JP2004104163A

JP2004104163A - Data communication method and system

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Publication number: JP2004104163A
Application number: JP2002259042A
Authority: JP
Inventors: Riichi Nakahira; 中平　利一
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 2002-09-04
Filing date: 2002-09-04
Publication date: 2004-04-02
Anticipated expiration: 2022-09-04
Also published as: JP4056832B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To properly use and perform a plurality of kinds of data communication and their responses in different ways with a simple configuration. <P>SOLUTION: Between a master 11 and a plurality of slaves 12, 13,..., a common data bus 21, a control bus 22 whose control direction is from the master 11 to the slaves 12, 13,..., and a control bus 23 whose control direction is from the slaves 12, 13,..., to the master 11 are provided. Combinations of and changes in signal levels of the control buses 22, 23 permit shifts among various states to thereby perform data communication, a plurality of frame communication, interruption communication between the master and the slaves, and inter-slave communication. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マスタからスレーブの方向とスレーブからマスタの方向とに分けた制御ラインで、共通のデータラインを介して行うデータ通信を制御するデータ通信方法およびシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、複数のプロセッサ、ユニット、機器などの通信ノード間で共通のデータバスを介してデータを通信するデータ通信の方式には、大別してマルチマスタ方式とマスタ−スレーブ方式とがある。図９は、（ａ）でマルチマスタ方式の例を示し、（ｂ）でマスタ−スレーブ方式の例を示す。
【０００３】
図９（ａ）に示すマルチマスタ方式は、複数の通信ノード１Ａ〜１Ｆ間が共通のバス２で相互接続され、通信に参加するすべての通信ノード１Ａ〜１Ｆがマスタとなり、バス２の管理権を得て、他の通信ノードに対するデータの送信を行い得る。ただし、いずれかの通信ノード１Ａ〜１Ｂがマスタになってしまうと、他の通信ノードはスレーブとなる。つまり、データの送信に関しては早いもの勝ちとなる。よって、どの通信ノード１Ａ〜１Ｆ間でも通信が可能であるけれども、全く同時に送信しようとしたときは、何らかの調停が必要である。
【０００４】
特開平６−１２３６６号公報には、システムバス割当て回路によってシステムバスの使用権の調停を行い、複数のプロセッサ間相互でデータ転送を行うバス使用権調停制御システムについての先行技術が開示されている。システムバス割当て回路は、どのプロセッサがシステムバスの使用権の要求を行うことが可能であるかを示す情報を任意に設定可能な機能を備えていて、設定されたプロセッサ番号を順次システムバス上に送出し、そのプロセッサ番号に対応するプロセッサがバス使用権獲得要求を行えば、そのプロセッサから他のプロセッサに対するデータ送信が可能になる。
【０００５】
図９（ｂ）に示すマスタ−スレーブ方式は、マスタとなる通信ノード１Ａが固定で、通信はマスタとスレーブとなる通信ノード１Ｂ〜１Ｆとの間で行う。マスタとなる通信ノード１Ａが固定されているので、バスの管理権に関する調停は不要であり、構成は簡単になる。通信の管理は、マスタとなる通信ノード１Ａのみが行うので、スレーブとなる通信ノード１Ｂ〜１Ｆ間の通信を行うことができず、一旦マスタとなる通信ノード１Ａとの間で通信を行い、さらにマスタとなる通信ノード１Ａが他の通信ノードに対する通信を行うようにする必要がある。
【０００６】
特開平６−２６６６５８号公報には、マスタとして指定されるプロセッサから他のプロセッサに同期信号とステータス信号を供給して、データ通信を行うプロセッサを指定し、指定されたプロセッサは同期信号にタイミングを合わせてデータを送信するマルチプロセッサ用バスシステムの先行技術が開示されている。
【０００７】
図１０はマスタ−スレーブ方式でデータ通信を行うための基本的な構成を示し、図１１はデータ通信システムの概要を示す。図１０に示すように、バス２を介して相互に接続されている２つの通信ノードの一方がマスタ３となり、他方がスレーブ４となる。バス２には、双方向性のデータライン５と制御ライン６とが含まれる。図１１（ａ）はデータの送受にデータライン５を使用するシステムを示し、図１１（ｂ）はデータの送受にデータライン５および制御ライン６の両方を使用するシステムを示す。
【０００８】
データ通信では、バイト単位のデータをある程度の数まとめて、フレームとして送信する。このとき、受信側では、データを確実に受信することができたか否かを確認するために、受信側は送信側からのデータを正常に受信しているか否かを１バイト単位で確認し、正常に受信していれば応答信号を受信側から返答する。これには、データライン５を使用して予め定められる伝送制御用の肯定応答信号であるＡＣＫ信号として応答したり、制御ライン５を使用してＡＮＳ信号として応答することが考えられている。
【０００９】
図１１（ａ）に示すシステムでは、エラー検出時にはＡＣＫを返さないで、たとえば予め定める伝送制御用の否定応答信号であるＮＡＫを返答する等で、エラー検出を伝えることができる。また、受信処理に時間がかかるようなときは、次のデータ送信を待つポーズの要求を行うこともある。データライン５を利用して返答を行うときは、ＡＣＫやＮＡＫとは異なるポーズ要求も、それぞれ特定の応答コードで区別して行うことができる。
【００１０】
図１１（ｂ）に示すシステムでは、データライン５を介する正常なデータの受信毎に、制御ライン６を介してＡＮＳを返し、エラー時にはＡＮＳを返さないことで、エラー検出を伝えることができる。また、ポーズの要求も、制御ライン６やクロックラインのレベルを一定に保つことや、次のデータ受信が可能になるまでＡＮＳの返答を遅れさせることで可能となる。
【００１１】
一方、１バイト毎に応答を返さずに、フレームでまとめてＡＣＫを返す方法も考えられる。しかし、この方法では、途中でエラーを検出しても、それをデータライン５上のＡＣＫ等では伝えることができないので、制御ライン６のレベルを変えて伝えることになるけれども、そうすると、ポーズ要求の信号と重複してしまう。
【００１２】
バイト単位のデータを、ある程度の数まとめてフレームとして送信するデータ通信では、データ量が大きい場合には複数のフレームに分けて伝送する必要がある。これを複数フレーム通信と呼ぶ。複数フレーム通信をマスタ−スレーブの通信方式において実現する場合には、スレーブ４からの通信時はバス使用権要求だけでは、そのスレーブ４が単フレーム通信をしようとしているのか、複数フレーム通信しようとしているのか判別ができない。また、図９（ｂ）に示すように複数のスレーブとなる通信ノード１Ｂ〜１Ｆからバス使用権要求が出されると、どのスレーブがバス２を使用して先にデータを送信することができるかは、マスタとなる通信ノード１Ａがスレーブとなる各通信ノード１Ｂ〜１Ｆのうちの一つに対してＥＮＱ信号で問い合せを行う順序による。
【００１３】
すなわち、図１２に示すように、スレーブ４はマスタ３に対してデータライン５に所定のタイミングｔでバス２の使用権を要求することはできるけれども、マスタ３はどのスレーブ４かやどのような通信形態かは不明なまま、バス２の使用権を認めるか否かの判断を行う必要がある。
【００１４】
【特許文献１】
特開平６−１２３６６号公報
【特許文献２】
特開平６−２６６６５８号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
図１１（ａ）に示すように、データライン５でデータと応答との送受信を行うシステムでは、前述のように、フレーム送信中のエラー検出の通知は制御ライン６を介して行うようにすることができるけれども、制御ライン６を介して送ることができる情報量は少ないので、ポーズの要求を送信することはできない。またマスタ３に対してスレーブ４がバス使用権要求などを行う際にも、マスタ３には充分な情報を得ることができない。
【００１６】
本発明の目的は、簡単な構成でデータ通信とその応答を複数種類使い分けて行うことができるデータ通信方法およびシステムを提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、共通のデータラインを介するデータの転送を制御する制御ラインを、マスタからスレーブの方向と、スレーブからマスタの方向とに分けて設けておき、マスタとスレーブとの間でデータ通信を行うデータ通信方法であって、
スレーブは複数であり、
マスタが複数のスレーブのうちのいずれかのスレーブを選択して、マスタからスレーブの方向への制御ラインの信号レベルを予め定める論理値に対応するように変化させている間、データの通信を行う共通のデータラインと、
選択されたスレーブは、共通のデータラインを使用して、他のスレーブに対するデータ通信が可能であることを特徴とするデータ通信方法である。
【００１８】
本発明に従えば、データ通信は、マスタと複数のスレーブとに共通なデータラインを介して行う。データの転送を制御するために、マスタからスレーブの方向と、スレーブからマスタの方向とに分けて制御ラインを設けておく。マスタがスレーブのうちの一つを選択すれば、選択されたスレーブは、他のスレーブとの間でデータ通信が可能になるので、マスタを介さずにスレーブ同士でデータ通信を行うことができる。スレーブの一つがサブマスタとなってスレーブ間通信が可能になるので、マルチマスタ方式のような調停回路が不要で、簡単にスレーブ間通信を実現することができる。
【００１９】
また本発明で、前記選択されたスレーブは、前記他のスレーブに対するデータ通信を行った後、前記スレーブからマスタの方向への制御ラインの信号レベルを予め定めるように変化させて、該データ通信の終了を通知することを特徴とする。
【００２０】
本発明に従えば、マスタから選択されて他のスレーブに対するデータ通信を行うサブマスタとなったスレーブは、そのデータ通信の終了を制御ラインの信号レベルを予め定めるように変化させて、マスタに通知することができる。通知を受けたマスタは、サブマスタからバスの使用権の引き渡しを受け、マスタ自身のデータ通信や、バスの管理を続けることができる。
【００２１】
また本発明で、前記マスタは、前記選択されたスレーブによるデータ通信の開始後、予め定める時間が経過すると、マスタからスレーブの方向への制御ラインに対する前記信号レベルの変化を終了させることを特徴とする。
【００２２】
本発明に従えば、マスタは、サブマスタにバスの使用権を引き渡していることを、マスタからスレーブの方向への制御ラインを予め定める信号レベルとすることで表示し、予め定める時間が経過すると、タイムアウトとしてバスの使用権を回復することができる。サブマスタによるデータ通信にトラブルが発生しても、サブマスタからマスタにバスの使用権を確実に引き渡すことができる。
【００２３】
さらに本発明は、共通のデータラインを介するデータの転送を制御する制御ラインを、マスタからスレーブの方向と、スレーブからマスタの方向とに分けて設けておき、マスタとスレーブとの間でデータ通信を行うデータ通信方法であって、
マスタまたはスレーブの一方から他方へのデータ送信中に、該他方が該一方の方向への制御ラインの信号レベルを、予め定める時間だけ論理的に反転するように変化させると、該一方からのデータ送信を一時的に停止させるポーズ要求となり、
該他方が該信号レベルを論理的に反転させる時間が該予め定める時間を超えると、該一方からのデータ送信の終了要求となることを特徴とするデータ通信方法である。
【００２４】
