JPH0411426A - serial transmission system - Google Patents
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- JPH0411426A JPH0411426A JP11420890A JP11420890A JPH0411426A JP H0411426 A JPH0411426 A JP H0411426A JP 11420890 A JP11420890 A JP 11420890A JP 11420890 A JP11420890 A JP 11420890A JP H0411426 A JPH0411426 A JP H0411426A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
本発明は短い距離内に設置される複数のマイクロコンピ
ュータ間でデータ交換を行うためのシリアル伝送システ
ムに関する。The present invention relates to a serial transmission system for exchanging data between multiple microcomputers installed within a short distance.
従来、自動車における各種の制御システムは独立してお
り、各システム毎にマイクロコンピュータが使用されて
いる。しかし、資源の共用化や制御システムの統合化を
考えると、各制御システム間でデータの送受信を行うこ
とが必要となる。そして、各システム間のデータ伝送は
、配線量を少なくするという要請から、シリアル伝送が
望まれる。マイクロプロセッサ間のシリアル伝送には、
マイクロプロセッサの有するシリアル入出力機能を利用
する場合と専用のインタフェース回路を用いる場合があ
る。前者はIIART (llniversal As
ynchronous Receiver Trans
mitter)と呼ばれる非同期の双方向シリアル通信
が一般的である。後者はネットワークの形状としてルー
プタイプとバスタイブとスタータイブがある。Conventionally, various control systems in automobiles have been independent, and a microcomputer has been used for each system. However, when considering the sharing of resources and the integration of control systems, it is necessary to send and receive data between each control system. For data transmission between each system, serial transmission is desired in order to reduce the amount of wiring. Serial transmission between microprocessors requires
There are cases where the serial input/output function of a microprocessor is used, and cases where a dedicated interface circuit is used. The former is IIART (llniversal As
ynchronous Receiver Trans
Asynchronous bidirectional serial communication called mitter is common. The latter network has three types: loop type, bus type, and star type.
11ARTは基本的にはl:1の通信機能であるため、
複数のマイクロコンピュータ間でのデータ交換には適さ
ない。バスタイブのネットワークでは伝送路を光ファイ
バーにすることが困難である。したがって、自動車のよ
うに雑音の多い環境で使用する場合には高速通信ができ
ない。また、スタータイブのネットワークではスターの
中心ノードでの通信集中、通信負荷が大きく、小規模シ
ステム向きである。
上記問題点を解決するために成された簡単な構成で複数
のコンピュータ間のループタイプのデータ交換方式とし
て、本発明者は特開昭63−157546号公報記載の
方式を発明した。
この方式は、シフトレジスタをリング状に配設してその
シフトレジスタで実質的に伝送路を形成すると共に、そ
のシフトレジスタを介してコンピュータと伝送路とのデ
ータの入出力を制御する方式である。
この方式では、各ノードで出力されるデータフレームが
衝突しないように、伝送路の空状態を検出する必要があ
る。即ち、シフトレジスタにデータフレームを新たに生
成できる空状態があるか否かを判定する必要がある。し
たがって、データフレーム長は1つのシフトレジスタの
桁数よりも短いことが要件であった。
一方、入力インタフェース回路のバードウェア量を小さ
くするためと通信遅延を短くするために1つのシフトレ
ジスタの桁数は少ない方が望ましく、そのため、データ
フレームを大きくすることが出来なかった。この結果、
データフレーム内に占める実質的な情報を含む通信デー
タの割合が少ないという問題があった。
本発明は、上記の問題点を解決するために成されたもの
であり、その目的とするところは、簡単な構成で複数の
コンピュータ間のデータの交換を容易に行うことであり
、特に、1つのシフトレジスタの桁数よりも1つのデー
タフレームのデータ長を長くすることを可能とすること
で、伝送効率を向上させることである。11ART is basically an l:1 communication function, so
It is not suitable for exchanging data between multiple microcomputers. In bus-type networks, it is difficult to use optical fiber as the transmission path. Therefore, high-speed communication is not possible when used in a noisy environment such as in a car. In addition, in a star-type network, communication concentration and communication load at the center node of the star are large, making it suitable for small-scale systems. In order to solve the above-mentioned problems, the present inventor invented a method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 157546/1983 as a loop-type data exchange method between a plurality of computers with a simple structure. In this method, shift registers are arranged in a ring, and the shift registers essentially form a transmission path, and data input/output between the computer and the transmission path is controlled via the shift registers. . In this method, it is necessary to detect the empty state of the transmission path so that data frames output from each node do not collide. That is, it is necessary to determine whether there is an empty state in the shift register in which a new data frame can be generated. Therefore, it was required that the data frame length be shorter than the number of digits of one shift register. On the other hand, in order to reduce the amount of hardware in the input interface circuit and to shorten communication delay, it is desirable that the number of digits in one shift register be small, and therefore it has been impossible to increase the size of the data frame. As a result,
There has been a problem in that the proportion of communication data containing substantial information in a data frame is small. The present invention has been made to solve the above problems, and its purpose is to easily exchange data between multiple computers with a simple configuration. The purpose of this invention is to improve transmission efficiency by making it possible to make the data length of one data frame longer than the number of digits of one shift register.
