JP2017508216A - バスアドレス割当て - Google Patents

Abstract

複数のデバイスがバスを介して通信し、デバイスは、複数の制御装置デバイスと、複数の第２のデバイスとを備える。各制御装置デバイスが、それぞれの１つ又は複数の第２のデバイス各々のアドレスを少なくとも含む１つ又は複数のアドレスの割当てを司る。制御装置デバイスが、制御装置デバイスそれぞれの１つ又は複数の第２のデバイス各々にアドレスを割り当てるように構成されたアドレス割振り論理回路を備え、それぞれの１つ又は複数の第２のデバイス各々に割り当てるために、現在割り当てられていないアドレスを検索し、割り当てられていないアドレスがそれら１つ又は複数の第２のデバイスのうちの１つのために見付からなかった場合には、制御装置デバイスのうちの少なくとも１つの他の制御装置デバイスに要求を送出し、上記他の制御装置デバイスが割当てを司る１つ又は複数のアドレスのうちの１つの変更を要求することによって、割当てが行われる。

Description

本開示は、Ｉ^２Ｃバス又は任意の他のタイプのバス等、バスに接続されたデバイスへの一意のバスデバイスの割当てに関する。

Ｉ^２Ｃは、一種のシリアルコンピュータバスであり、これは、マザーボード、埋込式システム、携帯電話、又は他の電子デバイスに低速周辺機器を取り付けるために使用され得る。バスのコンテキストで、マスタは、バスを介するトランザクションを開始することができるデバイスであり、スレーブは、バスに接続されているが、バスを介してトランザクションを開始することができない（従って、マスタに応答してのみ、バスを介して通信する）デバイスである。典型的には、Ｉ^２Ｃは、プリント回路基板（ＰＣＢ）上で使用され、限定された数のスレーブデバイスを１つのマスタマイクロコントローラに接続する。それにも関わらず、Ｉ^２Ｃプロトコルは、複数のマスタを見込み、即ち（例えば、別のデバイスに命令若しくは情報を提供する、又は別のデバイスからの情報を読み取るために）バスを介するトランザクションをそれぞれ開始することができる複数のデバイスを見込む。あらゆる参与デバイスがマスタであることさえも可能である。更に、Ｉ^２Ｃは、１つのＰＣＢ内部でだけでなく、ケーブルを介して構成要素を接続するために使用され得る。

Ｉ^２Ｃベースのシステムは、典型的には、汎用の構成ブロックを使用して構築される。Ｉ^２Ｃが、限定された数の「ダム（データ処理能力がない）」機能ブロックを１つの「インテリジェント」制御装置（マイクロコントローラ）に接続するためにＰＣＢ上で使用される場合、システムセットアップ及びアドレスの利用可能性は予め分かっている。

Ｉ^２Ｃ等のバスシステムを、照明制御システム等のより広範囲の用途にわたってより適したものにすることが望ましい。例えば、インテリジェント照明器具等の複数のモジュールを提供することが望ましいことがあり、各モジュールは、制御装置デバイスと、同じバスに全て個々に接続された１つ又は複数の第２のデバイスとを備える。例えば、インテリジェント照明器具の場合、各照明器具は、インテリジェント制御装置と、メモリ（例えばＥＥＰＲＯＭ）、ランプ、及び／又はセンサ等の１つ又は複数のダムデバイスとを備えることがあり、各モジュールにおける各インテリジェントデバイス及びダムデバイスは全て、同じバス、例えばＩ^２Ｃバスに個々に接続される。

通信インターフェースとしてＩ^２Ｃバス等のバスを使用して異なるモジュールを相互に接続すること（例えば、照明制御システム等のシステムを構築すること）は、利点を提供するが、問題も生み出す。１つの利点は、より大きな融通性を実現可能にすることであり、例えば、市販されている「インテリジェント」制御装置（マイクロコントローラ）並びに多くの標準の「ダム」機能デバイス、例えばメモリデバイス、入力デバイス、出力デバイス、感知デバイス、及び多くの他のデバイスを用いる。これは、高速で費用対効果の高い発展形態を実現可能にする。しかし、課題は、Ｉ^２Ｃの典型的な適用範囲外の環境でシステムを使用し、それでも許容範囲内の性能に達するようにすることである。データスループット及びロバスト性の面での性能は、システムセットアップ、及びシステムが使用される環境によって決定される。例えば、Ｉ^２Ｃアドレス割当てプロセスを提供することが望ましく、複数の（同様の）モジュールが相互接続されるようにすると共に、全てのＩ^２Ｃ候補が一意のアドレスを有すること、及びモジュール制御装置がそれ自体の全てのデバイスのアドレスを把握していることを保証する。

同じバスに一緒に接続された複数の「インテリジェント」制御装置にシステムを拡張すると、あらゆる参与デバイスが一意のＩ^２Ｃアドレスを得ることを保証することがより一層大きな問題となる。所与のタイプの「ダム」機能ブロックがシステム内で複数回使用され得るので、Ｉ^２Ｃシステムで通常使用される固定のアドレス指定方式は常には有効でない。設計段階では、どの汎用の構成ブロックがシステム内に組み合わされるかは必ずしも分かっていないことがあり、従って、構成ブロックに関する適切なアドレスを設計段階で選択することは可能でないことがある。例えば、Ｉ^２Ｃ ＥＥＰＲＯＭを有するインテリジェント制御装置が、Ｉ^２Ｃ ＥＥＰＲＯＭを有する別のインテリジェント制御装置と同じＩ^２Ｃバスを使用している場合、２つの制御装置に関して及びそれらそれぞれのＥＥＰＲＯＭに関して異なるＩ^２Ｃアドレスを提供する「インテリジェント」なアドレス指定ソリューションを提供することが望ましい。同様の考慮事項が、他の用途及び／又は他のタイプのバスにおいても生じ得る。

