CN104125047B - 通信电路、物理量测量装置、电子设备、通信方法 - Google Patents

通信电路、物理量测量装置、电子设备、通信方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种通信电路、物理量测量装置、电子设备、通信方法等，所述通信电路根据基于主从方式的通信协议而进行数据通信，并且能够立即向主装置报告指令信号的异常。该通信电路（接口部（10））包括：输入部（输入移位寄存器（11）），其被输入数据信号；输出部（输出移位寄存器（29）），其在数据信号被输入了的情况下，输出应答信号；指令判断部（14），其实施对包含在数据信号中的指令信号的适当与否判断，在通过适当与否判断而判断为指令信号为不适当的情况下，输出部输出否定应答信号以作为应答信号。

Description

通信电路、物理量测量装置、电子设备、通信方法
技术领域
本发明涉及一种通信电路、物理量测量装置、电子设备、移动体、通信方法等。
背景技术
近几年，以利用了基于主从方式的I2C(注册商标)的I2C总线通信协议为基准的、具有接口的装置被普及。I2C总线通过由一条时钟信号线和一条数据信号线组成的两条串行总线而被构成，并且通过在这些信号线上同时连接一个主装置和多个从属装置，从而能够以低成本来构建高速的数据通信系统。例如，在专利文献1中记载了一种能够采用I2C总线以作为检测装置的总线的技术。
在I2C总线通信协议中，主装置掌握数据通信的主导权，并与被连接于I2C总线的一个从属装置进行数据通信。由于主装置无法同时与多个从属装置进行数据通信，因此在主装置所输出的指令信号中包含被称为从属地址的、用于识别各个从属装置的地址值(ID)。而且，通过由自身的ID与主装置所输出的指令信号中包含的从属地址相一致的从属装置向主装置回复ACK信号(ACKnowledgement：肯定应答信号)，从而之后在主装置和该从属装置之间进行数据通信。
在此，专利文献2公开了一种数据通信系统，其通过包括通信控制装置，从而虽然利用了I2C总线通信协议,但却能够连接多个具有同一地址值的从属装置。
在此，为了实现可靠性较高的通信，优选为，进行对来自主装置的指令信号的适当与否判断，即，对在指令信号中是否存在错误进行判断。而且，当在指令信号中存在错误时，为了实现高速的数据通信系统，优选为，立即从属装置向主装置报告。这是因为，如果主装置立刻收到存在错误的报告，则能够采取例如重新发送等措施。但是，在遵从I2C总线通信协议的现有的通信中，只要不从主装置重新获得用于对有无错误进行判断的指令信号,则无法从属装置向主装置报告存在错误的情况。
专利文献1：日本特开2012-32262号公报
专利文献2：日本特开2009-105731号公报
发明内容
本发明是鉴于上述的情况而完成的，根据本发明的几个实施方式，其目的在于，提供一种能够根据基于主从方式的通信协议而进行数据通信，并立即向主装置报告指令信号的异常的通信电路、物理量测量装置、电子设备、移动体、通信方法等。
本发明是为了解决上述课题中的至少一部分而提出的,并能够作为以下的方式或应用例来实现。
应用例1
本应用例所涉及的通信电路包括：输入部，其被输入数据信号；输出部，其在所述数据信号被输入了的情况下，输出应答信号；指令判断部，其实施对包含在所述数据信号中的指令信号的适当与否判断，当通过所述适当与否判断而判断为所述指令信号为不适当的情况下，所述输出部输出否定应答信号以作为所述应答信号。
本应用例所涉及的通信电路为从主装置接收指令信号的从属装置的通信电路。而且，本应用例所涉及的通信电路包括输入部、输出部以及指令判断部。指令判断部实施指令信号的适当与否判断。例如，对指令信号的代码（‘0’和‘1’的组合）是否按照规范被确定进行判断。
输出部向主装置输出指令信号的适当与否判断的结果、即由判断部得出的否定应答信号。
此时，主装置能够在指令信号刚被输出之后，根据来自本应用例所涉及的通信电路的否定应答信号，而立刻获知指令信号为不适当的情况。因此，在例如指令信号的代码发生了错误的情况下，主装置能够采取更正指令信号的代码并重新发送等措施。此时，主装置无需另行输出用于执行指令信号的适当与否判断的指令信号，从而能够实现应答较快的通信。
即，本应用例所涉及的通信电路虽然根据基于主从方式的通信协议来进行数据通信，但却能够立即向主装置报告指令信号的异常。
应用例2
本应用例所涉及的通信电路包括：输入部，其输入数据信号；输出部，其紧随所述输入而输出应答信号；指令判断部，其实施对包含在所述数据信号中的指令信号的适当与否判断，当通过所述适当与否判断而判断为所述指令信号为不适当的情况下，所述输出部输出否定应答信号以作为所述应答信号。
本应用例所涉及的通信电路紧随输入而立即向主装置输出指令信号的适当与否判断的结果、即由判断部得出的否定应答信号。
此时，主装置能够在指令信号刚被输出之后，根据来自本应用例所涉及的通信电路的否定应答信号，而立刻获知指令信号为不适当的情况。因此，在例如指令信号的代码发生了错误的情况下，主装置能够采取更正指令信号的代码并重新发送等措施。此时，主装置无需另行输出用于执行指令信号的适当与否判断的指令信号，从而能够实现应答较快的通信。
即，本应用例所涉及的通信电路虽然根据基于主从方式的通信协议来进行数据通信，但却能够立即向主装置报告指令信号的异常。
应用例3
在上述应用例所涉及的通信电路中，也可以采用如下的方式，即，当所述指令信号指定了不存在的寄存器地址时，所述输出部输出所述否定应答信号。
应用例4
在上述应用例所涉及的通信电路中，也可以采用如下的方式，即，当以与构成连接指令的多个指令信号的适当的顺序不同的顺序,向所述输入部输入了所述指令信号时，所述输出部输出所述否定应答信号。
