專利名稱：用于傳輸信號(hào)和數(shù)據(jù)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在數(shù)據(jù)源及與其耦合的多個(gè)外部設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)的通訊裝置的領(lǐng)域。更具體地講，本發(fā)明是涉及多個(gè)外部設(shè)備和主計(jì)算機(jī)之間外部設(shè)備總線上的數(shù)據(jù)傳輸。
計(jì)算機(jī)工業(yè)中，經(jīng)常需要在多個(gè)數(shù)據(jù)處理設(shè)備(如計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、存貯器等等)之間傳遞數(shù)據(jù)和命令。本世紀(jì)70年代初，由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的問世，計(jì)算機(jī)與其它外部設(shè)備之間的相互聯(lián)接有了重要發(fā)展。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)使得可以在遠(yuǎn)離大型計(jì)算機(jī)的地方分布式訪問計(jì)算資源。
網(wǎng)絡(luò)，例如ARPA網(wǎng)絡(luò)，主要用于提供不同用戶對(duì)較大的分時(shí)系統(tǒng)的存取及這種系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸。在地理上的局部網(wǎng)絡(luò)中，稱做“局部地區(qū)網(wǎng)絡(luò)”(LANS)，用于聯(lián)接一批計(jì)算機(jī)，終端及其外部設(shè)備，通常是在一座建筑物或鄰近的建筑物中，使這些設(shè)備可以相互通訊或與聯(lián)在其它網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備通訊。使用局部地區(qū)網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)分布式計(jì)算。換言之，聯(lián)在局部地區(qū)網(wǎng)絡(luò)上的某些設(shè)備可以被指定來完成特定功能，如文件存貯，數(shù)據(jù)庫管理，終端處理等等。由于不同的機(jī)器完成不同的任務(wù)，這種分布式處理使系統(tǒng)更簡單，效率更高。
目前，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)只用于提供數(shù)據(jù)處理設(shè)備之間的通訊，這些設(shè)備是機(jī)器輸入設(shè)備。然而，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)還可以用來提供在單獨(dú)的計(jì)算機(jī)與多個(gè)外部設(shè)備之間的進(jìn)行通訊的網(wǎng)絡(luò)裝置，例如人工輸入設(shè)備，只聽設(shè)備(listenonlyclevice)和儀表(appliance)等等。人工輸入設(shè)備包括鍵盤，光標(biāo)控制設(shè)備(如鼠型定標(biāo)器)及草圖板等等。只聽設(shè)備包括處理過程記錄器(transactionlog)等等。在先有技術(shù)中，這些設(shè)備是通過每個(gè)設(shè)備的指定端口與主計(jì)算機(jī)相聯(lián)的。為聯(lián)接外部輸入設(shè)備，常常需要有附加“板”。插入附加板時(shí)，還要求主計(jì)算機(jī)斷電，不可在系統(tǒng)工作時(shí)插入。這種現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)效率不高，因?yàn)橥ǔＭ獠吭O(shè)備不同時(shí)工作。(例如，使用鼠型定標(biāo)器的用戶一般不會(huì)同時(shí)使用鍵盤或草圖板)，因此，這些設(shè)備可以共享一條聯(lián)接到主計(jì)算機(jī)的公共線路，不需附加板而不會(huì)引起數(shù)據(jù)傳輸問題先有技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方案還包括了良好的建立網(wǎng)絡(luò)控制的方法，以使某一設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)傳輸。將外部設(shè)備聯(lián)網(wǎng)時(shí)，并不需要這樣的系統(tǒng)，因?yàn)橥ǔＴ谀骋粫r(shí)刻只使用一臺(tái)設(shè)備。此外，先有技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方案使得聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可以通過復(fù)雜的“查詢”方法相互識(shí)別。另一方面，這種復(fù)雜的過程對(duì)于聯(lián)接外部設(shè)備是不需要的，因?yàn)槌饔?jì)算機(jī)之外，這些設(shè)備本身并不需要被其它設(shè)備識(shí)別。