JP2011002942A - 制御システム、通信システム及び通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置間のデータの送受信をシリアル通信で行って信号数の増大を抑制すると共に、シリアル通信を効率よく行うことができる制御システム、通信システム及び通信装置を提供する。
【解決手段】マイコン２とカスタムＩＣ３との間のデータ送受信をシリアル通信にて行う。カスタムＩＣ３には、アドレスに対して記憶するデータの種別が定められたレジスタ３３を設け、レジスタ３３にはマイコン２へ送信するデータを種別に応じたアドレスに記憶する。シリアル通信を行う際、マイコン２はカスタムＩＣ３に対してデータの送信を要求するアドレスを指定し、カスタムＩＣ３は指定されたアドレス及びそれ以降のアドレスに記憶されたデータをレジスタ３３から読み出して順次的に送信する。マイコン２は、自らが必要とするデータを受信した後、ＣＳ信号にてシリアル通信の停止をカスタムＩＣ３に指示することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の装置間でのデータ送受信をシリアル通信にて行う制御システム、通信システム及び通信装置に関する。

例えば車輌のＥＣＵ（Electronic Control Unit）などの制御機器においては、モータ若しくはランプ等の負荷に対する制御処理、センサなどによる検知処理、又はユーザのスイッチ操作を判定する処理等が行われている。これらの処理はマイコン（マイクロコンピュータ）、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＭＰＵ（Micro Processing Unit）等の制御処理ＩＣ（Integrated Circuit）にて行われ、制御機器の回路基板に搭載されている。また制御機器の回路基板には、負荷に対する駆動信号を出力する駆動回路又はセンサから入力される信号を判定する回路等の種々の回路が搭載されて制御処理ＩＣにより制御されるが、これらの回路の搭載数が増大することによって、制御処理ＩＣへの入出力信号が増大し、制御処理ＩＣに設けられる信号入出力用の端子の数が増大すると共に、回路基板における回路面積及び配線面積が増大するという問題がある。

そこで、駆動回路などの複数の回路と、制御処理ＩＣとの間で通信を行う通信回路とを１チップ化したカスタムＩＣを制御機器の回路基板に搭載することで、上記の問題を解決することが考えられる。これにより制御処理ＩＣは、駆動回路などに対する制御命令を通信機能によりカスタムＩＣへ送信することができ、センサなどの検知結果又はスイッチ操作の判定結果等をカスタムＩＣから通信機能により受信することができるため、制御処理ＩＣ及びカスタムＩＣの間には限られた通信線を設けるのみでよい。また制御処理ＩＣ及びカスタムＩＣによる通信をシリアル通信にて行う構成とすることにより、通信線の数を数本程度にまで削減することができる。

例えば、特許文献１においては、制御処理を行うマイクロコンピュータと、複数の入出力機能を有する入出力処理ＩＣとの間で、データの送受信をシリアル通信にて短時間に行う構成が提案されている。入出力処理ＩＣは、Ａ／Ｄ変換、デジタル入力及びデジタル出力等の入出力機能を１チップ化し、マイクロコンピュータと４つの通信線にて接続され、入出力に係るデータをシリアル通信によりマイクロコンピュータとの間で送受信する。入出力処理ＩＣ及びマイクロコンピュータにはそれぞれシフトレジスタが備えられており、一方のシフトレジスタの上位ビットのシフト先を、他方のシフトレジスタの下位ビットとする。各シフトレジスタのデータをシフトすることによって、入出力処理ＩＣ及びマイクロコンピュータの間のデータの送受信が行われる。

特開平７−１３９１２号公報

しかしながら、特許文献１に記載のシステムは、入出力処理ＩＣ及びマイクロコンピュータにそれぞれ設けたシフトレジスタをループさせる構成であるため、一度の通信で送受信できるデータ量に限りがあるという問題がある。送受信するデータ量を増すためには、それぞれに設けたシフトレジスタのビット長を長くする必要があるが、これに伴って一度の通信に要する通信時間が増大するという問題がある。

また、制御機器の回路基板に搭載された一の回路に過電流又は発熱等の異常が発生した場合、この回路の異常が他の回路に影響を与え、制御機器の全体に異常が波及して故障に繋がる虞がある。このため、回路基板には異常検知を行う回路を搭載し、異常を検知した場合には処理を停止するなどして異常の波及を防止することが望ましい。しかし、異常検知の回路を搭載することによって、この回路から処理制御ＩＣへの信号数が増し、制御処理ＩＣの端子の数が増大し、回路基板の配線面積が増大するという問題がある。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、装置間のデータの送受信をシリアル通信で行って信号数の増大を抑制すると共に、シリアル通信を効率よく行うことができる制御システム、通信システム及び通信装置を提供することにある。