应用例5
在上述应用例所涉及的通信电路中，也可以采用如下的方式，即，所述连接指令信号为软件复位信号。
应用例6
在上述应用例所涉及的通信电路中，也可以采用如下的方式，即，所述连接指令信号为检查用指令信号。
在本应用例所涉及的通信电路中，作为指令信号的适当与否判断，指令判断部可以在指令信号指定了不存在的寄存器地址的情况下判断为不适当。另外，指令判断部可以在以与适当的顺序不同的顺序输入了例如为了在软件复位中防止误识别而被使用的连接指令信号的一部分指令信号时，判断为不适当。另外，指令判断部可以在以与适当的顺序不同的顺序接收了检查用指令信号的一部分指令信号时，判断为不适当。而且，可以在指令判断部所接收到的指令信号被判断为不适当时，向主装置输出否定应答信号。
此时，本应用例所涉及的通信电路不仅因例如从属地址的不一致等而输出否定应答信号，在检测出了指令信号的代码的异常、接收指令信号的顺序的异常的情况下也输出否定应答信号。因此,本应用例所涉及的通信电路能够立刻向主装置报告指令信号的异常，从而能够实现应答较快的通信。
应用例7
在上述应用例所涉及的通信电路中，也可以采用如下的方式，即，所述指令判断部根据由所述指令信号所决定的模式和所述指令信号，来实施所述适当与否判断。
在本应用例所涉及的通信电路中，指令判断部具备由执行中的所述指令信号的类型所决定的模式。而且，能够根据模式和所接收到的指令信号的种类而高效地实施适当与否判断。
例如，指令判断部能够将与读取从属装置的寄存器的数据的指令信号（以下称为寄存器读取指令信号）相对应的模式（以下，设为第一模式）、和与检查用指令信号相对应的模式（以下，设为第二模式），作为动作模式（也简单地表示为模式）来进行选择。当指令判断部的模式被设定为第一模式时，接收请求输出检查用数据的输出的指令信号（检查用指令信号之一）。此时，由于该指令信号是应在第二模式下接收的指令信号，而不适用于当前的第一模式，因此判断部能够判断为，所接收到的指令信号是不适当的。如该示例所示，本应用例所涉及的通信电路能够根据模式和指令信号的种类而高效地实施适当与否判断。
应用例8
在上述应用例所涉及的通信电路中，也可以采用如下的方式，即，当通过所述适当与否判断而判断为所述指令信号为适当时，所述输出部输出肯定应答信号以作为所述应答信号。
应用例9
在上述应用例所涉及的通信电路中，也可以采用如下的方式，即，所述输入部按照I2C通信协议而实施所述输入，所述肯定应答信号为所述I2C通信协议的ACK信号，所述否定应答信号为所述I2C通信协议的NACK信号。
在本应用例所涉及的通信电路中，输出部根据指令信号的适当与否判断的结果、即由判断部作出的适当或不适当的判断，而向主装置输出肯定应答信号或者否定应答信号。
此时，主装置即使在遵从例如半双工通信的I2C总线通信协议的情况下，也能够在刚刚输出指令信号之后，根据来自本应用例所涉及的通信电路的肯定应答信号（例如，I2C总线通信协议的ACK信号）或否定应答信号（例如，I2C总线通信协议的NACK信号），而立即获知指令信号为不适当的情况。因此，例如在指令信号的代码发生了错误的情况下，主装置能够采取更正指令信号的代码并重新发送等措施。此时，主装置无需另行输出用于执行指令信号的适当与否判断的指令信号，从而能够实现应答较快的通信。
即，本应用例所涉及的通信电路虽然根据基于主从方式的通信协议来进行数据通信，但却能够立即向主装置报告指令信号的异常。
应用例10
本应用例所涉及的物理量测量装置包括：上述应用例所涉及的通信电路；和输出对应于物理量的检测信号的传感器元件。
应用例11
本应用例所涉及的电子设备包括上述应用例所涉及的通信电路。
应用例12
本应用例所涉及的移动体包括上述应用例所涉及的通信电路。
根据本应用例所涉及的物理量测量装置、电子设备和移动体，由于包括所述通信电路，因此能够对指令信号中是否存在错误进行判断，并且即使存在错误也能够立即向主装置报告。因此，能够实现可靠性较高且应答较快的物理量测量装置、电子装置、移动体。
应用例13
本应用例所涉及的通信方法包括：数据信号被输入的数据信号输入步骤；实施对包含在所述数据信号中的指令信号的适当与否判断的适当与否判断步骤；在所述数据信号被输入了的情况下输出应答信号的应答信号输出步骤，在所述应答信号输出步骤中，当通过所述适当与否判断而判断为所述指令信号为不适当时，输出否定应答信号以作为所述应答信号。
本应用例所涉及的通信方法为，从主装置接收指令信号的从属装置的通信方法。主装置即使在遵从例如半双工通信的I2C总线通信协议的情况下，也能够在刚刚输出指令信号之后，根据通过本应用例所涉及的通信方法而获得的否定应答信号，而立即获知道指令信号为不适当的情况。因此，例如，在指令信号的代码发生了错误的情况下，主装置能够采取更正指令信号的代码并重新发送等措施。此时，主装置无需另行输出用于执行指令信号的适当与否判断的指令信号，从而能够实现应答较快的通信。
即，本应用例所涉及的通信方法虽然根据基于主从方式的通信协议而进行数据通信，但却能够立即向主装置报告指令信号的异常。
附图说明
图1为表示包括本实施方式的通信电路的物理量测量装置的结构示例的图。
图2为表示与主装置之间的连接示例的图。
图3为对寄存器读取指令的通信步骤进行说明的图。
图4(A)、图4(B)为对检查用指令的通信步骤进行说明的图。
图5为表示故障诊断部的结构示例的图。
图6为对连接指令的通信步骤进行说明的图。
图7为表示本实施方式的通信电路的结构示例的图。
图8为对本实施方式的通信电路所接收的指令进行说明的图。
图9为对本实施方式的通信电路的指令判断部的模式的转变进行说明的图。
图10为表示本实施方式的通信电路的通信方法的流程图。
图11为电子设备的功能框图。