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的就是給出多個(gè)外部設(shè)備之間的通訊裝置，這種裝置使得將那些設(shè)備耦合到主計(jì)算機(jī)時(shí)簡單而有效。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是給出使所有上述外部設(shè)備通過單一的輸入端口耦合到主計(jì)算機(jī)的通訊裝置。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是給出使外部設(shè)備可指出向主計(jì)算機(jī)發(fā)出服務(wù)請(qǐng)求信號(hào)的通訊裝置。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一個(gè)給出可以確定通訊裝置線路是否被占用的裝置的通訊線路。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是給出使外部設(shè)備可以在系統(tǒng)工作時(shí)加入的通訊裝置。
已公開了一種包括有儀器和方法的用于在多個(gè)外部設(shè)備與主計(jì)算機(jī)之間傳輸數(shù)據(jù)的通訊裝置。在優(yōu)選實(shí)施例中，多個(gè)外部設(shè)備，如人工輸入設(shè)備(包括鼠型定標(biāo)器，鍵盤，草圖板等)，儀表，只聽設(shè)備等等，都耦合到公共電纜上以傳輸數(shù)據(jù)和接收命令。當(dāng)耦合到電纜上的設(shè)備需要服務(wù)時(shí)，它可以通知主計(jì)算機(jī)，該設(shè)備將不斷發(fā)出服務(wù)請(qǐng)求，直到接收到主計(jì)算機(jī)的發(fā)送數(shù)據(jù)命令。所有相同的通用型外部設(shè)備(如所有鍵盤)，都有做為識(shí)別碼的完全相同的硬件跳線地址。用這種方式，主計(jì)算機(jī)可以識(shí)別在電纜上通訊的通用型設(shè)備。如果不只一個(gè)同類型的外部設(shè)備耦合到電纜上(例如有兩個(gè)鼠型定標(biāo)器)，主計(jì)算機(jī)將給鼠型定標(biāo)器的狀態(tài)寄存器分配新地址，這樣，它們相互可區(qū)別。
在優(yōu)選實(shí)施例中，在電纜上傳輸數(shù)據(jù)和命令時(shí)采用了歸零調(diào)制方式。這就使得如果某一外部設(shè)備要在電纜上傳輸一高電平信號(hào)，而此時(shí)電纜被另一設(shè)備拉低，該外部設(shè)備將發(fā)生碰撞。為簡化系統(tǒng)模型，只有主計(jì)算機(jī)可以啟動(dòng)通訊過程。
本發(fā)明允許在計(jì)算機(jī)工作時(shí)，將外部設(shè)備接到計(jì)算機(jī)上，而不必使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)斷電。本發(fā)明可實(shí)施于窄帶、寬帶、光纖、遠(yuǎn)紅外及其它通訊裝置。


圖1給出了本發(fā)明網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的方框圖。
圖2給出了本發(fā)明使用的歸零編碼方法時(shí)序圖。
圖3給出了本發(fā)明外部設(shè)備的寄存器。
圖4給出了某一外部設(shè)備請(qǐng)求主計(jì)算機(jī)服務(wù)時(shí)操作順序的流程圖。
圖5給出了為共享硬件跳線地址的設(shè)備提供新地址的操作順序流程圖。
圖6給出了本發(fā)明中命令處理的時(shí)序圖。
本發(fā)明公開了用于在耦合到主計(jì)算機(jī)的外部設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)的外部設(shè)備總線，其中包括所用儀器和方法。為使對(duì)本發(fā)明能有透徹了解，在下面的描述中，給出了大量特殊細(xì)節(jié)，如特定數(shù)字、寄存器、地址、時(shí)序、信號(hào)及格式等。但對(duì)本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來講，很明顯，實(shí)施本發(fā)明時(shí)可以不需要這些特殊細(xì)節(jié)。在另外一些情況下，為了避免不必要地使本發(fā)明難于理解，對(duì)一些眾所周知的電路和設(shè)備則用方框圖表示。
參見圖1，其中給出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。多個(gè)外部設(shè)備，用數(shù)字11到16來標(biāo)誌，通過單電纜17耦合到主計(jì)算機(jī)10。在本優(yōu)選實(shí)施例中，所有設(shè)備通過小型電話插座與主計(jì)算機(jī)通訊，并對(duì)聯(lián)接器做如下分配頂功率(tip-power)，環(huán)形-數(shù)據(jù)(ring-data)和環(huán)套-回歸功率(sleeve-powerrefurn)。高電平信號(hào)(1)最低為2.4伏，低電平信號(hào)(0)最高為0.8伏。盡管在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中希望使用單根電纜，但其它通訊裝置，如寬頻帶法、光纖系統(tǒng)及紅外信號(hào)也可以使用。
