JP2014207512A - Transmission device, reception device, transmission apparatus, transmission method and reception method - Google Patents

Transmission device, reception device, transmission apparatus, transmission method and reception method Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve a problem in a conventional open collector type circuit or open drain type circuit in which when a period of a low voltage on a data line is long, the power consumption gets larger.SOLUTION: A transmission device 125 includes: a microcomputer 102 that generates a data signal having a transmission waveform in which a period of Low-voltage time is shorter than a period of High-voltage time, and a clock signal having a transmission waveform in which a first rising timing is a central timing of the High time of the data signal, and a first falling timing is a timing when the voltage of the data signal is a timing the voltage begins to lower from the High-time; a pull-up resistor 103 that pulls up the voltage of the data signal; a data transmitting transistor 105 that outputs the generated data signal to the data line; and a clock transmission CMOS transistor 106 the outputs the generated clock signal to the clock line.

Description

本発明は、オープンコレクタ型の回路またはオープンドレイン型の回路による有線通信を行う送信用デバイス、受信用デバイス、伝送装置、送信方法および受信方法に関するものである。   The present invention relates to a transmission device, a reception device, a transmission apparatus, a transmission method, and a reception method that perform wired communication using an open collector type circuit or an open drain type circuit.

伝送装置内のICなどのデバイス間または機器間を接続するためのインターフェースとして、主にオープンコレクタ(Open−Collector)型の回路またはオープンドレイン(Open−drain)型の回路による方式が用いられている。   As an interface for connecting devices such as ICs in the transmission apparatus or between devices, a system using an open collector (Open-Collector) type circuit or an open drain (Open-drain) type circuit is mainly used. .

その理由として、異なる電源電圧のIC間で通信する場合に電圧レベルの変換が容易であること、複数のICがバスライン(Bus Line)上に同時に信号を送信した場合でも過大な電流が流れる心配がないことなどが挙げられる。しかし、プルアップ抵抗を介して電流が流れるため、CMOS(Complementary Metal−Oxide Semiconductor)型の回路に比べて、消費電流が大きいというデメリットがある。   This is because voltage levels can be easily converted when communicating between ICs of different power supply voltages, and excessive current may flow even when a plurality of ICs transmit signals simultaneously on a bus line (Bus Line). There is no such thing. However, since current flows through the pull-up resistor, there is a demerit that current consumption is larger than that of a CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) type circuit.

このようなインターフェースの具体例の一つとして、I2C(Inter−Integrated Circuit)がある(例えば、特許文献1)。I2Cの構成の一例を、図1に示す。   One specific example of such an interface is I2C (Inter-Integrated Circuit) (for example, Patent Document 1). An example of the configuration of the I2C is shown in FIG.

I2Cは、電源ライン201と、データライン202(SDA,Serial DAta line)と、クロックライン203(SCL,Serial CLock line)と、2つのプルアップ抵抗204、205と、第一のデバイス206と、第二のデバイス207とから構成される。   The I2C includes a power line 201, a data line 202 (SDA, Serial Data line), a clock line 203 (SCL, Serial Clock line), two pull-up resistors 204 and 205, a first device 206, a first device 206, And a second device 207.

第一のデバイス206は、クロック入力バッファ208と、クロック出力トランジスタ209と、データ入力バッファ210と、データ出力トランジスタ211とから構成される。第二のデバイス207は、クロック入力バッファ212と、クロック出力トランジスタ213と、データ入力バッファ214と、データ出力トランジスタ215とから構成される。   The first device 206 includes a clock input buffer 208, a clock output transistor 209, a data input buffer 210, and a data output transistor 211. The second device 207 includes a clock input buffer 212, a clock output transistor 213, a data input buffer 214, and a data output transistor 215.

データライン202の電圧レベルがLowのときは、プルアップ抵抗204、205を介して電流が流れる。仮に、プルアップ抵抗の値を大きくすると電流は小さくなるが、プルアップ抵抗は伝送速度とバスラインの静電容量とから決定されるので、電流を自由に変更することはできない。   When the voltage level of the data line 202 is Low, a current flows through the pull-up resistors 204 and 205. If the value of the pull-up resistor is increased, the current decreases. However, since the pull-up resistor is determined from the transmission speed and the capacitance of the bus line, the current cannot be freely changed.

I2Cのトランジスタおよびプルアップ抵抗の等価回路を、図2および図3に示す。図2(図3)は、電源ライン301(401)と、プルアップ抵抗302(402)と、トランジスタ303(403)と、トランジスタ内部抵抗304(404)と、スイッチ305(405)と、コンデンサ306(406)と、から構成されている。   An equivalent circuit of an I2C transistor and a pull-up resistor is shown in FIGS. 2 (FIG. 3) shows a power supply line 301 (401), a pull-up resistor 302 (402), a transistor 303 (403), a transistor internal resistor 304 (404), a switch 305 (405), and a capacitor 306. (406).

ここで、トランジスタ303は、内部抵抗304とスイッチ305とを直列につないだ等価回路として表現される。トランジスタ303は、図1におけるクロック出力トランジスタ209、213、データ出力トランジスタ211、215に相当する。コンデンサ306はバスラインの静電容量を表す。   Here, the transistor 303 is expressed as an equivalent circuit in which an internal resistor 304 and a switch 305 are connected in series. The transistor 303 corresponds to the clock output transistors 209 and 213 and the data output transistors 211 and 215 in FIG. Capacitor 306 represents the capacitance of the bus line.

図2は、スイッチ305がONされた瞬間の遷移状態を表しており、放電電流307はコンデンサ306が放電する際に流れる電流を表している。   FIG. 2 shows the transition state at the moment when the switch 305 is turned on, and the discharge current 307 shows the current that flows when the capacitor 306 is discharged.

一方、図3は、スイッチ405がOFFされた瞬間の遷移状態を表しており、放電電流407はコンデンサ306が充電される際に流れる電流を表している。図3のその他の箇所は、図2と同様である。   On the other hand, FIG. 3 shows the transition state at the moment when the switch 405 is turned off, and the discharge current 407 shows the current that flows when the capacitor 306 is charged. Other portions of FIG. 3 are the same as those of FIG.

以下、プルアップ抵抗を10kΩ、トランジスタ内部抵抗100Ω、コンデンサを0.01uF、電源電圧を3(V)とした場合について、具体的に説明する。   Hereinafter, the case where the pull-up resistor is 10 kΩ, the transistor internal resistance is 100Ω, the capacitor is 0.01 uF, and the power supply voltage is 3 (V) will be described in detail.

図2では、トランジスタ303の内部抵抗304を介してコンデンサ306の放電が行われるので、時定数は100(Ω)×0.01(uF)=1(usec)となる。一方、図3では、プルアップ抵抗402を介してコンデンサ406の充電が行われるので、時定数は10(kΩ)×0.01(uF)=100(usec)となる。   In FIG. 2, since the capacitor 306 is discharged through the internal resistance 304 of the transistor 303, the time constant is 100 (Ω) × 0.01 (uF) = 1 (usec). On the other hand, in FIG. 3, since the capacitor 406 is charged through the pull-up resistor 402, the time constant is 10 (kΩ) × 0.01 (uF) = 100 (usec).

よって、図3の場合は、図2の場合に比べて100倍の時定数になっており、放電に比べて充電のほうが遅いことが分かる。   Therefore, in the case of FIG. 3, the time constant is 100 times that of FIG. 2, and it can be seen that charging is slower than discharging.

図2のスイッチ305(または図3のスイッチ405)が所定の周期(ここでは400(usec))でON/OFFを繰り返した時の伝送波形(コンデンサ306(またはコンデンサ406)の両端の電圧波形)および消費電流波形の一例を、図4に示す。図4に示されるように、スイッチがONとなる時間とOFFとなる時間は同じ長さである。   Transmission waveform (voltage waveform at both ends of capacitor 306 (or capacitor 406)) when switch 305 in FIG. 2 (or switch 405 in FIG. 3) repeats ON / OFF in a predetermined cycle (here, 400 (usec)) An example of the consumption current waveform is shown in FIG. As shown in FIG. 4, the time when the switch is turned on and the time when it is turned off are the same length.

プルアップ抵抗の値が大きくなると時定数がより大きくなり、その結果、伝送波形の立上りの波形がよりなだらかになる。そのため、伝送波形の明確な立上りが得られず、受信装置においてHighレベルを見過ごしてしまう可能性がある。   As the value of the pull-up resistor increases, the time constant increases, and as a result, the rising waveform of the transmission waveform becomes smoother. Therefore, a clear rise of the transmission waveform cannot be obtained, and there is a possibility that the high level is overlooked in the receiving apparatus.

この課題を解決する方法として、伝送波形が充分に立上るまでの時間(伝送波形におけるHighレベルの時間)を確保するために、スイッチの切替周期をより長く(図4の場合は400usecより長く)することで、受信装置において、伝送波形のHighレベルとLowレベルとをより正確に見分けることができる。   As a method for solving this problem, in order to secure a time until the transmission waveform sufficiently rises (high level time in the transmission waveform), the switch switching period is longer (in the case of FIG. 4, longer than 400 usec). By doing so, the high level and the low level of the transmission waveform can be distinguished more accurately in the receiving apparatus.

特開2010−39803号公報JP 2010-39803 A

しかしながら、従来のオープンコレクタ型の回路またはオープンドレイン型の回路は、データラインの電圧レベルがLowのとき、プルアップ抵抗を介して電流が流れる。そのため、スイッチの切替周期が長いほど電圧レベルがLowとなる時間(伝送波形におけるLowレベルの時間)が長くなり、電流(に伴う電力)の消費がより大きくなるという課題がある。   However, in the conventional open collector type circuit or open drain type circuit, current flows through the pull-up resistor when the voltage level of the data line is low. Therefore, there is a problem that the longer the switching period of the switch, the longer the time for which the voltage level becomes Low (the time of the Low level in the transmission waveform), and the greater the consumption of electric current (according to power).

本発明の目的は、データ波形のHighレベルになっている時間(High時間)を変えずに、オープンコレクタ型の回路またはオープンドレイン型の回路における消費電流を低減することである。   An object of the present invention is to reduce current consumption in an open collector type circuit or an open drain type circuit without changing the time (High time) when the data waveform is at a high level.

送信用デバイスは、電圧がLowであるLow時間の長さが、電圧がHighであるH
igh時間の長さより短い伝送波形を有するデータ信号と、第一の立上りタイミングが前記データ信号のHigh時間の中心のタイミングであり、かつ、第一の立下りタイミングが前記データ信号の電圧が前記High時間からLowへ下がり始めるタイミングである伝送波形を有するクロック信号と、を生成するマイコンと、前記データ信号の電圧をプルアップさせるプルアップ抵抗と、前記生成されたデータ信号をデータラインへ出力するデータ送信用トランジスタと、前記生成されたクロック信号をクロックラインへ出力するクロック送信用CMOS型トランジスタと、を含む。
The transmitting device is configured such that the length of Low time when the voltage is Low is H and the voltage is High.
A data signal having a transmission waveform shorter than the length of the high time, the first rising timing is a timing at the center of the high time of the data signal, and the first falling timing is the voltage of the data signal. A microcomputer that generates a clock signal having a transmission waveform that begins to fall from time to Low, a pull-up resistor that pulls up the voltage of the data signal, and data that outputs the generated data signal to a data line A transmission transistor; and a clock transmission CMOS transistor for outputting the generated clock signal to a clock line.

