JP2014086992A - シリアル通信システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】送信動作を開始した第2情報処理装置が、通信相手である第1情報処理装置から予め定められたデータを受信した場合に、第1情報処理装置が送信動作を開始したと判断して、第2情報処理装置が受信動作に切替えることで、通信に失敗せずに通信を継続できるようにしたシリアル通信システム。
【選択図】図11
Description
特許文献1によれば、通信可能信号経路を介してスレーブからマスターへ通信開始を要求する通信要求信号(CDRDY)の送出を可能にし、スレーブからも通信を開始できるようにしたものである。
図1は、本発明の実施例としての腕時計の回路構成を示すブロック図である。第1情報処理装置としての主情報処理装置100は、操作部の入力処理や表示等の機能を含む、時計の基本的な処理を行なう。第2情報処理装置としての従情報処理装置200は、外部機器との通信処理や、周辺情報の計測処理、を行う。
1のシリアル通信部110は、スレーブ201と同期式シリアル通信を行なうためのインターフェース部で、スレーブ201のシリアル通信部210と接続している。ROM102は、マスター101が主情報処理装置100全体を制御するためのプログラムなどが記憶される。RAM103は、マスター101のワークエリアとして使用される。計時部106は、基準発信周波数を元に現在の時刻を計時する。表示部107は、前記計時部106で計時している現在時刻と、スレーブ201から取得した情報に応じた内容、を表示する。表示部107は、例えば、複数の針による表示形態でもよいし、液晶表示等によるデジタルの表示形態でもよい。
スレーブ201からの送信は、マスター101に対し、表示内容変更の指示や、マスター101が管理する機器の状態に関する情報を要求する場合に実行される。図6がその一例である。
本発明の同期式シリアル通信の動作には3つの動作がある。1つ目は、マスター101がスレーブ201に対して受信動作を要求してからマスター101がデータを送信し(マスターが第1送信動作を行い)、スレーブ201がマスター101から送信されるデータを受信する(第1受信動作を行う)場合の通信動作である。2つ目は、スレーブ201がマスター101に対して受信動作を要求してからスレーブ201がデータを送信し(スレーブ201が第2送信動作を行い)、マスター101がスレーブ201から送信されるデータを受信する(マスター101が第2受信動作を行う)場合の通信動作である。3つめは、マスター101とスレーブ201が同時に通信相手に対して受信動作を要求して、それぞれが、同時に第1及び第2送信動作を開始してから、スレーブ201が、第1受信動作に切替る場合の通信動作である。
図7は、マスター101から3バイトの送信を実行する場合のタイミングチャートである。ここで、マスター101、スレーブ201の双方の送信データは図8の内容とする。
マスター101において、スレーブ201へ通信する必要が発生した場合、送信データを送信データ記憶部104に格納し、通信(第1送信動作)を開始する。具体的には、送信データ記憶部104の先頭の第1バイトの記憶領域から、81H、00H、81Hの順に格納する。
知される。この動作により、スレーブ201から送信する第1バイトのデータのうちの第1ビットのデータを送信する(図7のb)。前記RDYパルスのLowレベルを保持する時間は、マスター101でRDY信号線をポーリングするために十分な時間であればよい。
憶されている第3バイトの値81Hである。スレーブ201からマスター101への送信データの3バイト目は、2バイト目でマスター101から受信し、送信データ記憶部204の第3バイト用の記憶領域に記憶した値00Hである。このように、マスター101から送信される複数バイトのデータのうち、2バイト目以降のデータを受信するときに、スレーブ201は、1バイト前の通信でマスター101から受信したデータ(所定のチェック用データ)をマスター102に送信する。マスター101は、2バイト目以降のデータを送信するときに、1バイト前の通信で自ら送信したデータ(所定のチェック用データ)をスレーブ201から受信する。
マスター101は3バイトの通信後に、RDY信号線の立ち下りエッジを検知すると(図7のf)、SS信号線をHighレベルにすることにより、通信終了および通信禁止をスレーブ201に通知する(図7のg)。
まず、スレーブ201は、送信データ記憶部204の第1バイト用の記憶領域に記憶された値01Hを構成するLSB側の第1ビットの値1を送信用のデータとしてMISO信号線にセットした後(図9のb)、第2要求信号としてRDYパルスを出力することにより、通信開始および1バイト目の通信準備完了をマスター101へ通知する(図9のc)。
