JP2000347950A - シリアルインターフェイス - Google Patents

シリアルインターフェイス

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JP2000347950A
JP2000347950A JP11156164A JP15616499A JP2000347950A JP 2000347950 A JP2000347950 A JP 2000347950A JP 11156164 A JP11156164 A JP 11156164A JP 15616499 A JP15616499 A JP 15616499A JP 2000347950 A JP2000347950 A JP 2000347950A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
counter
clock
serial
signal
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP11156164A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideji Kondo
秀二 近藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 シリアルクロックのパルス幅から通信時間を
予測し、実際の通信時間と比較することでノイズを検出
するシリアルインターフェイスを目的とする。 【解決手段】 シリアルクロック2より高速のクロック
3によってカウント動作を行い、シリアルクロック2の
パルス幅を測定するカウンタ6を持ち、カウンタ6の動
作の開始、停止と転送ビットカウンタ5の初期値のラッ
チを行い、ラッチデータとカウンタ6のデータを乗算回
路8へ出力する制御回路7を持ち、乗算回路8は制御回
路7のデータをもとに算出した通信時間をコンペアレジ
スタ9へロードし、次段にはそのロード信号で動作を開
始しクロック3でカウントするカウンタ10を持ち、カ
ウンタ10の値とコンペアレジスタ9の値を比較し、コ
ンペア一致信号15とシリアル割り込み信号13を入力
にエラー検知信号14を出力とするAND回路12から
構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はノイズ検知及びノイ
ズによる誤動作の防止を目的としたシリアルインターフ
ェイスに関する。
【0002】
【従来の技術】少数の信号線によって多数のデータを通
信する方法としてシリアル通信があり、これはシリアル
インターフェイスによって行われる。
【0003】以下に従来のシリアルインターフェイスに
ついて説明する。
【0004】図4に従来の受信側のシリアルインターフ
ェイスの構成を示す。1はシリアル受信データ、2はシ
リアルクロック、4はシフトレジスタ、5は転送ビット
カウンタ、13はシリアル割り込み信号である。
【0005】以上のように構成された従来のシリアルイ
ンターフェイスの動作について説明する。シフトレジス
タ4はシリアルクロック2に同期して、シリアル受信デ
ータ1を1ビットずつシフト動作を繰り返し順次格納し
ていく。そして、任意のビット数の受信が終了すると転
送ビットカウンタ5はオーバーフローし、シリアル割り
込み信号13を発生する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のシリアルインターフェイスではシリアルクロック2
に図8のT3のようにノイズが発生するとシフトレジス
タ4は不要なシフトを行い異常なデータを受信する可能
性が極めて高くなるという問題点があった。このため、
受信したデータが正常か異常かをソフト処理によって解
析することになり、処理時間及びプログラム容量が拡大
する要因となっていた。
【0007】本発明は上記課題を解決するものでハード
でのエラー検知によって処理時間短縮とノイズによる誤
動作を防止し、安定した通信が可能なシリアルインター
フェイスの提供を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、一般的なシリアル通信ではシリアルクロッ
クが同一周期で発振し、転送ビット数も通信フォーマッ
トによって決められているという点に着目し、シリアル
クロックの最初のパルス幅を測定することにより、転送
終了時間を予測し、実際のシリアル通信時間と比較す
る。また、測定したパルス幅から内部でシフトクロック
を生成するよう構成したものである。
【0009】これにより、ノイズによる誤動作の検知と
防止が可能となる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図1から図3及び図5から図7を用いて説明する。
【0011】(実施の形態1)図1は本発明の実施の形
態1によるシリアルインターフェイスの構成を示すもの
である。1はシリアル受信データ、2はシリアルクロッ
ク、3はカウンタ6及び10のクロック、4はシリアル
受信データ1をシフトしつつ順次格納するシフトレジス
タ、5はシリアルクロック2をカウントクロックとする
転送ビットカウンタ、7はカウンタ6のカウント動作の