受信用デバイスは、電圧がLowであるLow時間の長さが、電圧がHighであるHigh時間の長さより短い伝送波形を有するデータ信号と、第一の立上りタイミングが前記データ信号のHigh時間の中心のタイミングであり、かつ、第一の立下りタイミングが前記データ信号の電圧が前記High時間からLowへ下がり始めるタイミングである伝送波形を有するクロック信号と、を受信する受信部と、受信された前記クロック信号に基づいて、受信された前記データ信号を復号するマイコンと、を含む。   The receiving device includes a data signal having a transmission waveform in which the length of the low time when the voltage is low is shorter than the length of the high time when the voltage is high, and the first rising timing is the center of the high time of the data signal And a clock signal having a transmission waveform in which the first falling timing is a timing at which the voltage of the data signal starts to fall from the High time to Low, and the received unit And a microcomputer that decodes the received data signal based on a clock signal.

本発明により、データ波形のHigh時間を変えずに、オープンコレクタ型の回路またはオープンドレイン型の回路における消費電流を低減することができる。   According to the present invention, current consumption in an open collector type circuit or an open drain type circuit can be reduced without changing the high time of the data waveform.

I2Cの構成の一例を示す図The figure which shows an example of a structure of I2C スイッチ305がONの場合におけるI2Cのトランジスタおよびプルアップ抵抗の等価回路図Equivalent circuit diagram of I2C transistor and pull-up resistor when switch 305 is ON スイッチ405がOFFの場合におけるI2Cのトランジスタおよびプルアップ抵抗の等価回路図Equivalent circuit diagram of I2C transistor and pull-up resistor when switch 405 is OFF スイッチが所定の周期でON/OFFを繰り返した時の伝送波形および消費電流波形の一例を示す図The figure which shows an example of the transmission waveform and consumption current waveform when a switch repeats ON / OFF with a predetermined period 本発明の第一の実施の形態における送信用デバイスおよび受信用デバイスの基本構成を示す図The figure which shows the basic composition of the device for transmission and the device for reception in 1st embodiment of this invention 本発明の第一の実施の形態における伝送装置の構成を示す図The figure which shows the structure of the transmission apparatus in 1st embodiment of this invention. Low時間がHigh時間よりも短い場合の伝送波形および消費電流波形の一例を示す図The figure which shows an example of the transmission waveform and consumption current waveform when Low time is shorter than High time 本発明の第一の実施の形態における伝送装置の伝送波形の一例を示す図The figure which shows an example of the transmission waveform of the transmission apparatus in 1st embodiment of this invention 調歩同期方式を用いた通信回路の構成の一例を示す図The figure which shows an example of a structure of the communication circuit using an asynchronous process 調歩同期方法を用いた通信で用いられるデータフレームフォーマットの一例を示す図The figure which shows an example of the data frame format used by the communication using an asynchronous method 本発明の第二の実施の形態における伝送装置の伝送波形の一例を示す図The figure which shows an example of the transmission waveform of the transmission apparatus in 2nd embodiment of this invention 本発明の第二の実施の形態における送信用デバイスおよび受信用デバイスの基本構成を示す図The figure which shows the basic composition of the device for transmission in 2nd embodiment of this invention, and the device for reception 本発明の第二の実施の形態における伝送装置の構成を示す図The figure which shows the structure of the transmission apparatus in 2nd embodiment of this invention. 伝送波形を小部分に分割した様子を示す図Diagram showing the transmission waveform divided into small parts 本発明の第二の実施の形態における復号アルゴリズムのフローチャート図The flowchart figure of the decoding algorithm in 2nd embodiment of this invention 機器間でバスラインを用いて通信を行うオープンコレクタ型の回路によって構成された伝送装置の一例を示す図The figure which shows an example of the transmission apparatus comprised by the circuit of the open collector type which communicates using a bus line between apparatuses.

本発明の送信用デバイスは、電圧がLowであるLow時間の長さが、電圧がHighであるHigh時間の長さより短い伝送波形を有するデータ信号と、第一の立上りタイミングがデータ信号のHigh時間の中心のタイミングであり、かつ、第一の立下りタイミングがデータ信号の電圧がHigh時間からLowへ下がり始めるタイミングである伝送
波形を有するクロック信号と、を生成するマイコンと、データ信号の電圧をプルアップさせるプルアップ抵抗と、生成されたデータ信号をデータラインへ出力するデータ送信用トランジスタと、生成されたクロック信号をクロックラインへ出力するクロック送信用CMOS型トランジスタと、を含む。
The transmitting device according to the present invention includes a data signal having a transmission waveform in which the length of the low time when the voltage is low is shorter than the length of the high time when the voltage is high, and the first rising timing is the high time of the data signal And a microcomputer that generates a clock signal having a transmission waveform in which the first falling timing is a timing at which the voltage of the data signal starts to fall from High time to Low, and a voltage of the data signal A pull-up resistor for pulling up, a data transmission transistor for outputting the generated data signal to the data line, and a clock transmission CMOS transistor for outputting the generated clock signal to the clock line are included.

本発明の送信用デバイスにより、データ波形のHigh時間を変えずに、オープンコレクタ型の回路またはオープンドレイン型の回路における消費電流を低減することができる。   With the transmission device of the present invention, current consumption in an open collector type circuit or an open drain type circuit can be reduced without changing the high time of the data waveform.

本発明の送信用デバイスにおいて、クロック信号は、第二の立上りタイミングがデータ信号のLow時間の中心のタイミングであり、第二の立下りタイミングがデータ信号の電圧がLow時間からHighへ上がり始めるタイミングである伝送波形を有する、としてもよい。   In the transmitting device of the present invention, the clock signal has a second rising timing at the center of the low time of the data signal, and a second falling timing is the timing at which the voltage of the data signal starts to rise from the low time to high. It is good also as having the transmission waveform which is.

これにより、第1の発明による効果に加え、HighレベルからLowレベルに変化する立下り時間が短いので、Low時間をHigh時間より短くしても、データを取り込む(言い換えれば、受信装置において伝送波形のLowレベルを見分ける)のに必要な時間を確保することができるため、データを取り込む際の誤りを抑制することができる。   As a result, in addition to the effect of the first invention, the falling time for changing from the High level to the Low level is short, so even if the Low time is shorter than the High time, the data is captured (in other words, the transmission waveform in the receiving device). The time required to distinguish the low level) can be ensured, and therefore errors during data capture can be suppressed.

本発明の伝送装置は、本発明の送信用デバイスを有する第一の機器と、第一の機器から送信されたデータ信号を受信する受信部およびマイコンを含む受信用デバイスを有する第二の機器と、を含む。   The transmission apparatus of the present invention includes a first device having the transmitting device of the present invention, a second device having a receiving device including a receiving unit and a microcomputer for receiving a data signal transmitted from the first device, and ,including.

本発明の伝送装置により、データ波形のHigh時間を変えずに、オープンコレクタ型の回路またはオープンドレイン型の回路を用いた伝送装置における消費電流を低減することができる。   With the transmission device of the present invention, current consumption in a transmission device using an open collector type circuit or an open drain type circuit can be reduced without changing the High time of the data waveform.

本発明の受信用デバイスは、電圧がLowであるLow時間の長さが、電圧がHighであるHigh時間の長さより短い伝送波形を有するデータ信号と、第一の立上りタイミングがデータ信号のHigh時間の中心のタイミングであり、かつ、第一の立下りタイミングがデータ信号の電圧がHigh時間からLowへ下がり始めるタイミングである伝送波形を有するクロック信号と、を受信する受信部と、受信されたクロック信号に基づいて、受信されたデータ信号を復号するマイコンと、を含む。   The receiving device of the present invention includes a data signal having a transmission waveform in which the length of the low time when the voltage is low is shorter than the length of the high time when the voltage is high, and the first rising timing is the high time of the data signal A receiving unit for receiving a clock signal having a transmission waveform at which the first falling timing is a timing at which the voltage of the data signal starts to fall from High time to Low, and a received clock And a microcomputer for decoding the received data signal based on the signal.

本発明の受信用デバイスにより、データ波形のHigh時間を変えずに、オープンコレクタ型の回路またはオープンドレイン型の回路における消費電流を低減することができる。   With the receiving device of the present invention, current consumption in an open collector circuit or an open drain circuit can be reduced without changing the high time of the data waveform.

本発明の送信用デバイスは、1つのデータフレームフォーマットの長さがLのとき、電圧がLowであるLow時間の長さが、電圧がHighであるHigh時間の長さのL分の1以下である伝送波形を有するデータ信号を生成するマイコンと、データ信号の電圧をプルアップさせるプルアップ抵抗と、生成されたデータ信号をデータラインへ出力するデータ送信用トランジスタと、を含む。   In the transmitting device of the present invention, when the length of one data frame format is L, the length of the Low time when the voltage is Low is equal to or less than 1 / L of the length of the High time when the voltage is High. A microcomputer that generates a data signal having a certain transmission waveform, a pull-up resistor that pulls up the voltage of the data signal, and a data transmission transistor that outputs the generated data signal to a data line are included.

本発明の送信用デバイスにより、クロックラインが不要となるためケーブルなどの接続の手間を削減することができると共に、データ波形のHigh時間を変えずに、オープンコレクタ型の回路またはオープンドレイン型の回路における消費電流を低減することができる。   The transmission device of the present invention eliminates the need for a clock line, so that it is possible to reduce the time and labor of connecting cables and the like, and an open collector circuit or an open drain circuit without changing the high time of the data waveform. The current consumption in can be reduced.

本発明の受信用デバイスは、1つのデータフレームフォーマットの長さがLのとき、電
圧がLowであるLow時間の長さが、電圧がHighであるHigh時間の長さのL分の1以下である伝送波形を有するデータ信号を受信する受信部と、伝送波形の立下りタイミングに基づいて、受信されたデータ信号の伝送波形を複数の小部分に分割し、分割された複数の小部分毎に第一処理と第二処理とを行い、第一処理は、小部分の時間を小部分に含まれるHigh時間で割って得られた商の小数点以下を切り捨てた値を小部分に含まれるHigh時間中のビット数として算出し、小部分の時間を小部分に含まれるHigh時間で割って得られた余りMをさらに小部分に含まれるLow時間で割って得られた商を四捨五入した値を小部分に含まれるLow時間中のビット数として算出する処理であり、第二処理は、Low時間中のビット数個の“0”を出力し、引き続き、High時間中のビット数個の“1”を出力する処理であり、第一処理と第二処理とを複数の小部分の数分繰り返し行って出力された“0”および“1”を1つのデータフレームのデジタルデータとして出力するマイコンと、を含む。
In the receiving device of the present invention, when the length of one data frame format is L, the length of the Low time when the voltage is Low is less than 1 / L of the length of the High time when the voltage is High. A reception unit that receives a data signal having a certain transmission waveform, and a transmission waveform of the received data signal is divided into a plurality of small parts based on the falling timing of the transmission waveform, and each of the divided small parts The first process and the second process are performed, and the first process includes a high time included in the small part, which is a value obtained by dividing the time of the small part by the high time included in the small part and rounded down the decimal point of the quotient. The value obtained by dividing the quotient obtained by dividing the remainder M obtained by dividing the time of the small part by the High time included in the small part by the Low time included in the small part is calculated as the number of bits in the middle Included in the part This is a process of calculating the number of bits during the Low time. The second process is a process of outputting “0” s of the bits during the Low time and subsequently outputting “1” s of the bits during the High time. And a microcomputer that outputs “0” and “1”, which are output by repeatedly performing the first process and the second process as many as a plurality of small parts, as digital data of one data frame.