されるレベル(図9のdのレベル)を受信データ記憶部105における第1バイトのLSB側の第2ビット用の記憶領域に受信データとして記憶した後、SCK信号線をLowレベルにする(図9のF)。これらの動作により、マスター101から送信する第1バイトのデータのうちの第2ビットのデータを送信し(図9のD)、スレーブ201から送信される第1バイトのデータうちの第2ビットのデータを受信する(図9のd)。第3ビットから第8ビットも同様にして繰返して1バイト通信を終了する。2バイト目の送信データは、1バイト目で受信した、受信データ記憶部105の第1バイト用の記憶領域に記憶されている値01Hである。これを送信データ記憶部104の第2バイト用の記憶領域に格納する。その後、マスター101は、2バイト目のRDY信号線の立ち下りエッジ(図9のe)の検知を待つ状態となる。
マスター101からスレーブ201への送信データの3バイト目は、2バイト目でスレーブ201から受信し、送信データ記憶部104における第3バイト用の記憶領域にコピーして記憶した値00Hである。
マスター101は3バイトの通信後のRDYパルスの立ち下りエッジを検知すると(図9のf)、SS信号線をHighレベルにすることにより、通信終了および通信禁止をスレーブ201に通知する(図9のg)。
た図である。ここで、マスター101は、図12(a)に示すように、図8のMOSIの送信データを送信するものとする。具体的には、送信データ記憶部104の先頭の第1バイト用の記憶領域から、81H、00H、81Hの順に格納する。また、スレーブ201は、図12(a)に示すように、図10のMISOの送信データを送信するものとする。具体的には、送信データ記憶部204の先頭の第1バイト用の記憶領域から、01H、00H、01Hを順に格納する。
マスター101は3バイトの通信後に、RDY信号線の立ち下りエッジを検知すると(図11のf)、SS信号線をHighレベルにすることにより、通信終了および通信禁止をスレーブ201に通知する(図11のg)。
スレーブ201からMISO信号線で送信したデータは、通信開始時の図12(a)のデータと比較して、第2バイトのデータが00Hから81Hに替わり、第3バイトのデータが01Hから00Hに替わっている。
スレーブ201は、図11の通信が終了し、SS信号線がHighレベルになったことを検出すると(図11のg)、送信保留データ記憶部208に格納した送信データをマスター101へ送信する作業を開始する。具体的には、送信保留データ記憶部208に格納した図12(a)の送信データを送信データ記憶部204の先頭の第1バイトの記憶領域から、01H、00H、01Hの順に格納する。そして、送信データ記憶部204に記憶されている第1バイトの値01Hを構成するLSB側の第1ビットの値1を送信用のデータとしてMISO信号線にセットした後(図13のb)、RDYパルスを出力することにより、通信開始および1バイト目の通信準備完了をマスター101へ通知する(図13のc)。
マスター101は、RDY信号線の立ち下りエッジを検知すると(図13のc)、受信側として通信を開始する。送信データ記憶部104の第1バイト用の記憶領域に、受信側であるとこを示す所定値、NULLを記憶する。そして、マスター101は、SS信号線をLowレベルにしてスレーブ201に対して通信許可を通知する(図13のa)。その後、送信データ記憶部104に記憶されている第1バイトの値NULLを構成するLSB側の第1ビットの値を送信用のデータとしてMOSI信号線にセットしてから(図13のA)、SCK信号線をHighレベルにする(図13のB)。そして、MISO信号線に入力されているレベル(図13のbのレベル)を受信データ記憶部105における第1バイトのLSB側の第1ビット用の記憶領域に受信したデータとして記憶した後、SCK信号線をLowレベルにする(図13のC)。これらの動作により、マスター101から送信する第1バイトのデータのうちの第1ビットのデータを送信し(図13のA)、スレーブ201から送信される第1バイトのデータのうちの第1ビットのデータを受信する(図13のb)。
次に、送信データ記憶部104に記憶されている第1バイトの値NULLを構成するLSB側の第2ビットの値0を送信用のデータとしてMOSI信号線にセットしてから(図13のD)、SCK信号線をHighレベルにする(図13のE)。そして、MISO信号線に入力されているレベル(図13のdのレベル)を受信データ記憶部105における第1バイトのLSB側の第2ビット用の記憶領域に受信したデータとして記憶した後、SCK信号線をLowレベルにする(図7のF)。これらの動作により、マスター101から送信する第1バイトのデータのうちの第2ビットのデータを送信し(図13のD)、スレーブ201から送信される第1バイトのデータうちの第2ビットのデータを受信する(図13のd)。第3ビットから第8ビットも同様にして繰返して1バイト通信を終了する。2バイト目の送信データは、1バイト目で受信した、受信データ記憶部105に記憶されている第1バイトの値01Hである。これを送信データ記憶部104における第2バイト用の記憶領域に記憶する。その後、マスター101は、2バイト目のRDYの立ち下りエッジ(図13のe)の検知を待つ状態となる。