本発明に従えば、データ通信は、マスタとスレーブとに共通なデータラインを介して行う。データの転送を制御するために、マスタからスレーブの方向と、スレーブからマスタの方向とに分けて制御ラインを設けておく。たとえばマスタからスレーブへのデータ送信中に、スレーブがスレーブからマスタの方向への制御ラインの信号レベルを、予め定める時間だけ論理的に反転するように変化させると、マスタからのデータ送信を一時的に停止させるポーズ要求となり、スレーブが信号レベルを論理的に反転させる時間が予め定める時間を超えると、マスタからのデータ送信の終了要求となるので、１本の制御ラインで、ポーズ要求と通信終了要求を兼用させることができる。マスタがマスタからスレーブの方向への制御ラインを兼用させて、スレーブからマスタへのデータ通信についても同様に制御することができる。
【００２５】
さらに本発明は、共通のデータラインを介するデータの転送を制御する制御ラインを、マスタからスレーブの方向と、スレーブからマスタの方向とに分けて設けておき、マスタとスレーブとの間でデータ通信を行うデータ通信方法であって、
マスタまたはスレーブの一方から他方への複数回に分けて行うデータ送信中に、該データ送信間の予め定めるタイミングで、該他方から該一方の方向への制御ラインの信号レベルを論理値に反転するように変化させると、該他方から該一方へのデータ送信を割込ませることが可能であることを特徴とするデータ通信方法である。
【００２６】
本発明に従えば、データ通信は、マスタとスレーブとに共通なデータラインを介して行う。データの転送を制御するために、マスタからスレーブの方向と、スレーブからマスタの方向とに分けて制御ラインを設けておく。たとえばマスタからスレーブへの複数回のフレームに分けて行うデータ通信中に、スレーブがスレーブからマスタの方向への制御ラインの信号レベルを、予め定める時間だけ論理的に反転するように変化させると、マスタからのデータ送信を一時的に停止させて、スレーブからマスタへデータ通信を割込んで行わせることができ、一方からの通信のみでデータラインが占有されうことがないようにすることができる。
【００２７】
また本発明で、前記複数回のデータ送信は、予め定めるデータ量のフレームを単位として行い、
前記割込ませるデータ送信は、単一のフレームのデータについて行うことを特徴とする。
【００２８】
本発明に従えば、一方から複数回のフレームでデータ通信を行う際に、他方から単フレームのデータ通信を割込ませることができる。
【００２９】
さらに本発明は、マスタと複数のスレーブとの間で、共通のデータラインを介して行うデータの転送を制御する制御ラインを、マスタからスレーブの方向と、スレーブからマスタの方向とに分けて設けておき、マスタとスレーブとの間でデータ通信を行うデータ通信システムであって、
マスタは、
スレーブ間でデータ通信を行うスレーブの一方をサブマスタとして選択する選択手段と、
選択手段によって選択されるサブマスタがデータ通信を行うことが可能な時間を規制するタイマと、
選択手段によってサブマスタの選択が開始されると、マスタからスレーブの方向への制御ラインの信号レベルを予め定める論理値に対応するように変化させ、スレーブからマスタの方向への制御ラインを介して、予め定める信号レベルの変化で、選択されたスレーブからデータ通信の終了通知を受信するとき、またはタイマによる時間規制が有効になるとき、マスタからスレーブの方向への制御ラインの信号レベルの変化を停止するように制御する制御手段とを含み、
各スレーブは、
マスタの選択手段によって選択されるとき、他のスレーブに対して送信するデータがあれば、スレーブからマスタの方向への制御ラインの信号レベルを予め定められるように変化させる応答手段と、
応答手段による信号レベルの変化の後で、共通のデータラインを使用し、他のスレーブに対するデータを送信する送信手段と、
他のスレーブがサブマスタとして選択された後で、該サブマスタから送信されるデータを受信する受信手段とを含み、
各スレーブの応答手段は、他のスレーブへのデータの送信が終了すると、マスタの制御手段に対して、スレーブからマスタの方向への制御ラインの信号レベルの該予め定めた変化で、データ通信の終了通知を行うことを特徴とするデータ通信システムである。
【００３０】
本発明に従えば、マスタと複数のスレーブとの間で、データ通信を共通のデータラインを介して行うデータ通信システムは、データの転送を制御する制御ラインを、マスタからスレーブの方向と、スレーブからマスタの方向とに分けて設けておく。データ通信システムのマスタは、選択手段と、タイマと、制御手段とを含む。各スレーブは、応答手段と送信手段と受信手段とを含む。マスタの選択手段は、スレーブ間でデータ通信を行うスレーブの一方をサブマスタとして選択する。タイマは、サブマスタがデータ通信を行うことが可能な時間を規制する。制御手段は、選択手段によってサブマスタの選択が開始されると、マスタからスレーブの方向への制御ラインの信号レベルを予め定める論理値に対応するように変化させ、スレーブからマスタの方向への制御ラインを介して、予め定める信号レベルの変化で、選択されたスレーブからデータ通信の終了通知を受信するとき、またはタイマによる時間規制が有効になるとき、マスタからスレーブの方向への制御ラインの信号レベルの変化を停止するように制御する。各スレーブの応答手段は、マスタの選択手段によって選択されるとき、他のスレーブに対して送信するデータがあれば、スレーブからマスタの方向への制御ラインの信号レベルを予め定められるように変化させる。送信手段は、応答手段による信号レベルの変化の後で、共通のデータラインを使用し、他のスレーブに対するデータを送信する。受信手段は、他のスレーブがサブマスタとして選択された後で、そのサブマスタから送信されるデータを受信する。各スレーブの応答手段は、他のスレーブへのデータの送信が終了すると、マスタの制御手段に対して、スレーブからマスタの方向への制御ラインの信号レベルの該予め定めた変化で、データ通信の終了通知を行うので、バスの使用権をサブマスタからマスタに引き渡すことができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態としてのデータ通信システム１０の概略的な構成を示す。データ通信システム１０は、マスタ１１となる通信ノードと、スレーブ１２，１３，…となる通信ノードとを、共通のバス２０で相互に接続して形成される。バス２０は、データバス２１と、マスタ１１からスレーブ１２，１３，…の方向への制御バス２２と、スレーブ１２，１３，…からマスタ１１の方向への制御バス２３とを含む。マスタ１１は、選択手段３１と制御手段３２とタイマ３３とを含む。マスタ１１は、送信手段３４および受信手段３５も含む。各スレーブ１２，１３，…は、応答手段４１と送信手段４２と受信手段４３とを含む。
【００３２】
マスタ１１と複数のスレーブ１２，１３，…との間で、データ通信を共通のデータラインであるデータバス２１を介して行うデータ通信システム１０は、データの転送を制御する制御ライン２２，２３を、マスタ１１からスレーブ１２，１３，…の方向と、スレーブ１２，１３，…からマスタ１１の方向とに分けて設けておく。
【００３３】
マスタ１１の選択手段３１は、スレーブ１２，１３，…間でデータ通信を行うスレーブ１２，１３，…の一方をサブマスタとして選択する。タイマ３３は、サブマスタがデータ通信を行うことが可能な時間を規制する。制御手段３２は、選択手段３１によってサブマスタの選択が開始されると、マスタ１１からスレーブ１２，１３，…の方向への制御ラインである制御バス２２の信号レベルを予め定める論理値に対応するように変化させ、スレーブ１２，１３，…からマスタ１１の方向への制御ラインである制御バス２３を介して、予め定める信号レベルの変化で、選択されたスレーブ１２，１３，…からデータ通信の終了通知を受信するとき、またはタイマ３３による時間規制が有効になるとき、マスタ１１からスレーブ１２，１３，…の方向への制御バス２２の信号レベルの変化を停止するように制御する。
【００３４】
各スレーブ１２，１３，…の応答手段４１は、マスタ１１の選択手段３１によって選択されるとき、他のスレーブ１２，１３，…に対して送信するデータがあれば、スレーブ１２，１３，…からマスタ１１の方向への制御バス２３の信号レベルを予め定められるように変化させる。送信手段４２は、応答手段４１による信号レベルの変化の後で、共通のデータバス２１を使用し、他のスレーブ１２，１３，…に対するデータを送信する。受信手段４３は、他のスレーブ１２，１３，…がサブマスタとして選択された後で、そのサブマスタから送信されるデータを受信する。各スレーブ１２，１３，…の応答手段４１は、他のスレーブ１２，１３，…へのデータの送信が終了すると、マスタ１１の制御手段３２に対して、スレーブ１２，１３，…からマスタ１１の方向への制御バス２３の信号レベルの予め定めた変化で、データ通信の終了通知を行うので、バス２０の使用権をサブマスタからマスタに引き渡すことができる。
【００３５】
図２は、図１の制御バス２２，２３上の信号による状態遷移を示す。以下の説明では、マスタ１１からスレーブ１２，１３，…の方向への制御バス２２をＭＣＬ（Ｍａｓｔｅｒ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｌｉｎｅ　）、スレーブ１２，１３，…からマスタ１１の方向への制御バス２３をＳＣＬ（Ｓｌａｖｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｌｉｎｅ）として示す。各制御バス２２，２３は、通常５Ｖや１Ｖなど、一定の電圧レベルとなるＨレベルにプルアップされており、０Ｖ付近のＬレベルまでプルダウンされるとアクティブになる。なお、本実施形態でのデータ通信では、ＨレベルやＬレベルの区別は便宜的なものであり、ＨとＬとを逆に取扱うようにすることもできる。また、電圧レベルで信号を表すばかりではなく、電流レベルで信号を表すこともできる。
【００３６】
一般的な状態遷移として、次の▲１▼〜▲４▼のケースを想定することができる。
▲１▼マスタ→スレーブ通信時に、ポーズ要求が入る場合は、ｂ（全ての通信待ち）→ｅ（通信中）→ｆ（ポーズ中、スレーブ間通信終了）→ｅ（通信中）→ａ（単フレーム通信待ち）→ｂ（全ての通信待ち）の状態遷移となる。スレーブ１２，１３，…は、受信中に何らかの理由で送信データを待って欲しい場合に、「ｆ」の状態で、ＳＣＬをたとえば２ｍ秒の所定時間以内の範囲でＬレベルにすることによって、マスタ１１からの送信の一時停止を要求することができる。また、通信断の要求時には、ＳＣＬを所定時間以上Ｌレベルにし、ｅ→ｆ→ｈ→ａの経路を通るようにする。所定時間は、タイマ３３によって計時する。
【００３７】
▲２▼スレーブ→マスタ通信時に、ポーズ要求が入る場合は、ｂ（全ての通信待ち）→ｃ（スレーブ通信要求）→ｄ（相手確認）→ｅ（通信中）→ｇ（ポーズ）→ｅ（通信中）→ａ（単フレーム通信待ち）→ｂ（全ての通信待ち）の状態遷移となる。マスタ１１は、受信中に何らかの理由で送信データを待って欲しい場合は、「ｇ」の状態でＭＣＬを２ｍ秒の所定時間以内の範囲でＨレベルにすることによって、スレーブ１２，１３，…からの送信の一時停止を要求することができる。また、通信断の要求時には、ＭＣＬを所定時間以上Ｈレベルにして、ｅ→ｇ→ａの経路を通るようにする。
【００３８】
▲３▼マスタ→スレーブの複数フレーム通信中に、スレーブ→マスタの単フレーム通信を割込ませる場合は、単フレームを送信しようとするスレーブ１２，１３，…は、「ａ」の状態のときにＳＣＬをＬレベルにする。また、複数フレームを送信するスレーブ１２，１３，…は、２フレーム目以降の送信時には、「ａ」の状態でＳＣＬをＬレベルにしてはならない。
【００３９】
▲４▼スレーブ間通信では、「ｆ」の状態で、ＳＣＬを所定時間Ｌレベルとするパルスをポーズ要求信号として使用しない。通信中のＳＣＬのＬレベルのパルスは、スレーブ間通信終了パルスとして使用する。
【００４０】
図３は、図１のデータ通信システム１０でのデータ通信の手順を示す。ステップｓ０から手順を開始する。このときは、ＭＣＬ＝Ｈ、ＳＣＬ＝Ｈで、図２では「ｂ」の「全ての通信待ち」の状態に相当する。ステップｓ１では、ＭＣＬ＝Ｈが２ｍ秒経過するのを待つ。ステップｓ２では、マスタ１１に単フレームの送信データが有るか否かを判断する。単フレーム送信データが有ると判断されるときは、ステップｓ３で、ＭＣＬをＬレベルに変化させる。ＳＣＬには変化がなく、Ｈレベルであり、図２の「ｅ」の状態に移行して、データ通信が開始される。ステップｓ４では、ＭＣＬ＝Ｌを続け、通信中となる。ステップｓ５では、通信が終了しているか否かを判断する。終了ではないと判断するときは、ステップｓ６でＳＣＬがＬレベルとなっているか否かを判断する。Ｌレベルになっていないと判断するときは、ステップｓ４に戻る。ステップｓ６でＳＣＬがＬレベルになっていると判断するときは、図２の「ｆ」の状態に移行し、ステップｓ７でＳＣＬのＬレベル期間が２ｍ秒の所定時間以上となっているか否かを判断する。所定異時間以内と判断するときは、ステップｓ４に戻り、図２の「ｅ」状態に戻る。
【００４１】
ステップｓ７でＳＣＬのＬ期間が２ｍ秒以上と判断するときは、ステップｓ８でＭＣＬをＨレベルに変え、図２の「ｈ」として示す「回復中」の状態へ移行する。ＭＣＬ＝Ｈ、ＳＣＬ＝Ｌからステップｓ９では、ＳＣＬをＨレベルに変え、図２の「ａ」から「ｂ」に移行して、ステップｓ１０でタイムアウトによる通信の異常終了から回復して、次のデータ通信を待つ。ステップｓ５で通信終了と判断するときは、ステップｓ１１でＭＣＬをＨレベルに変化させ、図２のｅ→ａ→ｂの経路を通って、ステップｓ１２で正常終了となり、全ての信号待ちの状態に回復する。
