JP2008151600A - 信号処理回路および信号処理方法並びに電波修正時計 - Google Patents

Abstract

【課題】処理部の性能に依存せず、処理部間で安定かつ高速なデータの送受信が可能な電波修正時計を提供する。
【解決手段】受信処理部１２１は、応答信号ＡＣＫＳがハイレベルであることを確認し、データＤＡＴＳの通信データレベルを確定してデータ線ＤＡＴＬに伝搬させ、要求信号ＲＥＱＳをローレベルに切り替える。マイクロコンピュータ１２２がデータを受信し、要求信号ＲＥＱＳがローレベルであることを確認してから、再び要求信号ＲＥＱＳをハイレベルに切り替える。マイクロコンピュータ１２２は、要求信号ＲＥＱＳがローレベルに切り替わったタイミングを認識してデータＤＡＴＳを受信し、応答信号ＡＣＫＳをローレベルに切り替える。受信処理部１２１がデータを送信し、要求信号ＲＥＱＳがハイレベルであることを確認してから、再び応答信号ＡＣＫＳをハイレベルに切り替える。
【選択図】図１

Description

本発明は、たとえば、電波信号を受けて時刻修正を行う信号処理回路および信号処理方法並びに電波修正時計に関するものである。

一般に、ディジタル処理部間のデータ通信においては、システムクロックに同期させてデータの送受信を行う。
たとえば、特許文献１に示すような時刻修正機能を有する電波修正時計は、標準電波を受信して時刻コードなどを復調する受信復調手段および秒針や時針を制御するマイクロコンピュータ等のディジタル処理部を有する。このような電波修正時計では、時刻コード等のデータをディジタル処理部間でシステムクロックに同期させて通信を行う。
特開平１１−１８３６６４号公報

上記に述べたように、ディジタル処理部間でデータの送受信を行う場合は、データの送受信をデータ通信用のシステムクロックに同期させて行う。そのため、データの送受信を行う通信ポート以外に、少なくともデータ同期用に専用の通信ポートを確保する必要がある。また、このような電波修正時計では、各ディジタル処理部は低周波数で動作するため、データをシステムクロックに同期させてデータ通信を行うとデータ通信速度が低下して通信速度を維持できない、あるいは突然にデータ通信が開始された場合、データを同期させることが困難になるなどの問題がある。

本発明の目的は、処理部の性能に依存せず、処理部間で安定かつ高速なデータの送受信を可能にする信号処理方法を採用した信号処理回路および電波修正時計を提供することにある。

本発明の第１の観点の信号処理回路は、第１レベルおよび第２レベルをとる要求信号および応答信号、並びにデータを用いて非同期で通信を行う複数の処理部を有し、上記各処理部は、上記データの送信を行う場合に、通信データレベルを確定して上記要求信号を上記第１レベルから上記第２レベルに切り替え、通信先からの上記応答信号が上記第１レベルから上記第２レベルに切り替わると、上記要求信号を上記第２レベルから上記第１レベルに切り替える第１の機能と、上記データの受信を行う場合に、通信元からの上記要求信号が上記第１レベルから上記第２レベルに切り替わると、上記通信元からの上記データを取り込み、上記通信元からの上記要求信号が上記第２レベルから上記第１レベルに切り替わると、上記応答信号を上記第２レベルから上記第１レベルに切り替える第２の機能と、のうち少なくとも一方の機能を有する。

好適には、上記各処理部は、上記要求信号および上記応答信号の確認により通信開始処理を行う。

好適には、上記各処理部は、所定の上記データの通信に関しては、上記通信開始処理を行わずに通信を行う。

好適には、上記各処理部は、タイミングにより情報が変化する上記データの送受信を行う場合は、当該情報の変化点付近での通信を行わない。

好適には、上記各処理部は、上記各処理部間の通信状態に応じてタイムアウト期間が異なる。

本発明の第２の観点の電波修正時計は、第１レベルおよび第２レベルをとる要求信号および応答信号、並びにデータを用いて非同期で通信を行う第１および第２の処理部を含む信号処理回路と、時刻情報を受信する受信アンテナと、時刻を報知する報知部と、を有し、上記第１の処理部は、上記受信アンテナにて取得した上記時刻情報を処理し、上記時刻情報を含む上記データを上記第２の処理部へ送信する場合に、通信データレベルを確定して上記要求信号を上記第１レベルから上記第２レベルに切り替え、上記第２の処理部からの上記応答信号が上記第１レベルから上記第２レベルに切り替わると、上記要求信号を上記第２レベルから上記第１レベルに切り替え、上記第２の処理部は、上記データを上記第１の処理部から受信を行う場合に、上記第１の処理部からの上記要求信号が上記第１レベルから上記第２レベルに切り替わると、上記第１の処理部からの上記データを取り込み、上記第１の処理部からの上記要求信号が上記第２レベルから上記第１レベルに切り替わると、上記応答信号を上記第２レベルから上記第１レベルに切り替え、取り込んだ上記データに応じて上記時刻を報知するように上記報知部を制御する。