本発明に係る制御システムは、制御対象に対する制御処理を行う制御処理装置と、前記制御対象及び前記制御処理装置の間に介在し、前記制御対象に対する信号の入出力を行う入出力装置とを備える制御システムにおいて、前記制御処理装置は、前記入出力装置との間でシリアル通信によるデータの送受信を行うシリアル通信手段を有し、前記入出力装置は、前記制御処理装置との間でシリアル通信によるデータの送受信を行うシリアル通信手段と、アドレスに対して記憶するデータの種別が定められ、前記制御処理装置への送信データを記憶する記憶手段とを有し、前記制御処理装置は、更に、前記記憶手段のアドレスを指定して、データの送信要求を前記シリアル通信により入出力装置へ与える要求手段を有し、前記入出力装置は、更に、前記要求手段により指定されたアドレス以降のデータを、前記シリアル通信手段により前記制御処理装置へ順次的に送信する順次送信手段を有し、前記制御処理装置は、更に、前記入出力装置の前記順次送信手段によるデータの送信を停止させる制御を行う送信停止制御手段を有することを特徴とする。

また、本発明に係る制御システムは、前記制御処理装置が、前記入出力装置の通信動作状態をデータの送信又は非送信に切り替える２値信号を前記入出力装置へ出力するようにしてあり、前記送信停止制御手段は、前記２値信号により前記入出力装置の通信動作状態を非送信に切り替えることでデータの送信を停止させるようにしてあることを特徴とする。

また、本発明に係る制御システムは、前記制御対象が、電気的な負荷であり、前記制御処理装置は、前記負荷の駆動に係る設定値を前記シリアル通信手段により前記入出力装置へ送信するようにしてあり、前記入出力装置は、前記制御処理装置から受信した設定値に応じて前記負荷を駆動する負荷駆動手段を有することを特徴とする。

また、本発明に係る制御システムは、前記入出力装置が、前記負荷へ所定量を超える電流が流れたことを検知する検知手段を有し、該検知手段の検知結果を前記記憶手段に記憶するようにしてあることを特徴とする。

また、本発明に係る制御システムは、前記入出力装置が、前記負荷又は前記負荷駆動手段に係る回路の温度が所定温度を超えたことを検知する検知手段を有し、該検知手段の検知結果を前記記憶手段に記憶するようにしてあることを特徴とする。

また、本発明に係る制御システムは、前記入出力装置が、スイッチの操作状態を検知する検知手段を有し、該検知手段の検知結果を前記記憶手段に記憶するようにしてあることを特徴とする。

また、本発明に係る通信システムは、他の装置との間でシリアル通信によるデータの送受信を行うシリアル通信手段を有する第１通信装置と、該第１通信装置との間でシリアル通信によるデータの送受信を行うシリアル通信手段、及び前記第１通信装置への送信データを記憶する記憶手段を有する第２通信装置とを備える通信システムにおいて、前記第１通信装置は、前記記憶手段のアドレスを指定して、データの送信要求を前記シリアル通信により前記第２通信装置へ与える要求手段を有し、前記第２通信装置は、前記要求手段により指定されたアドレス以降のデータを前記シリアル通信手段により前記第１通信装置へ順次的に送信する順次送信手段を有し、前記第１通信装置は、更に、前記第２通信装置の前記順次送信手段によるデータの送信を停止させる制御を行う送信停止制御手段を有することを特徴とする。

また、本発明に係る通信装置は、他の装置との間でシリアル通信によるデータの送受信を行うシリアル通信手段と、前記他の装置への送信データを記憶する記憶手段とを備える通信装置において、前記他の装置からアドレスを指定して与えられるデータの送信要求を受信し、指定されたアドレス以降のデータを前記シリアル通信手段により前記他の装置へ順次的に送信する順次送信手段を備え、前記他の装置から与えられる２値信号の値に応じて、前記順次送信手段によるデータの送信を停止するようにしてあることを特徴とする。

本発明においては、制御処理ＩＣなどの制御処理装置（第１通信装置）と、カスタムＩＣなどの入出力装置（第２通信装置）との間のデータ送受信をシリアル通信にて行う。入出力装置には、アドレスに対して記憶するデータの種別が定められた記憶手段を設けて、制御処理装置への送信データをこの記憶手段に記憶する。入出力装置は、制御処理装置からアドレス又はデータ種別を指定したデータの送信要求が与えられた場合、指定されたデータを記憶手段の該当アドレスから読み出してシリアル通信にて送信し、更にこのアドレス以降に記憶されたデータを順次的にシリアル通信にて送信する。
制御処理装置は、入出力装置の記憶手段に記憶されるデータの種別とアドレスとの対応を予め把握しておき、アドレス又はデータ種別を指定したデータの送信要求を入出力装置へ与えることができ、これに応じて送信される入出力装置からのデータを受信して制御処理を行うことができる。また制御処理装置は、入出力装置からのデータ送信を停止させる制御を行うことができ、入出力装置から順次的なデータ送信を任意のタイミングで停止させることができる。
よって、制御処理装置は、自らが必要とするデータを入出力装置が送信するように送信要求を与え、入出力装置から送信されるデータを順次的に受信し、必要とするデータがそろった段階で入出力装置のデータ送信を停止させることができる。即ち、制御処理装置は、入出力装置の記憶手段に記憶された複数のデータから、所望の範囲のデータを入出力装置に送信させることができる。これにより制御処理装置は、一度のシリアル通信により入出力装置から制御処理装置へ送信されるデータの量と、通信時間とを任意に設定できるため、効率のよいデータの送受信を行うことができる。

