JP2009267764A - Simultaneous sampling type ad conversion method and simultaneous sampling type ad conversion system - Google Patents
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Abstract
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。
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
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
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
4 is connected. In the present embodiment, for simplicity of explanation, two or more sensors 12 (
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
It is to convert to. Here, the direction connected to the
The one output from the
And an external
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
The input analog signal is converted into binary digital information. The
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
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
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
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
Thus, the signals are output at intervals that do not overlap in time. As a result, the
The
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
A second serial
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
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
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
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
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
The first
0a is stored in the
Is output. The second
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
The time for b (8 clock times) is secured. As the
The zero
The preceding stage 38a of the first
To reset. After eight clock times, the
After 5 clock times, as the fifth substate 46f, the
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
A plurality of analog signals input from 2b are AD-converted by the
The second
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
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
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
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-
2 is input from the
Therefore, when the
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
b. Therefore, the substate counter 56 counts up when it receives a carry from the
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
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
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
Functions as a trigger at the negate, and the
The up-
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
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
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
Connected to terminal 58h and Q8 terminal 58j, the timer preset data (15 clocks) of the next substate is output to the
The timer preset data (1 clock) of the next substate is output to the
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-
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
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
And
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
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
Eight terminals 58j are connected. Further, the
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
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
In the
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
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
In step 84e), the substate counter 56 counts up to advance the signal indicating the substate (
The
). When the
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
When the numerical value becomes 9), the
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
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
As shown in FIG. 6, the clock of the
0 and a
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
And to the
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
) Is connected to the
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
Each time the
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
Since only the ON / OFF operation of the
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
It is written in a memory (not shown) in one clock time. Therefore, C in the
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
4 is stored and the
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
It is connected to the. The interrupt terminal 100c and the chip select 100d (nCS) are connected to the
) Is connected to the
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
Is selected by negating, and the software of the
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
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
Since the conversion is performed by the
The
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
8 is output in synchronization with the clock of 8 and parallelized when input to the
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
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)
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.
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.
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.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008114911A JP2009267764A (en) | 2008-04-25 | 2008-04-25 | Simultaneous sampling type ad conversion method and simultaneous sampling type ad conversion system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008114911A JP2009267764A (en) | 2008-04-25 | 2008-04-25 | Simultaneous sampling type ad conversion method and simultaneous sampling type ad conversion system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2009267764A true JP2009267764A (en) | 2009-11-12 |
Family
ID=41393048
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2008114911A Withdrawn JP2009267764A (en) | 2008-04-25 | 2008-04-25 | Simultaneous sampling type ad conversion method and simultaneous sampling type ad conversion system |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2009267764A (en) |
-
2008
- 2008-04-25 JP JP2008114911A patent/JP2009267764A/en not_active Withdrawn
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