好適には、上記各処理部は、通信すべき上記データが受信した上記時刻情報に関する情報の場合は、上記通信開始処理を行わずに通信を行う。

本発明の第３の観点の信号処理方法は、複数の処理部間で第１レベルおよび第２レベルをとる要求信号および応答信号、並びにデータを用いて非同期で通信を行う信号処理方法であって、通信元が通信データレベルを確定して上記要求信号を上記第１レベルから上記第２レベルに切り替える第１ステップと、通信先が、上記要求信号が上記第１レベルから上記第２レベルに切り替わるタイミングを確認し、通信元から上記データを受信して上記応答信号を上記第１レベルから第２レベルに切り替える第２ステップと、上記通信元が、上記応答信号が第２レベルであることを確認して上記要求信号を第２レベルから第１レベルに切り替える第３ステップと、上記通信先が、上記要求信号が第１レベルであることを確認して上記応答信号を第２レベルから第１レベルに切り替える第４ステップと、を有する。

本発明によれば、処理部の性能に依存せず、処理部間で安定かつ高速なデータの送受信が行える。

以下、本発明の実施形態を図面に関連づけて説明する。

図１は、本発明に係る電波修正時計の一構成例を示すブロック図である。

本実施形態に係る電波修正時計１０は、受信アンテナ１１、信号処理回路１２、および報知部であるディスプレイ１３を有する。さらに信号処理回路１２は、第１の処理部である受信処理部１２１と第２の処理部であるマイクロコンピュータ１２２を有する。

受信アンテナ１１は、アンテナ線ＡＮＴＬで信号処理回路１２内の受信処理部１２１の入力側と接続されている。
信号処理回路１２は、たとえば、第１端子が所定の基準電位である電源電圧ＶＤＤに接続され、第２端子が接地電位ＧＮＤに接続されている。
そして、受信処理部１２１は、入力側が受信アンテナ１１とアンテナ線ＡＮＴＬで接続され、出力側がマイクロコンピュータ１２２と信号線ＲＥＱＬ、信号線ＡＣＫＬ、およびデータ線ＤＡＴＬでそれぞれ接続されている。
また、マイクロコンピュータ１２２は、入力側が受信処理部１２１と信号線ＲＥＱＬ、信号線ＡＣＫＬ、およびデータ線ＤＡＴＬでそれぞれ接続され、出力側がディスプレイ１３と信号線ＯＵＴＬで接続されている。
さらに、ディスプレイ１３は、マイクロコンピュータ１２２の出力側と信号線ＯＵＴＬで接続されている。
また、信号線ＲＥＱＬ、信号線ＡＣＫＬ、およびデータ線ＤＡＴＬには、要求信号ＲＥＱＳ、応答信号ＡＣＫＳ、およびデータＤＡＴＳがそれぞれ伝搬される。

受信アンテナ１１は、標準電波放送局から送信された時刻情報を含む標準電波信号を受信し、標準電波信号を受信処理部１２１に出力する。

受信処理部１２１は、たとえば、受信アンテナ１１から入力された標準電波信号に検波等の処理を行い、マイクロコンピュータ１２２から要求されたコマンド（制御信号）に従って、時刻情報等のデータをマイクロコンピュータ１２２に送信する。

マイクロコンピュータ１２２は、たとえば、受信処理部１２１にコマンド等を送信して時刻情報等の情報を取得し、取得した時刻情報を基に時刻等を報知するようにディスプレイ１３を制御する。

ディスプレイ１３は、マイクロコンピュータ１２２の出力側と信号線ＯＵＴＬで接続され、マイクロコンピュータ１２２が出力する制御信号によって、時刻情報あるいはその他の情報を報知する。