本開示は、複数の制御装置がバスに接続され、各制御装置が、やはりバスに接続されている１つ又は複数のそれぞれの第２のデバイスのアドレスの割当てを司るシステムを提供する。例えば、各制御装置デバイスと、そのそれぞれの第２のデバイスとが、同じそれぞれのモジュール、例えば同じ照明器具の一部を成していてよい。本出願において、「インテリジェント」デバイスは、１つ又は複数のアドレスの割当てを司る制御装置デバイスであり、「ダム」デバイスは、（例えばそれ自体のアドレス、又は任意のアドレスを割り当てることが可能でないので）そのアドレスが制御装置デバイスによって割り当てられる第２のデバイスである。幾つかの実施形態では、インテリジェント制御装置は他の役割を担っていてもよく、例えば、各制御装置は、そのそれぞれの第２のデバイスの制御を司っていてよい。インテリジェント制御装置は、マスタデバイスでよく、これは、バスを介してトランザクションを開始することが可能なデバイスを意味し、一方、第２のダムデバイスは、スレーブデバイスでよく、これは、バスを介してトランザクションを開始することが可能でないデバイスを意味する（ただし、全ての可能な実施形態において、インテリジェント及びダムは、マスタ及びスレーブと同義である必要はない）。

そのような構成における１つの特定の問題は、アドレスを選ぶためのオプションが限定され得ることであり、デバイスの幾つかには、バスのアドレス範囲内の幾つかのアドレスしか適しておらず、他のデバイスには幾つかの他のデバイスしか適していないことがある。例えば、第２のデバイスはそれぞれ、取り得るアドレスの限定された所定範囲の中からしかアドレスを割り当てられ得ないことがあり、この所定範囲は、バスのアドレス範囲よりも少数のアドレスからなる（例えば限定された工場アドレス範囲に制限される）。或いは、特定のアドレスは、他の理由で、例えば設計者による設計考慮事項により、適切でないことがあり得る。これは、新たなデバイス又はモジュールが追加される、又はそのアドレスが割り当てられるときに、より先の選択肢を再訪する必要があり得ることを意味する。

本開示によれば、インテリジェント制御装置デバイスは、空いているアドレスを見つけて、その第２のダムデバイス（それ自体のアドレスを割り振ることができない）に割り当てることを試行するが、空いているアドレスがない場合には、制御装置は、１つ又は複数の他のインテリジェントデバイスに、それら（それら自体、又はそれらが司るダムデバイスの１つ）のアドレスの１つを変更することができるかどうか尋ねる。

従って、本明細書で開示される一態様によれば、バスインターフェースと、アドレス割振り論理回路とを備える制御装置デバイスが提供される。バスインターフェースは、そのバスを介して通信する複数のデバイスに割り当てられるアドレスに基づく、バスを介する通信を実現可能にする。これらのデバイスは、複数の第２のデバイスと、前記制御装置デバイスを含む複数の制御装置デバイスとを備える。各制御装置デバイスが、それぞれの１つ又は複数の第２のデバイス各々のアドレスを少なくとも含む１つ又は複数のアドレスの割当てを司る。アドレス割振り論理回路が、前記制御装置デバイスそれぞれの１つ又は複数の第２のデバイス各々にアドレスを割り当てるように構成される。アドレス割振り論理回路は、制御装置デバイスそれぞれの１つ又は複数の第２のデバイス各々に割り当てるために、現在割り当てられていないアドレスを検索し、割り当てられていないアドレスが１つ又は複数のそれぞれの第２のデバイスのうちの１つのために見付からなかった場合には、（例えばバスを介して）前記制御装置デバイスのうちの少なくとも１つの他の制御装置デバイスに要求を送出し、他の制御装置デバイスが割当てを司る１つ又は複数のアドレスのうちの１つの変更を要求することによって、割振りを行う。

幾つかの実施形態では、前記要求は、他のデバイスのそれぞれの１つ又は複数の第２のデバイスのうちの１つのアドレスを変更するための要求を含む。幾つかの実施形態では、制御装置デバイスそれぞれ、それ自体のアドレスを割り当てることも司っていてよく、前記要求が、他のデバイスのアドレス、又は他のデバイスのそれぞれの１つ又は複数の第２のデバイスのうちの１つのアドレスを変更するための要求を含んでいてよい。

更なる実施形態では、制御装置デバイスはそれぞれ、その１つ又は複数の第２のデバイス各々に、第２のデバイスのアドレスを割り当てるための別個の接続、即ち前記バスとは別の接続によって接続され得る。従って、幾つかの実施形態では、制御装置デバイスは、前記バスとは別の別個の接続を介して、前記制御装置デバイスそれぞれの１つ又は複数の第２のデバイスのアドレスを割り当てるための第２のインターフェースを含んでいてよい。幾つかの実施形態では、これは、制御装置デバイス及びそれらのそれぞれの第２のデバイス各々に関して提供され得る。この追加の接続は、制御装置とそのそれぞれの第２の（例えばスレーブ）デバイスとの間の専用又はポイントツーポイント接続でよく、各第２のデバイス毎に個々の接続がある。幾つかの実施形態では、各制御装置はそれぞれ、それ自体の１つ又は複数の第２の（例えばスレーブ）デバイスに、個々の専用又はポイントツーポイント接続によって接続され得る（これは、例えば、等価なデバイスがデイジーチェーンとして接続され、チェーンに沿って順にアドレスを定めるのとは対照的である）。

要求メカニズムを実装するために、幾つかの実施形態では、前記要求が、制御装置デバイスがそのそれぞれの１つ又は複数の第２のデバイスのうちの１つのために使用することを提案する提案アドレスを含んでいてよく、これにより、提案アドレスが他の制御装置デバイスによって既に割り当てられている場合、上記他の制御装置デバイスをトリガして、上記他の制御装置デバイスが前記変更によって提案アドレスを解放することができるかどうか判断する。

また、制御装置デバイスは、相互的メカニズムを備えていてもよく、他のデバイスが、上記制御装置デバイスに同様の要求をすることを可能にする。従って、幾つかの実施形態では、アドレス割振り論理回路は、制御装置デバイスのうちの少なくとも１つの他の制御装置デバイスがそのそれぞれの１つ又は複数の第２のデバイスのうちの１つのために使用することを提案する提案アドレスを含む要求を上記他の制御装置デバイスから受信するように動作可能であり、アドレス割振り論理回路が、応答時、提案アドレスが前記制御装置デバイスによって既に割り当てられている場合、前記制御装置デバイスが割当てを司っている１つ又は複数のアドレスのうちの１つを変更することによって制御装置デバイスが提案アドレスを解放することができるかどうか判断するように構成され得る。