本發(fā)明中的總線支持編碼設(shè)備(這種設(shè)備一個(gè)鍵表示一個(gè)符號(hào)或一種功能，如鍵盤14)，相對(duì)設(shè)備(這種設(shè)備的對(duì)應(yīng)控制設(shè)備(如鼠型定標(biāo)器11或12，的顯示光標(biāo)的移動(dòng)可以任一點(diǎn)為起點(diǎn))和絕對(duì)設(shè)備(這種設(shè)備的顯示位置和設(shè)備位置之間有一恒定的直接關(guān)系，如草圖板13)。
這個(gè)系統(tǒng)也允許將擴(kuò)展地址設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，擴(kuò)展地址設(shè)備共享公共的硬件跳線地址，但對(duì)特定設(shè)備還有唯一地址，主計(jì)算機(jī)在訪問該設(shè)備之前需判別這個(gè)地址。例如，假定儀表可以耦合到主計(jì)算機(jī)，并受主計(jì)算機(jī)控制。在這種情況下，所有儀表都有相同的固定硬件跳線地址。第一層的主計(jì)算機(jī)為了選中儀表，只要簡單地選擇該硬件跳線地址即可。此時(shí)，所有儀表都處于無效狀態(tài)。如果主計(jì)算機(jī)向某一儀表發(fā)一信號(hào)，且這個(gè)信號(hào)與儀表的擴(kuò)展地址匹配，則該儀表就被該主計(jì)算機(jī)變?yōu)橛行顟B(tài)。擴(kuò)展地址是一個(gè)識(shí)別碼，在優(yōu)選實(shí)施例中，擴(kuò)展地址可長達(dá)64字節(jié)。只要主計(jì)算機(jī)給出擴(kuò)展地址，具有該地址的設(shè)備即進(jìn)入有效狀態(tài)。以后向儀表地址所發(fā)的命令都由這個(gè)設(shè)備執(zhí)行，而不必每次都給出擴(kuò)展地址。有效儀表執(zhí)行所有對(duì)儀表地址的命令，而無效設(shè)備則處于被動(dòng)狀態(tài)。為使有效的擴(kuò)展地址設(shè)備變?yōu)闊o效，主計(jì)算機(jī)只要給出另一擴(kuò)展地址設(shè)備的擴(kuò)展地址，使其變?yōu)橛行В瑫r(shí)就使原有效設(shè)備變?yōu)闊o效。假定任何可以由主計(jì)算機(jī)控制的設(shè)備都適用于本網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方案，如電燈，電爐、噴灌系統(tǒng)及電話應(yīng)答機(jī)等。假定在這個(gè)系統(tǒng)中至少有另一個(gè)擴(kuò)展地址設(shè)備的硬件跳線地址，這個(gè)地址將用于系統(tǒng)保護(hù)或用戶識(shí)別。例如，在這個(gè)地址上的某一設(shè)備，可以有一擴(kuò)展地址，只有當(dāng)系統(tǒng)用戶給出這一擴(kuò)展地址后，系統(tǒng)才能工作。在其它情況下，某些單獨(dú)操作在執(zhí)行前可能要求主計(jì)算機(jī)給出其它安全設(shè)備的擴(kuò)展地址。這些安全設(shè)備像“鑰匙”一樣，用來鎖住整個(gè)系統(tǒng)或在系統(tǒng)上執(zhí)行的某些操作。
此外，本發(fā)明為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用保留了軟地址段16。保留軟地址段是為有相同的外部設(shè)備耦合到總線上時(shí)所用。例如，如果總線上耦合了不只一個(gè)鼠型定標(biāo)器，主計(jì)算機(jī)給每一個(gè)鼠型定標(biāo)器分配新地址，這些地址就放在軟地址段。
盡管給出了耦合到總線上每一類型設(shè)備的特例，但對(duì)于分配的地址可能每類設(shè)備不只有一種。例如草圖板筆是一種絕對(duì)設(shè)備，而觸摸熒光屏也是絕對(duì)設(shè)備，且其與草圖板有相同的固定命令地址。此時(shí)，主計(jì)算機(jī)將在軟地址段給每一設(shè)備分配新地址。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，多個(gè)外部設(shè)備的地址分配如下地址設(shè)備類型例0000(0)擴(kuò)展地址設(shè)備安全系統(tǒng)，用戶ID0001(1)擴(kuò)展地址設(shè)備儀表0010(2)編碼設(shè)備鍵盤0011(3)相對(duì)設(shè)備鼠型定標(biāo)器0100(4)絕對(duì)設(shè)備草圖板，觸摸熒光屏0101(5)保留無0110(6)保留無0111(7)保留無1000(8)軟地址尋址相同外部設(shè)備………………1111(15)軟地址尋址相同外部設(shè)備本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識(shí)到，還可以給這些設(shè)備分配其它地址，這些地址的數(shù)位可以比實(shí)施例中多或少。
