【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、１００ＢＡＳＥ−ＴＸ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ 等の通信装置において通信制御回路の基本動作クロックが通信規格で定められた範囲から多少外れた通信装置との通信を可能にする手段に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、通信装置は通信を行う全ての装置の通信制御回路の基本動作クロックが、前記通信装置が採用している通信規格で定められた周波数範囲内の基本動作クロックを使用しなければ通信が正常に行えないことが多かった。
【０００３】
以下、図５に従来例を示す。同図において、１は装置１、２は前記装置１内の通信コントローラ１、３は前記通信コントローラ１内の発振回路を構成する抵抗、４は前記通信コントローラ１内の発振回路を構成するインバータ、５は前記通信コントローラ１の基本動作クロックを発生する水晶振動子、６及び７は前記水晶振動子の発振容量Ｃｇ及びＣｄである。
【０００４】
８は前記装置１と対向して通信を行う装置２、９は前記装置２内の通信コントローラ２、１０は前記通信コントローラ２内の発振回路を構成する抵抗、１１は前記通信コントローラ２内の発振回路を構成するインバータ、１２は前記通信コントローラ２の基本動作クロックを発生する水晶振動子、１３及び１４は前記水晶振動子の発振容量Ｃｇ及びＣｄである。１５は装置１と装置２が通信を行う通信ラインである。
【０００５】
以上の構成において、図５の２や９の通信コントローラ１や通信コントローラ２は内部に主にインバータ（４や１１）と抵抗（３や１０）で構成される発振回路を内蔵しており、水晶振動子５や１２、 発振容量６，７や１３，１４等で構成される水晶発振回路が、前記通信コントローラ１の基本動作クロックＦ１や通信コントローラ２の基本動作クロックＦ２を発生させる。
【０００６】
装置１と装置２が通信を行う場合、これらの装置内の通信コントローラ（通信制御回路）の基本動作クロックの周波数偏差が、これらの装置が採用する通信方式で規定される範囲（以後、 規定周波数範囲と呼ぶ）以内でなければ正常に通信できない場合がある。
【０００７】
例えば、１００ＢＡＳＥ−ＴＸ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ を例にとると、通信ライン１１上のビットストリームの基本動作クロックは１２５ＭＨｚであるが、通信制御回路の基本動作クロック（Ｆ１やＦ２）は２５ＭＨｚ±５０ｐｐｍと規定されている。例えば、 装置１の基本動作クロックＦ１は規定周波数範囲内（２５ＭＨｚ±５０ｐｐｍ）に入っているとしても、 装置２の基本動作クロックＦ２が規定周波数範囲外（２５ＭＨｚ＋１００ｐｐｍとか２５ＭＨｚ−８０ｐｐｍ等）であれば通信できない可能性が高い。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、１００ＢＡＳＥ−ＴＸ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ 等のように近年急激にコストダウンが進み、そのために、コストの低い汎用水晶振動子を使用し、 発振の安定化調整や周波数の微調整作業（発振回路の負性抵抗や負荷容量等の調整）も省略したようなネットワークカード等が流通している。又、ネットワークカード等の製品出荷直後は、規定周波数範囲に入っていた製品でも、時間が経つと水晶振動子等の経年変化等の影響で規定周波数範囲から外れることもある。又、常温では規定周波数範囲に入っていても、高温や低温環境で使用する場合には、水晶振動子の温度特性により、規定周波数範囲から外れることもある。
【０００９】
一方、近年、ネットワークプリンタのように通信機能が標準で内蔵されている（取り外しや交換ができない）装置も増えてきた。このような装置では通信装置が簡単に交換できないために、通信相手の基本動作クロックが多少規定周波数範囲から外れていても正常に通信できることが望まれる。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、本通信装置が接続されているネットワークに接続されている（通信コントローラの基本動作クロックが規定周波数範囲を外れているかもしれない装置を含む）全ての装置と通信を行うことができる通信装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、出力周波数が調整された複数の発振回路を設け、それらの出力を切り替えて通信制御回路の基本動作クロックとして使用することにより、通信相手の通信コントローラの基本動作クロックが多少規定周波数範囲から外れていても正常に通信できるようにしたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１３】
＜実施の形態１＞
図１は本発明の実施の形態１を示し、前記従来例の装置１に対して、２つの水晶発振回路とそれらを含む複数の水晶発振回路の出力を切り替えて通信コントローラ１の基本動作クロックＦ１として出力できる１６の切替器を追加したものである。
【００１４】
同図において、１〜７と１５は前記従来例で説明したものと同じである。又、１０３〜１０７（発振回路Ｂと呼ぶ）と２０３〜２０７（発振回路Ｃと呼ぶ）は３〜７（発振回路Ａと呼ぶ）の水晶発振回路と同じである。１６は前記３つの水晶発振回路の出力を切り替えることができる切替器であり、 この切替器の出力Ｆ１が通信コントローラ１の基本動作クロックとなる。つまり、通信コントローラ１は、異なる３つの周波数の基本動作クロックで動作させることが可能である。そして、 １５の通信ラインを介して前記従来例と同じ装置２と通信することができる。
【００１５】
上記構成において、３つの水晶発振回路の発振周波数は前記水晶発振回路の調整を行い正確に合わせられている。通常水晶発振回路はその発振余裕度を確保しなければ安定した発振ができないため、先ず、発振余裕度を確保するための微調整が行われる。この発振余裕度を上げるためには、発振回路の負性抵抗が水晶振動子の等価直列抵抗より充分に大きくなるようにしなければならない。負性抵抗は発振容量（図１の６，７，１０６，１０７，２０６，２０７）で変化するため、この発振容量の値を調整し負性抵抗が大きくなるようにする必要がある。