図２は、本実施形態に係るディスプレイの一構成例である。

図２に示すように、たとえば、ディスプレイ１３は、指針である分針１３１と時針１３２、これら指針の回転位置により、秒、分、時などが刻印された文字盤１３３を有する。 図２に示すディスプレイ１３は、時刻情報等を報知するディスプレイの一実施例であり、秒針やその他の情報を報知する要素を有することができる。また、図２に示すディスプレイ１３はアナログ方式であるが、時刻情報等をディジタル方式で報知するディジタルディスプレイ等、任意の構成が可能である。

次に、時刻情報を含む標準電波信号について説明する。

図３は、受信処理部１２１が受信する標準電波信号の一具体例を示すものである。

図３（ａ）は標準電波信号の一具体例を示す図、図３（ｂ）は受信処理部１２１からの出力波形の一具体例を示す図である。図３（ｃ）は電波が非常に弱い場合の出力波形の一具体例を示す図、図３（ｄ）はノイズが多い場合の出力波形の一具体例を示す図である。

たとえば、日本標準時を高精度で伝える長波の標準電波ＪＪＹは、図３（ａ）に示すような形態で送られてくる。
具体的には、ＪＪＹの標準電波信号（タイムコードとも言う）は、「１」信号、「０」信号、「Ｐ」信号の３種類の信号パターンから構成され、それぞれの信号パターンは、１秒（ｓ）の中の１００％振幅期間幅によって区別されている。「１」信号を表す場合には、１秒（ｓ）の間に５００ｍｓ（０．５ｓ）だけ所定の周波数の所定の１００％振幅期間の信号が送信され、「０」信号を表す場合には、１秒の間に、８００ｍｓ（０．８ｓ）だけ所定の周波数の信号が送信され、「Ｐ」信号を表す場合には、１秒（ｓ）の間に２００ｍｓ（０．２ｓ）だけ所定の周波数の信号が送信されてくる。

標準電波放送局からの検波信号受信が成功した場合には、図３（ｂ）に示すように標準電波信号の波形に応じたパルス信号が受信処理部１２１より出力される。
この場合には、受信処理部１２１は、受信した標準電波の受信状態が予め規定された正常な基準電波範囲内にあるものとみなす。

一方、受信状態が基準範囲外にあるとみなす場合は、電波が弱い場合や、ノイズが多い場合である。
電波が非常に弱い場合には、図３（ｃ）に示すように、数個の信号分、パルス信号がローレベル（Ｌ）またはハイレベル（Ｈ）のままになる。
また、ノイズが多い場合には、図３（ｄ）に示すように、電波の波形と無関係にパルス信号のレベルが変化する。

なお、日本の標準電波ＪＪＹは、独立行政法人通信総合研究所（ＣＲＬ）のもとで運用されている。また、変調波であるパルス信号ＰＬの振幅は最大１００％、最小１０％である。

次に、長波標準電波の送信データについて説明する。
図４は、長波標準電波の送信データについて説明するための図である。

図４（ａ）、（ｂ）は、標準電波信号のタイムコードの一部である。
タイムコードは、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、１分１周期（１フレーム）としてこれを、６０分割し、１秒ごとに１ビットの情報を割り当てて送信している。

タイムコードが送信する情報は、時、分、１月１日からの通算日、年（西暦下２桁）、曜日に関しては、２進数（ＢＣＤ（Binary coded decimal notation ２進化１０進法）正論理）として表し送信する。
従って、時には２４時間制ＪＳＴの時を表すために６ビット、分には７ビット、通算日には１０ビット、年には８ビット、曜日には３ビットが必要となる。

なお、秒信号については、秒は電波のパルス信号の立ち上がりとし、パルスの立ち上がりの５５％（１０％値と１００％値の中央）が標準時の１秒信号に同期する。

Ｐ信号は１フレームに７回送信され、正分（０秒）に対応するものがマーカＭと呼ばれ、９秒、１９秒、２９秒、３９秒、４９秒に対応するものが、それぞれポジションマーカＰ１〜Ｐ５と呼ばれる。
なお、もう一つのポジションマーカＰ０は、通常（非うるう秒時）は５９秒の立ち上がりに対応する。

このＰ信号が続けて現れるのは１フレーム中１回で、５９秒、０秒のとき、つまりポジションマーカＰ０、マーカＭと続くときだけ、この続けて現れる位置が正分位置となる。つまり分・時データ等の時刻情報は、この正分位置を基準としてフレーム中の位置が決まっているため、この正分位置の検出を正確に行い、時刻情報を取り出す。