本発明の受信用デバイスにより、クロックラインが不要となるためケーブルなどの接続の手間を削減することができると共に、データ波形のHigh時間を変えずに、オープンコレクタ型の回路またはオープンドレイン型の回路における消費電流を低減することができる。また、時間の長さが異なるLow時間とHigh時間がランダムな順に混在する伝送波形を有するデータ信号から、データを正しく復号することができる。   The receiving device of the present invention eliminates the need for a clock line, so that it is possible to reduce the time and labor of connecting cables and the like, and an open collector type circuit or an open drain type circuit without changing the high time of the data waveform. The current consumption in can be reduced. In addition, data can be correctly decoded from a data signal having a transmission waveform in which Low time and High time having different lengths of time are mixed in random order.

本発明の伝送装置は、本発明の送信用デバイスを有する第一の機器と、本発明の受信用デバイスを有する第二の機器と、を含む。   The transmission apparatus of the present invention includes a first device having the transmitting device of the present invention and a second device having the receiving device of the present invention.

本発明の伝送装置により、クロックラインが不要となるためケーブルなどの接続の手間を削減することができると共に、データ波形のHigh時間を変えずに、オープンコレクタ型の回路またはオープンドレイン型の回路を用いた伝送装置における消費電流を低減することができる。また、時間の長さが異なるLow時間とHigh時間がランダムな順に混在する伝送波形を有するデータ信号から、データを正しく復号することができる。   The transmission device of the present invention eliminates the need for a clock line, so that it is possible to reduce the trouble of connecting cables and the like, and an open collector type circuit or an open drain type circuit can be obtained without changing the high time of the data waveform. Current consumption in the used transmission apparatus can be reduced. In addition, data can be correctly decoded from a data signal having a transmission waveform in which Low time and High time having different lengths of time are mixed in random order.

本発明の送信方法は、電圧がLowであるLow時間の長さが、電圧がHighであるHigh時間の長さより短い伝送波形を有するデータ信号と、第一の立上りタイミングが前記データ信号のHigh時間の中心のタイミングであり、かつ、第一の立下りタイミングがデータ信号の電圧がHigh時間からLowへ下がり始めるタイミングである伝送波形を有するクロック信号と、を生成し、生成されたデータ信号をデータラインへ出力し、生成されたクロック信号をCMOS型トランジスタを介してクロックラインへ出力する、方法である。   The transmission method of the present invention includes a data signal having a transmission waveform in which the length of Low time when the voltage is Low is shorter than the length of High time when the voltage is High, and the first rising timing is the High time of the data signal And a clock signal having a transmission waveform in which the first falling timing is a timing at which the voltage of the data signal starts to fall from High time to Low, and the generated data signal is used as data. This is a method of outputting to a line and outputting the generated clock signal to the clock line via a CMOS type transistor.

本発明の送信方法により、データ波形のHigh時間を変えずに、オープンコレクタ型の回路またはオープンドレイン型の回路における消費電流を低減することができる。   With the transmission method of the present invention, current consumption in an open collector type circuit or an open drain type circuit can be reduced without changing the high time of the data waveform.

本発明の受信方法は、電圧がLowであるLow時間の長さが、電圧がHighであるHigh時間の長さより短い伝送波形を有するデータ信号と、第一の立上りタイミングがデータ信号のHigh時間の中心のタイミングであり、かつ、第一の立下りタイミングがデータ信号の電圧がHigh時間からLowへ下がり始めるタイミングである伝送波形を有するクロック信号と、を受信し、受信されたクロック信号に基づいて、受信されたデータ信号を復号する、方法である。   According to the receiving method of the present invention, a data signal having a transmission waveform in which the length of the low time when the voltage is low is shorter than the length of the high time when the voltage is high, and the first rising timing is the high time of the data signal And a clock signal having a transmission waveform in which the first falling timing is a timing at which the voltage of the data signal starts to fall from High time to Low, and based on the received clock signal A method of decoding a received data signal.

本発明の受信方法により、データ波形のHigh時間を変えずに、オープンコレクタ型の回路またはオープンドレイン型の回路における消費電流を低減することができる。   With the reception method of the present invention, current consumption in an open collector circuit or an open drain circuit can be reduced without changing the high time of the data waveform.

本発明の送信方法は、1つのデータフレームフォーマットの長さがLのとき、電圧がL
owであるLow時間の長さが、電圧がHighであるHigh時間の長さのL分の1以下である伝送波形を有するデータ信号を生成し、生成されたデータ信号をデータラインへ出力する、方法である。
In the transmission method of the present invention, when the length of one data frame format is L, the voltage is L
generating a data signal having a transmission waveform in which the length of the low time being ow is 1 / L or less of the length of the high time being high in voltage, and outputting the generated data signal to the data line; Is the method.

本発明の送信方法より、クロックラインが不要となるためケーブルなどの接続の手間を削減することができると共に、データ波形のHigh時間を変えずに、オープンコレクタ型の回路またはオープンドレイン型の回路における消費電流を低減することができる。   The transmission method of the present invention eliminates the need for a clock line, so that it is possible to reduce the time and labor of connecting cables and the like in an open collector circuit or an open drain circuit without changing the high time of the data waveform. Current consumption can be reduced.

本発明の受信方法は、1つのデータフレームフォーマットの長さがLのとき、電圧がLowであるLow時間の長さが、電圧がHighであるHigh時間の長さのL分の1以下である伝送波形を有するデータ信号を受信し、伝送波形の立下りタイミングに基づいて、受信されたデータ信号の伝送波形を複数の小部分に分割し、分割された複数の小部分毎に第一処理と第二処理とを行い、第一処理は、小部分の時間を小部分に含まれるHigh時間で割って得られた商の小数点以下を切り捨てた値を小部分に含まれるHigh時間中のビット数として算出し、小部分の時間を小部分に含まれるHigh時間で割って得られた余りMをさらに小部分に含まれるLow時間で割って得られた商を四捨五入した値を小部分に含まれるLow時間中のビット数として算出する処理であり、第二処理は、Low時間中のビット数個の“0”を出力し、引き続き、High時間中のビット数個の“1”を出力する処理であり、第一処理と第二処理とを複数の小部分の数分繰り返し行って出力された“0”および“1”を1つのデータフレームのデジタルデータとして出力する、方法である。   In the receiving method of the present invention, when the length of one data frame format is L, the length of the Low time when the voltage is Low is equal to or less than 1 / L of the length of the High time when the voltage is High. A data signal having a transmission waveform is received, the transmission waveform of the received data signal is divided into a plurality of small parts based on the falling timing of the transmission waveform, and the first processing is performed for each of the divided plurality of small parts. The second process is performed, and the first process is the number of bits in the high time included in the small part obtained by dividing the value of the quotient obtained by dividing the time of the small part by the high time included in the small part. And the remainder obtained by dividing the time of the small part by the High time included in the small part and the quotient obtained by dividing the remainder M by the Low time included in the small part is included in the small part. During Low time The second process is a process of outputting “0” of the number of bits during the Low time, and subsequently outputting “1” of the number of bits during the High time. In this method, “0” and “1” output by repeatedly performing the first process and the second process for several small portions are output as digital data of one data frame.

本発明の受信方法により、クロックラインが不要となるためケーブルなどの接続の手間を削減することができると共に、データ波形のHigh時間を変えずに、オープンコレクタ型の回路またはオープンドレイン型の回路における消費電流を低減することができる。また、時間の長さが異なるLow時間とHigh時間がランダムな順に混在する伝送波形を有するデータ信号から、データを正しく復号することができる。   The receiving method of the present invention eliminates the need for a clock line, so that it is possible to reduce the time and labor of connecting a cable and the like in an open collector type circuit or an open drain type circuit without changing the high time of the data waveform. Current consumption can be reduced. In addition, data can be correctly decoded from a data signal having a transmission waveform in which Low time and High time having different lengths of time are mixed in random order.

以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。尚、この実施の形態によって本発明が限定されるものではなく、同様の分野における類似の用語または類似の描写を用いて表現することが可能であることは、当業者において容易に理解されるであろう。
(実施の形態1)
図5は、本発明の第一の実施の形態における送信用デバイスおよび受信用デバイスの基本構成を示す図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. It should be noted that the present invention is not limited by this embodiment, and those skilled in the art can easily understand that it can be expressed using similar terms or similar descriptions in the same field. I will.
(Embodiment 1)
FIG. 5 is a diagram showing a basic configuration of the transmitting device and the receiving device in the first embodiment of the present invention.

図5に示される送信用デバイス125は、電圧がLowであるLow時間の長さが、電圧がHighであるHigh時間の長さより短い伝送波形を有するデータ信号と、第一の立上りタイミングがデータ信号のHigh時間の中心のタイミングであり、かつ、第一の立下りタイミングがデータ信号の電圧がHigh時間からLowへ下がり始めるタイミングである伝送波形を有するクロック信号と、を生成するマイコン102と、データ信号の電圧をプルアップさせるプルアップ抵抗103と、生成されたデータ信号をデータラインへ出力するデータ送信用トランジスタ105と、生成されたクロック信号をクロックラインへ出力するクロック送信用CMOS型トランジスタ106と、を含む。   The transmitting device 125 shown in FIG. 5 includes a data signal having a transmission waveform in which the length of Low time when the voltage is Low is shorter than the length of High time where the voltage is High, and the first rising timing is the data signal. A microcomputer 102 that generates a clock signal having a transmission waveform that is a timing at the center of the high time and a first falling timing is a timing at which the voltage of the data signal starts to fall from the high time to low, and data A pull-up resistor 103 that pulls up the voltage of the signal; a data transmission transistor 105 that outputs the generated data signal to the data line; and a clock transmission CMOS transistor 106 that outputs the generated clock signal to the clock line; ,including.

図5に示される受信用デバイス126は、電圧がLowであるLow時間の長さが、電圧がHighであるHigh時間の長さより短い伝送波形を有するデータ信号と、第一の立上りタイミングがデータ信号のHigh時間の中心のタイミングであり、かつ、第一の立下りタイミングがデータ信号の電圧がHigh時間からLowへ下がり始めるタイミングである伝送波形を有するクロック信号と、を受信する受信部115と、受信されたクロック信号に基づいて、受信されたデータ信号を復号するマイコン114と、を含む。   The receiving device 126 shown in FIG. 5 includes a data signal having a transmission waveform in which the length of Low time when the voltage is Low is shorter than the length of High time when the voltage is High, and the first rising timing is the data signal. A receiving unit 115 for receiving a clock signal having a transmission waveform that is a timing at the center of the high time and a first falling timing is a timing at which the voltage of the data signal starts to fall from the high time to low, And a microcomputer 114 that decodes the received data signal based on the received clock signal.

