JP2009267764A - Simultaneous sampling type ad conversion method and simultaneous sampling type ad conversion system - Google Patents

Simultaneous sampling type ad conversion method and simultaneous sampling type ad conversion system Download PDF

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Hirofumi Udagawa
裕文 宇田川
Sachihiro Kobayashi
祥宏 小林
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Miyazaki Epson Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a simultaneous sampling type AD conversion method and AD conversion system that reduces sample jitters. <P>SOLUTION: In the simultaneous sampling type AD conversion method that AD-converts a plurality of analog signals simultaneously by a plurality of AD converters 14 under microcomputer control and outputs serial data, the plurality of digital data 20 obtained through the AD conversion are outputted one after another by a shift register 26, and a sequencer 34 periodically makes sequence control for outputting the plurality of the digital data 20 in the form of the serial data. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、AD変換に関し、特にパラレルに接続されたセンサからのアナログ信号をシ
リアルなデジタル信号に変換するAD変換技術に関する。
The present invention relates to AD conversion, and more particularly to AD conversion technology for converting an analog signal from a sensor connected in parallel into a serial digital signal.

センサは、アナログ信号を出力している。このためセンサを使用するユーザは、デジタ
ルの出力を必要とする場合、センサの後段にアナログ/デジタル(A/D)変換器を接続
し、センサから出力したアナログ信号をデジタル信号に変換して利用している。さらに移
動体の姿勢検出、姿勢制御、バーチャルリアリティ等に使用されるヘッドマウントディス
プレイ、頭の姿勢角度を検出するトラッカー、3Dゲームパッド等の複数の振動センサを
必要とする機器においても、複数のアナログ信号に対してAD変換を行っている。
The sensor outputs an analog signal. For this reason, when a user using a sensor needs a digital output, an analog / digital (A / D) converter is connected after the sensor, and the analog signal output from the sensor is converted into a digital signal for use. is doing. Furthermore, even in devices that require multiple vibration sensors such as head mounted displays used for posture detection, posture control, virtual reality, etc., trackers that detect head posture angles, 3D game pads, etc. AD conversion is performed on the signal.

従来、複数のアナログ信号をAD変換する際に、ADコンバータを一つとするマルチプ
レクサを用いたスキャンタイプと言われるAD変換器が用いられてきた(特許文献1参照
)。スキャンタイプAD変換器は、複数のセンサを並列に接続し、一のセンサからのアナ
ログ信号の入力を選択可能なチャンネルを有するマルチプレクサと、前記マルチプレクサ
に接続され、マルチプレクサが選択したアナログ信号をデジタルデータに変換するAD変
換器と、前記AD変換器に接続され前記AD変換器、及び前記マルチプレクサをオペレー
ションして前記デジタルデータを取得するマイコンから構成されている。そしてマイコン
からのオペレーションに基づいて、マルチプレクサが複数の入力から一つを選択し、その
信号をAD変換器に入力させ、順番に振動センサからの入力を選択してAD変換を行って
いる。
Conventionally, when performing AD conversion of a plurality of analog signals, an AD converter called a scan type using a multiplexer having one AD converter has been used (see Patent Document 1). The scan type AD converter connects a plurality of sensors in parallel and has a multiplexer having a channel capable of selecting an analog signal input from one sensor, and the analog signal selected by the multiplexer is converted into digital data. And an A / D converter connected to the A / D converter and a microcomputer for operating the multiplexer and acquiring the digital data. Based on the operation from the microcomputer, the multiplexer selects one of the plurality of inputs, inputs the signal to the AD converter, and sequentially selects the input from the vibration sensor to perform AD conversion.

一方、上述のAD変換システムとは別に、複数のアナログ信号をAD変換する際に、複
数のセンサごとに接続された複数のAD変換器で同時にAD変換を行う、同時サンプリン
グ型のAD変換器も用いられてきた(特許文献2参照)。同時サンプリング型のAD変換
器は、複数のセンサと、複数のセンサごとに接続された複数のAD変換器と、AD変換に
よって得られる複数のデジタルデータをストアする複数のバッファメモリと、前記複数の
AD変換器及び前記複数のバッファメモリをオペレーションして、前記複数のデジタルデ
ータをシリアルデータ化して取得するマイコンから構成されている。
On the other hand, apart from the above-described AD conversion system, there is also a simultaneous sampling AD converter that performs AD conversion simultaneously with a plurality of AD converters connected to a plurality of sensors when AD converting a plurality of analog signals. It has been used (see Patent Document 2). The simultaneous sampling AD converter includes a plurality of sensors, a plurality of AD converters connected to the plurality of sensors, a plurality of buffer memories for storing a plurality of digital data obtained by AD conversion, and the plurality of the plurality of AD converters. The microcomputer is configured by operating an AD converter and the plurality of buffer memories to convert the plurality of digital data into serial data.

そしてマイコンからのオペレーションに基づいて、AD変換器が同時にアナログ信号を
AD変換し、バッファメモリにストアされたデジタルデータを遂次的に出力させてシリア
ルデータを出力させている。このような構成により、上述のスキャンタイプのAD変換と
は異なり、マルチプレクサのチャンネル間のクロストークを小さくすることができ、また
チャンネル間のサンプリングタイムの時間的ずれもなく、さらにAD変換器のサンプリン
グ速度がチャンネル数に依存しない利点を有する。
特表2001−523429号公報 特開2007−17650号公報
Based on the operation from the microcomputer, the AD converter simultaneously AD converts the analog signal, and sequentially outputs the digital data stored in the buffer memory to output serial data. With such a configuration, unlike the scan type AD conversion described above, the crosstalk between the channels of the multiplexer can be reduced, there is no time lag in the sampling time between the channels, and the sampling of the AD converter is also possible. The speed has the advantage that it does not depend on the number of channels.
JP-T-2001-523429 JP 2007-17650 A

しかし、従来のAD変換器は、後段に接続されるマイコンからオペレーションによりコ
ントロールされている。従って、マイコンのタスクがある程度の割合でAD変換器のオペ
レーションに占められることになり、システム全体の信頼性が低下する。さらにAD変換
は、等間隔の時間で行う優先度の高いタスクであるにもかかわらず、マイコンにおけるA
D変換に係るタスクの割り込みはソフトウェアによって行われるため、AD変換を行うタ
イミングがずれ、サンプリングジッターを発生させる原因となっている。
However, the conventional AD converter is controlled by operation from a microcomputer connected to the subsequent stage. Therefore, the task of the microcomputer is occupied to some extent by the operation of the AD converter, and the reliability of the entire system is lowered. In addition, AD conversion is a high-priority task that is performed at equally spaced times.
Since interruption of a task related to D conversion is performed by software, timing for AD conversion is shifted, which causes sampling jitter.

そこで、本発明は上記問題点に着目し、システム全体の信頼性を向上させ、かつサンプ
リングジッターを低減した同時サンプリング型のAD変換方法、及びAD変換システムを
提供する。
Therefore, the present invention pays attention to the above-mentioned problems, and provides a simultaneous sampling AD conversion method and an AD conversion system that improve the reliability of the entire system and reduce sampling jitter.

本発明は、上述の課題を少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の
適用例として実現することが可能である。
SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following application examples.

[適用例1]マイコン制御により、複数のアナログ信号を同時にAD変換し、シリアル
データ化して出力する同時サンプリング型のAD変換方法であって、前記AD変換により
得られる複数のデジタルデータを遂次的に出力させ、前記複数のデジタルデータをシリア
ルデータ化して出力するシーケンス制御を周期的に行う、ことを特徴とする同時サンプリ
ング型のAD変換方法。
[Application Example 1] A simultaneous sampling AD conversion method in which a plurality of analog signals are simultaneously AD-converted and converted into serial data by microcomputer control, and a plurality of digital data obtained by the AD conversion are sequentially obtained. The simultaneous sampling type AD conversion method is characterized in that sequence control is performed periodically to output the plurality of digital data to serial data and output the serial data.

上記方法により、マイコンに代わってシーケンスがアナログ信号を同時にAD変換し、
AD変換により得られるデジタルデータをシリアルデータ化して出力するシーケンス制御
を行う。よってマイコンはシーケンスの駆動・停止を指令するのみで済み、従来のAD変
換作業が要するマイコンのソフトウェアリソースのシステムに占める割合を小さくするこ
とができる。さらにAD変換はハードウェアであるシーケンスが行うため、マイコンがソ
フトウェアを通じてAD変換を行う場合より、サンプリングジッターを低減することがで
きる。
By the above method, instead of the microcomputer, the sequence AD-converts analog signals simultaneously,
Sequence control is performed in which digital data obtained by AD conversion is converted into serial data and output. Therefore, the microcomputer only needs to command the sequence to be driven / stopped, and the proportion of the software resources of the microcomputer that require conventional AD conversion work to the system can be reduced. Furthermore, since AD conversion is performed by a hardware sequence, sampling jitter can be reduced as compared with the case where the microcomputer performs AD conversion through software.

[適用例2]前記シーケンス制御は、マイコンから出力されるクロックをクロック源と
して駆動し、前記シリアルデータは、前記マイコン内のシリアルインターフェースに入力
されることを特徴とする請求項1に記載の同時サンプリング型のAD変換方法。
Application Example 2 The simultaneous control according to claim 1, wherein the sequence control is driven by using a clock output from a microcomputer as a clock source, and the serial data is input to a serial interface in the microcomputer. Sampling type AD conversion method.

上記方法により、シーケンス制御は水晶発振によりクロックを生成しているマイコンを
クロック源としており、マイコン内部のタスクの影響を排除したサンプリングを行うこと
ができるため、サンプルジッターを低減できる。また、シリアルデータはマイコンのクロ
ックと同期して出力されるとともに、シリアルインターフェースに入力されるとパラレル
化される。よってパラレルのデータを送受信するマイコンは、パラレル化されたデータを
何ら加工することなく取得することが容易となる。したがって、マイコンのAD変換器か
らのデータの取り込みのためのソフトウェアリソースがシステムに占める割合を小さくす
ることができる。特にマイコンがダイレクトメモリアクセスを用いる場合は、マイコン内
のCPUがデータ取得のための作業をする必要はないので、AD変換器からのデータの取
り込みのソフトウェアリソースがシステムに占める割合を最小にできる。
According to the above method, the sequence control uses a microcomputer that generates a clock by crystal oscillation as a clock source, and can perform sampling without the influence of tasks inside the microcomputer, so that sample jitter can be reduced. The serial data is output in synchronization with the clock of the microcomputer and is parallelized when input to the serial interface. Therefore, a microcomputer that transmits and receives parallel data can easily acquire parallelized data without any processing. Therefore, it is possible to reduce the ratio of software resources for fetching data from the AD converter of the microcomputer to the system. In particular, when the microcomputer uses direct memory access, since the CPU in the microcomputer does not need to perform data acquisition work, the ratio of software resources for taking in data from the AD converter to the system can be minimized.