本優(yōu)選實(shí)施例中，所有外部設(shè)備都有四個(gè)寄存器用于接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。對(duì)每一設(shè)備，說寄存器3和聽寄存器3包含了諸如設(shè)備地址、處理程序信息的狀態(tài)信息。其余寄存器都是數(shù)據(jù)寄存器，除聽寄存器2以外，這些寄存器是專有設(shè)備，聽寄存器2包含擴(kuò)展地址設(shè)備的擴(kuò)展地址或軟地址尋址設(shè)備的設(shè)備專有信息。
在本發(fā)明的這一優(yōu)選實(shí)施例中，外部總線上有三種類型的通訊，即命令、數(shù)據(jù)和全程信號(hào)。命令由主計(jì)算機(jī)傳送到外部設(shè)備;數(shù)據(jù)由主計(jì)算機(jī)傳送到外部設(shè)備或由外部設(shè)備傳送到主計(jì)算機(jī);全程信號(hào)是特殊的傳送到全系統(tǒng)的信息。
在該優(yōu)選實(shí)施例中，數(shù)據(jù)按每一位元的低電平時(shí)間與高電平時(shí)間之比率編碼。位元邊界定義為總線上的下降沿。零編碼為這樣的位元，其低電平時(shí)間大于高電平時(shí)間，如圖2位元20所示?！?”則定義為這樣的位元，其低電平時(shí)間小于高電平時(shí)間，如圖2位元21所示。在本優(yōu)選實(shí)施例中，起始位定義為“1”，停止位為“0”，停止位沒有額外的下降沿來定義位元時(shí)間。停止位用來同步總線上處理過程的終止。
命令信號(hào)和低速數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈辉芷诖蠹s為100微秒±30%。高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈辉獮?0微秒±1%。數(shù)據(jù)處理的格式為起始位(1)其后是可達(dá)256位的數(shù)據(jù)位，最后是停止位，當(dāng)使用其它的通訊裝置時(shí)，則可采用其它信號(hào)格式。
命令只能由主計(jì)算機(jī)發(fā)送。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，有三種命令說，聽和清零。如圖6所示，為指示命令的開始，先給出了提示脈沖，提示脈沖由主計(jì)算機(jī)通過總線在“T-attn”周期內(nèi)為低電平發(fā)送而產(chǎn)生。本優(yōu)選實(shí)施例中，T-attn周期大約為560-1040微秒。提示脈沖后是同步脈沖，同步脈沖用以啟動(dòng)總線時(shí)序。同步脈沖的后沿用做命令第一位的時(shí)序參考點(diǎn)。命令后是一停止位(在本實(shí)施例中為“0”)。停止位后，如果沒有其它設(shè)備的服務(wù)請(qǐng)求，總線恢復(fù)到其正常的高電平狀態(tài)。
本優(yōu)選實(shí)施例中，命令是一8位值。該命令含有4位設(shè)備地址段，規(guī)定所需外部設(shè)備的固定硬件跳線地址(如鼠型定標(biāo)器的地址是0011)。其后兩位是命令位，最后是兩位寄存器地址段，它在被選中待指定的外部設(shè)備中提供一個(gè)專用寄存器R0-R3。本優(yōu)選實(shí)施例中，命令代碼如下命令代碼清零01聽10說11說命令使被選中設(shè)備將其數(shù)據(jù)傳到主計(jì)算機(jī)，聽命令使被選中設(shè)備接收來自主計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)并存入其寄存器。清零命令對(duì)由特殊設(shè)備定義的每個(gè)設(shè)備都有作用，它可用于寄存器清零或使鍵盤上的所有鍵復(fù)位以便再發(fā)送。
當(dāng)選中某外部設(shè)備執(zhí)行說命令時(shí)，該設(shè)備必須在一定時(shí)間內(nèi)做出回響，這稱做“時(shí)間超出”周期。時(shí)間超出周期“Tlt”大約為140-260微秒(2個(gè)位元)。被選中設(shè)備如果沒有時(shí)間超出，則在總線上變?yōu)橛行顟B(tài)，執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸，然后結(jié)束命令執(zhí)行，恢復(fù)到總線上的無效狀態(tài)。
全程信號(hào)用于既非命令亦非數(shù)據(jù)的過程處理。全程信號(hào)包括提示與同步信號(hào)，用于起始命令和總線時(shí)序;服務(wù)請(qǐng)求信號(hào)，用于設(shè)備向主計(jì)算機(jī)請(qǐng)求服務(wù);復(fù)位信號(hào)，使總線在Tres的極小值內(nèi)為低電平，以在總線上產(chǎn)生中斷。Tres周期大約為2.8-5.2毫秒(40個(gè)位元)。全程信號(hào)將與其它處理過程一起做詳細(xì)描述。