更なる実施形態では、アドレス割振り論理回路は、バスを介して候補アドレスにメッセージを送信し、応答時に候補アドレスから肯定応答が受信された場合には、候補アドレスが既に割り当てられていると判断し、応答時に候補アドレスから肯定応答が受信されなかった場合には、候補アドレスが現在割り当てられていないと判断することによって、現在割り当てられていないアドレスに関する前記検索を行うように構成され得る。

本明細書で開示される別の態様によれば、バスと、バスに接続され、バスを介して通信するためのアドレスをそれぞれ要求する複数のデバイスとを備えるシステムであって、複数のデバイスがグループとして構成され、各グループがそれぞれ、制御装置デバイスと、１つ又は複数の第２のデバイスとを備えるシステムが提供され得る。例えば、各グループは、それぞれのモジュール、例えばそれぞれの照明器具の一部を成していてよい。各制御装置デバイスが、そのそれぞれの１つ又は複数の第２のデバイス各々のアドレスを少なくとも含む１つ又は複数の前記アドレスの割当てを司る。更に、制御装置デバイスがそれぞれ前記割当てを行うように構成され、制御装置デバイスそれぞれの１つ又は複数の第２のデバイス各々に割り当てるために、現在割り当てられていないアドレスを検索し、割り当てられていないアドレスが１つ又は複数のそれぞれの第２のデバイスのうちの１つのために見付からなかった場合には、前記制御装置デバイスのうちの少なくとも１つの他の制御装置デバイスに要求を送出し、上記他の制御装置デバイスが割当てを司る１つ又は複数のアドレスのうちの１つの変更を要求することによって、前記割当てが行われる。

幾つかの実施形態では、システムの制御装置デバイスの任意の１つ、幾つか、又は全てが、本明細書で開示される任意の制御装置デバイスの任意の特徴に従って構成され得る。また、システムの第２のデバイスの任意の１つ、幾つか、又は全てが、本明細書で開示される任意の第２のデバイスの任意の特徴に従って構成され得る。

別の態様によれば、本開示は、コンピュータ可読媒体で具現化され、制御装置デバイス上で実行されるときに、本明細書で開示される任意の制御装置デバイスによる操作を実施するように構成されたコンピュータプログラム製品を提供する。

本開示の理解を助けるため、及び実施形態が実行され得る態様を示すために、例として添付図面を参照する。

バスと、接続されたデバイスとの概略ブロック図である。 照明システムの概略ブロック図である。 制御装置デバイスの概略ブロック図である。 バスと、接続されたデバイスとの別の概略ブロック図である。 制御装置デバイスによって制御される第２のデバイスの概略ブロック図である。 アドレス割当てプロセスの概略流れ図である。 アドレス割当てプロセスの更なる詳細を提供する概略流れ図である。

以下の実施形態は、Ｉ^２Ｃ制御装置を提供し、このＩ^２Ｃ制御装置は、Ｉ^２Ｃバスに接続され、更にそれとは別にＩ^２Ｃスレーブに接続されるように構成され、Ｉ^２Ｃスレーブは、Ｉ^２Ｃバスにも接続される。Ｉ^２Ｃ制御装置は、Ｉ^２Ｃバスに接続された全ての他のＩ^２Ｃ制御装置がそれぞれの割り当てられたアドレスを有していると判断し、次いでＩ^２Ｃアドレスのリストに肯定応答要求を１つずつ送信するように構成される。肯定応答要求の１つが肯定応答を引き出さなくなるや否や、Ｉ^２Ｃ制御装置は、肯定応答要求の送信を停止し、次いで、肯定応答要求の前記１つが送信されていたアドレスをＩ^２Ｃスレーブに割り当てる。そのようなアドレスが見付からなかった場合には、Ｉ^２Ｃ制御装置は、１つ又は複数の他の制御装置に要求を送信して、それらが司るアドレスのうちの任意のものを変更することができるかどうか尋ねる。変更されたアドレスは、要求側の制御装置がそれ自体のスレーブの１つに割り当てるために使用できるように解放される。これは、原理的に利用可能な特定の全体的なアドレス範囲をバスが有していてよいが、特定のデバイスにはそれらのアドレスのうちの幾つかしか適していないことがあり、他のデバイスには他のアドレスが適していることがあることを考慮に入れる。例えば、標準の「既製」機能デバイスは、固定の工場アドレス範囲のみを有していてよく、その範囲からデバイスのアドレスが選択され得る。

図１は、通信バス２と、バス２に接続された複数のデバイス６、８とを備えるシステムを示し、適切なバスプロトコルに従ってバス２を介してデバイス６、８間の通信が行われ得る。幾つかの実施形態では、バス２は、Ｉ^２Ｃバスであり、Ｉ^２Ｃプロトコルに従って通信が行われる。バス２に接続され、関連のバスプロトコルに従ってバス２を介してメッセージを送信及び／又は受信するように構成されたデバイス６、８は、そのバスの参与デバイスと称され得る。この場合、バス参与デバイスは、複数の「インテリジェント」デバイス６と、１つ又は複数の「ダム」デバイス８とを備える。

以下で使用されるとき、「インテリジェント」デバイスは、本明細書で開示される実施形態によるアドレス割振りメカニズムのインスタンスを備える制御装置デバイスであって、好ましくは、バス２に接続されている１つ又は複数の他のデバイス６、８を制御するためのソフトウェアを実行するように構成されたマイクロコントローラ又は他のプロセッサを備える制御装置デバイスを表す。従って、各インテリジェントデバイスは、好ましくはマスタであり、即ち（スレーブを制御するため及び／又は他のマスタと通信するために）バス２を介してトランザクションを開始することが可能である。他方、「ダム」デバイスは、本明細書で開示される実施形態によるアドレス割振り論理回路を有さないデバイスであって、デバイスのアドレスが、そのデバイスを司る関連の（インテリジェント）制御装置デバイス６によって割り当てられることを必要とするデバイスを表す。各ダムデバイスは、スレーブデバイス（即ちバストランザクションを開始することができない）でよく、又はマスタデバイスであるが、標準の又は既に知られているバス技法に従って構成されているに過ぎず、それ自体はアドレスの割当てを行うことができないマスタデバイスでよい。例えば、「ダム」デバイスは、標準の（「既製」）Ｉ^２Ｃデバイスでよい。ダムデバイスは、専用ハードウェアとして実装されてよく、又は限定された機能のみを有するようにプログラムされたマイクロコントローラとして実装されてもよい。幾つかの実施形態では、ダムデバイス８の１つ、幾つか、又は全てがスレーブでよい。代替として、あらゆるバス参与デバイスがマスタデバイスでよい。以下の例では、各インテリジェントデバイス６が、マスタと交換可能に表されることがあり、各ダムデバイス８が、スレーブと交換可能に表されることがある。しかし、これは、必ずしも全ての可能な実施形態に当て嵌まるわけではないことを理解されたい。