【００４２】
ステップｓ２でマスタ１１に単フレームの送信データが有ると判断しないときは、ステップｓ１３でＳＣＬ＝Ｌか否かを判断する。ＳＣＬ＝Ｌではないと判断するときは、ステップｓ１４でＭＣＬ＝Ｈが３ｍ秒以上経過するのを待つ。ステップｓ１４でＭＣＬ＝Ｈが３ｍ秒経過していないと判断するときは、ステップｓ２に戻る。ステップｓ１４でＭＣＬ＝Ｈが３ｍ秒以上経過していると判断するときは、ステップｓ１５でマスタ１１に複数フレーム送信データが有るか否かを判断する。複数フレーム送信データ有りと判断するときは、ステップｓ３に移行して、通信を開始する。以下、ステップｓ３からステップｓ１２までの手順で、送信停止要求が可能な状態で、複数フレームのデータ通信が行われる。
【００４３】
ステップｓ１５でマスタ１１に複数フレームの送信データが無いと判断するときは、ステップｓ１６でＳＣＬ＝Ｌであるか否かを判断する。ＳＣＬ＝Ｌでないときは、ステップｓ２に戻る。ステップｓ１６でＳＣＬ＝Ｌとなるときは、いずれかのスレーブ１２，１３，…から、図２の「ｃ」で示す「スレーブ通信要求」があると判断される。ＭＣＬ＝Ｈなので、ＭＣＬもＬレベルに変え、図２の「ｄ」状態となって、ステップｓ１７で通信を開始する。次にステップｓ１８では、ＳＣＬをＨレベルに変え、図２の「ｅ」に示す通信中の状態となり、マスタ１１はスレーブ１２，１３，…に対してポーリングでスレーブ間通信の要求があれば受入れ可能となる。ステップｓ１３でＳＣＬ＝Ｌと判断するときも、ステップｓ１７以下で通信が開始される。したがって、ステップｓ２でマスタ１１に単フレーム送信有りと判断しなければ、マスタ１１も複数フレームの送信データが有っても、スレーブ１２，１３，…からの単フレーム送信が優先されることになる。ステップｓ２の判断で、マスタ１１による単フレーム送信は、さらに優先されることはもちろんである。
【００４４】
ステップｓ１９では、スレーブ間通信の要求が有るか否かを判断する。要求が有れば、ステップｓ２０でタイマ３３にタイムアウト時間がセットされ、ステップｓ２１でＳＣＬがＨに変えられ、図２の「ｅ」で示す通信中の状態となる。ステップｓ２２では、通信終了を示すＳＣＬ＝Ｌとなっているか否かを判断する。ＳＣＬ＝Ｌでないと判断するときは、ステップｓ２３でタイマ３３の計時時間に基づいてタイムアウトか否かを判断する。タイムアウトでないと判断するときは、ステップｓ２２に戻る。ステップｓ２３でタイムアウトと判断するときは、ステップｓ２４でＭＣＬをＨレベルに変え、図２のｅ→ｇ→ａ→ｂの経路を通って、ステップｓ２５で異常終了からの回復として、全ての通信待ちの状態となる。
【００４５】
ステップｓ２２でＳＣＬ＝Ｌと判断するときは、図２の「ｆ」で示すスレーブ間通信終了と解釈され、ステップｓ２６でＳＣＬをＨレベルに変えて、ステップｓ２７では図２の「ｈ」で示す回復中の状態に移行する。次に、ＳＣＬ＝Ｈとして、図２のｈ→ａ→ｂの経路を通り、ステップｓ２８で正常終了からの回復として、全ての通信待ち状態となる。
【００４６】
ステップｓ１９でスレーブ間通信が無いと判断するときは、ステップｓ２９でＭＣＬ＝Ｌ、ＳＣＬ＝Ｈの状態を続け、図２の「ｅ」で示す通信中の状態を続ける。次にステップｓ３０で、通信終了か否かを判断する。通信終了でないと判断するときは、ステップｓ３１でＭＣＬ＝Ｈであるか否かを判断する。ＭＣＬ＝Ｈでは無いと判断するときは、ステップｓ２９に戻る。ステップｓ３１でＭＣＬ＝Ｈであると判断するときは、図２の「ｇ」の状態であり、ステップｓ３２で、ＭＣＬ＝Ｈである期間が２ｍ秒以上となっているか否かを判断する。Ｈ期間が２ｍ秒以上でなければ、ステップｓ２９に戻る。ステップｓ３２でＨ期間が２ｍ秒以上と判断するときは、図２の「ａ」の状態であり、さらに「ｂ」の状態に移行して、ステップｓ３３で異常終了から回復し、全ての通信待ち状態となる。ステップｓ３０で通信終了と判断するときは、ステップｓ３４でＭＣＬをＨレベルに変え、図２のｇ→ａ→ｂの経路を通って、ステップｓ３５で正常終了から回復し、全ての通信待ち状態となる。
【００４７】
図４は、前述の▲１▼で示すマスタ→スレーブ通信で、ポーズ要求がある場合を示す。ＭＤＴ，ＳＤＴは、マスタ１１およびスレーブ１２，１３，…からデータバス２１にそれぞれ送出するデータを示す。マスタ１１は、時刻ｔ１０にＭＣＬをＨレベルからＬレベルに立ち下げてデータ通信を開始する。ＭＤＴのヘッダでデータバス２１の使用権を要求し、送信先のスレーブ１２，１３，…の指定も行う。各スレーブ１２，１３，…は、ヘッダを受信したら、ＳＣＬ端子をバス使用権要求のために使用することを停止する。また既にＳＣＬをＬにしているときには、一旦保留にして、Ｈレベルに変え、マスタ１１の使用権の解除後に、改めてＬレベルに戻す。
【００４８】
マスタ１１は、使用権を獲得すると、次にデータのフレーム数などを含むデータ長のデータ送信を行い、以下順次フレーム単位でのデータ送信を続ける。データの送信途中に、ＳＣＬに立ち下がりのレベル変化を検出すると、次のデータは送信せず、タイマ３３を起動し、Ｌ期間が所定時間以内であれば、ポーズ要求と判断して、引き続きデータ送信を行う。受信側として指定されるスレーブ１２，１３，…は、マスタ１１からのデータを受信し、受信間隔を空けたい場合には、ＳＣＬを所定時間内の範囲でＬレベルにしてポーズ要求を行う。たとえば時刻ｔ１１で所定時間以内の時間ｔ１でＳＣＬをＬレベルとすると、図２の「ｆ」状態として、ポーズ要求を行うことができる。また全データ受信後にエラーが無ければ、　時刻ｔ１２でＳＤＴとしてＡＣＫを送信する。なお、エラー検出時には、ＳＣＬを所定時間以上Ｌレベルにして、通信断の要求を行う。マスタ１１は、ＳＤＴとしてＡＣＫを受信すると、時刻ｔ１３でＭＣＬをＨレベルに戻し、図２の「ｂ」状態で、全ての通信待ちとなる。
【００４９】
図５は、前述の▲２▼で示すスレーブ→マスタ通信で、ポーズ要求がある場合を示す。マスタ１１がＭＣＬをＨレベルにしている間の時刻ｔ２０に、一つのスレーブ１３がＳＣＬをＨレベルからＬレベルに立ち下げると、マスタ１１は、時刻ｔ２１にＭＣＬをＨレベルからＬレベルに立ち下げて、時刻ｔ２２，ｔ２３でスレーブ１２，１３，…をそれぞれ指定するアドレスで予め定める伝送制御用の問合せ信号であるＥＮＱを送信する。マスタ１１は、ＥＮＱを送信後、指定したスレーブ１２，１３，…からＮＡＫを受信するか、または所定時間経過しても応答がない場合は、スレーブ１２，１３，…を指定するアドレスを変更してＥＮＱを送信する。時刻ｔ２４で、スレーブ１３からデータ通信のヘッドが応答として返されれば、受信を続ける。
【００５０】
時刻ｔ２０でＳＣＬをＬに立ち下げたスレーブ１３は、自局宛のＥＮＱである場合は時刻ｔ２４でＳＣＬをＨレベルに戻し、データを所定間隔で送信する。データの送信途中に、たとえば時刻ｔ２５でＭＣＬに立ち上がりを検出すると、次のデータは送信せず、タイマ３３を起動して、Ｈ期間が所定時間以内であれば、図２の「ｇ」で示すポーズとして、引き続きデータの送信を行う。すなわち、マスタ１１は、スレーブ１３からのデータを受信し、受信間隔を空けたい場合には、時刻ｔ２５ｄでＭＣＬを所定時間以内の範囲でＬレベルにしてポーズを要求することができる。全データを受信して、エラーが無ければ、時刻ｔ２６でＡＣＫを送信し、時刻ｔ２７でＭＣＬをＨレベルに戻す。なお、エラー検出時には、ＳＣＬを所定時間以上Ｌレベルにして、図２の「ｆ」状態で、通信断の要求を行う。
【００５１】
図６は、前述の▲３▼で示す複数フレーム通信時の他通信の割込みがある場合を示す。時刻ｔ３０で、マスタ１１がＭＣＬをＨレベルからＬレベルに立ち下げて、複数フレーム通信を開始する。マスタ１１は、宛先のスレーブ１２，１３，…を指定して、ＥＮＱ以下、Ｎｏ．１のフレームデータを送信し、宛先のスレーブ１２，１３，…からＡＣＫを受信すると、時刻ｔ３１でＭＣＬをＬレベルからＨレベルに立ち上げる。複数フレーム通信時の送信フレーム間隔は、ＭＣＬの立ち上げから３ｍ秒以上経過後とする。時刻ｔ３１でＭＣＬ立ち上げの後、２ｍ秒経過し、その後１ｍ秒経過するまでの時刻ｔ３２にいずれかのスレーブ１２，１３，…がＳＣＬをＨレベルからＬレベルに立ち下げると、スレーブ→マスタ間で、単フレームの割込み通信の要求が行われる。この単フレーム通信待ちの状態は、図２の「ａ」に対応する。
【００５２】
マスタ１１は、ＥＮＱを送信し、割込み受付を知らせる。割込みを要求したスレーブ１２，１３，…は、時刻ｔ３３でＳＣＬをＬレベルからＨレベルに立ち上げ、スレーブ→マスタの通信を行い、エラーがなければＡＣＫを返す。通信終了後、マスタ１１は、時刻ｔ３４でＭＣＬをＬレベルからＨレベルに立ち上げ、２〜３ｍ秒経過後の時刻ｔ３５までに、ＳＣＬがＨレベルからＬレベルに立ち下げられなければ、Ｎｏ．２フレームデータの通信を行う。以下、時刻ｔ３６でＭＣＬをＬレベルからＨレベルに立ち上げた後、フレームデータの送信毎に、単フレームデータの割込み要求をチェックすることを繰返す。したがって、スレーブ１２，１３，…側が単フレーム通信を割込ませるには、マスタ１１によるＭＣＬ立ち上げ後、２ｍ秒〜３ｍ秒以内の所定時間である送信フレーム間隔内のチェック時間範囲で、ＳＣＬをＨレベルからＬレベルに立ち下げるようにすればよい。
【００５３】
図７は、前述の▲４▼で示すスレーブ→スレーブでのスレーブ間通信が行われる場合を示す。ＭＣＬがＨレベルのうちに、時刻ｔ４０で送信スレーブがＳＣＬをＨレベルからＬレベルに立ち下げると、図２のｂ→ｃの状態遷移でスレーブ通信要求が行われる。マスタ１１は、ＭＣＬをＨレベルからＬレベルに立ち下げて、登録済のアドレスでスレーブ１２，１３，…の１つを宛先としてＥＮＱを送信する。マスタ１１は、ＥＮＱを送信後、ＮＡＫを受信、あるいは所定時間経過しても応答がない場合は、登録済の別のアドレスに変更してＥＮＱを送信する。宛先のスレーブ１２，１３，…が時刻ｔ４２でＳＣＬをＬレベルからＨレベルに立ち上げ、ヘッダを応答として返信するのをマスタ１１が受信すると、マスタ１１は受信を続ける。スレーブ１２，１３，…から返信されたヘッダがスレーブ間通信の要求であれば、時刻ｔ４３以降、マスタ１１は通信を放棄する。ただし、マスタ１１は、ＭＣＬをＬレベルのままとし、所定時間を計時するようにタイマ３３を起動する。また、マスタ１１は、ＳＬＣにスレーブ間通信終了を示すＬレベルのパルスが発生しないか監視する。
【００５４】
スレーブ間通信は、送信スレーブとなるスレーブ１２，１３，…の１つが、ＥＮＱが自局宛で、自局がＳＣＬをＬレベルにしている場合に、時刻ｔ４２でＳＣＬをＬレベルからＨレベルに戻し、フレームにまとめたデータを所定時間間隔で送信して開始される。送信スレーブは、ヘッダと、データ長とをそれぞれ示すフレームに続いて、データ長に対応するデータを、データ０から最終までの複数フレームに分割して順次送信する。送信スレーブによって指定される受信スレーブは、送信スレーブからのデータを受信する。受信スレーブは、最終のフレームの受信後、エラーがなく、正常にデータが受信されていることを確認すると、ＡＣＫを返答する。
【００５５】
送信スレーブは、受信スレーブからのＡＣＫを受信すると、時刻ｔ４４でＳＣＬにスレーブ間通信終了パルスを送信する。スレーブ間通信終了パルスは、図２の「ｆ」状態で規定される。マスタ１１は、ＭＣＬがＬレベルである間にＳＣＬのスレーブ間通信終了パルスを受信すると、ＡＣＫを送信スレーブに送信した後、時刻ｔ４５でＭＣＬをＬレベルからＨレベルに立ち上げ、ＭＣＬをＨレベルに戻す。万一、スレーブ間通信終了パルスをタイマ３３で計時する所定時間内に受信することができない場合、マスタ１１は通信にエラーが発生したと判断し、ＭＣＬをＬレベルからＨレベルに立ち上げて、ＭＣＬをＨレベルに戻す。
【００５６】
図８は、本発明の実施の他の形態であるデータ通信システムとしての車載用電子機器５０のシステム構成を示す。車載用電子機器５０は、乗用車などの自動車の車両に搭載されるナビゲーション装置５１、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｋ）再生用のＣＤデッキ５２、ＭＤ（Ｍｉｎｉ　Ｄｉｓｋ　）再生用のＭＤデッキ５３、カセットテープ再生用のカセットデッキ５４、および放送受信用のチューナ５５などを含む。これらの車載用電子機器５０間でバス６０を介して、データ通信を行う際に、ナビゲーション装置５０がマスタとなり、他の機器はスレーブとなる。マスタとスレーブとの間には、データバス６１が共用され、マスタからスレーブの方向への制御バス６２と、スレーブからマスタの方向への制御バス６３とが設けられる。各機器は、必ずしも運転席近傍に設置する必要はなく、特に記録媒体を挿入したり排出したりする操作が不要なチューナ５５などは、アンテナの近傍などに設置することができる。データ通信自体は、図１の実施形態と同様に行うことができる。
【００５７】
車両では、特に運転者が操作可能な範囲で、車載用電子機器５０の搭載スペースは限られている。このため、多くの構成機器に対して、それぞれ操作パネルを設けることは困難である。マスタとなるナビゲーション装置５１で、他の機器に対する操作入力も受付け、必要に応じてデータ通信を行って、操作対象となる機器に伝達するようにすれば、車内スペースを有効に使用することができる。本実施形態では、スレーブ間通信や割込み通信も可能であるので、マスタがナビゲーション装置５１に固定されていても、各機器の相互間でのデータ通信なども簡単に行うことができ、車載用電子機器５０全体を一体的に動作させることができる。