これらの構成により、データ波形のHigh時間を変えずに、オープンコレクタ型の回路またはオープンドレイン型の回路における消費電流を低減することができる。   With these structures, current consumption in an open collector circuit or an open drain circuit can be reduced without changing the High time of the data waveform.

図6は、本発明の第一の実施の形態における伝送装置の構成を示す図である。図6に示されるように、本発明の伝送装置は、送信用デバイス125を有する第一の機器101と、受信用デバイス126を有する第二の機器113とを含む。そして、第一の機器101と第二の機器113は、データラインに相当するデータ信号ケーブル122と、クロックラインに相当するクロック信号ケーブル123と、グランドラインに相当するグランドケーブル124とから接続される。   FIG. 6 is a diagram illustrating the configuration of the transmission apparatus according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, the transmission apparatus of the present invention includes a first device 101 having a transmitting device 125 and a second device 113 having a receiving device 126. The first device 101 and the second device 113 are connected from a data signal cable 122 corresponding to a data line, a clock signal cable 123 corresponding to a clock line, and a ground cable 124 corresponding to a ground line. .

第一の機器101は、マイコン102と、データラインのプルアップ抵抗103と、電源ライン104と、データ送信用トランジスタ105と、クロック送信用CMOS型トランジスタ106と、データライン107と、クロックライン108と、グランドライン109と、データコネクタ110と、クロックコネクタ111と、グランドコネクタ112とから構成される。   The first device 101 includes a microcomputer 102, a data line pull-up resistor 103, a power line 104, a data transmission transistor 105, a clock transmission CMOS transistor 106, a data line 107, and a clock line 108. , A ground line 109, a data connector 110, a clock connector 111, and a ground connector 112.

第二の機器113は、マイコン114と、受信部115と、データライン116と、クロックライン117と、グランドライン118と、データコネクタ119と、クロックコネクタ120と、グランドコネクタ121とから構成される。   The second device 113 includes a microcomputer 114, a receiving unit 115, a data line 116, a clock line 117, a ground line 118, a data connector 119, a clock connector 120, and a ground connector 121.

図7に、Low時間がHigh時間よりも短い場合の伝送波形および消費電流波形の一例を示す。通常、プルアップ抵抗に比べてトランジスタの内部抵抗は小さいため、図7に示されるように、伝送波形の立下り時間は、立上り時間に比べて短い。また、オープンコレクタ型の回路またはオープンドレイン型の回路において消費電流が大きいのは、プルアップ抵抗を介して電流が流れるLow時間の間だけである。これらを考慮し、High時間は変えずにLow時間だけを短くすることで、消費電流を低減することができる。   FIG. 7 shows an example of a transmission waveform and a consumption current waveform when the Low time is shorter than the High time. Since the internal resistance of the transistor is usually smaller than that of the pull-up resistor, the fall time of the transmission waveform is shorter than the rise time as shown in FIG. In the open collector type circuit or the open drain type circuit, the current consumption is large only during the low time during which the current flows through the pull-up resistor. Considering these, the current consumption can be reduced by shortening only the Low time without changing the High time.

また、HighレベルからLowレベルに変化する立下り時間が短いので、Low時間をHigh時間より短くしても、データを取り込む(言い換えれば、受信装置において伝送波形のLowレベルを見分ける)のに必要な時間を確保することができるため、データを取り込む際の誤りを抑制することができる。   Also, since the fall time for changing from the High level to the Low level is short, even if the Low time is shorter than the High time, it is necessary to capture data (in other words, to identify the Low level of the transmission waveform in the receiving device). Since time can be ensured, errors in capturing data can be suppressed.

データ信号とタイミング信号(ここではクロック信号)とを送信する伝送装置に、Low時間をHigh時間より短くする上記の方法を適用した場合、データ信号のLow時間中にクロック信号の立下りを生じさせなければならない。   When the above method for reducing the Low time to be shorter than the High time is applied to the transmission apparatus that transmits the data signal and the timing signal (here, the clock signal), the falling of the clock signal is caused during the Low time of the data signal. There must be.

そのために、クロック信号用の回路は、伝送波形の立上りの時定数が大きいオープンコレクタ型の回路またはオープンドレイン型の回路ではなく、CMOS型の回路にする。図5および図6においては、CMOS型のクロック送信用トランジスタとして、クロック送信用CMOS型トランジスタ106を備えている。   Therefore, the clock signal circuit is not an open collector type circuit or an open drain type circuit having a large time constant for rising of the transmission waveform, but a CMOS type circuit. 5 and 6, a clock transmission CMOS transistor 106 is provided as a CMOS type clock transmission transistor.

図8に、本発明の第一の実施の形態における伝送装置の伝送波形の一例を示す。図8に示されるように、マイコン102は、Low時間がHigh時間より短いデータ信号を発生する。そして、発生したデータ信号は、データコネクタ110を介して第二の機器113へ送信される。   FIG. 8 shows an example of a transmission waveform of the transmission device according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, the microcomputer 102 generates a data signal whose Low time is shorter than the High time. Then, the generated data signal is transmitted to the second device 113 via the data connector 110.

マイコン102は、クロック信号の立上りタイミングがデータ信号の各ビットの中心となるクロック信号を発生する。より詳細には、図8に示されるように、マイコン102は、第一の立上りタイミングがデータ信号のHigh時間の中心のタイミングであり、かつ
、第一の立下りタイミングがデータ信号の電圧がHigh時間からLowへ下がり始めるタイミングである伝送波形を有するクロック信号を発生する。
The microcomputer 102 generates a clock signal whose rising timing is the center of each bit of the data signal. More specifically, as shown in FIG. 8, the microcomputer 102 determines that the first rising timing is the timing at the center of the high time of the data signal, and the first falling timing is the voltage of the data signal being high. A clock signal having a transmission waveform that is a timing at which the time starts to fall from time to low is generated.

また、クロック信号は、第二の立上りタイミングがデータ信号のLow時間の中心のタイミングであり、第二の立下りタイミングがデータ信号の電圧がLow時間からHighへ上がり始めるタイミングである伝送波形を有する。そして、発生したクロック信号は、クロックコネクタ111を介して第二の機器113へ送信される。   The clock signal has a transmission waveform in which the second rising timing is the timing at the center of the low time of the data signal, and the second falling timing is the timing at which the voltage of the data signal starts to rise from the low time to high. . Then, the generated clock signal is transmitted to the second device 113 via the clock connector 111.

このように、データ信号のLow時間がHigh時間よりも短いデータ信号を伝送することにより、消費電流を低減することができる。なお、High時間は、時定数に応じた波形の立上りが、受信側におけるデジタル値判定に用いられるスレッショルドレベルを超えるのに必要な時間として設定される。   In this way, the current consumption can be reduced by transmitting the data signal whose data signal low time is shorter than the high time. The High time is set as a time required for the rise of the waveform corresponding to the time constant to exceed the threshold level used for digital value determination on the receiving side.

さらに、データ信号のビットの中心で立上るクロック信号を伝送することにより、受信側においてデータを取り込むために必要である前方のデータと後方のデータとの間隔が偏りなく設けられ、ノイズ等の影響によるデータを取り込む際の誤りを抑制することができる。
(実施の形態2)
機器間をケーブルなどでつなぐ場合には、ケーブルなどの接続の手間を省くために、できるだけ少ないライン数で通信を行うことが要求される。ライン数を削減する方法として、調歩同期方法を用いてタイミング信号(ここではクロック信号)を不要とすることで、クロックラインを削減して通信を行う方法がある。
Furthermore, by transmitting a clock signal that rises at the center of the bit of the data signal, the interval between the front data and the rear data necessary for capturing data on the receiving side is provided without any bias, and the influence of noise, etc. It is possible to suppress errors at the time of taking in data.
(Embodiment 2)
When connecting devices with cables or the like, it is required to perform communication with as few lines as possible in order to save the trouble of connecting cables and the like. As a method of reducing the number of lines, there is a method of performing communication by reducing clock lines by eliminating the need for timing signals (here, clock signals) using an asynchronous method.

調歩同期方法を用いた通信回路の構成の一例を図9に、調歩同期方法を用いた通信で用いられるデータフレームフォーマットの一例を図10に示す。   An example of the configuration of a communication circuit using the start / stop synchronization method is shown in FIG. 9, and an example of a data frame format used in communication using the start / stop synchronization method is shown in FIG.

図9に示される回路は、電源ライン801と、データライン802と、プルアップ抵抗803と、第一のデバイス804と、第二のデバイス805とから構成される。   The circuit shown in FIG. 9 includes a power supply line 801, a data line 802, a pull-up resistor 803, a first device 804, and a second device 805.

第一のデバイス804は、データ入力バッファ806と、データ出力トランジスタ807とから構成され、第二のデバイス805は、データ入力バッファ808と、データ出力トランジスタ809とから構成されている。   The first device 804 includes a data input buffer 806 and a data output transistor 807, and the second device 805 includes a data input buffer 808 and a data output transistor 809.

図10に示されるデータフレームフォーマットは、スタートビット(ST)901と、8ビットのデータビット(b0、b1、b2、b3、b4、b5、b6、b7)902と、パリティビット(P)903と、ストップビット(SP)904とから構成されている。また、905はスタートビット901の立下りタイミングを、906は最初のデータビットb0の中心タイミングを、907は2番目のデータビットb1の中心タイミングをそれぞれ示している。   The data frame format shown in FIG. 10 includes a start bit (ST) 901, 8-bit data bits (b0, b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7) 902, and a parity bit (P) 903. , And stop bits (SP) 904. Reference numeral 905 denotes the falling timing of the start bit 901, 906 denotes the center timing of the first data bit b0, and 907 denotes the center timing of the second data bit b1.

調歩同期方法を用いたときの受信側において同期をとる方法として、スタートビットの立下りから各ビットの中心タイミングを推定して同期をとる。   As a method of synchronization on the receiving side when using the start-stop synchronization method, synchronization is performed by estimating the center timing of each bit from the falling edge of the start bit.

その一例として、図10を用いて説明する。まず、スタートビット901の立下りタイミング905から1ビットの時間幅の1.5倍の時間が経過したタイミングが最初のデータビットb0の中心タイミング906である。第二のデバイス805において、最初のデータビットb0の中心タイミング906で最初のデータビットb0を取り込む。   As an example, a description will be given with reference to FIG. First, the center timing 906 of the first data bit b0 is the timing when 1.5 times the time width of 1 bit has elapsed since the falling timing 905 of the start bit 901. In the second device 805, the first data bit b0 is captured at the center timing 906 of the first data bit b0.

その後、最初のデータビットb0の中心タイミング906から1ビットの時間が経過したタイミングが2番目のデータビットb1の中心タイミングである。第二のデバイス80
5において、2番目のデータビットb1の中心タイミング907で2番目のデータビットb1を取り込む。以降、第二のデバイス805において、1ビットの時間が経過する毎に各データビットの中心タイミングで、2番目のデータビットb1以降のデータビットb2、b3、b4、b5、b6、b7を順次取り込む。
Thereafter, the timing at which 1 bit has elapsed from the center timing 906 of the first data bit b0 is the center timing of the second data bit b1. Second device 80
5, the second data bit b1 is captured at the center timing 907 of the second data bit b1. Thereafter, in the second device 805, the data bits b2, b3, b4, b5, b6, b7 after the second data bit b1 are sequentially fetched at the center timing of each data bit every time 1 bit elapses. .

