JP2015084198A - 断線の検知及び通知機能を有する通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】４本の通信線を使用するシリアル通信において、断線の検知及び通知の機能を有する通信装置を提供する。【解決手段】２本の送信端及び２本の受信端を備え、送信側では２本の送信端に互いに反転したデータをシリアルで送信し、受信側では２本の受信端において反転されたシリアルデータを受信する通信規格で通信を行う通信装置において、受信端にデータがないときに、前記２本の受信端をプルアップするプルアップ抵抗と、前記通信中に前記２本の受信端が共にハイ（Ｈ）になるか、又は一方がハイ（Ｈ）とロー（Ｌ）を繰り返すときに他方がハイ（Ｈ）になったままになったときに断線が発生したことを検知する検知部と、前記検知部によって断線が検知されたときに、前記２本の送信端を共に一定期間ロー（Ｌ）として通信の相手方に断線が検知されたことを通知する通知部とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、シリアル通信の通信線に断線が発生した場合にこれを検知及び通知する機能を有する通信装置に関する。

シリアル通信の一つとして、ＲＳ−４２２という通信規格が知られている。ＲＳ−４２２は、例えば遊技機などで内部の複数の基板の間や、遊技機と外部の機器との間などで通信を行う場合の通信にも使われている。

図５は、互いに通信する二つの局（１次局及び２次局）及びこれらを接続するＲＳ−４２２に基づいた通信路を示した図である。同図に示すように、ＲＳ−４２２では、送信に２本、受信に２本、合計４本の通信線が使われる。例えば、１次局が送信側の場合には、１次局側のＴＸ＋とＴＸ−が常に反転するようにデータが送られる。断線がなく正常にデータが２次局へ送られると、２次局のＲＸ＋及びＲＸ−でもこの互いに反転されたデータが受信される。同様に、２次局が送信側の場合には、２次局側のＴＸ＋とＴＸ−で送られるデータは常に反転しており、正常にデータが１次局へ送られると、１次局のＲＸ＋及びＲＸ−で受信されるデータも互いに反転されている。このように、ＴＸ＋とＴＸ−、あるいはＲＸ＋とＲＸ−のデータが互いに反転していることを「差動」ということがある。

ところで、ＲＳ−４２２の規格には、通信線が断線した場合にそれをどのように検知し、どのように対応するかということは規定されていない。通常は、例えば１次局からデータ送信したときに、一定時間待ってもそれに対応した回答が２次局から帰って来ない場合、すなわちタイムアウトした場合には、外部に対して警告が発生されるので、間接的に断線の発生を知ることができるに止まる。

しかしながら、上記のようにデータを送信してから対応する回答が帰ってくるまで所定時間待つという場合には、実際に断線が発生してからそれが検知されるまでに時間の遅延が発生し、かかる遅延が場合によっては大きな問題を引き起こす場合がある。

また、前述のように、ＲＳ−４２２では４本の通信線が用いられており、その４本全てが断線した場合だけでなく、そのうちの１本〜３本だけ断線するという場合もありうる。その場合に、どのような態様で断線したかも併せて検知したい場合がある。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、４本の通信線を使用するシリアル通信において、断線の検知及び通知の機能を有する通信装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明に係る通信装置は、２本の送信端及び２本の受信端を備え、送信側では２本の送信端に互いに反転したデータをシリアルで送信し、受信側では２本の受信端において反転されたシリアルデータを受信する通信規格で通信を行う通信装置において、受信端にデータがないときに、前記２本の受信端をプルアップするプルアップ抵抗と、前記通信中に前記２本の受信端が共にハイ（Ｈ）になるか、又は一方がハイ（Ｈ）とロー（Ｌ）を繰り返すときに他方がハイ（Ｈ）になったままになったときに断線が発生したことを検知する検知部と、前記検知部によって断線が検知されたときに、前記２本の送信端を共に一定期間ロー（Ｌ）として通信の相手方に断線が検知されたことを通知する通知部と、を備えたことを特徴とする。