開始、停止と、転送ビットカウンタ5の初期値を格納
し、カウンタ6と転送ビットカウンタ5のデータをロー
ドする制御回路、8は制御回路7からの二つのロードデ
ータをもとにシリアル転送終了時間を算出するための乗
算回路、9は乗算回路8からのデータを格納するコンペ
アレジスタ、11はコンペアレジスタ9とカウンタ10
の値の比較回路、12は一方の入力が反転入力となるA
ND回路、13は転送ビットカウンタのオーバーフロー
時に発生するシリアル割り込み信号、14はエラー検知
信号、15はコンペア一致信号である。
【0012】実施の形態1によるシリアルインターフェ
イスはシリアルクロック2から正常通信を行った場合の
シリアル通信終了時間を求め、これと実際の通信終了時
間とを比較し、ノイズによる通信異常を検出することを
特徴とする。
【0013】以上のように構成された実施の形態1によ
るシリアルインターフェイスについて、以下に図5を用
いてその動作を説明する。
【0014】ここでは、例として8ビットのシリアルデ
ータがシリアルクロック2の立下がりエッジに同期して
送られてきたものを立ち上がりエッジで受信するものと
する。シフトレジスタ4はシリアルクロック2の立ち上
がりエッジに同期してシフト動作を行い、転送ビットカ
ウンタ5についても同様に立ち上がりエッジに同期して
ダウンカウントするものとする。
【0015】まず、T1においてシリアルクロック2の
立ち下がりエッジ発生によってシリアル受信が開始する
とこれを受けた制御回路7はカウンタ6のカウント動作
を許可し、カウンタ6はシリアルクロック2より高速の
クロック3によってカウントアップを行う。さらに制御
回路7は転送ビットカウンタ5の初期値’7’をラッチ
し、乗算回路8に出力する。次にT2においてはシリア
ルクロック2の立ち上がりエッジでシフトレジスタ4が
シリアル受信データ1の1ビット目を取り込み、転送ビ
ットカウンタ5が同じく1ビット分のカウント動作を行
う。制御回路7はシリアルクロック2の立ち上がりエッ
ジを受けてカウンタ7の動作を停止させると同時にカウ
ンタ7のデータを乗算回路8にロードする。このロード
されたデータがT1からT2までの時間Aに相当するデ
ータとなる。乗算回路8はT1時に入力されていた転送
ビットカウンタ5の初期値’7’と時間Aに相当するデ
ータを乗算し、T2から理想的な通信終了タイミングT
5までの時間Bを予測計算する。転送ビット数の設定が
最大8ビットとするとBは「A*(転送ビットカウンタ
5の初期値)*2」で算出できる。Aをカウントしたカ
ウンタ7の値が’5’であったとするとBは’70’と
なる。乗算回路8から’70’がコンペアレジスタ9に
ロードされるとカウンタ10がカウンタ6と同じクロッ
ク3でカウント動作を開始し、比較回路11によってコ
ンペアレジスタ9のデータ’70’と一致するまでカウ
ントを継続し、一致した時点T5で比較回路11からコ
ンペア一致信号15が発生する。このカウンタ10が動
作している時間がBとなり、正常転送した場合の予測時
間となる。
【0016】この間転送ビットカウンタ5はカウント動
作を続け、カウンタ値が’0’の時シリアルクロック2
の立ち上がりエッジによってオーバーフローし、T5の
タイミングでシリアル割り込み信号13を発生する。と
ころが、通信中にT3のようにノイズが発生した場合に
は、転送ビットカウンタ5は1クロック分誤ってカウン
トしてしまい、その結果シリアル割り込み信号13はコ
ンペア一致信号15より1ビット分早くT4で発生する
ため、エラー検知信号14が発生し、エラーが検出され
る。
【0017】(実施の形態2)図2は本発明の実施の形
態2によるシリアルインターフェイスの構成を示すもの
である。
【0018】シリアル受信データ1、シリアルクロック
2、クロック3、シフトレジスタ4、転送ビットカウン
タ5、カウンタ6、コンペアレジスタ9、カウンタ1
0、比較回路11、シリアル割り込み信号13、コンペ
ア一致信号15の構成は実施の形態1と同様である。1
6はカウンタ6のカウント動作の開始、停止、データの
ロードする制御回路、17はシリアルクロック2をカウ
ントクロックとし、コンペア一致信号15によってリセ
ットされるカウンタ、18はコンペア一致信号15によ
ってカウンタ17のデータを読み出し、比較する比較回
路、19はその結果として出力されるエラー検知信号で
ある。
【0019】実施の形態2によるシリアルインターフェ
イスはシリアルクロック2の1周期単位毎に発生する受
信エッジをカウントすることによって、ノイズの有無を
検出することを特徴とする。
【0020】以上のように構成された実施の形態2によ
るシリアルインターフェイスについて、以下に図6を用
いてその動作を説明する。
【0021】実施の形態1と同様の受信を行うものとし
た場合、実施の形態2では、まず、T1におけるシリア
ルクロック2の立ち下がりエッジからT6の次の立ち下
がりエッジまでの期間2Aを測定する。制御回路16は
T1からT6までカウンタ6のカウント動作を許可し、
T6のタイミングでカウンタ6のデータをコンペアレジ
スタ9へロードする。このデータがシリアルクロック2
のクロック周期2Aとなる。コンペアレジスタ9にデー
タがロードされるとカウンタ10がカウンタ6と同じク