ただし、標準電波のフレームのフォーマットは毎分同じではなく、図４（ａ）に示すように、毎時１５分および４５分時以外のフォーマットと、図４（ｂ）に示すように、毎時１５分および４５分の時刻のフォーマットは、異なっている。ＳＵ１、ＳＵ２と名付けられた予備ビットと、ＬＳ１、ＬＳ２と名付けられたうるう秒情報は、図４（ａ）に示すように、毎時１５分、４５分以外のフォーマットに現れ、呼び出し符号と停波情報は、図４（ｂ）に示すように、年情報と曜日情報の代わりに１５分、４５分のフォーマットにのみ現れる。

このように、タイムコードを含む標準電波を受信し、そこから得られるパルス信号をデコードすることにより、標準時刻を入手することができる。
電波修正時計１０は、得られた標準時刻に基づいて、計時される計時時刻を修正する。

次に、本実施形態に係る信号処理方法を採用した信号処理回路１２の動作について説明する。
この信号処理回路１２の動作の説明では、通信元である受信処理部１２１がデータを通信先であるマイクロコンピュータ１２２に送信する場合を例に挙げ、説明する。

図５は、本実施形態に係る信号処理方法を採用した信号処理回路の一構成例を示すブロック図である。
図５の受信処理部１２１は、要求信号ＲＥＱＳを信号線ＲＥＱＬに伝搬させ、データＤＡＴＳをデータ線ＤＡＴＬに伝搬させてマイクロコンピュータ１２２に送信する。
図５のマイクロコンピュータ１２２は、応答信号ＡＣＫＳを信号線ＡＣＫＬに伝搬させる。

次に、信号処理回路１２の動作を図６に関連づけて説明する。
図６は、本実施形態に係る信号処理方法の一例を採用した信号処理回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。
図６（Ａ）は要求信号ＲＥＱＳを、図６（Ｂ）は応答信号ＡＣＫＳを、図６（Ｃ）はデータＤＡＴＳをそれぞれ示すタイミングチャートである。

データＤＡＴＳは、８ｂｉｔで構成されるデータであり、そのデータの上位ビットからそれぞれ、ビットデータＤ７、Ｄ６、Ｄ５、Ｄ４、Ｄ３、Ｄ２、Ｄ１、Ｄ０である。なお、実際のデータの送受信は、１６進数で行われる。また、説明の簡単化のために、初期に要求信号ＲＥＱＳと応答信号ＡＣＫＳはハイレベルであるとする。

本実施形態では、データＤＡＴＳの送信を行う前に、図６に示す時刻ｔ１から時刻ｔ２の期間に通信開始処理を行う。この通信開始処理は、受信処理部１２１とマイクロコンピュータ１２２の休止状態（Ｈａｌｔ、以後Ｈと表記する）からの復帰、および信号の送信における高速モード等への移行を実施するために行う。

図６（Ａ）に示すように、受信処理部１２１は、マイクロコンピュータ１２２に通信開始を知らせるため、要求信号ＲＥＱＳを第１レベルであるハイレベルから第２レベルであるローレベルに切り替える。
次に、マイクロコンピュータ１２２は、図６（Ａ）に示すように、要求信号ＲＥＱＳがハイレベルからローレベルに切り替わったことを確認し、受信処理部１２１へ応答するために図６（Ｂ）に示すように、応答信号ＡＣＫＳをハイレベルからローレベルに切り替える。
受信処理部１２１は、図６（Ｂ）に示すように、応答信号ＡＣＫＳがハイレベルからローレベルに切り替わったことを確認し、図６（Ａ）に示すように、要求信号ＲＥＱＳをローレベルからハイレベルに切り替える。
マイクロコンピュータ１２２は、図６（Ａ）に示すように、要求信号ＲＥＱＳがローレベルからハイレベルに切り替わったことを確認し、図６（Ｂ）に示すように、信号線ＡＣＫＬをローレベルからハイレベルに切り替える。