图12为表示电子设备的外观的一个示例的图。
图13为表示移动体的一个示例的图。
具体实施方式
以下，使用附图，对本发明的优选的实施方式进行详细说明。另外，以下所说明的实施方式并不对权利要求书中所记载的本发明的内容进行不当限定。并且，在以下所说明的结构中的全部结构并不一定都是本发明所必须的结构。
1.通信电路、物理量测量装置的结构
图1为表示包括接口部10在内的物理量测量装置1的结构示例的图。接口部10对应于本发明的通信电路，并且实施与物理量测量装置1的外部的主装置110(参照图2)之间的通信。物理量测量装置1是与主装置110相连接的从属装置之一。
物理量测量装置1的接口部10与主装置110通过串行总线112和串行总线114而相连接。接口部10通过串行总线112而接收来自主装置110的时钟信号。另外，接口部10通过串行总线114而从主装置110接收指令信号，并且输出例如所请求的数据。即，串行总线114是实施双向的数据通信的总线。虽然在本实施方式中，物理量测量装置1的接口部10与主装置110按照I2C总线通信协议来实施通信，但是并不限定于此，也可以使用其他的基于主从方式的通信协议。另外，在图1中，省略了将在后文叙述的物理量测量装置1的端子(SCL输入端子和SDA输入输出端子)的图示。
图2为表示物理量测量装置1与主装置110之间的连接示例的图。如图2所示，数据通信系统101由主装置110、物理量测量装置1、从属装置170、180、190构成。另外，在数据通信系统101中，可以省略从属装置170、180、190中的若干个，也可以再连接有其他的从属装置。
在图2的数据通信系统101中，主装置110的SCL输出端子经由串行总线112而与物理量测量装置1、从属装置170、180、190的SCL输入端子相连接。另外，主装置110的SDA输入输出端子经由串行总线114而与物理量测量装置1、从属装置170、180、190的SDA输入输出端子相连接。另外，串行总线112以及114分别经由电阻器116以及118而被上拉连接于电源。
主装置110作为I2C总线通信协议中的主装置而发挥功能，物理量测量装置1、从属装置170、180、190作为I2C总线通信协议中的从属装置而发挥功能。即，主装置110具有数据通信的主动权。主装置110在实施数据通信时，从SCL输出端子向串行总线112输出（发送）时钟信号。由于在主装置110不从SCL输出端子输出时钟信号时，串行总线112被释放，因此经由电阻器116而被上拉从而成为高电平的电位(电源电位)。
主装置110、物理量测量装置1、从属装置170、180、190能够经由SDA输入输出端子而向串行总线114输出(发送)数据信号，并且还能够输入串行总线114的数据。在此，为了与来自其他的从属装置的数据进行区别，而将从主装置110输出的数据在下文中称为指令信号。另外，由于在主装置110、物理量测量装置1、从属装置170、180、190均不向串行总线114输出数据的情况下，串行总线114被释放，因此经由电阻器118而被上拉从而成为高电平的电位(电源电位)。
串行总线112和114均被上拉至高电平的电位，直至开始进行数据通信位置。在开始进行数据通信时，主装置110在串行总线112(时钟信号)为高电平时，使串行总线114从高电平转变为低电平（启动条件)。主装置110在执行启动条件之后，通过输出预定的指令信号从而实施与物理量测量装置1、从属装置170、180、190之间的数据通信。在结束数据通信时，主装置110在串行总线112(时钟信号)为高电平时，使串行总线114从低电平转变为高电平(停止条件)。
再次参照图1，对物理量测量装置1进行说明。物理量测量装置1除了包括接口部10以外，还包括传感器元件4、驱动部5、检测部6、动作设定部7、故障诊断部20。
传感器元件4包括例如作为一体的振子2、3，并对角速度进行检测。在此，将对应于角速度的大小的信号且由传感器元件4输出的信号设为检测信号。在图1中，检测信号为差分信号90、92。另外，检测信号也可以是单端信号。
驱动部5生成驱动信号82并供给振子2，并且受到来自振子2的激励电流80而形成振荡电路。差分信号90、92的大小与激励电流80成比例。因此，驱动部5对驱动信号82进行控制，以使无论测量环境如何变化均使激励电流80的振幅成为固定。
检测部6根据差分信号90、92而生成输出信号40。输出信号40经由接口部10而被输出至主装置110。检测部6也可以接收差分信号90、92，并且实施向例如主装置110所要求的形式的转换等，从而生成输出信号40。
动作设定部7能够进行驱动部5、检测部6的动作设定。动作设定部7通过驱动部5、检测部6的电压设定、参数设定等，从而进行与动作环境相对应的优化。另外，也可以经由接口部10而由主装置110向动作设定部7发出指示。
故障诊断部20实施对驱动部5和检测部6中的至少一个的故障诊断。在本实施方式中，针对驱动部5和检测部6的双方执行故障诊断。故障诊断部20接收表示驱动部5、检测部6的状态的内部信号42、44来实施故障诊断。
故障诊断信号30表示故障诊断部20所执行的故障诊断的结果。故障诊断信号30也可以是表示故障诊断部20所执行的故障诊断的各个结果(例如，错误时成为高电平“1”)的数位的信号。故障诊断信号30也能够经由接口部10而被输出至主装置110。
在此，除了传感器元件4之外，驱动部5、检测部6、动作设定部7、故障诊断部20(图1中的电路组22)通过软件复位信号122而被复位。软件复位信号122通过接口部10多次从主装置110接收指令信号(软件复位)从而激活。即，软件复位为，按照预定的顺序接收多个指令信号后才开始执行命令的连接指令信号。
2.指令信号的种类
