par seconde.Sachant que les fréquences maxima obtenues sur des bus du type connu, comportant quelques dizaines de lignes en parallèle pour la transmission des données ou des adresses, sont de l'ordre de quelques dizaines de megabits par seconde et par ligne, le bus selon l'invention permet de gagner un ordre de grandeur en fréquence par rapport aux bus connus. In order to obtain a maximum transmission frequency along the bus according to the invention, the circuits 72, C a and 71, Cd of each relay Ri are preferably made in AsGa technology with a VLSI integration ("very large scale integration") . For example, a circuit C a or Cd has about 2000 doors, consumes about 3.5 watts, can fit on a PGA ("Pin grid Array") of 64 pins, and occupies on a printed circuit the surface of four 20-pin MSI ("Medium Scale integration") circuits. According to the example chosen, the frequency obtained on the bus can reach approximately one gigabit per second. Knowing that the maximum frequencies obtained on buses of the known type, comprising a few tens of lines in parallel for the transmission of data or addresses, are of the order of a few tens of megabits per second and per line, the bus according to the invention makes it possible to gain an order of magnitude in frequency compared to known buses.
Les figures 7 et 8 correspondent à une première variante du bus selon un mode de réalisation de l'invention, à savoir au cas d'un bus synchrone. La figure 7 représente les signaux transmis mis en jeu au cours d'un cycle d'écriture, tandis que la figure 8 représente ceux mis en jeu au cours d'un cycle de lecture. Dans le cas d'un bus synchrone, les opérations de lecture et d'écriture sont en effet synchronisées sur l'horloge H1 de période T1. Figures 7 and 8 correspond to a first variant of the bus according to an embodiment of the invention, namely in the case of a synchronous bus. FIG. 7 represents the transmitted signals brought into play during a write cycle, while FIG. 8 represents those brought into play during a read cycle. In the case of a synchronous bus, the read and write operations are in fact synchronized on the clock H1 of period T1.
On convient de noter T2 la période de l'horloge de sérialisation H2 des adresses et des données ; on convient également de noter e le temps de propagation maximum entre un
p émetteur désigné et un récepteur désigné, quelle que soit cette désignation ; autrement dit e est le temps de propagation entre
p les émetteur et récepteur potentiels les plus éloignés, à savoir l'émetteur R. et le récepteur Rj#1. Avec de telles notations, le temps maximum nécessaire pour la transmission d'un mot de p bits est égal à
Ct = 8 p + p .T2
Les émetteurs/récepteurs n'ont aucun moyen de mesurer ce temps Ct, ils ne peuvent évaluer que T11 la période de l'horloge Hî. Afin qu'il n'y ait pas de temps perdu, il convient cependant de synchroniser les opérations de lecture et d'écriture sur C t. Pour ce faire, on choisit la période T1 de l'horloge H1 de façon à ce qu'elle soit un sous-multiple de Ct.T2 should be noted as the period of the serialization clock H2 of the addresses and of the data; we should also note e the maximum propagation time between a
p designated transmitter and a designated receiver, regardless of this designation; in other words e is the propagation time between
p the most distant potential transmitter and receiver, namely transmitter R. and receiver Rj # 1. With such notations, the maximum time required for the transmission of a p-bit word is equal to
Ct = 8 p + p .T2
The transmitters / receivers have no means of measuring this time Ct, they can only evaluate T11 the period of the clock Hî. So that there is no lost time, it is however advisable to synchronize the operations of reading and writing on C t. To do this, the period T1 of the clock H1 is chosen so that it is a sub-multiple of Ct.
Autrement dit, on prend
Ct = k T1
Cet entier k est choisi en fonction du temps de réaction de l'émetteur seul dans le cas d'une écriture et de ceux de émetteur et du récepteur respectivement dans le cas d'une lecture.In other words, we take
Ct = k T1
This integer k is chosen as a function of the reaction time of the transmitter alone in the case of a write and of that of the transmitter and of the receiver respectively in the case of a read.
Selon l'exemple Illustré par la figure 7, l'entier k a été pris égal à 2, et il dépend du temps de réaction de l'émetteur qui n'est pas forcément le même pour les adresses et pour les données. According to the example illustrated in FIG. 7, the integer k has been taken equal to 2, and it depends on the reaction time of the transmitter which is not necessarily the same for the addresses and for the data.