各制御装置デバイス６はバス通信論理回路１０を備え、バス通信論理回路１０は、そのそれぞれのデバイスのマスタステータスに従ってバス２を介して他のデバイス６、８と通信するように構成される。マスタデバイス６は、自律式にバス２にアクセスすることができ、即ち、最初にポーリングされることも、バス２に接続された別のデバイスからの要求を受信することもなく、バスにメッセージを送出することができる。即ち、上述したように、マスタ６は、バスを介してトランザクションを開始することができるデバイスである。他方、スレーブ８は、メッセージを受信し、受信されたメッセージに応答することのみできる。スレーブは、それ自体がトランザクションを開始することはできない。各スレーブ８は、バスプロトコルに従って、バス２を介してメッセージを受信して応答するための（制限付き）バス通信論理回路１１を備える。

バス２を介する通信と共に、各デバイス６、８はまた、デバイスの「最終用途」又は目的を提供する何らかの他の機能も有する。例えば、照明システムでは、デバイスの幾つかがそれぞれ、空間（例えば、部屋、廊下、ホール、劇場、店舗フロア等の屋内空間；庭、公園、スタジアム等の屋外空間；又は車両の内部等、任意の他の空間）を照光するように構成されたそれぞれのランプ又は光源を備えていてよい。デバイスの１つ又は幾つかは、インテリジェント人感センサ等、他の種類の機能を提供してもよい。人感センサは、例えば運動及び／又は熱を検出することによって空間内の人の存在を検出するデバイスである。人感センサを動作させ得る例示的な技術は、受動赤外線（ＰＩＲ）又は超音波を含む。他の例は、ＥＥＰＲＯＭ等のメモリデバイス、及び／又はバス２を介して１つ又は複数のランプ及び／又はセンサを制御するための制御装置を含むことができる。

各マスタデバイス６は、バス２上の別のデバイス６、８にデータを要求してよく、例えばステータス情報を要求する。また、各マスタデバイスは、バス２上の別のデバイス６、８にデータを送信してもよく、例えば、別のデバイス６、８を制御して何らかの機能を提供する、又は別のデバイス６、８に情報を記憶する。

図１に示されるように、デバイス６、８は、グループ１２として構成され、各グループはそれぞれ、１つ又は複数ののスレーブデバイス８と、そのグループ１２のための制御装置として働くマスタデバイス６とを備える。例えば、各グループ１２は、バス２を介して一体に接続されたインテリジェントモジュールのシステムにおけるそれぞれのモジュールのデバイス６、８でよい。例えば、各モジュール１２は、インテリジェント照明システムにおけるそれぞれのインテリジェント照明器具でよい。各所与のモジュール又はグループ１２内で、マスタ制御装置デバイス６はそれぞれ、そのモジュール又はグループ１２内の１つ又は複数のスレーブデバイス８を司る。本開示によれば、これは、以下により詳細に述べるように、少なくとも、マスタ制御装置デバイス６がそれぞれ、その１つ又は複数のスレーブデバイス８各々にバスアドレスを割り当てるように構成されることを意味する。好ましくは、これはまた、マスタ制御装置デバイス６がそれぞれ、その１つ又は複数のスレーブデバイス８の機能をバス２を介して制御又は利用するように構成されることを意味する。（各モジュール１２だけでなく）個々のデバイス６、８がそれぞれバス２に個々に接続されることに留意されたい。これは、任意のマスタ６が、任意の他のデバイス６、８と通信することが場合によっては可能である（それらのデバイスが、任意の所与のアプリケーションでそのような通信を行うようにプログラムされている又は他の形で展開されているかどうかに応じて）ことを意味する。しかし、それにも関わらず、各マスタ６はそれぞれ、そのグループ又はモジュール１２のスレーブ８を制御することを少なくとも主として司る。

幾つかの実施形態では、各デバイス６、８はまた、パワーオーバイーサネット（登録商標）（power-over-Ethernet）接続等、別の電源ライン４に接続されてもよく、この電源ライン４は、デバイス６、８のフロントエンド機能に電力供給する。例えば照明器具の場合、この電源４は、照明器具の光源のドライバに接続され得る。代替として、デバイス６、８の幾つか又は全てがそれぞれ、それ自体の個別の電源を提供されてよく、又は電源が通信バス２に組み込まれてもよい。

本開示の例示的な適用例が、図２に例示されている。ここで、システムは、複数のインテリジェント照明器具１２を備え、各照明器具１２が、バス２にそれぞれ接続された複数のデバイス６、８を備える。例えば、各照明器具のデバイス６、８は、同じハウジングの内部に含まれていてよい。図示される例では、各照明器具１２は、ランプ又は光源と、人感センサと、ＥＥＰＲＯＭ等のメモリと、制御装置とを備える。光源、センサ、及びメモリはそれぞれ、スレーブ又はダムデバイス８として実装され得て、各制御装置は、インテリジェントマスタデバイス６として実装され得る。各マスタ制御装置デバイス６は、それ自体のそれぞれの照明器具１２の光源を制御し、それ自体の照明器具１２のセンサからセンサ読取値を取得することを主に司るが、更に、制御装置６が、バス２を介して他の照明器具１２のスレーブモジュール８とのトランザクションを開始することも可能であり得る。更に、制御装置６は、バス２を介して他の制御装置６と通信することができ、例えば照明器具１２の動作を調整するための情報を交換して、例えば、人感センサからのセンサ読取値に基づいてユーザが存在すると判断された照明器具１２のみをオンに切り替え又は増光し、他の照明器具１２をオフに切り替え又は減光して、電力消費を節約する。これは一例に過ぎず、照明システム又は他の種類のシステムを実装するための様々な他の構成も可能であることを理解されたい。