図11に、本発明の第二の実施の形態における伝送装置の伝送波形の一例を示す。図11の上段に示されるように、データ信号の伝送波形においてHigh時間とLow時間とが同じであれば、上記の同期方法を用いて受信側において同期をとることができる。しかしながら、図11の下段に示されるように、データ信号の伝送波形においてLow時間とHigh時間とで時間の長さが異なる場合、スタートビットの立下りから各データビットの中心タイミングを推定する上記の方法を用いることができない。   FIG. 11 shows an example of a transmission waveform of the transmission apparatus according to the second embodiment of the present invention. As shown in the upper part of FIG. 11, if the high time and the low time are the same in the transmission waveform of the data signal, the receiving side can be synchronized using the synchronization method described above. However, as shown in the lower part of FIG. 11, when the time length differs between the Low time and the High time in the transmission waveform of the data signal, the center timing of each data bit is estimated from the falling edge of the start bit. The method cannot be used.

よって、長さが異なるLow時間とHigh時間とがランダムな順に混在するデータ信号の波形からデータビットを正しく復号するための復号アルゴリズムを、新たにマイコンに実装する必要がある。   Therefore, a decoding algorithm for correctly decoding data bits from a waveform of a data signal in which Low time and High time having different lengths are mixed in random order needs to be newly installed in the microcomputer.

図12は、本発明の第二の実施の形態における送信用デバイスおよび受信用デバイスの基本構成を示す図である。   FIG. 12 is a diagram showing a basic configuration of a transmitting device and a receiving device in the second embodiment of the present invention.

図12に示される送信用デバイス1019は、1つのデータフレームフォーマットの長さがLのとき、電圧がLowであるLow時間の長さが、電圧がHighであるHigh時間の長さのL分の1以下である伝送波形を有するデータ信号を生成するマイコン1002と、データ信号の電圧をプルアップさせるプルアップ抵抗1003と、生成されたデータ信号をデータラインへ出力するデータ送信用トランジスタ1005と、を含む。   In the transmitting device 1019 shown in FIG. 12, when the length of one data frame format is L, the length of the Low time when the voltage is Low is equal to L times the length of the High time when the voltage is High. A microcomputer 1002 that generates a data signal having a transmission waveform equal to or less than 1, a pull-up resistor 1003 that pulls up the voltage of the data signal, and a data transmission transistor 1005 that outputs the generated data signal to the data line. Including.

これにより、クロックラインが不要となるためケーブルなどの接続の手間を削減することができると共に、データ波形のHigh時間を変えずに、オープンコレクタ型の回路またはオープンドレイン型の回路における消費電流を低減することができる。   This eliminates the need for a clock line, thus reducing the time and effort required to connect cables and the like, and reducing current consumption in an open collector circuit or open drain circuit without changing the high time of the data waveform. can do.

図12に示される受信用デバイス1020は、1つのデータフレームフォーマットの長さがLのとき、電圧がLowであるLow時間の長さが、電圧がHighであるHigh時間の長さのL分の1以下である伝送波形を有するデータ信号を受信する受信部1012と、伝送波形の立下りタイミングに基づいて、受信されたデータ信号の伝送波形を複数の小部分に分割し、分割された前記複数の小部分毎に第一処理と第二処理とを行い、第一処理は、小部分の時間を小部分に含まれるHigh時間で割って得られた商の小数点以下を切り捨てた値を小部分に含まれるHigh時間中のビット数として算出し、小部分の時間を小部分に含まれるHigh時間で割って得られた余りMをさらに小部分に含まれるLow時間で割って得られた商を四捨五入した値を小部分に含まれるLow時間中のビット数として算出する処理であり、第二処理は、Low時間中のビット数個の“0”を出力し、引き続き、High時間中のビット数個の“1”を出力する処理であり、第一処理と第二処理とを複数の小部分の数分繰り返し行って出力された“0”および“1”を1つのデータフレームのデジタルデータとして出力するマイコンと、を含む。   In the receiving device 1020 shown in FIG. 12, when the length of one data frame format is L, the length of the Low time when the voltage is Low is equal to L times the length of the High time when the voltage is High. The receiving unit 1012 that receives a data signal having a transmission waveform that is less than or equal to 1, and the transmission waveform of the received data signal is divided into a plurality of small parts based on the falling timing of the transmission waveform, and the divided plurality The first process and the second process are performed for each small part of the first part. The first process is obtained by dividing the value obtained by dividing the time of the small part by the High time included in the small part and rounding off the decimal part of the quotient. And the quotient obtained by dividing the remainder M obtained by dividing the time of the small part by the High time contained in the small part by the Low time contained in the small part. Four This is a process of calculating the five-valued value as the number of bits in the low time included in the small part, and the second process outputs several “0” bits in the low time, and subsequently, the bits in the high time This is a process of outputting several “1” s, and the “0” and “1” output by repeating the first process and the second process for a number of small portions are digital data of one data frame. And a microcomputer that outputs as

これにより、クロックラインが不要となるためケーブルなどの接続の手間を削減することができると共に、データ波形のHigh時間を変えずに、オープンコレクタ型の回路またはオープンドレイン型の回路における消費電流を低減することができる。また、時間の長さが異なるLow時間とHigh時間がランダムな順に混在する伝送波形を有するデータ信号から、データを正しく復号することができる。   This eliminates the need for a clock line, thus reducing the time and effort required to connect cables and the like, and reducing current consumption in an open collector circuit or open drain circuit without changing the high time of the data waveform. can do. In addition, data can be correctly decoded from a data signal having a transmission waveform in which Low time and High time having different lengths of time are mixed in random order.

図13は、本発明の第二の実施の形態における伝送装置の構成を示す図である。図12
に示されるように、本発明の伝送装置は、送信用デバイスを有する第一の機器1001と、受信用デバイスを有する第二の機器1010とを含む。そして、第一の機器1001と第二の機器1010は、データラインに相当するデータ信号ケーブル1017と、グランドラインに相当するグランドケーブル1018とから接続される。
FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of a transmission apparatus according to the second embodiment of the present invention. FIG.
As shown in FIG. 1, the transmission apparatus of the present invention includes a first device 1001 having a transmitting device and a second device 1010 having a receiving device. The first device 1001 and the second device 1010 are connected from a data signal cable 1017 corresponding to the data line and a ground cable 1018 corresponding to the ground line.

第一の機器1001は、マイコン1002と、データラインのプルアップ抵抗1003と、電源ライン1004と、データ送信用トランジスタ1005と、データライン1006と、グランドライン1007と、データコネクタ1008と、グランドコネクタ1009とから構成される。   The first device 1001 includes a microcomputer 1002, a data line pull-up resistor 1003, a power supply line 1004, a data transmission transistor 1005, a data line 1006, a ground line 1007, a data connector 1008, and a ground connector 1009. It consists of.

第二の機器1010は、マイコン1011と、受信部1012と、データライン1013と、グランドライン1014と、データコネクタ1015と、グランドコネクタ1016からと構成される。   The second device 1010 includes a microcomputer 1011, a receiving unit 1012, a data line 1013, a ground line 1014, a data connector 1015, and a ground connector 1016.

以下、マイコンに実装される本発明の復号アルゴリズムについて説明する。ここで、1キャラクタ(データフレーム)の長さ(またはビット数)をLとする。例えば、図10のようなデータフレームフォーマットの場合、スタートビットが1ビット、データビットが8ビット、パリティビットが1ビット、ストップビットが1ビットであるので、L=1+8+1+1=11となる。そして、Low時間の長さは、High時間の長さのL分の1以下に設定される。また、その他のキャラクタの構成(データフレームフォーマット)とLとの関係の例を、表1に示す。   Hereinafter, the decoding algorithm of the present invention implemented in the microcomputer will be described. Here, let L be the length (or the number of bits) of one character (data frame). For example, in the data frame format as shown in FIG. 10, since the start bit is 1 bit, the data bit is 8 bits, the parity bit is 1 bit, and the stop bit is 1 bit, L = 1 + 8 + 1 + 1 = 11. The length of the Low time is set to 1 / L or less of the length of the High time. Table 1 shows an example of the relationship between the configuration of other characters (data frame format) and L.

Figure 2014207512
Figure 2014207512

本発明の復号アルゴリズムにおいて、例えば、図10に示されるようなデータフレームフォーマットを有するデータ信号の伝送波形は、伝送波形の立下りタイミングに基づいて、複数の小部分に分割される。伝送波形を小部分に分割した様子を、図14に示す。各小部分の時間の長さは、ある立下りタイミングとその次の立下りタイミングとの差を測定することで得られる。この測定は、例えばカウンタの計数値を記録する方法などで容易に実現される。   In the decoding algorithm of the present invention, for example, the transmission waveform of a data signal having a data frame format as shown in FIG. 10 is divided into a plurality of small parts based on the falling timing of the transmission waveform. FIG. 14 shows how the transmission waveform is divided into small parts. The length of time of each small part is obtained by measuring the difference between a certain falling timing and the next falling timing. This measurement is easily realized by, for example, a method of recording the count value of the counter.

小部分は、1ビット以上の連続するLowレベルからなる前半部分と、1ビット以上の
連続するHighレベルからなる後半部分とから構成される。1つの小部分は、ある立下りタイミングから次の立下りタイミングまでの区間と定義する。つまり、1つの小部分は、必ずLowレベルからはじまり、Highレベルで終わる構造となる。
The small portion is composed of a first half portion consisting of a continuous low level of 1 bit or more and a second half portion consisting of a continuous high level of 1 bit or more. One small part is defined as a section from one fall timing to the next fall timing. That is, one small part always starts from the Low level and ends at the High level.

受信側において、伝送波形からLowレベルおよびHighレベルを判定してデジタル値を決定するために、小部分毎に前半のLowレベルの部分が何ビット、後半のHighレベルの部分が何ビット含まれているかを得る必要がある。そのために、受信側のマイコンにおいて、伝送波形に対して以下に説明する復号アルゴリズムを用いて、Low時間におけるビット数およびHigh時間におけるビット数が算出され、1キャラクタ(データフレーム)分のデジタル値が決定される。   On the receiving side, in order to determine the low level and high level from the transmission waveform and determine the digital value, for each small portion, how many bits of the first low level portion and how many bits of the second high level portion are included You need to get it. For this purpose, the receiving side microcomputer calculates the number of bits in the Low time and the number of bits in the High time using the decoding algorithm described below for the transmission waveform, and the digital value for one character (data frame) is calculated. It is determined.

本発明の第二の実施の形態における復号アルゴリズムのフローチャートを、図15に示す。ここで、変数Rはメモリに記憶されたビット数、変数Cは受信された伝送波形の立下りが検出されてから次の立下りが検出されるまでの時間を計測するカウンタ変数(つまり、1つの小部分の時間)、THはHigh時間、TLはLow時間、をそれぞれ示す。   FIG. 15 shows a flowchart of the decoding algorithm in the second embodiment of the present invention. Here, the variable R is the number of bits stored in the memory, and the variable C is a counter variable that measures the time from when the fall of the received transmission waveform is detected until the next fall is detected (that is, 1 Two sub-portions), TH is High time, and TL is Low time.

