JP2015005962A

JP2015005962A - データ通信システム、スレーブ及びマスタ

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Publication number: JP2015005962A
Application number: JP2013131711A
Authority: JP
Inventors: 賢治稲津; Kenji Inazu; 浩伸秋田; Hironobu Akita
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2013-06-24
Filing date: 2013-06-24
Publication date: 2015-01-08
Anticipated expiration: 2033-06-24
Also published as: US20140379949A1; JP5849997B2; US9703735B2

Abstract

【課題】コストの増大を抑制しつつ、データ通信を同一の伝送路により双方向で行う。【解決手段】スレーブ３は、マスタ２から送信されたマスタ側送信信号をワイヤーハーネス４を介してスレーブ側受信信号として受信すると、その受信したスレーブ側受信信号からクロックデータリカバリーによりクロックを抽出するクロック抽出処理と、スレーブ側受信信号からスレーブ側受信データを判定する受信データ判定処理とを行う。又、スレーブ３は、クロック抽出処理と受信データ判定処理とを妨げず、且つスレーブ側受信信号が存在する期間で、スレーブ側送信信号をマスタ２に送信する。マスタ２は、マスタ側受信信号の信号波形からマスタ側送信信号の信号波形成分を除去してマスタ側受信データを判定する。【選択図】図１

Description

本発明は、データ通信を同一の伝送路により双方向で行うデータ通信システム、スレーブ及びマスタに関する。

車載環境で適用されるデータ通信システムでは、ワイヤーハーネスの総重量を低減すべく、データ通信を同一のワイヤーハーネスにより双方向で行うことが要求されている。又、データ通信をＥＣＵ（Electronic Control Unit）とセンサやアクチュエータとの間で行う構成では、センサやアクチュエータのコストの増大を抑制する需要がある。高速なデータ通信レートが要求されないアプリケーションでは、ＤＳＩ（Distributed Systems Interface）３やＰＳＩ（Peripheral Sensor Interface）５で用いられているような時分割多重により、データ通信を双方向で行う伝送路としてワイヤーハーネスを用いることが可能である。しかしながら、高速なデータ通信レートが要求されるアプリケーションでは、時分割多重による伝送効率の低下が問題となる。

一方、データ通信を時分割せずに同時に双方向で行うと、信号が干渉することで、信号波形から受信データを再生することができなくなる問題がある。又、通信レートを同期させるべく、受信信号からクロックを抽出するクロックデータリカバリー（ＣＤＲ：Clock Data Recovery）の方法が用いられるが、自身の送信信号が信号波形に影響を与えることで、クロックデータリカバリーにより抽出するクロックの誤差が大きくなる問題がある。これらの問題を解決すべく、データ通信を時分割せずに同一のワイヤーハーネスにより双方向で行う方法として、以下に示す２つの方法がある。

第１の方法としては通信周波数を分ける方法がある。非特許文献１のＦｉｇ．５に開示されているように、デジタル加入者線（ＤＳＬ：Digital Subscriber Line）において通信周波数を分けることで、同一のワイヤーハーネスによる双方向のデータ通信を実現する。第２の方法としては受信信号から自己の送信信号を差し引く方法がある。非特許文献２のＦｉｇ．３に開示されているように、デジタルプロセッサを用い、信号処理技術により受信データから送信データ及びその反射成分を除去することで、同一のワイヤーハーネスによる双方向のデータ通信を実現する。

IEEE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS, VOL.47, NO.8, AUGUST 1999 Zipper: A Duplex Method for VDSL Based on DMT IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS, VOL.36, NO.3, MARCH 2001 A 125-MHz Mixed-Signal Echo Canceller for Gigabit Ethernet（登録商標） on Copper Wire

しかしながら、第１の方法では、周波数を変換するための変復調回路が追加回路として必要となり、回路構成が通常のデータ通信よりも複雑となり、コストの増大を招くという問題がある。又、第２の方法でも、ＡＤ変換回路、ＤＡ変換回路及びデジタル信号処理回路が追加回路として必要となり、回路構成が通常のデータ通信よりも複雑となり、コストの増大を招くという問題がある。以上のように、データ通信を同一のワイヤーハーネスにより双方向で行う方法は存在するが、何れの方法でも追加回路が必要となり、コストの増大を招くという問題がある。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、追加回路を不要としてコストの増大を抑制しつつ、データ通信を同一の伝送路により双方向で行うことができるデータ通信システム、スレーブ及びマスタを提供することにある。