上記問題点を解決するための発明の構成は、第1図に示
すように、複数のコンピュータA1〜An間のデータ伝
送システムであって、前記複数のコンピュータA1〜A
n間のデータ伝送を行うリング状に構成された伝送路B
と、前記伝送路Bと前記コンピュータA1〜An間に配
設され、それらの間のデータの入出力を制御する入出力
インタフェース01〜Cnとから成り、前記入出力イン
タフェースCI−Cnに前記伝送路Bに対しシリアルデ
ータを入出力するシフトレジスタF1〜Fnを設け、前
記各シフトレジスタF1〜Fnを前記伝送路Bに直列に
挿入し、同期信号に同期して前記各シフトレジスタF1
〜Fnの各ビラトラ順次シフトさせてデータを循環させ
るようにした伝送システムにおいて、
自己のシフトレジスタが所定の空状態にあるか否かを示
す状態信号を出力する状態信号出力手段と、上流側の入
力インタフェースのシフトレジスタが所定の空状態であ
ることを示す状態信号が入力され、且つ、自己のシフト
レジスタがデータの所定の空状態にある時に、データフ
レームを生成するデータ生成手段とを設けたことである
。The configuration of the invention for solving the above problems is, as shown in FIG. 1, a data transmission system between a plurality of computers A1 to An.
Transmission line B configured in a ring shape for data transmission between n
and input/output interfaces 01 to Cn, which are arranged between the transmission line B and the computers A1 to An, and control data input/output between them, and the transmission line is connected to the input/output interface CI-Cn. Shift registers F1 to Fn for inputting and outputting serial data to and from B are provided, each of the shift registers F1 to Fn is inserted in series into the transmission line B, and each of the shift registers F1 and Fn is
In a transmission system in which data is circulated by sequentially shifting each of the shift registers of ~Fn, there is provided a status signal output means for outputting a status signal indicating whether or not its own shift register is in a predetermined empty state; and data generation means for generating a data frame when a status signal indicating that the shift register of the input interface is in a predetermined empty state is input and the shift register of the input interface is in a predetermined empty state of data. That's true.
自動車に設置されるシステムのようにコンピュータ間の
距離が短いシステムでは、伝送路Bにおけるデータの伝
搬遅延時間は無視できる。したがって、伝送路Bに直列
に挿入されたシフトレジスタF1〜Fnが実質上の伝送
路となり、送信されるデータは、これらのシフトレジス
タF1〜Fnに記憶され、一つの同期信号に同期してこ
れらのシフトレジスタF1〜Fn上を1ビツトずつシフ
トしながら循環する。データフレームの発生に際しては
、データフレームを発生する入出力インタフェースにお
ける自己のシフトレジスタが所定の空状態であるか否を
が判定される。また、入力された状態信号から上流の入
出力インタフェースのシフトレジスタが所定の空状態か
否かが判定される。ここで、両シフトレジスタにおける
所定の空状態とは、自己のシフトレジスタの下位(シフ
トレジスタの入力側)の空ビットと上流側のシフトレジ
スタの上位(シフトレジスタの出力側)の空ビットとの
和が1データフレームのデータ長よりも大きくなる状態
を意味する。
したがって、上記の2つの条件が成立すれば、自己のシ
フトレジスタにおいてデータフレームを生成しても、後
続のデータフレーム止の衝突を防止することができる。
このように、本発明では、上流側のインタフェースから
その上流側のシフトレジスタの所定の空状態を示す状態
信号を入力することで、上流側のシフトレジスタの空状
態が判定できる。よって、データフレーム長は各シフト
レジスタF1〜Fnのビット長よりも長くしてもデータ
の衝突が生じないので、1データフレーム上に複数のデ
ータを乗せることが可能となり伝送効率(通信データ/
データフレーム)を向上させることができる。In a system in which the distance between computers is short, such as a system installed in a car, the data propagation delay time in the transmission path B can be ignored. Therefore, the shift registers F1 to Fn inserted in series in the transmission path B become the actual transmission path, and the data to be transmitted is stored in these shift registers F1 to Fn, and is synchronized with one synchronization signal. It circulates through the shift registers F1 to Fn while shifting one bit at a time. When generating a data frame, it is determined whether the own shift register in the input/output interface that generates the data frame is in a predetermined empty state. Furthermore, it is determined from the input status signal whether the shift register of the upstream input/output interface is in a predetermined empty state. Here, the predetermined empty state in both shift registers is the difference between the lower empty bit of its own shift register (input side of the shift register) and the upper empty bit of the upstream shift register (output side of the shift register). This means that the sum is larger than the data length of one data frame. Therefore, if the above two conditions are met, even if a data frame is generated in its own shift register, collisions between subsequent data frames can be prevented. As described above, in the present invention, the empty state of an upstream shift register can be determined by inputting a status signal indicating a predetermined empty state of the upstream shift register from the upstream interface. Therefore, data collision does not occur even if the data frame length is longer than the bit length of each shift register F1 to Fn, so it is possible to carry multiple data on one data frame, and the transmission efficiency (communication data/
data frame).