ここで、前記通知部は、断線が検知されたときに、前記２本の送信端を共に一定期間ロー（Ｌ）とした後、前記２本の送信端を共に一定期間ハイ（Ｈ）として通信の相手方に断線が検知されたことを通知するとともに、リセットがかかったときに、前記２本の送信端を共に一定期間ロー（Ｌ）として相手方にリセットがかかった旨を通知するようにすることができる。

また、本発明に係る通信装置は、２本の送信端及び２本の受信端を備え、送信側では２本の送信端に互いに反転したデータをシリアルで送信し、受信側では２本の受信端において反転されたシリアルデータを受信する通信規格で通信を行う通信装置において、受信端にデータがないときに、前記２本の受信端をプルダウンするプルダウン手段と、前記通信中に前記２本の受信端が共にロー（Ｌ）になるか、又は一方がロー（Ｌ）とハイ（Ｈ）を繰り返すときに他方がロー（Ｌ）になったままになったときに断線が発生したことを検知する検知部と、前記検知部によって断線が検知されたときに、前記２本の送信端を共に一定期間ハイ（Ｈ）として通信の相手方に断線が検知されたことを通知する通知部と、を備えたことを特徴とする。

ここで、前記通知部は、断線が検知されたときに、前記２本の送信端を共に一定期間ハイ（Ｈ）とした後、前記２本の送信端を共に一定期間ロー（Ｌ）として通信の相手方に断線が検知されたことを通知するとともに、リセットがかかったときに、前記２本の送信端を共に一定期間ハイ（Ｈ）として相手方にリセットがかかった旨を通知するようにすることができる。

前記検知部及び前記通信部は、ハードウェアロジックで構成することができる。あるいはまた、前記検知部及び前記通信部は、制御手段と当該制御手段上で動作するプログラムにより構成することもできる。

本発明の実施の一形態を示した通信装置のブロック図である。 検知部が断線を検出した場合の送受信部の動作の流れを示したフローチャートである。 １次局及び２次局における信号線上の信号の状態を示したタイミングチャートである。 送受信部１６１、１６２の通信状態の遷移の様子を一般化して示した図である。 ＲＳ−４２２に基づいた通信路を示した図である。

以下に図面を参照して、本願発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の実施の一形態を示した通信装置のブロック図である。この例では、遊技機に含まれる二つの基板１０₁と１０₂との間で、ＲＳ−４２２規格に基づく通信を行う。ここでは、基板１０₁側を１次局、基板１０₂側を２次局とする。基板１０₁には、遊技機のゲームに関する制御を行うＣＰＵ１２₁及びＲＯＭ１４₁と、通信部１６₁が含まれていることが示されている。基板１０₁には他の回路要素も含まれているが、図１ではこれらを省略している。通信部１６₁には、ＲＳ−４２２制御部１８₁の他に、断線を検知する検知部２０₁及び断線を検知した場合にこれを外部に通知する通知部２２₁が含まれている。基板１０₂にも、１０₁と同様様の回路要素が含まれている。

ところで、ＲＳ−４２２規格では、１次局、２次局とも受信側のＲＸ＋及びＲＸ−は抵抗を介してプルアップされている。すなわち、送信側からのデータが送られていないときは、ＲＸ＋及びＲＸ−は強制的にハイ（Ｈ）になる。したがって、１次局、２次局のいずれかにおいてＲＸ＋だけが断線すれば、ＲＸ＋はプルアップ抵抗によって強制的にハイ（Ｈ）になり、ＲＸ−だけがデータに応じてハイ（Ｈ）とロー（Ｌ）の状態が繰り返される。また、ＸＲ−だけが断線すると、ＲＸ＋だけがデータに応じてハイ（Ｈ）とロー（Ｌ）の状態が繰り返される。そして、ＲＸ＋、ＲＸ−の両方が断線すれば、ＲＸ＋及びＲＸ−はハイ（Ｈ）になる。