由于一個(gè)外部設(shè)備在接到主計(jì)算機(jī)的說命令后只能發(fā)送數(shù)據(jù)，本系統(tǒng)提供了一種設(shè)備可以通知主計(jì)算機(jī)需要服務(wù)的方法，這由設(shè)備向主計(jì)算機(jī)發(fā)送服務(wù)請(qǐng)求信號(hào)來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明中，發(fā)送服務(wù)請(qǐng)求信號(hào)就是在任一命令處理的停止位后使總線保持低電平。耦合到總線上的每一外部設(shè)備都有若干寄存器(本優(yōu)選實(shí)施例中為4個(gè)寄存器)，圖3示出了外部設(shè)備的一個(gè)寄存器。A13位是服務(wù)請(qǐng)求使能位，當(dāng)這一位被主計(jì)算機(jī)置為高電平，需要服務(wù)時(shí)，設(shè)備就能夠在命令處理的停止位后使總線處于低電平，如圖6所示。設(shè)備將持續(xù)發(fā)出服務(wù)請(qǐng)求，直到接到主計(jì)算機(jī)的說命令。圖4的流程圖給出了設(shè)備請(qǐng)求服務(wù)后的處理步驟。
最初，該設(shè)備確定它是否請(qǐng)求服務(wù)，即它是否有數(shù)據(jù)向主計(jì)算機(jī)傳送。如果有數(shù)據(jù)要傳送，設(shè)備將其內(nèi)部標(biāo)志位置位。當(dāng)主計(jì)算機(jī)發(fā)出下一個(gè)命令時(shí)，設(shè)備檢查這是否發(fā)給它的命令。如果命令未選中這個(gè)設(shè)備，設(shè)備將檢查其服務(wù)請(qǐng)求使能位(寄存器3的A13位)是否置為高電平。如果是高電平，該設(shè)備在命令停止位后使總線為低電平，參見圖6。然后設(shè)備等待接收下一個(gè)主計(jì)算機(jī)命令，檢查是否被選中執(zhí)行說命令。如果命令選中這個(gè)設(shè)備，它將確定是否說命令，如果不是說命令，設(shè)備發(fā)出服務(wù)請(qǐng)求，執(zhí)行接到的命令，然后等待下一個(gè)命令;如果是說命令，設(shè)備發(fā)出數(shù)據(jù)，并認(rèn)為服務(wù)請(qǐng)求已被滿足。設(shè)備繼續(xù)監(jiān)視其自身狀態(tài)，以決定何時(shí)需要服務(wù)。由于使主計(jì)算機(jī)能夠控制服務(wù)請(qǐng)求使能位，在總線上實(shí)現(xiàn)了更有效的操作。接到服務(wù)請(qǐng)求后，主計(jì)算機(jī)只需檢查服務(wù)請(qǐng)求使能位被置位的設(shè)備是否需要服務(wù)。此外，主計(jì)算機(jī)可以禁止某些特殊應(yīng)用不需要的設(shè)備。
傳送數(shù)據(jù)時(shí)，設(shè)備可以檢測(cè)碰撞。如果外部設(shè)備要輸出1，而數(shù)據(jù)線是0或?qū)⒁優(yōu)?，可認(rèn)為該設(shè)備與另一設(shè)備發(fā)生了一次碰撞。這意味著，另一設(shè)備也在總線上傳送數(shù)據(jù)。這種情況發(fā)生時(shí)，被撞設(shè)備停止在總線上執(zhí)行說命令，并保留發(fā)送數(shù)據(jù)以備再發(fā)送。發(fā)生碰撞時(shí)，設(shè)備將其內(nèi)部標(biāo)志位置位。先有技術(shù)中，外部設(shè)備無法檢測(cè)碰撞。本發(fā)明的這一新特點(diǎn)使通訊操作更為有效。通過檢測(cè)碰撞，設(shè)備可以保留傳送的數(shù)據(jù)，并向主計(jì)算機(jī)發(fā)出服務(wù)請(qǐng)求。本發(fā)明的檢測(cè)方法，在檢測(cè)到碰撞前不需要等待周期。如果總線被其它設(shè)備占用，設(shè)備將終止其數(shù)據(jù)傳輸，或當(dāng)總線被占用時(shí)，就簡單地不開始傳輸，此外，這種檢測(cè)方法對(duì)于定位具有同樣硬件跳線地址的多個(gè)設(shè)備也是有用的，例如對(duì)于圖1所示的鼠型定標(biāo)器11和12。
這種情況下，主計(jì)算機(jī)通過使碰撞設(shè)備共享相同的地址就可改變?cè)O(shè)備的地址，主計(jì)算機(jī)通過說R3命令選中這些設(shè)備以實(shí)現(xiàn)上述目的。R3(設(shè)備的寄存器之一)包含圖3所示的信息。A0到A7位是設(shè)備的處理程序信息，主計(jì)算機(jī)由此可知設(shè)備的功能和設(shè)備所提供數(shù)據(jù)的用途。A8到A11是地址段，當(dāng)不只一個(gè)耦合到總線上的設(shè)備有相同的命令地址時(shí)，該段的內(nèi)容被改變。此時(shí)，軟地址段之一將分配給A8到A11各位，以后這就用做設(shè)備的命令地址。在此之前，這些位元內(nèi)是一隨機(jī)數(shù)，用于輔助檢測(cè)碰撞。例如，如有兩個(gè)鼠型定標(biāo)器接到說R3命令，且同時(shí)開始執(zhí)行說命令，二者都檢測(cè)不到碰撞。但如果寄存器R3的地址段內(nèi)為隨機(jī)數(shù)，則兩個(gè)設(shè)備的最終輸出將是不同的，此時(shí)，兩個(gè)設(shè)備之一將檢測(cè)到碰撞并停止執(zhí)行說命令。A12位是高速使能位，如果此位置位，則數(shù)據(jù)傳輸采用較高調(diào)制速率(每一位幀50微秒)。高速使能位由主計(jì)算機(jī)置位。如果主計(jì)算機(jī)不能用高調(diào)制速率接收數(shù)據(jù)，它就將所有設(shè)備的高速使能位都置于低電平。如果主計(jì)算機(jī)可以用高調(diào)制速率接收數(shù)據(jù)，且設(shè)備可以用高調(diào)制速率發(fā)送(那個(gè)信息包含在寄存器3內(nèi)處理程序位中)，則主計(jì)算機(jī)將設(shè)備的高速使能位置高電平。如前所述，A13位是服務(wù)請(qǐng)求使能位，由主計(jì)算機(jī)置位，以使設(shè)備能執(zhí)行服務(wù)請(qǐng)求處理。A14和A15位留做日后之用，被置為0。