以下，对接口部10从主装置110接收的指令信号的种类和通信步骤进行说明。
2.1.寄存器读取指令信号
图3为对作为指令信号的一种的寄存器读取指令信号的通信步骤进行说明的图。寄存器读取指令信号为读取物理量测量装置1的寄存器的数据的指令信号。主装置110能够通过对寄存器地址进行指定从而指定要读取的数据。在此，由寄存器读取指令信号读取的数据为，例如基于传感器元件4所输出的检测信号而获得的输出信号40或驱动部5、检测部6的电压设定、参数设定等。输出信号40被存储于后文叙述的存储部15中并且被分配了寄存器地址。例如，主装置110能够使用寄存器读取指令信号，而指定某个寄存器地址并读取角速度数据，并且指定其他的寄存器地址而读取驱动部5的参数设定。
另外，在图3中(图4(A)、图4(B)、图6中也相同)，仅图示了串行总线114的数据(也包括指令信号)，省略了串行总线112的时钟信号。另外，为便于理解，将串行总线114的数据分为主装置110的输出和物理量测量装置1的输出而进行了图示。此外，在数据(也包括指令信号)的名称的下方图示了位数。1位的数据取‘0’或‘1’。例如，7位的从属地址为‘0101111’等的值，串行总线114对应于‘0’而变化为低电平，并且对应于‘1’而变化为高电平。
如图3所示，主装置110在执行了启动条件(图3中的S：START)之后，输出包括对物理量测量装置1进行指定的7位的从属地址及写入信号(图3中的W：WRITE)在内的数据信号。另外，写入信号具体为低电平，后文叙述的读取信号为高电平。在指定了正确的从属地址的情况下，物理量测量装置1输出ACK信号(图3中的A：ACK)以作为应答信号。此外，ACK信号具体为低电平，后文叙述的NACK信号(Negative ACKnowledgement：否定应答信号)为高电平。
而且，主装置110输出包含8位的寄存器地址在内的数据信号，以指定要进行读取的寄存器。当存在所指定的寄存器地址的情况下，物理量测量装置1输出ACK信号以作为应答信号。
之后，主装置110执行重启条件(图3中的RS：RESTART)，并输出对物理量测量装置1进行指定的7位的从属地址及读取信号(图3中的R：READ)。当指定了正确的寄存器地址的情况下，物理量测量装置1输出ACK信号以作为应答信号。另外，由于重启条件与启动条件相同，所以省略说明。
然后，物理量测量装置1分两次输出被指定的寄存器地址的数据(在该示例中为16位的寄存器数据)。当主装置110正确地接收了第一次的数据（最初的1字节)时，输出ACK信号以作为应答信号，并在接收到了第二次的数据(最后的1字节)之后，输出NACK信号(图3中的N：NACK)以作为应答信号。然后，执行停止条件(图3中的P：STOP)，从而结束与物理量测量装置1之间的通信。
2.2检查用指令信号
图4(A)、图4(B)为对作为指令信号的一种的检查用指令信号的通信步骤进行说明的图。检查用指令信号向故障诊断部20发送虚拟信号以代替内部信号42、44，并且生成、输出故障诊断部20的能够对有无故障进行判断的故障诊断信号30(对应于本发明的检查用数据)。
在此，检查用指令信号能够通过以预定的适当的顺序来接收多个指令信号从而输出检查用数据。本实施方式的检查用指令信号包括：用于向故障诊断部20发送虚拟信号的开始指令信号、使在故障诊断部20中根据虚拟信号而生成的故障诊断信号30向主装置110输出的输出指令信号。物理量测量装置1需要在最初接收了开始指令信号之后接收输出指令信号。当未按照此顺序的情况下，无法生成、输出基于虚拟信号而获得的故障诊断信号30。
图4(A)为对检查用指令信号中的开始指令信号的通信步骤进行说明的图。此外，对与图3相同的元素标记相同的符号，并且省略详细说明。主装置110在执行了启动条件之后，输出对物理量测量装置1进行指定的7位的从属地址以及写入信号。当指定了正确的从属地址的情况下，物理量测量装置1输出ACK信号。
在主装置110输出了开始指令信号，物理量测量装置1输出了ACK信号之后，执行停止条件。之后，主装置110在故障诊断部20执行故障诊断的期间待机(图4中的待机时间)。
图4(B)为对检查用指令信号中的输出指令信号的通信步骤进行说明的图。另外，对与图3、图4(A)相同的元素标记相同的符号，并且省略详细说明。主装置110在执行了启动条件之后，输出对物理量测量装置1进行指定的7位的从属地址以及写入信号。在指定了正确的从属地址的情况下，物理量测量装置1输出ACK信号。
在主装置110输出了输出指令信号，物理量测量装置1输出了ACK信号之后，执行重启条件。然后，主装置110输出对物理量测量装置1进行指定的7位的从属地址以及读取信号。在指定了正确的从属地址的情况下，物理量测量装置1输出ACK信号。
然后，物理量测量装置1分两次输出被存储于后文叙述的存储部15中的、基于虚拟信号的故障诊断信号30的数据(在该示例中为16位的寄存器数据)。主装置110在正确地接收了第一次的数据（最初的1字节)的情况下，输出ACK信号，并在接收了第二次的数据(最后的1字节)之后，输出NACK信号。然后，执行停止条件，从而结束与物理量测量装置1之间的通信。
在此，图5为表示故障诊断部20的结构示例的图，并且对开始指令信号和输出指令信号之间的关系进行说明。故障诊断部20包括比较器CMP0～CMP15，并对表示驱动部5、检测部6的动作状态的信号42A、42B、44A、44B等与预定的电压值Vth0～Vth15进行比较。另外，信号42A、42B对应于图1中的内部信号42，信号44A、44B对应于图1中的内部信号44。
作为比较器CMP0～CMP15的输出信号的CO0～CO15表示故障诊断的结果，并对应于图1中的故障诊断信号30。在该示例中，关于CO0～CO15中的每个信号，如果为高电平则表示存在故障，如果为低电平则表示无故障是正常的。