以下に、図15を参照して、マイコン1011における各処理について説明する。   Hereinafter, each process in the microcomputer 1011 will be described with reference to FIG.

受信部1012を介して伝送波形が受信されると、マイコン1011は復号アルゴリズムの処理を開始する(1301)。   When the transmission waveform is received via the receiving unit 1012, the microcomputer 1011 starts processing of the decoding algorithm (1301).

まず、メモリに記憶されたビット数を示す変数Rはゼロに初期化される(1302)。次に、スタートビット待ち処理(1303)として、伝送波形の立下りを検出したかどうかが判定され(1304)、立下りが検出された場合は引き続き処理1305が行われ、立下りが検出されなかった場合は処理1304が繰り返される。   First, a variable R indicating the number of bits stored in the memory is initialized to zero (1302). Next, as a start bit wait process (1303), it is determined whether or not the falling edge of the transmission waveform is detected (1304). If a falling edge is detected, the process 1305 is continued and the falling edge is not detected. If so, the process 1304 is repeated.

伝送波形の立下りが検出されると、カウンタ変数Cがゼロに初期化される(1305)。そして、伝送波形の立下り待ち処理(1306)として、カウンタ変数Cが1だけインクリメントされ(1307)、伝送波形の次の立下りを検出したかどうかが判定される(1308)。判定の結果、立下りが検出された場合は引き続き処理1309が行われ、立下りが検出されなかった場合は処理1307へ戻って処理が継続される。   When the falling edge of the transmission waveform is detected, the counter variable C is initialized to zero (1305). Then, as a transmission waveform fall waiting process (1306), the counter variable C is incremented by 1 (1307), and it is determined whether the next fall of the transmission waveform is detected (1308). As a result of the determination, if a falling edge is detected, the process 1309 is continued. If a falling edge is not detected, the process returns to the process 1307 to continue the process.

処理1307および処理1308を繰り返し行うことによって、1つの小部分の時間が計測され、1つの小部分の時間として変数Cにカウンタ数が格納される。なお、1カウンタは所定の単位時間(例えば、1(usec))に相当する。   By repeatedly performing the processing 1307 and the processing 1308, the time of one small portion is measured, and the counter number is stored in the variable C as the time of one small portion. One counter corresponds to a predetermined unit time (for example, 1 (usec)).

次に、1つの小部分に含まれる前半のLowレベルのビット数および後半のHighレベルのビット数が計算される(1309)。具体的には、カウンタ変数CをHigh時間THで割って得られた商の小数点以下を切り捨てた値が、後半のHighレベルのビット数NHとして算出される。また、カウンタ変数CをHigh時間THで割って得られた余りMを、さらにLow時間で割って得られた商を四捨五入した値が、前半のLowレベルのビット数NLとして算出される。   Next, the number of bits of the first half level and the number of bits of the second half level included in one small part are calculated (1309). Specifically, a value obtained by dividing the counter variable C by the high time TH and rounded down the decimal point of the quotient is calculated as the number of high-level bits NH in the latter half. Further, a value obtained by rounding a remainder obtained by dividing the counter variable C by the high time TH and further dividing a quotient obtained by dividing the counter variable C by the low time is calculated as the number of bits NL of the low level in the first half.

ここで、カウンタ変数Cには、1つの小部分に含まれるLow時間とHigh時間とが含まれている。しかしながら、上記の計算においては、カウンタ変数CをHigh時間THのみで割ることで得られる商の小数点以下を切り捨てた値がHighレベルのビット数として算出される。なぜなら、上述したように、Low時間はHigh時間のL分の1以下に設定されるため、全てのLow時間の合計は、1ビットのHigh時間を超えないからである。   Here, the counter variable C includes Low time and High time included in one small part. However, in the above calculation, a value obtained by dividing the counter variable C by only the high time TH and rounded down the decimal point of the quotient is calculated as the number of bits of the high level. This is because, as described above, the Low time is set to 1 / L or less of the High time, and therefore the total of all the Low times does not exceed the 1-bit High time.

仮に、図10のデータフレームフォーマットにおいて、Lowレベルに固定されたスタートビット、データビットおよびパリティビットがすべてLowレベルであったとしても、1ビットのHigh時間を超えない。この場合、すべてLowレベルのデータフレームの時間(カウンタ変数C)をHigh時間THで割ったときの商は1未満となり、この商の小数点以下を切り捨てることで得られるHighレベルのビット数は0(bit)である。   Even if the start bit, the data bit, and the parity bit fixed at the Low level in the data frame format of FIG. 10 are all at the Low level, the 1-bit High time is not exceeded. In this case, the quotient when the time of all low level data frames (counter variable C) is divided by the high time TH is less than 1, and the number of bits of the high level obtained by rounding off the decimal part of this quotient is 0 ( bit).

処理1309によって算出された、前半のLowレベルのビット数および後半のHighレベルのビット数はメモリ(図示しない)に記録される。その際、メモリのLSB側から空いている領域にNL個の“0”が書き込まれ、引き続き、空いている領域にNH個の“1”が書き込まれる。また、変数RにNLとNHとを加えた値がRに代入される(1310)。   The number of bits in the first half level and the number of bits in the second half level calculated by the processing 1309 are recorded in a memory (not shown). At that time, NL “0” s are written in an area free from the LSB side of the memory, and subsequently NH “1” s are written in an empty area. Further, a value obtained by adding NL and NH to the variable R is substituted for R (1310).

次に、1キャラクタ(データフレーム)に含まれた全てのビットがメモリに記録されたかどうかが判定される(1311)。具体的には、変数Rが1キャラクタ(データフレーム)のビット数Lに等しいかどうかが判定される(1312)。RがLに等しくない場合、1305の処理へ戻り、次の小部分に対して1305から1312までの処理が繰り返し行われる。一方、RがLと等しい場合は、1キャラクタ(データフレーム)分のデジタル値が決定されたことを意味し、引き続き1313の処理が行われる。   Next, it is determined whether all bits included in one character (data frame) have been recorded in the memory (1311). Specifically, it is determined whether or not the variable R is equal to the number of bits L of one character (data frame) (1312). If R is not equal to L, the process returns to 1305, and the processes from 1305 to 1312 are repeated for the next small part. On the other hand, when R is equal to L, it means that the digital value for one character (data frame) has been determined, and the processing 1313 is continued.

メモリから1キャラクタ(データフレーム)分の“0”または“1”のデータが決定したデジタル値として読み出され(1313)、1キャラクタ(データフレーム)に対する復号処理が完了する。そして、再び1302の処理へ戻り、次のキャラクタ(データフレーム)のスタートビットが受信されると、復号処理が行われる。   “0” or “1” data for one character (data frame) is read from the memory as a determined digital value (1313), and the decoding process for one character (data frame) is completed. Then, the process returns to the process 1302 again, and when the start bit of the next character (data frame) is received, the decoding process is performed.

以下、具体的な数値例を挙げて説明する。例えば、スタートビットが1ビット、データビットが8ビット、パリティビットが1ビット、ストップビットが1ビットの場合、1キャラクタ(データフレーム)のビット数Lは、1+8+1+1=11(bits)となる。また、High時間TH=110(μsec)、Low時間TL=10(μsec)とする。   Hereinafter, specific numerical examples will be described. For example, when the start bit is 1 bit, the data bit is 8 bits, the parity bit is 1 bit, and the stop bit is 1 bit, the bit number L of 1 character (data frame) is 1 + 8 + 1 + 1 = 11 (bits). Further, it is assumed that High time TH = 110 (μsec) and Low time TL = 10 (μsec).

このとき、図14に示される最初の小部分は、スタートビットSTおよびデータビットの最初のビットB0から構成され、カウンタ変数Cより得られる最初の小部分の時間は120(μsec)とする。   At this time, the first small portion shown in FIG. 14 is composed of the start bit ST and the first bit B0 of the data bit, and the time of the first small portion obtained from the counter variable C is 120 (μsec).

Highレベルのビット数NHは、C÷TH=120÷110=1.0909…となり、商1.0909…の小数点以下を切り捨て、NH=1(bit)が得られる。また、120÷110の余りはM=10(μsec)となる。Lowレベルのビット数NLは、M/TL=10/10=1.0となり、商1.0の小数点以下を四捨五入して、NL=1(bit)が得られる。   The number of high-level bits NH is C / TH = 120/110 = 1.0909..., And the fractional part of the quotient 1.0909 is rounded down to obtain NH = 1 (bit). Further, the remainder of 120 ÷ 110 is M = 10 (μsec). The number of bits NL at the Low level is M / TL = 10/10 = 1.0, and NL = 1 (bit) is obtained by rounding off the decimal point of the quotient 1.0.

データの記録として、メモリのLSB側から空いている領域にデジタルデータ“0”がNL=1(bit)書き込まれ、引き続き、空いている領域にデジタルデータ“1”がNH=1(bit)書き込まれる。この段階で、メモリに書き込まれた値は、左をLSB側として、{0,1、X,X,X,X,X,X,X,X,X}(R=2≠L)となる。なお、Xは未だ書き込まれていない領域を表す。   For data recording, digital data “0” is written to NL = 1 (bit) in an area free from the LSB side of the memory, and digital data “1” is subsequently written to NH = 1 (bit) in an empty area. It is. At this stage, the value written in the memory is {0, 1, X, X, X, X, X, X, X, X, X} (R = 2 ≠ L) with the LSB side on the left. . X represents an area not yet written.

次に、図14に示される左から2番目の小部分は、データビットの2〜5番目のビットB1、B2,B3およびB4から構成され、カウンタ変数Cより得られる左から2番目の小部分の時間は240(μsec)とする。   Next, the second small portion from the left shown in FIG. 14 is composed of the second to fifth bits B1, B2, B3 and B4 of the data bits, and the second small portion from the left obtained from the counter variable C. Is 240 (μsec).

Highレベルのビット数NHは、C÷TH=240÷110=2.1818…となり、商2.1818…の小数点以下を切り捨て、NH=2(bits)が得られる。また、240÷110の余りはM=20(μsec)となる。Lowレベルのビット数NLは、M/TL=20/10=2.0となり、商2.0の小数点以下を四捨五入して、NL=2(bits)が得られる。   The number of high-level bits NH is C ÷ TH = 240 ÷ 110 = 2.1818..., And the fractional part of the quotient 2.1818 is rounded down to obtain NH = 2 (bits). The remainder of 240 ÷ 110 is M = 20 (μsec). The number of bits NL at the Low level is M / TL = 20/10 = 2.0, and NL = 2 (bits) is obtained by rounding off the decimal point of the quotient 2.0.

データの記録として、メモリのLSB側から空いている領域(この場合、最初の小部分に対する復号処理によって書き込まれたデジタルデータ“1”の直後)にデジタルデータ“0”がNL=2(bits)書き込まれ、引き続き、空いている領域にデジタルデータ“1”がNH=2(bits)書き込まれる。この段階で、メモリに書き込まれた値は、左をLSB側として、{0,1、0,0,1,1,X,X,X,X,X}(R=6≠L)となる。   As data recording, digital data “0” is NL = 2 (bits) in an area vacant from the LSB side of the memory (in this case, immediately after digital data “1” written by the decoding process for the first small portion). Then, the digital data “1” is written in the vacant area with NH = 2 (bits). At this stage, the value written in the memory is {0, 1, 0, 0, 1, 1, X, X, X, X, X} (R = 6 ≠ L) with the left as the LSB side. .