バイトのLSB側の第2ビット用の記憶領域に受信したデータとして記憶する。これらの動作により、マスター101から送信される第1バイトのデータのうちの第2ビットまでのデータ(図13のAとDのデータ)を受信し、スレーブ201から送信する第1バイトのデータのうちの第2ビットまでのデータ(図13のbとdのデータ)を送信する。第3ビットから第8ビットも同様にして繰返して1バイト通信を行なう。
マスター101からスレーブ201への送信データの3バイト目は、2バイト目でスレーブ201から受信し、送信データ記憶部104の第3バイト用の記憶領域に記憶した値00Hである。
マスター101は3バイトの通信後のRDYパルスの立ち下りエッジを検知すると(図13のf)、SS信号線をHighレベルにすることにより、通信終了および通信禁止をスレーブ201に通知する(図13のg)。
図14は、図13の通信で、マスター101からMOSI信号線で送信される送信データと、スレーブ201からMISO信号線で送信される送信データの内容となる。MOSIにおいては、第1バイトの値はNULL、第2バイトの値は01H、第3バイトの値は00H、であり、MISOにおいては、第1バイトの値は01H、第2バイトの値は00H、第3バイトの値は01H、である。
図15は、送信側として動作する場合のマスター101のフローチャートである。ステップS1は、送信データを送信データ記憶部104に格納する工程である。ステップS2は、タイマー109をクリアして時間カウントを開始する工程である。ステップS3は、SS信号線をLowレベルにすることにより、通信開始および通信許可をスレーブ201に通知する工程である。ステップS4は、タイマー109の時間カウントが通信タイムアウト時間を経過したかどうかの判定する工程である。通信タイムアウト時間は、スレーブ201がRDYパルスを出力したときのRDY信号線の立下りから、スレーブ201との間で1バイトの通信を経て、スレーブ201が再びRDYパルスを出力するまでの時間(図7のT1)よりも長い時間とする。
信タイムアウト時間か経過していない場合は、ステップS5へ移行する。ステップS5は、RDY信号線レベルの立下がりを判定する工程である。立下りでない場合はステップS4へ移行し、立下りである場合はステップS50へ移行する。ステップS50は、タイマー109の時間カウントをクリアする工程である。ステップS6は残りの送信データの有無を判定する工程である。全ての送信データを送信済みで、残り0バイトの場合は、ステップS9へ移行する。未送信の送信データが残っている場合は、ステップS7へ移行する。
スレーブ201は、SS信号線のLowレベルを検知してから、ステップS44の工程において、タイマー209をクリアして時間カウントを開始する。ステップS35は、RDYパルスを出力することにより、通信開始および1バイトの通信準備完了をマスター101へ通知する工程である。ステップ36は、タイマー209の時間カウントが通信タイムアウト時間を経過したかどうかの判定する工程である。通信タイムアウト時間は、1バイトの通信を経て、RDYパルスを出力後、マスター101からSCK信号線のクロックを入力するまでの時間(図7のT2)よりも長い時間とする。
通信タイムアウト時間か経過した場合は、マスター101からの応答が無いので通信エラーが発生したと判断し、ステップS41へ移行する。マスター101のステップS8で、照合結果がNGの場合、マスター101が通信を終了するので、マスター101からの応答が無くなり、通信タイムアウト時間か経過する。通信タイムアウト時間か経過していない場合は、ステップS37へ移行する。
ステップS37は、SCK信号線のクロック入力が発生しているかを判定する工程である。SCK信号線のクロック入力が発生している場合には、ステップS53へ移行する。マスター101がRDY信号線レベルの立下がりを検出してSCK信号線クロックを出力するまでの、SCK信号線のクロック入力が発生していない場合には、ステップS36へ移行する。ステップS53は、タイマー209の時間カウントをクリアする工程である。ステップS38は、SCK信号線のクロックに同期して、1バイトの通信を行なう工程である。