また、本発明においては、入出力装置の通信動作状態を２値信号の入力により切り替え可能な構成とし、制御処理装置がこの２値信号を入出力装置へ与える。例えば２値信号の信号値がハイレベルの場合にデータの送信を行う状態となり、ローレベルの場合にデータの送信を行わない状態となるように入出力装置を構成しておき、制御処理装置が２値信号をハイレベルからローレベルへ切り換えることにより入出力装置のデータ送信を停止させる。
制御処理装置による入出力装置のデータ送信停止を２値信号の切り替えにて行う構成とすることにより、例えばシリアル通信にてデータ送信停止の命令を制御処理装置から入出力装置へ送信する構成と比較して、入出力装置のデータ送信を制御処理装置が迅速に停止させることができるため、制御処理装置及び入出力装置間のシリアル通信に要する時間を短縮して効率のよい通信を行うことができる。

また、本発明においては、制御処理装置がモータ又はランプ等の負荷の駆動に係る設定値をシリアル通信にて入出力装置へ送信し、これを受信した入出力装置が設定値に応じた電流又は電圧の印加を負荷に対して行うことにより、負荷を駆動する。これにより、制御対象の負荷が多数存在する場合であっても、制御処理装置には入出力装置とのシリアル通信を行うための端子を設けるのみでよい。

また、本発明においては、負荷の駆動によって負荷へ流れる電流が所定量を超えたか否かを検知する検知手段を入出力装置に設け、この検知結果を記憶手段に記憶する。記憶手段に記憶された検知結果は、制御処理装置からの指定に応じて送信されるため、制御処理装置は受信した検知結果から負荷の異常を判断することができる。

また、本発明においては、入出力装置の動作に伴う発熱によって負荷又はその駆動に係る回路の温度が所定温度を超えたか否かを検知する検知手段を入出力装置に設け、この検知結果を記憶手段に記憶する。記憶手段に記憶された検知結果は、制御処理装置からの指定に応じて送信されるため、制御処理装置は受信した検知結果から負荷又は駆動に係る回路の異常を判断することができる。

また、本発明においては、一又は複数のスイッチに対するユーザの操作を検知する検知手段を入出力装置に設け、この検知結果を記憶手段に記憶する。記憶手段に記憶された検知結果は、制御処理装置からの指定に応じて送信されるため、制御処理装置は受信した検知結果からユーザの操作を判断し、操作に応じた負荷の駆動制御を行うことができる。これにより、スイッチが複数設けられる場合であっても、制御処理装置には入出力装置とのシリアル通信を行うための端子を設けるのみでよい。

本発明による場合は、制御処理装置がアドレス又はデータの種別を指定したデータの送信要求を入出力装置へ与え、入出力装置は指定されたデータ及びこれ以降のデータを順次的に送信する構成とすると共に、制御処理装置が入出力装置による順次的なデータの送信を停止させる制御を行う構成とすることにより、制御処理装置は入出力装置の記憶手段に記憶された複数のデータから、所望の範囲のデータを送信させることができる。よって、一度のシリアル通信により入出力装置から制御処理装置へ送信されるデータの量と、通信時間とを任意に設定できるため、効率のよいシリアル通信を行うことができ、装置間の信号数の増大を抑制することができる。

本発明に係る処理システムの構成を示すブロック図である。 レジスタの送信データ用レジスタの構成を示す模式図である。 マイコンの構成を示すブロック図である。 マイコン及びカスタムＩＣの間で行われるデータの送受信を説明するための模式図である。 マイコン及びカスタムＩＣの間で行われるデータの送受信の一例を示すタイミングチャートである。 カスタムＩＣが行うデータ送信処理の手順を示すフローチャートである。 マイコンが行うデータ受信処理の手順を示すフローチャートである。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。図１は、本発明に係る処理システムの構成を示すブロック図である。図において１は、車輌（図示は省略する）に搭載されるモータ又はランプ等の複数の負荷５に係る駆動制御を行うＥＣＵであり、本発明の処理システム（通信システム）に相当する。ＥＣＵ１は、車輌の適所に配設されて、例えば車輌のインストルメントパネルに設けられた複数の外部スイッチからの入力に応じて負荷５の駆動制御を行う。

ＥＣＵ１は、その回路基板にそれぞれ異なるＩＣチップであるマイコン２及びカスタムＩＣ３が搭載され、マイコン２及びカスタムＩＣ３を回路基板の配線パターンにて電気的に接続して信号の授受を行うことにより、外部のスイッチ入力に応じた負荷５の駆動処理が行われる。マイコン２及びカスタムＩＣ３の間には、回路基板の配線パターンによるシリアル通信用の通信線と、マイコン２からカスタムＩＣ３へ２値の制御信号を与えるための１つの信号線（図においてはＣＳ（Chip Select）と記載する）とが設けられている。シリアル通信用の通信線は、例えばマイコン２からカスタムＩＣ３へのデータ送信用の通信線、カスタムＩＣ３からマイコン２へのデータ送信用の通信線、及びデータ送受信の同期を行うためのクロック信号用の通信線等の複数の通信線を含む。また外部スイッチからの複数の入力信号は、その一部がマイコン２へ与えられ、残りの一部がカスタムＩＣ３へ与えられている。