接收到說R3命令之后，設(shè)備將其狀態(tài)(即處理程序和地址)提供給主計(jì)算機(jī)。如果總線上耦合了兩個(gè)同類型的設(shè)備，則只有一個(gè)響應(yīng)命令，因?yàn)榱硪粋€(gè)會(huì)檢測(cè)到碰撞。圖5示出了在總線上分配新地址的方法。
接收到說R3命令后，設(shè)備將從寄存器3發(fā)送出它的狀態(tài)。如果數(shù)據(jù)線轉(zhuǎn)為低電平，設(shè)備就認(rèn)為發(fā)生碰撞，停止發(fā)送(即停止執(zhí)行說命令)，并將其內(nèi)部標(biāo)志位置位以表示發(fā)生了碰撞。主計(jì)算機(jī)向鼠型定標(biāo)器的地址發(fā)送聽R3命令。每個(gè)說命令都將設(shè)備的內(nèi)部碰撞標(biāo)志位復(fù)位，設(shè)備檢查其碰撞位是否置位，如果沒有置位，設(shè)備將用聽R3命令中的軟地址取代A8到A11各位。在這種方式中，通過主計(jì)算機(jī)可以跟蹤設(shè)備的新地址可改變接收到命令的設(shè)備地址。如果設(shè)備在聽R3命令后檢測(cè)到碰撞位，設(shè)備不改變軟地址位，但可以改變R3的其它段。主計(jì)算機(jī)發(fā)出另一個(gè)說R3命令，以檢查是否有任何設(shè)備仍用鼠型定標(biāo)器地址。此時(shí)，剩下的鼠型定標(biāo)器將發(fā)出其起始位，檢測(cè)不到碰撞，并從寄存器3發(fā)出它的狀態(tài)。主計(jì)算機(jī)向鼠型定標(biāo)器地址發(fā)回一個(gè)聽R3命令。此時(shí)，剩下的鼠型定標(biāo)器將檢測(cè)不到本例中被置位的碰撞位，于是用從主計(jì)算機(jī)接收到的軟地址取代寄存器3中的A8到A11各位。然后主計(jì)算機(jī)向鼠型定標(biāo)器發(fā)出另一個(gè)說R3命令，此時(shí)，因?yàn)樵谀莻€(gè)地址沒有鼠型定標(biāo)器，所以總線上將時(shí)間超出，主計(jì)算機(jī)知道已經(jīng)給每一個(gè)共享鼠型定標(biāo)器地址的設(shè)備都分配了新的地址。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，外部設(shè)備上有一設(shè)備，用于指示有效性，稱做有效性指示器。有效性指示器可以是鍵盤上的一個(gè)特殊鍵或是鼠型定標(biāo)器上的一個(gè)按鈕。當(dāng)不只一個(gè)設(shè)備耦合到總線上時(shí)，主計(jì)算機(jī)能顯示一條信息要求某個(gè)設(shè)備使用有效性指示器。而后，主計(jì)算機(jī)發(fā)聽R3命令，這條命令改變有效設(shè)備的地址。用這種方法，在多用戶系統(tǒng)中，每個(gè)設(shè)備都可被定位并分配新的地址。
到此，已經(jīng)完整描述了允許將多個(gè)外部設(shè)備通過單端口耦合到主計(jì)算機(jī)的外部設(shè)備總線。
權(quán)利要求
1.一種用于傳輸信號(hào)和數(shù)據(jù)方法，其中在主計(jì)算機(jī)和第一、第二外圍設(shè)備之間的信號(hào)和數(shù)據(jù)傳輸是在主計(jì)算機(jī)的控制下進(jìn)行的，其中信號(hào)和數(shù)據(jù)是在連接第一、第二外圍設(shè)備至主計(jì)算機(jī)的總線上進(jìn)行傳輸?shù)模黄渲锌偩€通常是處于一邏輯的第一狀態(tài)，和其中第一和第二外圍設(shè)備每一個(gè)都初始地包括一識(shí)別第一號(hào)碼作為第一和第二個(gè)圍設(shè)備的一命令地址；其特征在于該方法包括如下步驟主計(jì)算機(jī)在總線上發(fā)送多個(gè)第一信號(hào)，其中多個(gè)第一信號(hào)包括第一說命令，要求任何一個(gè)具有第一號(hào)碼作為其命令地址的外圍設(shè)備(1)發(fā)送數(shù)據(jù)給主計(jì)算機(jī)和(2)使該外圍設(shè)備的碰撞位復(fù)位到一邏輯的第二狀態(tài)；如果第一號(hào)碼是第一外圍設(shè)備的命令地址，第一外圍設(shè)備通過試圖在總線上發(fā)送數(shù)據(jù)給主計(jì)算機(jī)來響應(yīng)第一說命令，同時(shí)，第一外圍設(shè)備查找指示總線目前正在使用的碰撞，其中如果第一外圍設(shè)備試圖以邏輯的第一狀態(tài)在總線上發(fā)送數(shù)據(jù)而總線處于或進(jìn)入邏輯的第二狀態(tài)，則為檢測(cè)到碰撞；如果第一號(hào)碼是第二外圍設(shè)備的命令地址，第二外圍設(shè)備通過試圖在總線上發(fā)送數(shù)據(jù)給主計(jì)算機(jī)來響應(yīng)第一說命令，同時(shí)，第二外圍設(shè)備查找指示總線目前正在使用的碰撞，其中如果第二外圍設(shè)備試圖以邏輯的第一狀態(tài)在總線上發(fā)送數(shù)據(jù)而總線處于或進(jìn)入邏輯的第二狀態(tài)；第一外圍設(shè)備沒有檢測(cè)出一碰撞，則第一外圍設(shè)備將其數(shù)據(jù)通過總線傳送到主計(jì)算機(jī)上；第二外圍設(shè)備檢測(cè)出碰撞，并且作為結(jié)果，(1)第一外圍設(shè)備將碰撞檢測(cè)位從邏輯的第二狀態(tài)設(shè)置為邏輯的第一狀態(tài)，和(2)停止通過總線從第二外圍設(shè)備向主計(jì)算機(jī)傳送數(shù)據(jù)；主計(jì)算機(jī)在總線上傳送多個(gè)第二信號(hào)，其中各個(gè)第二信號(hào)包括一第一聽命令，要求任何一個(gè)具有第一號(hào)碼作為其命令地址的外圍設(shè)備去接收由主計(jì)算機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)；主計(jì)算機(jī)將存儲(chǔ)在第一軟地址位置作為數(shù)據(jù)在總線上發(fā)出；如果第一號(hào)碼是第一外圍設(shè)備的命令地址，則第一外圍設(shè)備通過存儲(chǔ)第二號(hào)碼作為第一外圍設(shè)備的命令地址來響應(yīng)第一聽命令；第二外圍設(shè)備不從總線上接收第二號(hào)碼，因?yàn)榈诙鈬O(shè)備的碰撞檢測(cè)位被設(shè)置為邏輯的第一狀態(tài)；主計(jì)算機(jī)在總線上傳送多個(gè)第三信號(hào)，其中多個(gè)第三信號(hào)包括一第二說命令，要求任何具有第一號(hào)碼作為其命令地址的外圍設(shè)備去(1)發(fā)送數(shù)據(jù)給主計(jì)算機(jī)和(2)使該外圍設(shè)備的碰撞檢測(cè)位復(fù)位到邏輯的第二狀態(tài)；如果第一號(hào)碼不再是第一外圍設(shè)備的命令地址，則第一外圍設(shè)備不響應(yīng)第二說命令；如果第一號(hào)碼是第二外圍設(shè)備地址，則第二外圍設(shè)備通過試圖在總線上發(fā)送數(shù)據(jù)給主計(jì)算機(jī)來響應(yīng)第二說命令，同時(shí)，第二外圍設(shè)備尋找指示總線目前正在使用的碰撞，其中如果第二外圍設(shè)備試圖以邏輯的第一狀態(tài)在總線上發(fā)送數(shù)據(jù)而總線正處于或進(jìn)入第二狀態(tài)，則檢測(cè)到一碰撞；第二外圍設(shè)備沒有檢測(cè)到一碰撞，則第二外圍設(shè)備通過總線將其數(shù)據(jù)發(fā)送給主計(jì)算機(jī)；主計(jì)算機(jī)在總線上發(fā)送多個(gè)第四信號(hào)，其中，多個(gè)第四外圍設(shè)備包括一第二聽命令，要求任何具有第一號(hào)碼作為其命令地址的外圍設(shè)備去接收由主計(jì)算機(jī)發(fā)出的數(shù)據(jù)；主計(jì)算機(jī)將存儲(chǔ)在第二軟地址位置的第三號(hào)碼作為數(shù)據(jù)在總線上發(fā)送；如果第一號(hào)不再是第一外圍設(shè)備的命令地址，則第一外圍設(shè)備不響應(yīng)第二聽命令；如果第一號(hào)碼是第二外圍設(shè)備的命令地址，則第二外圍設(shè)備通過將第三號(hào)碼作為第二外圍設(shè)備的命令地址存儲(chǔ)起來來響應(yīng)第二聽命令。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的用于傳輸信號(hào)和數(shù)據(jù)的方法，其特征在于進(jìn)一步包括步驟主計(jì)算機(jī)在總線上發(fā)送多個(gè)第五信號(hào)，其中多個(gè)第五外圍設(shè)備包括一第三說命令，要求任何具有第一號(hào)碼作為其命令地址的外圍設(shè)備去(1)發(fā)送數(shù)據(jù)給主計(jì)算機(jī)和(2)使該外圍設(shè)備的碰撞檢測(cè)位復(fù)位為邏輯的第二狀態(tài);如果第一號(hào)碼不再是第一外圍設(shè)備的命令地址，則第一外圍設(shè)備不響應(yīng)第三說命令;如果第一號(hào)碼不再是第二外圍設(shè)備的命令地址，則第二外圍設(shè)備不響應(yīng)第三說命令;渡過一暫停時(shí)間，在此期間第一、第二外圍設(shè)備不作出任何響應(yīng)，它指示主計(jì)算機(jī)主計(jì)算機(jī)已完成將新命令地址給第一和第二外圍設(shè)備。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的用于傳輸信號(hào)和數(shù)據(jù)的方法，其特征在于所述多個(gè)第一信號(hào)包括一提示信號(hào)，一同步信號(hào)，一第一說命令，和一停止信號(hào);所述多個(gè)第二信號(hào)包括一提示信號(hào)，一同步信號(hào)，一第一聽命令，和一停止信號(hào);所述多個(gè)第三信號(hào)包括一提示信號(hào)，一同步信號(hào)，第二說命令，和一停止信號(hào);所述多個(gè)第四信號(hào)包括一提示信號(hào)，一同步信號(hào)，第二聽命令，和一停止信號(hào);和所述多個(gè)第五信號(hào)包括一提示信號(hào)，一同步信號(hào)，第三說命令，和一停止信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的用于傳輸信號(hào)和數(shù)據(jù)的方法，其特征在于進(jìn)一步包括下列步驟第一、第二外圍設(shè)備中的任何一個(gè)需要服務(wù)的設(shè)備。