【００５８】
なお、以上の説明では、単一のマスタと複数のスレーブとでデータ通信システムを構成しているけれども、図１０に示すように、単一のスレーブであっても、本発明による▲１▼のマスタ→スレーブ通信と▲２▼のスレーブ→マスタ通信とを行うことは可能である。
【００５９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、データ通信を、マスタと複数のスレーブとに共通なデータラインを介して行い、データの転送の制御は、マスタからスレーブの方向と、スレーブからマスタの方向とに分けて設ける制御ラインを介して行う。マスタがスレーブのうちの一つを選択すれば、選択されたスレーブは、マスタを介さずにスレーブ同士でデータ通信を行うことができ、マルチマスタ方式のような調停回路が不要で、簡単にスレーブ間通信を実現することができる。したがって、簡単な構成でデータ通信とその応答を複数種類使い分けて行うことができる。
【００６０】
また本発明によれば、マスタから選択されてサブマスタとなったスレーブは、そのデータ通信の終了を制御ラインの信号レベルを予め定めるように変化させて、マスタに通知し、バスの使用権を引き渡すことができる。
【００６１】
また本発明によれば、サブマスタにバスの使用権が引き渡されていることを、マスタからスレーブの方向への制御ラインの信号レベルとすることで表示し、予め定める時間が経過すると、タイムアウトとしてバスの使用権をマスタに回復することができる。サブマスタによるデータ通信にトラブルが発生しても、マスタにバスの使用権を確実に引き渡すことができる。
【００６２】
さらに本発明によれば、マスタとスレーブとに共通なデータラインを介して行うデータの転送を制御するために、マスタからスレーブの方向と、スレーブからマスタの方向とに分けて制御ラインを設けておく。データ送信中に、制御ラインの信号レベルを、予め定める時間だけ論理的に反転するように変化させると、データ送信を一時的に停止させるポーズ要求となり、スレーブが信号レベルを論理的に反転させる時間が予め定める時間を超えると、データ送信の終了要求となるので、１本の制御ラインで、ポーズ要求と通信終了要求とを兼用させることができる。
【００６３】
さらに本発明によれば、マスタとスレーブとに共通なデータラインを介して行うデータの転送を制御するために、マスタからスレーブの方向と、スレーブからマスタの方向とに分けて制御ラインを設けておく。複数回のフレームに分けて行うデータ通信中に、受信側が制御ラインの信号レベルを、予め定める時間だけ論理的に反転するように変化させると、データ送信を一時的に停止させるので、受信側からのデータ通信を割込んで行わせることができ、一方からの通信のみでデータラインが占有されることがないようにすることができる。
【００６４】
また本発明によれば、複数回のフレームでデータ通信を行う際に、受信側からの単フレームのデータ通信を割込ませることができる。
【００６５】
さらに本発明によれば、マスタと複数のスレーブとの間で、データ通信を共通のデータラインを介して行うデータ通信システムは、データの転送を制御する制御ラインを、マスタからスレーブの方向と、スレーブからマスタの方向とに分けて設けておく。マスタは、選択手段とタイマと制御手段とを含む。各スレーブは、応答手段と送信手段と受信手段とを含む。マスタの選択手段は、スレーブ間でデータ通信を行うスレーブの一方をサブマスタとして選択する。受信手段は、他のスレーブがサブマスタとして選択された後で、そのサブマスタから送信されるデータを受信する。各スレーブの応答手段は、他のスレーブへのデータの送信が終了すると、マスタの制御手段に対して、スレーブからマスタの方向への制御ラインの信号レベルの該予め定めた変化で、データ通信の終了通知を行うので、バスの使用権をサブマスタかマスタに引き渡すことができる。したがって、簡単な構成でデータ通信とその応答を複数種類使い分けて行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態としてのデータ通信システム１０の概略的なシステム構成を示すブロック図である。
【図２】図１の実施形態で、制御バス２２，２３の信号の組合せに基づく状態遷移図である。
【図３】図１の実施形態で、データ通信を行う手順を示すフローチャートである。
【図４】図１の実施形態で、マスタ→スレーブ通信を行う場合のタイムチャートである。
【図５】図１の実施形態で、スレーブ→マスタ通信を行う場合のタイムチャートである。
【図６】図１の実施形態で、複数フレーム通信中に単フレーム通信を割込ませる場合のタイムチャートである。
【図７】図１の実施形態で、スレーブ間通信を行う場合のタイムチャートである。
【図８】本発明の実施の他の形態であるデータ通信システムとしての車載用電子機器５０の概略的なシステム構成を示すブロック図である。
【図９】従来からのマルチマスタ方式およびマスタ−スレーブ方式のデータ通信システムの概略的なシステム構成をそれぞれ示すブロック図である。
【図１０】従来からのマスタ−スレーブ方式の基本的なシステム構成を示すブロック図である。
【図１１】図１０のマスタ−スレーブ方式でデータ通信を行う場合を示すタイムチャートである。
【図１２】従来からのマスタ−スレーブ方式で、スレーブ側からのバス使用権要求を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１０　データ通信システム
１１　マスタ
１２，１３，…　スレーブ
２０，６０　バス
２１，６１　データバス
２２，２３，６２，６３　制御バス
３１　選択手段
３２　制御手段
３３　タイマ
３４，４２　送信手段
３５，４３　受信手段
４１　応答手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a data communication method and system for controlling data communication performed via a common data line with control lines divided into a master-slave direction and a slave-master direction.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, data communication systems for communicating data via a common data bus between communication nodes such as a plurality of processors, units, and devices are roughly classified into a multi-master system and a master-slave system. 9A shows an example of the multi-master system, and FIG. 9B shows an example of the master-slave system.
[0003]
In the multi-master system shown in FIG. 9A, a plurality of communication nodes 1A to 1F are interconnected by a common bus 2, all communication nodes 1A to 1F participating in communication become masters, and And transmit data to other communication nodes. However, if any one of the communication nodes 1A and 1B becomes a master, the other communication nodes become slaves. In other words, data transmission is quicker. Therefore, although communication can be performed between any of the communication nodes 1A to 1F, some arbitration is required when transmission is attempted at exactly the same time.
[0004]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-12366 discloses a prior art of a bus use right arbitration control system in which a system bus allocation circuit arbitrates the right to use a system bus and transfers data among a plurality of processors. . The system bus allocation circuit has a function of arbitrarily setting information indicating which processor can request the right to use the system bus, and sequentially sets the set processor numbers on the system bus. If the processor sends the request and the processor corresponding to the processor number issues a bus use right acquisition request, data transmission from that processor to another processor becomes possible.
[0005]
In the master-slave method shown in FIG. 9B, the communication node 1A serving as the master is fixed, and communication is performed between the master and the communication nodes 1B to 1F serving as the slaves. Since the master communication node 1A is fixed, arbitration regarding the bus management right is unnecessary, and the configuration is simplified. Since communication management is performed only by the master communication node 1A, communication between the slave communication nodes 1B to 1F cannot be performed, and communication is once performed with the master communication node 1A. It is necessary that the master communication node 1A performs communication with another communication node.
[0006]
JP-A-6-266658 discloses that a processor designated as a master supplies a synchronization signal and a status signal to another processor to designate a processor for performing data communication. Prior art of a multiprocessor bus system for transmitting data together is disclosed.
[0007]
FIG. 10 shows a basic configuration for performing data communication in a master-slave system, and FIG. 11 shows an outline of a data communication system. As shown in FIG. 10, one of two communication nodes connected to each other via a bus 2 is a master 3 and the other is a slave 4. The bus 2 includes a bidirectional data line 5 and a control line 6. FIG. 11A shows a system using the data line 5 for data transmission / reception, and FIG. 11B shows a system using both the data line 5 and the control line 6 for data transmission / reception.