[適用例3]マイコン制御により、複数のアナログ信号を同時にAD変換し、シリアル
データ化して出力する同時サンプリング型のAD変換システムであって、入力された複数
のアナログ信号を、チップセレクトをトリガとしてAD変換し、複数のデジタルデータを
出力する複数のAD変換器と、前記複数のAD変換器に接続され、前記複数のデジタルデ
ータをストアし、複数のシリアルクロックをトリガとして、ストアされた前記複数のデジ
タルデータを遂次的に出力してシリアルデータを出力する複数のシフトレジスタと、前記
AD変換器及び前記シフトレジスタに接続され、前記チップセレクトを生成し、前記複数
のAD変換器に前記チップセレクトを出力し、前記複数のシフトレジスタのそれぞれにシ
リアルクロックを出力するシーケンス制御を周期的に行うシーケンサと、を備えることを
特徴とする同時サンプリング型のAD変換システム。
Application Example 3 A simultaneous sampling AD conversion system that simultaneously converts a plurality of analog signals by AD and converts the analog signals into serial data, and outputs the input analog signals using a chip select as a trigger. A plurality of AD converters that perform AD conversion and output a plurality of digital data, and are connected to the plurality of AD converters, store the plurality of digital data, and store the plurality of serial data using a plurality of serial clocks as triggers A plurality of shift registers that sequentially output digital data and output serial data, and are connected to the AD converter and the shift register to generate the chip select, and to the plurality of AD converters, the chip A selection is output, and a serial clock is output to each of the plurality of shift registers. Simultaneous sampling AD converter system, characterized in that it comprises a sequencer for performing Nsu control periodically, the.

上記構成により、マイコンに代わってシーケンサがアナログ信号を同時にAD変換し、
AD変換により得られるデジタルデータをシリアルデータ化して出力するシーケンス制御
を行う。よってマイコンはシーケンサの駆動・停止を指令するのみで済み、従来のAD変
換作業が要するマイコンのソフトウェアリソースのシステムに占める割合を小さくしたA
D変換システムとなる。さらにAD変換はハードウェアであるシーケンサが行うため、マ
イコンがソフトウェアを通じてAD変換を行う場合より、サンプリングジッターを低減し
たAD変換システムとなる。
With the above configuration, instead of the microcomputer, the sequencer AD-converts analog signals simultaneously,
Sequence control is performed in which digital data obtained by AD conversion is converted into serial data and output. Therefore, the microcomputer only needs to command the sequencer to be driven / stopped, and the ratio of the software resources of the microcomputer that require conventional AD conversion work to the system is reduced.
D conversion system. Furthermore, since AD conversion is performed by a hardware sequencer, an AD conversion system in which sampling jitter is reduced compared to a case where a microcomputer performs AD conversion through software.

[適用例4]前記シーケンサは、マイコンから入力される外部クロックに基づいて前記
シリアルクロックを生成し、前記シリアルデータは、前記シリアルクロックに同期して前
記マイコンのシリアルインターフェースに入力されることを特徴とする請求項3に記載の
同時サンプリング型のAD変換システム。
Application Example 4 The sequencer generates the serial clock based on an external clock input from a microcomputer, and the serial data is input to a serial interface of the microcomputer in synchronization with the serial clock. The simultaneous sampling AD conversion system according to claim 3.

上記構成により、シーケンサは水晶発振によりクロックを生成しているマイコンをクロ
ック源としており、マイコン内部のタスクの影響を排除したサンプリングを行うことがで
きるため、サンプルジッターを低減したAD変換システムとなる。また、シリアルデータ
はマイコンのクロックと同期して出力されるとともに、シリアルインターフェースに入力
されるとパラレル化される。よってパラレルのデータを送受信するマイコンは、パラレル
化されたデータを何ら加工することなく取得することが容易となる。したがって、マイコ
ンのAD変換器からのデータの取り込みのためのソフトウェアリソースがシステムに占め
る割合を小さくしたAD変換システムとなる。特にマイコンがダイレクトメモリアクセス
を用いる場合は、マイコン内のCPUがデータ取得のための作業をする必要はないので、
AD変換器からのデータの取り込みのソフトウェアリソースがシステムに占める割合を最
小にしたAD変換システムとなる。
With the above configuration, the sequencer uses a microcomputer that generates a clock by crystal oscillation as a clock source, and can perform sampling that eliminates the influence of tasks in the microcomputer, thus providing an AD conversion system with reduced sample jitter. The serial data is output in synchronization with the clock of the microcomputer and is parallelized when input to the serial interface. Therefore, a microcomputer that transmits and receives parallel data can easily acquire parallelized data without any processing. Therefore, an AD conversion system in which the ratio of software resources for taking in data from the AD converter of the microcomputer to the system is reduced is obtained. Especially when the microcomputer uses direct memory access, it is not necessary for the CPU in the microcomputer to do data acquisition work.
This is an AD conversion system in which the ratio of software resources for taking in data from the AD converter to the system is minimized.

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記
載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限
り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings. However, the components, types, combinations, shapes, relative arrangements, and the like described in this embodiment are merely illustrative examples and not intended to limit the scope of the present invention only unless otherwise specified. .

図1に示すように、本実施形態に係るAD変換システム10は、アナログ信号を出力す
る複数のセンサ12、センサ12に接続される複数のAD変換器14、AD変換器14に
接続され、AD変換によるデジタルデータをホールドするシフトレジスタ26、AD変換
器14及びシフトレジスタ26をプロトコル48に基づいて制御するシーケンサ34とか
ら構成されている。また、回路中を流れる信号は、電圧の高い信号をHとし、電圧の低い
信号をLとする。
As shown in FIG. 1, the AD conversion system 10 according to the present embodiment is connected to a plurality of sensors 12 that output analog signals, a plurality of AD converters 14 that are connected to the sensors 12, and an AD converter 14. The shift register 26 holds digital data obtained by conversion, the AD converter 14, and a sequencer 34 that controls the shift register 26 based on a protocol 48. As for a signal flowing in the circuit, a high voltage signal is H and a low voltage signal is L.

センサ12は加速度センサ、圧力センサ、温度センサ等のように各物理量を電流値又は
電圧値としてアナログ的に出力するものであり、センサ12はセンサごとにAD変換器1
4に接続されている。本実施形態において、以後、説明の簡素化のためセンサ12を2つ
とする(第1センサ12a、第2センサ12b)が、2つ以上用いてもよい。
The sensor 12 outputs each physical quantity in analog form as a current value or a voltage value, such as an acceleration sensor, a pressure sensor, a temperature sensor, etc., and the sensor 12 is an AD converter 1 for each sensor.
4 is connected. In the present embodiment, for simplicity of explanation, two or more sensors 12 (first sensor 12a and second sensor 12b) may be used.

AD変換器14は、センサ12を介して入力されたアナログ信号をデジタルデータ20
に変換するものである。ここで第1センサ12aに接続する方を第1AD変換器16,第
2センサ12bと接続する方を第2AD変換器18とする。またデジタルデータは第1A
D変換器16から出力される方を第1デジタルデータ20aとし、第2AD変換器18か
ら出力される方を第2デジタルデータ20bとする。第1AD変換器16(第2AD変換
器18)には上述のアナログ信号の入力端子16a(18a)、シーケンサ34から出力
される後述のチップセレクト46を入力するチップセレクト入力端子16b(18b)、
及び外部クロック24を入力する外部クロック入力端子16c(18c)、アナログ信号
をAD変換して得られる第1デジタルデータ20a(第2デジタルデータ20b)を出力
するデジタルデータ出力端子16d(18d)を有する。
The AD converter 14 converts the analog signal input via the sensor 12 into digital data 20.
It is to convert to. Here, the direction connected to the first sensor 12a is referred to as a first AD converter 16, and the direction connected to the second sensor 12b is referred to as a second AD converter 18. Digital data is 1A
The one output from the D converter 16 is the first digital data 20a, and the one output from the second AD converter 18 is the second digital data 20b. The first AD converter 16 (second AD converter 18) has the above-described analog signal input terminal 16a (18a), a chip select input terminal 16b (18b) for inputting a later-described chip select 46 output from the sequencer 34,
And an external clock input terminal 16c (18c) for inputting an external clock 24, and a digital data output terminal 16d (18d) for outputting first digital data 20a (second digital data 20b) obtained by AD converting an analog signal. .

AD変換器14はシーケンサ34から出力されるチップセレクト46をトリガとして、
入力されたアナログ信号を2進数のデジタル情報に変換する。AD変換器14はアナログ
信号の振幅方向の解析に必要なS/N比を確保するための必要なビット数を有しておれば
よく、本実施形態では16ビットを用いた場合について説明する。またAD変換器14は
必要なビット数(16ビット)に応じたサンプルホールド回路(不図示)を有し、AD変
換後の各ビットの情報を保持できるようになっている。またAD変換器14はシーケンサ
34から外部クロック24が入力され、後述のチップセレクト46と外部クロック24を
掛け合わせて生成されるAD変換出力用シリアルクロック22をトリガとしてデジタルデ
ータ20を各ビット上位の桁から順に16個のパルス列に掛け合わされたデータ列として
出力することができる。すなわち、AD変換はAD変換出力用シリアルクロック22のク
ロック間隔より充分短い時間でAD変換を行ってデジタルデータ20をサンプルホールド
回路(不図示)に保持するが、デジタルデータ20の出力はチップセレクト46に同期す
るAD変換出力用シリアルクロック22(図2参照)の1クロックごとに各ビットの上位
の桁から順に行っている。
The AD converter 14 uses the chip select 46 output from the sequencer 34 as a trigger.
The input analog signal is converted into binary digital information. The AD converter 14 only needs to have the necessary number of bits for ensuring the S / N ratio necessary for the analysis of the amplitude direction of the analog signal. In this embodiment, a case where 16 bits are used will be described. The AD converter 14 has a sample hold circuit (not shown) corresponding to the required number of bits (16 bits), and can hold information of each bit after AD conversion. The AD converter 14 receives the external clock 24 from the sequencer 34, and triggers the AD conversion output serial clock 22 generated by multiplying the chip select 46, which will be described later, with the external clock 24. It can be output as a data string multiplied by 16 pulse strings in order from the digit. That is, the AD conversion is performed in a time sufficiently shorter than the clock interval of the AD conversion output serial clock 22 and the digital data 20 is held in the sample hold circuit (not shown). The AD conversion output serial clock 22 (see FIG. 2) synchronized with the clock is sequentially performed from the upper digit of each bit.