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。
(1)全体の構成
本実施例は、第2図に示すように、マイクロコンピュー
タを3台用い、それらの間のデータの送受信を可能とす
るものである。各マイクロコンピュータA1〜A3は各
入出力インタフェース01〜C3に接続されており、そ
れらの入出力インタフェース(以下「ノード」ともいう
)は、伝送路已に直列に挿入されて、リング状に伝送路
が形成されている。
マイクロコンピュータAIは車両全体の制御を司るもの
で、ダツシュボードの表示制御、ライト、ワイパー、エ
アコン、ラジオ等のスイッチ制御を行う。マイクロコン
ピュータA2はパワートレインの制御を行うもので、燃
料噴射制御、点火時期制御、スロットル開度制御等を行
う。マイクロコンピュータA3はシャーシ制御を行うも
のでサスペンションの制御、ブレーキ制御等を行う。
(2)データフレームの構成
データフレームは、第3図に示すように、スタートデー
タ部DAとデータ識別データ部DBとデータ部DDとス
トップデータ部DEとで構成されている。データ識別デ
ータ部DBはフレーム識別データ部DBIとデータアド
レスデータ部DB2とで構成されている。データ識別デ
ータ部DBとデータ部DDは簡単な符号処理をしており
、ビットの中央で必ず”1″から”0”あるいは”0”
から1′の変化が起こるように構成されている。
スタートデータ部DAは連続的に”0”が2ビット続く
構成としている。また、ストップデータ部DEは連続的
に1ビツトの間″1”の構成である。
一方、伝送路にデータが存在しない時、即ち、データフ
レーム、状態信号が存在しないアイドル時には伝送路は
常にl”のレベルにある。この構成により容易にデータ
フレームのスタートを検出することができる。
データ識別データ部DBとデータ部DDを共に符号処理
をしていることにより、ビット中央の信号変化がクロッ
ク成分を有するため外部共通の同期信号を用いることな
く、各入出力インタフェース部の内部クロックと、信号
変化によるクロック成分とから同期信号を発生させ、1
ビツトづつシフトレジスタ上のデータフレームをシフト
させる。
フレーム識別データ部DBIはデータフレームを生成し
てデータを送信するノードのノードアドレスを示してい
る。データアドレスデータ部DB2は送受信する1組の
データを識別するためのものであり、1組のデータのア
ドレスを示している。
データ部DDは送受信されるデータを構成しており、本
実施例では、DDI−DD3の3個のデータが伝送され
る。3個のデータは各々8ビツトとしている。データ部
DDの長さは、シフトレジスタの長さに依存し、状態信
号及びシフトレジスタ上のデータフレームの状態から確
認できる伝送路上の空きの長さより全データフレーム長
を短くしなければならないという制約を満たす範囲で変
えることができる。
(3)状態信号
状態信号は第4図に示すようにスタート信号SAと空状
態信号SB♂ストップ信号SEとで構成される。
スタート信号SAは、 0′が1ビット間続き、ついで
21′が1ビット間続く構成としている。
空状態信号SBは連続的に′0”が続く構成である。ま
た、ストップ信号SEはデータフレームのストップデー
タと同様に1ビット間ml′の信号である。
(4)入出力インタフェースの構成
容入出力インタフェースC1〜Cnは第5図に示すよう
に構成されている。シフトレジスタ13はデータフレー
ムのビット数の1/2より数ビット多く構成されている
。そのシフトレジスタ13の入力側にはデコーダ11が
接続され出力側にはエンコーダ20が接続されている。
デコーダ11は伝送路Bから入力されるデータフレーム
の符号化されたビットを復号し、エンコーダ20はフレ
ームデータのビットを符号化する。
また、シフトレジスタ13にはデータフレーム検出回路
14が接続されており、そのデータフレーム検出回路1
4はスタートデータ部DAを検出して、データフレーム
の先頭を検出する。データフレームの先頭が検出される
と、送受信制御回路23にスタートデータ検出信号が出
力される。
また、シフトレジスタ13には、データ識別データ受信
レジスタ15が接続されている。そして、データ識別デ
ータ受信レジスタ15は、データフレーム検出回路14
から出力されるスタートデータ検出信号が入力された後
に入力される同期信号によりタイミングを計って送受信
制御回路23から出力される制御信号に同期してシフト
レジスタ13上に現れるフレーム識別データ部DBIと
データアドレスデータ部DB2のデータを入力する。
これらのフレーム識別データとデータアドレスデータは
、送受信制御回路23に出力される。
また、シフトレジスタ13には受信データレジスタ16
が接続されており、受信データレジスタ16は送受信制
御回路23からの制御信号によりシフトレジスタ13上
のデータ部DDのデータを取り込む。データフレームの
受信時に、送受信制御回路23はマイクロコンピュータ
A1から送られた入出力インタフェースC1のノードア
ドレスと受信されたフレーム識別データの値とを比較し
、一致した場合にはデータフレームを消滅させるために
マルチプレクサ22を介して伝送路Bに“工”を書込み
、さらに、状態信号発生回路19がら空状態信号を発生
させる。また、入出力インタフェースC1のノードアド
レスと受信されたフレーム識別データの値とが一致しな
ければ、受信データレジスタ16の、データ識別データ
受信レジスタ15に入力されたデータアドレスデータに
対応するアドレスにデータ部DDのデータが入力される
。
また、シフトレジスタ13には送信データレジスタ17
及びデータ識別データ送信レジスタ18が接続されてい
る。送信データレジスタ17はマイクロコンピュータA
1から出力される送信データを設定し、送受信制御回路
23から出力される制御信号に同期してシフトレジスタ
13にそのデータを出力する。データ識別データ送信レ
ジスタ18はマイクロコンピュータA1から出力される
送信データのデータアドレスデータ及びフレーム識別デ
ータ(ノードアドレス)を設定し、送受信制御回路23
から出力される制御信号に同期してそれをシフトレジス
タ13に出力する。
送受信制御回路23はデータフレームを受信あるいは送