[0008]
In data communication, a certain number of bytes of data are collected and transmitted as a frame. At this time, on the receiving side, in order to confirm whether or not the data has been successfully received, the receiving side confirms whether or not the data from the transmitting side has been normally received in units of 1 byte. If it has been received normally, a response signal is returned from the receiving side. For this purpose, it is considered that the data line 5 is used to respond as an ACK signal which is a predetermined acknowledgment signal for transmission control, or the control line 5 is used to respond as an ANS signal.
[0009]
In the system shown in FIG. 11A, error detection can be transmitted by not returning ACK at the time of error detection, for example, by returning NAK which is a predetermined negative response signal for transmission control. When the receiving process takes a long time, a request for a pause waiting for the next data transmission may be made. When a reply is made using the data line 5, a pause request different from ACK or NAK can be made with a specific response code.
[0010]
In the system shown in FIG. 11B, every time normal data is received via the data line 5, ANS is returned via the control line 6, and ANS is not returned at the time of error, so that error detection can be transmitted. Also, a pause request can be made by keeping the levels of the control line 6 and the clock line constant, or by delaying the ANS response until the next data can be received.
[0011]
On the other hand, a method of returning an ACK collectively in a frame without returning a response for each byte is also conceivable. However, in this method, even if an error is detected on the way, it cannot be transmitted by ACK or the like on the data line 5, so that the level of the control line 6 is changed and transmitted. It overlaps with the signal.
[0012]
In data communication in which a certain number of bytes of data are collectively transmitted as a frame, when the data amount is large, it is necessary to transmit the data in a plurality of frames. This is called multi-frame communication. When multiple-frame communication is realized in a master-slave communication method, the slave 4 is trying to perform single-frame communication or multiple-frame communication by only requesting the bus use right at the time of communication from the slave 4. Cannot be determined. Also, as shown in FIG. 9B, when a bus use right request is issued from a plurality of communication nodes 1B to 1F serving as slaves, which slave can transmit data earlier using bus 2 Depends on the order in which the master communication node 1A makes an inquiry to one of the slave communication nodes 1B to 1F with the ENQ signal.
[0013]
That is, as shown in FIG. 12, the slave 4 can request the data line 5 for the right to use the bus 2 to the master 3 at a predetermined timing t. It is necessary to determine whether or not to grant the right to use the bus 2 without knowing the communication mode.
[0014]
[Patent Document 1]
JP-A-6-12366
[Patent Document 2]
JP-A-6-266658
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
As shown in FIG. 11A, in a system for transmitting and receiving data and a response on the data line 5, as described above, notification of error detection during frame transmission is performed via the control line 6. However, the amount of information that can be sent via the control line 6 is so small that a request for a pause cannot be sent. Also, when the slave 4 issues a bus use right request to the master 3, sufficient information cannot be obtained from the master 3.
[0016]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a data communication method and system capable of performing a plurality of types of data communication and its response with a simple configuration.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, a control line for controlling data transfer via a common data line is provided separately in the direction from the master to the slave and in the direction from the slave to the master, and data communication is performed between the master and the slave. The data communication method to be performed,
There are multiple slaves,
Data communication is performed while the master selects any one of the plurality of slaves and changes the signal level of the control line in the direction from the master to the slave so as to correspond to a predetermined logical value. A common data line,
The selected slave is a data communication method in which data communication with another slave is possible using a common data line.
[0018]
According to the present invention, data communication is performed via a data line common to a master and a plurality of slaves. In order to control data transfer, control lines are provided separately for the direction from the master to the slave and the direction from the slave to the master. If the master selects one of the slaves, the selected slave can perform data communication with another slave, so that the slaves can perform data communication with each other without going through the master. Since one of the slaves becomes a submaster and communication between slaves becomes possible, an arbitration circuit such as a multi-master system is not required, and communication between slaves can be easily realized.
[0019]
Further, in the present invention, after the selected slave performs data communication with the other slave, the selected slave changes a signal level of a control line in a direction from the slave to the master in a predetermined manner to perform the data communication. The termination is notified.