シフトレジスタ26は、AD変換器14から入力されるデジタルデータ20をシーケン
サ34から入力されるシリアルクロック36(第1シリアルクロック38、第2シリアル
クロック40)をトリガとしてデジタルデータ20をストアし、再びシリアルクロック3
6をトリガとしてデジタルデータ20を出力するものである。本実施形態では16ビット
のAD変換器を用いているので、シリアルクロック36の前段の16個のパルス列でデジ
タルデータ20の上の桁から順にストアしていき、後段の16個のパルス列でデジタルデ
ータ20の上の桁から順に出力するように構成されている。ここで第1AD変換器16に
接続する方を第1シフトレジスタ28とし、第2AD変換器18に接続する方を第2シフ
トレジスタ30とする。
The shift register 26 stores the digital data 20 by using the digital data 20 input from the AD converter 14 as a trigger by the serial clock 36 (first serial clock 38, second serial clock 40) input from the sequencer 34, and again. Serial clock 3
The digital data 20 is output using 6 as a trigger. In this embodiment, since a 16-bit AD converter is used, the 16 pulse trains in the previous stage of the serial clock 36 are stored in order from the upper digit of the digital data 20, and the digital data is stored in the 16 pulse trains in the subsequent stage. It is configured to output in order from the upper 20 digits. Here, the first shift register 28 is connected to the first AD converter 16, and the second shift register 30 is connected to the second AD converter 18.

第1シフトレジスタ28(第2シフトレジスタ30)には、第1AD変換器16(第2
AD変換器18)からの第1デジタルデータ20a(第2デジタルデータ20b)を入力
する第1デジタルデータ入力端子28a(第2デジタルデータ入力端子30a)と、シー
ケンサ34からの第1シリアルクロック38(第2シリアルクロック40)を入力する第
1シリアルクロック入力端子28b(第2シリアルクロック入力端子30b)と、ストア
された第1デジタルデータ20a(第2デジタルデータ20b)を出力する第1デジタル
データ出力端子28c(第2デジタルデータ出力端子30c)を有する。
The first shift register 28 (second shift register 30) includes a first AD converter 16 (second shift register 30).
The first digital data input terminal 28a (second digital data input terminal 30a) for inputting the first digital data 20a (second digital data 20b) from the AD converter 18) and the first serial clock 38 ( The first serial clock input terminal 28b (second serial clock input terminal 30b) for inputting the second serial clock 40) and the first digital data output for outputting the stored first digital data 20a (second digital data 20b) A terminal 28c (second digital data output terminal 30c) is provided.

そして、第1デジタルデータ出力端子28c及び第2デジタルデータ出力端子30cは
OR回路32により並列に接続される。ここで、第1デジタルデータ20aと第2デジタ
ルデータ20bとがそれぞれ、第1シリアルクロック38及び第2シリアルクロック40
により、互いに時間的に重複しない間隔で出力される。これにより、第1センサ12aか
らのアナログ信号をAD変換して出力されるデジタルデータ20aと、第2センサ12b
からのアナログ信号がAD変換されて出力されるデジタルデータ20bと、が一列に並ん
で、32個のパルス列から構成されるシリアルデータ44が形成され、OR回路32から
出力される。
The first digital data output terminal 28c and the second digital data output terminal 30c are connected in parallel by the OR circuit 32. Here, the first digital data 20a and the second digital data 20b are respectively converted into the first serial clock 38 and the second serial clock 40.
Thus, the signals are output at intervals that do not overlap in time. As a result, the digital data 20a output by AD conversion of the analog signal from the first sensor 12a, and the second sensor 12b
The digital data 20b obtained by AD-converting the analog signals from are aligned in a line to form serial data 44 composed of 32 pulse strings, which are output from the OR circuit 32.

シーケンサ34は、AD変換器16及びシフトレジスタ26の動作の組み合わせの状態
数に応じて構成され、プロトコル48によって自立的に各状態を順番に選択し、または各
状態を一定時間維持する制御を行うハードウェアである。シーケンサ34には、マイコン
88等からのリセット信号を入力するリセット信号入力端子34a、水晶発振によるマイ
コン88等からの外部クロック24を入力する外部クロック入力端子34b、AD変換器
14のAD変換指令を行う後述のチップセレクト46を出力するチップセレクト出力端子
34c、シーケンサ34内部で生成された後述の第1シリアルクロック38を第1シフト
レジスタ28へ出力する第1シリアルクロック出力端子34d、第2シリアルクロック4
0を第2シフトレジスタ30へ出力する第2シリアルクロック出力端子34e、第3シリ
アルクロック42を出力する第3シリアルクロック出力端子34fが配設されている。そ
して第3シリアルクロック出力端子34fは、後述のシリアルインターフェース92と接
続されている。
The sequencer 34 is configured according to the number of states of the combination of operations of the AD converter 16 and the shift register 26, and selects each state in turn by the protocol 48 or performs control for maintaining each state for a certain period of time. It is hardware. The sequencer 34 receives a reset signal input terminal 34a for inputting a reset signal from the microcomputer 88, an external clock input terminal 34b for inputting the external clock 24 from the microcomputer 88 by crystal oscillation, and an AD conversion command for the AD converter 14. A chip select output terminal 34c for outputting a chip select 46 to be described later, a first serial clock output terminal 34d for outputting a first serial clock 38 to be described later generated in the sequencer 34 to the first shift register 28, and a second serial clock 4
A second serial clock output terminal 34e for outputting 0 to the second shift register 30 and a third serial clock output terminal 34f for outputting a third serial clock 42 are provided. The third serial clock output terminal 34f is connected to a serial interface 92 described later.

シーケンサ34は外部からマイコン88等の外部クロック24を、必要に応じて分周器
50により適当な周波数に分周して入力し、後述のプロトコル48に基づいて論理回路を
構成し、互いに同期するシリアルクロック36(第1シリアルクロック38、第2シリア
ルクロック40、第3シリアルクロック42)、チップセレクト46を生成する。
The sequencer 34 externally inputs the external clock 24 such as the microcomputer 88 to an appropriate frequency by a frequency divider 50 as necessary, configures a logic circuit based on a protocol 48 described later, and synchronizes with each other. A serial clock 36 (first serial clock 38, second serial clock 40, third serial clock 42) and chip select 46 are generated.

チップセレクト46は、第1AD変換器16、及び第2AD変換器18にAD変換指令
を行うためのトリガである。第1AD変換器16及び第2AD変換器18は同時にAD変
換を行うためチップセレクト46は一つである。
The chip select 46 is a trigger for issuing an AD conversion command to the first AD converter 16 and the second AD converter 18. Since the first AD converter 16 and the second AD converter 18 simultaneously perform AD conversion, there is one chip select 46.

第1シリアルクロック38は、第1シフトレジスタ28にストアされた第1デジタルデ
ータ20aを出力するトリガで、第2シリアルクロック40は第2シフトレジスタ30に
ストアされた第2デジタルデータ20bを出力するトリガである。第1シリアルクロック
38及び第2シリアルクロック40が同時に出力することを回避するため、後述のプロト
コル48においては、第1シリアルクロック38が出力されて第1シフトレジスタ28に
ストアされた第1デジタルデータ20aがパルス列として出力されたのち、第2シリアル
クロック40が出力されるように設計されている。よって、複数のセンサ12からのアナ
ログ信号を同時刻にAD変換しているが、AD変換後の複数のデジタルデータ20の出力
に重複しないように時間差を設けて一列のシリアルデータ44を生成している。
The first serial clock 38 is a trigger for outputting the first digital data 20 a stored in the first shift register 28, and the second serial clock 40 is the second digital data 20 b stored in the second shift register 30. It is a trigger. In order to avoid the simultaneous output of the first serial clock 38 and the second serial clock 40, the first digital data stored in the first shift register 28 is output by the first serial clock 38 in the protocol 48 described later. The second serial clock 40 is designed to be output after 20a is output as a pulse train. Therefore, analog signals from the plurality of sensors 12 are AD converted at the same time, but a time difference is provided so as not to overlap with the output of the plurality of digital data 20 after AD conversion, and a line of serial data 44 is generated. Yes.

また第3シリアルクロック42は第1シリアルクロック38、及び第2シリアルクロッ
ク40と同期するものである。すなわち、第1シリアルクロック38により出力される第
1デジタルデータ20aと,その後に出力される第2シリアルクロック40により出力さ
れる第2デジタルデータ20bによって構成されるシリアルデータ44と同期するもので
ある。
The third serial clock 42 is synchronized with the first serial clock 38 and the second serial clock 40. That is, it synchronizes with the serial data 44 composed of the first digital data 20a output by the first serial clock 38 and the second digital data 20b output by the second serial clock 40 output thereafter. .

図2にシーケンサ34のプロトコル48を示す。図2において、チップセレクト46の
ネゲート位置(H→L)にて第1AD変換器16、及び第2AD変換器18が起動する。
第1シリアルクロック38の前段38aのネゲートをトリガとして第1デジタルデータ2
0aを第1シフトレジスタ28にストアし、第1シリアルクロック38の後段38bのネ
ゲートをトリガとして第1シフトレジスタ28にストアされた第1デジタルデータ20a
を出力する。第2シリアルクロック40の前段40aのネゲートをトリガとして第2デジ
タルデータ20bを第2シリアルクロック40にストアし、第2シリアルクロック40の
後段40bのネゲートをトリガとして第2シフトレジスタ30にストアされた第2デジタ
ルデータ20bを出力する。この各シフトレジスタから出力されたデジタルデータ20が
シリアルデータ44となる。第3シリアルクロック42は、第1シリアルクロック38と
、第2シリアルクロック40と同期する。すなわちシリアルデータ44と同期し、後述の
シリアルインターフェースにシリアルデータ44を入力するためのトリガとなる。
FIG. 2 shows the protocol 48 of the sequencer 34. In FIG. 2, the first AD converter 16 and the second AD converter 18 are activated at the negated position (H → L) of the chip select 46.
The first digital data 2 is triggered by the negation of the preceding stage 38a of the first serial clock 38.
0a is stored in the first shift register 28, and the first digital data 20a stored in the first shift register 28 is triggered by the negation of the subsequent stage 38b of the first serial clock 38.
Is output. The second digital data 20b is stored in the second serial clock 40 using the negation of the previous stage 40a of the second serial clock 40 as a trigger, and stored in the second shift register 30 using the negation of the subsequent stage 40b of the second serial clock 40 as a trigger. The second digital data 20b is output. The digital data 20 output from each shift register becomes serial data 44. The third serial clock 42 is synchronized with the first serial clock 38 and the second serial clock 40. That is, it becomes a trigger for inputting the serial data 44 to the serial interface described later in synchronization with the serial data 44.