信したあとシフトレジスタ上のデータフレームの状態を
同期信号をカウントすることによりモニタし、シフトレ
ジスタ13が空状態となったか否かを検出する。シフト
レジスタ13が空状態の時には状態信号発生回路19が
ら空状態であることを示す状態信号が伝送路Bに出力さ
れる。
また、自己のシフトレジスタ13の空状態及び状態信号
監視回路24から前ノード(データ流の上流側)から出
力された状態信号の信号レベルによって、自己のシフト
レジスタからデータフレームを発生させてもデータフレ
ームが衝突することがないことが確認されると、送受信
制御回路23はマルチプレクサ22を制御し、スタート
データ発生回路21から出力されるスタートデータDA
を伝送路Bに出力する。次にノードアドレスの書込まれ
たフレーム識別データ及び送信するデータに対応するデ
ータのアドレスであるデータアドレスデータで構成され
たデータ識別データをデータ識別レジスタ18からシフ
トレジスタ13に書込み、送信データレジスタ17に設
定されているデータをシフトレジスタ13に書込む。
シフトレジスタ13上のデータは同期信号により1ビツ
トずつシフトし、その同期信号によりシフトレジスタ1
3に対する入力又は出力のタイミングが制御される。そ
の同期信号は基本クロックを分周したクロックが用いら
れる。但し、この同期信号はデータフレームが入力して
いる時はデータフレームに含まれるクロック成分により
、クロック発生回路I2において位相が修正される。
方、出力のタイミングを制御する時には基本クロックを
分周した同期信号がそのまま用いられる。
尚、受信データレジスタ16又は送信データレジスタ1
7を2ボ一トRAMで構成することにより、シフトレジ
スタ13に対する入出力とマイクロコンピュータA1に
対する入出力を並行に独立して行うことができる。
(5)データの送信
データの送信は全ての入出力インタフェースから可能で
ある。また全ての入出力インタフェースは同様の機能を
有するので第2図に図示する入出力インタフェースC1
に基づいて説明する。入出力インタフェースC1のノー
ドアドレスを「001」とし、送信データが3個あり、
それらのデータアドレスデータをrooool」、
roooloJ、rooollJとする。送信に先立ち
マイクロコンピュータA1から送受信制御回路23に対
し、インタフェースC1のノードアドレス「001」が
与えられる。送受信制御回路23はこのデータを受けて
、データ識別データ送信レジスタ18にフレーム識別デ
ータr001Jを書込む。
次に、マイクロコンピュータA1から送信データが送ら
れてくる。この時、データアドレスデータをそれぞれ、
roooolJ、ro 0010J、roooll」と
する3個のデータrl O10111O」、I”11Q
01100」、rooloolooJが送られたとする
。これにより、データアドレスデータr00001」、
rooolo」、rooollJに対応するアドレスの
送信データレジスタ17に、それぞれ、rlololl
lo」、rlloolloo」、roolooloo」
が書き込まれる。
送受信制御回路23は送信データレジスタ17にデータ
が書き込まれたのを検出して、データ送信手順の実行に
移る。伝送路が空いているか否かを判定して、即ち、上
流側の入出力インタフェースC3から伝送路の空状態信
号が到着しており、前に来たデータフレームは既にシフ
トレジスタを通過していて、データフレームを発生して
もデータの衝突は起きないことを確認する。空いていれ
ば直ちにスタートデータをインタフェースC2に向けて
送出する。そしてスタートデータの直後に、フレーム識
別データ「001」更にその後に3個のデータの代表の
データアドレスデータroo。
Ol」、更に、その後に3個のデータN 010111
0J、rlloolloo」、roolooloo」、
そして、最後のストップデータをシフトレジスタ13上
に書き込んで次の入出力インタフェースC2に向けて送
出する。
入出力インタフェースから1つのテ°−タフレームが送
信されると、他の各入出力インタフェースから1つのデ
ータフレームの送信が可能な時間間隔を経た後に、次の
データの送信が実行可能となる。このようにして、マイ
クロコンピュータA1から、データ送信が指令されると
3個のデータを一組として、一定の時間間隔で、それら
のデータが順次入出力インタフェースC1から送信され
る。
そして、その空き時間に他の入出力インタフェースから
データの送信が可能となる。
(6)データの受信
入出力インタフェースC1にスタートデータが到着する
と、データフレーム検出回路14によりフレームの先頭
が検出され、フレーム検出信号が送受信制御回路23に
出力される。送受信制御回路23はフレーム検出信号を
入力すると、所定数の同期信号をカウントした後フレー
ム識別データをシフトレジスタ13から取り出せるタイ
ミングでデータ識別データ受信レジスタ15に取り出す
。
送受信制御回路23はデータ識別データレジスタ15に
取り出されたフレーム識別データが入出力インタフェー
スC1のノードアドレスに等しいか否かを判定し、等し
い場合にはシフトレジスタ13で受信されるデータフレ
ームは、その入出力インタフェースC1から送信された
データフレームであり、そのデータフレームがシリアル
伝送システムを一巡したことを意味している。したがっ
て、その場合にはそのデータフレームの先頭からデータ
フレーム長だけ「1」をシフトレジスタ13に出力する
ことにより、そのデータフレームを消去すると共にシフ
トレジスタ上にデータフレームが存在しないことを示す
空状態信号を発生する。
一方、受信されたデータフレームのフレーム識別データ
が受信された入出力インタフェースのノードアドレスに
一致しない場合には、そのデータフレームは他の入出力
インタフェースから送信されたことを意味しており、デ
ータの取り込みが行われる。送受信制御回路23はスタ
ートデータ入力後の同期信号によりタイミングを計り、
各続出しタイミングでシフトレジスタ13から代表のデ
ータアドレスデータをデータ識別データ受信レジスタ1
5に読出し、3個のデータを受信データレジスタ16に
読出す。3個のデータは受信データレジスタ16に、デ
ータ識別データ受信レジスタ15に取り込まれた代表の
データアドレスデータの示すアドレス及びそのアドレス