[0020]
According to the present invention, a slave that has been selected from the master and has become a submaster that performs data communication with another slave notifies the master of the end of the data communication by changing the signal level of the control line as predetermined. be able to. The master that has received the notification receives the right to use the bus from the submaster, and can continue data communication of the master itself and management of the bus.
[0021]
Further, in the present invention, the master terminates the change of the signal level with respect to the control line in the direction from the master to the slave when a predetermined time has elapsed after the start of data communication by the selected slave. I do.
[0022]
According to the present invention, the master indicates that the right to use the bus has been handed over to the submaster by setting the control line in the direction from the master to the slave to a predetermined signal level, and when a predetermined time elapses, The right to use the bus can be restored as a timeout. Even if a trouble occurs in the data communication by the sub-master, the right to use the bus can be reliably transferred from the sub-master to the master.
[0023]
Further, according to the present invention, a control line for controlling data transfer via a common data line is provided separately in a master-to-slave direction and a slave-to-master direction, and data communication is performed between the master and the slave. A data communication method for performing
During transmission of data from one of the masters or slaves to the other, if the other changes the signal level of the control line in the one direction so as to be logically inverted for a predetermined time, the data from the one is changed. It becomes a pause request to temporarily stop transmission,
The data communication method is characterized in that if the time for the other to logically invert the signal level exceeds the predetermined time, a request for terminating data transmission from the one is made.
[0024]
According to the present invention, data communication is performed via a data line common to the master and the slave. In order to control data transfer, control lines are provided separately for the direction from the master to the slave and the direction from the slave to the master. For example, during the data transmission from the master to the slave, if the slave changes the signal level of the control line in the direction from the slave to the master so that it is logically inverted for a predetermined time, the data transmission from the master is temporarily stopped. If the time required for the slave to logically invert the signal level exceeds a predetermined time, a request for terminating data transmission is issued from the master. Requests can be shared. The master can also use the control line in the direction from the master to the slave, and similarly control data communication from the slave to the master.
[0025]
Further, according to the present invention, a control line for controlling data transfer via a common data line is provided separately in a master-to-slave direction and a slave-to-master direction, and data communication is performed between the master and the slave. A data communication method for performing
During a data transmission performed from one of the master and the slave to the other a plurality of times, at a predetermined timing between the data transmissions, the signal level of the control line in the direction from the other to the one is inverted to a logical value. With such a change, it is possible to interrupt data transmission from the other to the one.
[0026]
According to the present invention, data communication is performed via a data line common to the master and the slave. In order to control data transfer, control lines are provided separately for the direction from the master to the slave and the direction from the slave to the master. For example, during data communication performed in a plurality of frames from the master to the slave, when the slave changes the signal level of the control line in the direction from the slave to the master so as to be logically inverted for a predetermined time, Data transmission from the master can be temporarily stopped, data communication can be interrupted from the slave to the master, and the data line can not be occupied by communication from only one side. .
[0027]
In the present invention, the plurality of times of data transmission is performed in units of frames having a predetermined data amount,
The transmission of the interrupted data is performed for data of a single frame.
[0028]
According to the present invention, when performing data communication in a plurality of frames from one side, it is possible to interrupt single-frame data communication from the other side.
[0029]
Further, according to the present invention, a control line for controlling data transfer between a master and a plurality of slaves via a common data line is provided separately in a master-to-slave direction and a slave-to-master direction. A data communication system for performing data communication between a master and a slave,
The master
Selecting means for selecting one of the slaves performing data communication between the slaves as a submaster,
A timer that regulates the time during which the submaster selected by the selection means can perform data communication;
When the selection of the submaster is started by the selection means, the signal level of the control line in the direction from the master to the slave is changed to correspond to a predetermined logical value, and via the control line in the direction from the slave to the master, Stops the change of the signal level of the control line in the direction from the master to the slave when the notification of the end of data communication is received from the selected slave or the time regulation by the timer becomes valid at the predetermined signal level change. Control means for controlling the
Each slave
When selected by the selection means of the master, if there is data to be transmitted to other slaves, response means for changing the signal level of the control line from the slave to the master in a predetermined manner,
Transmitting means for transmitting data to other slaves using a common data line after the signal level change by the responding means;
Receiving means for receiving data transmitted from the sub-master after another slave is selected as the sub-master,
When the transmission of data to the other slave ends, the response means of each slave instructs the master control means to perform data communication with the predetermined change in the signal level of the control line in the direction from the slave to the master. The data communication system is characterized by performing an end notification.
[0030]
According to the present invention, a data communication system for performing data communication between a master and a plurality of slaves via a common data line includes a control line for controlling data transfer in a master-to-slave direction and a slave direction. From the direction of the master. The master of the data communication system includes a selection unit, a timer, and a control unit. Each slave includes a response unit, a transmission unit, and a reception unit. The master selecting means selects one of the slaves performing data communication between the slaves as a submaster. The timer regulates the time during which the submaster can perform data communication. The control means, when the selection of the submaster is started by the selection means, changes the signal level of the control line in the direction from the master to the slave so as to correspond to a predetermined logical value, and controls the control line in the direction from the slave to the master. Via a predetermined signal level change, when receiving an end notification of data communication from the selected slave, or when the time regulation by the timer becomes effective, the signal level of the control line in the direction from the master to the slave Is controlled to stop the change. The response means of each slave, when selected by the master selection means, changes the signal level of the control line from the slave to the master in a predetermined direction if there is data to be transmitted to another slave. . The transmission means transmits data to other slaves using the common data line after the signal level is changed by the response means. The receiving means receives data transmitted from the submaster after another slave is selected as the submaster. When the transmission of data to the other slave ends, the response means of each slave instructs the master control means to perform data communication with the predetermined change in the signal level of the control line in the direction from the slave to the master. Since the completion notification is performed, the right to use the bus can be transferred from the submaster to the master.
[0031]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows a schematic configuration of a data communication system 10 as one embodiment of the present invention. The data communication system 10 is formed by connecting a communication node serving as a master 11 and communication nodes serving as slaves 12, 13,... The bus 20 includes a data bus 21, a control bus 22 in the direction from the master 11 to the slaves 12, 13,..., And a control bus 23 in the direction from the slaves 12, 13,. The master 11 includes a selection unit 31, a control unit 32, and a timer 33. The master 11 also includes a transmitting unit 34 and a receiving unit 35. Each of the slaves 12, 13,... Includes a response unit 41, a transmission unit 42, and a reception unit 43.
[0032]
The data communication system 10, which performs data communication between the master 11 and the plurality of slaves 12, 13,... Via a data bus 21, which is a common data line, includes control lines 22, 23 for controlling data transfer. , The direction from the master 11 to the slaves 12, 13,... And the direction from the slaves 12, 13,.
[0033]
The selecting means 31 of the master 11 selects one of the slaves 12, 13,... Performing data communication between the slaves 12, 13,. The timer 33 regulates the time during which the submaster can perform data communication. When the selection unit 31 starts the selection of the sub-master, the control unit 32 causes the signal level of the control bus 22 which is a control line from the master 11 to the slaves 12, 13,... To correspond to a predetermined logical value. Through the control bus 23, which is a control line from the slaves 12, 13,... In the direction of the master 11, to end the data communication from the selected slaves 12, 13,. When the notification is received or when the time regulation by the timer 33 becomes valid, the control is performed so that the change in the signal level of the control bus 22 from the master 11 to the slaves 12, 13,.
[0034]
When the selecting means 31 of the master 11 selects the slaves 12, 13,..., If there is data to be transmitted to the other slaves 12, 13,. The signal level of the control bus 23 in the direction of the master 11 is changed as predetermined. The transmission means 42 transmits data to the other slaves 12, 13,... Using the common data bus 21 after the signal level is changed by the response means 41. The receiving unit 43 receives data transmitted from the sub-master after the other slaves 12, 13,... Have been selected as sub-masters. When the data transmission to the other slaves 12, 13,... Is completed, the response means 41 of each of the slaves 12, 13,. Since the end of data communication is notified by a predetermined change in the signal level of the control bus 23 in the direction, the right to use the bus 20 can be transferred from the submaster to the master.
[0035]
FIG. 2 shows a state transition by a signal on the control buses 22 and 23 in FIG. In the following description, the control bus 22 in the direction from the master 11 to the slaves 12, 13,... Is an MCL (Master Control Line), and the control bus 23 in the direction from the slaves 12, 13,. Line). Each of the control buses 22 and 23 is normally pulled up to an H level which is a constant voltage level such as 5V or 1V, and becomes active when pulled down to an L level near 0V. In the data communication according to the present embodiment, the distinction between the H level and the L level is for convenience, and H and L may be handled in reverse. Further, not only a signal can be represented by a voltage level, but also a signal can be represented by a current level.
[0036]
The following cases (1) to (4) can be assumed as general state transitions.
{Circle around (1)} When a pause request is received during master-to-slave communication, b (waiting for all communications) → e (communicating) → f (pausing, communication between slaves ended) → e (communicating) → a (single The state transition is “frame communication waiting” → b (all communication waiting). When the slaves 12, 13,... Want to wait for transmission data for some reason during reception, the slaves 12, 13,... Set the SCL to the L level within a predetermined time of, for example, 2 ms in the state of “f”, thereby 11 can be requested to suspend transmission. Further, when a request for communication disconnection is made, the SCL is set to the L level for a predetermined time or more, and the path is changed from e to f to h to a. The predetermined time is measured by the timer 33.
[0037]
{Circle around (2)} When a pause request is received during slave-to-master communication, b (all communication waiting) → c (slave communication request) → d (confirm partner) → e (during communication) → g (pause) → e ( The state transition is “communicating” → a (waiting for single frame communication) → b (waiting for all communications). If the master 11 wants to wait for transmission data during reception for some reason, the master 11 sets the MCL to the H level within a predetermined time of 2 msec in the state of “g”, thereby allowing the slaves 12, 13,. Can be requested to suspend transmission. Also, when a request for communication disconnection is made, the MCL is set to the H level for a predetermined time or longer so as to pass through the path e → g → a.
[0038]
{Circle around (3)} When the slave-to-master single-frame communication is interrupted during the master-to-slave multiple-frame communication, the slaves 12, 13,... Set SCL to L level. The slaves 12, 13,... That transmit a plurality of frames must not set the SCL to the L level in the state of “a” when transmitting the second and subsequent frames.