図2において、プロトコル48を時間軸(クロックタイム)方向で第0サブステート4
6aから第9サブステート46jからなる10個のサブステートを定義する。ここで1ク
ロックタイムは外部クロック24の1クロックに相当し、分周器50による分周は説明の
簡単化のため省略する。第0サブステート46aにおいては、次の第1サブステート46
bのための時間(8クロックタイム)を確保する。第1サブステート46bとして、チッ
プセレクト46、第1シリアルクロック38の前段38a、及び第2シリアルクロック4
0の前段40aをセットする。15クロックタイム後、第2サブステート46cとして、
第1シリアルクロック38の前段38a、及び第2シリアルクロック40の前段40aを
セットする。1クロックタイム後、第3サブステート46dとして、チップセレクト46
をリセットする。8クロックタイム後、第4サブステート46eとして、第1シリアルク
ロック38の後段38b、及び第3シリアルクロック42の前段42aをセットする。1
5クロックタイム後、第5サブステート46fとして、第1シリアルクロック38の後段
38b、及び第3シリアルクロック42の前段42aをリセットする。第6サブステート
46gにおいては、次の第7サブステート46hのための時間(8クロックタイム)を確
保する。第7サブステート46hとして、第2シリアルクロック40の後段40b、及び
第3シリアルクロック42の後段42bをセットする。15クロックタイム後、第8サブ
ステート46iとして、第2シリアルクロック40の後段40b、及び第3シリアルクロ
ック42の後段42bをリセットする。1クロックタイム後、第9サブステート46iと
して、第0サブステート46aに戻すため、後述のサブステート管理RS−FF54をリ
セットするリセット信号を出力する。
In FIG. 2, the protocol 48 is set in the 0th substate 4 in the time axis (clock time) direction.
Ten substates including 6a to 9th substate 46j are defined. Here, one clock time corresponds to one clock of the external clock 24, and the frequency division by the frequency divider 50 is omitted for simplicity of explanation. In the 0th substate 46a, the next first substate 46
The time for b (8 clock times) is secured. As the first substate 46b, the chip select 46, the preceding stage 38a of the first serial clock 38, and the second serial clock 4
The zero front stage 40a is set. After 15 clock times, as the second substate 46c,
The preceding stage 38a of the first serial clock 38 and the preceding stage 40a of the second serial clock 40 are set. After one clock time, as the third substate 46d, the chip select 46
To reset. After eight clock times, the subsequent stage 38b of the first serial clock 38 and the preceding stage 42a of the third serial clock 42 are set as the fourth substate 46e. 1
After 5 clock times, as the fifth substate 46f, the subsequent stage 38b of the first serial clock 38 and the previous stage 42a of the third serial clock 42 are reset. In the sixth substate 46g, a time (8 clock times) for the next seventh substate 46h is secured. As the seventh substate 46h, the subsequent stage 40b of the second serial clock 40 and the subsequent stage 42b of the third serial clock 42 are set. After 15 clock times, as the eighth sub-state 46i, the subsequent stage 40b of the second serial clock 40 and the subsequent stage 42b of the third serial clock 42 are reset. After 1 clock time, in order to return to the 0th substate 46a as the 9th substate 46i, a reset signal for resetting a later-described substate management RS-FF 54 is output.

このようにプロトコル48を構成することにより、第1センサ12a及び第2センサ1
2bから入力される複数のアナログ信号は、チップセレクト46をトリガとしてAD変換
器16によりAD変換されてデジタルデータ20となり。そして、第1シリアルクロック
38及び第2シリアルクロック40により16個パルス列の第1デジタルデータ20a、
及び第2デジタルデータ20bがこの順で遂次的に出力され、計32個のパルス列からな
るシリアルデータ44が生成される。
By configuring the protocol 48 in this way, the first sensor 12a and the second sensor 1
A plurality of analog signals input from 2b are AD-converted by the AD converter 16 using the chip select 46 as a trigger to become digital data 20. Then, the first digital data 20a of 16 pulse trains by the first serial clock 38 and the second serial clock 40,
The second digital data 20b is sequentially output in this order, and serial data 44 including a total of 32 pulse trains is generated.

図3に上記プロトコル48を実現するシーケンサ34の回路構成図を示す。シーケンサ
34は、バイナリカウンタ52、サブステート管理RS−FF54、サブステートカウン
タ56、ラインデコーダ58、アップカウントタイマ60、タイマプリセットデータテー
ブル62、ADCコントロールロジック64とから構成されている。
FIG. 3 shows a circuit configuration diagram of the sequencer 34 for realizing the protocol 48. The sequencer 34 includes a binary counter 52, a substate management RS-FF 54, a substate counter 56, a line decoder 58, an upcount timer 60, a timer preset data table 62, and an ADC control logic 64.

バイナリカウンタ52は、シーケンサ34の外部クロック入力端子34bを介して入力
される外部クロック24を入力する外部クロック入力端子52a、リセット信号を入力す
るリセット信号入力端子52b、カウンタ値をパラレルで出力する出力端子52cを備え
ている。外部クロック24からクロック入力され、クロックのネゲートでカウントアップ
され、フルカウントとなるとサブステート管理RS−FF54のセット54a(S)にH
を出力する。そしてフルカウントからさらにカウントされるとゼロ(初期値)にもどり、
再びカウントアップを始める。このカウンタが初期値からフルカウントになって再び初期
値に戻る周期がAD変換器14のサンプリング周期となり、シリアルデータ44はこの周
期で周期的に出力される。サンプリング周期は、サブステートカウンタ56が全てのサブ
ステートを一巡する時間より充分長いクロックタイムを有するものとする。またマイコン
88からリセット信号(信号H)を得るとカウントをゼロに戻してカウントを停止させ、
これによりAD変換が停止する。
The binary counter 52 has an external clock input terminal 52a for inputting the external clock 24 inputted via the external clock input terminal 34b of the sequencer 34, a reset signal input terminal 52b for inputting a reset signal, and an output for outputting the counter value in parallel. A terminal 52c is provided. The clock is input from the external clock 24, counted up by the negation of the clock, and when full count is reached, the set 54a (S) of the sub-state management RS-FF 54 is set to H.
Is output. And when it counts further from full count, it returns to zero (initial value),
Start counting up again. The period when the counter reaches the initial value from the initial value and returns to the initial value again becomes the sampling period of the AD converter 14, and the serial data 44 is periodically output at this period. It is assumed that the sampling period has a clock time sufficiently longer than the time required for the substate counter 56 to go through all the substates. When the reset signal (signal H) is obtained from the microcomputer 88, the count is reset to zero and the count is stopped.
As a result, AD conversion stops.

サブステート管理RS−FF54は、バイナリカウンタ52からの信号をストアし、ラ
インデコーダ58の第9サブステート46jの出力信号、及びマイコン88側からのリセ
ット信号により前記ストアをリセットするフリップフロップである。バイナリカウンタ5
2からの信号Hをセット54a(S)から入力することにより、出力Q54bに信号Hを
ストアさせ、サブステートカウンタ56及びアップカウントタイマ60をカウント可能な
状態にし、リセット54c(R)に信号Hを入力して出力54b(Q)をLとすることに
より、サブステートカウンタ56及びアップカウントタイマ60のカウント値を初期値に
戻す。さらにサブステート管理RS−FF54の出力54bを論理的に反転させた反転出
力54d(nQ)は、シリアルクロック36を制御するADCコントロールロジック64
のリセット側に接続されているため、反転出力54d(出力54b)がリセットされると
、前記リセット側へ信号Hを出力する。なお、バイナリカウンタ52及びサブステート管
理RS―FF54は、後述の動作フロー80においてメインステートタスク82を実現す
る素子となる。
The sub-state management RS-FF 54 is a flip-flop that stores the signal from the binary counter 52 and resets the store by the output signal of the ninth sub-state 46j of the line decoder 58 and the reset signal from the microcomputer 88 side. Binary counter 5
2 is input from the set 54a (S), the signal H is stored in the output Q54b, the sub-state counter 56 and the upcount timer 60 are made countable, and the signal H is input to the reset 54c (R). And the output 54b (Q) is set to L to return the count values of the sub-state counter 56 and the up-count timer 60 to the initial values. Further, an inverted output 54d (nQ) obtained by logically inverting the output 54b of the substate management RS-FF 54 is an ADC control logic 64 that controls the serial clock 36.
Therefore, when the inverted output 54d (output 54b) is reset, the signal H is output to the reset side. The binary counter 52 and the substate management RS-FF 54 are elements that realize the main state task 82 in an operation flow 80 described later.

サブステートカウンタ56はジョンソンカウンタ等のスタティックハザードの生じない
カウンタが用いられる。サブステートカウンタ56には、アップカウントタイマ60から
のキャリーを入力するキャリー入力端子56aと、キャリーのネゲートをトリガとしてカ
ウントアップされたカウント値をラインデコーダ58にパラレルで出力する出力端子56
bを有する。よってサブステートカウンタ56はアップカウントタイマ60からキャリー
を受けるとカウントアップし、最大値になるとカウントを停止する。そしてカウントでき
る個数はそのままサブステート数となる。またサブステートカウンタ56にはネガティブ
リセット56c(nCR)が配設され、ネガティブリセット56cにおける信号がLにな
ったときカウント値は初期値となり、Lを維持する限りリセット状態を維持し、このとき
サブステートカウンタ56は動作しない。このサブステートカウンタ56が初期値から最
大値までカウントするまでの時間が、第1AD変換器16及び第2AD変換器18が同時
にAD変換してからシリアルデータ44を作成するまでの時間となる。ここでサブステー
トカウンタ56の初期値は0で最大値は9であり、それぞれ第0サブステート46a〜第
8サブステート46jに対応している。
As the sub-state counter 56, a counter such as a Johnson counter that does not cause a static hazard is used. The sub-state counter 56 has a carry input terminal 56a for inputting a carry from the up-count timer 60, and an output terminal 56 for outputting a count value counted up with the carry negation as a trigger to the line decoder 58 in parallel.
b. Therefore, the substate counter 56 counts up when it receives a carry from the upcount timer 60 and stops counting when it reaches the maximum value. The number that can be counted is the number of substates as it is. The substate counter 56 is provided with a negative reset 56c (nCR). When the signal at the negative reset 56c becomes L, the count value becomes an initial value, and the reset state is maintained as long as L is maintained. The state counter 56 does not operate. The time until the substate counter 56 counts from the initial value to the maximum value is the time from when the first AD converter 16 and the second AD converter 18 simultaneously perform AD conversion to the generation of the serial data 44. Here, the initial value of the substate counter 56 is 0 and the maximum value is 9, which correspond to the 0th substate 46a to the 8th substate 46j, respectively.