ロック3でカウント動作を開始し、比較回路11によっ
てコンペアレジスタ9のデータと一致するまでカウント
を継続し、一致した時点T8で比較回路11からコンペ
ア一致信号15が発生する。このコンペア一致信号15
の発生周期はシリアルクロック2の周期2Aと一致す
る。カウンタ17はカウンタ6がコンペアレジスタ9へ
データをロードしたタイミングT6からシリアルクロッ
ク2の立ち上がりクロックに同期してT7でカウントア
ップし、T8でコンペア一致信号15の立ち上がりエッ
ジによって読み出され、T9においてコンペア一致信号
15の立ち下がりエッジによってリセットされる。この
ようにカウンタ17はT6からT9までの基本動作をシ
リアル転送終了まで繰り返す。また、T8で読み出され
たデータは比較回路18において’1’と比較され、一
致しなければエラー検知信号19が発生する。
【0022】以上のような実施の形態2のシリアルイン
ターフェイスにおいて、T10のタイミングでノイズが
発生したとすると、カウンタ17はT10とT11でカ
ウントアップし、T12で読み出したデータは’2’と
なる。比較回路18において’1’と一致しないためエ
ラー検知信号19が発生し、ノイズが検出されたことと
なる。
【0023】(実施の形態3)図3は本発明の実施の形
態3によるシリアルインターフェイスの構成を示すもの
である。
【0024】シリアル受信データ1、シリアルクロック
2、クロック3、シフトレジスタ4、転送ビットカウン
タ5、カウンタ6、コンペアレジスタ9、カウンタ1
0、シリアル割り込み信号13、コンペア一致信号15
の構成は実施の形態1と同様である。23はカウンタ6
のカウント動作の開始、停止、データのロードする制御
回路、20はコンペア一致信号15のタイミングで信号
出力をするシフトクロック生成回路、21はシフトクロ
ック2とシフトクロック生成回路20の出力信号のセレ
クタ、22はセレクタ21の出力信号でシフトレジスタ
4及び転送ビットカウンタ5のクロックとなるシフトク
ロックである。
【0025】実施の形態3によるシリアルインターフェ
イスはシリアルクロック2のパルス幅Aを測定すること
により、シリアルインターフェイス内部でノイズが発生
しなかった時の正常なシリアルクロック2と同一周期の
クロック信号を生成することにより、シリアルクロック
2にノイズが発生してもその影響を受けないことを特徴
とする。
【0026】以上のように構成された実施の形態3によ
るシリアルインターフェイスについて、以下に図7を用
いてその動作を説明する。
【0027】まず、T1のタイミングでシリアル通信が
開始するが、シリアルクロック2の周期Aの測定は実施
の形態1と同様にカウンタ6によって行われる。制御回
路23はカウンタ6の動作制御、測定データのロードの
機能に関して実施の形態1の制御回路7と同様である。
コンペアレジスタ9及びカウンタ10、比較回路11に
ついても同様であるが、コンペアレジスタ9に格納され
るデータがパルス幅Aを測定したデータがそのままロー
ドされるためコンペア一致信号15はT13から時間A
毎に発生する。セレクタ21は制御回路23によってT
2までの間シリアルクロック2を選択する。また、シフ
トクロック生成回路20も制御回路23によって制御さ
れT2までの間シリアル通信開始前、つまりT1以前の
シリアルクロック2の端子レベルと同電位である’H’
を保持する。T2では制御回路23はカウンタ6の制御
と同時にシフトクロック生成回路20の動作許可とセレ
クタ21の信号選択をシフトクロック生成回路20の出
力に切り換える。よってシフトクロック22はT2以前
はシリアルクロック2が伝送され、T2以降はシフトク
ロック生成回路20の出力信号が伝送される。T13で
はシフトクロック生成回路20はコンペア一致信号15
の立ち上がりエッジによってデータを反転して出力し、
以降コンペア一致信号15に同期してデータを反転しな
がら転送終了まで出力し続ける。このT2以降のシフト
クロック22は、ノイズの乗らない正常な通信時のシリ
アルクロック2と同一波形となる。
【0028】以上のような実施の形態3のシリアルイン
ターフェイスにおいては、T14のようにノイズが発生
したとしても、内部のシフトクロック22には伝搬せ
ず、正常な通信の実現が可能となる。
【0029】
【発明の効果】以上のように本発明によればシリアル転
送クロックのパルス幅を測定することにより、ノイズに
よる通信エラーの早期検出とノイズの影響を受けないシ
リアルインターフェイスが実現でき、通信の安定性確保
とソフトの負担軽減の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1におけるシリアルインタ
ーフェイスの構成図
【図2】本発明の実施の形態2におけるシリアルインタ
ーフェイスの構成図
【図3】本発明の実施の形態3におけるシリアルインタ
ーフェイスの構成図
【図4】従来のシリアルインターフェイスの構成図
【図5】本発明の実施の形態1におけるシリアルインタ
ーフェイスの動作説明図
【図6】本発明の実施の形態2におけるシリアルインタ
ーフェイスの動作説明図
【図7】本発明の実施の形態3におけるシリアルインタ
ーフェイスの動作説明図
【図8】従来のシリアルインターフェイスの動作説明図