【００１６】
次に、発振周波数は水晶振動子の発振周波数で決まるが、厳密には水晶振動子の負荷容量の値によって上下する。この負荷容量は主に通信コントローラＩＣの特性で決まる。このＩＣの特性で決まる負荷容量値の水晶振動子を選択する必要がある。
【００１７】
以上のように、水晶発振回路の負性抵抗と水晶振動子の負荷容量を適切に設定することにより正確な発振周波数で安定した発振動作を行わせることができる。
【００１８】
又、負荷容量周波数特性の周波数変化量は大きく、±２００ｐｐｍ程度ある。このことは、負荷容量の調整により発振周波数を±２００ｐｐｍ程度ずらせることを意味する。
【００１９】
本実施の形態では、１００ＢＡＳＥ−ＴＸ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ 等のように基本動作クロックの規定周波数範囲を２５ＭＨｚ±５０ｐｐｍとする。図２に示すように、２５ＭＨｚを中心に−５０ｐｐｍ〜＋５０ｐｐｍまでの１００ｐｐｍの範囲である。本実施の形態では、この範囲をカバーするための発振回路Ａとこの範囲より上の１００ｐｐｍの範囲をカバーするための発振回路Ｂと、下の１００ｐｐｍの範囲をカバーするための発振回路Ｃとで構成される。よって、発振回路Ａの発振周波数は２５ＭＨｚ丁度に調整され、発振回路Ｂの発振周波数は２５ＭＨｚ＋１００ｐｐｍの周波数に調整され、発振回路Ｃの発振周波数は２５ＭＨｚ−１００ｐｐｍの周波数に調整される。この発信周波数の調整は、前述した負荷容量の調整で行う。
【００２０】
以上説明した構成の装置１と装置２が通信を行う訳であるが、装置１の基本動作クロックを切り替えるためのファームウェア（ソフトウェア）が必要になる。以下説明することと同様の制御ができれば、プロトコル階層モデルにおける層はどの層でも構わないが、 アプリケーションプログラム等に影響を与えないように本実施の形態では、データリンク層の制御ファームウェア（デバイスドライバ）で実現する。その制御手順を図３を使って以下に説明する。
【００２１】
装置１は電源投入時のシステムの初期化を行う過程において通信コントローラの初期化（３０１）も行われる。先ず、通信コントローラの各種レジスタ等の初期設定を行う（３０２）。次に、 通信ケーブル（及び通信相手の装置）が接続されているかどうかをオートネゴシエーション機能（例えば、１００ＢＡＳＥ−ＴＸ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ 等で採用されているＩＥＥＥ８０２．３ｕ）等で判別する（３０３）。
【００２２】
ここで、通信ケーブルが接続されていなければ通信できないので、これ以降の処理は行わないで、この通信コントローラの初期化ルーチンを抜ける（３１３）。通信ケーブルが接続されている場合には、やはり、オートネゴシエーション機能により通信相手とのの通信をどの通信モード（１００ＢＡＳＥ−ＴＸか１０ＢＡＳＥ−Ｔか等や全二重モードか半二重モードか等）で行うことが可能かを判別し、 その通信モードのためのレジスタ設定等を行う（３０５）。
【００２３】
又、電源投入時に通信ケーブルが接続されていなくて、システムの起動後に通信ケーブルが接続された場合や、通信ケーブルや通信相手装置を繋ぎ替えるような場合もホットプラグ機能（３０４）が働き、３０５の手前に飛んでくるので、同様に通信モードのためのレジスタ設定等を行う（３０５）。
【００２４】
ここからが、本発明のための処理であり、 先ず発振回路をＡに切り替え、データリンク層より上の階層では意味のないようなブロードキャストパケットを定義しておき（以後、通信確認パケットと呼ぶ）、その通信確認パケットを同報（ブロードキャストパケット）送信する（３０６）。この通信確認パケットは通信ラインに繋がっている全てのノード（通信相手の装置）に送られる。
【００２５】
一方、その通信確認パケット（ブロードキャストパケット）を正常に受け取ったノードは、正常に受け取ったことを知らせるためのアクノリッジパケットを送信者（装置１）に返送する。つまり、図１の装置１が通信確認パケットを同報送信し、通信ライン１５に繋がっている装置２が正常に前記通信確認パケットを受信できた場合には、装置２はアクノリッジパケットを装置１に返送することになる。よって、ここで、一定時間の間、アクノリッジパケットが返送されてくるかどうかをモニタリングし（３０７）、もし、アクノリッジパケットがあった場合には、通信相手の通信コントローラの基本動作クロックは発振回路Ａの場合のカバー範囲（図２のＡ’）にあると判断できる。
【００２６】
つまり、１００ＢＡＳＥ−ＴＸ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ の規定周波数範囲に入っている。よって、装置１の発振回路もＡを選択した状態のまま、この通信コントローラの初期化ルーチンを抜ければ（３１３）、それ以降の装置２との通信は正常に行える。又、３０７において一定時間待ってもアクノリッジパケットがなかった場合には、通信相手（装置２）は１００ＢＡＳＥ−ＴＸ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ の規定周波数範囲外の基本動作クロックで動作しているために通信確認パケットを正常に受信できなかったものと判断できる。
【００２７】
そこで、今度は、装置１の発振回路をＢに切り替え、通信確認パケットを同報送信する（３０８）。そして、３０７と同様に一定時間の間、アクノリッジパケットが返送されてくるかどうかをモニタリングし（３０９）、もし、アクノリッジパケットがあった場合には、通信相手の通信コントローラの基本動作クロックは発振回路Ｂの場合のカバー範囲（図２のＢ’）にあると判断できる。
【００２８】