に続くアドレスに対応して記憶される。
本実施例では、データの読出は他の入出力インタフェー
スから送信されたデータは全て読出すようにしているが
、受信された入出力インタフェースに接続されているマ
イクロコンピュータで必要なデータのみを選択的に読出
すようにしてもよい。
尚、全てのデータを読出すように構成すると、送受信制
御回路23の構成が簡単になると共に全ての入出力イン
タフェースの構成を同一構成とすることができる。
(7)伝送路の初期化
各入出力インタフェースのシフトレジスタ13に記憶さ
れるデータは、リセット時に「1」に初期化される。こ
の初期化により、データフレームの誤った検出が防止さ
れる。
各入出力インタフェースで発生されたデータフレームは
フレーム識別データに基づき、各発生入出力インタフェ
ースでデータフレームを消滅させるが、ノイズ等により
このフレーム識別データがどの入出力インタフェースに
も属さない値になる場合がある。この時には、デーフレ
ームはいつまでも伝送路を周回することになる。この対
策止しては、ある期間毎に伝送路の初期化を行うか、マ
スタノードでこのようなデータフレームを監視し、存在
しないフレームアドレスを持つデータフレームを消滅さ
せる手段が必要である。
尚、第5図に示すシフトレジスタ13に接続されている
データ識別データ受信レジスタ15、受信データレジス
タ16、送信データレジスタ17、データ識別データ送
信レジスタ18の位置関係は、シフトレジスタ13上の
データの位置がスタートデータ検出後の同期信号のカウ
ント数により知ることが可能であるので、各レジスタに
対する入出力のタイミングを制御することにより可なり
自由に設定することができる。また、各レジスタとシフ
トレジスタ13とのデータの入出力はパラレルデータ形
式で一度に行っても、シフトレジスタ13の1つの桁か
らシリアルデータ形式で同期信号に同期して1ビツトず
つ行ってもよい。
また、第3図に示すデータフレームには受信データをチ
エツクするための検査ビットを設けていないが、何らか
の検査ビットを付加し受信時にデ−タのチエツクを行う
ことが望ましい。検査ビットはデータフレーム全体に1
ビツト付加するか、フレーム識別データ、データアドレ
スデータ、データ毎に1ビツト付加するようにすればよ
い。この場合には、第5図に示す入出力インタフェース
にパリティビット発生回路、パリティビットチエツク回
路が付加される。
以上、詳述したように、本発明によれば簡単な構成で伝
送路の空きを確認でき、データフレームの衝突の起きな
い伝送システムの構築が可能である。また、全ての入出
力インタフェースは同一に構成できるため、その入出力
インタフェースをマイクロコンピュータの入出力機能と
してマイクロコンピュータに内蔵することが可能となる
。更に、シフトレジスタの入力側に光電気変換素子を、
シフトレジスタの出力側に電気光変換素子を接続して伝
送路を光ファイバーとすることにより、維音に強い伝送
システム、特に自動車における信頼性の高い伝送システ
ムを構築することができる。The present invention will be described below based on specific examples. (1) Overall configuration As shown in FIG. 2, this embodiment uses three microcomputers and allows data to be transmitted and received between them. Each of the microcomputers A1 to A3 is connected to each input/output interface 01 to C3, and these input/output interfaces (hereinafter also referred to as "nodes") are inserted in series along the transmission line to form a ring-shaped transmission line. is formed. The microcomputer AI is responsible for controlling the entire vehicle, controlling the display on the dash board, and controlling switches for lights, wipers, air conditioner, radio, etc. The microcomputer A2 controls the power train, and performs fuel injection control, ignition timing control, throttle opening control, etc. The microcomputer A3 performs chassis control, and performs suspension control, brake control, etc. (2) Structure of Data Frame As shown in FIG. 3, the data frame is composed of a start data section DA, a data identification data section DB, a data section DD, and a stop data section DE. The data identification data section DB is composed of a frame identification data section DBI and a data address data section DB2. Data identification data part DB and data part DD are subjected to simple code processing, and the center of the bit always changes from "1" to "0" or "0".