したがって、ＲＸ＋、ＲＸ−の状態を常時モニタし、いずれか一方又は両方がハイ（Ｈ）になったままになっていれば、断線が発生したことを検知できる。しかも、ＲＸ＋及びＲＸ−の一方だけがハイ（Ｈ）になっていればハイ（Ｈ）なっている方だけが断線したことを検知できるし、両方がハイ（Ｈ）になっていれば、両方とも断線したことを検知できる。送受信部の検知部２０₁、２０₂が、ＲＸ＋及びＲＸ−の一方又は両方がハイ（Ｈ）になったままになった場合に、これを断線として検知する。

１次局の検知部２０₁がＲＸ＋及びＲＸ−の一方又は両方の断線を検知すると、通知部２２₁が、ＴＸ＋及びＴＸ−を介して、２次局に対して断線があったことを通知する。また、２次局の検知部２０₂がＲＸ＋及びＲＸ−の一方又は両方の断線を検知すると、通知部２２₁が、ＴＸ＋及びＴＸ−を介して、１次局に対して断線があったことを通知する。

例えばコネクタが外れるなどして４本すべての通信線が断線すると、１次局、２次局の両方から相手方に対して断線があった旨の通知がなされることになるが、この場合は通知する相手方には届かない。そのため、通知部２２₁及び２２₂は、相手方に対して断線があった旨の通知を通知するのに加え、送受信部１６₁、１６₂の外部、具体的にはＣＰＵ１２₁及び１２₂に対して断線があった旨を通知する。ＣＰＵ１２₁、１２₂は、断線の通知を受け取った場合には、予めプログラムされている措置、具体的には人間が分かるように警報を発するなどの措置をとる。ただし、通知部２２₁及び２２₂が外部に対して断線があった旨を通知することは必須ではない。

図２は、検知部２０₁、２０₂が断線を検出した場合の送受信部１６₁、１６₂の動作の流れを示したフローチャートであり、図３は、１次局及び２次局におけるＴＸ＋、ＴＸ−、ＲＸ＋、ＲＸ−の信号線上の信号の状態を示したタイミングチャートである。図３において、上半分は１次局における信号線の状態を示しており、下半分は２次局における信号線の状態を示している。

まず、図３の時刻ｔ₁において、１次局のＲＸ−に断線が発生すると、ＲＸ−はプルアップ抵抗によって強制的にハイ（Ｈ）になる。すると、反転状態にあるはずのＲＸ＋とＲＸ−が共にハイ（Ｈ）になるので、検知部２０₁は、ＲＸ−に断線が発生したことを検知する（Ｓ１０）。すると、ＲＸ−４２２制御部１８₁は、通信状態を初期化し（Ｓ１１）、検知部２０₁は断線検出機能をオフにする（Ｓ１２）。そして、検知部２０₁は、受信端子、すなわちＲＸ＋及びＲＸ−がともにハイ（Ｈ）であるかどうかを調べ（Ｓ１３）、共にハイ（Ｈ）である場合は、送信端、すなわちＴＸ＋及びＴＸ−をポート出力に設定し（Ｓ１４）、時刻ｔ₂においてＴＸ＋及びＴＸ−の両方をロー（Ｌ）とする（Ｓ１５）。そして、Ｓ１５においてロー（Ｌ）の状態が１６フレーム経過した後、時刻ｔ₃においてＴＸ＋及びＴＸ−の両方をハイ（Ｈ）とする（Ｓ１６）。

