专利名称：分散式输出入控制集成电路的制作方法
技术领域：
本发明有关于一种输出入控制电路，特别是一种分散式输出入控制集成电路。
近年来，由于半导体制造技术发展，使自动控制系统所需求的特殊运用集成电路(ASIC)，能够陆续地配合使用者的需求而被开发出来，一些主控制集成电路，如微控制器、多工处理器或内嵌式微处理器等等技术开发愈发成熟，使得各技术领域的单晶片产品，越来越多样化，执行功能更加完善。
一般自动化控制系统领域中的，远端自动化系统的输出入控制方式，其连接线路常因为多模组的实施方式，使其连接线路变的非常庞大，例如，若是有六组被动式模组，每一模组的输出/输入线各有64路，则其输出入线即有128条，如此，则6组被动式模组就必须连接128×6＝768条线，当6组被动式模组与一电脑系统控制连接时，其输出入控制线路的连接将会变得非常复杂，配线成本则随之增加；并且维修极为不方便，容易造成线路错接，有必要加以改进。
本发明的主要目的在于提供一种可有效简化配线的分散式输出入控制集成电路，能够同时控制多组远端及近端连接装置的输出入接点，以有效简化输出入连接线的数目，可简化配线，并且可节省电路维修成本。
为达到上述目的本发明采取如下措施本发明的分散式输出入控制集成电路，主要包括有数个近端数字输入/输出接口(Local Digital IO)，用作近端电路的输出/输入控制。另一方面，为配合实际多接口连接的控制方式，分散式输出入控制集成电路中亦包括有主远端控制输出入接口(Remote IOMaster)，其用以执行来自于一工业标准总线(ISA BUS)的命令，并且把信号转换为周期冗余检测(Cyclic redundancy check CRC)格式的信号编码传送方式而输出至遥控端，并依相反的信号流程，将远端输入的数字信号传送至工业标准总线，执行输出入控制。
本发明采取如下具体结构本发明的分散式输出入控制集成电路，包括有数个近端数字输入/输出接口，用以控制近端电路的输入/输出信号，以将远端所连接的输出入装置作分散式的连接点；数个远端控制输出入接口，用以执行来自于总线信号的数字信号的命令，并且把该数字信号转换为周期冗余检测的编码格式信号，输出至远端，以配合实际多接口连接的输出入接点控制，并依相反的信号流程，将远端输入的数字信号传送至总线；上述数个近端数字输入/输出接口与数个远端控制输出入接口的电路，为该分散式输出入控制集成电路操作于主动模式下的内部电路构造，同时控制多组近端与远端连接系统的输出入接点。
其中，还可包括一总线界面电路，与电脑的中央处理单元连接，以进行数据传输；一中断控制器，用以执行中央处理单元的中断向量控制；一等待状态产生器，用于设定中央处理单元存取数据的等待时间；一地址解码器，用于中央处理单元对所有地址的解码。
其中，所述近端数字式输入/输出接口，可包括一数字式输入栓锁电路，连接数字式输入电路，用于对数字式数据加以栓锁；一数字式输出栓锁电路，连接一输出致能电路，可将本集成电路欲输出的数字式数据加以栓锁；一输出致能电路，连接数字输出栓锁电路的输出端，用以致能输出信号。
其中，所述远端控制输出入接口可包括一控制单元，用以控制远端控制输出入接口中各电路功能；一输入数据错误检测器，用以检验输入数据是否有传输错误；一移位暂存器，连接于输入数据错误检测器的输出端，用以暂存远端传送的数据；一输出数据错误检测产生器，连接于移位暂存器，用以产生远端控制输出入接口所输出数据所需具备的错误检测信息。
其中，所述远端控制输出入接口，还可包括一输出栓锁电路，经一多功器连接所述移位暂存器；多工器，将三组信号多工选择为单一组信号；一解多工器，用以将传送数据，解多工为三组信号；一输入栓锁电路，经解多工器连接所述移位暂存器。