The structure is such that a change of 1' occurs from . The start data section DA has a structure in which two bits of "0" continue. Further, the stop data section DE is configured to be "1" continuously for one bit. On the other hand, when there is no data on the transmission path, that is, when there is no data frame or status signal and the transmission path is idle, the transmission path is always at the "1" level. With this configuration, the start of a data frame can be easily detected. By performing code processing on both the data identification data section DB and the data section DD, the signal change at the center of the bit has a clock component, so there is no need to use a common external synchronization signal, and the internal clock of each input/output interface section can be used. , a synchronization signal is generated from the clock component due to signal change, and 1
Shifts the data frame on the shift register bit by bit. The frame identification data section DBI indicates the node address of the node that generates the data frame and transmits the data. The data address data section DB2 is for identifying one set of data to be transmitted and received, and indicates the address of one set of data. The data portion DD constitutes data to be transmitted and received, and in this embodiment, three pieces of data, DDI-DD3, are transmitted. Each of the three pieces of data is 8 bits. The length of the data section DD depends on the length of the shift register, and there is a constraint that the total data frame length must be shorter than the length of empty space on the transmission path that can be confirmed from the status signal and the status of the data frame on the shift register. It can be changed within the range that satisfies the following. (3) Status signal As shown in FIG. 4, the status signal is composed of a start signal SA and an empty status signal SB♂stop signal SE. The start signal SA has a configuration in which 0' continues for one bit, and then 21' continues for one bit. The empty state signal SB has a configuration in which '0' continues continuously. Also, the stop signal SE is a signal of 1 bit interval ml' like the stop data of the data frame. (4) Configuration of input/output interface The input/output interfaces C1 to Cn are configured as shown in FIG. A decoder 11 is connected and an encoder 20 is connected to the output side.The decoder 11 decodes the encoded bits of the data frame input from the transmission path B, and the encoder 20 encodes the bits of the frame data. Further, a data frame detection circuit 14 is connected to the shift register 13, and the data frame detection circuit 1
4 detects the start data section DA to detect the beginning of the data frame. When the beginning of the data frame is detected, a start data detection signal is output to the transmission/reception control circuit 23. Further, a data identification data receiving register 15 is connected to the shift register 13 . The data identification data reception register 15 is connected to the data frame detection circuit 14.
The frame identification data section DBI and data that appear on the shift register 13 in synchronization with the control signal output from the transmission/reception control circuit 23 are timed by the synchronization signal input after the start data detection signal output from the transmission/reception control circuit 23 is input. Input the data in the address data section DB2. These frame identification data and data address data are output to the transmission/reception control circuit 23. In addition, the shift register 13 includes a receive data register 16.
is connected, and the reception data register 16 takes in the data in the data section DD on the shift register 13 in response to a control signal from the transmission/reception control circuit 23. When receiving a data frame, the transmission/reception control circuit 23 compares the node address of the input/output interface C1 sent from the microcomputer A1 with the value of the received frame identification data, and if they match, erases the data frame. Then, "work" is written to the transmission line B via the multiplexer 22, and furthermore, the state signal generating circuit 19 generates an empty state signal. Further, if the node address of the input/output interface C1 and the value of the received frame identification data do not match, the data is transferred to the address of the reception data register 16 corresponding to the data address data input to the data identification data reception register 15. The data of section DD is input. The shift register 13 also includes a transmission data register 17.
and a data identification data transmission register 18 are connected. Transmission data register 17 is microcomputer A
1, and outputs the data to the shift register 13 in synchronization with the control signal output from the transmission/reception control circuit 23. The data identification data transmission register 18 sets the data address data and frame identification data (node address) of the transmission data output from the microcomputer A1, and the transmission/reception control circuit 23
It outputs the control signal to the shift register 13 in synchronization with the control signal output from the shift register 13. After receiving or transmitting a data frame, the transmission/reception control circuit 23 monitors the state of the data frame on the shift register by counting synchronization signals, and detects whether the shift register 13 has become empty. When the shift register 13 is empty, the status signal generating circuit 19 outputs a status signal to the transmission path B indicating that the shift register 13 is empty. Furthermore, even if a data frame is generated from the own shift register depending on the empty state of the own shift register 13 and the signal level of the status signal output from the previous node (upstream side of the data flow) from the status signal monitoring circuit 24, the data When it is confirmed that there will be no frame collision, the transmission/reception control circuit 23 controls the multiplexer 22 to generate the start data DA output from the start data generation circuit 21.
is output to transmission path B. Next, data identification data composed of frame identification data in which a node address is written and data address data that is the address of data corresponding to the data to be transmitted is written from the data identification register 18 to the shift register 13, and the transmission data register 17 Write the data set in the shift register 13. The data on shift register 13 is shifted one bit at a time by a synchronizing signal, and the data in shift register 1 is shifted by the synchronizing signal.
The timing of input or output to 3 is controlled. As the synchronization signal, a clock obtained by dividing the basic clock is used. However, when a data frame is input, the phase of this synchronization signal is corrected in the clock generation circuit I2 by a clock component included in the data frame. On the other hand, when controlling the output timing, a synchronization signal obtained by dividing the basic clock is used as is. In addition, reception data register 16 or transmission data register 1
By configuring 7 with a 2-bot RAM, input/output to the shift register 13 and input/output to the microcomputer A1 can be performed in parallel and independently. (5) Data transmission Data can be transmitted from all input/output interfaces. In addition, since all the input/output interfaces have similar functions, the input/output interface C1 shown in FIG.
