レベル変換バススイッチの役割について

コンピューターにおいては、一つの信号線や通信線に複数のデバイスが連なっており、これを「バス型トポロジー」呼んでいます。多くのコンピューターでは、CPUなどの中心機構と周辺制御部を結ぶため、「バス」を使うことになります。PCの構造が単純な黎明期においては、各要素が単一バス接続されていましたが、PCの性能が向上するのに伴い、伝送容量も向上させる必要が生じてきたわけです。マイクロプロセッサのメモリバスも、バス型トポロジを主流としていましたが、メモリの高速化に対応するため、バススイッチを用いたチャネル化へと移行してきています。「バス」には、接続系統によって内部バスと外部バスがあり、分類方法としては視点の置き方によって決まります。また、位置を示すCPU内部バスやメーカーの標準機器、そして拡張機器という商策上の分類がされることもあります。

バススイッチによるバス制御について

バススイッチとは、バス制御やデータ入出力機構などで用いられるデバイスです。バス制御とは、コンピューター内部のデジタル信号伝送路の一部で、データの読み書きのタイミングをはじめ、装置の動作制御に関する信号を伝達するものです。装置間での入出力タイミングの伝達やメモリ由来の読み出しなどの指示、その他、制御に必要な情報を伝送します。基板200の場合は、ホストコントローラーとドライバレシーバー、そしてバススイッチなどが配置されています。一つの伝送路にデジタル映像信号を切換送受する多重伝送装置では、伝送路の両側に双方向切り替えのバススイッチを有しており、受信側に波形等化器などを有しています。また、バススイッチの開閉による、メモリへのタイミング遅延を調整するために、クロック位相の調整を行います。

一方向レベル変換と双方向レベル変換

バススイッチによるレベル変換とは、電圧が異なる信号線を繋ぐ場合に、電圧を変換することになります。例えば、電源電圧が3.3Vのボードコンピューターに5V駆動の装置を繋ぐことは出来ないので、電圧をレベル変換する必要があります。その際に用いられるのが、レベル変換バススイッチとなるわけです。まあ、Lチカと称されるLED点滅回路であっても、種類によって3.5V程の電圧を必要とするので、3.3Vの出力では不足することになります。レベル変換バススイッチには、一方向レベル変換をするタイプと、低電圧側回路から高電圧側回路への制御、高電圧側回路から低電圧側回路への制御の双方方向レベル変換するタイプがあります。一方向レベル変換回路では、低電圧側回路からは出力のみを行い、高電圧側回路から低電圧側回路への通信は行わないタイプ、そして、その逆のタイプがあります。