ラインデコーダ58は、サブステートカウンタ56が示す数値をパラレルで入力する入
力端子58aと、サブステートカウンタ56の数値にそれぞれ割り当てられた第0サブス
テート46a〜第9サブステート46jを実現する出力端子(Q0端子58b〜Q9端子
58k)と、を有する。ラインデコーダ58はサブステートカウンタ56から入力される
数値をデコードし、デコードして得られるサブステート値と予め組み込まれたサブステー
ト値とを比較して、一致する数値に係るサブステートの出力端子へ信号Hを出力する。本
実施形態においては、サブステート数は10個であり、Q0端子58bからQ8端子58
jへ出力が移行していく。各出力端子は、各サブステートを実現するため、後述のように
それぞれADCコントロールロジック64、及びタイマプリセットデータテーブル62の
適切な位置に接続される。
The line decoder 58 has an input terminal 58a for inputting the numerical value indicated by the sub-state counter 56 in parallel, and an output terminal for realizing the 0th sub-state 46a to the ninth sub-state 46j respectively assigned to the numerical value of the sub-state counter 56 ( Q0 terminals 58b to Q9 terminals 58k). The line decoder 58 decodes the numerical value input from the sub-state counter 56, compares the sub-state value obtained by decoding with the sub-state value incorporated in advance, and outputs the sub-state corresponding to the numerical value to the output terminal of the sub-state. The signal H is output. In the present embodiment, the number of substates is 10, and the Q0 terminal 58b to the Q8 terminal 58 are used.
The output shifts to j. Each output terminal is connected to an appropriate position in the ADC control logic 64 and the timer preset data table 62, as will be described later, in order to realize each substate.

アップカウントタイマ60は、シーケンサ34の外部クロック入力端子34bを介して
入力される外部クロック24を外部クロック入力端子60eから入力し、外部クロック2
4のアサート(L→H)をトリガとしてアップカウントするバイナリカウンタであって、
タイマプリセットデータテーブル62からパラレルで送られてくるバイナリデータをプリ
セットデータとしてインプット可能な構成を有する。このため、アップカウントタイマ6
0にはタイマプリセットデータトリガ60a(nLD)と、タイマプリセットデータを入
力するプリセットデータポート60b(PD)と、が配設されている。またカウンタがフ
ルカウントになるとキャリーを出力するC0端子60cを有し、キャリーは途中で分岐し
、一方はサブステートカウンタ56に接続し、他方はインバータ74を介してタイマプリ
セットデータトリガ60aに接続している。ここでタイマプリセットデータトリガ60a
はネゲートでトリガとして機能し、プリセットデータポート60bは前記ネゲートの次に
来るアサートをトリガとしてプリセットデータをストアする。またアップカウントタイマ
60にはネガティブリセット60d(nCR)が配設され、ネガティブリセット60dに
おける信号がLになったときカウント値は初期値となり、Lを維持する限りリセット状態
を維持し、このときアップカウントタイマ60は動作しない。また本実施形態において、
アップカウントタイマ60は4ビットで0〜15(十進数)までをカウントできるものと
し、15をカウントしたときにキャリーを発生させている。
The upcount timer 60 receives the external clock 24 input via the external clock input terminal 34b of the sequencer 34 from the external clock input terminal 60e, and receives the external clock 2
A binary counter that counts up with the assertion of 4 (L → H) as a trigger,
Binary data sent in parallel from the timer preset data table 62 can be input as preset data. For this reason, the up-count timer 6
0 is provided with a timer preset data trigger 60a (nLD) and a preset data port 60b (PD) for inputting timer preset data. Further, the counter has a C0 terminal 60c for outputting a carry when the counter reaches a full count. The carry is branched in the middle, one is connected to the sub-state counter 56, and the other is connected to the timer preset data trigger 60a via the inverter 74. Yes. Here, timer preset data trigger 60a
Functions as a trigger at the negate, and the preset data port 60b stores preset data triggered by an assert following the negate. The up-count timer 60 is provided with a negative reset 60d (nCR). When the signal at the negative reset 60d becomes L, the count value becomes an initial value, and the reset state is maintained as long as L is maintained. The count timer 60 does not operate. In this embodiment,
The up-count timer 60 can count from 0 to 15 (decimal number) with 4 bits, and generates a carry when 15 is counted.

なお、サブステートカウンタ56及びアップカウントタイマ60のネガティブリセット
56c、60dは、サブステート管理RS−FF54の出力54bに接続されているため
、両者はサブステートカウンタ56がフルカウントとなった場合、またはマイコン88か
らのリセット信号が入力された場合にリセットされる。
Note that the negative resets 56c and 60d of the sub-state counter 56 and the up-count timer 60 are connected to the output 54b of the sub-state management RS-FF 54. It is reset when a reset signal from 88 is input.

タイマプリセットデータテーブル62は、ラインデコーダ58からの出力を受け、バイ
ナリデータであるタイマプリセットデータをアップカウントタイマ60にビットごとにパ
ラレルで出力するものである。本実施形態において、タイマプリセットデータテーブル6
2は3つのタイマプリセットデータ(1クロック、8クロック、15クロック)を有し、
次のステートが必要とするクロックタイムに係るプリセットデータをアップカウントタイ
マ60に出力している。タイマプリセットデータ(15)62aはQ2端子58d、Q5
端子58h、及びQ8端子58jに接続され、それぞれ次段のサブステートのタイマプリ
セットデータ(15クロック)をアップカウントタイマ60に出力する。このときアップ
カウウントタイマ60は1クロックタイムでキャリーを発生させる。タイマプリセットデ
ータ(1)62bはQ1端子58c、Q4端子58f、及びQ7端子58iに接続され、
それぞれ次段のサブステートのタイマプリセットデータ(1クロック)をアップカウント
タイマ60に出力する。このときアップカウウントタイマ60は15クロックタイムでキ
ャリーを発生させる。タイマプリセットデータ(8)62cはQ0端子58b、Q3端子
58e、及びQ6端子58hに接続され、それぞれ次段のサブステートのタイマプリセッ
トデータ(8クロック)をアップカウントタイマ60に出力する。このときアップカウウ
ントタイマ60は8クロックタイムでキャリーを発生させる。なお、上述のサブステート
カウンタ56、ラインデコーダ58、アップカウントタイマ60、タイマプリセットデー
タテーブル62は後述の動作フロー80においてサブステートタスク84を実現する素子
となる。
The timer preset data table 62 receives the output from the line decoder 58 and outputs the timer preset data, which is binary data, to the up-count timer 60 in parallel for each bit. In the present embodiment, the timer preset data table 6
2 has three timer preset data (1 clock, 8 clocks, 15 clocks),
Preset data relating to the clock time required for the next state is output to the upcount timer 60. Timer preset data (15) 62a includes Q2 terminals 58d and Q5.
Connected to terminal 58h and Q8 terminal 58j, the timer preset data (15 clocks) of the next substate is output to the upcount timer 60, respectively. At this time, the upcount timer 60 generates a carry in one clock time. The timer preset data (1) 62b is connected to the Q1 terminal 58c, the Q4 terminal 58f, and the Q7 terminal 58i,
The timer preset data (1 clock) of the next substate is output to the upcount timer 60. At this time, the upcount timer 60 generates a carry in 15 clock times. The timer preset data (8) 62c is connected to the Q0 terminal 58b, the Q3 terminal 58e, and the Q6 terminal 58h, and outputs the timer preset data (8 clocks) of the next-stage substate to the upcount timer 60, respectively. At this time, the upcount timer 60 generates a carry in 8 clock times. The substate counter 56, the line decoder 58, the upcount timer 60, and the timer preset data table 62 described above are elements that realize the substate task 84 in the operation flow 80 described later.

ADCコントロールロジック64はシーケンサ34のサブステートに応じてチップセレ
クト46、第1シリアルクロック38、第2シリアルクロック40、及び第3シリアルク
ロック42を生成するRS−FF66、68、70、72によるフリップフロップ群であ
り、ラインデコーダ58からの各サブステートに応じてチップセレクト46、第1シリア
ルクロック38、第2シリアルクロック40、及び第3シリアルクロック42のセット及
びリセットを行う。
The ADC control logic 64 is a flip-flop composed of RS-FFs 66, 68, 70, 72 that generate a chip select 46, a first serial clock 38, a second serial clock 40, and a third serial clock 42 according to the substate of the sequencer 34. The chip select 46, the first serial clock 38, the second serial clock 40, and the third serial clock 42 are set and reset according to each substate from the line decoder 58.

チップセレクト46はRS−FF66の反転出力66a(nQ)から出力され、チップ
セレクト出力端子34cから出力される。そして、セット66b(S)にはQ1端子58
bが接続され、リセット66c(R)にはQ3端子58eが接続されている。
The chip select 46 is output from the inverted output 66a (nQ) of the RS-FF 66, and is output from the chip select output terminal 34c. The set 66b (S) has a Q1 terminal 58.
b is connected, and the Q3 terminal 58e is connected to the reset 66c (R).

第1シリアルクロック38はRS−FF68の出力68a(Q)から出力され、第1シ
リアルクロック出力端子34dから出力される。そして、セット68b(S)はQ1端子
58c、及びQ4端子58f端子が接続され、リセット54c(R)はQ2端子58d、
及びQ5端子58gに接続される。
The first serial clock 38 is output from the output 68a (Q) of the RS-FF 68, and is output from the first serial clock output terminal 34d. The set 68b (S) is connected to the Q1 terminal 58c and the Q4 terminal 58f, and the reset 54c (R) is connected to the Q2 terminal 58d.
And Q5 terminal 58g.

第2シリアルクロック40はRS−FF70の出力70a(Q)から出力され、第2シ
リアルクロック出力端子34eから出力される。そして、セット70b(S)はQ1端子
58c、及びQ7端子58iに接続され、リセット70c(R)にはQ2端子58e及び
Q8端子58jに接続されている。
The second serial clock 40 is output from the output 70a (Q) of the RS-FF 70 and is output from the second serial clock output terminal 34e. The set 70b (S) is connected to the Q1 terminal 58c and the Q7 terminal 58i, and the reset 70c (R) is connected to the Q2 terminal 58e and the Q8 terminal 58j.