The explanation will be based on. The node address of input/output interface C1 is "001", and there are three pieces of data to be sent.
rooool those data address data,
Let them be rooloJ and rooollJ. Prior to transmission, the node address "001" of the interface C1 is given to the transmission/reception control circuit 23 from the microcomputer A1. The transmission/reception control circuit 23 receives this data and writes frame identification data r001J into the data identification data transmission register 18. Next, transmission data is sent from the microcomputer A1. At this time, each data address data is
roooolJ, ro 0010J, roooll" three data rl O10111O", I"11Q
01100'' and roolooolooJ are sent. As a result, data address data r00001'',
"rloolo" and "rlololl" are stored in the transmission data register 17 at the address corresponding to rooollJ, respectively.
lo”, rllooolloo”, roolooooloo”
is written. The transmission/reception control circuit 23 detects that data has been written to the transmission data register 17, and moves to execution of a data transmission procedure. It is determined whether the transmission path is empty or not, that is, the transmission path empty status signal has arrived from the upstream input/output interface C3, and the previous data frame has already passed through the shift register. , confirm that no data collision occurs even if a data frame is generated. If it is free, start data is immediately sent to the interface C2. Immediately after the start data, frame identification data "001" is added, followed by data address data roo representative of the three data. Ol”, followed by three pieces of data N 010111
0J, rllooolloo", rooloooloo",
Then, the last stop data is written onto the shift register 13 and sent to the next input/output interface C2. Once one data frame has been transmitted from an input/output interface, the next data can be transmitted after a time interval has elapsed during which one data frame can be transmitted from each of the other input/output interfaces. In this way, when data transmission is commanded from the microcomputer A1, a set of three pieces of data is sequentially transmitted from the input/output interface C1 at fixed time intervals. Data can then be transmitted from other input/output interfaces during that free time. (6) When the start data arrives at the data reception input/output interface C1, the data frame detection circuit 14 detects the beginning of the frame and outputs a frame detection signal to the transmission/reception control circuit 23. When the transmission/reception control circuit 23 receives the frame detection signal, it counts a predetermined number of synchronization signals and then takes out the frame identification data to the data identification data reception register 15 at the timing when the frame identification data can be taken out from the shift register 13. The transmission/reception control circuit 23 determines whether the frame identification data taken out to the data identification data register 15 is equal to the node address of the input/output interface C1, and if the data frame is equal to the node address of the input/output interface C1, the data frame received by the shift register 13 is This is a data frame transmitted from the input/output interface C1, and means that the data frame has gone around the serial transmission system. Therefore, in that case, by outputting "1" equal to the length of the data frame from the beginning of the data frame to the shift register 13, the data frame is erased and the shift register is set to an empty state indicating that there is no data frame. Generate a signal. On the other hand, if the frame identification data of the received data frame does not match the node address of the received input/output interface, it means that the data frame was sent from another input/output interface, and the data Import is performed. The transmission/reception control circuit 23 measures the timing based on the synchronization signal after inputting the start data.
At each successive output timing, the representative data address data is transferred from the shift register 13 to the data identification data receiving register 1.
5, and three pieces of data are read to the reception data register 16. The three pieces of data are stored in the reception data register 16 in correspondence with the address indicated by the representative data address data taken into the data identification data reception register 15 and the address following that address. In this embodiment, all data sent from other input/output interfaces is read, but only the necessary data is selectively read by the microcomputer connected to the received input/output interface. It may also be read out. Note that if the configuration is configured to read all data, the configuration of the transmission/reception control circuit 23 becomes simple, and all the input/output interfaces can have the same configuration. (7) Initialization of transmission path The data stored in the shift register 13 of each input/output interface is initialized to "1" at reset. This initialization prevents false detection of data frames. Data frames generated at each input/output interface are erased at each generated input/output interface based on frame identification data, but if this frame identification data becomes a value that does not belong to any input/output interface due to noise etc. There is. At this time, the data frame will continue to circulate around the transmission path forever. To prevent this, it is necessary to initialize the transmission path at certain intervals, or to monitor such data frames at the master node and eliminate data frames with non-existent frame addresses. The positional relationship of the data identification data reception register 15, reception data register 16, transmission data register 17, and data identification data transmission register 18 connected to the shift register 13 shown in FIG. Since the position can be known from the count number of the synchronization signal after the start data is detected, it can be set quite freely by controlling the input/output timing for each register. Further, data input/output between each register and the shift register 13 may be performed at once in parallel data format, or may be performed one bit at a time in synchronization with a synchronization signal in serial data format starting from one digit of the shift register 13. . Further, although the data frame shown in FIG. 3 is not provided with check bits for checking received data, it is desirable to add some check bits to check the data upon reception. The check bit is 1 for the entire data frame.
Either one bit may be added, or one bit may be added for each frame identification data, data address data, and data. In this case, a parity bit generation circuit and a parity bit check circuit are added to the input/output interface shown in FIG. As described in detail above, according to the present invention, it is possible to check the availability of a transmission path with a simple configuration, and to construct a transmission system in which data frame collisions do not occur. Moreover, since all the input/output interfaces can be configured in the same way, it is possible to incorporate the input/output interfaces into the microcomputer as the input/output function of the microcomputer. Furthermore, a photoelectric conversion element is placed on the input side of the shift register.