請求項１に記載した発明によれば、マスタは、マスタ側送信データを含むマスタ側送信信号を伝送路を介してスレーブに送信する。スレーブは、マスタから送信されたマスタ側送信信号を伝送路を介してスレーブ側受信信号として受信すると、その受信したスレーブ側受信信号からクロックデータリカバリーによりクロックを抽出するクロック抽出処理を行うと共に、スレーブ側受信信号からスレーブ側受信データを判定する受信データ判定処理を行う。又、スレーブは、自身のクロック抽出処理と受信データ判定処理とを妨げず、且つスレーブ側受信信号が存在する期間でスレーブ側送信データを含むスレーブ側送信信号を伝送路を介してマスタに送信する。マスタは、スレーブから送信されたスレーブ側送信信号を伝送路を介してマスタ側受信信号として受信すると、その受信したマスタ側受信信号の信号波形からマスタ側送信信号の信号波形成分を除去してマスタ側受信データを判定する。

即ち、スレーブでは、マスタから送信されたマスタ側送信信号を伝送路を介してスレーブ側受信信号として受信すると、クロック抽出処理と受信データ判定処理とを行うが、クロック抽出処理と受信データ判定処理の何れも行っていない期間を活用し、そのクロック抽出処理と受信データ判定処理の何れも行っておらず、且つスレーブ側受信信号が存在する期間で、スレーブ側送信信号を伝送路を介してマスタに送信する。これにより、変復調回路、ＡＤ変換回路、ＤＡ変換回路及びデジタル信号処理回路等の追加回路をスレーブで不要としてコストの増大を抑制しつつ、データ通信を同一の伝送路により双方向で行うことができる。

本発明の第１の実施形態を示す図マスタ側送信信号及びスレーブ側送信信号が遅延する態様を示す図スレーブ端バス波形をシミュレーションした結果を示す図スレーブ端バス波形及びマスタ端バス波形をシミュレーションした結果を示す図本発明の第２の実施形態を示し、スレーブ側送信データを示す図図５相当図本発明の第３の実施形態を示し、スレーブ側送信信号の振幅とスレーブ側送信データの関係を示す図本発明の第４の実施形態を示す図１相当図図８相当図図８相当図本発明の第５の実施形態を示す図１相当図図１１相当図

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について、図１から図４を参照して説明する。データ通信システム１は、車載環境で適用されており、マスタ２とスレーブ３とがワイヤーハーネス４（伝送路に相当）により１対１で接続されて構成されている。マスタ２は例えばＥＣＵ（Electronic Control Unit）等に実装されるＩＣ（Integrated Circuit）であり、スレーブ３は例えばセンサやアクチュエータ等に実装されるＩＣである。例えばマスタ２がＥＣＵに実装され、スレーブ３がセンサに実装される構成では、ＥＣＵがセンサからセンサ信号を受信して動作する態様となる。又、例えばマスタ２がＥＣＵに実装され、スレーブ３がアクチュエータに実装される構成では、ＥＣＵが駆動信号をアクチュエータに送信して当該アクチュエータを駆動させる態様となる。マスタ２は、例えばＥＣＵ等に実装される構成であれば、その消費電流やチップサイズが大きくても良いが、スレーブ３は、例えばセンサやアクチュエータ等に実装される構成であれば、その消費電流やチップサイズが小さい方が望ましい。ワイヤーハーネス４は、例えばツイストペアケーブル（撚り対線）、フラットケーブル、同軸線及び２芯同軸線等により構成されている。