ステップS39は、残りの受信データの有無を判定する工程である。全ての受信データを受信済みの場合は、ステップS40へ移行する。未受信の受信データが残っている場合は、ステップS35へ移行する。ステップS40は、受信データ記憶部205に格納された受信データのうち、コマンドからデータまでをXORしたチェックサムの値と、最終受信バイトの値との照合結果を判定する工程である。2値が異なる場合はNGと判定し、受信データが不正な値であると判断し、ステップS41へ移行する。2値が等しい場合はOKと
判定し、正常であると判断し、ステップS42へ移行する。ステップS41は、受信データ記憶部205に格納された受信データをクリアする、エラー処理の工程である。ステップ42は、RDYパルスを出力することにより、通信終了および通信禁止をマスター101へ通知する工程である。ステップS43は、タイマー209をクリアして時間カウントを終了する工程である。
マスター101は、RDYパルスを検出して、このパルスをスレーブ201の通信準備完
了の信号、すなわち、スレーブ201の受信動作の実行を通知する信号(第1要求信号に対する応答)であると判断して、送信側として通信を開始する。以上の場合においても、マスター101あるいはスレーブ201が、送信開始後、1バイト目に受信したデータが、受信側であることを示す所定値である場合には、送信動作を継続し、受信側であることを示す所定値でない場合には、受信動作に切り替えるので、通信に失敗することなく、安定した通信が可能な同期式シリアル通信システムを実現可能である。
S信号線をLowレベルにして、送信データの通信を開始する。
101 マスター(メイン・マイクロコンピュータ)
102 ROM
103 RAM
104 送信データ記憶部
105 受信データ記憶部
106 計時部
107 表示部
108 入力部
109 タイマー
110 シリアル通信部
111 RDY入力端子
112 SS出力端子
113 SCK出力端子
114 MOSI出力端子
115 MISO入力端子
116 REQ入力端子
120 内部クロック発生部
200 従情報処理装置
201 スレーブ(サブ・マイクロコンピュータ)
202 ROM
203 RAM
204 送信データ記憶部
205 受信データ記憶部
206 計時部
207 外部通信部
208 送信保留データ記憶部
209 タイマー
210 シリアル通信部
211 RDY出力端子
212 SS入力端子
213 SCK入力端子
214 MOSI入力端子
215 MISO出力端子
216 REQ出力端子
220 内部クロック発生部
S1 送信データ準備工程
S2 タイマー開始工程
S3 SS信号線レベルLowセット工程
S4 タイムアウト判定
S5 RDY信号線立下り判定
S6 残り送信データ有無判定
S7 1バイト通信工程
S8 データ照合判定
S9 SS信号線レベルHighセット工程
S10 タイマー終了工程
S11 タイマー開始工程
S12 SS信号線レベルLowセット工程
S13 1バイト通信工程
S14 タイムアウト判定
S15 RDY信号線立下り判定
S16 残り受信データ有無判定
S17 チェックサム照合判定
S18 エラー処理工程
S19 SS信号線レベルHighセット工程
S20 タイマー終了工程
S21 送信データ準備工程
S22 タイマー開始工程
S23 RDYパルス出力工程
S24 タイムアウト判定
S25 SCK立上がり判定
S26 1バイト通信工程
S27 残り送信データ有無判定
S28 RDYパルス出力工程
S29 1バイト目判定
S30 データ照合判定
S31 1バイト目受信データのNULL照合判定
S32 受信切換工程
S34 タイマー終了工程
S44 タイマー開始工程
S35 RDYパルス出力工程
S36 タイムアウト判定
S37 SCK立上がり判定
S38 1バイト通信工程
S39 残り受信データ有無判定
S40 チェックサム照合判定
S41 エラー処理工程
S42 RDYパルス出力工程
S43 タイマー終了工程
S50 タイマークリア工程
S51 タイマークリア工程
S52 タイマークリア工程
S53 タイマークリア工程
S60 再送処理工程
S61 再送処理工程
Claims (5)
- 第1情報処理装置と第2情報処理装置と、
前記第1情報処理装置と前記第2情報処理装置との間でシリアル通信によりデータを送受信するための信号線とを有し、
前記第1及び前記第2情報処理装置との間で同期して通信するための同期信号を、前記第1又は前記第2情報処理装置が出力するシリアル通信システムであって、
前記第1情報処理装置は、前記第2情報処理装置にデータを送信する第1送信動作を開始する際に、前記第2情報処理装置に、前記第1情報処理装置から送信されたデータを受信をする第1受信動作の実行を要求する第1要求信号を出力し、