Selon l'exemple illustré par la figure 8, l'entier k a été pris égal à 4, et il dépend du temps de réaction de l'émetteur pour les adresses, de celui du récepteur pour les données, et du choix que l'on a fait de transmettre des informations par paquets : un premier cycle de lecture correspondant à l'adresse A1 et à la donnée D1 et un second cycle de lecture correspondant à l'adresse A2 et à la donnée D2 se recouvrent partiellement. Dans ce cas, les trois phases successives : envoi de l'adresse, temps d'accès au récepteur, retour de la donnée peuvent être pipelinées de façon connue par l'homme de métier. According to the example illustrated in FIG. 8, the integer k has been taken equal to 4, and it depends on the reaction time of the transmitter for the addresses, that of the receiver for the data, and the choice that is made. made to transmit information in packets: a first reading cycle corresponding to address A1 and to data D1 and a second reading cycle corresponding to address A2 and to data D2 partially overlap. In this case, the three successive phases: sending of the address, access time to the receiver, return of the data can be pipelined in a manner known by a person skilled in the art.
Les figures 9 et 10 correspondent à une seconde variante du bus selon un mode de réalisation de l'invention, à savoir au cas d'un bus asynchrone, et représentent respectivement les signaux transmis mis en jeu au cours d'un cycle d'écriture et ceux mis en jeu au cours d'un cycle de lecture. Les signaux de contrôle de la transmission, échangés entre l'émetteur et le récepteur, sur ce bus asynchrone, sont intégrés aux adresses et/ou aux données et complétés par un accusé de réception envoyé par le récepteur vers l'émetteur dans le cas d'une écriture. Ces signaux de contrôle sont totalement intégrés aux adresses d'une part et aux données d'autre part dans le cas d'une lecture. FIGS. 9 and 10 correspond to a second variant of the bus according to an embodiment of the invention, namely in the case of an asynchronous bus, and respectively represent the transmitted signals brought into play during a write cycle and those involved during a reading cycle. The transmission control signals, exchanged between the transmitter and the receiver, on this asynchronous bus, are integrated into the addresses and / or data and supplemented by an acknowledgment of receipt sent by the receiver to the transmitter in the case of 'a writing. These control signals are fully integrated with the addresses on the one hand and with the data on the other hand in the case of a reading.
Pour une écriture, l'émetteur envoie une adresse, puis une donnée, et le récepteur ayant reconnu son adresse récupère la donnée dont la présence est signalée par le signal 76 du relais correspondant et renvoie ensuite un accusé de réception vers l'émetteur. For a write, the transmitter sends an address, then a datum, and the receiver having recognized its address recovers the datum whose presence is signaled by signal 76 of the corresponding relay and then sends an acknowledgment of receipt to the transmitter.
Pour une lecture, l'émetteur n'envoie qu'une adresse et le récepteur renvoie la donnée correspondante qui tient lieu d'accusé de réception. For reading, the transmitter sends only one address and the receiver returns the corresponding data which acts as acknowledgment of receipt.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8905674A FR2646541B1 (en) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | FAST BUS |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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FR8905674A FR2646541B1 (en) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | FAST BUS |
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FR2646541A1 true FR2646541A1 (en) | 1990-11-02 |
FR2646541B1 FR2646541B1 (en) | 1991-07-05 |
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ID=9381246
Family Applications (1)
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FR8905674A Expired - Lifetime FR2646541B1 (en) | 1989-04-28 | 1989-04-28 | FAST BUS |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FR (1) | FR2646541B1 (en) |
Cited By (1)
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EP1069509A2 (en) * | 1999-07-16 | 2001-01-17 | Texas Instruments Incorporated | Improvements in or relating to microprocessors |
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Title |
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PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, vol. 12, no. 422 (P-783)[3269], 9 novembre 1988; & JP-A-63 156 252 (FUJITSU LTD) 29-06-1988 * |
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EP1069509A2 (en) * | 1999-07-16 | 2001-01-17 | Texas Instruments Incorporated | Improvements in or relating to microprocessors |
EP1069509A3 (en) * | 1999-07-16 | 2004-10-13 | Texas Instruments Incorporated | Improvements in or relating to microprocessors |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2646541B1 (en) | 1991-07-05 |
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