マスタ２は、マスタ側コントローラ２ａ（マスタ側受信データ判定手段に相当）と、マスタ側送信回路２ｂと、マスタ側受信回路２ｃ（マスタ側受信手段に相当）と、ＡＤ変換回路２ｄと、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）２ｅ（除去手段に相当）と、マスタ側クロック抽出回路２ｆとを有する。マスタ２にはマスタ側発振器２ｇが外付けで接続されている。マスタ側発振器２ｇは、例えば水晶振動子やセラミック振動子から構成されており、例えばコンデンサや抵抗から構成されるＣＲ発振器のような発振子が不要な発振器よりも高い精度のクロック（例えば発振周波数＝ｆ_０）をマスタ２に供給する。マスタ側コントローラ２ａ、マスタ側送信回路２ｂ、マスタ側受信回路２ｃ、ＡＤ変換回路２ｄ、ＤＳＰ２ｅ及びマスタ側クロック抽出回路２ｆは、マスタ側発振器２ｇから供給されるクロック、又はそのクロックをＰＬＬ（Phase Locked Loop）で逓倍して生成した逓倍クロックにしたがって動作する。

スレーブ３は、スレーブ側コントローラ３ａ（スレーブ側受信データ判定手段に相当）と、スレーブ側受信回路３ｂ（スレーブ側受信手段に相当）と、スレーブ側クロック抽出回路３ｃ（クロック抽出手段に相当）と、ＦＩＦＯ（First In First Out）３ｄと、スレーブ側送信回路３ｅ（スレーブ側送信手段に相当）とを有する。スレーブ３にはスレーブ側発振器３ｆが外付けで接続されている。スレーブ側発振器３ｆも、上記したマスタ側発振器２ｇと同様に、例えば水晶振動子やセラミック振動子から構成されており、例えばコンデンサや抵抗から構成されるＣＲ発振器のような発振子が不要な発振器よりも高い精度のクロック（例えば発振周波数＝ｆ_１）をスレーブ３に供給する。ただし、本実施形態のスレーブ３ではクロックの精度を後述するクロックデータリカバリー（ＣＤＲ：Clock Data Recovery）で補うことが可能であり、例えばＣＲ発振器のような精度の低い発振器をスレーブ３に内蔵し、外付けのスレーブ側発振器３ｆを省略しても良い。スレーブ側コントローラ３ａ、スレーブ側受信回路３ｂ、スレーブ側クロック抽出回路３ｃ、ＦＩＦＯ３ｄ及びスレーブ側送信回路３ｅは、スレーブ側発振器３ｆから供給されるクロック、又はそのクロックをＰＬＬで逓倍して生成した逓倍クロックにしたがって動作する。

上記した構成では、マスタ２からスレーブ３へのデータ送信を以下のようにして行う。マスタ２において、マスタ側送信回路２ｂは、マスタ側コントローラ２ａからマスタ側送信データ（TxDATA）を入力すると、その入力したマスタ側送信データに対してエンコード処理等を行う。そして、マスタ側送信回路２ｂは、そのエンコード処理等を行ったマスタ側送信データを含むマスタ側送信信号を、マスタ側発振器２ｇから供給されるクロック又はそのクロックを逓倍して生成した逓倍クロックにしたがってワイヤーハーネス４を介してスレーブ３に送信する。

スレーブ３において、スレーブ側受信回路３ｂ及びスレーブ側クロック抽出回路３ｃは、マスタ２のマスタ側送信回路２ｂから送信されたマスタ側送信信号をワイヤーハーネス４を介してスレーブ側受信信号として受信する。このとき、スレーブ側クロック抽出回路３ｃは、その受信したスレーブ側受信信号に対してクロックデータリカバリーを行い、スレーブ側受信信号に同期したクロックを抽出する。スレーブ側受信回路３ｂは、スレーブ側受信信号に同期したクロックをスレーブ側クロック抽出回路３ｃから入力することで、そのスレーブ側受信信号に同期したクロックに同期してスレーブ側受信信号を受信する。そして、スレーブ側受信回路３ｂは、その受信したスレーブ側受信信号に対してデコード処理等を行い、そのデコード処理等を行ったスレーブ側受信信号をスレーブ側コントローラ３ａに出力する。スレーブ側コントローラ３ａは、スレーブ側受信回路３ｂからスレーブ側受信信号を入力すると、その入力したスレーブ側受信信号からスレーブ側受信データ（RxDATA）を抽出して「０」又は「１」を判定する（マスタ側送信データを復元する）。