カスタムＩＣ３は、複数のロジック回路で構成されるロジック回路部３０と、複数のアナログ回路で構成されるアナログ回路部４０と、保護回路４５を含むその他の種々の回路とを１チップ化したＩＣである。カスタムＩＣ３のロジック回路部３０は、シリアル通信によりマイコン２から与えられた制御命令に応じてアナログ回路部４０を動作させ、アナログ回路部４０はロジック回路部３０の制御に応じて負荷５を駆動するための駆動電圧又は駆動電流等を生成して出力する。

ロジック回路部３０は、シリアル通信部３１、スイッチ入力判定部３２及びレジスタ３３等を備えて構成されている。シリアル通信部３１は、マイコン２との間でシリアル通信線を介したデータの送受信を行うものであり、マイコン２からのデータを受信してレジスタ３３に記憶すると共に、レジスタ３３に記憶されたデータを読み出してマイコン２へ送信する処理を行う。なお、マイコン２及びカスタムＩＣ３の間で行われるシリアル通信の詳細については後述する。

スイッチ入力判定部３２は、外部スイッチからの入力信号が与えられており、この入力信号の信号レベルなどを調べることによって外部スイッチの操作状態を判定する。例えば、外部スイッチがユーザのプッシュ操作を受け付けるプッシュスイッチの場合、プッシュスイッチのオン／オフに応じた２値信号がスイッチ入力判定部３２へ入力されるため、スイッチ入力判定部３２はこの入力信号の信号レベルと閾値との比較によりプッシュスイッチのオン／オフの状態を判定する。また例えば、外部スイッチがユーザの回転操作を受け付けるダイヤルスイッチであり、ロータリエンコーダにて回転操作を検知する構成の場合、ロータリエンコーダが出力するパルス信号がスイッチ入力判定部３２へ入力され、スイッチ入力判定部３２はこのパルス信号の波形及び周期等に応じてダイヤルスイッチの回転方向及び回転量等を判定する。スイッチ入力判定部３２が判定したスイッチの状態に係る情報は、デジタルのデータとしてレジスタ３３の予め定められたアドレスに記憶される。

レジスタ３３は、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）などのメモリ素子にて構成され、８ビット又は１６ビット等のアドレス空間で表される記憶領域を有している。レジスタ３３は、マイコン２及びカスタムＩＣ３の間で送受信されるデータを蓄積する。また図示は省略するが、レジスタ３３はマイコン２から受信した受信データを記憶するための受信データ用レジスタと、マイコン２へ送信する送信データを記憶するための送信データ用レジスタとを有している。シリアル通信部３１は、シリアル通信によりマイコン２から受信した受信データをレジスタ３３の受信データ用レジスタに記憶する。またスイッチ入力判定部３２は、判定したスイッチ状態に係るデータをレジスタ３３の送信データ用レジスタの定められたアドレスに記憶する。更には、レジスタ３３の送信データ用レジスタには、アナログ回路部４０及び保護回路４５等から与えられるデータが、それぞれ予め定められたアドレスに記憶される。

図２は、レジスタ３３の送信データ用レジスタの構成を示す模式図であり、送信データ用レジスタのアドレスと、このアドレスに記憶されるデータの種別との対応を示してある。例えば、アドレス０〜３１にはシリアル通信部３１がマイコン２との間でシリアル通信を行う際に参照する各種の設定の状態（通信設定状態）が記憶され、アドレス３２〜６３にはスイッチ入力判定部３２が判定したスイッチの操作状態に係るデータ（スイッチ状態）が記憶され、アドレス６４〜９５にはアナログ回路部４０から与えられる負荷５の駆動状態が記憶され、アドレス９６〜１２７には保護回路４５から与えられる動作状態（保護回路動作状態）が記憶され、アドレス１２８以降にはその他の回路の動作状態などの情報（その他状態）が記憶される。

また、図示は省略するが、レジスタ３３の受信データ用レジスタも同様に、アドレスと、記憶するデータの種別との対応が予め定められている。シリアル通信部３１は、マイコン２からデータを受信した場合に、受信データの種別を判断し、レジスタ３３の受信データ用レジスタの対応するアドレスに受信データを記憶する。例えばレジスタ３３の受信データ用レジスタには、マイコン２から与えられたシリアル通信に係る設定、負荷５の駆動に係る設定及びその他の設定等が記憶される。レジスタ３３の受信データ用レジスタに記憶されたデータは、そのデータの種別に応じて（即ちアドレスに応じて）予め定められた回路へそれぞれ与えられる。例えば、受信データ用レジスタに記憶された負荷５の駆動に係る設定は、アナログ回路４０の駆動回路４１へ与えられる。

カスタムＩＣ３のアナログ回路部４０は、駆動回路４１などの複数のアナログ回路を含んで構成されている。駆動回路４１は、ＥＣＵ１が制御する負荷５の数に応じてアナログ回路部４０に設けられ、各負荷５に対して印加する電圧又は電流をそれぞれ生成して出力する。駆動回路４１にはロジック回路部３０のレジスタ３３の受信データ用レジスタに記憶された駆動設定が与えられており、各駆動回路４１は与えられた駆動設定に応じた印加電圧又は印加電流を生成する。例えば、負荷５がモータの場合、駆動設定として回転方向及び回転速度等の情報が駆動回路４１へ与えられ、駆動回路４１は与えられた設定でモータが回転するように印加電圧を生成して出力する。また駆動回路４１は、その動作状態を示す情報をレジスタ３３の送信データ用レジスタの予め定められたアドレスに記憶する。