通過在主計(jì)算機(jī)在總線上傳輸多個(gè)信號(hào)之后將總線保持在邏輯的第二狀態(tài)一段時(shí)間而產(chǎn)生一服務(wù)請(qǐng)求信號(hào);其中服務(wù)請(qǐng)求信號(hào)指示主計(jì)算機(jī)至少有一個(gè)外圍設(shè)備有數(shù)據(jù)要發(fā)送給主計(jì)算機(jī)了，并請(qǐng)求從主計(jì)算機(jī)接收命令，允許該外圍設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)給主計(jì)算機(jī)，并且其中主計(jì)算機(jī)選擇地允許或不允許傳輸服務(wù)請(qǐng)求信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的用于傳輸信號(hào)和數(shù)據(jù)的方法，其特征在于在第一、第二外圍設(shè)備中至少有一個(gè)設(shè)備包括鼠型定標(biāo)器。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的用于傳輸信號(hào)和數(shù)據(jù)的方法，其特征在于所述第一、第二外圍設(shè)備中至少一個(gè)設(shè)備包括有草圖板。
7.根據(jù)權(quán)利要求4的用于傳輸信號(hào)和數(shù)據(jù)的方法，其特征在于所述第一、第二外圍設(shè)備中至少一設(shè)備包括一鍵盤。
8.根據(jù)權(quán)利要求4的用于傳輸信號(hào)和數(shù)據(jù)的方法，其特征在于數(shù)據(jù)是按歸零編碼方式傳輸?shù)摹?br> 9.根據(jù)權(quán)利要求4的用于傳輸信號(hào)和數(shù)據(jù)的方法，其特征在于所述邏輯的第一狀態(tài)是邏輯高狀態(tài)，邏輯的第二狀態(tài)是邏輯低狀態(tài)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的用于傳輸信號(hào)和數(shù)據(jù)的方法，其特征在于第三外圍設(shè)備通過總線連接至主計(jì)算機(jī)，其中當(dāng)主計(jì)算機(jī)通過總線發(fā)送第三外圍設(shè)備的第一地址和發(fā)送與第三外圍設(shè)備的擴(kuò)展地址匹配的信號(hào)時(shí)，第三外圍設(shè)備被初始化地激勵(lì)，并且其中當(dāng)主計(jì)算機(jī)然后通過總線發(fā)送一隨后命令給第三外圍設(shè)備的第一地址時(shí)，則第三外圍設(shè)備執(zhí)行該命令而不需要主計(jì)算機(jī)發(fā)送第三外圍設(shè)備的擴(kuò)展地址。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的用于傳輸信號(hào)和數(shù)據(jù)的方法，其特征在于第四外圍設(shè)備設(shè)備通過總線連接到主計(jì)算機(jī)上，其中第四外圍設(shè)備其存與第三外圍設(shè)備相同的第一地址;其中第四外圍設(shè)備具有一與第三外圍設(shè)備的擴(kuò)展地址不相同的擴(kuò)展地址，其中當(dāng)在第三外圍設(shè)備已經(jīng)被激勵(lì)后主計(jì)算機(jī)在總線上發(fā)出第四外圍設(shè)備的擴(kuò)展地址，第四外圍設(shè)備被初始化勵(lì)，第三外圍設(shè)備被去激勵(lì);并且其中當(dāng)主計(jì)算機(jī)然后通過總線發(fā)送一隨后命令給第四外圍設(shè)備的第一地址時(shí)，第四外圍設(shè)備執(zhí)行該命令而不需要主計(jì)算機(jī)發(fā)送第四外圍設(shè)備的擴(kuò)展地址。
全文摘要
在多個(gè)外部設(shè)備和主計(jì)算機(jī)之間傳輸數(shù)據(jù)的一種通訊裝置?？偩€上，一次只有一個(gè)設(shè)備可以執(zhí)行說命令而且僅僅響應(yīng)來自主計(jì)算機(jī)的命令。當(dāng)外部設(shè)備需要服務(wù)時(shí)，它通過使總線在任一命令之后保持低電平來發(fā)出服務(wù)請(qǐng)求信號(hào)。設(shè)備在接收到主計(jì)算機(jī)的說命令之前，持續(xù)發(fā)出服務(wù)請(qǐng)求。當(dāng)不只一個(gè)同類型設(shè)備耦合到總線上時(shí)(如兩個(gè)鼠型定標(biāo)器)，主計(jì)算機(jī)給設(shè)備分配新地址。當(dāng)設(shè)備要發(fā)送“1”時(shí)，可向總線發(fā)送低電平信號(hào)以檢測(cè)碰撞。
文檔編號(hào)G06F13/20GK1045882SQ9010257
公開日1990年10月3日 申請(qǐng)日期1986年4月24日 優(yōu)先權(quán)日1985年8月14日
發(fā)明者彼得·B·阿什金, 邁克爾·克拉克 申請(qǐng)人:蘋果電腦公司