[0039]
{Circle around (4)} In the communication between slaves, in the state of “f”, a pulse for setting the SCL to the L level for a predetermined time is not used as a pause request signal. The L level pulse of the SCL during communication is used as a communication end pulse between slaves.
[0040]
FIG. 3 shows a procedure of data communication in the data communication system 10 of FIG. The procedure starts from step s0. At this time, MCL = H and SCL = H, which corresponds to the state of “all communication waiting” of “b” in FIG. In step s1, the control waits until MCL = H elapses 2 ms. In step s2, it is determined whether or not the master 11 has single frame transmission data. If it is determined that there is single frame transmission data, the MCL is changed to L level in step s3. The SCL remains unchanged and is at the H level, and the state shifts to the state of “e” in FIG. 2 to start data communication. At step s4, MCL = L is maintained, and communication is in progress. In step s5, it is determined whether the communication has been completed. If it is determined that the processing is not to be ended, it is determined in step s6 whether or not the SCL is at the L level. If it is determined that the L level has not been reached, the process returns to step s4. When it is determined in step s6 that the SCL is at the L level, the state shifts to the state of "f" in FIG. Judge. If it is determined that it is within the predetermined different time, the process returns to step s4, and returns to the “e” state in FIG.
[0041]
If it is determined in step s7 that the L period of the SCL is 2 ms or more, the MCL is changed to the H level in step s8, and the state shifts to the "recovering" state indicated by "h" in FIG. In step s9 from MCL = H and SCL = L, the SCL is changed to the H level, and the state shifts from “a” to “b” in FIG. 2. Wait for data communication. If it is determined in step s5 that the communication has been completed, the MCL is changed to the H level in step s11, and the communication ends normally in step s12 via the path e → a → b in FIG. Recover.
[0042]
If it is not determined in step s2 that there is single frame transmission data in the master 11, it is determined in step s13 whether SCL = L. If it is determined that SCL is not L, the process waits at step s14 for MCL = H to pass for 3 ms or more. When it is determined in step s14 that MCL = H has not passed 3 ms, the process returns to step s2. If it is determined in step s14 that MCL = H has passed 3 ms or more, it is determined in step s15 whether the master 11 has transmission data for a plurality of frames. If it is determined that there is transmission data for a plurality of frames, the process proceeds to step s3 to start communication. Hereinafter, in a procedure from step s3 to step s12, data communication of a plurality of frames is performed in a state where a transmission stop request can be made.
[0043]
When it is determined in step s15 that there is no transmission data of a plurality of frames in the master 11, it is determined in step s16 whether SCL = L. If SCL is not L, the process returns to step s2. If SCL = L in step s16, it is determined that any of the slaves 12, 13,... Has a “slave communication request” indicated by “c” in FIG. Since MCL = H, the MCL is also changed to the L level, the state becomes “d” in FIG. 2, and communication is started in step s17. Next, in step s18, the SCL is changed to the H level, and the communication state shown in "e" of FIG. 2 is established, and the master 11 accepts a request for inter-slave communication by polling the slaves 12, 13,. It becomes possible. When it is determined in step s13 that SCL = L, the communication is started in step s17 and subsequent steps. Therefore, if it is not determined in step s2 that the master 11 has single frame transmission, the single frame transmission from the slaves 12, 13,. . In the determination of step s2, the single frame transmission by the master 11 is of course given higher priority.
[0044]
In step s19, it is determined whether there is a request for slave communication. If there is a request, a time-out time is set in the timer 33 in step s20, the SCL is changed to H in step s21, and the communication state shown by "e" in FIG. 2 is established. In step s22, it is determined whether or not SCL = L indicating the end of communication. If it is determined that SCL is not L, it is determined in step s23 whether a timeout has occurred based on the time measured by the timer 33. If it is determined that the timeout has not occurred, the process returns to step s22. If it is determined in step s23 that a time-out has occurred, the MCL is changed to the H level in step s24, and all communication waits as a recovery from the abnormal end in step s25 via the path e → g → a → b in FIG. State.
[0045]
When it is determined in step s22 that SCL = L, it is interpreted that the communication between slaves indicated by “f” in FIG. 2 has been completed, and the SCL is changed to the H level in step s26, and in step s27, indicated by “h” in FIG. Move to a recovering state. Next, assuming that SCL = H, the vehicle goes through the path of h → a → b in FIG.
[0046]
When it is determined in step s19 that there is no communication between slaves, the state of MCL = L and SCL = H is continued in step s29, and the state of communication indicated by "e" in FIG. 2 is continued. Next, in step s30, it is determined whether or not the communication has ended. If it is determined that the communication has not ended, it is determined in step s31 whether MCL = H. When it is determined that MCL is not H, the process returns to step s29. When it is determined in step s31 that MCL = H, the state is "g" in FIG. 2. In step s32, it is determined whether the period in which MCL = H is equal to or longer than 2 ms. If the H period is not longer than 2 ms, the process returns to step s29. When it is determined in step s32 that the H period is equal to or longer than 2 ms, the state is “a” in FIG. 2, and the state is further shifted to “b”. State. If it is determined in step s30 that the communication is to be ended, the MCL is changed to the H level in step s34, and the communication is recovered from the normal end in step s35 through the path g → a → b in FIG. Become.
[0047]
FIG. 4 shows a case in which there is a pause request in the master-to-slave communication indicated by (1) above. MDT and SDT indicate data transmitted from the master 11 and the slaves 12, 13,... To the data bus 21, respectively. The master 11 lowers the MCL from the H level to the L level at time t10 and starts data communication. The right to use the data bus 21 is requested by the MDT header, and the destination slaves 12, 13,... Are also specified. When receiving the header, each of the slaves 12, 13,... Stops using the SCL terminal for requesting the right to use the bus. If the SCL has already been set to L, it is temporarily suspended, changed to H level, and returned to the L level again after releasing the right to use the master 11.
[0048]
When the master 11 obtains the right to use, the master 11 next transmits data of a data length including the number of data frames, and continues data transmission sequentially in frame units. If a falling level change is detected in the SCL during data transmission, the next data is not transmitted, the timer 33 is started, and if the L period is within a predetermined time, it is determined that a pause request has been made and the data is continuously transmitted. Send. The slaves 12, 13,... Designated as reception sides receive data from the master 11 and, when it is desired to provide a reception interval, set the SCL to the L level within a predetermined time and make a pause request. For example, when the SCL is set to the L level at a time t1 within a predetermined time at a time t11, a pause request can be made in the “f” state in FIG. If there is no error after receiving all data, ACK is transmitted as SDT at time t12. When an error is detected, the SCL is set to the L level for a predetermined time or longer, and a request for disconnection of communication is made. Upon receiving the ACK as the SDT, the master 11 returns the MCL to the H level at time t13, and waits for all communications in the state “b” in FIG.
[0049]
FIG. 5 shows a case where there is a pause request in the slave-to-master communication indicated by (2) above. At time t20 while the master 11 keeps the MCL at the H level, if one slave 13 lowers the SCL from the H level to the L level, the master 11 lowers the MCL from the H level to the L level at a time t21. Then, at times t22 and t23, an ENQ which is an inquiry signal for transmission control predetermined by an address designating the slaves 12, 13,... Is transmitted. After transmitting the ENQ, the master 11 receives a NAK from the specified slaves 12, 13,..., Or changes the address specifying the slaves 12, 13,. To send ENQ. At time t24, if the data communication head is returned from the slave 13 as a response, the reception is continued.
[0050]
The slave 13 that has lowered the SCL to L at the time t20 returns the SCL to the H level at the time t24 when the ENQ is addressed to the own station, and transmits the data at a predetermined interval. If a rising edge is detected in the MCL at time t25 during the transmission of data, for example, the next data is not transmitted, the timer 33 is started, and if the H period is within a predetermined time, it is indicated by “g” in FIG. As a pause, data transmission is continued. That is, the master 11 receives the data from the slave 13 and can request a pause by setting the MCL to the L level within a predetermined time range at time t25d when it is desired to increase the reception interval. If all data are received and there is no error, ACK is transmitted at time t26, and MCL is returned to the H level at time t27. Note that when an error is detected, the SCL is set to the L level for a predetermined time or longer, and a request for communication disconnection is made in the state “f” in FIG.
[0051]
FIG. 6 shows a case where there is an interruption of another communication at the time of the multiple frame communication indicated by the above (3). At time t30, the master 11 lowers the MCL from the H level to the L level, and starts communication of a plurality of frames. The master 11 specifies destination slaves 12, 13,... When the ACK is received from the destination slaves 12, 13,..., The MCL rises from L level to H level at time t31. The transmission frame interval at the time of multiple frame communication is assumed to be 3 ms or more after the start of the MCL. When one of the slaves 12, 13,... Lowers the SCL from the H level to the L level at time t32 after 2 ms elapses after the rise of the MCL at time t31 and until 1 ms elapses thereafter, the time between the slave and the master changes. Thus, a request for interrupt communication of a single frame is made. This single frame communication waiting state corresponds to “a” in FIG.
[0052]
The master 11 transmits ENQ to notify the reception of the interrupt. , Which have requested an interrupt, raise the SCL from the L level to the H level at time t33, perform communication from the slave to the master, and return ACK if there is no error. After the end of the communication, the master 11 raises the MCL from the L level to the H level at a time t34. If the SCL does not fall from the H level to the L level by a time t35 after a lapse of 2 to 3 ms, the master. Communication of two-frame data is performed. Hereinafter, after the MCL is raised from the L level to the H level at the time t36, the checking of the interrupt request of the single frame data is repeated every time the frame data is transmitted. Therefore, in order for the slaves 12, 13,... To interrupt single-frame communication, the SCL must be set within a check time range within a transmission frame interval that is a predetermined time within 2 ms to 3 ms after the master 11 starts MCL. What is necessary is just to make it fall from H level to L level.
[0053]
FIG. 7 shows a case in which the slave-to-slave communication between the slave and the slave indicated by (4) is performed. When the transmitting slave lowers the SCL from the H level to the L level at time t40 while the MCL is at the H level, a slave communication request is made in the state transition from b to c in FIG. The master 11 lowers the MCL from the H level to the L level and transmits an ENQ to one of the slaves 12, 13,. After transmitting the ENQ, if the master 11 receives the NAK or does not receive a response within a predetermined time, the master 11 changes the registered address to another registered address and transmits the ENQ. When the master 11 receives that the destination slaves 12, 13,... Raise the SCL from the L level to the H level at time t42 and returns the header as a response, the master 11 continues to receive. If the header returned from the slaves 12, 13, ... is a request for communication between slaves, the master 11 abandons the communication after time t43. However, the master 11 keeps the MCL at the L level and activates the timer 33 so as to measure a predetermined time. The master 11 also monitors the SLC for an L-level pulse indicating the end of communication between slaves.