駆動回路４１が生成して出力した印加電圧又は印加電流は、保護回路４５を通して負荷５へ印加される。保護回路４５は、駆動回路４１から負荷５へ（又はその逆方向へ）流れる電流量を検出し、検出した電流量が閾値を超える場合に駆動回路４１から負荷５への電圧又は電流の印加経路を遮断する。また保護回路４５は、負荷５、駆動回路４１又はその他の回路の温度をサーミスタなどを用いて検出し、検出した温度が閾値を超える場合に駆動回路４１から負荷５への電圧又は電流の印加経路を遮断する。これらによって保護回路４５は、負荷５及び駆動回路４１等の過電流又は過熱からの保護を行うことができる。また、保護回路４５は、検出した電流量及び温度等の情報、並びにこれらの検出値が閾値を超えたか否かの情報等を、レジスタ３３の送信データ用レジスタの予め定められたアドレスに記憶する。

図３は、マイコン２の構成を示すブロック図である。マイコン２は、ＣＰＵ２１、スイッチ入力判定部２２、メモリ２３及びシリアル通信部２４等を備えて構成されている。マイコン２のスイッチ入力判定部２２は、カスタムＩＣ３のスイッチ入力判定部３２と略同じ処理を行うものであり、外部スイッチからの入力信号が与えられ、この入力信号の信号レベルなどを調べることにより外部スイッチの操作状態を判定する。スイッチ入力判定部２２は、判定した外部スイッチの操作状態をＣＰＵ２１へ通知する。

メモリ２３は、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）にて構成されている。メモリ２３のＲＯＭには、ＣＰＵ２１にて実行されるプログラムが予め記憶されている。またメモリ２３のＲＡＭは、ＣＰＵ２１が処理を行う過程で発生した種々のデータの記憶、及びシリアル通信部２４にて受信したデータの記憶等を行う。ＣＰＵ２１は、メモリ２３に予め記憶されたプログラムを読み出して実行することにより種々の制御処理及び演算処理等を行う。ＣＰＵ２１は、スイッチ入力判定部２２から与えられる外部スイッチの操作状態、及びシリアル通信部２４にて受信したデータ等に基づいて処理を行う。

シリアル通信部２４は、ＣＰＵ２１の制御に応じて、カスタムＩＣ３との間でシリアル通信線を介したデータの送受信を行うものである。シリアル通信部２４は、カスタムＩＣ３からのデータを受信してメモリ２３に記憶すると共に、ＣＰＵ２１の制御に応じてメモリ２３に記憶されたデータを読み出してカスタムＩＣ３へ送信する処理を行う。これにより、マイコン２のＣＰＵ２１は、カスタムＩＣ３に対して負荷５の駆動に係る設定を送信することができ、外部スイッチの操作状態に応じて負荷５を動作させることができる。

次に、マイコン２のシリアル通信部２４及びカスタムＩＣ３のシリアル通信部３１の間で行われるデータ送受信の詳細について説明する。図４は、マイコン２及びカスタムＩＣ３の間で行われるデータの送受信を説明するための模式図である。また、図５は、マイコン２及びカスタムＩＣ３の間で行われるデータの送受信の一例を示すタイミングチャートである。

マイコン２は、通信に係る制御信号としてＣＳ信号をカスタムＩＣ３へ出力する。ＣＳ信号はハイレベル／ローレベルの２値信号であり、例えばＣＳ信号がハイレベルの場合にマイコン２及びカスタムＩＣ３の間でシリアル通信が行われる。マイコン２は、ＣＳ信号をローレベルからハイレベルへ切り換えることにより、カスタムＩＣ３へシリアル通信の開始を知らせることができる。

ＣＳ信号をハイレベルに切り替えた後、まず、マイコン２はヘッダ情報をカスタムＩＣ３へ送信する。ＣＳ信号がハイレベルに切り替わったことを検出したカスタムＩＣ３は、マイコン２のヘッダ情報送信に同期して、マイコン２へヘッダ情報を送信する。マイコン２及びカスタムＩＣ３がシリアル通信の最初に送信するヘッダ情報は、シリアル通信の開始を示すものであると共に、シリアル通信を行うために必要な情報の交換を行うためのものである。特に、マイコン２からカスタムＩＣ３へ送信されるヘッダ情報には、マイコン２が送信を要求するデータを指定する情報として、カスタムＩＣ３のレジスタ３３（の送信データ用レジスタ）のアドレスが含まれている（なお、データの種別に対応付けられたＩＤ（IDentifier）などの識別子であってもよい）。マイコン２は、カスタムＩＣ３のレジスタ３３のアドレス及びデータの種別の対応を示す情報を予め有しており、自らの処理に必要とするデータをカスタムＩＣ３に送信させるべく、ヘッダ情報にアドレスを設定する。

マイコン２からのヘッダ情報を受信したカスタムＩＣ３は、ヘッダ情報に含まれるレジスタ３３のアドレスを取得し、このアドレスをデータ送信の開始アドレスとする。カスタムＩＣ３は、レジスタ３３の送信データ用レジスタに記憶したデータを、マイコン２から与えられた送信の開始アドレスから順に読み出し、シリアル通信部３１にてマイコン２への送信を行う。カスタムＩＣ３によるデータの送信は、ＣＳ信号の切り替えによりマイコン２から通信終了の指示が与えられるか、又は、レジスタ３３の開始アドレス以降のデータを全て送信終了するまで継続される。

