[发明专利]一种包括仲裁的数字数据总线系统

说明书

本发明涉及一种数据总线系统，它包括一种用于解决来自数据总线上不同节点的传输冲突的改进的仲裁方案。在数字数据总线系统中，例如目前的菊花链类型的总线系统，在每一条数据通路上有两条双向的信号通路。更具体地说，每一个数据端口或节点具有一个双向数据线路和一些形式的双向选通或时钟的信号线。在这种系统中，可能两个或多个节点试图同时使用总线。在这种情况下，这些节点被称作处于争用状态。因为当两个或多个节点处于争用中时，在一个时刻只能有一个节点能够使用总线，必须做出决定允许哪个节点使用总线，一种处理称为仲裁。典型地，在这些系统中，通过检测处于争用状态的节点的输出驱动器的冲突，启动对总线控制的仲裁。如果两个节点处于争用状态，总线可能的状态是：

    高如果所有节点都驱动成高    低如果所有节点都驱动成低    中如果一个节点为高而另一个节点为低。

为检测总线的状态，需要三个模拟电平传感器。另外，当仲裁完成后需要某些处理方式确定获胜的节点和目的节点之间的总线上的节点的信号传输方向。多电平传感器和后续的处理增加了系统的成本和复杂性。

图1是一个典型的公知的菊花链总线系统方框图。在图1中，五个节点A，B，C，D和E的网络以菊花链总线相连用于交换数据。每个节点有两个连接点，第一连接点接到结点左侧的结点，(如果存在的话)并且第二连接点接到结点右侧的结点(如果存在的话)。在图示实施例中，每一个连接点包括两条信号线路(也可以多条)。第一条信号线路传输双向串行数据，并且第二条信号线路传输与串行数据同步的一个双向选通或时钟信号。时钟信号线在图1中表示为最上面的信号线，并且数据信号线在图1中表示为最下面的信号线。在图1所示的菊花链数据总线中，数据和时钟信号线一般是双向的，并且时钟和数据信号线的方向是一起转换的，也就是数据线和选通线总是在同一方向上传输数据。

图2是图1所示的网络中现有技术的节点(A，B，C，D或E)的更为详细的方框图。在图2中，左侧连接点5L包括一个时钟信号线7L和一个数据信号线9L。时钟信号线7L和数据信号线9L耦合到一个相邻的节点(图中未表示)。时钟信号线7L和数据信号线9L耦合到一个双向总线驱动器10L的双向端。来自双向总线驱动器10L的一个时钟输出终端和一个数据信号输出终端耦合到一个接收机20L的相应输入端上。接收机20L的一个双向数据端通过数据总线25耦合到相应的存储器30的一个数据端上。存储器30的双向数据端也通过数据总线25耦合到发送机50L的一个输入端上。发送机50L的一个时钟输出端耦合到相应的双向总线驱动器10L的一个时钟输入端，发送机50L的一个数据输出端耦合到相应的双向总线驱动器10L的一个数据输入端。一个右侧连接点5R同样通过双向总线驱动器10R，接收机20R和发送机50R和数据总线25耦合到存储器30。一个控制逻辑电路90为左侧和右侧的双向总线驱动器10L和10R分别提供一个控制信号。

存储器30也耦合到节点设备40上。这个节点设备40例如，可以是一个用户电子设备，比如一个电视接收机，VCD，CD播放器等。虽然节点设备40在图2中表示为通过第二双向信号线耦合到存储器30上的，但是存储器30也可以以一种公知的方式通过数据总线25耦合到节点设备40和发送机(50L和50R)及接收机(20L和20R)。