[0054]
In the inter-slave communication, when one of the slaves 12, 13,... Serving as the transmission slave has the ENQ addressed to the own station and the own station sets the SCL to the L level, the SCL is changed from the L level to the H level at time t42. Then, the process is started by transmitting the data summarized in the frame at predetermined time intervals. The transmission slave divides the data corresponding to the data length into a plurality of frames from data 0 to the end, and subsequently transmits the data corresponding to the data length, following the frame indicating the header and the data length. The receiving slave specified by the transmitting slave receives data from the transmitting slave. When the receiving slave confirms that there is no error and data is normally received after receiving the last frame, the receiving slave returns an ACK.
[0055]
Upon receiving the ACK from the receiving slave, the transmitting slave transmits an inter-slave communication end pulse to the SCL at time t44. The inter-slave communication end pulse is defined in the state “f” in FIG. When the master 11 receives the SCL inter-slave communication end pulse while the MCL is at the L level, the master 11 transmits an ACK to the transmission slave, and then raises the MCL from the L level to the H level at time t45, and sets the MCL to the H level. Return to If the slave end communication end pulse cannot be received within the predetermined time period measured by the timer 33, the master 11 determines that an error has occurred in the communication and raises the MCL from the L level to the H level. Return MCL to H level.
[0056]
FIG. 8 shows a system configuration of a vehicle-mounted electronic device 50 as a data communication system according to another embodiment of the present invention. The on-vehicle electronic device 50 includes a navigation device 51 mounted on a vehicle such as a passenger car, a CD deck 52 for CD (Compact Disk) playback, an MD deck 53 for MD (Mini Disk) playback, and a cassette tape playback for cassette tape. It includes a cassette deck 54, a tuner 55 for broadcast reception, and the like. When performing data communication between these in-vehicle electronic devices 50 via the bus 60, the navigation device 50 becomes a master, and the other devices become slaves. A data bus 61 is shared between the master and the slave, and a control bus 62 from the master to the slave and a control bus 63 from the slave to the master are provided. Each device does not necessarily need to be installed in the vicinity of the driver's seat. In particular, the tuner 55 or the like that does not require the operation of inserting and ejecting the recording medium can be installed in the vicinity of the antenna. The data communication itself can be performed similarly to the embodiment of FIG.
[0057]
In a vehicle, the mounting space of the on-vehicle electronic device 50 is limited particularly in a range where the driver can operate. For this reason, it is difficult to provide an operation panel for each of many components. When the navigation device 51 serving as a master also receives an operation input to another device, performs data communication as needed, and transmits the data to the device to be operated, the space in the vehicle can be effectively used. . In the present embodiment, since communication between slaves and interruption communication is also possible, even if the master is fixed to the navigation device 51, data communication between each device can be easily performed, and the in-vehicle electronic device can be used. The entire device 50 can be operated integrally.
[0058]
In the above description, a data communication system is configured by a single master and a plurality of slaves. However, as shown in FIG. It is possible to perform master-to-slave communication and (2) slave-to-master communication.
[0059]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, data communication is performed via a data line common to a master and a plurality of slaves, and control of data transfer is performed in a master-to-slave direction and a slave-to-master direction. The control is performed via a control line provided separately. If the master selects one of the slaves, the selected slave can perform data communication between the slaves without the intervention of the master. Inter-communication can be realized. Therefore, data communication and its response can be selectively used in plural types with a simple configuration.
[0060]
Further, according to the present invention, the slave selected from the master and becoming a submaster changes the signal level of the control line in advance so as to determine the end of the data communication, notifies the master, and hands over the right to use the bus. be able to.
[0061]
Further, according to the present invention, the fact that the right to use the bus has been transferred to the submaster is indicated by setting the signal level of the control line in the direction from the master to the slave, and when a predetermined time has elapsed, the bus is timed out as a timeout. Can be restored to the master. Even if trouble occurs in data communication by the submaster, the right to use the bus can be reliably transferred to the master.
[0062]
Further, according to the present invention, in order to control data transfer performed through a data line common to the master and the slave, control lines are provided separately in the direction from the master to the slave and in the direction from the slave to the master. deep. If the signal level of the control line is changed so as to be logically inverted for a predetermined time during data transmission, a pause request for temporarily stopping data transmission is generated, and the time required for the slave to logically invert the signal level is obtained. Is longer than a predetermined time, a data transmission end request is issued, so that a single control line can be used for both a pause request and a communication end request.
[0063]
Further, according to the present invention, in order to control data transfer performed through a data line common to the master and the slave, control lines are provided separately in the direction from the master to the slave and in the direction from the slave to the master. deep. If the receiving side changes the signal level of the control line so as to be logically inverted for a predetermined time during data communication performed in a plurality of frames, data transmission is temporarily stopped. Can be performed by interrupting the data communication, and the data line can be prevented from being occupied only by communication from one side.
[0064]
Further, according to the present invention, when performing data communication in a plurality of frames, it is possible to interrupt single-frame data communication from the receiving side.
[0065]
Furthermore, according to the present invention, a data communication system that performs data communication between a master and a plurality of slaves via a common data line includes a control line for controlling data transfer, a direction from the master to the slave, It is provided separately for the direction from the slave to the master. The master includes a selection unit, a timer, and a control unit. Each slave includes a response unit, a transmission unit, and a reception unit. The master selecting means selects one of the slaves performing data communication between the slaves as a submaster. The receiving means receives data transmitted from the submaster after another slave is selected as the submaster. When the transmission of data to the other slave ends, the response means of each slave instructs the master control means to perform data communication with the predetermined change in the signal level of the control line in the direction from the slave to the master. Since the completion notification is performed, the right to use the bus can be transferred to the submaster or the master. Therefore, data communication and its response can be selectively used in plural types with a simple configuration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic system configuration of a data communication system 10 as one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a state transition diagram based on a combination of signals of control buses 22 and 23 in the embodiment of FIG.
FIG. 3 is a flowchart showing a procedure for performing data communication in the embodiment of FIG. 1;
FIG. 4 is a time chart when performing master-to-slave communication in the embodiment of FIG. 1;
FIG. 5 is a time chart in the case of performing a slave-to-master communication in the embodiment of FIG. 1;
FIG. 6 is a time chart when the single frame communication is interrupted during the multiple frame communication in the embodiment of FIG. 1;
FIG. 7 is a time chart when performing communication between slaves in the embodiment of FIG. 1;
FIG. 8 is a block diagram showing a schematic system configuration of a vehicle-mounted electronic device 50 as a data communication system according to another embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a block diagram showing a schematic system configuration of a conventional multi-master system and master-slave system data communication system, respectively.
FIG. 10 is a block diagram showing a basic system configuration of a conventional master-slave system.
FIG. 11 is a time chart showing a case where data communication is performed by the master-slave method of FIG. 10;
FIG. 12 is a time chart showing a bus use request from a slave in a conventional master-slave system.
[Explanation of symbols]
10 Data communication system
11 Master
12, 13, ... slave
20,60 bus
21,61 Data bus
22, 23, 62, 63 control bus
31 Selection means
32 control means
33 timer
34, 42 transmission means
35, 43 receiving means
41 Response means

Claims

A data communication method in which control lines for controlling data transfer via a common data line are provided separately in the direction from the master to the slave and in the direction from the slave to the master, and data communication is performed between the master and the slave. And
There are multiple slaves,
While the master selects any one of the plurality of slaves and changes the signal level of the control line in the direction from the master to the slave to correspond to a predetermined logical value,
A data communication method, wherein a selected slave can perform data communication with another slave using a common data line.

After performing data communication with the other slave, the selected slave changes the signal level of the control line in the direction from the slave to the master as predetermined to notify the end of the data communication. The data communication method according to claim 1, wherein:

2. The method according to claim 1, wherein the master terminates the change of the signal level with respect to the control line in the direction from the master to the slave when a predetermined time elapses after the start of data communication by the selected slave. 2. The data communication method according to 2.

A data communication method in which control lines for controlling data transfer via a common data line are provided separately in the direction from the master to the slave and in the direction from the slave to the master, and data communication is performed between the master and the slave. And
During transmission of data from one of the masters or slaves to the other, if the other changes the signal level of the control line in the one direction so as to be logically inverted for a predetermined time, the data from the one is changed. It becomes a pause request to temporarily stop transmission,
A data communication method, wherein when the time for the other to logically invert the signal level exceeds the predetermined time, a request for terminating data transmission is issued from the one.

A data communication method in which control lines for controlling data transfer via a common data line are provided separately in the direction from the master to the slave and in the direction from the slave to the master, and data communication is performed between the master and the slave. And
During a data transmission performed from one of the master and the slave to the other a plurality of times, at a predetermined timing between the data transmissions, the signal level of the control line in the direction from the other to the one is inverted to a logical value. The data communication method is characterized in that it is possible to interrupt the data transmission from the other to the one by changing as above.

The plurality of times of data transmission is performed in units of frames of a predetermined data amount,
6. The data communication method according to claim 5, wherein the interrupted data transmission is performed on data of a single frame.

A control line for controlling data transfer between the master and a plurality of slaves via a common data line is provided separately in the direction from the master to the slave and in the direction from the slave to the master. A data communication system for performing data communication with a slave,
The master
Selecting means for selecting one of the slaves performing data communication between the slaves as a submaster,
A timer that regulates the time during which the submaster selected by the selection means can perform data communication;
When the selection of the submaster is started by the selection means, the signal level of the control line in the direction from the master to the slave is changed to correspond to a predetermined logical value, and via the control line in the direction from the slave to the master, Stops the change of the signal level of the control line in the direction from the master to the slave when the notification of the end of data communication is received from the selected slave or the time regulation by the timer becomes valid at the predetermined signal level change. Control means for controlling the
Each slave
When selected by the selection means of the master, if there is data to be transmitted to other slaves, response means for changing the signal level of the control line from the slave to the master in a predetermined manner,
Transmitting means for transmitting data to other slaves using a common data line after the signal level change by the responding means;
Receiving means for receiving data transmitted from the sub-master after another slave is selected as the sub-master,
When the transmission of data to the other slave ends, the response means of each slave instructs the control means of the master to terminate the data communication with the predetermined change in the signal level of the control line in the direction from the slave to the master. A data communication system for performing notification.