またマイコン２はヘッダ情報の送信に続けて種々の設定データの送信を行っている。カスタムＩＣ３は、マイコン２からのヘッダ情報を受信した後も、マイコン２から送信される種々の設定データを受信し、受信したデータをレジスタ３３の受信データ用レジスタに記憶する。これにより、レジスタ３３に記憶された設定が更新され、新たな設定にて駆動回路４１による負荷５の駆動が行われる。

マイコン２は、カスタムＩＣ３からのデータを受信し、受信データに応じてＣＰＵ２１が制御処理又は演算処理等を行う。例えばマイコン２は、カスタムＩＣ３からスイッチ入力判定部３２が判定したスイッチ状態に係るデータを受信し、スイッチ状態に応じた負荷５の駆動を行うべくカスタムＩＣ３へ駆動設定を送信する。また例えばマイコン２は、カスタムＩＣ３から保護回路４５の動作状態に係るデータを受信し、保護回路４５が異常を検出している場合には負荷５の駆動を停止すべくカスタムＩＣ３へ駆動設定を送信する。

またマイコン２は、カスタムＩＣ３から順次的に送信されるデータを受信し続けて、必要なデータが揃った場合には、ＣＳ信号をハイレベルからローレベルへ切り換えることによりカスタムＩＣ３へデータ送信の終了指示を与える。ＣＳ信号がローレベルへ切り換えられたことにより、カスタムＩＣ３は、レジスタ３３からの順次的なデータ送信を終了し、マイコン２からのデータ送信の開始指示（即ち、ＣＳ信号のハイレベルへの切り替え）を待つ待機状態へ移行する。

このように、マイコン２はレジスタ３３のアドレスを送信開始アドレスとして指定してカスタムＩＣ３にデータの送信を開始させ、必要なデータが揃った段階でＣＳ信号をローレベルに切り替えることでカスタムＩＣ３のデータの送信を終了させることができる。即ちマイコン２は、カスタムＩＣ３のレジスタ３３に記憶された多数のデータから、必要とする任意のアドレス範囲のデータをシリアル通信により取得することができる。一度のシリアル通信にてマイコン２及びカスタムＩＣ３の間で送受信されるデータの量は、マイコン２が任意に調整することができる。なお、図４に示した例は、マイコン２がカスタムＩＣ３のレジスタ３３に記憶された全てのデータを受信した場合である。また、図５に示した例は、マイコン２が、送信開始アドレスを３２（スイッチ状態のデータが記憶されたアドレス）と指定し、スイッチ状態に係るデータを受信して更に駆動状態に係るデータを受信した後、ＣＳ信号をローレベルに切り替えて送信処理を終了した場合である。

図６は、カスタムＩＣ３が行うデータ送信処理の手順を示すフローチャートであり、カスタムＩＣ３のロジック回路部３０にて行われる処理である。カスタムＩＣ３は、まず、マイコン２から与えられるＣＳ信号がハイレベル（Ｈ）であるか否かを判定し（ステップＳ１）、ＣＳ信号がローレベルの場合（Ｓ１：ＮＯ）、ＣＳ信号がハイレベルとなるまで待機する。

ＣＳ信号がハイレベルの場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、カスタムＩＣ３は、マイコン２から送信されるヘッダ情報を受信し（ステップＳ２）、受信したヘッダ情報からマイコン２により指定された送信開始アドレスを取得し（ステップＳ３）、レジスタ３３の指定されたアドレスに記憶されたデータから、マイコン２へのデータ送信を開始する（ステップＳ４）。

データ送信開始後、カスタムＩＣ３は、マイコン２から与えられるＣＳ信号がハイレベルであるか否かを判定する（ステップＳ５）。ＣＳ信号がハイレベルの場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、カスタムＩＣ３は、レジスタ３３の次のアドレスのデータを送信して（ステップＳ６）、ステップＳ５へ処理を戻し、ＣＳ信号がローレベルに切り替わるまでレジスタ３３のデータを順次的に送信する。ＣＳ信号がローレベルの場合（Ｓ５：ＮＯ）、カスタムＩＣ３は、マイコン２へのデータ送信を停止し（ステップＳ７）、データ送信処理を終了する。

図７は、マイコン２が行うデータ受信処理の手順を示すフローチャートであり、マイコン２のＣＰＵ２１がシリアル通信部２４の動作を制御することにより行われる処理である。マイコン２は、まず、カスタムＩＣ３へ与えるＣＳ信号をハイレベルに切り替え（ステップＳ２１）、シリアル通信の開始をカスタムＩＣ３へ知らせる。次いで、マイコン２は、自らの処理に必要なデータがカスタムＩＣ３のレジスタ３３のいずれに記憶されているかを調べ、カスタムＩＣ３によるデータの送信開始アドレスを決定し（ステップＳ２２）、決定したアドレスを含むヘッダ情報をカスタムＩＣ３へ送信することによって（ステップＳ２３）、カスタムＩＣ３に対するデータの送信を要求する。