在此，当物理量测量装置1从主装置110接收开始指令信号时，切换故障诊断部20的信号TEST(例如，从低电平向高电平进行变化)，以实施比较器CMP0～CMP15自身的故障诊断。当图5的信号TEST为高电平的情况下，代替信号42A、42B、44A、44B等，被预先准备的电压值Vtest0～Vtest15分别输入到比较器CMP0～CMP15中。
而且，当物理量测量装置1从主装置110接收输出指令信号时，输出作为利用电压值Vtest0～Vtest15而得到的CO0～CO15的故障诊断信号30(对应于图4(B)中的寄存器数据)。即，如果图4(B)中的16位的寄存器数据的所有位均为对应于低电平的‘0’，则主装置110能够判断为比较器CMP0～CMP15在正常共作。
2.3.连接指令信号
图6为对作为指令信号的一种的连接指令信号的通信步骤进行说明的图。另外，对与图3、图4(A)、图4(B)相同的要素标记相同的符号，并且省略详细说明。连接指令信号通过以预定的顺序接收多个指令信号，从而执行一个或多个指示。本实施方式的连接指令信号相当于对图1中的电路组22进行复位的软件复位。
由于物理量测量装置1变得不进行工作，因此需要避免误执行软件复位的情况。因此，接口部10连续三次接收软件复位的指令信号之后才将软件复位信号122设为低电平，从而将电路组22复位。例如，即使误接收了一次软件复位的指令信号，也不会将软件复位信号122设为低电平。
如图6所示，主装置110在执行了启动条件之后，输出对物理量测量装置1进行指定的7位的从属地址以及写入信号。在指定了正确的从属地址的情况下，物理量测量装置1输出ACK信号。
之后，主装置110输出软件复位1～软件复位5。在按照顺序接收了各个指令信号的情况下，物理量测量装置1分别输出ACK信号。物理量测量装置1在针对软件复位5而输出了ACK信号之后，主装置110执行停止条件。
此时，物理量测量装置1的接口部10在接收了来自主装置110的软件复位3后的时刻t1，将软件复位信号122设为低电平从而将电路组22复位。然后，接口部10在接收了来自主装置110的软件复位5后的时刻t2，将软件复位信号122恢复为高电平。
另外，软件复位1～软件复位5的指令信号的代码(‘0’和‘1’的组合)，可以如本实施方式中所示那样彼此相同，也可以部分或者全部不同。另外，接收软件复位的指令信号的次数并不限定于如该示例中所示那样的五次，只要在两次以上即可。
2.4.指令信号的适当与否判断
在图3、图4(A)、图4(B)、图6的示例中，对来自主装置110的指令信号中不包含错误的情况进行了说明。但是，在主装置110和物理量测量装置1的实际的通信中，可能存在例如从主装置110输出错误的指令信号的情况、或由于通信路径中混入噪声而导致指令信号的一部分的信号电平发生变化的情况。因此，为了实施可靠性较高的通信，优选为，接口部10进行对来自主装置110的指令信号的适当与否判断，即，对在指令信号中是否存在错误进行判断。
而且，为了实现高速的数据通信系统，优选为，接口部10立即向主装置110报告在指令信号中存在错误的情况，从而采取例如重新发送等措施。因此，在指令信号中存在错误的情况下，接口部10通过输出NACK信号，从而立即向主装置110传达错误的存在。
图7为表示接口部10的结构示例的图。对与图1～图6相同的要素标记相同的符号，并省略其说明。其中，在图7中为了便于说明，将双向串行总线114分为输入114IN和输出114OUT而进行了图示。
接口部10包括：作为输入部的输入移位寄存器11、指令判断部14、存储部15、缓冲器17、18、选择器19、输出移位寄存器29。
接口部10通过输入移位寄存器11而将从主装置110接收到的指令信号转换为并行，并向指令判断部14输出(信号102)。
指令判断部14接收指令信号，并根据按照执行中的指令的种类而被决定的模式和所接收到的指令信号的种类来实施适当与否判断。关于指令信号的适当与否判断的详细内容将在下文叙述。指令判断部14向输出移位寄存器29输出与指令信号的适当与否判断的结果相对应的信号103。
而且，在判断为指令信号为适当的情况下，输出移位寄存器29输出遵从通常的I2C总线通信协议的ACK信号，在判断为在指令信号中含有错误的情况下，输出移位寄存器29输出NACK信号。
接口部10采取了如下的结构，即，指令判断部14向输出移位寄存器29传送与指令信号的适当与否判断的结果相对应的信号103，并在判断为指令信号不适当的情况下，输出移位寄存器29立即输出NACK信号。因此，虽然实施了遵从I2C总线通信协议的通信，但却能够立即向主装置110报告指令信号的异常。
特别是，如本实施方式那样，当通信协议为基于主从方式的通信协议(例如I2C总线通信协议)的情况下，可知如下内容。当判断为指令信号不适当时，物理量测量装置1的接口部10在接收到了包含指令信号在内的数据信号之后，且在进行下次的数据信号的发送或接收之前，输出NACK信号以作为对主装置110的应答信号。换言之，当判断为指令信号不适当时，物理量测量装置1的接口部10紧随从主装置110接收包含指令信号在内的数据信号的动作，而输出NACK信号以作为应答信号。因此，物理量测量装置1能够在无需以使指令信号的适当与否判断结果包含在数据信号中的方式进行发送的条件下，立即向主装置110报告。而且，用于向主装置110报告指令信号的适当与否判断结果的信息量仅为发送了指令信号之后的应答信号这1位。其结果为，能够减少主装置110与物理量测量装置1之间的通信量。另外，通信协议也可以为与I2C总线通信协议类似的其他协议。