以上の過程で、通信開始処理が完了する。

通信開始処理の後、時刻ｔ２から時刻ｔ３の期間に受信処理部１２１からマイクロコンピュータ１２２へのデータを送信する。

受信処理部１２１は、図６（Ｂ）に示すように、応答信号ＡＣＫＳがハイレベルであることを確認し、通信データレベル（ビットデータＤ７）を確定し、図６（Ａ）に示すように、要求信号ＲＥＱＳをハイレベルからローレベルに切り替えるタイミング（立ち下がり）で図６（Ｃ）に示すようにビットデータＤ７をマイクロコンピュータ１２２に送信する。その後、図６（Ａ）に示すように、受信処理部１２１は、要求信号ＲＥＱＳをハイレベルからローレベルに切り替える。
次に、マイクロコンピュータ１２２は、図６（Ａ）に示すように、要求信号ＲＥＱＳがハイレベルからローレベルに切り替わるタイミングで、図６（Ｃ）に示すように受信処理部１２１からビットデータＤ７を受信する。マイクロコンピュータ１２２は、図６（Ｂ）に示すように、応答信号ＡＣＫＳをハイレベルからローレベルに切り替える。
受信処理部１２１は、図６（Ｂ）に示すように、応答信号ＡＣＫＳがハイレベルからローレベルに切り替わったことを確認し、図６（Ａ）に示すように、要求信号ＲＥＱＳをローレベルからハイレベルに切り替える。
マイクロコンピュータ１２２は、図６（Ａ）に示すように、要求信号ＲＥＱＳがローレベルからハイレベルに切り替わったことを確認し、図６（Ｂ）に示すように、ビットデータＤ７の受信が終了したタイミング（立ち上がり）で、応答信号ＡＣＫＳをローレベルからハイレベルに切り替える。

以上の過程で、受信処理部１２１からマイクロコンピュータ１２２へのビットデータＤ７の送信が完了する。

残りのビットデータＤ６〜ビットデータＤ０の送信については、図６に示す時刻ｔ２から時刻ｔ３の期間の過程を７ビット分繰り返す。

以上に説明したように、受信処理部１２１は、要求信号ＲＥＱＳの立ち下がりでデータを送信し、マイクロコンピュータ１２２は、要求信号ＲＥＱＳの立ち下がりでデータを受信する。

また、連続して複数のデータを送信する場合は、マイクロコンピュータ１２２が確実にデータを受信できるように、図６に図示する時刻ｔ３〜時刻ｔ４に示す期間、たとえば、１５ｍｓ以上の時間間隔を開ける。

以上に述べた信号処理回路１２の動作の説明では、通信元を受信処理部１２１に、通信先をマイクロコンピュータ１２２に対応させて説明を行ったが、通信元をマイクロコンピュータ１２２に、通信先を受信処理部１２１に対応させても、上記に述べた信号処理回路１２の動作の説明と同様の手順で実行される。

次に、マイクロコンピュータ１２２がデータとしてコマンドを受信処理部１２１に送信し、受信処理部１２１がデータとして時刻情報をマイクロコンピュータ１２２に返信する場合を、図７に関連づけて説明する。

図７は、本実施形態に係る信号処理方法を採用した信号処理回路におけるデータの送受信を説明するためのタイミングチャートである。
図７（Ａ）は、要求信号ＲＥＱＳを、図７（Ｂ）は応答信号ＡＣＫＳを、図７（Ｃ）はデータＤＡＴＳをそれぞれ示すタイミングチャートである。

たとえば、秒情報、分情報、時情報、年情報、通算日情報等の時刻情報や、時刻情報の信頼性確認、状態通知要求等のコマンドには応答性があり、要求された情報が返信される。

通信元から通信先へのコマンドの送信は、図６に関連づけて説明を行った信号処理回路１２の動作と同様の手順で実行される。しかし、図７（Ｃ）に示すように、通信先がコマンドを受けて通信先から通信元へ返信されるデータについては、通信開始処理は実行されず、８ｂｉｔ分のデータのみが返信される。

具体的には、図７のように時刻ｔ１で通信先がコマンドを受信した後、時刻ｔ２で通信先は受信したコマンドに応じて通信元にデータＤＡＴＳを送信する。そのため、図７（Ｃ）のように、通信先はデータＤＡＴＳ（時刻ｔ２ではビットデータＤ７）を通信元へ送信するために、図７（Ｂ）のように、時刻ｔ２で応答信号ＡＣＫＳが立ち上がりから立ち下がりのタイミングでデータを扱うように切り替わる。通信元は通信先からデータＤＡＴＳを受信するために、図７（Ａ）のように要求信号ＲＥＱＳが立ち下がりから立ち上がりのタイミングでデータを扱うように切り替わる。
通信先が通信元へデータＤＡＴＳを送信する場合、通信元および通信先が共にハイレベルの応答信号ＡＣＫＳの取りこぼしを防ぐため、応答信号ＡＣＫＳは１５ｍｓ以上のハイレベル期間が保持された後、ハイレベルからローレベルに切り替えられる。