次いで、マイコン２は、指定したアドレスから順次的にカスタムＩＣ３が送信するデータを受信し（ステップＳ２４）、処理に必要なデータが全て揃ったか否かを判定する（ステップＳ２５）。必要なデータが揃っていない場合（Ｓ２５：ＮＯ）、マイコン２は、ステップＳ２４へ処理を戻し、カスタムＩＣ３から順次的に送信されるデータを受信する。必要なデータが揃った場合（Ｓ２５：ＹＥＳ）、マイコン２は、ＣＳ信号をローレベルに切り替えて（ステップＳ２６）、シリアル通信の終了をカスタムＩＣ３へ通知すると共に、受信したデータに応じた制御処理を行って（ステップＳ２７）、処理を終了する。

以上の構成のＥＣＵ１においては、負荷５の制御処理を行うマイコン２にシリアル通信部２４を設け、負荷５の駆動回路４１を有するカスタムＩＣ３にシリアル通信部３１を設けて、マイコン２及びカスタムＩＣ３がデータの送受信をシリアル通信で行う構成とすることにより、マイコン２の制御対象となる負荷５の数が多い場合であっても、マイコン２にはシリアル通信のための端子を設けるのみでよく、またＥＣＵ１の回路基板に設けられる配線数を削減できる。

また、記憶するデータの種別とアドレスとが予め対応付けられたレジスタ３３をカスタムＩＣ３に設け、マイコン２がアドレス（又はデータ種別）を指定してカスタムＩＣ３にデータの送信を要求し、カスタムＩＣ３はマイコン２に指定されたアドレス及びこれ以降のアドレスのデータを順次的にマイコン２へ送信する。マイコン２は、カスタムＩＣ３から順次的に送信されるデータを受信し、必要なデータが揃った段階でＣＳ信号をハイレベルからローレベルへ切り換えることによってカスタムＩＣ３に通信を終了させる。これらの構成により、マイコン２はカスタムＩＣ３のレジスタ３３に記憶された任意のアドレス範囲のデータをシリアル通信により取得することができ、一度のシリアル通信により送受信されるデータの量と通信に要する時間とをマイコン２が任意に変化させることができるため、効率のよいデータの送受信を行うことができる。

また、カスタムＩＣ３には、駆動回路４１から負荷５へ流れる電流量の検出、及び、負荷５又はその他の回路の温度の検出を行って、検出値が閾値を超えた場合に駆動回路４１による負荷５への電圧又は電流の印加を遮断する保護回路４５を設ける構成とすることにより、負荷５及び駆動回路４１等の異常を判断して保護することができる。また保護回路４５が検出した電流量及び温度等の情報並びに検出値が閾値を超えたか否かの情報等をレジスタ３３に記憶して、シリアル通信によりマイコン２へ送信する構成とすることにより、ＥＣＵ１に保護回路４１を設ける場合であっても、マイコン２と保護回路とを直接的に配線を介して接続する必要がないため、マイコン２の端子数削減、ＥＣＵ１の回路基板の配線数削減及び回路基板に搭載する回路素子数の削減等を実現できる。またマイコン２はカスタムＩＣ３から受信した保護回路４５の動作状態などのデータをメモリ２３（不揮発性であることが望ましい）に記憶しておくこともでき、これによりＥＣＵ１の故障の際などに、メモリ２３に記憶されたデータを基に故障原因の調べることができる。

また、カスタムＩＣ３にスイッチ入力判定部３２を設け、外部スイッチの操作状態を判定してレジスタ３３に記憶し、シリアル通信によりカスタムＩＣ３からマイコン２へ外部スイッチの操作状態に関するデータを送信する構成とすることにより、多数のスイッチからの入力信号がＥＣＵ１へ与えられる場合であっても、マイコン２には最低限の入力信号を与え、残りの入力信号をカスタムＩＣ３に与えて操作状態の判定を行うことができる。よって、外部スイッチの増加に伴うマイコン２の端子数の増大を抑制できる。

なお、本実施の形態においては、マイコン２及びカスタムＩＣ３の間に、マイコン２からカスタムＩＣ３へデータを送信する通信線と、カスタムＩＣ３からマイコン２へデータを送信する通信線とをそれぞれ個別に設ける構成としたが、これに限るものではなく、１つの通信線をマイコン２及びカスタムＩＣ３のデータ送信で共有する構成とし、例えばマイコン２及びカスタムＩＣ３が交互にデータの送信を行うなどの構成としてもよい。

また、図２に示したレジスタ３３のアドレスとデータ種別とは、一例であってこれに限るものではない。同様に、図４及び図５に示した送受信データは、一例であってこれに限るものではない。また、シリアル通信の開始直後にカスタムＩＣ３がヘッダ情報をマイコン２へ送信する構成としたが、これに限るものではなく、必要がない場合にはヘッダ情報を送信しない構成であってもよい。また、カスタムＩＣ３の保護回路が電流検出及び温度検出を行う構成としたが、これに限るものではなく、電流検出又は温度検出のいずれか一方のみを行う構成であってもよく、電流及び温度以外の検出を行う構成であってもよい。