By connecting an electro-optical conversion element to the output side of the shift register and using an optical fiber as the transmission path, it is possible to construct a transmission system that is resistant to fiber noise, particularly a highly reliable transmission system for automobiles.
本発明はデータフレームを記憶できるシフトレジスタを
リング状に接続し、同期信号に同期してそのシフトレジ
スタ上のデータを1ビツトずつシフトさせながらデータ
を循環させ、各シフトレジスタに対しデータの入出力を
行ってデータのシリアル伝送を行っているので、複数の
コンピュータ間のデータ伝送が容易に行われる。
また、上流側のインタフェースから出力された状態信号
により、その上流側のシフトレジスタの所定の空状態を
検出することが可能である。したがって、自己のシフト
レジスタが所定の空状態にあることが検出され、状態信
号から上流側のシフトレジスタの所定の空状態が検出さ
れた時には、データフレームを後続のデータフレームと
衝突することなく、自己のシフトレジスタに出力するこ
とが可能となる。
この結果、シフトレジスタ段数を増加させるこさなく、
伝送効率(通信データ/データフレーム)を高くするこ
とができる。The present invention connects shift registers that can store data frames in a ring, and circulates the data while shifting the data on the shift registers one bit at a time in synchronization with a synchronization signal, and inputs and outputs data to and from each shift register. Since data is transmitted serially by using the following steps, data can be easily transmitted between multiple computers. Furthermore, it is possible to detect a predetermined empty state of the upstream shift register based on the status signal output from the upstream interface. Therefore, when it is detected that the own shift register is in a predetermined empty state and the predetermined empty state of the upstream shift register is detected from the status signal, the data frame is transferred without colliding with the subsequent data frame. It becomes possible to output to its own shift register. As a result, without increasing the number of shift register stages,
Transmission efficiency (communication data/data frame) can be increased.
第1図は本発明の概念を示すブロックダイヤグラム。第
2図は本発明の具体的な一実施例に係るシリアル伝送シ
ステムの全体の構成を示した構成図。第3図は同実施例
システムで送受信されるブタフレームの構成を示した構
成図。第4図は同実施例システムで送受信される状態信
号の構成を示した構成図。第5図は同実施例システムで
使用されたインタフェースの構成を示したブロックダイ
ヤグラムである。
路 24
状態信号モニタ回路FIG. 1 is a block diagram showing the concept of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing the overall structure of a serial transmission system according to a specific embodiment of the present invention. FIG. 3 is a configuration diagram showing the configuration of a pig frame transmitted and received in the system of the embodiment. FIG. 4 is a configuration diagram showing the configuration of status signals transmitted and received in the system of the embodiment. FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the interface used in the system of the embodiment. 24 Status signal monitor circuit
Claims (1)
前記複数のコンピュータ間のデータ伝送を行うリング状
に構成された伝送路と、前記伝送路と前記コンピュータ
間に配設され、それらの間のデータの入出力を制御する
入出力インタフェースとから成り、前記入出力インタフ
ェースに前記伝送路に対しシリアルデータを入出力する
シフトレジスタを設け、前記各シフトレジスタを前記伝
送路に直列に挿入し、同期信号に同期して前記各シフト
レジスタの各ビットを順次シフトさせてデータを循環さ
せるシリアル伝送システムにおいて、前記入出力インタ
フェースは、 自己のシフトレジスタが所定の空状態にあるか否かを示
す状態信号を出力する状態信号出力手段と、 上流側に存在する入力インタフェースからその上流側の
入力インタフェースのシフトレジスタが所定の空状態で
あることを示す状態信号が入力され、且つ、自己のシフ
トレジスタがデータの所定の空状態にある時に、データ
フレームを生成するデータ生成手段と を有することを特徴とするシリアル伝送システム。[Claims] A data transmission system between multiple computers,
consisting of a ring-shaped transmission path for transmitting data between the plurality of computers, and an input/output interface disposed between the transmission path and the computer to control data input/output between them; A shift register for inputting and outputting serial data to and from the transmission line is provided in the input/output interface, each of the shift registers is inserted in series into the transmission line, and each bit of each of the shift registers is sequentially changed in synchronization with a synchronization signal. In a serial transmission system that circulates data by shifting, the input/output interface includes: status signal output means for outputting a status signal indicating whether or not its own shift register is in a predetermined empty state; Generates a data frame when a status signal indicating that the shift register of the upstream input interface is in a predetermined empty state is input from the input interface, and the own shift register is in a predetermined empty state of data. A serial transmission system comprising: data generation means.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02114208A JP3074000B2 (en) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | Serial transmission system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02114208A JP3074000B2 (en) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | Serial transmission system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0411426A true JPH0411426A (en) | 1992-01-16 |
JP3074000B2 JP3074000B2 (en) | 2000-08-07 |
Family
ID=14631918
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP02114208A Expired - Lifetime JP3074000B2 (en) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | Serial transmission system |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3074000B2 (en) |
-
1990
- 1990-04-27 JP JP02114208A patent/JP3074000B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JP3074000B2 (en) | 2000-08-07 |
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