秒情報の送受信時は、図７に示すタイムアウト期間を１５００ｍｓ程度に設定する。
これは、５９秒の桁上がりのタイミングを除外し、秒情報のやり取り時に受信処理部１２１がマイクロコンピュータ１２２へ応答するタイミングをｎ（ｎ＝０、１、２、…）秒００に設定するためである。
なお、秒情報の返信時は、通信先は通信元にデータＤＡＴＳの１ｂｉｔ目を送信する際に、ｎ秒００でハイレベルの応答信号ＡＣＫＳが立ち下がるように同期させる。

さらに、時刻情報等のデータの送受信時は、通信先と通信元と共に、たとえば５９秒付近のような時刻情報が変化するタイミングではデータＤＡＴＳの送受信を行わない。

本実施形態では、通信元あるいは通信先が何らかの理由により応答しないタイムアウトが発生した場合は、通信が停止するのを防ぐため、通信の初期化を行うタイムアウト動作を有する。
本実施形態に係るタイムアウト動作は、１回のタイムアウトが発生したら次回通信再開までに１００ｍｓ以上のタイムアウト期間を設ける。
次に、通信元に受信処理部１２１、通信先にマイクロコンピュータ１２２を対応させ、このタイムアウトの仕様について説明を行う。

（Ａ）通信開始処理時のタイムアウトについて。
通信開始処理時に発生するタイムアウトの仕様について説明する。

図８は、応答信号ＡＣＫＳがハイレベルからローレベルに切り替えられなかった場合のタイムアウト発生時のタイミングチャートである。
図８（Ａ）は、要求信号ＲＥＱＳを、図８（Ｂ）は応答信号ＡＣＫＳを、図８（Ｃ）はデータＤＡＴＳをそれぞれ示すタイミングチャートである。
図８（Ａ）に示すように、通信先が要求信号ＲＥＱＳの立ち下がりを確認し、図８（Ｂ）に示すように、５００ｍｓ以内に応答信号ＡＣＫＳがハイレベルからローレベルに切り替えられなかった場合、本通信は通信エラーと判断される。

図９は、要求信号ＲＥＱＳがローレベルからハイレベルに切り替えられなかった場合のタイムアウト発生時のタイミングチャートである。
図９（Ａ）は、要求信号ＲＥＱＳを、図９（Ｂ）は応答信号ＡＣＫＳを、図９（Ｃ）はデータＤＡＴＳをそれぞれ示すタイミングチャートである。
図９（Ｂ）に示すように、通信元が応答信号ＡＣＫＳの立ち下がりを確認し、図９（Ａ）に示すように、５００ｍｓ以内に要求信号ＲＥＱＳがローレベルからハイレベルに切り替えられなかった場合、本通信は通信エラーと判断される。

図１０は、応答信号ＡＣＫＳがローレベルからハイレベルに切り替えられなかった場合のタイムアウト発生時のタイミングチャートである。
図１０（Ａ）は、要求信号ＲＥＱＳを、図１０（Ｂ）は応答信号ＡＣＫＳを、図１０（Ｃ）はデータＤＡＴＳをそれぞれ示すタイミングチャートである。
図１０（Ａ）に示すように、通信先が要求信号ＲＥＱＳの立ち上がりを確認し、５００ｍｓ以内に応答信号ＡＣＫＳがローレベルからハイレベルに切り替えられなかった場合、本通信は通信エラーと判断される。

（Ｂ）通信開始後のタイムアウトについて。
通信開始後に発生するタイムアウトの仕様について説明する。

図１１は、要求信号ＲＥＱＳの立ち下がりの動作に対して、応答信号ＡＣＫＳがハイレベルからローレベルに切り替わらない場合のタイミングチャートである。
図１１（Ａ）は、要求信号ＲＥＱＳを、図１１（Ｂ）は応答信号ＡＣＫＳを、図１１（Ｃ）はデータＤＡＴＳをそれぞれ示すタイミングチャートである。なお、図１１（Ｃ）では、一例として、通信元はビットデータD７を通信先に送信している状態を示している。
図１１（Ａ）に示すように、要求信号ＲＥＱＳの立ち下がりの動作に対して、図１１（Ｂ）に示すように、２５０ｍｓ以内に応答信号ＡＣＫＳがハイレベルからローレベルに切り替えなられなかった場合、本通信は通信エラーと判断される。