一方、上記した構成では、スレーブ３からマスタ２へのデータ送信を以下のようにして行う。スレーブ３において、スレーブ側送信回路３ｅは、スレーブ側コントローラ３ａからＦＩＦＯ３ｄを介してスレーブ側送信データ（TxDATA）を入力すると、その入力したスレーブ側送信データに対してエンコード処理等を行う。そして、スレーブ側送信回路３ｅは、スレーブ側受信信号に同期したクロックをスレーブ側クロック抽出回路３ｃから入力することで、そのエンコード処理等を行ったスレーブ側送信データを含むスレーブ側送信信号を、そのスレーブ側受信信号に同期したクロックに同期してワイヤーハーネス４を介してマスタ２に送信する。

このとき、スレーブ側送信回路３ｅは、スレーブ側クロック抽出回路３ｃがスレーブ側受信信号に対してクロックデータリカバリーを行う期間に相当するアイパターンのエッジ検出区間（ＣＤＲエッジ検出区間、クロック抽出処理を行う期間）と、スレーブ側コントローラ３ａがスレーブ側受信信号からスレーブ側受信データを抽出して「０」又は「１」を判定する時点に相当するスレーブ受信点（受信データ判定処理を行う期間）とを妨げず、且つスレーブ側受信信号が存在する期間で、スレーブ側送信信号をマスタ２に送信する。

マスタ２において、マスタ側受信回路２ｃは、スレーブ３のスレーブ側送信回路３ｅから送信されたスレーブ側送信信号をワイヤーハーネス４を介してマスタ側受信信号として受信する。そして、マスタ側受信回路２ｃは、その受信したマスタ側受信信号に対してデコード処理等を行い、そのデコード処理等を行ったマスタ側受信信号をＡＤ変換回路２ｄに出力する。ＡＤ変換回路２ｄは、マスタ側受信回路２ｃからマスタ側受信信号を入力すると、その入力したマスタ側受信信号に対してＡＤ変換処理を行い、そのＡＤ変換処理を行ったマスタ側受信信号をＤＳＰ２ｅに出力する。ＤＳＰ２ｅは、ＡＤ変換回路２ｄからマスタ側受信信号を入力すると、その入力したマスタ側受信信号の信号波形からマスタ側送信信号の信号波形成分を除去する除去処理（エコーキャンセル処理）を行い、その除去処理を行ったマスタ側受信信号をマスタ側コントローラ２ａ及びマスタ側クロック抽出回路２ｆに出力する。

マスタ側コントローラ２ａは、ＤＳＰ２ｅからマスタ側受信信号を入力すると、その入力したマスタ側受信信号からマスタ側受信データ（RxDATA）を抽出して「０」又は「１」を判定する（スレーブ側送信データを復元する）。又、マスタ側クロック抽出回路２ｆは、ＤＳＰ２ｅからマスタ側受信信号を入力すると、その入力したマスタ側受信信号に対してクロックデータリカバリーを行い、マスタ側受信信号に同期したクロックを抽出する。上記したマスタ側受信回路２ｃは、マスタ側受信信号に同期したクロックをマスタ側クロック抽出回路２ｆから入力することで、マスタ側受信信号に同期したクロックに同期してマスタ側受信信号を受信する。又、ＡＤ変換回路２ｄは、マスタ側受信信号に同期したクロックをマスタ側クロック抽出回路２ｆから入力することで、マスタ側受信信号に同期したクロックに同期してＡＤ変換処理を行う。

即ち、スレーブ３は、マスタ２から送信されたマスタ側送信信号をワイヤーハーネス４を介してスレーブ側受信信号として受信すると、その受信したスレーブ側受信信号に対してクロックデータリカバリーを行い、スレーブ側受信信号からスレーブ側受信データの判定を行うが、クロックデータリカバリー及びスレーブ側受信データの判定に影響を及ぼさない期間で、スレーブ側送信データをマスタ２に送信する。この場合、スレーブ３は、スレーブ側送信データをマスタ２に送信するタイミングを、クロックデータリカバリーにより抽出したクロックの逓倍に同期させることで正確に制御可能となる。尚、図２に示すように、マスタ側送信信号とスレーブ側送信信号の位相がワイヤーハーネス４のケーブル長（通信遅延時間）により変化するので、マスタ２にＡＤ変換回路２ｄやＤＳＰ２ｅを用いる必要があるが、マスタ２がＥＣＵに実装されていれば、あまり大きな問題とならない。