前述のように、ＲＳ−４２２では、正常な状態ではＴＸ＋とＴＸ−は互いに反転した差動状態にあるので、ＴＸ＋とＴＸ−が共にロー（Ｌ）の状態というのは通常あり得ないことである。そのため、ＴＸ＋とＴＸ−の両方をロー（Ｌ）の状態にすることによって、相手方（２次局）に対し、特別なメッセージとして断線を検知したことを通知することができる。また、ＴＸ＋とＴＸ−が共にロー（Ｌ）とすることによって、ＴＸ＋とＴＸ−の両方が断線の際に強制的にプルアップされた場合と区別できる。なお、Ｓ１５において、ＴＸ＋及びＴＸ−の両方をロー（Ｌ）とする期間は、一例として１６フレームとする。ここで、１フレームはデータ通信におけるデータの１単位であり、例えば、データ長（次の電文データのデータ長を示すデータ）、電文データ（本体）及びＣＲＣからなり、電文データは、コマンドとコマンド毎データからなる。

断線を検知したときにＴＸ＋及びＴＸ−の両方をロー（Ｌ）とする期間をどれだけにするかは任意であるが、例えば、ＣＰＵを使って検知部や通知部を構成する場合に、使用するＣＰＵの割込み処理を行うのに必要な時間とすることができる。

このＳ１５及びＳ１６の動作によって、通信の相手方に断線が発生したことを通知できる。Ｓ１６の１６フレームが経過したら、送信端ＴＸ＋及びＴＸ−を、再びシリアル出力に設定する（Ｓ１７）。

２次局のＲＸ＋及びＲＸ−において断線が発生した場合も、図３の下半分に示すように、２次局においても上半分の１次局とまったく同様の動作をする。

なお、図２のフローチャートには示していないが、通知部２２₁、２２₂は、前述のように、外部に対して断線が発生したことを知らせることもできる。その場合には、人間が断線を修復する。修復されたと判断されると（Ｓ１８）、検知部２０₁、２０₂は断線検出機能を再びオンとする。

上記の断線検出を通知する機能とは別に、あるいは断線検出を通知する機能に加えて、１次局又は２次局でリセットが発生した場合にそのことを相手の局に通知する機能を追加することができる。具体的な方法としては、例えば、一方の局でリセットがかかった場合に前述の断線検出の場合と同様に、ＴＸ＋及びＴＸ−の両方をロー（Ｌ）とする。そして、断線検出の場合と区別するために、断線検出の場合にＳ１６において、ＴＸ＋及びＴＸ−の両方をハイ（Ｈ）とするという動作を行わない。これにより、断線検出とは区別しながら、リセットがかかった旨を相手局に通知することができる。リセットがかかった旨の通知を受けた局は、通信シーケンスを初期状態に戻す。

図４は、送受信部１６₁、１６₂の通信状態の遷移の様子を一般化して示した図である。同図において、符号３０において電源が投入されると、まず受信端ＲＸ＋及びＲＸ−が正常かどうかを調べ（符号３２）、正常であることが分かると通常の通信状態に移行する（３４）。断線が発生したことが検知部２０₁又は２０₂によって検出されると、送信端ＴＸ＋、ＴＸ−の両方を１６フレーム間ロー（Ｌ）とし（符号３６）、その後さらに１６フレームの間ハイ（Ｈ）とする（符号３８）。この期間が経過すると、再び受信端の状態を調べる（符号３２）。さらに、通常の通信状態にある間に一方の局にリセットがかかると、送信端ＴＸ＋、ＴＸ−の両方を１６フレーム間ロー（Ｌ）とするが、それに続いてＴＸ＋、ＴＸ−の両方をハイ（Ｈ）にはしない。

ところで、図１の検知部２０₁、２０₂並びに通知部２２₁、２２₂は、上で述べたような動作をするハードウェアロジック回路で構成することもできるし、ＣＰＵなどの制御手段とこのうえで動作するプログラムによってソフトウェア的に構成することもできる。

上記のように、断線を検出するようにしたことと、断線を検出したときにこれを迅速に相手方及び／又は外部に対して通知するようにしたことによって、プロトコルによるタイムアウトを待たなくても、通信の相手方及び外部の人間が迅速に断線の発生を知ることができ、迅速に復旧措置をとることができる。