次に、図14に示される左から3番目の小部分は、データビットの6〜8番目のビットB5,B6およびB7とパリティビットPとストップビットSPとから構成され、カウンタ変数Cより得られる左から3番目の小部分の時間は450(μsec)とする。   Next, the third small portion from the left shown in FIG. 14 is composed of the sixth to eighth bits B5, B6 and B7 of the data bits, the parity bit P, and the stop bit SP, and is obtained from the counter variable C. The time of the third small part from the left is 450 (μsec).

Highレベルのビット数NHは、C÷TH=450÷110=4.0909…となり、商4.0909…の小数点以下を切り捨て、NH=4(bits)が得られる。また、450÷110の余りはM=10(μsec)となる。Lowレベルのビット数NLは、M/TL=10/10=1.0となり、商1.0の小数点以下を四捨五入して、NL=1(bit)が得られる。   The number of high-level bits NH is C ÷ TH = 450 ÷ 110 = 4.0909..., And the fractional part of the quotient 4.0909 is rounded down to obtain NH = 4 (bits). The remainder of 450 ÷ 110 is M = 10 (μsec). The number of bits NL at the Low level is M / TL = 10/10 = 1.0, and NL = 1 (bit) is obtained by rounding off the decimal point of the quotient 1.0.

データの記録として、メモリのLSB側から空いている領域(この場合、左から2番目の小部分に対する復号処理によって書き込まれたデジタルデータ“1”の直後)にデジタルデータ“0”がNH=4(bit)書き込まれ、引き続き、空いている領域にデジタルデータ“1”がNH=1(bit)書き込まれる。この段階で、メモリに書き込まれた値は、左をLSB側として、{0,1、0,0,1,1,0,1,1,1,1}(R=11=L)となる。   As data recording, digital data “0” is NH = 4 in an area vacant from the LSB side of the memory (in this case, immediately after digital data “1” written by the decoding process for the second small portion from the left). (Bit) is written, and subsequently, digital data “1” is written to NH = 1 (bit) in an empty area. At this stage, the value written in the memory is {0, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 1} (R = 11 = L) with the LSB side on the left. .

ここで、R=11がLと等しくなるため、1キャラクタ(データフレーム)分のデジタル値が決定されたと判断し、このキャラクタ(データフレーム)に対する復号処理を終了する。このようにして、受信した伝送波形からデジタル値{0,1、0,0,1,1,0,1,1,1,1} を得ることができる。   Here, since R = 11 is equal to L, it is determined that a digital value for one character (data frame) has been determined, and the decoding process for this character (data frame) is terminated. In this way, digital values {0, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 1} can be obtained from the received transmission waveform.

本発明の復号アルゴリズムをマイコンに実装することにより、時間の長さが異なるLow時間とHigh時間がランダムな順に混在する伝送波形から、データを正しく復号することができる。よって、伝送波形のLow時間をHigh時間より短くすることが可能となり、短くなったLow時間に相当する消費電流を低減することができる。   By implementing the decoding algorithm of the present invention in a microcomputer, data can be correctly decoded from a transmission waveform in which Low time and High time having different lengths are mixed in random order. Therefore, the Low time of the transmission waveform can be made shorter than the High time, and the current consumption corresponding to the shortened Low time can be reduced.

ここで、オープンコレクタ型の回路によって複数の機器がバスラインに接続される場合について説明する。機器内にプルアップ抵抗を単純に設けると、バスラインに接続される機器の数が増えるに伴って多くのプルアップ抵抗を介して電流が流れるため、複数の機器が接続された装置全体の電流が増大する。そのため、通常は、プルアップ抵抗が設けられる機器は1台に限定されることが多い。   Here, a case where a plurality of devices are connected to the bus line by an open collector type circuit will be described. If a pull-up resistor is simply installed in the device, current flows through many pull-up resistors as the number of devices connected to the bus line increases. Will increase. Therefore, usually, the number of devices provided with the pull-up resistor is often limited to one.

この限定を適用した伝送装置の一例として、複数の機器のうち1台をマスター機器として決定し、決定された1台のマスター機器のみがプルアップ抵抗を有し、その他の機器はプルアップ抵抗を有しないように構成された伝送装置が考えられる。   As an example of a transmission apparatus to which this limitation is applied, one of a plurality of devices is determined as a master device, and only one determined master device has a pull-up resistor, and other devices have a pull-up resistor. A transmission apparatus that is configured not to have a device is conceivable.

また、上記の限定を適用した伝送装置の他の一例として、すべての機器がプルアップ抵抗を有し、バスラインとプルアップ抵抗との間にスイッチを設け、複数の機器のうち送信を行う1つの機器だけがスイッチをONにして、プルアップ抵抗を接続するように構成された伝送装置が考えられる。   Further, as another example of the transmission apparatus to which the above limitation is applied, all devices have pull-up resistors, and a switch is provided between the bus line and the pull-up resistors to perform transmission among a plurality of devices 1 A transmission apparatus configured such that only one device turns on the switch and connects a pull-up resistor is conceivable.

機器間でバスラインを用いて通信を行うオープンコレクタ型の回路によって構成された伝送装置の一例を、図16に示す。図16に示される伝送装置は、送信用デバイスを有する第一の機器1401と、受信用デバイスを有する第二の機器1412とを含む。そして、第一の機器1401と第二の機器1412は、データラインに相当するデータ信号ケーブル1423と、グランドラインに相当するグランドケーブル1424とから接続される。   FIG. 16 shows an example of a transmission apparatus configured by an open collector circuit that performs communication between devices using a bus line. The transmission apparatus shown in FIG. 16 includes a first device 1401 having a transmitting device and a second device 1412 having a receiving device. The first device 1401 and the second device 1412 are connected from a data signal cable 1423 corresponding to the data line and a ground cable 1424 corresponding to the ground line.

第一の機器1401は、マイコン1402と、プルアップ抵抗1403と、電源ライン1404と、トランジスタ1405と、受信部1406と、トランジスタ1407と、データライン1408と、グランドライン1409と、データコネクタ1410と、グランドコネクタ1411とから構成される。   The first device 1401 includes a microcomputer 1402, a pull-up resistor 1403, a power supply line 1404, a transistor 1405, a receiving unit 1406, a transistor 1407, a data line 1408, a ground line 1409, a data connector 1410, And a ground connector 1411.

第二の機器1412は、マイコン1413と、プルアップ抵抗1414と、電源ライン1415と、トランジスタ1416と、受信部1417と、トランジスタ1418と、データライン1419と、グランドライン1420と、データコネクタ1421と、グランドコネクタ1422とから構成される。   The second device 1412 includes a microcomputer 1413, a pull-up resistor 1414, a power supply line 1415, a transistor 1416, a receiver 1417, a transistor 1418, a data line 1419, a ground line 1420, a data connector 1421, And a ground connector 1422.

第一の機器1401から第二の機器1412へデータを送信する場合、まず、第一の機器1401内のトランジスタ1405がONされて、データライン1408はプルアップされて電圧レベルがLowからHighに変化する。それと同時に、第二の機器1412内のデータライン1419も同様に電圧レベルがLowからHighに変化する。その際、第二の機器1412内のトランジスタ1416はOFFのままである。   When data is transmitted from the first device 1401 to the second device 1412, first, the transistor 1405 in the first device 1401 is turned on, the data line 1408 is pulled up, and the voltage level changes from low to high. To do. At the same time, the voltage level of the data line 1419 in the second device 1412 similarly changes from Low to High. At that time, the transistor 1416 in the second device 1412 remains OFF.

そして、第一の機器1401内のトランジスタ1407がONされるとデータライン1408の電圧レベルがLowになることでデジタル信号“0”が送信され、トランジスタ1407がOFFされるとデータライン1408の電圧レベルがHighとなることでデジタル信号“1”が送信される。   When the transistor 1407 in the first device 1401 is turned on, the voltage level of the data line 1408 becomes Low, so that the digital signal “0” is transmitted. When the transistor 1407 is turned off, the voltage level of the data line 1408 is transmitted. Becomes “High”, so that the digital signal “1” is transmitted.

なお、図16に示された伝送装置に対して、本発明の復号アルゴリズムを各機器のマイコンに実装することで、時間の長さが異なるLow時間とHigh時間がランダムな順に混在する伝送波形から、データを正しく復号することができる。よって、伝送波形のLow時間をHigh時間より短くすることが可能となり、短くなったLow時間に相当する消費電流を低減することができる。   In addition, by implementing the decoding algorithm of the present invention in the microcomputer of each device with respect to the transmission apparatus shown in FIG. 16, from the transmission waveform in which Low time and High time having different lengths are mixed in random order. Data can be correctly decrypted. Therefore, the Low time of the transmission waveform can be made shorter than the High time, and the current consumption corresponding to the shortened Low time can be reduced.

以上のように、本発明にかかるデバイス、機器、伝送装置および通信方法は、機器内部のIC等のデバイス間の通信、機器同士をケーブルなどで接続した場合の機器間の通信などに適用することができる。   As described above, the device, the device, the transmission apparatus, and the communication method according to the present invention are applied to communication between devices such as an IC inside the device, communication between devices when the devices are connected with a cable or the like. Can do.

101、1001、1401 第一の機器
102、114、1002、1011、1402、1413 マイコン
103、1003 プルアップ抵抗
104、201、301、401、801、1004、1404、1415 電源ライン
105、1005 データ送信用トランジスタ
106 クロック送信用CMOS型トランジスタ
107、116、202、802、1006、1013、1408、1419 データライン
108、117、203 クロックライン
109、118、1007、1014、1409、1420 グランドライン
110、119、1008、1015、1410、1421 データコネクタ
111、120 クロックコネクタ
112、121、1009、1016、1411、1422 グランドコネクタ
113、1010、1412 第二の機器
115、1012、1406、1417 受信部
122、1017、1423 データ信号ケーブル
123 クロック信号ケーブル
124、1018、1424 グランドケーブル
125、1019 送信用デバイス
126、1020 受信用デバイス
204、205、302、402、803、1403、1414 プルアップ抵抗
206、804 第一のデバイス
207、805 第二のデバイス
208、212 クロック入力バッファ
209、213 クロック出力トランジスタ
210、214、806、808 データ入力バッファ
211、215、807、809 データ出力トランジスタ
303、403、1405、1407、1416、1418 トランジスタ
304、404 内部抵抗
305、405 スイッチ
306、406 コンデンサ
307、407 放電電流
101, 1001, 1401 First device 102, 114, 1002, 1011, 1402, 1413 Microcomputer 103, 1003 Pull-up resistor 104, 201, 301, 401, 801, 1004, 1404, 1415 Power line 105, 1005 For data transmission Transistor 106 CMOS transistor for clock transmission 107, 116, 202, 802, 1006, 1013, 1408, 1419 Data line 108, 117, 203 Clock line 109, 118, 1007, 1014, 1409, 1420 Ground line 110, 119, 1008 1015, 1410, 1421 Data connector 111, 120 Clock connector 112, 121, 1009, 1016, 1411, 1422 Ground connector 113, 1010 1412 Second device 115, 1012, 1406, 1417 Reception unit 122, 1017, 1423 Data signal cable 123 Clock signal cable 124, 1018, 1424 Ground cable 125, 1019 Transmission device 126, 1020 Reception device 204, 205, 302 402, 803, 1403, 1414 Pull-up resistors 206, 804 First device 207, 805 Second device 208, 212 Clock input buffer 209, 213 Clock output transistors 210, 214, 806, 808 Data input buffers 211, 215 , 807, 809 Data output transistors 303, 403, 1405, 1407, 1416, 1418 Transistors 304, 404 Internal resistors 305, 405 Switches 306, 40 6 Capacitors 307, 407 Discharge current