其中，实施被动模式时，还包括一控制单元，用以控制电路功能；一输入缓冲器，用于缓冲输入数据；一移位寄存器，连接输入缓冲器的输出端；一输入数据错误检测器，连接移位暂存器的输入端；一输出栓锁电路，连接移位暂存器的一输出端，用以栓锁输出数据；一输出数据错误检测产生器，连接移位暂存器的一输出端，用以产生所欲输出数据所需具备的错误检测信息。
附图简要说明
图1本发明实施例的电路方块示意图。
图2本发明实施例中主远端控制输出入接口的电路方块图。
图3本发明实施例中近端数字输入/输出接口的电路方块图。
图4本发明实施例中，有关分散式输出入控制集成电路所附加的电路方块示意图。
图5本发明实施例中被动式模组组合方式的系统示意图。
图6本发明实施例中被动式模组组合方式的电路方块图。
图7本发明实施例的第一群被动式模组电路的内部电路方框图。
本发明的组合型的分散式输出入控制集成电路，主要是将远端与近端自动化系统的输出入接点的数字控制设计成模组，改善以往同时操作数组周边输出入装置时，必须连接多条输出入连接线的缺点，不仅能简化电路配线，便于电路维修，并可以有效降低成本。
如图1所示，其为本发明的电路方块图，本发明的组合型的分散式输出入控制集成电路10，为单片式集成电路(ASIC)，用以组合多组周边装置的输出入接点的数字控制，以执行远端连接系统的遥控输出入操作。此外，必须强调的是，本发明的输出入控制模式，分为主动模式与被动模式。被动模式，如图1中所示的集成电路10配合连接于其它电路而组成被动模式电路，关于此点则结合图5再作进一步说明。
由图1可知，分散式输出入控制集成电路10包括有数个近端数字输入/输出接口20(Local Digital IO)，主要用作近端连接电路的输入/输出的控制，例如数个控制开关或灯号的连接控制。另一方面，为配合实际多接口连接控制方式，集成电路10中包括有主远端控制输出入接口30(Remote IO Master)，其用以执行来自于一所连接总线的命令，并且把数个数字信号转换为周期冗余检测(Cyclicredundancy check；CRC)的编码传输格式，通过单一传输线而输出至远端，并以相反的信号传送流程，将远端输入的数个数字信号传送至一总线作处理。
为了进一步说明分散式输出入控制集成电路10中的电路，请参阅图2，图2为本发明实施例中有关主远端控制输出入接口30内部电路方块示意图，输出入接口30，主要包括有一控制单元300(ControlUnit)，用来控制输出入接口30的各功能方块的动作。另包括有一输入数据检测器301(Input Data CRC Checker)，用以检验所输入的数据是否有传输错误，其连接有一移位暂存器302(ShiftRegister)，用以暂存远端传送的数据。且移位暂存器302连接有一输出数据检测产生器307(Output Data CRC Generator)，用以产生主远端控制输出入接口30所输出的数据中所需具备的错误检测信息。
主远端控制输出入接口30中，另包括有一输出栓锁电路303(Output Latch)，用以将集成电路10所欲传送给远端的数个输出数据加以栓锁，之后经由一多工器304(Multiplexer)将三组信号多工选择为单一组信号，并传送于移位暂存器302作暂存动作。另外，该移位暂存器302连接有一解多工器305(De_Multiplexer)，用以将所欲传送回给集成电路10的数个输入数据转变为三组信号，还连接一输入栓锁电路306(Input Latch)，用以将欲传送回集成电路10的数据加以栓锁。
请参阅图3，图3为本发明实施例中集成电路10所揭示的近端数字输入/输出接口20的电路方块图。其中包括有一数字输入栓锁电路202，可用以将所连接的数字式输入电路所传送回集成电路10的数字式数据加以栓锁。另包括有一数字式输出栓锁电路204，其连接有一输出致能电路206(Output Enable)，可将集成电路10所欲输出给数字式输出电路的数据加以栓锁，且可控制输出的致能动作。于本发明实施例以7组，且每组可以连接4个输出入电路为例，以连接数字式输出入电路。