また、ＥＣＵ１は負荷５の制御を行う構成とし、カスタムＩＣ３が負荷５の駆動を行う駆動回路４１を有する構成としたが、これに限るものではない。本発明のシリアル通信の機能は、複数のＩＣ間でデータの送受信を行う構成のシステムに搭載することができ、これによりＩＣ間の配線数削減及びＩＣの端子数削減等を実現でき、効率のよいシリアル通信を実現することができる。例えばカスタムＩＣ３は、スイッチ入力判定部３２によるスイッチ状態の判定を行ってマイコン２にシリアル通信による通知を行うのみのＩＣであってもよく、また温度センサ又は速度センサ等のセンサからの入力をレジスタ３３に記憶してマイコン２へ送信するＩＣなどであってもよい。

１ ＥＣＵ（制御システム、通信システム）
２ マイコン（制御処理装置、第１通信装置）
３ カスタムＩＣ（入出力装置、第２通信装置、通信装置）
５ 負荷
２１ ＣＰＵ
２２ スイッチ入力判定部
２３ メモリ
２４ シリアル通信部（シリアル通信手段、要求手段、送信停止制御手段）
３０ ロジック回路部
３１ シリアル通信部（シリアル通信手段、順次送信手段）
３２ スイッチ入力判定部（検知手段）
３３ レジスタ（記憶手段）
４０ アナログ回路部
４１ 駆動回路（負荷駆動手段）
４５ 保護回路（検知手段）

Claims (8)

1. 制御対象に対する制御処理を行う制御処理装置と、前記制御対象及び前記制御処理装置の間に介在し、前記制御対象に対する信号の入出力を行う入出力装置とを備える制御システムにおいて、
   前記制御処理装置は、
   前記入出力装置との間でシリアル通信によるデータの送受信を行うシリアル通信手段
   を有し、
   前記入出力装置は、
   前記制御処理装置との間でシリアル通信によるデータの送受信を行うシリアル通信手段と、
   アドレスに対して記憶するデータの種別が定められ、前記制御処理装置への送信データを記憶する記憶手段と
   を有し、
   前記制御処理装置は、更に、前記記憶手段のアドレスを指定して、データの送信要求を前記シリアル通信により入出力装置へ与える要求手段を有し、
   前記入出力装置は、更に、前記要求手段により指定されたアドレス以降のデータを、前記シリアル通信手段により前記制御処理装置へ順次的に送信する順次送信手段を有し、
   前記制御処理装置は、更に、前記入出力装置の前記順次送信手段によるデータの送信を停止させる制御を行う送信停止制御手段を有すること
   を特徴とする制御システム。
2. 前記制御処理装置は、前記入出力装置の通信動作状態をデータの送信又は非送信に切り替える２値信号を前記入出力装置へ出力するようにしてあり、
   前記送信停止制御手段は、前記２値信号により前記入出力装置の通信動作状態を非送信に切り替えることでデータの送信を停止させるようにしてあること
   を特徴とする請求項１に記載の制御システム。
3. 前記制御対象は、電気的な負荷であり、
   前記制御処理装置は、前記負荷の駆動に係る設定値を前記シリアル通信手段により前記入出力装置へ送信するようにしてあり、
   前記入出力装置は、前記制御処理装置から受信した設定値に応じて前記負荷を駆動する負荷駆動手段を有すること
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の制御システム。
4. 前記入出力装置は、
   前記負荷へ所定量を超える電流が流れたことを検知する検知手段を有し、
   該検知手段の検知結果を前記記憶手段に記憶するようにしてあること
   を特徴とする請求項３に記載の制御システム。
5. 前記入出力装置は、
   前記負荷又は前記負荷駆動手段に係る回路の温度が所定温度を超えたことを検知する検知手段を有し、
   該検知手段の検知結果を前記記憶手段に記憶するようにしてあること
   を特徴とする請求項３又は請求項４に記載の制御システム。
6. 前記入出力装置は、
   スイッチの操作状態を検知する検知手段を有し、
   該検知手段の検知結果を前記記憶手段に記憶するようにしてあること
   を特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載の制御システム。
7. 他の装置との間でシリアル通信によるデータの送受信を行うシリアル通信手段を有する第１通信装置と、該第１通信装置との間でシリアル通信によるデータの送受信を行うシリアル通信手段、及び前記第１通信装置への送信データを記憶する記憶手段を有する第２通信装置とを備える通信システムにおいて、
   前記第１通信装置は、前記記憶手段のアドレスを指定して、データの送信要求を前記シリアル通信により前記第２通信装置へ与える要求手段を有し、
   前記第２通信装置は、前記要求手段により指定されたアドレス以降のデータを前記シリアル通信手段により前記第１通信装置へ順次的に送信する順次送信手段を有し、
   前記第１通信装置は、更に、前記第２通信装置の前記順次送信手段によるデータの送信を停止させる制御を行う送信停止制御手段を有すること
   を特徴とする通信システム。
8. 他の装置との間でシリアル通信によるデータの送受信を行うシリアル通信手段と、前記他の装置への送信データを記憶する記憶手段とを備える通信装置において、
   前記他の装置からアドレスを指定して与えられるデータの送信要求を受信し、指定されたアドレス以降のデータを前記シリアル通信手段により前記他の装置へ順次的に送信する順次送信手段を備え、
   前記他の装置から与えられる２値信号の値に応じて、前記順次送信手段によるデータの送信を停止するようにしてあること
   を特徴とする通信装置。

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