以上の実施形態では、送信端であるＴＸ＋とＴＸ−の両方をロー（Ｌ）の状態にすることによって、相手方（２次局）に対し、特別なメッセージとして断線を検知したことを通知した。これは、前述のように、ＴＸ＋とＴＸ−が共にロー（Ｌ）の状態というのは通常あり得ないからである。これに対して、１次局、２次局とも受信側のＲＸ＋及びＲＸ−がプルダウンされている場合には、送信端であるＴＸ＋とＴＸ−の両方をハイ（Ｈ）の状態にすることによって、相手方（２次局）に対して断線を検知したことを通知することができる。

また、１次局、２次局とも受信側のＲＸ＋及びＲＸ−がプルダウンされている場合において、リセットがかかったことを通信の相手方に通知する場合にも、ＴＸ＋及びＴＸ−の両方をハイ（Ｈ）とし、断線検出の場合と区別するために、断線検出の場合にＴＸ＋及びＴＸ−の両方をロー（Ｌ）とするという動作を行わないことによって、リセットがかかったことを通信の相手方に通知することができる。

１０₁，１０₂ 基板
１２₁，１２₂ ＣＰＵ
１４₁，１４₂ ＲＯＭ
１６₁，１６₂ 通信部
１８₁，１８₂ Ｒし−４２２制御部
２０₁，２０₂ 検知部
２２₁，２２₂ 通知部

Claims (6)

1. ２本の送信端及び２本の受信端を備え、送信側では２本の送信端に互いに反転したデータをシリアルで送信し、受信側では２本の受信端において反転されたシリアルデータを受信する通信規格で通信を行う通信装置において、
   受信端にデータがないときに、前記２本の受信端をプルアップするプルアップ抵抗と、
   前記通信中に前記２本の受信端が共にハイ（Ｈ）になるか、又は一方がハイ（Ｈ）とロー（Ｌ）を繰り返すときに他方がハイ（Ｈ）になったままになったときに断線が発生したことを検知する検知部と、
   前記検知部によって断線が検知されたときに、前記２本の送信端を共に一定期間ロー（Ｌ）として通信の相手方に断線が検知されたことを通知する通知部と、
   を備えたことを特徴とする通信装置。
2. 前記通知部は、断線が検知されたときに、前記２本の送信端を共に一定期間ロー（Ｌ）とした後、前記２本の送信端を共に一定期間ハイ（Ｈ）として通信の相手方に断線が検知されたことを通知するとともに、リセットがかかったときに、前記２本の送信端を共に一定期間ロー（Ｌ）として相手方にリセットがかかった旨を通知することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
3. ２本の送信端及び２本の受信端を備え、送信側では２本の送信端に互いに反転したデータをシリアルで送信し、受信側では２本の受信端において反転されたシリアルデータを受信する通信規格で通信を行う通信装置において、
   受信端にデータがないときに、前記２本の受信端をプルダウンするプルダウン手段と、
   前記通信中に前記２本の受信端が共にロー（Ｌ）になるか、又は一方がロー（Ｌ）とハイ（Ｈ）を繰り返すときに他方がロー（Ｌ）になったままになったときに断線が発生したことを検知する検知部と、
   前記検知部によって断線が検知されたときに、前記２本の送信端を共に一定期間ハイ（Ｈ）として通信の相手方に断線が検知されたことを通知する通知部と、
   を備えたことを特徴とする通信装置。
4. 前記通知部は、断線が検知されたときに、前記２本の送信端を共に一定期間ハイ（Ｈ）とした後、前記２本の送信端を共に一定期間ロー（Ｌ）として通信の相手方に断線が検知されたことを通知するとともに、リセットがかかったときに、前記２本の送信端を共に一定期間ハイ（Ｈ）として相手方にリセットがかかった旨を通知することを特徴とする請求項３に記載の通信装置。
5. 前記検知部及び前記通信部は、ハードウェアロジックで構成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の通信装置。
6. 前記検知部及び前記通信部は、制御手段と当該制御手段上で動作するプログラムにより構成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の通信装置。

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