第3シリアルクロック42はRS−FF72の出力72a(Q)から出力され第3シリ
アルクロック出力端子34fから出力される。そして、セット72b(S)にはQ4端子
58g、及びQ7端子58iが接続され、リセット72c(R)にはQ5端子58g、Q
8端子58jが接続されている。さらにリセット66c、68c、70c、72c、はサ
ブステート管理RS−FF54の反転出力54d(nQ)と接続されている。
The third serial clock 42 is output from the output 72a (Q) of the RS-FF 72 and is output from the third serial clock output terminal 34f. The set 72b (S) is connected to the Q4 terminal 58g and the Q7 terminal 58i, and the reset 72c (R) is connected to the Q5 terminal 58g, Q
Eight terminals 58j are connected. Further, the resets 66c, 68c, 70c, 72c are connected to the inverted output 54d (nQ) of the substate management RS-FF 54.

ここで、チップセレクト46はネゲートをトリガとして行うため、セット・リセットを
ストアする端子は反転出力66aに接続されている。また第1シリアルクロック38、第
2シリアルクロック40、第3シリアルクロック42のセット・リセットをストアする端
子はそれぞれ、出力68a、出力70a,出力72aであるが、外部クロック24をイン
バータ76で反転させたもの(nCK)とNAND回路78で接続されているため、各シ
リアルクロックは外部クロック24と反転せずに同期する。このような配線をおこなうこ
とによりプロトコル48の各サブステートを実現することができる。なお、ADCコント
ロールロジック64は後述の動作フロー80でADCコントロールロジックタスク86を
実現する素子となる。
Here, since the chip select 46 uses the negation as a trigger, the terminal for storing the set / reset is connected to the inverted output 66a. The terminals for storing the set / reset of the first serial clock 38, the second serial clock 40, and the third serial clock 42 are the output 68a, the output 70a, and the output 72a, respectively, but the external clock 24 is inverted by the inverter 76. Since each of the serial clocks is connected to the external clock 24 by the NAND circuit 78, each serial clock is synchronized with the external clock 24 without being inverted. By performing such wiring, each substate of the protocol 48 can be realized. The ADC control logic 64 is an element that realizes the ADC control logic task 86 in an operation flow 80 described later.

上記構成のもと、本実施形態に係るAD変換システムのフローについて説明する。図4
及び図5にAD変換システム10の動作フロー80を示す。図4は動作フロー80の全体
図、図5は動作フロー80の部分詳細図を示す。本実施形態に係るAD変換システム10
の動作フロー80は、サンプリング周波数を決定するとともに、シーケンサ34全体をO
N・OFF制御するメインステートタスク82、AD変換システム10のサブステートを
決定するサブステートタスク84、複数のセンサから入力されるアナログ信号を同時にA
D変換するADCコントロールロジックタスク86に分類される。
A flow of the AD conversion system according to the present embodiment based on the above configuration will be described. FIG.
FIG. 5 shows an operation flow 80 of the AD conversion system 10. FIG. 4 is an overall view of the operation flow 80, and FIG. 5 is a partial detailed view of the operation flow 80. AD conversion system 10 according to the present embodiment
In the operation flow 80, the sampling frequency is determined and the entire sequencer 34 is set to O.
A main state task 82 for N / OFF control, a sub-state task 84 for determining a sub-state of the AD conversion system 10, and an analog signal input from a plurality of sensors at the same time A
It is classified into ADC control logic task 86 for D conversion.

まず、メインステートタスク82において、マイコン88からのリセット信号をLにし
てリセットを解除し、バイナリカウンタ52を起動させて、フルカウントになるまでカウ
ントアップさせる(第1工程82a)。そしてフルカウントになると、サブステート管理
RS−FF54の出力54bに信号Hをストアさせ、サブステートカウンタ56のリセッ
トを解除してサブステートタスク84を開始する(第2工程84a)。サブステートカウ
ンタ84から0〜8までのサブステートを示す信号がラインデコーダ58に入力されると
、ラインデコーダ58はサブステートをデコードし(第3工程84b)、次段のサブステ
ートに係るタイマプリセットデータが用意され(第4工程84c)、アップカウントタイ
マ60がキャリーを出力するまでこの状態を維持する(第5工程84d)。
First, in the main state task 82, the reset signal from the microcomputer 88 is set to L to release the reset, and the binary counter 52 is activated to count up until the full count is reached (first step 82a). When full count is reached, the signal H is stored in the output 54b of the substate management RS-FF 54, the reset of the substate counter 56 is released, and the substate task 84 is started (second step 84a). When a signal indicating a substate from 0 to 8 is input to the line decoder 58 from the substate counter 84, the line decoder 58 decodes the substate (third step 84b), and a timer preset related to the next substate. Data is prepared (fourth step 84c), and this state is maintained until the upcount timer 60 outputs a carry (fifth step 84d).

次に、第3工程84bにより、ADCコントロールロジックタスク86が開始し(第6
工程86a)、各サブステート(第0サブステート46a〜第8サブステート46i)に
応じてチップセレクト46、第1シリアルクロック38、第2シリアルクロック40、及
び第3シリアルクロック42をセット・リセットする(第7工程86b)。そして、サブ
ステートタスク84においてアップカウントタイマ60がキャリーを出すと、次段のサブ
ステートに係るタイマプリセットデータがアップカウントタイマ60にロードされ(第8
工程84e)、サブステートカウンタ56がカウントアップすることによりサブステート
を示す信号を前進させる(第9工程84f)。サブステートを示す信号が前進すると、サ
ブステートがフルカウントではないことを条件として(第10工程84g)、ラインデコ
ーダ58は再びサブステートをデコードし(第3工程84b)、その後、第4工程84c
、第5工程84dを行う。そして、ADCコントロールロジックタスク86において、前
段のADCコントロールロジックタスク86を終了させ(第11工程86c)、前進した
サブステートに係るADCコントロールロジックタスク86を開始する(第7工程86b
)。そして、第8サブステート46jが実行されるとADCコントロールロジックタスク
86は終了する(第11工程86c)。
Next, in the third step 84b, the ADC control logic task 86 starts (sixth step).
Step 86a), the chip select 46, the first serial clock 38, the second serial clock 40, and the third serial clock 42 are set / reset according to each substate (the 0th substate 46a to the 8th substate 46i). (Seventh step 86b). When the up-count timer 60 issues a carry in the sub-state task 84, timer preset data relating to the next-stage sub-state is loaded into the up-count timer 60 (the eighth count).
In step 84e), the substate counter 56 counts up to advance the signal indicating the substate (9th step 84f). When the signal indicating the sub-state advances, the line decoder 58 decodes the sub-state again (third step 84b) on condition that the sub-state is not full count (tenth step 84g), and then the fourth step 84c.
The fifth step 84d is performed. Then, in the ADC control logic task 86, the previous ADC control logic task 86 is terminated (11th step 86c), and the ADC control logic task 86 related to the advanced substate is started (seventh step 86b).
). When the eighth substate 46j is executed, the ADC control logic task 86 ends (11th step 86c).

一方、サブステートタスク84において、サブステートカウンタ56がフルカウント(
数値は9)になると、ラインデコーダ58がフルカウントに係るサブステート(第9サブ
ステート46j)をデコードし(第12工程84h)、第8サブステート46jを実行し
て(第13工程84i)、サブステート管理RS−FF54にリセット信号を出力し、サ
ブステートタスク84は終了する(第14工程84j)。そして、メインステートタスク
82において再びフルカウントになると、サブステートタスク84を再開する(第2工程
)。
On the other hand, in the substate task 84, the substate counter 56 is set to the full count (
When the numerical value becomes 9), the line decoder 58 decodes the sub-state related to the full count (the ninth sub-state 46j) (the twelfth step 84h), executes the eighth sub-state 46j (the thirteenth step 84i), A reset signal is output to the state management RS-FF 54, and the sub-state task 84 ends (14th step 84j). When the main state task 82 reaches full count again, the substate task 84 is resumed (second step).

上記フローにおいて、サブステートタスク84、及びADCコントロールロジックタス
ク86の実行中にメインステートタスク82にリセット信号(信号H)が入力された場合
、サブステート管理RS−FF54もリセットされるため、両タスクは即時強制停止する
。このときサブステートカウンタ56及びアップカウントタイマ60もリセットされ、サ
ブステートは第0サブステート46aとなる。
In the above flow, when the reset signal (signal H) is input to the main state task 82 during the execution of the substate task 84 and the ADC control logic task 86, the substate management RS-FF 54 is also reset. Stops immediately. At this time, the substate counter 56 and the upcount timer 60 are also reset, and the substate becomes the 0th substate 46a.

図6に本実施形態に係るAD変換システム10とマイコン88との接続概要図を示す。
図6に示すように、AD変換システム10には、マイコン88のクロックが外部クロック
24として入力されている。そしてAD変換システム10はパラレルインターフェース9
0及びシリアルインターフェース92によりマイコン88と接続されている。ここでシリ
アルインターフェース92はシリアルデータ44をパラレルデータ94に変換して出力し
、またはその逆を行うものである。
FIG. 6 shows a schematic connection diagram between the AD conversion system 10 and the microcomputer 88 according to the present embodiment.
As shown in FIG. 6, the clock of the microcomputer 88 is input to the AD conversion system 10 as the external clock 24. The AD conversion system 10 includes a parallel interface 9
0 and a serial interface 92 are connected to the microcomputer 88. Here, the serial interface 92 converts the serial data 44 into parallel data 94 and outputs it, or vice versa.

パラレルインターフェース90の割込端子90a(本実施形態では使用せず)およびチ
ップセレクト90b(nCS)はマイコン88のコントロールバス96に接続されている
。また、デジタルインプットアウトプット90c(Dio)はマイコン88のデータバス
98と接続され、パラレルデータ94を入出力することができる。またデジタルインプッ
トアウトプット90cの他端はAD変換システム10のシーケンサ34のリセット入力端
子34aに接続している。これによりマイコン88からのリセット信号をデータバス98
、及びパラレルインターフェース90を通じてAD変換システム10へ送信することがで
きる。このときリセット信号は、Hであればシーケンサ34のリセットを行い、Lであれ
ば、リセットを解除してシーケンサ34を起動させる。
The interrupt terminal 90a (not used in this embodiment) and the chip select 90b (nCS) of the parallel interface 90 are connected to the control bus 96 of the microcomputer 88. The digital input output 90c (Dio) is connected to the data bus 98 of the microcomputer 88, and can input / output parallel data 94. The other end of the digital input output 90 c is connected to the reset input terminal 34 a of the sequencer 34 of the AD conversion system 10. As a result, the reset signal from the microcomputer 88 is sent to the data bus 98.
And to the AD conversion system 10 through the parallel interface 90. At this time, if the reset signal is H, the sequencer 34 is reset, and if it is L, the reset is canceled and the sequencer 34 is activated.