この適用例又は他の適用例の実施形態において、バス２は、異なる回路板上にある及び／又は異なるユニット内に収容されたデバイス６、８又はモジュール１２の間に１つ又は複数のケーブル長を含むことがあり、これらの長さは、数メートルのケーブルによって分離され得る。例えば照明システム等のコンテキストで、バス２は、様々なインテリジェント照明器具６同士を接続する数メートルのケーブルを備え得る。

図３は、個々のマスタデバイス６の詳細を示す。幾つかの実施形態では、バス２に参与する各マスタデバイス６は、図３におけるように構成され得る。マスタデバイス６は、バス２に接続するためのポート１９を備える。更に、マスタデバイス６は、バス通信論理回路１０と、アドレス割振り論理回路２１とを備える。バス通信論理回路１０は、関連のバスプロトコル（例えばＩ^２Ｃ）に従ってバス２を介して通信するように構成される。アドレス割振り論理回路２１は、以下により詳細に論じるように、それ自体及びそのそれぞれのスレーブデバイス８にアドレスを割り当てることを可能にするように構成される。

例示的実装形態では、マスタデバイス６は、１つ又は複数の処理ユニット又はコアを備えるプロセッサ１４と、１つ又は複数の記憶ユニット又は記憶媒体を備えるメモリ１６とを備えていてよい。幾つかの実施形態では、プロセッサ１４及びメモリ１６は、例えば照明器具１２内に埋め込まれた埋込型マイクロコントローラの形態を取ってよいが、一般に、プロセッサ又はメモリのサイズ又はタイプに制限は課されない。そのような実装形態では、バス通信論理回路１０及び／又はアドレス割振り論理回路２１の幾つか又は全ては、メモリ１６に記憶されたコードの形態で実装され、それぞれのマスタモジュール６のプロセッサ１４上で実行されるように構成され得る。例えば、メモリ１６は、別のメモリモジュール（例えばＥＥＰＲＯＭ）からのコードがバス２を介して取り込まれるＲＡＭ、及び／又はコードが予め記憶されているブートＲＯＭ等の埋込型の不揮発記憶装置を備えていてよい。従って、「論理回路」又は「メカニズム」は、専用ハードウェア回路構成としての実装を示唆しないことに留意されたい。それにも関わらず、代替実装形態では、バス通信論理回路１０及び／又はリセットメカニズム２０の幾つか又は全てが、専用ハードウェア回路構成、又はＰＧＡやＦＰＧＡ等の設定可能若しくは再設定可能な回路構成として実装され得ることも可能である。一般に、論理回路又はメカニズムは、ソフト又はハード実装形態を表すことがある。

様々なマスタデバイス６にある割振り論理回路２１が共同して、本開示の実施形態に従って分散型のアドレス割当てシステムを形成し、その例を、図４〜図７を参照して以下により詳細に論じる。

以下では、インテリジェントな自動アドレス指定メカニズムを開示し、このメカニズムは、システム内部で各デバイス６、８（インテリジェントである又はそうでない）のＩ^２Ｃアドレスの一意性を保証し、各個のデバイスとの対話を個々に可能にする。この自動アドレス指定メカニズムは、ダム機能デバイス８がＩ^２Ｃバスに接続され得ることを考慮に入れ、そのようなデバイスが請求し得る典型的なアドレスを避ける（従って、新たなスレーブデバイス８がＩ^２Ｃバス２に追加されるときに、全てのアドレスの一意性を依然として保証する）。

バス２に接続されたモジュール１２の１つによってダム「既製」Ｉ^２Ｃデバイス８が使用されると、同じデバイス８又はモジュール１２の別のインスタンスは、バス２上でアドレス競合を生じて、別個の既製デバイス８が別個にアドレスされなくなる。設計時点ではシステム全体の構成が分かっていないことがあるので、アドレス指定の関係付けは、実行時に配慮される必要がある。以下では、追加のデバイスへのアドレスの割振り方を決定する効率的な態様、及び選択されたアドレスを設定するための手段を述べる。

注：追加のダム又はスレーブデバイス８は、アドレス競合時にそれら自体のアドレスを変更する手段を有さない。

幾つかの実施形態では、ソリューションは、以下の特徴を有する。
ａ）各インテリジェントモジュール６が、インテリジェントアドレス指定方式を使用して得られる一意のアドレスを有する制御装置（マイクロコントローラ）を備える（段階ｉ）。
ｂ）各スレーブデバイス８が、制御装置（マイクロコントローラ）の１つに結合される。
ｃ）各スレーブデバイス８が、工場アドレス範囲の中から特定のアドレスを設定するための外部入力を有する。
ｄ）各スレーブデバイス８毎に割り当てられたアドレスが一意にされ、これにより、特定のアドレスを有するデバイス６、８が常に１つ（１つだけ）存在する（同じアドレスを有する複数のデバイスは、互いに干渉することがあり、望ましくない挙動をもたらすことがある）。アドレスは、「チェック及び請求」アドレス指定方式を使用して一意にされ得る（段階ｉｉ）。

このようにして、同じダムスレーブデバイス８のインスタンスが、複数のインテリジェントモジュール１２で使用され得て、システムを実現するためにどのモジュール１２又はデバイス６、８が組み合わされているかに関係なく一意の個々のアドレスを維持する。

図４及び図５に示されるように、各ダム又はスレーブデバイス８は、Ｉ^２Ｃを使用してバス２に接続されるだけでなく、そのそれぞれのインテリジェント制御装置（マイクロコントローラ）６への追加の接続２３を有し、スレーブデバイス８のＩ^２Ｃアドレスが選択されるようにする。この接続２３はバス２を介しておらず、好ましくは、これは、専用のハードウェア接続の形態を取る。例えば、スレーブデバイス８は、「既製」集積回路（ＩＣ）の形態を取ることがあり、この追加の接続２３は、ＩＣの１つ又は複数の外部ピンと、制御装置６が形成されているＩＣに接続するワイヤとを備えることがある。そのようなピンは、ダム又はスレーブデバイス８に既に存在することもあり、これは元々、製造業者によって、システムの設計又は試運転段階中のアドレス設定用として意図されている。しかし、本明細書で開示される実施形態によれば、既に割り当てられているアドレスを動的に変更することができる可能性を含めて、制御装置６がそのスレーブ８のアドレスを「現場で」動的に割り当てることを可能にするために、ピンの存在が利用される。