例如，在图3中，将从主装置110接收到的寄存器读取指令信号的寄存器地址设为不存在的地址。在该种情况下，指令判断部14判断为在指令信号中包含错误。然后，接收到信号103的输出移位寄存器29向主装置110输出NACK信号以代替图3中的用符号301表示的ACK信号。
另外，例如在图4(B)中，设为尽管已经接收了开始指令信号，但却从主装置110接收不为输出指令信号的指令信号。这时，指令判断部14判断为在指令信号中包含错误。然后，接收到信号103的输出移位寄存器29向主装置110输出NACK信号，以代替图4(B)中的用符号302表示的ACK信号。
另外，例如在图6中，设为在作为连接指令信号的软件复位的中途，从主装置110接收到软件复位2以外的指令信号。此时，指令判断部14判断为在指令信号中包含错误。然后，接收到信号103的输出移位寄存器29向主装置110输出NACK信号，以代替在图6中用符号304表示的ACK信号。如此，能够在不需要新的指令信号的条件下，通过NACK信号而立即向主装置110报告在指令信号中包含错误的情况。
在此，再次返回到图7，对接口部10的结构进行说明。当指令判断部14从主装置110无误地接收到作为连接指令信号的软件复位的指令信号的情况下，将软件复位信号122设为低电平从而使电路组22复位，或将软件复位信号122恢复为高电平。
另外，在指令判断部14从主装置110无误地接收到寄存器读取指令信号或检查用指令信号(开始指令信号及输出指令信号)的情况下，通过指令信号104而对存储有主装置110所请求的数据的寄存器的地址进行指定。
存储部15为对例如来自检测部6的输出信号40、来自故障诊断部20的故障诊断信号30等进行存储的寄存器。存储部15例如可以为SRAM（Static Random Access Memory：静态随机存储器）,也可以为DRAM(Dynamic Random Access Memory：动态随机存储器)，还可以为非易失性的存储器，也可以为其他存储器。而且，按照来自指令判断部14的地址(信号104)，而输出被选择的数据106。
缓冲器17、18为临时存储用的存储器。在本实施方式的通信中，例如将16位(2字节)的数据分成两次而每次各收发8位(1字节)。也就是说，实施以字节为单位的串行通信。因此，数据106被分割在缓冲器17和缓冲器18中进行临时存储。
而且，从各个缓冲器17、18被输出的信号108、109通过选择器19而按顺序被选则。作为选择器19的输出的信号111通过输出移位寄存器29而被转换为串行，并被输出至主装置110。
在此，对指令判断部14所执行的指令信号的适当与否判断的详细内容进行说明。指令判断部14不仅对指令信号的代码是否被规范地确定进行判断，还对指令信号是否遵从确定的顺序进行判断。但是，顺序被确定的信号为特定种类的指令信号。因此，指令判断部14通过具备按照执行中的指令信号的种类而被确定的动作模式(也简单地表示为模式)，从而能够根据模式和所接收到的指令信号的种类而高效地进行适当与否判断。
图8为将接口部10有可能接收的指令信号按种类进行了划分的图。位于图8的指令名中的、对应于寄存器读取指令信号的寄存器读取指令、对应于开始指令信号的开始指令、对应于输出指令信号的输出指令、对应于软件复位信号的软件复位，如上文所述。在图8中，将由寄存器读取指令所指定的寄存器地址不存在的情况，或根本不符合规范的代码的指令归为不存在指令，并作为指令的一个种类来进行处理。
指令判断部14在实施遵从寄存器读取指令的处理的情况下、即在寄存器读取指令的执行过程中，将动作模式设为第一模式。指令判断部14在检查用指令(开始指令、输出指令)的执行过程中，将动作模式设为第二模式。此外，指令判断部14在软件复位的执行过程中，将动作模式设为第三模式。例如，在指令判断部14的模式为第三模式的情况下，当接收了软件复位信号以外的指令信号时，指令判断部14能够高效地判断为在指令信号中包含错误。
在此，默认的动作模式为第一模式，指令判断部14在通信开始时将模式设为第一模式，在执行了检查用指令或软件复位之后，也使模式返回至第一模式。另外，如图6所示，软件复位为连接指令，且接收五个指令信号(软件复位1～软件复位5)，但是在本实施方式中，以五个指令具有相同的代码进行了说明。但是，软件复位1～软件复位5的一部分或全部也可以为不同的代码。
图9为对指令判断部14的模式的转换进行说明的图。图9中，作为动作模式，而图示了默认的第一模式、第二模式和第三模式。为了对接收到软件复位的指令信号时的变化进行说明，将第三模式分为第三模式(1)、第三模式(2)、第三模式(3)、第三模式(4)而进行了图示。
图9的箭头标记表示模式的转换，箭头标记上标注了所接收到的指令信号的种类、和表示向主装置110输出ACK信号还是输出NACK信号的符号。所接收到的指令信号在分隔符(/)的左侧，由图8所示的指令符号来表示。另外，在输出ACK信号的情况下，A被表示在分隔符(/)的右侧，而在输出NACK信号的情况下，N被表示在分隔符(/)的右侧。
例如“RR、SC、OC、NE/N”是指，在接收到寄存器读取指令信号、开始指令信号、输出指令信号或不存在指令信号的情况下，向主装置110输出NACK信号，并且指令判断部14按照箭头标记转换模式。另外，例如“SR/A”是指，在接收到软件复位的情况下，向主装置110输出ACK信号，并且指令判断部14按照箭头标记转换模式。
在通信开始时，指令判断部14的模式成为默认的第一模式。当接收寄存器读取指令信号时，指令判断部14向主装置110输出ACK信号，并且将模式保持为第一模式(“RR/A”)。当接收输出指令信号或不存在指令信号时，指令判断部14向主装置110输出NACK信号，并且将模式保持为第一模式(“OC、NE/N”)。