つまり、１００ＢＡＳＥ−ＴＸ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ の規定周波数範囲を＋方向にオーバーしている。よって、装置１の発振回路もＢを選択した状態のまま、この通信コントローラの初期化ルーチンを抜ければ（３１３）、それ以降の装置２との通信は正常に行える。又、３０９において一定時間待ってもアクノリッジパケットがなかった場合には、通信相手（装置２）は１００ＢＡＳＥ−ＴＸ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ の規定周波数範囲外の基本動作クロックで動作しているために通信確認パケットを正常に受信できなかったものと判断できる。
【００２９】
そこで、今度は、装置１の発振回路をＣに切り替え、通信確認パケットを同報送信する（３１０）。そして、３０７と同様に一定時間の間、アクノリッジパケットが返送されてくるかどうかをモニタリングし（３１１）、もし、アクノリッジパケットがあった場合には、通信相手の通信コントローラの基本動作クロックは発振回路Ｃの場合のカバー範囲（図２のＣ’）にあると判断できる。つまり、１００ＢＡＳＥ−ＴＸ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ の規定周波数範囲を−方向にオーバーしている。よって、装置１の発振回路もＣを選択した状態のまま、この通信コントローラの初期化ルーチンを抜ければ（３１３）、それ以降の装置２との通信は正常に行える。
【００３０】
又、３１１において一定時間待ってもアクノリッジパケットがなかった場合には、通信相手（装置２）は１００ＢＡＳＥ−ＴＸ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ の規定周波数範囲外の基本動作クロックでしかも大幅にずれている状態で動作しているために通信確認パケットを正常に受信できなかったものと判断できる。この場合は、装置２とは通信できないと判断し、通信エラーをシステムに知らせ（３１２）、この通信コントローラの初期化ルーチンを抜ける（３１３）。
【００３１】
以上説明したように、出力周波数が調整された複数の発振回路を設け、それらの出力を切り替えて通信制御回路の基本動作クロックとして使用することにより、通信相手の通信コントローラの基本動作クロックが多少規定周波数範囲から外れていても正常に通信することができる。
【００３２】
＜実施の形態２＞
前記実施の形態１では、低コストの水晶振動子を使用しているため、システムを低コストで実現できるが、 前記実施の形態で述べたように水晶発振回路の微調整作業が高精度な技術を要する。又、周囲温度の変化に対して発振周波数が影響を受け易い。本実施の形態２では、前記実施の形態１に対して発振周波数の調整や補正が行い易くしたものである。
【００３３】
図４は本発明の実施の形態２を示し、同図において１，２，１５は前記実施の形態１（図１）、即ち前記従来例（図５）と同じである。２０は通信コントローラ１の制御で出力電圧を可変できる出力電圧可変ＤＣ−ＤＣコンバータ、２１は電圧制御で出力周波数を微調整できるＶＣＸＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｘｔａｌ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）、２２は通信コントローラが周囲温度を知るための温度センサーである。
【００３４】
上記構成において、２の通信コントローラ１は２０のＤＣ−ＤＣコンバータにデジタル値を設定することにより出力電圧を（３．３Ｖ〜１．２Ｖの範囲で）０．１Ｖ単位で自由に設定できる。又、ＶＣＸＯ２１は基準出力周波数２５ＭＨｚを中心に±１５０ｐｐｍまで（入力電圧の制御により）可変させることができる。又、通信コントローラ１は、温度センサー２２からＶＣＸＯ２１や通信コントローラ１近辺の周囲温度の情報を入手できる。この周囲温度の情報により、ＶＣＸＯ２１やＤＣ−ＤＣコンバータ２０等の温度特性によって、周囲温度変化があった場合にＶＣＸＯ２１の出力周波数がずれてしまうことを無くすように、ＤＣ−ＤＣコンバータの設定値に補正を掛けることができる。つまり、周囲温度に依存することなくＶＣＸＯ２１の出力周波数を正確に設定できる。
【００３５】
通信コントローラ１は、ＶＣＸＯ２１の基準出力周波数（２５ＭＨｚ丁度）を出力する時の制御電圧をＤＣ−ＤＣコンバータ２０が出力できるように設定する（ＤＣ−ＤＣコンバータへの）設定値をＡとして記憶する。同様に、通信コントローラ１はＶＣＸＯ２１の出力が２５ＭＨｚ＋１００ｐｐｍを出力する時の制御電圧をＤＣ−ＤＣコンバータ２０が出力できるように設定する設定値をＢとして記憶する。更に、通信コントローラ１は、ＶＣＸＯ２１の出力が２５ＭＨｚ−１００ｐｐｍを出力する時の制御電圧をＤＣ−ＤＣコンバータ２０が出力できるように設定する設定値をＣとして記憶する。
【００３６】
前記記憶したＡ，Ｂ，Ｃの値をＤＣ−ＤＣコンバータ２０に設定することは、前記実施の形態１において水晶発振回路をそれぞれＡ，Ｂ，Ｃに切り替えることに相当する。よって、本実施の形態２の制御も前記実施の形態１と同様に行うこと（図３のフローと同様）で目的を達成できる。
【００３７】
以上説明したように、出力可変ＤＣ−ＤＣコンバータを制御し、ＶＣＸＯの制御電圧を調整して出力周波数を複数の周波数に合わせることが可能とし、それらの出力を切り替えて通信制御回路の基本動作クロックとして使用することにより、通信相手の通信コントローラの基本動作クロックが多少規定周波数範囲から外れていても正常に通信できる。
【００３８】
又、温度センサーを追加することで、通信コントローラやＶＣＸＯ等の周囲温度が変化してもＶＣＸＯの出力周波数を常に希望する周波数に合わせられるように補正することができるため、温度変化に依存しない安定した動作が可能となる。
【００３９】
＜実施の形態３＞
前記実施の形態１，２では本発明を実施した装置１と通信コントローラの基本動作クロックが多少ずれているかもしれない装置である装置２との２点間での通信をする場合の例で説明した。
【００４０】