【符号の説明】
1 シリアル受信データ 2 シリアルクロック 3 クロック 4 シフトレジスタ 5 転送ビットカウンタ 6 カウンタ 7 制御回路 8 乗算回路 9 コンペアレジスタ 10 カウンタ 11 比較回路 12 AND回路 13 シリアル割り込み信号 14 エラー検知信号 15 コンペア一致信号 16 制御回路 17 カウンタ 18 比較回路 19 エラー検知信号 20 シフトクロック生成回路 21 セレクタ 22 シフトクロック 23 制御回路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリアルクロックによって外部から入力
    されるシリアル受信データを取り込むためのシフトレジ
    スタと前記シリアルクロックによって転送ビット数をカ
    ウントし、オーバーフロー時には転送の終了を示すシリ
    アル割り込み信号を発生する転送ビットカウンタを備
    え、前記シリアルクロックより高速のクロックによって
    カウント動作を行い、前記シリアルクロックの立ち下が
    りエッジから立ち上がりエッジまであるいは立ち上がり
    エッジから立ち下がりエッジまでのパルス幅を測定する
    第一のカウンタを持ち、前記シリアルクロックに同期し
    て前記第一のカウンタの動作の開始、停止と前記転送ビ
    ットカウンタの初期値のラッチを行い、次段の乗算回路
    へは前記第一のカウンタのデータと前記転送ビットカウ
    ンタのラッチデータをロードする制御回路を持ち、前記
    乗算回路においては前記制御回路からロードされたデー
    タをもとにシリアル転送終了までの予測時間を算出し、
    カウンタ値としてコンペアレジスタへロードし、次段に
    はそのロード信号の発生によって動作を開始し前記クロ
    ックによってカウント動作する第二のカウンタを持ち、
    前記第二カウンタの値と前記コンペアレジスタの値は第
    一の比較回路の入力信号となり、前記比較回路からはコ
    ンペア一致信号を出力し、AND回路の一方の入力信号
    となり、もう一方の入力信号が前記シリアル割り込み信
    号となり、前記AND回路の出力がエラー検知信号で構
    成されるシリアルインターフェイス。
  2. 【請求項2】 請求項1と同様のシフトレジスタ、シリ
    アルクロック、転送ビットカウンタ、シリアル割り込み
    信号、第一カウンタ、クロック、コンペアレジスタ、第
    二カウンタ、第一比較回路を備え、第一のカウンタは前
    記シリアルクロックの1クロック分のパルス幅を測定
    し、前記第一のカウンタの動作開始、停止と次段の前記
    コンペアレジスタへ前記第一のカウンタのデータをロー
    ドする第二の制御回路を持ち、前記シリアルクロックで
    カウントアップし、前記第二のカウンタのコンペア一致
    信号によってリセットされる第三のカウンタと前記コン
    ペア一致信号によって前記第三のカウンタを読み出し比
    較し、比較結果によってエラー検知信号を発生する比較
    回路から構成されるシリアルインターフェイス。
  3. 【請求項3】 請求項1と同様のシフトレジスタ、シリ
    アルクロック、転送ビットカウンタ、シリアル割り込み
    信号、第一カウンタ、クロック、コンペアレジスタ、第
    二カウンタ、第一比較回路を備え、前記シリアルクロッ
    クに同期して前記第一のカウンタの動作の開始、停止を
    行い、次段の前記コンペアレジスタへは前記第一のカウ
    ンタのデータをロードする第三の制御回路を持ち、請求
    項1及び請求項2と同様の前記第二のカウンタと前記コ
    ンペアレジスタと前記第一の比較回路からは、コンペア
    一致信号を発生し、前記コンペア一致信号をもとにシフ
    トクロック生成回路から出力された信号と前記シリアル
    クロックはセレクタに入力し、前記第三の制御回路から
    のコントロール信号によっていずれか一方が選択されシ
    フトクロックとして伝送され、前記シフトクロックは前
    記シフトレジスタ及び前記転送ビットカウンタのクロッ
    クとして入力される構造を持ったシリアルインターフェ
    イス。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008197752A (ja) * 2007-02-08 2008-08-28 Sharp Corp データ通信誤動作防止装置、電子機器、データ通信誤動作防止装置の制御方法、データ通信誤動作防止装置の制御プログラム、及び当該プログラムを記録した記録媒体

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JP2008197752A (ja) * 2007-02-08 2008-08-28 Sharp Corp データ通信誤動作防止装置、電子機器、データ通信誤動作防止装置の制御方法、データ通信誤動作防止装置の制御プログラム、及び当該プログラムを記録した記録媒体

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