在此，当接收开始命令信号时，指令判断部14向主装置110输出ACK信号，并且使模式变化为第二模式(“SC/A”)。之后，当接收输出指令信号时，指令判断部14向主装置110输出ACK信号，并且使模式变化为第一模式(“OC/A”)。
另外，在模式为第二模式的情况下还接收开始指令信号时，指令判断部14向主装置110输出NACK信号，并将模式保持为第二模式(“SC/N”)。另外，当接收寄存器读取指令信号、软件复位或不存在指令信号时，指令判断部14向主装置110输出NACK信号，并且使模式变化为第一模式(“RR、SR、NE/N”)。
在模式为第一模式或第二模式的情况下，当接收软件复位时，指令判断部14向主装置110输出ACK信号，并且使模式变化为第三模式(1)(“SR/A”)。之后，当四次接收软件复位时，指令判断部14在各指令信号后向主装置110输出ACK信号，并且使模式变化为第三模式(2)、第三模式(3)、第三模式(4)、第一模式(“SR/A”)。
但是，在模式为第三模式(1)～(4)的情况下，当接收寄存器读取指令信号、开始指令信号、输出指令信号或不存在指令信号时，指令判断部14向主装置110输出NACK信号，并且使模式变化为第一模式(“RR、SC、OC、NE/N”)。
如此，指令判断部14能够根据模式和指令信号的种类而高效地进行适当与否判断。
3.通信方法
图10为表示接口部10的通信方法的流程图。接口部10从主装置110接收包含数据信号在内的指令信号(数据信号输入步骤：S10)。然后，根据指令信号的种类和当前的模式来进行指令信号的适当与否判断(适当与否判断步骤：S12)。如参照图9所说明的那样，适当与否判断由指令判断部14执行。
然后，适当与否判断的结果、接收到的指令信号是否适当即指令信号中是否存在异常(错误)的条件分支为S20。当存在异常的情况下(S20中为是)，接口部10向主装置110输出NACK信号(输出否定应答信号的应答信号输出步骤：S24)。另外，当不存在异常的情况下(S20中为否)，接口部10向主装置110输出ACK信号(输出肯定应答信号的应答信号输出步骤：S22)。ACK信号或NACK信号的输出具体是由输出移位寄存器29实施的，该输出移位寄存器29接收到与指令判断部14的适当与否判断结果相对应的信号103。
接口部10根据指令信号的种类和当前的模式，而对模式进行更新(模式更新步骤：S30)。如参照图9所说明的那样，模式的更新由指令判断部14来执行。
通过使接口部10执行上文所述的通信方法，从而虽然根据基于主从方式的通信协议(例如，I2C总线通信协议)来实施数据通信，但却能够立即向主装置110报告指令信号的异常。因此，能够进行可靠性较高且高速的数据通信。
4.电子设备
利用图11至图12，对本实施方式的电子设备300进行说明。另外，对于与图1至图10相同的要素标记相同的编号、符号，并省略其说明。
图11为电子设备300的功能框图。电子设备300被构成为，包括：含有接口部10的物理量测量装置1、CPU(Central Processing Unit：中央处理器)320、操作部330、ROM(ReadOnly Memory：只读存储器)340、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)350、通信部360、显示部370、声音输出部380。另外，电子设备300可以省略或变更图11中的结构要素(各个部)的一部分，也可以附加其他的结构要素。
物理量测量装置1通过接口部10而与作为主装置的CPU(Central ProcessingUnit)320之间进行通信。另外，图11中省略了物理量测量装置1的接口部10以外的功能模块的标记。
CPU320根据被存储在ROM340等中的程序，而从物理量测量装置1获得数据，并进行各种计算处理或控制处理。此外，CPU320进行如下的处理，即，与来自操作部330的操作信号相对应的各种处理、为了与外部进行数据通信而对通信部360进行控制的处理、发送用于使显示部370显示各种信息的显示信号的处理、使声音输出部380输出各种声音的处理等。
操作部330为由操作键或按钮开关等构成的输入装置，并向CPU320输出与用户的操作相对应的操作信号。
ROM340对供CPU320实施各种计算处理或控制处理的程序或数据等进行存储。
RAM350作为CPU320的工作区域来使用，并临时对从ROM340读取的程序或数据、从操作部330输入的数据、CPU320按照各种程序执行所得到的运算结果等进行存储。
通信部360实施用于建立CPU320与外部装置之间的数据通信的各种控制。
显示部370为由LCD（Liquid Crystal Display：液晶显示器）等构成的显示装置，并根据从CPU320输入的显示信号而显示各种信息。
而且，声音输出部380为扬声器等输出声音的装置。
电子设备300中，CPU320经由接口部10而与物理量测量装置1实施通信。接口部10对来自CPU320的指令信号中是否存在错误进行判断，并且即使存在错误也能够立即向CPU320报告。因此，能够实现可靠性较高且应答较快的电子设备300。
作为电子设备300，考虑到各种电子设备。例如，可列举出网络服务器、个人计算机（例如，移动型个人计算机、膝上型个人计算机、平板型个人计算机）、移动电话等移动体终端、数码照相机、喷墨式喷射装置（例如喷墨打印机）、路由器或交换机等存储区域网络设备、局域网网络设备、电视、摄像机、磁带式录像机、汽车导航装置、寻呼机、电子记事本（也包括附带通信功能的产品）、电子词典、台式电子计算器、电子游戏机、游戏用控制器、文字处理器、工作站、可视电话、防盗用视频监视器、电子双筒望远镜、POS终端、医疗设备（例如，电子体温计、血压计、血糖仪、心电图测量装置、超声波诊断装置、电子内视镜）、鱼群探测仪、各种测量设备、计量设备类（例如，车辆、飞机、船舶的计量设备类）、飞行模拟器、头戴式显示器、运动轨迹、运动跟踪、运动控制器、PDR(行人位置方位测量)等。