又、スレーブ３は、隣り合う（連続する）エッジ検出区間の中間をスレーブ受信点とするので、マスタ側送信データの１ビットに対してスレーブ側送信データを２ビット以上で送信可能であり、スレーブ側送信データの送信レートをマスタ側送信データの送信レートよりも高くすることが可能である。スレーブ端バス波形（ワイヤーハーネス４におけるスレーブ３に近い部分での信号波形）をシミュレーションすると、図３に示す波形となる。スレーブ端バス波形は、スレーブ側受信信号の信号波形とスレーブ側送信信号の信号波形とが重なった波形である。図３では、バイナリデータをＮＲＺ（Non Return to Zero）で送受信する場合、スレーブ３が隣り合うエッジ検出区間で「１」、「０」、「１」、「０」の４ビットのスレーブ側送信データを送信する場合、及び「１」、「０」、「０」、「１」の４ビットのスレーブ側送信データを送信する場合を例示している。

又、マスタ端バス波形（ワイヤーハーネス４におけるマスタ２に近い部分での信号波形）をシミュレーションすると、図４に示す波形となる。マスタ端バス波形は、マスタ側送信信号の信号波形とマスタ側受信信号の信号波形とが重なった波形である。図４では、スレーブ３が隣り合うエッジ検出区間で「１」、「０」、「０」、「１」の４ビットのスレーブ側送信データを送信した場合を例示している。スレーブ端バス波形は、スレーブ側受信信号の信号波形とスレーブ側送信信号の信号波形とが重なった波形であるが、クロックデータリカバリーを行うこと及びスレーブ側受信データを判定することに問題が発生することはない。一方、マスタ端バス波形は、マスタ側受信信号の信号波形とマスタ側送信信号の信号波形とが重なった波形であるが、上記したように、マスタ側受信データを生成するには、マスタ側受信信号の信号波形からマスタ側送信信号の信号波形成分を除去する必要がある。

以上に説明したように第１の実施形態によれば、スレーブ３において、マスタ２から送信されたマスタ側送信信号をワイヤーハーネス４を介してスレーブ側受信信号として受信すると、クロック抽出処理と受信データ判定処理とを行い、それらクロック抽出処理と受信データ判定処理とを妨げず、且つスレーブ側受信信号が存在する期間で、スレーブ側送信データを含むスレーブ側送信信号をマスタ２に送信する。マスタ２において、マスタ側受信信号の信号波形からマスタ側送信信号の信号波形成分を除去してマスタ側受信データを判定する。これにより、変復調回路、ＡＤ変換回路、ＤＡ変換回路及びデジタル信号処理回路等の追加回路をスレーブ３で不要としてコストの増大を抑制しつつ、データ通信を同一のワイヤーハーネス４により双方向で行うことができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について、図５及び図６を参照して説明する。尚、上記した第１の実施形態と同一の部分については説明を省略し、異なる部分について説明する。第２の実施形態では、スレーブ３は、同一のスレーブ側送信データを複数回に亘ってマスタ２に送信する。マスタ２は、スレーブ３から複数回に亘って送信されたスレーブ側送信データを受信すると、そのスレーブ側送信データを受信した回数の多数決や値の平均によりマスタ側受信データを判定する。具体的に説明すると、スレーブ３が「０」、「１」の２ビットデータを連続して４回送信する仕様である場合に、データエラーが発生しなければ、マスタ２は、マスタ側受信データを「０」、「１」と判定することが可能である。一方、図５に示すように、例えば３回目の送信でデータエラーが発生し、スレーブ３が送信した「０」、「１」の２ビットデータをマスタ２が誤って「１」、「１」の２ビットデータとして受信したとしても、マスタ２は、スレーブ側送信データを受信した回数の多数決により判定することで、マスタ側受信データを「０」、「１」と判定することが可能である。又、図６に示すように、同じく例えば３回目の送信でデータエラーが発生し、スレーブ３が送信した「０」、「１」の２ビットデータをマスタ２が誤って「１」、「１」の２ビットデータとして受信したとしても、マスタ２は、スレーブ側送信データを受信した値の平均により判定することで、マスタ側受信データを「０」、「１」と判定することが可能である。このようにスレーブ３が同一のスレーブ側送信データを複数回に亘ってマスタ２に送信する場合に、スレーブ側送信データを受信した回数の多数決や値の平均によりマスタ側受信データを判定することで、データエラーが発生したとしても、スレーブ側送信データを正確に復元することができ、信頼性を高めることができる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について、図７を参照して説明する。尚、上記した第１の実施形態と同一の部分については説明を省略し、異なる部分について説明する。第３の実施形態では、スレーブ３は、スレーブ側送信データを多値化してマスタ２に送信する。具体的に説明すると、図５に示すように、スレーブ３は、スレーブ側送信信号の振幅に４つの階調を持たせることで、スレーブ側送信データを多値化してマスタ２に送信する。スレーブ３は、３つ以上の階調を持たせることで、スレーブ側送信データの送信レートを高めることが可能となる。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について、図８から図１０を参照して説明する。尚、上記した第１から第３の実施形態と同一の部分については説明を省略し、異なる部分について説明する。第１から第３の実施形態は、マスタ２とスレーブ３とがワイヤーハーネス４により１対１で接続されている構成であるが、第４の実施形態は、マスタとスレーブとがワイヤーハーネスにより１対ｎ（ｎは２以上の自然数）で接続されている構成である。即ち、データ通信システム１１は、第１の実施形態で説明したマスタ２と第１のスレーブ１２１から第ｎのスレーブ１２ｎとがワイヤーハーネス１３により１対ｎで接続されて構成されている。第１のスレーブ１２１から第ｎのスレーブ１２ｎは、それぞれ第１の実施形態で説明したスレーブ３と同等の構成である。例えば第１のスレーブ１２１は、スレーブ側コントローラ１２１ａと、スレーブ側受信回路１２１ｂと、スレーブ側クロック抽出回路１２１ｃと、ＦＩＦＯ１２１ｄと、スレーブ側送信回路１２１ｅとを有する。又、第１のスレーブ１２１には第１のスレーブ側発振器１２１ｆが外付けで接続されている。同様に、第２のスレーブ１２２には第２のスレーブ側発振器１２２ａが外付けで接続されており、第ｎのスレーブ１２ｎには第ｎのスレーブ側発振器１２ｎａが外付けで接続されている。ワイヤーハーネス１３には第１の分岐点１３１から第ｍの分岐点１３ｍ（ｍ＝ｎ−１）が設けられている。