幾つかの実施形態では、制御装置６とそのそれぞれのスレーブ８との間に他の接続が提供されてもよく、例えば、制御装置６からそのスレーブ８のリセットピンへの接続２２等であり、バス２以外の手段によって制御装置６がスレーブ８をリセットできるようにする（例えば、エラー状態に陥っているスレーブデバイス８によってバスがブロックされている場合）。

図６及び図７は、バス２を介する通信のためにデバイス６、８にバスアドレスを割り当てるプロセスを示す。

アドレス指定方式の第１の段階（ｉ）で、各インテリジェント制御装置（マイクロコントローラ）６が、一意のＩ^２Ｃアドレスを受信する。Ｉ^２Ｃアドレスは、設計段階又は試運転段階で事前設定されてよく、又は制御装置６が、実行時にそれら自体のアドレスを割り当てるように構成され得る。制御装置６がそれら自体のアドレスを割り当てる場合、制御装置６は、互いに交渉することによって割当てを行うように構成され得る。或いは、１つの制御装置６が、集中型で全ての制御装置アドレスの割当てを司っていてもよい。或いは、様々な制御装置がそれぞれ自律的に機能して、異なる（例えばランダム化された）時点で始動し、１つの制御装置６がまず第１のアドレスを請求し、次いで、次の制御装置６が、空いているアドレスをチェックし、残っているアドレスの中からそれ自体のアドレスを請求し、以下同様である。この場合、制御装置デバイス６は、例えば、それが請求しようとするアドレスにバス２を介してメッセージを送信し、肯定応答を受信するかどうかチェックすることによって、空いているアドレスをチェックすることができる（肯定応答を受信した場合、そのアドレスは空いておらず、制御装置デバイス６は再度試行を行わなければならない）。

しかし、実装の際、段階（ｉ）のプロセス全体が、図６でのステップＳ１０及びＳ２０によって概念的に表される。ステップＳ１０で、第１の制御装置６にアドレスが割り当てられ、次いでステップＳ２０で、更なる制御装置６が存在するかどうか判断され、存在する場合、方法がステップＳ１０にループして戻り、次の制御装置６のアドレスを割り当て、以下同様である。全ての制御装置アドレスが割り当てられたときに初めて、方法がステップＳ３０に進み、ここで、スレーブデバイス８が存在し、従ってアドレスが割り当てられる必要があるかどうか判断する。これは、アドレス割当てプロセスの段階（ｉｉ）である。

段階（ｉｉ）で、インテリジェント制御装置（マイクロコントローラ）６は、そこに接続された各スレーブ８に関する適切なアドレスを決定する。図７及び以下の説明は、個々のインテリジェント制御装置６に取り付けられた１つのダムＩ^２Ｃスレーブデバイス８に関する例示的な処置を詳述する。個々のインテリジェント制御装置６に取り付けられた複数のそのようなスレーブデバイス８に関するプロセスは、スレーブデバイス８毎に別個のアドレス指定プロセスのインスタンスで、同じ様式で実施される。また、プロセスのインスタンスは、各制御装置６で、そのそれぞれのスレーブデバイス８各々に関して個々に実施される。

ステップＳ３５：制御装置６は、スレーブデバイス８に関する取り得るアドレスを選択し、バス２を介してそのアドレスにメッセージを送出し、ステップＳ４０で、結果を待機する。

ステップＳ５０：制御装置６は、このアドレスが利用可能であるかどうか検証する（access_claim-address）。利用可能である場合、対象のアドレスからバスを介して肯定応答が受信されない（no<ACK>）（これは、タイムアウト期間まで待機する、又はバス２からエラーを受信することによって検出され得る）。次いで、制御装置６は、（別個の接続２３を介して）現在考慮中のスレーブデバイス８に関してこのアドレスを選択する。これは、ステップＳ６０で以下のことを含む：（例えばリピーテッドスタート又はクロックストレッチを使用して）バス２を占有状態で保ち、バス２が占有されている状態で、スレーブデバイスに関してアドレスを設定し、（例えば接続２３を介して）スレーブデバイス８をリセット又は使用可能にし、次いでバス２を解放する。制御装置６が司る全てのスレーブデバイス８に関してそれぞれのアドレスが見つけられると、制御装置６は、ステップＳ１２０（以下参照）に進み、ここでバックグラウンドプロセスに入る。

ステップＳ７０：他方、対象のアドレスが利用可能でない場合、これは、このアドレスを既に有しているデバイス６、８からバス２を介して肯定応答（<ACK>）が受信されることによって検出される。この場合、制御装置６は、（例えば限定された工場アドレス範囲による、対象のスレーブデバイス８に適したアドレスに対する任意の制約を仮定して）更なる取り得るアドレスオプションを有するかどうか判断する。オプションを有する場合、制御装置６は、次の取り得るアドレスをスレーブデバイス８に関して試行し、ステップＳ４０〜Ｓ６０の反復プロセスを繰り返す。一方、オプションを有さない場合、制御装置６は、ステップＳ８０に進み、ここで、１つ又は複数の他の制御装置６に、それらが既に割り当てているアドレスの１つを（そのアドレスを現在有しているデバイス６、８に別のアドレスを割当て変更することによって）解放することができるかどうか尋ねる。

ステップＳ７５：制御装置６は、スレーブデバイスのために取り得るアドレスを選択する（制御装置６が既に決定したアドレスは、別のデバイス６、８に既に割り当てられている）。制御装置６は、このアドレスを使用することを提案する旨を信号伝送するために、バス２を介して請求要求メッセージ（send_request_ask-address）を送出し、ステップ８０で、返答（受信側の制御装置６で実施されるステップＳ１２０〜Ｓ１４０参照）を待機する。

ステップＳ９０：制御装置６は、他の制御装置６から受信した応答を評価する。

ステップＳ１１０：返答が、要求を拒否するものである場合（[refused]）、制御装置６は、（例えば限定された工場アドレス範囲による、対象のスレーブデバイス８に適したアドレスに対する任意の制約を仮定して）試行すべき更なる取り得るアドレスオプションを有するかどうか判断する。オプションを有する場合、スレーブデバイスのために次の取り得るアドレスを試行する（ステップＳ７５からステップを繰り返す）。オプションを有さない場合、制御装置６は、ステップＳ１５０に進む：ここでは、現在選択されているモジュールを前提として、利用可能なシステムソリューションがない。制御装置６は、システムの変更を待機する。