図１２は、応答信号ＡＣＫＳの立ち上がりの動作に対して、要求信号ＲＥＱＳがローレベルからハイレベルに切り替わらない場合のタイミングチャートである。
図１２（Ａ）は、要求信号ＲＥＱＳを、図１２（Ｂ）は応答信号ＡＣＫＳを、図１２（Ｃ）はデータＤＡＴＳをそれぞれ示すタイミングチャートである。なお、図１２（Ｃ）では、一例として、通信元はビットデータD７を通信先に送信している状態を示している。
図１２（Ｂ）に示すように、応答信号ＡＣＫＳの立ち上がりの動作に対して、図１２（Ａ）に示すように、２５０ｍｓ以内に要求信号ＲＥＱＳがローレベルからハイレベルに切り替えなられなかった場合、本通信は通信エラーと判断される。

図１３は、通信先が次のビットデータの通信を行わない場合のタイミングチャートである。
図１３（Ａ）は、要求信号ＲＥＱＳを、図１３（Ｂ）は応答信号ＡＣＫＳを、図１３（Ｃ）はデータＤＡＴＳをそれぞれ示すタイミングチャートである。なお、図１３（Ｃ）では、一例として、通信元はビットデータD７を通信先に送信している状態を示している。
通信が終了していない状態で、図１３（Ａ）に示すように、要求信号ＲＥＱＳのレベル（ローレベルもしくはハイレベル）が２５０ｍｓ程度固定された場合、本通信は通信エラーと判断される。

（Ｃ）返答のあるコマンドの送受信時に発生するタイムアウトについて。
返答のあるコマンドの送受信時に発生するタイムアウトの仕様について説明する。

図１４は、返答のあるコマンドのやり取り時にタイムアウトが発生した場合のタイミングチャートである。
図１４（Ａ）は、要求信号ＲＥＱＳを、図１４（Ｂ）は応答信号ＡＣＫＳをそれぞれ示すタイミングチャートである。

図１４に示すように、秒情報など、時刻情報関係のコマンドが通信元から通信先へ送信された後、通信先から１５００ｍｓ以内に応答がない場合は、本通信は通信エラーと判断される。
この場合、秒同期や５９秒での桁上がり時の通信エラー、あるいは計時の失敗などを回避するために、本実施形態はタイムアウト期間を１５００ｍｓと設定している。

また、状態通知要求、時刻情報などの信頼性を有するコマンドの応答の場合は同期をとる必要がないため、本実施形態はタイムアウト期間を２５０ｍｓ程度に設定している。

以下に、本実施形態で使用されているコマンドの一具体例を表１と表２に示す。

以上説明したように、本実施形態によれば、要求信号と応答信号の立ち上がりでデータを送受信する。
そのため、本実施形態によれば、データの送受信をシステムクロックに同期させて行う必要がない。すなわち、異なる低周波数で動作する複数のマイクロコンピュータ等の処理部間でデータの送受信を行う場合でも、処理部の性能に依存せずに高速かつ安定したデータ通信が実行できる。
さらに本実施形態によれば、要求信号、応答信号、およびデータ用の３本の信号線でデータの送受信が実行できる。そのため、通信ポート数を削減できる。

本実施形態では、データの送受信を要求信号と応答信号の立ち下がり時に行うが、データの送受信をこれら信号の立ち上がり時と立ち下がり時の両方を用いることにより、データの通信時間をさらに短縮することが可能である。
また、本実施形態では、一例として２つの処理部間におけるデータの送受信について説明を行ったが、複数の処理部間においても本実施形態に係る信号処理方法を採用することで、本実施形態と同様の効果を得ることができる。

本発明に係る電波修正時計の一構成例を示すブロック図である。 本実施形態に係るディスプレイの一構成例である。 受信処理部が受信する標準電波信号の一具体例を示すものである。 長波標準電波の送信データについて説明するための図である。 本実施形態に係る信号処理方法を採用した信号処理回路の一構成例を示すブロック図である。 本実施形態に係る信号処理方法の一例を採用した信号処理回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。 本実施形態に係る信号処理方法を採用した信号処理回路におけるデータの送受信を説明するためのタイミングチャートである。 応答信号ＡＣＫＳがハイレベルからローレベルに切り替えられなかった場合のタイムアウト発生時のタイミングチャートである。 要求信号ＲＥＱＳがローレベルからハイレベルに切り替えられなかった場合のタイムアウト発生時のタイミングチャートである。 応答信号ＡＣＫＳがローレベルからハイレベルに切り替えられなかった場合のタイムアウト発生時のタイミングチャートである。 要求信号の立ち下がりの動作に対して、応答信号がハイレベルからローレベルに切り替わらない場合のタイミングチャートである。 応答信号の立ち上がりの動作に対して、要求信号がローレベルからハイレベルに切り替わらない場合のタイミングチャートである。 通信先が次のビットデータの通信を行わない場合のタイミングチャートである。 返答のあるコマンドのやり取り時にタイムアウトが発生した場合のタイミングチャートである。