しかしながら、１００ＢＡＳＥ−ＴＸ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ 等で構成されたネットワークでは１つの通信ライン（通信媒体：物理層）に複数の装置が接続される。そのために、 前記実施の形態において通信確認パケットを送る時に接続されている全ての装置に送られるように同報送信（ブロードキャストパケット）としたのである。
【００４１】
よって、通信確認パケットを送信した後のアクノリッジパケットを待っている時に複数の装置からのアクノリッジパケットが届く可能性もある。それぞれのパケットには送信装置を特定するための認識番号（１００ＢＡＳＥ−ＴＸ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ 等の場合はＭＡＣアドレス）が含まれているので、 どの装置からのアクノリッジであるかが判別できる。
【００４２】
この、アクノリッジパケットの送信者の認識番号とその時の装置１の発振回路の周波数が±０ｐｐｍ（Ａ）、＋１００ｐｐｍ（Ｂ）、−１００ｐｐｍ（Ｃ）のどの状態（つまり、 通信相手の通信コントローラの基本動作クロックがずれているかどうか、ずれている場合は＋方向か−方向かを表す）であるかを対応付けたテーブル（以後、 周波数偏差テーブルと呼ぶ）に順次追加していくようにする。
【００４３】
よって、この周波数偏差テーブルの情報は通信コントローラ１の初期化時（装置１のパワーオン時）にネットワークに繋がっている装置のみならず、 後から接続された装置やケーブルを繋ぎ替えたりした装置も（図３の３０４の）ホットプラグ機能により認識されて通信確認パケットが送信されるため、前記周波数偏差テーブルに情報が順次追加されていくことになる。
【００４４】
つまり、装置１が通信の対象とする全ての相手装置の認識番号とその装置の基本動作クロック周波数のずれ情報が周波数偏差テーブルに書かれていることになる。
【００４５】
以上の構成により、 本実施の形態に係る装置１は、上位階層（アプリケーション層）のプロトコルの送信要求に基づきデータリンク層まで送信要求が届いた時に、要求送信相手の認識番号で前記周波数偏差テーブルを参照し、その周波数偏差情報に基づき装置１の基本動作クロックの周波数を切替えてから、 従来通りの送信処理を行うようにする。
【００４６】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、予め通信相手の認識番号と基本動作クロックの周波数偏差情報とを対応させて周波数偏差テーブルに記憶しておき、前記通信装置のアプリケーション等による送信要求により送信処理を行う場合に、要求通信相手装置の認識番号で周波数偏差テーブルを参照し、対応付けられている周波数偏差情報に基づき、自身の通信コントローラの基本動作クロックを選択することにより、本通信装置が接続されているネットワークに接続されている（通信コントローラの基本動作クロックが規定周波数範囲を外れているかもしれない装置を含む）全ての装置と通信を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る通信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る通信装置における周波数範囲の説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る通信装置の制御手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態２に係る通信装置の構成を示すブロック図である。
【図５】従来の実施例の説明図である。
【符号の説明】
１ 装置１
２ 通信コントローラ１
３ 発振回路を構成する抵抗
４ 発振回路を構成するインバータ
５ 水晶振動子
６ 発振容量Ｃｇ
７ 発振容量Ｃｄ
８ 装置２
９ 通信コントローラ２
１０ 発振回路を構成する抵抗
１１ 発振回路を構成するインバータ
１２ 水晶振動子
１３ 発振容量Ｃｇ
１４ 発振容量Ｃｄ
１５ 通信ライン
１６ 切替器
２０ 出力電圧可変ＤＣ−ＤＣコンバータ
２１ ＶＣＸＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｘｔａｌ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）
２２ 温度センサー
１０３ 発振回路を構成する抵抗
１０４ 発振回路を構成するインバータ
１０５ 水晶振動子
１０６ 発振容量Ｃｇ
１０７ 発振容量Ｃｄ
２０３ 発振回路を構成する抵抗
２０４ 発振回路を構成するインバータ
２０５ 水晶振動子
２０６ 発振容量Ｃｇ
２０７ 発振容量Ｃｄ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a means for enabling communication with a communication device, such as 100BASE-TX Ethernet, which has a basic operation clock of a communication control circuit slightly outside a range defined by a communication standard in a communication device such as 100BASE-TX Ethernet.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a communication device normally performs communication unless a basic operation clock of a communication control circuit of all devices performing communication does not use a basic operation clock within a frequency range defined by a communication standard adopted by the communication device. Was often not possible.