图12为表示作为电子设备300的一个示例的、智能手机的外观的一个示例的图。作为电子设备300的智能手机具备作为操作部330的按钮和作为显示部370的LCD。而且，作为电子设备300的智能手机具有包含接口部10的物理量测量装置1。因此，能够使可靠性较高，并且使操作时的响应较快。
5.移动体
利用图13对本实施方式的移动体400进行说明。
图13为表示本实施方式的移动体400的一个示例的图（俯视图）。图13中所示的移动体400被构成为，包括：实施对振荡部410、发动机系统、制动系统、无密匙进入系统等的各种控制的控制器420、430、440；蓄电池450；备用电池460。另外，本实施方式的移动体既可以对图13中的结构要素（各个部）的一部分进行省略或者变更，也可以附加其他的结构要素。
控制器430具有包含接口部10的物理量测量装置1。虽然省略了其他结构要素的详细说明，但是为了实施移动体的移动所需的控制，要求具有较高的可靠性。
在此，在移动体400的系统中，即使在接收到的指令信号中存在错误的情况下，控制器430也能够立即检测出。而且，能够向未图示的主装置报告错误从而请求适当的应对措施。因此，能够提高作为移动体400的可靠性。
另外，作为这种移动体400，考虑到各种各样的移动体，例如，可列举出汽车（也包括电动汽车）、喷气式飞机或直升机等飞行器、船舶、火箭、人造卫星等。
6.其他
本发明包括与在实施方式中所说明的结构实质上相同的结构（例如，功能、方法以及结果相同的结构、或者目的以及效果相同的结构）。另外，本发明包括对在实施方式中所说明的结构的非本质的部分进行替换的结构。此外，本发明包括能够实现与在实施方式中所说明的结构起到相同的作用效果的结构或者达到相同目的的结构。另外，本发明包括在实施方式中所说明的结构中添加了公知技术而得到的结构。
符号说明
1物理量测量装置、2振子、3振子、4传感器元件、5驱动部、6检测部、7动作设定部、10接口部、11输入移位寄存器、14指令判断部、15存储部、17缓冲器、18缓冲器、19选择器、20故障诊断部、22电路组、29输出移位寄存器、30故障诊断信号、40输出信号、42内部信号、44内部信号、80激励电流、82驱动信号、90差分信号、92差分信号、101数据通信系统、110主装置、112串行总线、114串行总线、116电阻器、118电阻器、122软件复位信号、170从属装置、180从属装置、190从属装置、300电子设备、320CPU、330操作部、340ROM、350RAM、360通信部、370显示部、380声音输出部、400移动体、410振荡部、420控制器、430控制器、440控制器、450蓄电池、460备用电池。

Claims (11)

1.一种通信电路，包括：
输入部，其被输入数据信号；
输出部，其在所述数据信号被输入了的情况下，输出应答信号；
指令判断部，其实施对包含在所述数据信号中的指令信号的适当与否判断，
所述适当与否判断为，对指令信号中有无错误的判断，
在通过所述适当与否判断而判断为所述指令信号中有错误的情况下，所述输出部输出否定应答信号以作为所述应答信号,
所述指令判断部在所述指令信号是由多个指令信号所构成的连接指令且所述多个指令信号以与没有错误的顺序不同的顺序被输入的情况下判断为有错误，向所述输出部输出与该判断结果相对应的信号，
所述输出部基于与该判断结果相对应的信号，紧随所述多个指令中的与所述没有错误的顺序不同的顺序的指令的输入而输出所述否定应答信号。
2.如权利要求1所述的通信电路，其中，
当所述指令信号指定了不存在的寄存器地址时，所述输出部输出所述否定应答信号。
3.如权利要求1所述的通信电路，其中，
所述连接指令信号为软件复位信号。
4.如权利要求1所述的通信电路，其中，
所述连接指令信号为检查用指令信号。
5.如权利要求1或2所述的通信电路，其中，
所述指令判断部根据由所述指令信号所决定的模式和所述指令信号，来实施所述适当与否判断。
6.如权利要求1或2所述的通信电路，其中，
当通过所述适当与否判断而判断为所述指令信号为没有错误的情况下，所述输出部输出肯定应答信号以作为所述应答信号。
7.如权利要求6所述的通信电路，其中，
所述输入部按照I2C通信协议而实施所述输入，
所述肯定应答信号为所述I2C通信协议的ACK信号，
所述否定应答信号为所述I2C通信协议的NACK信号。
8.一种物理量测量装置，包括：
权利要求1至7中任一项所述的通信电路；
传感器元件，其输出与物理量相对应的检测信号。
9.一种电子设备，其包括权利要求1至7中任一项所述的通信电路。
10.一种移动体，其包括权利要求1至7中任一项所述的通信电路。
11.一种通信方法，包括：
数据信号输入步骤，数据信号被输入；
适当与否判断步骤，实施对包含在所述数据信号中的指令信号的适当与否判断；
应答信号输出步骤，在所述数据信号被输入了的情况下输出应答信号，
所述适当与否判断为，对指令信号中有无错误的判断，
在所述应答信号输出步骤中，当通过所述适当与否判断而判断为所述指令信号中有错误时，输出否定应答信号以作为所述应答信号，
在所述应答信号输出步骤中，当在所述指令信号是由多个指令信号所构成的连接指令且所述多个指令信号以与没有错误的顺序不同的顺序被输入的情况下通过所述适当与否判断而判断为有错误时，紧随所述多个指令中的与所述没有错误的顺序不同的顺序的指令的输入而输出所述否定应答信号以作为所述应答信号。
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