符号の説明

１０…電波修正時計、１１…受信アンテナ、１２…信号処理回路、１３…ディスプレイ、１３１…分針、１３２…時針、１３３…文字盤、１２１…受信処理部、１２２…マイクロコンピュータ、ＲＥＱＳ…要求信号、ＡＣＫＳ…応答信号、ＤＡＴＳ…データ、ＲＥＱＬ…（要求信号用）信号線、ＡＣＫＬ…（応答信号用）信号線、ＤＡＴＬ…データ線。

Claims (8)

1. 第１レベルおよび第２レベルをとる要求信号および応答信号、並びにデータを用いて非同期で通信を行う複数の処理部を有し、
   上記各処理部は、
   上記データの送信を行う場合に、通信データレベルを確定して上記要求信号を上記第１レベルから上記第２レベルに切り替え、通信先からの上記応答信号が上記第１レベルから上記第２レベルに切り替わると、上記要求信号を上記第２レベルから上記第１レベルに切り替える第１の機能と、
   上記データの受信を行う場合に、通信元からの上記要求信号が上記第１レベルから上記第２レベルに切り替わると、上記通信元からの上記データを取り込み、上記通信元からの上記要求信号が上記第２レベルから上記第１レベルに切り替わると、上記応答信号を上記第２レベルから上記第１レベルに切り替える第２の機能と、
   のうち少なくとも一方の機能を有する
   信号処理回路。
2. 上記各処理部は、
   上記要求信号および上記応答信号の確認により通信開始処理を行う
   請求項１記載の信号処理回路。
3. 上記各処理部は、
   所定の上記データの通信に関しては、上記通信開始処理を行わずに通信を行う
   請求項２記載の信号処理回路。
4. 上記各処理部は、
   タイミングにより情報が変化する上記データの送受信を行う場合は、当該情報の変化点付近での通信を行わない
   請求項１から３のいずれか一に記載の信号処理回路。
5. 上記各処理部は、
   上記各処理部間の通信状態に応じてタイムアウト期間が異なる
   請求項１から４のいずれか一に記載の信号処理回路。
6. 第１レベルおよび第２レベルをとる要求信号および応答信号、並びにデータを用いて非同期で通信を行う第１および第２の処理部を含む信号処理回路と、
   時刻情報を受信する受信アンテナと、
   時刻を報知する報知部と、を有し、
   上記第１の処理部は、
   上記受信アンテナにて取得した上記時刻情報を処理し、上記時刻情報を含む上記データを上記第２の処理部へ送信する場合に、通信データレベルを確定して上記要求信号を上記第１レベルから上記第２レベルに切り替え、上記第２の処理部からの上記応答信号が上記第１レベルから上記第２レベルに切り替わると、上記要求信号を上記第２レベルから上記第１レベルに切り替え、
   上記第２の処理部は、
   上記データを上記第１の処理部から受信を行う場合に、上記第１の処理部からの上記要求信号が上記第１レベルから上記第２レベルに切り替わると、上記第１の処理部からの上記データを取り込み、上記第１の処理部からの上記要求信号が上記第２レベルから上記第１レベルに切り替わると、上記応答信号を上記第２レベルから上記第１レベルに切り替え、取り込んだ上記データに応じて上記時刻を報知するように上記報知部を制御する
   電波修正時計。
7. 上記各処理部は、
   通信すべき上記データが受信した上記時刻情報に関する情報の場合は、上記通信開始処理を行わずに通信を行う
   請求項６記載の電波修正時計。
8. 複数の処理部間で第１レベルおよび第２レベルをとる要求信号および応答信号、並びにデータを用いて非同期で通信を行う信号処理方法であって、
   通信元が通信データレベルを確定して上記要求信号を上記第１レベルから上記第２レベルに切り替える第１ステップと、
   通信先が、上記要求信号が上記第１レベルから上記第２レベルに切り替わるタイミングを確認し、通信元から上記データを受信して上記応答信号を上記第１レベルから第２レベルに切り替える第２ステップと、
   上記通信元が、上記応答信号が第２レベルであることを確認して上記要求信号を第２レベルから第１レベルに切り替える第３ステップと、
   上記通信先が、上記要求信号が第１レベルであることを確認して上記応答信号を第２レベルから第１レベルに切り替える第４ステップと、を有する
   信号処理方法。

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