シリアルインターフェース92の割込端子92aおよびチップセレクト92b(nCS
)はマイコン88のコントロールバス96に接続され、デジタルインプットアウトプット
92c(Dio)はデータバス98に接続されている。一方、シリアルインターフェース
92のクロック入力92d(SCK)はシーケンサ34の第3シリアルクロック出力端子
34fに接続され、入力端子92e(RxD)はシーケンサ34内のAND回路32の出
力端子に接続されている。上述のように、AD変換システム10のシーケンサ34から出
力される第3シリアルクロック42及びシリアルデータ44は、マイコン88のクロック
から生成されたものであるため、マイコン88のクロックと同期している。したがって、
この接続は同期調歩(非同期)ではないため、シリアルデータ44の前後に同期タイミン
グを計るためのスタートビット及びエンドビットを付加して加工するシーケンサ(不図示
)を構成する必要はない。そして32個のパルス列からなるシリアルデータ44が、第3
シリアルクロック42をトリガとしてシリアルインターフェース92内のレジスタ(不図
示)にフルにストアされる度に、シリアルインターフェース92の割込端子92aからコ
ントロールバス96に割り込みをかけることができるように構成されている。
Interrupt terminal 92a of serial interface 92 and chip select 92b (nCS
) Is connected to the control bus 96 of the microcomputer 88, and the digital input output 92c (Dio) is connected to the data bus 98. On the other hand, the clock input 92 d (SCK) of the serial interface 92 is connected to the third serial clock output terminal 34 f of the sequencer 34, and the input terminal 92 e (RxD) is connected to the output terminal of the AND circuit 32 in the sequencer 34. As described above, the third serial clock 42 and the serial data 44 output from the sequencer 34 of the AD conversion system 10 are generated from the clock of the microcomputer 88 and are thus synchronized with the clock of the microcomputer 88. Therefore,
Since this connection is not synchronous start (asynchronous), it is not necessary to configure a sequencer (not shown) that adds and processes a start bit and an end bit for measuring the synchronization timing before and after the serial data 44. The serial data 44 consisting of 32 pulse trains is the third data.
Each time the serial clock 42 is triggered and stored in a register (not shown) in the serial interface 92, an interrupt can be made from the interrupt terminal 92 a of the serial interface 92 to the control bus 96. .

一方、マイコン88内のメモリ(不図示)はデータバス98とパラレルで接続されてい
る。そして、マイコン88内のCPU(不図示)は、前記割り込みが入る度に、その時点
で実行中の命令のアドレス等をメモリ(不図示)の退避領域に退避させ、シリアルインタ
ーフェース92のチップセレクト92bをネゲートで選択して、ソフトウェアを介してパ
ラレルデータ94を転送し、パラレルデータ94にメモリ番地を与えてマイコン88内の
メモリ(不図示)に格納する作業を行う(ポーリング)。これにより、マイコン88はA
D変換システム10のON・OFF操作のみを行い、AD変換の各タスクに係る信号の出
力はシーケンサ34が代わりに行うため、マイコン88は他のタスクに集中して実行でき
、システム全体の信頼性が向上する。
On the other hand, a memory (not shown) in the microcomputer 88 is connected to the data bus 98 in parallel. A CPU (not shown) in the microcomputer 88 saves the address of an instruction being executed at that time in a save area of a memory (not shown) each time the interrupt is received, and a chip select 92b of the serial interface 92. Is selected by negation, the parallel data 94 is transferred via software, a memory address is assigned to the parallel data 94 and stored in a memory (not shown) in the microcomputer 88 (polling). Thereby, the microcomputer 88 is A
Since only the ON / OFF operation of the D conversion system 10 is performed, and the sequencer 34 performs the output of signals related to each task of AD conversion, the microcomputer 88 can be executed concentrated on other tasks, and the reliability of the entire system Will improve.

さらにマイコン88がDMA(ダイレクトメモリアクセス)コントローラ(不図示)を
有している場合は、マイコン88内のCPU(不図示)は、コントロールバス96の管理
の主導権をDMAコントローラ(不図示)に譲っている。よってDMAコントローラ(不
図示)は、前記割り込みが入るとコントロールバス96を介してメモリ(不図示)におけ
る転送先アドレスを指定し、データバス98がシリアルインターフェース92に開放し、
1クロックタイムでメモリ(不図示)に書き込ませる。したがって、マイコン88内のC
PU(不図示)はデータ転送に関してポーリングのような作業をする必要はなく、他のタ
スクの処理に対してより多くの時間を掛けることができる。
Further, when the microcomputer 88 has a DMA (direct memory access) controller (not shown), a CPU (not shown) in the microcomputer 88 gives the DMA controller (not shown) the control authority of the control bus 96. I have yielded. Therefore, when the interrupt is received, the DMA controller (not shown) designates a transfer destination address in the memory (not shown) via the control bus 96, and the data bus 98 is opened to the serial interface 92.
It is written in a memory (not shown) in one clock time. Therefore, C in the microcomputer 88
The PU (not shown) does not need to perform a polling operation for data transfer, and can spend more time for processing other tasks.

AD変換中にリセット信号(信号H)が入った場合、シーケンサ34のバイナリカウン
タ52は初期値にリセットされ、リセット信号がある限りバイナリカウンタ52はカウン
トアップされない。この場合、シリアルインターフェース92にはシリアルデータ44と
して完成していない、未完成データ(不図示)が入力されている場合がある。したがって
マイコン88において、リセット後にシリアルインターフェース92に未完成データ(不
図示)がある場合はそれをメモリ(不図示)に格納せず、破棄するソフトウェアを構成す
ればよい。ただし、リセット時にシリアルデータ44をメモリ(不図示)に格納中であれ
ば、作業を中断しないようなソフトウェアを構成すればよい。そして、シリアルデータ4
4を格納後であってシリアルインターフェース92内のシリアルデータ44がメモリ(不
図示)へ転送済みない場合はそのままマイコン88のタスクを停止させ、次回起動時にマ
イコン88の設定を初期化するソフトウェアを構成すればよい。
When a reset signal (signal H) is input during AD conversion, the binary counter 52 of the sequencer 34 is reset to the initial value, and the binary counter 52 is not counted up as long as there is a reset signal. In this case, incomplete data (not shown) that is not completed as serial data 44 may be input to the serial interface 92. Therefore, in the microcomputer 88, if there is unfinished data (not shown) in the serial interface 92 after resetting, the software may be configured to discard it without storing it in the memory (not shown). However, if serial data 44 is being stored in a memory (not shown) at the time of reset, software that does not interrupt the work may be configured. And serial data 4
4 is stored and the serial data 44 in the serial interface 92 has not been transferred to the memory (not shown), the task of the microcomputer 88 is stopped as it is, and the software for initializing the settings of the microcomputer 88 at the next startup is configured. do it.

マイコン88には第2シリアルインターフェース100を介してホストPC102が接
続されている。ホストPC102は、AD変換システム10をマイコン88を介して操作
するアプリケーションを有した端末である。第2シリアルインターフェース100の入力
端子100a(RxD)はホストPC102のシリアルデータ出力端子102aと接続さ
れ、出力端子100b(TxD)はホストPC102のシリアルデータ入力端子102b
に接続されている。また割込端子100c及びチップセレクト100d(nCS)はコン
トロールバス96に接続されている。デジタルインプットアウトプット100e(Dio
)はデータバス98と接続され,パラレルデータ94を入出力することができる。ホスト
PC102はシリアルデータ104を入出力するが、マイコン88とは独立したクロック
で駆動している。よって、ホストPC102と第2シリアルインターフェース100との
データ通信は同期調歩(非同期)で行われる。
A host PC 102 is connected to the microcomputer 88 via the second serial interface 100. The host PC 102 is a terminal having an application for operating the AD conversion system 10 via the microcomputer 88. The input terminal 100a (RxD) of the second serial interface 100 is connected to the serial data output terminal 102a of the host PC 102, and the output terminal 100b (TxD) is the serial data input terminal 102b of the host PC 102.
It is connected to the. The interrupt terminal 100c and the chip select 100d (nCS) are connected to the control bus 96. Digital input output 100e (Dio
) Is connected to the data bus 98 and can input / output parallel data 94. The host PC 102 inputs / outputs serial data 104 but is driven by a clock independent of the microcomputer 88. Therefore, data communication between the host PC 102 and the second serial interface 100 is performed in a synchronous step (asynchronous).

ホストPC102はシリアルデータ104をマイコン88側に出力し、マイコン88が
その内容を解読することによりマイコン88がAD変換のON・OFFを行うことができ
る。これを行うため、ホストPC102からマイコン88への命令に係るシリアルデータ
104が第2シリアルインターフェース100のレジスタ(不図示)にストアされ、割込
端子100cから割り込み要求がなされた場合、マイコン88がチップセレクト100d
をネゲートで選択し、デジタルインプットアウトプット100eを通じてパラレルデータ
94を取得してマイコン88のメモリ(不図示)に格納できるマイコン88のソフトウェ
アを構成すればよい。
The host PC 102 outputs the serial data 104 to the microcomputer 88 side, and the microcomputer 88 decodes the contents so that the microcomputer 88 can turn AD conversion ON / OFF. In order to do this, when the serial data 104 related to the instruction from the host PC 102 to the microcomputer 88 is stored in a register (not shown) of the second serial interface 100 and an interrupt request is made from the interrupt terminal 100c, the microcomputer 88 is connected to the chip. Select 100d
Is selected by negating, and the software of the microcomputer 88 can be configured to acquire the parallel data 94 through the digital input output 100e and store it in the memory (not shown) of the microcomputer 88.

