JP2013059029A - Signal conversion device - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、信号変換装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a signal conversion apparatus.
パラレル/シリアル変換を利用したI/Oの拡張技術が知られている。CPUやASIC等において、I/Oを制御するにあたり、端子数を減らしてCPU自体のパッケージを小さくしつつも取り扱えるI/Oの数を増やすために、内部にシリアル/パラレル変換機能を搭載し、CPU外部にパラレル/シリアル変換回路を接続することによって、小型化とI/O数の確保を図る技術が知られている。 An I / O expansion technique using parallel / serial conversion is known. In order to control I / O in CPUs, ASICs, etc., in order to increase the number of I / Os that can be handled while reducing the number of terminals and reducing the package of the CPU itself, it is equipped with a serial / parallel conversion function inside, There is known a technique for reducing the size and securing the number of I / Os by connecting a parallel / serial conversion circuit outside the CPU.
通常、パラレル/シリアル変換後のデータ転送はCLKの同期で行われることが多い。しかしながら、伝送経路にてCLKやSFT/LDにノイズが含まれることがあり、これによりデータがずれて正しく読めないことがある。或いは、データがずれているにもかかわらず、正しいデータとして処理されてしまうことがある。 Usually, data transfer after parallel / serial conversion is often performed in synchronization with CLK. However, the CLK and SFT / LD may contain noise in the transmission path, which may cause the data to shift and not be read correctly. Alternatively, the data may be processed as correct data even though the data is shifted.
本発明の目的は、シリアル信号からパラレル信号への変換エラーを検出可能な信号変換装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a signal converter capable of detecting a conversion error from a serial signal to a parallel signal.
実施形態に係る信号変換装置は、第1の変換手段と、第2の変換手段と、判定手段とを備える。前記第1の変換手段は、通電中に論理不変の固定信号群を所定信号位置に含むパラレル信号群をシリアル信号へ変換する。前記第2の変換手段は、前記シリアル信号をサンプリングし、前記シリアル信号を前記パラレル信号群へ変換する。前記判定手段は、前記第2の変換手段により変換された前記パラレル信号群の前記所定信号位置から前記固定信号群を検出した場合に、前記第2の変換手段による変換成功と判定する。 The signal conversion apparatus according to the embodiment includes a first conversion unit, a second conversion unit, and a determination unit. The first conversion means converts a parallel signal group including a fixed signal group that does not change logic at a predetermined signal position into a serial signal during energization. The second conversion means samples the serial signal and converts the serial signal into the parallel signal group. The determination unit determines that the conversion by the second conversion unit is successful when the fixed signal group is detected from the predetermined signal position of the parallel signal group converted by the second conversion unit.
以下、第1及び第2の実施形態について図面を参照して説明する。 The first and second embodiments will be described below with reference to the drawings.
図1は、第1の実施形態に係る信号変換装置の一例を示す図である。図1に示すように信号変換装置は、シリアル/パラレル変換回路SP1、第1のシフトレジスタSR1、第2のシフトレジスタSR2、制御回路C1を備える。 FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a signal conversion apparatus according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the signal conversion apparatus includes a serial / parallel conversion circuit SP1, a first shift register SR1, a second shift register SR2, and a control circuit C1.
入力を拡張するためにシリアル/パラレル変換回路SP1に接続された第1のシフトレジスタSR1及び第2のシフトレジスタSR2のパラレル入力A〜Hにはセンサ信号等の情報を割り付ける。このうち第1のシフトレジスタSR1及び第2のシフトレジスタSR2によってパラレル/シリアル変換時に連続したデータとして出力される所定入力端子の組み合わせ(例えば第2のシフトレジスタSR2のパラレル入力AとB、即ち所定信号位置)に固定信号を割りつける。固定信号とは、通電中に論理の不変な値である。固定信号として、例えば、シフトレジスタを含む機器の仕向け情報、機種情報(機種判別情報)、又は基板情報を利用することができる。以下、固定信号として機種情報A2,B2(固定信号群)を利用するケースについて説明する。 In order to expand the input, information such as sensor signals is assigned to the parallel inputs A to H of the first shift register SR1 and the second shift register SR2 connected to the serial / parallel conversion circuit SP1. Among these, combinations of predetermined input terminals that are output as continuous data during parallel / serial conversion by the first shift register SR1 and the second shift register SR2 (for example, parallel inputs A and B of the second shift register SR2, ie, predetermined Assign a fixed signal to (Signal position). A fixed signal is an invariable value of logic during energization. As the fixed signal, for example, destination information of a device including a shift register, model information (model identification information), or board information can be used. Hereinafter, a case where the model information A2, B2 (fixed signal group) is used as a fixed signal will be described.