请参阅图4，其为本发明实施例中，有关于输出入控制集成电路10所附加的电路方块图，其中主要包括有一总线界面电路102，负责与所连接电脑的中央处理单元(CPU)之间，关于相关数据传输的界面。另包括有一中断控制器104，用以执行所述中央处理单元(CPU)的中断向量控制。另包括有一等待状态产生器106，主要可设定中央处理单元(CPU)的存取输出入控制集成电路10的数据的等待时间。最后，还另包括有一地址解码器108，负责中央处理单元(CPU)与集成电路10之间所有地址的解码。
上述本发明的实施例中，除了主远端控制输出入操作模式(RemoteIO Master)外，还可采用被动式输出入模式(Slave IO Mode)。如图5所示，其为本发明有关被动式输出入模组组合方式的示意图。主要叙述图1所述的集成电路10的主动操作模式状态；标示10’为被动模式的电路连接状态；两种操作模式可以分别独立操作。本发明的主动模式与被动模式的集成电路10’，其实为同一集成电路，其差异在于不同操作模式时，该集成电路内部的作用电路将会随之不同。主动模式的集成电路10连接有数个控制电路(即为数字式输出入电路)，电路相互连接之间并藉由本发明所采用的串行输出/输入界面(Serial IO Interface)方式连接的通信协定(Protocol)如图5所示，包括有一组被动式输出入模组，该模组与界面电路90中包括有第一群被动式模组电路91、第二群被动式模组电路92以及第三群被动式模组电路93等等；每一群被动式模组电路91、92、93中皆包括有一被动模式的集成电路10’。被动式输出入模组与界面电路90与主动模式的集成电路10之间的连接为串行输出入界面信号，于本发明中串行输出入界面共有6个信号线。
图5所示的主动模式与被动模式的连接，必须互相搭配才能传送至远端的输出入连接装置。
另外本发明的实施例中，第一群至第三群被动式模组电路91、92、93等，是以64×2＝128条输入/输出接口连接线与外界输出/入装置相连接。而每一群被动式模组电路与主动模式的集成电路10之间，仅仅以四条信号线连接，即可以达到模组化的输出入接点控制。所以藉由本发明可将128条输出入连接线简化为4条连接线，大大简化配线。
关于图5所示的被动式输出入模式(Slave IO Mode)的实施方式，其中有关被动模式的集成电路10’，如图6所示，其为本发明实施例中操作于被动模式的集成电路10’内部电路的示意图。集成电路10’包括有一控制单元910(Control Unit)，用以控制被动模式时集成电路10’中的其他功能动作。另包括有一输入缓冲器911(InputBuffer)，用以缓冲所欲输入该输出入控制集成电路10’的数据，输入缓冲器911连接有一移位暂存器913(Shift Register)，可执行数据的暂存工作。以及包括有一输入数据错误检测器912(Input DataCRC Checker)，负责检查所接受输入的数据是否有传送错误，其输出同样连接于移位暂存器913(Shift Register)。
移位暂存器913的输出连接有一输出栓锁电路914(OutputLatch)，以及一输出数据错误检测产生器915(Output Data CRCGenerator)。其中输出栓锁电路914用以栓锁被动模式的集成电路10’所欲输出的数据，而输出数据错误检测产生器915用以产生所欲输出的数据需具备的错误检测信息。