さらにホストPC102は、例えばAD変換の感度やオフセット等をアプリケーション
上で論理的に補正することができる。同様の補正処理はマイコン88のソフトウェアで実
行してホストPC102に補正データを出力することもできる。例えば、シリアルインタ
ーフェース92を介して取得したデータを感度補正またはオフセット等の補正値を演算し
、FIRフィルタで演算してホストPC102側でシリアルデータ104として認識でき
るデータにダウンサンプル等を行い、ホストPC102側の第2シリアルインターフェー
ス100のチップセレクト100dをネゲートで選択し、前記データを出力するようにマ
イコン88のソフトウェアを構成すればよい。
Further, the host PC 102 can logically correct, for example, AD conversion sensitivity and offset on the application. Similar correction processing can be executed by the software of the microcomputer 88 to output correction data to the host PC 102. For example, the correction value such as sensitivity correction or offset is calculated for the data acquired via the serial interface 92, the FIR filter is used to downsample the data that can be recognized as the serial data 104 on the host PC 102 side, and the host PC 102 The software of the microcomputer 88 may be configured to select the chip select 100d of the second serial interface 100 on the side with the negate and output the data.

従って、本実施形態に係るAD変換方法、及びAD変換システム10によれば、マイコ
ン88に代わって、これを具現化したシーケンサ34がアナログ信号を同時にAD変換し
、AD変換により得られるデジタルデータ20をシリアルデータ44に変換して出力する
シーケンス制御を行う。よってマイコン88はシーケンサ34の駆動・停止を指令するの
みで済み、従来のAD変換作業が要するマイコン88のソフトウェアリソースのシステム
に占める割合を小さくしたAD変換方法、及びAD変換システム10となる。さらにAD
変換はハードウェアであるシーケンサ34が行うため、マイコン88がソフトウェアを通
じてAD変換を行う場合より、サンプリングジッターを低減したAD変換方法、及びAD
変換システム10となる。
Therefore, according to the AD conversion method and the AD conversion system 10 according to the present embodiment, the sequencer 34 embodying this instead of the microcomputer 88 simultaneously AD-converts analog signals and obtains the digital data 20 obtained by AD conversion. Is converted to serial data 44 and output. Therefore, the microcomputer 88 only needs to command the sequencer 34 to be driven / stopped, and the AD conversion method and the AD conversion system 10 reduce the ratio of the software resources of the microcomputer 88 that require conventional AD conversion work to the system. AD
Since the conversion is performed by the sequencer 34 which is hardware, the AD conversion method in which the sampling jitter is reduced and the AD is reduced compared to the case where the microcomputer 88 performs AD conversion through software.
The conversion system 10 is obtained.

また、シーケンサ34は、水晶発振によりクロックを生成しているマイコン88をクロ
ック源としており、マイコン88内部のタスクの影響を排除したサンプリングを行うこと
ができるため、サンプルジッターを低減できる。また、シリアルデータ44はマイコン8
8のクロックと同期して出力されるとともに、シリアルインターフェース92に入力され
るとパラレル化される。よってパラレルのデータを送受信するマイコン88は、パラレル
化されたデータを何ら加工することなく取得することが容易となる。したがって、マイコ
ン88のAD変換器14からのデータの取り込みのためのソフトウェアリソースがシステ
ムに占める割合を小さくすることができる。特にマイコン88がダイレクトメモリアクセ
スを用いる場合は、マイコン88内のCPU(不図示)がデータ取得のための作業をする
必要はないので、AD変換器14からのデータの取り込みのソフトウェアリソースがシス
テムに占める割合を最小にできる。
Further, since the sequencer 34 uses the microcomputer 88 that generates a clock by crystal oscillation as a clock source and can perform sampling without the influence of the task in the microcomputer 88, sample jitter can be reduced. The serial data 44 is stored in the microcomputer 8
8 is output in synchronization with the clock of 8 and parallelized when input to the serial interface 92. Therefore, the microcomputer 88 that transmits and receives parallel data can easily acquire the parallelized data without any processing. Therefore, it is possible to reduce the ratio of software resources for taking in data from the AD converter 14 of the microcomputer 88 to the system. In particular, when the microcomputer 88 uses direct memory access, a CPU (not shown) in the microcomputer 88 does not need to perform data acquisition work, so software resources for fetching data from the AD converter 14 are included in the system. Minimize the share.

本実施形態に係るAD変換システムの概要図である。It is a schematic diagram of an AD conversion system concerning this embodiment. 本実施形態に係るAD変換システムのシーケンサのプロトコルを示す図である。It is a figure which shows the protocol of the sequencer of the AD conversion system which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るAD変換システムのシーケンサの回路構成図である。It is a circuit block diagram of the sequencer of the AD conversion system which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るAD変換システムの動作フローの全体図である。It is a whole figure of the operation flow of the AD conversion system concerning this embodiment. 本実施形態に係るAD変換システムの動作フローの部分詳細図である。It is a partial detailed view of the operation flow of the AD conversion system according to the present embodiment. 本実施形態に係るAD変換システムとマイコンとの接続概要図である。It is a connection outline figure with an AD conversion system concerning this embodiment, and a microcomputer.

符号の説明Explanation of symbols

10………AD変換システム、12………センサ、14………AD変換器、16………第
1AD変換器、18………第2AD変換器、20………デジタルデータ、22………AD
変換用シリアルクロック、24………外部クロック、26………シフトレジスタ、28…
……第1シフトレジスタ、30………第2シフトレジスタ、32………OR回路、34…
……シーケンサ、36………シリアルクロック、38………第1シリアルクロック、40
………第2シリアルクロック、42………第3シリアルクロック、44………シリアルデ
ータ、46………チップセレクト、48………プロトコル、50………分周器、52……
…バイナリカウンタ、54………サブステート管理RS−FF、56………サブステート
カウンタ、58………ラインデコーダ、60………アップカウントタイマ、62………タ
イマプリセットデータテーブル、64………ADCコントロールロジック、66………R
S−FF、68………RS−FF、70………RS−FF、72………RS−FF、74
………インバータ、76………インバータ、78………NAND回路、80………動作フ
ロー、82………メインステートタスク、84………サブステートタスク、86………コ
ントロールロジックタスク、88………マイコン、90………パラレルインターフェース
、92………シリアルインターフェース、94………パラレルデータ、96………コント
ロールバス、98………データバス、100………第2シリアルインターフェース、10
2………ホストPC、104………シリアルデータ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... AD conversion system, 12 ... Sensor, 14 ... AD converter, 16 ... First AD converter, 18 ... Second AD converter, 20 ... Digital data, 22 ... ... AD
Serial clock for conversion, 24 ... External clock, 26 ... Shift register, 28 ...
... first shift register, 30 ... second shift register, 32 ... OR circuit, 34 ...
... Sequencer, 36 ... Serial clock, 38 ... First serial clock, 40
......... Second serial clock, 42 ......... Third serial clock, 44 ......... Serial data, 46 ......... Chip select, 48 ......... Protocol, 50 ......... Divider, 52 ...
... Binary counter, 54 ... Sub-state management RS-FF, 56 ......... Sub-state counter, 58 ...... Line decoder, 60 ... Up-count timer, 62 ...... Timer preset data table, 64 ... ... ADC control logic, 66 ......... R
S-FF, 68 .... RS-FF, 70 ... RS-FF, 72 ... RS-FF, 74
......... Inverter, 76 ...... Inverter, 78 ......... NAND circuit, 80 ......... Operation flow, 82 ......... Main state task, 84 ......... Sub-state task, 86 ...... Control logic task, 88 ......... Microcomputer, 90 ......... Parallel interface, 92 ......... Serial interface, 94 ......... Parallel data, 96 ......... Control bus, 98 ......... Data bus, 100 ......... Second serial interface, 10
2 ... Host PC, 104 ... Serial data.

Claims (4)

マイコン制御により、複数のアナログ信号を同時にAD変換し、シリアルデータ化して
出力する同時サンプリング型のAD変換方法であって、
前記AD変換により得られる複数のデジタルデータを遂次的に出力させ、前記複数のデ
ジタルデータをシリアルデータ化して出力するシーケンス制御を周期的に行う、ことを特
徴とする同時サンプリング型のAD変換方法。
A simultaneous sampling type AD conversion method in which a plurality of analog signals are simultaneously AD-converted by microcomputer control, converted into serial data, and output.
A simultaneous sampling AD conversion method characterized in that a plurality of digital data obtained by the AD conversion are sequentially output, and a sequence control for periodically outputting the plurality of digital data as serial data is periodically performed. .
前記シーケンス制御は、マイコンから出力されるクロックをクロック源として駆動し、
前記シリアルデータは、前記マイコン内のシリアルインターフェースに入力されることを
特徴とする請求項1に記載の同時サンプリング型のAD変換方法。
The sequence control is driven using a clock output from the microcomputer as a clock source,
The simultaneous sampling AD conversion method according to claim 1, wherein the serial data is input to a serial interface in the microcomputer.
マイコン制御により、複数のアナログ信号を同時にAD変換し、シリアルデータ化して
出力する同時サンプリング型のAD変換システムであって、
入力された複数のアナログ信号を、チップセレクトをトリガとしてAD変換し、複数の
デジタルデータを出力する複数のAD変換器と、
前記複数のAD変換器に接続され、前記複数のデジタルデータをストアし、複数のシリ
アルクロックをトリガとして、ストアされた前記複数のデジタルデータを遂次的に出力し
てシリアルデータを出力する複数のシフトレジスタと、
前記AD変換器及び前記シフトレジスタに接続され、前記チップセレクトを生成し、
前記複数のAD変換器に前記チップセレクトを出力し、前記複数のシフトレジスタのそ
れぞれにシリアルクロックを出力するシーケンス制御を周期的に行うシーケンサと、を備
えることを特徴とする同時サンプリング型のAD変換システム。
A simultaneous sampling type AD conversion system that simultaneously converts a plurality of analog signals by AD and converts them into serial data under microcomputer control.
A plurality of AD converters that AD convert a plurality of input analog signals using a chip select as a trigger and output a plurality of digital data;
A plurality of digital data connected to the plurality of AD converters, storing the plurality of digital data, and using the plurality of serial clocks as triggers, sequentially outputting the plurality of stored digital data to output serial data A shift register;
Connected to the AD converter and the shift register to generate the chip select;
A simultaneous sampling AD conversion comprising: a sequencer that periodically performs sequence control that outputs the chip select to the plurality of AD converters and outputs a serial clock to each of the plurality of shift registers. system.
前記シーケンサは、マイコンから入力される外部クロックに基づいて前記シリアルクロ
ックを生成し、前記シリアルデータは、前記シリアルクロックに同期して前記マイコンの
シリアルインターフェースに入力されることを特徴とする請求項3に記載の同時サンプリ
ング型のAD変換システム。
4. The sequencer generates the serial clock based on an external clock input from a microcomputer, and the serial data is input to a serial interface of the microcomputer in synchronization with the serial clock. A simultaneous sampling AD conversion system described in 1.
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