[0003]
FIG. 5 shows a conventional example. In the figure, 1 is a device 1, 2 is a communication controller 1 in the device 1, 3 is a resistor forming an oscillation circuit in the communication controller 1, 4 is an inverter forming an oscillation circuit in the communication controller 1, 5 is a crystal oscillator for generating a basic operation clock of the communication controller 1, and 6 and 7 are oscillation capacitors Cg and Cd of the crystal oscillator.
[0004]
Reference numeral 8 denotes a device 2 which communicates with the device 1, 9 denotes a communication controller 2 in the device 2, 10 denotes a resistor constituting an oscillation circuit in the communication controller 2, 11 denotes an oscillation in the communication controller 2 Inverters constituting a circuit, 12 is a crystal oscillator for generating a basic operation clock of the communication controller 2, and 13 and 14 are oscillation capacitors Cg and Cd of the crystal oscillator. Reference numeral 15 denotes a communication line for performing communication between the device 1 and the device 2.
[0005]
In the above configuration, the communication controller 1 and the communication controller 2 of 2 and 9 in FIG. 5 have built-in oscillation circuits mainly composed of inverters (4 and 11) and resistors (3 and 10). A crystal oscillation circuit including the oscillators 5 and 12, the oscillation capacitors 6, 7, 13, and 14 generates the basic operation clock F1 of the communication controller 1 and the basic operation clock F2 of the communication controller 2.
[0006]
When the device 1 and the device 2 communicate, the frequency deviation of the basic operation clock of the communication controller (communication control circuit) in these devices is within the range defined by the communication method adopted by these devices (hereinafter, the specified frequency). Unless it is within the range, communication may not be performed normally.
[0007]
For example, in the case of 100BASE-TX Ethernet, the basic operation clock of the bit stream on the communication line 11 is 125 MHz, but the basic operation clock (F1 and F2) of the communication control circuit is specified as 25 MHz ± 50 ppm. . For example, even if the basic operation clock F1 of the device 1 is within the specified frequency range (25 MHz ± 50 ppm), if the basic operation clock F2 of the device 2 is outside the specified frequency range (25 MHz + 100 ppm or 25 MHz-80 ppm, etc.), communication is performed. Most likely not.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in recent years, the cost has been drastically reduced, such as 100BASE-TX Ethernet. For this reason, a low-cost general-purpose crystal oscillator is used, and oscillation stabilization adjustment and frequency fine adjustment work (negative resistance of the oscillation circuit) are performed. Network cards, etc., for which adjustment of load and load capacity etc. are also omitted. Also, immediately after the product such as a network card is shipped, even a product that falls within the specified frequency range may be out of the specified frequency range due to aging of the crystal oscillator or the like over time. Further, even when the frequency is within the specified frequency range at room temperature, when used in a high-temperature or low-temperature environment, it may be out of the specified frequency range due to the temperature characteristics of the crystal unit.
[0009]
On the other hand, in recent years, devices such as network printers having a built-in communication function as a standard (cannot be removed or replaced) have been increasing. In such a device, since the communication device cannot be easily exchanged, it is desired that normal communication can be performed even if the basic operation clock of the communication partner is slightly out of the specified frequency range.
[0010]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and a purpose thereof is to connect to a network to which the present communication device is connected (a basic operation clock of a communication controller may be out of a specified frequency range). It is an object of the present invention to provide a communication device capable of performing communication with all devices (including devices that may not be included).
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a plurality of oscillation circuits whose output frequencies are adjusted, switches the outputs thereof, and uses the output as a basic operation clock of a communication control circuit, thereby providing a basic communication controller of a communication partner. Even if the operation clock is slightly out of the specified frequency range, normal communication can be performed.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0013]
<Embodiment 1>
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention, in which the basic operation clock F1 of the communication controller 1 is switched by switching the outputs of two crystal oscillation circuits and a plurality of crystal oscillation circuits including the same, with respect to the device 1 of the conventional example. 16 switchers which can be output as a.