機種情報は、共通のファームウェアで制御するマシンにおいて、仕向けや仕様等に応じて制御が異なる場合に、どの制御を使用するかを判断するためのものである。機種情報は、通常、デジタル信号の組み合わせで構成されており、基本的に電源投入時点で信号レベルがHもしくはLに固定される信号のため、電源がON中(通電中)に信号レベルが変化することはない。このため、第1のシフトレジスタSR1から送られるシリアルデータをシリアル/パラレル変換回路SP1にてパラレルデータに正しく復元すると、パラレルデータの特定bit(所定信号位置)には常に同じ値が入ることになる。図1のケースでは、第2のシフトレジスタSR2のパラレル入力AとB(所定信号位置)に対応するデータの状態A2,B2が保存される(図3参照)。 The model information is for determining which control is to be used when the control is different depending on the destination, the specification, etc. in the machines controlled by the common firmware. The model information usually consists of a combination of digital signals. Since the signal level is basically fixed at H or L when the power is turned on, the signal level changes while the power is on (energized). Never do. For this reason, if the serial data sent from the first shift register SR1 is correctly restored to parallel data by the serial / parallel conversion circuit SP1, the same value is always entered in a specific bit (predetermined signal position) of the parallel data. . In the case of FIG. 1, the data states A2 and B2 corresponding to the parallel inputs A and B (predetermined signal positions) of the second shift register SR2 are stored (see FIG. 3).
そこで、制御回路C1は、電源ON後、最初にサンプリング信号に基づき数回サンプリングを行って得られるパラレル信号群の所定信号位置から機種情報の値を特定し、図4、図5に示すように、以後、CLK信号に対するノイズ等でデータが余分にシフトする、もしくは図6に示すようにLoad信号に対するノイズ等で制御回路C1側とシフトレジスタ間でシーケンスがずれる場合には、機種情報があるべき位置(所定信号位置)から機種情報と異なる値が検出されることになる。つまり、制御回路C1は、機種情報があるべき位置から機種情報と異なる値が検出された場合に変換エラー(シリアル/パラレル変換エラー)と判定し、変換されたデータを全て無効として取り扱う。また、制御回路C1は、機種情報があるべき位置から機種情報と同一の値が検出された場合に変換成功(シリアル/パラレル変換成功)と判定し、変換されたデータを有効として取り扱う。これにより、ノイズによる誤動作を低減することができる。 Therefore, after the power is turned on, the control circuit C1 first specifies the value of the model information from the predetermined signal position of the parallel signal group obtained by sampling several times based on the sampling signal, as shown in FIGS. Thereafter, if the data is excessively shifted due to noise or the like with respect to the CLK signal, or the sequence is shifted between the control circuit C1 side and the shift register due to noise or the like with respect to the Load signal as shown in FIG. A value different from the model information is detected from the position (predetermined signal position). That is, the control circuit C1 determines a conversion error (serial / parallel conversion error) when a value different from the model information is detected from the position where the model information should be, and handles all converted data as invalid. Further, when the same value as the model information is detected from the position where the model information should be, the control circuit C1 determines that the conversion is successful (serial / parallel conversion is successful) and treats the converted data as valid. Thereby, malfunction due to noise can be reduced.
なお、このような拡張において図4、図5に示すようにCLKへのノイズによってシフトレジスタが余分にデータをシフトしてしまうケースの検出については、図1に示す第2のシフトレジスタSR2のカスケード接続用のデータ入力端子をHもしくはLに固定し、機種情報1,2が共にカスケード接続用のデータ入力端子の端子処理と同じ論理にならないような組み合わせにしておくことが望ましい。また、判定に必要な情報(例えば機種情報)は第2のシフトレジスタSRの最上流側にアサインし、データ化けの検知率を向上を図ることもできる。例えば、パラレル信号群を構成する先頭信号位置からN(N:整数、N≧2)番目の信号位置までのN個の固定信号により構成される固定信号群に機種情報をアサインする。なお、ここでは入力情報として機種情報を挙げているが、基板の識別情報等でもよい。
Note that in such an extension, as shown in FIGS. 4 and 5, the detection of the case where the shift register shifts extra data due to the noise to the CLK, the cascade of the second shift register SR2 shown in FIG. It is desirable that the data input terminal for connection is fixed to H or L, and the
図2は、第2の実施形態に係る信号変換装置の一例を示す図である。図2に示すように信号変換装置は、シリアル/パラレル変換回路SP1、第1のシフトレジスタSR1、第2のシフトレジスタSR2、制御回路C1、NOR回路2を備える。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a signal conversion apparatus according to the second embodiment. As shown in FIG. 2, the signal conversion apparatus includes a serial / parallel conversion circuit SP1, a first shift register SR1, a second shift register SR2, a control circuit C1, and a
図1に示す信号変換装置では、固定信号群の一例として機種情報を使用するケースについて説明したが、図2に示す信号変換装置では、固定信号群の一例としてオプション接続検知信号を使用する。図2に示すように、第2のシフトレジスタSR2のパラレル入力A,Bには、オプション接続検知信号2,1が入力される。
In the signal conversion apparatus shown in FIG. 1, the case where model information is used as an example of a fixed signal group has been described. However, in the signal conversion apparatus shown in FIG. 2, an option connection detection signal is used as an example of a fixed signal group. As shown in FIG. 2, option
オプション接続検知信号2,1により接続が検知されるオプションは、電源ON中に取り外されないオプションに限定する。即ち、電源ON中に論理不変のオプション接続検知信号2,1を採用する。NOR回路2により、オプション検知信号A,Bは、共にプルアップ抵抗等によって、未接続時の論理が確定、接続時は論理が反転する。また、第2のシフトレジスタSR2のカスケード接続用のデータ入力端子にオプション接続検知信号2,1のNOR論理の信号を入力すると、オプションがどのような組み合わせであっても(オプションが全て未接続、オプションが全て接続の場合であっても)、NOR回路2により、シフトレジスタのカスケード接続用のデータ入力端子とオプション接続信号A,Bは必ずどれか1つは他の信号と異なる論理が入力されることになる(図7参照)。従って、ノイズによってシフトレジスタによるデータシフトが余計に行われた場合の検出を容易にすることができる。
Options whose connection is detected by the option
なお、図4、図5に示すように、16bit、17bitの転送を1周期とするケースで説明したが、転送周期はこれに限定されるものではなく、何bit周期であってもよい。また、図2では、第2のシフトレジスタSR2の最上流のカスケード用の入力端子1bit分を含めた転送制御を実施しているが、判定に使用する信号の組み合わせが全て同じレベルになる組み合わせがない場合は特にカスケード用の入力端子1bit分を含めたシーケンス制御にする必要はない。 As shown in FIGS. 4 and 5, the case where 16-bit and 17-bit transfers are set to one cycle has been described. However, the transfer cycle is not limited to this and may be any number of bits. Further, in FIG. 2, transfer control including 1-bit input terminal for the most upstream cascade of the second shift register SR2 is performed, but there are combinations in which all combinations of signals used for determination are the same level. If it is not, there is no need to control the sequence including the 1-bit input terminal for cascade.
以下、本実施形態についてまとめる。 The present embodiment will be summarized below.
(1)パラレル/シリアル変換を利用したI/Oの拡張方法において、パラレル/シリアル変換を行うのに必要な各種信号を生成し、入力されたシリアル信号をパラレル信号に復元するパラレル/シリアル変換制御回路と、前述の制御信号に基づきパラレルデータをシリアルデータに変換して順次出力するシフトレジスタと、を有するI/Oの拡張回路は、入力信号に、回路の通電中に論理の変わらない信号群を入力し、シリアルデータ信号をパラレル信号に復元した際、該当の信号が保管されるbit群を電源ON後に複数回サンプリングして論理を特定し、以後のパラレル/シリアル変換に際してパラレルデータへの復元時に復元が成功したか否かを前述の信号群の値が特定された値と一致するか否かをもって判断する。 (1) Parallel / serial conversion control that generates various signals necessary for parallel / serial conversion in an I / O expansion method using parallel / serial conversion and restores the input serial signal to a parallel signal. An I / O expansion circuit having a circuit and a shift register that sequentially converts parallel data into serial data based on the above-described control signal, and outputs a signal group whose logic does not change while the circuit is energized When the serial data signal is restored to a parallel signal, the bit group in which the corresponding signal is stored is sampled multiple times after turning on the power to specify the logic, and then restored to parallel data for the subsequent parallel / serial conversion Sometimes it is determined whether restoration is successful or not based on whether the value of the signal group matches the specified value.