上記した構成では、第１のスレーブ１２１から第ｎのスレーブ１２ｎは、隣り合うエッジ検出区間でそれぞれのスレーブ側送信データを送信する期間を時分割する。具体的に説明すると、図８に示すように、マスタ２と第１のスレーブ１２１及び第２のスレーブ１２２とがワイヤーハーネス１３により１対２（ｎ＝２）で接続されている構成であれば、第１のスレーブ１２１及び第２のスレーブ１２２が、隣り合うエッジ検出区間でそれぞれのスレーブ側送信データを送信する期間を時分割する。

又、第１のスレーブ１２１から第ｎのスレーブ１２ｎは、スレーブ側送信データを送信する期間を均等に時分割しても良いし不均等に時分割しても良い。具体的に説明すると、図９に示すように、第１のスレーブ１２１から第ｎのスレーブ１２ｎが対等な関係である場合には、第１のスレーブ１２１から第ｎのスレーブ１２ｎがスレーブ側送信データを送信する期間を均等に時分割しても良い。一方、図１０に示すように、第１のスレーブ１２１から第ｎのスレーブ１２ｎが対等な関係でない場合には、第１のスレーブ１２１から第ｎのスレーブ１２ｎがスレーブ側送信データを送信する期間を不均等に時分割しても良い。図１０では、例えば第１のスレーブ１２１が他のスレーブ（第２のスレーブ１２２から第ｎのスレーブ１２ｎ）よりもスレーブ側送信データを優先して送信する場合を例示している。即ち、第１のスレーブ１２１が他のスレーブよりも例えば重要度の高いスレーブ側送信データやデータ容量の大きいスレーブ側送信データを送信する形態等であれば、第１のスレーブ１２１が他のスレーブよりもスレーブ側送信データを優先して送信すれば良い。この場合、第１のスレーブ１２１がスレーブ側送信データを送信する送信レートは、他のスレーブがスレーブ側送信データを送信する送信レートよりも高くなる。又、第１のスレーブ１２１が同一のスレーブ側送信データを繰返して送信しても良いし異なるスレーブ側送信データを送信しても良い。