[0014]
In the figure, reference numerals 1 to 7 and 15 are the same as those described in the conventional example. Further, 103 to 107 (referred to as an oscillator circuit B) and 203 to 207 (referred to as an oscillator circuit C) are the same as the crystal oscillator circuits 3 to 7 (referred to as an oscillator circuit A). Reference numeral 16 denotes a switch capable of switching the outputs of the three crystal oscillation circuits. The output F1 of the switch serves as a basic operation clock of the communication controller 1. That is, the communication controller 1 can be operated with the basic operation clocks having three different frequencies. Then, it can communicate with the same device 2 as the above-mentioned conventional example via 15 communication lines.
[0015]
In the above configuration, the oscillation frequencies of the three crystal oscillation circuits are accurately adjusted by adjusting the crystal oscillation circuits. Usually, the crystal oscillation circuit cannot perform stable oscillation unless the oscillation margin is secured, and therefore, fine adjustment is first performed to secure the oscillation margin. In order to increase the oscillation margin, the negative resistance of the oscillation circuit must be sufficiently larger than the equivalent series resistance of the crystal unit. Since the negative resistance changes depending on the oscillation capacitance (6, 7, 106, 107, 206, and 207 in FIG. 1), it is necessary to adjust the value of the oscillation capacitance to increase the negative resistance.
[0016]
Next, the oscillating frequency is determined by the oscillating frequency of the crystal oscillator, but strictly fluctuates depending on the value of the load capacitance of the crystal oscillator. This load capacity is mainly determined by the characteristics of the communication controller IC. It is necessary to select a crystal resonator having a load capacitance value determined by the characteristics of this IC.
[0017]
As described above, by appropriately setting the negative resistance of the crystal oscillation circuit and the load capacitance of the crystal resonator, a stable oscillation operation can be performed at an accurate oscillation frequency.
[0018]
In addition, the frequency change amount of the load capacitance frequency characteristic is large, about ± 200 ppm. This means that the oscillation frequency is shifted by about ± 200 ppm by adjusting the load capacitance.
[0019]
In the present embodiment, the specified frequency range of the basic operation clock is set to 25 MHz ± 50 ppm, such as 100 BASE-TX Ethernet. As shown in FIG. 2, the range is 100 ppm from −50 ppm to +50 ppm around 25 MHz. In the present embodiment, an oscillation circuit A for covering this range, an oscillation circuit B for covering a range of 100 ppm above this range, and an oscillation circuit C for covering a range of 100 ppm below this range. Be composed. Therefore, the oscillation frequency of the oscillation circuit A is adjusted to exactly 25 MHz, the oscillation frequency of the oscillation circuit B is adjusted to a frequency of 25 MHz + 100 ppm, and the oscillation frequency of the oscillation circuit C is adjusted to a frequency of 25 MHz-100 ppm. The adjustment of the transmission frequency is performed by adjusting the load capacity described above.
[0020]
Although the device 1 and the device 2 having the above-described configuration perform communication, firmware (software) for switching the basic operation clock of the device 1 is required. If the same control as described below can be performed, the layer in the protocol hierarchy model may be any layer. However, in this embodiment, the control firmware (device driver) of the data link layer is used so as not to affect application programs and the like. Is realized. The control procedure will be described below with reference to FIG.
[0021]
In the process of initializing the system when the device 1 is powered on, the communication controller is also initialized (301). First, initialization of various registers of the communication controller is performed (302). Next, it is determined whether or not a communication cable (and a communication partner device) is connected by an auto negotiation function (for example, IEEE802.3u employed in 100BASE-TX Ethernet or the like) (303).
[0022]
Here, since communication is not possible unless the communication cable is connected, the subsequent processing is not performed, and the communication controller exits the initialization routine (313). If a communication cable is connected, the communication with the communication partner is performed in any communication mode (100BASE-TX or 10BASE-T, full-duplex mode or half-duplex mode, etc.) by the auto-negotiation function. Then, it is determined whether or not the communication can be performed, and register setting for the communication mode is performed (305).
[0023]
The hot plug function (304) also operates when the communication cable is not connected when the power is turned on and the communication cable is connected after the system is started, or when the communication cable or the communication partner device is changed. Therefore, the register setting for the communication mode is similarly performed (305).
[0024]
This is the process for the present invention. First, the oscillation circuit is switched to A, and a broadcast packet that is meaningless in a layer above the data link layer is defined (hereinafter referred to as a communication confirmation packet). Then, the communication confirmation packet is broadcasted (broadcast packet) (306). This communication confirmation packet is sent to all nodes (communication partner devices) connected to the communication line.
[0025]
On the other hand, the node that normally receives the communication confirmation packet (broadcast packet) returns an acknowledgment packet for notifying the normal reception of the communication confirmation packet (broadcast packet) to the sender (device 1). That is, when the device 1 of FIG. 1 broadcasts a communication confirmation packet and the device 2 connected to the communication line 15 can normally receive the communication confirmation packet, the device 2 transmits an acknowledgment packet to the device 1. Will be returned. Therefore, it is monitored whether or not the acknowledge packet is returned for a certain period of time (307). If there is an acknowledge packet, the basic operation clock of the communication controller of the communication partner is set to the oscillation circuit A. It can be determined that it is within the cover range (A ′ in FIG. 2) in the case of (1).