ステップＳ１１０：他方、返答が、要求を受諾するものである場合（[accepted]）、制御装置６は、そのスレーブデバイス８に関してアドレスを選択する。これは以下のことを含む：（別個の接続２３を介して）スレーブデバイス８に関するアドレスを設定し、スレーブデバイス８をリセットして若しくは使用可能にして、他の制御装置６に返答メッセージ（[using]）を送信し、制御装置６がオファーを受諾していることを他の制御装置６が確認する。

ステップＳ１２０：制御装置６は、他の制御装置６からのメッセージを待機する（[release finished]）。受信されると、割当て及び割当て変更が完了され、制御装置６は、ステップＳ１２０で始まるバックグラウンドプロセスに進む。

ステップ１２０〜１４０のバックグラウンドプロセスは、制御装置６が、それ自体のスレーブデバイス８全てにアドレスを割り当てた後に継続的に実行するプロセスであり、ここでは、他の制御装置６からの要求をリッスンしており、そのような要求は、（割当て変更によって）上記アドレスの１つを解放できるかどうかを制御装置６に他の制御装置６が尋ねるものでよい。

ステップＳ１２０：制御装置６が、別の制御装置６からの要求メッセージ（send_request_ask）（ステップＳ７５参照）を待機する。要求メッセージは、提案アドレスを含み、この提案アドレスは、要求側のデバイスがそれ自体のスレーブ８の１つのために使用することを提案するアドレスであるが、現在は制御装置６（要求を受信する制御装置）によってそのスレーブ８の１つに割り当てられている。

ステップＳ１３０：制御装置６は、要求メッセージで言及された提案アドレスを現在使用しているスレーブデバイス８に関して複数のアドレスが利用可能であるかどうかチェックする。利用可能でない場合、制御装置６は、単に、要求側の制御装置６にバス２を介して拒否メッセージ（[refused]）を返す。

ステップ１４０：他方、対象のスレーブ８に関して１つ又は複数の代替アドレスが利用可能である場合、制御装置は、要求側の制御装置６に受諾メッセージ（[accepted]）を返す。次いで、制御装置６は、要求側のデバイスからの確認メッセージ（[using]）を待機して、そのデバイスがオファーを受諾しており、対象のアドレスを実際に請求することを確認する。確認メッセージ（[using]）が受信されたとき、制御装置６のスレーブデバイス８が使用不可にされ、要求側の制御装置６に解放完了メッセージ[release finished]が返答されて、使用不可にされたスレーブデバイス８に関して新たな請求サイクルが開始される。

図７の例を参照して上述したプロセスは、各制御装置デバイスで実行され、各制御装置６がそれぞれ、それ自体のスレーブデバイス８のアドレスを割り当てるように構成され、異なる制御装置６が、互いのスレーブアドレスに対する生じ得る制約に対処するように互いに交渉する。従って、制御装置は、それらのそれぞれのスレーブ８のアドレスを分散型で割り当て、１つの集中型のアドレス割振りを必要とせず、デバイス６、８又はモジュール１２が実行時に「現場」で追加されることを可能にする。

更に、プロセスは動的であり、新たなスレーブデバイス８が追加されるとき、そのスレーブデバイス８は、そのそれぞれの制御装置６によって割り当てられたアドレスを自動的に有し、必要であれば、新たなスレーブ８のアドレス制限に対処するために、別の制御装置がそのアドレスの１つを自動的に割当て変更する。新たなスレーブ８にアドレスを割り当てるためのプロセス（ステップＳ３０で始まる）は、新たなスレーブデバイスが追加されたとき（ステップＳ３０）にトリガされ得るか、又はある間隔で（例えば定期的に）新たなデバイスの有無のチェックが繰り返され得る。更に、バックグラウンドプロセス（ステップＳ１１０〜Ｓ１４０）は、バックグラウンドで動作し続け、これにより、別の制御装置６で新たなデバイス６が追加される場合、アドレスは、必要な場合には動的に及び自動的に「再シャフル」され得る。

上記の実施形態は、例示として述べられているに過ぎないことを理解されたい。開示される実施形態に対する他の変形は、図面、本開示、及び添付の特許請求の範囲の検討から当業者によって理解され、特許請求される発明を実践する際に実施され得る。特許請求の範囲において、語「備える」は、他の要素又はステップを除外せず、「１つの」は、複数を除外しない。単一の処理装置又は他のユニットが、特許請求の範囲に記載される幾つかの要素の機能を実現し得る。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されていることだけでは、これらの手段の組合せが有利に使用され得ないことを示さない。コンピュータプログラムは、他のハードウェアと共に供給される、又は他のハードウェアの一部として供給される光記憶媒体やソリッドステート媒体等の適切な媒体に記憶及び／又は分散され得るが、インターネット又は他の有線若しくは無線電気通信システムを介する形態等、他の形態でも分散され得る。特許請求の範囲内の任意の参照符号は、範囲を限定するものと解釈されるべきではない。

Claims (15)