第４の実施形態によれば、マスタ２と第１のスレーブ１２１から第ｎのスレーブ１２ｎとが１対ｎで接続されている構成でも、変復調回路、ＡＤ変換回路、ＤＡ変換回路及びデジタル信号処理回路等の追加回路を第１のスレーブ１２１から第ｎのスレーブ１２ｎで不要としてコストの増大を抑制しつつ、データ通信を同一のワイヤーハーネス１３により双方向で行うことができる。

（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について、図１１及び図１２を参照して説明する。尚、上記した第１から第４の実施形態と同一の部分については説明を省略し、異なる部分について説明する。第１から第４の実施形態は、隣り合うエッジ検出区間でスレーブ側送信データを送信する期間として２区間を確保する構成であるが、第５の実施形態は、隣り合うエッジ検出区間でスレーブ側送信データを送信する期間として４区間を確保する構成である。隣り合うエッジ検出区間でのスレーブ側送信データを送信する期間は、マスタ側送信データの送信レートに依存する。マスタ側送信データの送信レートが相対的に高ければ、隣り合うエッジ検出区間でスレーブ側送信データを送信する期間が相対的に短くなり、スレーブ側送信データの送信レートが相対的に低くなる。一方、マスタ側送信データの送信レートが相対的に低ければ、隣り合うエッジ検出区間でスレーブ側送信データを送信する期間が相対的に長くなり、スレーブ側送信データの送信レートが相対的に高くなる。

この場合も、第１のスレーブ１２１から第ｎのスレーブ１２ｎは、スレーブ側送信データを送信する期間を均等に時分割しても良いし不均等に時分割しても良い。第１のスレーブ１２１から第ｎのスレーブ１２ｎが対等な関係である場合には、第１のスレーブ１２１から第ｎのスレーブ１２ｎがスレーブ側送信データを送信する期間を均等に時分割しても良い。一方、図１２に示すように、第１のスレーブ１２１から第ｎのスレーブ１２ｎが対等な関係でない場合には、第１のスレーブ１２１から第ｎのスレーブ１２ｎがスレーブ側送信データを送信する期間を不均等に時分割しても良い。

（その他の実施形態）
本発明は、上記した実施形態にのみ限定されるものではなく、以下のように変形又は拡張することができる。
第１から第５の実施形態をどのように組み合わせても良い。即ち、例えば第３の実施形態と第４や第５の実施形態を組み合わせることで、マスタとスレーブとが１対ｎで接続されている構成で、それぞれのスレーブがスレーブ側送信データを多値化してマスタに送信する構成であっても良い。

伝送路は、ワイヤーハーネスに限らず、他の伝送媒体であっても良い。

図面中、１はデータ通信システム、２はマスタ、２ａはマスタ側コントローラ（マスタ側受信データ判定手段）、２ｃはマスタ側受信回路（マスタ側受信手段）、２ｅはＤＳＰ（除去手段）、３はスレーブ、３ａはスレーブ側コントローラ（スレーブ側受信データ判定手段）、３ｂはスレーブ側受信回路（スレーブ側受信手段）、３ｃはスレーブ側クロック抽出回路（クロック抽出手段）、３ｅはスレーブ側送信回路（スレーブ側送信手段）、４はワイヤーハーネス（伝送路）である。