Claims (11)

電圧がLowであるLow時間の長さが、電圧がHighであるHigh時間の長さより短い伝送波形を有するデータ信号と、第一の立上りタイミングが前記データ信号のHigh時間の中心のタイミングであり、かつ、第一の立下りタイミングが前記データ信号の電圧が前記High時間からLowへ下がり始めるタイミングである伝送波形を有するクロック信号と、を生成するマイコンと、
前記データ信号の電圧をプルアップさせるプルアップ抵抗と、
前記生成されたデータ信号をデータラインへ出力するデータ送信用トランジスタと、
前記生成されたクロック信号をクロックラインへ出力するクロック送信用CMOS型トランジスタと、
を含む送信用デバイス。
A data signal having a transmission waveform in which the length of the low time when the voltage is low is shorter than the length of the high time when the voltage is high, and the first rising timing is a timing at the center of the high time of the data signal, And a microcomputer that generates a clock signal having a transmission waveform in which the first falling timing is a timing at which the voltage of the data signal starts to fall from the High time to Low,
A pull-up resistor for pulling up the voltage of the data signal;
A data transmission transistor for outputting the generated data signal to a data line;
A clock transmitting CMOS transistor for outputting the generated clock signal to a clock line;
Including sending devices.
前記クロック信号は、第二の立上りタイミングが前記データ信号のLow時間の中心のタイミングであり、第二の立下りタイミングが前記データ信号の電圧が前記Low時間からHighへ上がり始めるタイミングである伝送波形を有する、
請求項1記載の送信用デバイス。
The clock signal has a transmission waveform in which the second rising timing is a timing at the center of the low time of the data signal, and the second falling timing is a timing at which the voltage of the data signal starts to rise from the Low time to High. Having
The transmission device according to claim 1.
請求項1記載の送信用デバイスを有する第一の機器と、
前記第一の機器から送信されたデータ信号を受信する受信部およびマイコンを含む受信用デバイスを有する第二の機器と、
を含む伝送装置。
A first device comprising the transmitting device according to claim 1;
A second device having a receiving device including a receiving unit and a microcomputer for receiving a data signal transmitted from the first device;
Including transmission equipment.
電圧がLowであるLow時間の長さが、電圧がHighであるHigh時間の長さより短い伝送波形を有するデータ信号と、第一の立上りタイミングが前記データ信号のHigh時間の中心のタイミングであり、かつ、第一の立下りタイミングが前記データ信号の電圧が前記High時間からLowへ下がり始めるタイミングである伝送波形を有するクロック信号と、を受信する受信部と、
受信された前記クロック信号に基づいて、受信された前記データ信号を復号するマイコンと、
を含む受信用デバイス。
A data signal having a transmission waveform in which the length of the low time when the voltage is low is shorter than the length of the high time when the voltage is high, and the first rising timing is a timing at the center of the high time of the data signal, And a reception unit that receives a clock signal having a transmission waveform in which the first falling timing is a timing at which the voltage of the data signal starts to fall from the High time to Low,
A microcomputer that decodes the received data signal based on the received clock signal;
Including receiving devices.
1つのデータフレームフォーマットの長さがLのとき、電圧がLowであるLow時間の長さが、電圧がHighであるHigh時間の長さのL分の1以下である伝送波形を有するデータ信号を生成するマイコンと、
前記データ信号の電圧をプルアップさせるプルアップ抵抗と、
生成された前記データ信号をデータラインへ出力するデータ送信用トランジスタと、
を含む送信用デバイス。
When the length of one data frame format is L, a data signal having a transmission waveform in which the length of the Low time when the voltage is Low is 1 / L or less of the length of the High time when the voltage is High A microcomputer to generate,
A pull-up resistor for pulling up the voltage of the data signal;
A data transmission transistor for outputting the generated data signal to a data line;
Including sending devices.
1つのデータフレームフォーマットの長さがLのとき、電圧がLowであるLow時間の長さが、電圧がHighであるHigh時間の長さのL分の1以下である伝送波形を有するデータ信号を受信する受信部と、
前記伝送波形の立下りタイミングに基づいて、受信された前記データ信号の伝送波形を複数の小部分に分割し、
分割された前記複数の小部分毎に第一処理と第二処理とを行い、
前記第一処理は、小部分の時間を小部分に含まれるHigh時間で割って得られた商の小数点以下を切り捨てた値を小部分に含まれる前記High時間中のビット数として算出し、前記小部分の時間を小部分に含まれる前記High時間で割って得られた余りMをさらに小部分に含まれるLow時間で割って得られた商を四捨五入した値を小部分に含まれる前記Low時間中のビット数として算出する処理であり、
前記第二処理は、前記Low時間中のビット数個の“0”を出力し、引き続き、前記High時間中のビット数個の“1”を出力する処理であり、
前記第一処理と前記第二処理とを前記複数の小部分の数分繰り返し行って出力された“0”および“1”を1つのデータフレームのデジタルデータとして出力するマイコンと、
を含む受信用デバイス。
When the length of one data frame format is L, a data signal having a transmission waveform in which the length of the Low time when the voltage is Low is 1 / L or less of the length of the High time when the voltage is High A receiving unit for receiving;
Based on the falling timing of the transmission waveform, the transmission waveform of the received data signal is divided into a plurality of small parts,
The first process and the second process are performed for each of the divided small parts,
The first process calculates a value obtained by dividing the time of the small part by the High time included in the small part and rounded down the decimal point of the quotient as the number of bits in the High time included in the small part, The Low time included in the small portion is a value obtained by rounding off the quotient obtained by dividing the remainder M obtained by dividing the time of the small portion by the High time included in the small portion and the Low time included in the small portion. It is a process to calculate as the number of bits in,
The second process is a process of outputting several “0” bits during the Low time, and subsequently outputting several “1” bits during the High time,
A microcomputer that outputs "0" and "1" output by repeatedly performing the first process and the second process for a number of the plurality of small portions as digital data of one data frame;
Including receiving devices.
請求項5記載の送信用デバイスを有する第一の機器と、請求項6記載の受信用デバイスを有する第二の機器と、を含む伝送装置。   A transmission apparatus comprising: a first device having the transmission device according to claim 5; and a second device having the reception device according to claim 6. 電圧がLowであるLow時間の長さが、電圧がHighであるHigh時間の長さより短い伝送波形を有するデータ信号と、第一の立上りタイミングが前記データ信号のHigh時間の中心のタイミングであり、かつ、第一の立下りタイミングが前記データ信号の電圧が前記High時間からLowへ下がり始めるタイミングである伝送波形を有するクロック信号と、を生成し、
前記生成されたデータ信号をデータラインへ出力し、
前記生成されたクロック信号をCMOS型トランジスタを介してクロックラインへ出力する、送信方法。
A data signal having a transmission waveform in which the length of the low time when the voltage is low is shorter than the length of the high time when the voltage is high, and the first rising timing is a timing at the center of the high time of the data signal, And a clock signal having a transmission waveform in which the first falling timing is a timing at which the voltage of the data signal starts to fall from the High time to Low, and
Outputting the generated data signal to a data line;
A transmission method for outputting the generated clock signal to a clock line via a CMOS transistor.
電圧がLowであるLow時間の長さが、電圧がHighであるHigh時間の長さより短い伝送波形を有するデータ信号と、第一の立上りタイミングが前記データ信号のHigh時間の中心のタイミングであり、かつ、第一の立下りタイミングが前記データ信号の電圧が前記High時間からLowへ下がり始めるタイミングである伝送波形を有するクロック信号と、を受信し、
受信された前記クロック信号に基づいて、受信された前記データ信号を復号する、受信方法。
A data signal having a transmission waveform in which the length of the low time when the voltage is low is shorter than the length of the high time when the voltage is high, and the first rising timing is a timing at the center of the high time of the data signal, And a clock signal having a transmission waveform in which the first falling timing is a timing at which the voltage of the data signal starts to fall from the High time to Low, and
A receiving method for decoding the received data signal based on the received clock signal.
1つのデータフレームフォーマットの長さがLのとき、電圧がLowであるLow時間の長さが、電圧がHighであるHigh時間の長さのL分の1以下である伝送波形を有するデータ信号を生成し、
生成された前記データ信号をデータラインへ出力する、送信方法。
When the length of one data frame format is L, a data signal having a transmission waveform in which the length of the Low time when the voltage is Low is 1 / L or less of the length of the High time when the voltage is High Generate
A transmission method for outputting the generated data signal to a data line.
1つのデータフレームフォーマットの長さがLのとき、電圧がLowであるLow時間の長さが、電圧がHighであるHigh時間の長さのL分の1以下である伝送波形を有するデータ信号を受信し、
前記伝送波形の立下りタイミングに基づいて、受信された前記データ信号の伝送波形を複数の小部分に分割し、
分割された前記複数の小部分毎に第一処理と第二処理とを行い、
前記第一処理は、小部分の時間を小部分に含まれるHigh時間で割って得られた商の小数点以下を切り捨てた値を小部分に含まれる前記High時間中のビット数として算出し、前記小部分の時間を小部分に含まれる前記High時間で割って得られた余りMをさらに小部分に含まれるLow時間で割って得られた商を四捨五入した値を小部分に含まれる前記Low時間中のビット数として算出する処理であり、
前記第二処理は、前記Low時間中のビット数個の“0”を出力し、引き続き、前記High時間中のビット数個の“1”を出力する処理であり、
前記第一処理と前記第二処理とを前記複数の小部分の数分繰り返し行って出力された“0”および“1”を1つのデータフレームのデジタルデータとして出力する、受信方法。
When the length of one data frame format is L, a data signal having a transmission waveform in which the length of the Low time when the voltage is Low is 1 / L or less of the length of the High time when the voltage is High Receive
Based on the falling timing of the transmission waveform, the transmission waveform of the received data signal is divided into a plurality of small parts,
The first process and the second process are performed for each of the divided small parts,
The first process calculates a value obtained by dividing the time of the small part by the High time included in the small part and rounded down the decimal point of the quotient as the number of bits in the High time included in the small part, The Low time included in the small portion is a value obtained by rounding off the quotient obtained by dividing the remainder M obtained by dividing the time of the small portion by the High time included in the small portion and the Low time included in the small portion. It is a process to calculate as the number of bits in,
The second process is a process of outputting several “0” bits during the Low time, and subsequently outputting several “1” bits during the High time,
A receiving method in which the first process and the second process are repeated for the number of the plurality of small portions, and “0” and “1” output are output as digital data of one data frame.
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