如图7所示，其为本发明实施例的第一群被动式模组电路的内部电路方块图，其中以单一被动式模组电路91为例，其余被动式模组电路皆相同。如图7所示，第一群被动式模组电路91包括有一被动模式的输出入控制集成电路10’，用以执行数字式输出入信号的控制，其连接有一个64点输入界面电路919，以及连接一64点输出界面电路929，输入界面电路919接收一外界是输入信号，而输出界面电路929用于将输出信号传送给所连接的开关或灯号做控制。
与现有技术相比，本发明具有如下效果综上所述，本发明所述的集成电路能控制数组远端的输出入接点，组合为一特殊运用的集成电路，控制简易，可提高控制的可靠性及降低电路及维修的成本。
以上叙述是借较佳实施例来说明本发明的结构特征，并非用于限制本发明的保护范围。
权利要求
1.一种分散式输出入控制集成电路，其特征在于，包括有数个近端数字输入/输出接口，用以控制近端电路的输入/输出信号，以将远端所连接的输出入装置作分散式的连接点；数个远端控制输出入接口，用以执行来自于总线信号的数字信号的命令，并且把该数字信号转换为周期冗余检测的编码格式信号，输出至远端，以配合实际多接口连接的输出入接点控制，并依相反的信号流程，将远端输入的数字信号传送至总线；上述数个近端数字输入/输出接口与数个远端控制输出入接口的电路，为该分散式输出入控制集成电路操作于主动模式下的内部电路构造，同时控制多组近端与远端连接系统的输出入接点。
2.根据权利要求1所述的分散式输出入控制集成电路，其特征在于，还包括一总线界面电路，与电脑的中央处理单元连接，以进行数据传输；一中断控制器，用以执行中央处理单元的中断向量控制；一等待状态产生器，用于设定中央处理单元存取数据的等待时间；一地址解码器，用于中央处理单元对所有地址的解码。
3.根据权利要求1所述的集成电路，其特征在于，所述近端数字式输入/输出接口，包括一数字式输入栓锁电路，连接数字式输入电路，用于对数字式数据加以栓锁；一数字式输出栓锁电路，连接一输出致能电路，可将本集成电路欲输出的数字式数据加以栓锁；一输出致能电路，连接数字输出栓锁电路的输出端，用以致能输出信号。
4.根据权利要求1所述的集成电路，其特征在于，所述远端控制输出入接口包括一控制单元，用以控制远端控制输出入接口中各电路功能；一输入数据错误检测器，用以检验输入数据是否有传输错误；一移位暂存器，连接于输入数据错误检测器的输出端，用以暂存远端传送的数据；一输出数据错误检测产生器，连接于移位暂存器，用以产生远端控制输出入接口所输出数据所需具备的错误检测信息。
5.根据权利要求4所述的集成电路，其特征在于，所述远端控制输出入接口，还包括一输出栓锁电路，经一多功器连接所述移位暂存器；多工器，将三组信号多工选择为单一组信号；一解多工器，用以将传送数据，解多工为三组信号；一输入栓锁电路，经解多工器连接所述移位暂存器。
6.根据权利要求1所述的集成电路，其特征在于，其实施被动模式时，还包括一控制单元，用以控制电路功能；一输入缓冲器，用于缓冲输入数据；一移位寄存器，连接输入缓冲器的输出端；一输入数据错误检测器，连接移位暂存器的输入端；一输出栓锁电路，连接移位暂存器的一输出端，用以栓锁输出数据；一输出数据错误检测产生器，连接移位暂存器的一输出端，用以产生所欲输出数据所需具备的错误检测信息。
全文摘要
一种分散式输出入控制集成电路,包括:数个近端的输入/输出接口,用以控制近端电路的输入/输出信号,以将远端所连接的输出入装置作分散式的连接点;数个远端控制输出入接口,用以执行来自总线信号的数字信号的命令,并且把该数字信号转换为周期冗余检测的编码格式信号,输出至远端,以配合实际多接口连接的输出入接点控制,并依相反的信号流程,将远端输入的数字信号传送至系统总线;本电路控制简易,可有效简化输出入连接线的数目。
文档编号G06F15/76GK1268705SQ9910323
公开日2000年10月4日 申请日期1999年3月29日 优先权日1999年3月29日
发明者赖振国, 陈文泉, 陈英敏, 何昌祐 申请人:财团法人工业技术研究院