[0026]
That is, the frequency falls within the specified frequency range of 100BASE-TX Ethernet. Accordingly, if the communication controller exits the initialization routine of this communication controller (313) while the oscillation circuit of the device 1 is still in the state of selecting A, the subsequent communication with the device 2 can be performed normally. If there is no acknowledgment packet after waiting for a certain time in 307, the communication partner (apparatus 2) operates on the basic operation clock outside the specified frequency range of 100BASE-TX Ethernet, so that the communication confirmation packet is normally transmitted. Can not be received.
[0027]
Then, this time, the oscillation circuit of the device 1 is switched to B, and the communication confirmation packet is broadcasted (308). Then, it monitors whether or not the acknowledgment packet is returned for a predetermined time as in 307 (309). If there is an acknowledgment packet, the basic operation clock of the communication controller of the communication partner is set to the oscillation circuit. In the case of B, it can be determined that it is within the cover range (B ′ in FIG. 2).
[0028]
That is, the specified frequency range of 100BASE-TX Ethernet is exceeded in the + direction. Therefore, if the communication controller exits the initialization routine of the communication controller (313) while the oscillation circuit of the device 1 is still in the state of selecting B, the subsequent communication with the device 2 can be performed normally. If there is no acknowledgment packet after waiting for a certain time in 309, the communication partner (apparatus 2) operates with the basic operation clock outside the specified frequency range of 100BASE-TX Ethernet, so that the communication confirmation packet is normally transmitted. Can not be received.
[0029]
Therefore, this time, the oscillation circuit of the device 1 is switched to C, and the communication confirmation packet is broadcasted (310). Then, similarly to 307, it is monitored whether an acknowledge packet is returned for a predetermined time (311). If there is an acknowledge packet, the basic operation clock of the communication controller of the communication partner is set to the oscillation circuit. It can be determined that it is within the cover range (C ′ in FIG. 2) in the case of C. In other words, the specified frequency range of 100BASE-TX Ethernet is exceeded in the negative direction. Therefore, if the communication controller exits the initialization routine of the communication controller (313) while the oscillation circuit of the device 1 is also in the state of selecting C, the subsequent communication with the device 2 can be performed normally.
[0030]
If there is no acknowledgment packet even after waiting for a predetermined time in 311, the communication partner (device 2) operates with a basic operation clock outside the specified frequency range of 100 BASE-TX Ethernet and with a large deviation. Therefore, it can be determined that the communication confirmation packet could not be normally received. In this case, it is determined that communication with the device 2 is not possible, a communication error is notified to the system (312), and the initialization routine of the communication controller is exited (313).
[0031]
As described above, by providing a plurality of oscillation circuits whose output frequencies are adjusted and switching their outputs to use as the basic operation clock of the communication control circuit, the basic operation clock of the communication controller of the communication partner is somewhat regulated. Communication can be performed normally even if the frequency is out of the frequency range.
[0032]
<Embodiment 2>
In the first embodiment, since a low-cost crystal resonator is used, the system can be realized at a low cost. However, as described in the first embodiment, the fine adjustment work of the crystal oscillation circuit is performed using a high-precision technology. Cost. Also, the oscillation frequency is easily affected by changes in the ambient temperature. In the second embodiment, the adjustment and correction of the oscillation frequency are made easier than in the first embodiment.
[0033]
FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention, in which 1, 2, and 15 are the same as those in the first embodiment (FIG. 1), that is, the conventional example (FIG. 5). Reference numeral 20 denotes an output voltage variable DC-DC converter capable of varying the output voltage under the control of the communication controller 1, reference numeral 21 denotes a VCXO (Voltage Controlled Xtal Oscillator) capable of finely adjusting the output frequency by voltage control, and reference numeral 22 denotes a communication controller for knowing the ambient temperature. Temperature sensor.
[0034]
In the above configuration, the second communication controller 1 can freely set the output voltage in a unit of 0.1 V (in the range of 3.3 V to 1.2 V) by setting a digital value to the 20 DC-DC converters. Further, the VCXO 21 can be varied (by controlling the input voltage) to ± 150 ppm around a reference output frequency of 25 MHz. Further, the communication controller 1 can obtain information on the VCXO 21 and the ambient temperature around the communication controller 1 from the temperature sensor 22. Based on the information on the ambient temperature, the setting value of the DC-DC converter is adjusted so that the output frequency of the VCXO 21 does not shift when the ambient temperature changes due to the temperature characteristics of the VCXO 21 and the DC-DC converter 20. Correction can be applied. That is, the output frequency of the VCXO 21 can be accurately set without depending on the ambient temperature.