前記第2情報処理装置は、前記第1情報処理装置にデータを送信する第2送信動作を開始する際に、前記第1情報処理装置に、前記第2情報処理装置から送信されたデータを受信する第2受信動作の実行を要求する第2要求信号を出力し、
前記第1情報処理装置は、前記第2受信動作中に、前記第1送信動作で前記2情報処理装置へのデータの送信に用いる信号線を介して、予め定められたデータを送信し、
前記第2情報処理装置は、前記第2送信動作において、前記予め定められたデータを受信しない場合には、前記第2送信動作から前記第1受信動作に切替えることを特徴とするシリアル通信システム。 - 第1情報処理装置と第2情報処理装置と、
前記第1情報処理装置と前記第2情報処理装置との間でシリアル通信によりデータを送受信するための複数の信号線とを有し、
前記第1及び前記第2情報処理装置との間で同期して通信するための同期信号を、前記第1又は前記第2情報処理装置が出力するシリアル通信システムであって、
前記第1情報処理装置は、前記第2情報処理装置にデータを送信する第1送信動作を開始する際に、前記第2情報処理装置に、前記第1情報処理装置から送信されたデータを受信する第1受信動作の実行を要求する第1要求信号を出力し、
前記第2情報処理装置は、前記第1情報処理装置にデータを送信する第2送信動作を開始する際に、前記第1情報処理装置に、前記第2情報処理装置から送信されたデータを受信する第2受信動作の実行を要求する第2要求信号を出力し、
前記第1情報処理装置は、前記第1送信動作中に、該第1送信動作で前記2情報処理装置へのデータの送信に用いる信号線を介して、予め定められたデータを送信し、
前記第2情報処理装置は、前記第2送信動作において、前記予め定められたデータを受信した場合には、前記第2送信動作から前記第1受信動作に切替えることを特徴とするシリアル通信システム。 - 前記データを送受信するための信号線は、前記第1情報処理装置が前記第2情報処理装置に、前記第1要求信号を出力する第1信号線と、前記第2情報処理装置が前記第1情報処理装置に、前記第2要求信号を出力する第2信号線とを有し、
前記第2情報処理装置が、前記第1要求信号に対して、前記第2信号線から受信動作の実行を示す信号を送信し、前記第1情報処理装置が、前記第2信号線から、前記受信動作の実行を示す信号を受信することにより前記第1送信動作を実行するように構成するか、又は、
前記第1情報処理装置が、前記第2要求信号に対して、前記第1信号線から受信動作の実行を示す信号を送信し、前記第2情報処理装置が、前記第1信号線から、前記受信動作の実行を示す信号を受信することにより前記第2送信動作を実行するように構成することにより、
前記第1信号線と前記第2信号線の少なくともいずれかを、受信動作の実行を示す信号を送信する信号線と兼用したことを特徴とする請求項1又は2に記載のシリアル通信システム。 - 前記第2情報処理装置は、前記第1受信動作中に、前記第2送信動作で前記第1情報処理装置へのデータの送信に用いる信号線を介して、前記第1情報処理装置に所定のチェック用データを送信し、
前記第1情報処理装置は、前記第1送信動作中に、前記第2情報処理装置から、前記所定のチェック用データを受信することにより正常にデータが送信されたと判断し、前記所定のチェック用データを受信しない場合に正常にデータが送信されなかったと判断し、
前記第2情報処理装置は、前記第2送信動作から前記第1受信動作に切り替えたときに、前記第2送信動作で前記第1情報処理装置へのデータの送信に用いる信号線から、前記所定のチェック用データを送信することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のシリアル通信システム。 - 前記第1送信動作において送信されるデータが複数バイトのデータで構成され、
前記第2情報処理装置は、前記第1受信動作において、前記第1送信動作で送信される第2バイト以降のデータを受信する際に、前記第2送信動作で前記第1情報処理装置へのデータの送信に用いる信号線を介して、所定のチェック用のデータを送信し、
前記第1情報処理装置は、前記第1送信動作において、第2バイト以降のデータを送信する際に、該第2バイト以降のデータの送信とともに、前記第2情報処理装置から送信される前記チェック用データを受信し、
前記第2情報処理装置は、前記第2送信動作において、前記第1情報処理装置から送信される第1バイトのデータが、前記予め定められたデータではない場合に、前記第2送信動作から前記第1受信動作に切替えるとともに、該第1受信動作において、前記第1情報処理装置が前記第2バイト以降のデータを送信するときに、前記所定のチェック用データを送信することを特徴とする請求項1に記載のシリアル通信システム。
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