(2)上記(1)のI/O拡張方法において、入力信号に入力する回路の通電中に論理の変わらない信号群として、機種判別情報や基板情報を入力する。 (2) In the I / O expansion method of (1) above, model discrimination information and board information are input as a signal group whose logic does not change during energization of a circuit to be input as an input signal.
(3)上記(1)のI/O拡張方法において、入力信号に入力する回路の通電中に論理の変わらない信号群として、オプションの接続信号を入力する。 (3) In the I / O expansion method of (1) above, an optional connection signal is input as a signal group whose logic does not change during energization of a circuit that inputs the input signal.
(4)上記(1)のI/O拡張方法において、入力信号に入力する回路の通電中に論理の変わらない信号群は、シフトレジスタの最上流側(制御シーケンス上最後に制御回路に入力されることになるシフトレジスタのデータ入力端子)に割り付ける。 (4) In the I / O expansion method of (1) above, the signal group whose logic does not change during the energization of the circuit that inputs the input signal is input to the most upstream side of the shift register (finally in the control sequence, to the control circuit). Assigned to the data input terminal of the shift register.
以上により、CPUやASIC外部でシフトレジスタを用いてパラレル/シリアル変換を実施してI/Oを拡張するにあたり、パラレル入力(パラレル信号群)のうち所定位置に配置される任意のbit(複数bit)をレベル固定し、レベル固定自体は複数のbitを使用し、且つ基板情報やモデル情報などのそのマシンに固有の情報に基づいて行う。この際、レベル固定されるこの複数bitについて、コードを割り付ける際に全てがL、全てがHの組み合わせを除外して割り付ける。これにより、該当するbit群のデータを読み出したときに全てがL、全てがHであればシリアル転送信号にて断線もしくは短絡が発生していることが検知できる。該当bit群の情報は電源ON中に変化することがないため、異なる論理が検知された場はNGと判断することでその他の拡張入力情報を間違って取り込むのを防止できる。また、レベル固定に使用するbit群はマシンの初期設定を実施する上で必要な情報のため、無駄に入力を割り付けることにもならず、レベル固定に使用するbit群は有効に活用される。 As described above, when I / O is expanded by parallel / serial conversion using a shift register outside the CPU or ASIC, any bit (multiple bits) placed at a predetermined position in the parallel input (parallel signal group) ) Is fixed, and the level fixing itself uses a plurality of bits and is performed based on information unique to the machine such as board information and model information. At this time, for the plurality of bits whose levels are fixed, when a code is assigned, all are set to L and all are set to H. As a result, when all the data of the corresponding bit group is read and all are H, it is possible to detect that a disconnection or a short circuit has occurred in the serial transfer signal. Since the information of the corresponding bit group does not change while the power is on, it is possible to prevent erroneously taking in other extended input information by judging NG when a different logic is detected. In addition, since the bit group used for fixing the level is information necessary for performing the initial setting of the machine, the input group is not used unnecessarily, and the bit group used for fixing the level is effectively used.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
SP1…シリアル/パラレル変換回路、S1…第1のシフトレジスタ、S2…第2のシフトレジスタ SP1 ... serial / parallel conversion circuit, S1 ... first shift register, S2 ... second shift register
Claims (6)
前記シリアル信号をサンプリングし、前記シリアル信号を前記パラレル信号群へ変換する第2の変換手段と、
前記第2の変換手段により変換された前記パラレル信号群の前記所定信号位置から前記固定信号群を検出した場合に、前記第2の変換手段による変換成功と判定する判定手段と、
を備える信号変換装置。 First conversion means for converting a parallel signal group including a fixed signal group that does not change logic during energization at a predetermined signal position into a serial signal;
Second conversion means for sampling the serial signal and converting the serial signal into the parallel signal group;
A determination unit that determines that the conversion by the second conversion unit is successful when the fixed signal group is detected from the predetermined signal position of the parallel signal group converted by the second conversion unit;
A signal conversion device comprising:
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