[0035]
The communication controller 1 stores, as A, a set value (to the DC-DC converter) for setting the control voltage for outputting the reference output frequency (just 25 MHz) of the VCXO 21 so that the DC-DC converter 20 can output the control voltage. Similarly, the communication controller 1 stores, as B, a set value for setting the control voltage when the output of the VCXO 21 outputs 25 MHz + 100 ppm so that the DC-DC converter 20 can output the control voltage. Further, the communication controller 1 stores, as C, a set value for setting the control voltage when the output of the VCXO 21 outputs 25 MHz-100 ppm so that the DC-DC converter 20 can output the control voltage.
[0036]
Setting the stored values of A, B, and C in the DC-DC converter 20 corresponds to switching the crystal oscillation circuit to A, B, and C in the first embodiment, respectively. Therefore, the object can be achieved by performing the control of the second embodiment in the same manner as in the first embodiment (similar to the flow of FIG. 3).
[0037]
As described above, the variable output DC-DC converter is controlled, the control voltage of the VCXO is adjusted to adjust the output frequency to a plurality of frequencies, and the output is switched to change the basic operation clock of the communication control circuit. As a result, normal communication can be performed even if the basic operation clock of the communication controller of the communication partner is slightly out of the specified frequency range.
[0038]
Also, by adding a temperature sensor, the output frequency of the VCXO can be constantly adjusted to the desired frequency even if the ambient temperature of the communication controller, VCXO, etc. changes. Operation can be performed.
[0039]
<Embodiment 3>
In the first and second embodiments, an example will be described in which two-point communication is performed between the device 1 implementing the present invention and the device 2 which is a device whose basic operation clock of the communication controller may be slightly shifted. did.
[0040]
However, in a network configured by 100BASE-TX Ethernet or the like, a plurality of devices are connected to one communication line (communication medium: physical layer). Therefore, in the above-described embodiment, a broadcast transmission (broadcast packet) is performed so that the communication confirmation packet is transmitted to all connected devices when the communication confirmation packet is transmitted.
[0041]
Therefore, there is a possibility that acknowledgment packets from a plurality of devices arrive when waiting for an acknowledgment packet after transmitting the communication confirmation packet. Each packet contains an identification number (MAC address in the case of 100BASE-TX Ethernet or the like) for specifying the transmitting device, so that it is possible to determine from which device the acknowledgment is issued.
[0042]
In this state, the identification number of the sender of the acknowledgment packet and the frequency of the oscillation circuit of the device 1 at that time are ± 0 ppm (A), +100 ppm (B), and -100 ppm (C) (that is, the basics of the communication controller of the communication partner). Whether or not the operation clock is shifted, and if it is shifted, indicates whether the operation clock is in the positive direction or the negative direction), is sequentially added to a table (hereinafter, referred to as a frequency deviation table).
[0043]
Therefore, the information of the frequency deviation table includes not only devices connected to the network when the communication controller 1 is initialized (when the device 1 is turned on), but also devices connected later and devices whose cables are changed. Since the communication confirmation packet is transmitted by being recognized by the hot plug function (at 304 in FIG. 3), information is sequentially added to the frequency deviation table.
[0044]
That is, the deviation numbers of the recognition numbers of all the partner devices with which the device 1 communicates and the basic operation clock frequency of the device are written in the frequency deviation table.
[0045]
With the above configuration, the device 1 according to the present embodiment, when a transmission request reaches the data link layer based on a transmission request of an upper layer (application layer) protocol, uses the identification number of the request transmission destination as the frequency deviation table. , The frequency of the basic operation clock of the device 1 is switched based on the frequency deviation information, and then the conventional transmission processing is performed.
[0046]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the present invention, the identification number of the communication partner and the frequency deviation information of the basic operation clock are stored in advance in the frequency deviation table in association with each other, and the communication number is determined by the application of the communication device. When performing transmission processing by a transmission request, by referring to the frequency deviation table with the identification number of the requesting communication partner device, based on the associated frequency deviation information, by selecting the basic operation clock of its own communication controller, It is possible to communicate with all devices connected to the network to which the present communication device is connected (including devices whose basic operation clock of the communication controller may be out of a specified frequency range).
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a communication device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a frequency range in the communication device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart showing a control procedure of the communication device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a communication device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory view of a conventional example.
[Explanation of symbols]
1 device 1
2 Communication controller 1
3 Oscillator circuit resistor 4 Inverter 5 oscillator device Crystal oscillator 6 Oscillator capacitance Cg
7 Oscillation capacitance Cd
8 Device 2
9 Communication controller 2
REFERENCE SIGNS LIST 10 resistor constituting oscillation circuit 11 inverter constituting oscillation circuit 12 crystal oscillator 13 oscillation capacitance Cg
14 Oscillation capacitance Cd
15 Communication Line 16 Switch 20 Output Voltage Variable DC-DC Converter 21 VCXO (Voltage Controlled Xtal Oscillator)
22 Temperature Sensor 103 Resistance 104 Constituting Oscillation Circuit Inverter 105 Constituting Oscillation Circuit Crystal Resonator 106 Oscillation Capacitor Cg
107 Oscillation capacitance Cd
203 Resistor Constituting Oscillation Circuit 204 Inverter 205 Constituting Oscillation Circuit Crystal Resonator 206 Oscillation Capacitor Cg
207 Oscillation capacitance Cd