1. バスを介して通信する複数のデバイスに割り当てられたアドレスに基づいて前記バスを介して通信するためのバスインターフェースを備える制御装置デバイスであって、前記複数のデバイスが、複数の第２のデバイスと、前記制御装置デバイスを含む複数の制御装置デバイスとを備え、各前記制御装置デバイスが、それぞれの１つ又は複数の前記第２のデバイス各々のアドレスを少なくとも含む１つ又は複数のアドレスの割当てを司り、
   前記制御装置デバイスが更に、前記制御装置デバイスそれぞれの１つ又は複数の第２のデバイス各々にアドレスを割り当てるアドレス割振り論理回路を備え、前記制御装置デバイスそれぞれの１つ又は複数の第２のデバイス各々に割り当てるために、現在割り当てられていないアドレスを検索し、割り当てられていないアドレスが前記１つ又は複数のそれぞれの第２のデバイスのうちの１つのために見付からなかった場合には、前記制御装置デバイスのうちの少なくとも１つの他の制御装置デバイスに要求を送出し、前記他の制御装置デバイスが割当てを司る前記１つ又は複数のアドレスのうちの１つの変更を要求することによって、前記割当てが行われる、
   制御装置デバイス。
2. 前記要求が、前記他のデバイスのそれぞれの１つ又は複数の第２のデバイスのうちの１つのアドレスを変更するための要求を含む、請求項１に記載の制御装置。
3. 前記制御装置デバイスがそれぞれ、それ自体のアドレスを割り当てることも司り、前記要求が、前記他のデバイスの前記アドレス、又は前記他のデバイスのそれぞれの１つ又は複数の第２のデバイスのうちの１つのアドレスを変更するための要求を含む、請求項１又は２に記載の制御装置デバイス。
4. 前記第２のデバイスがそれぞれ、それ自体のアドレスを割り当てることができない、請求項１乃至３の何れか一項に記載の制御装置デバイス。
5. 前記第２のデバイスがそれぞれ、いかなるアドレスも割り当てることができない、請求項４に記載の制御装置デバイス。
6. 各前記制御装置デバイスが、そのそれぞれの１つ又は複数の第２のデバイスを前記バスを介して制御することも司る、請求項１乃至５の何れか一項に記載の制御装置デバイス。
7. 前記バスとは別の別個の接続を介して、前記制御装置デバイスそれぞれの１つ又は複数の第２のデバイスのアドレスを割り当てるための第２のインターフェースを含む、請求項１乃至６の何れか一項に記載の制御装置デバイス。
8. 前記制御装置デバイスがそれぞれ、前記バスを介するトランザクションを開始することができるマスタデバイスであり、前記第２のデバイスがそれぞれ、前記バスを介するトランザクションを開始することができないスレーブデバイスである、請求項１乃至７の何れか一項に記載の制御装置デバイス。
9. 前記要求が、前記バスを介して送出される、請求項１乃至８の何れか一項に記載の制御装置。
10. 前記要求が、前記制御装置デバイスがそのそれぞれの１つ又は複数の第２のデバイスのうちの１つのために使用することを提案する提案アドレスを含み、これにより、前記提案アドレスが他の制御装置デバイスによって既に割り当てられている場合、前記他の制御装置デバイスをトリガして、前記他の制御装置デバイスが前記変更によって前記提案アドレスを解放することができるかどうか判断する、請求項１乃至９の何れか一項に記載の制御装置デバイス。
11. 前記バスがアドレス範囲を有し、前記第２のデバイスがそれぞれ、取り得るアドレスの限定された所定範囲のみを割り当てられることができ、前記所定範囲が、前記アドレス範囲よりも少数のアドレスからなる、請求項１乃至１０の何れか一項に記載の制御装置デバイス。
12. 前記アドレス割振り論理回路が、前記バスを介して候補アドレスにメッセージを送信し、応答時に前記候補アドレスから肯定応答が受信された場合には、前記候補アドレスが既に割り当てられていると判断し、応答時に前記候補アドレスから肯定応答が受信されなかった場合には、前記候補アドレスが現在割り当てられていないと判断することによって、現在割り当てられていないアドレスに関する前記検索を行う、請求項１乃至１１の何れか一項に記載の制御装置デバイス。
13. 前記アドレス割振り論理回路が、前記制御装置デバイスのうちの少なくとも１つの他の制御装置デバイスがそのそれぞれの１つ又は複数の第２のデバイスのうちの１つのために使用することを提案する提案アドレスを含む要求を前記他の制御装置デバイスから受信するように動作可能であり、前記アドレス割振り論理回路が、応答時、前記提案アドレスが前記制御装置デバイスによって既に割り当てられている場合には、前記制御装置デバイスが割当てを司っている前記１つ又は複数のアドレスのうちの１つを変更することによって前記制御装置デバイスが前記提案アドレスを解放することができるかどうか判断する、請求項１乃至１２の何れか一項に記載の制御装置デバイス。
14. 請求項１乃至１３の何れか一項に記載の制御装置デバイスを含むシステムであって、
    バスと、
    前記バスに接続され、前記バスを介して通信するためのアドレスをそれぞれ要求する複数のデバイスであって、前記複数のデバイスが、グループとして構成され、各グループがそれぞれ、制御装置デバイスと、１つ又は複数の第２のデバイスとを備える、複数のデバイスと
    を備えるシステムにおいて、
    各前記制御装置デバイスが、そのそれぞれの１つ又は複数の第２のデバイス各々のアドレスを少なくとも含む１つ又は複数のアドレスの割当てを司り、
    前記制御装置デバイスがそれぞれ前記割当てを行い、制御装置デバイスそれぞれの１つ又は複数の第２のデバイス各々に割り当てるために、現在割り当てられていないアドレスを検索し、割り当てられていないアドレスが前記１つ又は複数のそれぞれの第２のデバイスのうちの１つのために見付からなかった場合には、前記制御装置デバイスのうちの少なくとも１つの他の制御装置デバイスに要求を送出し、前記他の制御装置デバイスが割当てを司る前記１つ又は複数のアドレスのうちの１つの変更を要求することによって、前記割当てが行われる、
    システム。
15. コードを備えるコンピュータプログラムであって、前記コードが、コンピュータ可読媒体に実装され、制御装置デバイス上で実行されるときに、
    バスを介して通信する複数のデバイスに割り当てられたアドレスの方式に基づいて前記バスを介して通信する操作であって、前記デバイスが、複数の第２のデバイスと、前記制御装置デバイスを含む複数の制御装置デバイスとを備え、各前記制御装置デバイスが、それぞれの１つ又は複数の前記第２のデバイス各々のアドレスを少なくとも含む１つ又は複数のアドレスの割当てを司る操作と、
    前記制御装置デバイスそれぞれの１つ又は複数の第２のデバイス各々に割り当てるために、現在割り当てられていないアドレスを検索する操作と、
    割り当てられていないアドレスが前記１つ又は複数のそれぞれの第２のデバイスのうちの１つのために見付からなかった場合には、前記制御装置デバイスのうちの少なくとも１つの他の制御装置デバイスに要求を送出し、前記他の制御装置デバイスが割当てを司る前記１つ又は複数のアドレスのうちの１つの変更を要求する操作と
    を実施する、コンピュータプログラム。