Claims

マスタ側送信データを含むマスタ側送信信号を伝送路（４）を介してスレーブ（３）に送信するマスタ（２）と、
前記マスタから送信された前記マスタ側送信信号を前記伝送路を介してスレーブ側受信信号として受信し、その受信した前記スレーブ側受信信号からクロックデータリカバリーによりクロックを抽出するクロック抽出処理を行うと共に、前記スレーブ側受信信号からスレーブ側受信データを判定する受信データ判定処理を行うスレーブと、を備えたデータ通信システム（１）において、
前記スレーブは、前記クロック抽出処理と前記受信データ判定処理とを妨げず、且つ前記スレーブ側受信信号が存在する期間で、スレーブ側送信データを含むスレーブ側送信信号を前記伝送路を介して前記マスタに送信し、
前記マスタは、前記スレーブから送信された前記スレーブ側送信信号を前記伝送路を介してマスタ側受信信号として受信し、その受信した前記マスタ側受信信号の信号波形から前記マスタ側送信信号の信号波形成分を除去した後に、前記マスタ側受信信号からマスタ側受信データを判定することを特徴とするデータ通信システム。
請求項１に記載したデータ通信システムにおいて、
前記スレーブは、前記マスタが前記マスタ側送信信号を前記スレーブに送信する送信レートよりも高い送信レートで前記スレーブ側送信信号を前記マスタに送信することを特徴とするデータ通信システム。
請求項１に記載したデータ通信システムにおいて、
前記スレーブは、前記マスタが前記マスタ側送信信号を前記スレーブに送信する送信レートよりも低い送信レートで前記スレーブ側送信信号を前記マスタに送信することを特徴とするデータ通信システム。
請求項３に記載したデータ通信システムにおいて、
前記スレーブは、同一の前記スレーブ側送信データを複数回に亘って前記マスタに送信することを特徴とするデータ通信システム。
請求項４に記載したデータ通信システムにおいて、
前記マスタは、前記スレーブから複数回に亘って送信された前記スレーブ側送信データを受信した回数の多数決により前記マスタ側受信データを判定することを特徴とするデータ通信システム。
請求項４に記載したデータ通信システムにおいて、
前記マスタは、前記スレーブから複数回に亘って送信された前記スレーブ側送信データを受信した値の平均により前記マスタ側受信データを判定することを特徴とするデータ通信システム。
請求項１から６の何れか一項に記載したデータ通信システムにおいて、
前記スレーブは、前記スレーブ側送信データを多値化して前記マスタに送信することを特徴とするデータ通信システム。
請求項１から７の何れか一項に記載したデータ通信システムにおいて、
前記マスタと前記スレーブとが１対複数で前記伝送路を介して接続され、
前記複数のスレーブは、それぞれが前記スレーブ側送信信号を前記マスタに送信する期間を時分割することを特徴とするデータ通信システム。
請求項８に記載したデータ通信システムにおいて、
前記複数のスレーブは、それぞれが前記スレーブ側送信信号を前記マスタに送信する送信レートが異なることを特徴とするデータ通信システム。
マスタ側送信データを含むマスタ側送信信号を伝送路（４）を介してスレーブ（３）に送信するマスタ（２）と共にデータ通信システム（１）を構成するスレーブにおいて、
前記マスタから送信されたマスタ側送信データを含むマスタ側送信信号を前記伝送路を介してスレーブ側受信信号として受信するスレーブ側受信手段（３ｂ）と、
前記スレーブ側受信手段により受信された前記スレーブ側受信信号からクロックデータリカバリーによりクロックを抽出するクロック抽出処理を行うクロック抽出手段（３ｃ）と、
前記スレーブ側受信手段により受信された前記スレーブ側受信信号からスレーブ側受信データを判定する受信データ判定処理を行うスレーブ側受信データ判定手段（３ａ）と、
前記クロック抽出処理と前記受信データ判定処理とを妨げず、且つ前記スレーブ側受信信号が存在する期間で、スレーブ側送信データを含むスレーブ側送信信号を前記伝送路を介して前記マスタに送信するスレーブ側送信手段（３ｅ）と、を備えたことを特徴とするスレーブ。
マスタ（２）から送信されたマスタ側送信信号を伝送路（４）を介してスレーブ側受信信号として受信し、その受信した前記スレーブ側受信信号からクロックデータリカバリーによりクロックを抽出するクロック抽出処理を行うと共に、前記スレーブ側受信信号からスレーブ側受信データを判定する受信データ判定処理を行うスレーブ（３）と共にデータ通信システム（１）を構成するマスタにおいて、
前記スレーブから送信されたスレーブ側送信信号を前記伝送路を介してマスタ側受信信号として受信するマスタ側受信手段（２ｃ）と、
前記マスタ側受信手段により受信された前記マスタ側受信信号の信号波形から前記マスタ側送信信号の信号波形成分を除去する除去手段（２ｅ）と、
マスタ側送信信号の信号波形成分が前記除去手段により除去された前記マスタ側受信信号の信号波形から前記マスタ側受信データを判定するマスタ側受信データ判定手段（２ａ）と、を備えたことを特徴とするマスタ。