JP2018157456A - スレーブ、シリアル通信システム、および、シリアル通信システムの通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】マスターと、マスターに隣接しないスレーブとの間で時刻同期を行う際に発生する位相差の誤差を低減するスレーブ、シリアル通信システム、および、シリアル通信システムの通信方法を提供する。
【解決手段】スレーブ（１４）は、受信したデータを自己のクロックに同期して送信する通信モードでシリアル通信を行う通信回路（２２）と、受信したデータを自己のクロックに依存せずにそのまま送信する素通りモードでシリアル通信を行う通信線（２４）と、通信モードから素通りモードに切り換える切換部（２６）と、切換部（２６）を制御する制御部（２８）と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、マスターとデイジーチェーン式に接続されるスレーブ、および、マスターとデイジーチェーン式に接続される複数のスレーブを有するシリアル通信システム、および、シリアル通信システムの通信方法に関する。

複数のサーボアンプ（スレーブ）を、ＣＮＣ装置（マスター）にデイジーチェーン式で接続した場合に、各サーボアンプで制御される各軸を同期して移動させるためには、ＣＮＣ装置と各サーボアンプとで時刻の同期をとる必要がある。そのため、下記特許文献１には、マスターとスレーブとの時刻を同期させる通信の同期方法が開示されている。

特開平１０−１３３９４号公報

このようなデイジーチェーン式のシリアル通信システムにおいて、マスターと通信対象となるスレーブ（以下、特定のスレーブ）との間でシリアル通信を行う場合は、マスターから送信されたデータは、その間に存在する複数のスレーブとを通過して、特定のスレーブに到着する。特定のスレーブで受信されるデータは、マスターと特定のスレーブとの間に存在する各スレーブにおける遅延時間を合算した時間だけ、遅延して特定のスレーブに到達する。したがって、特定のスレーブに到着するデータの遅延時間がわかれば、マスターと特定のスレーブとの間で時刻を同期させることができる。

ＩＥＥＥ１５８８の時刻同期機能では、マスターと特定のスレーブとで時刻同期信号を送り合って時刻差を測定する。このとき、通信クロックの１周期（１クロック）よりも小さい単位での時刻測定はできないため、例えば、マスターとマスターに隣接するスレーブとで測定される位相差には、１クロック以内の誤差が発生してしまう。したがって、マスターと特定のスレーブとの間に、複数のスレーブが介在すると、その分だけ１クロック以内の誤差が累積してしまう。例えば、マスターと特定のスレーブとの間に３つのスレーブが介在する場合は、マスターと特定のスレーブとの位相差には、４クロック（通信クロックの４周期）分の誤差が発生してしまうことになる。

そこで、本発明は、マスターと、マスターに隣接しないスレーブとの間で時刻同期を行う際に発生する位相差の誤差を低減するスレーブ、シリアル通信システム、および、シリアル通信システムの通信方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、マスターとデイジーチェーン式に接続され、受信したデータを自己のクロックに同期して送信する通信モードでシリアル通信を行う通信回路を備える、スレーブであって、受信した前記データを前記自己のクロックに依存せずにそのまま送信する素通りモードでシリアル通信を行う通信線と、前記通信モードから前記素通りモードに切り換える切換部と、前記切換部を制御する制御部と、を備える。

本発明の第２の態様は、マスターと前記マスターにデイジーチェーン式に接続される複数のスレーブとを備えるシリアル通信システムであって、前記マスターは、時刻同期を要求する要求情報と、時刻同期を行いたい前記スレーブを示すスレーブ情報とを含む同期要求データを、後段に接続された前記スレーブに送信し、前記スレーブは、受信したデータを自己のクロックに同期して送信する通信モードでシリアル通信を行う通信回路と、受信した前記データを前記自己のクロックに依存せずにそのまま送信する素通りモードでシリアル通信を行う通信線と、前記通信モードから前記素通りモードに切り換える切換部と、前記切換部を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、受信した前記マスターからの前記データが前記同期要求データの場合であって、前記同期要求データに含まれる前記スレーブ情報が、自己以外の前記スレーブを示す場合は、受信した前記同期要求データを前記通信モードで送信した後に、前記切換部を制御して、前記通信モードから前記素通りモードに切り換える。

本発明の第３の態様は、マスターと前記マスターにデイジーチェーン式に接続される複数のスレーブとを備えるシリアル通信システムの通信方法であって、前記スレーブは、受信したデータを自己のクロックに同期して送信する通信モードでシリアル通信を行う通信回路と、受信した前記データを前記自己のクロックに依存せずにそのまま送信する素通りモードでシリアル通信を行う通信線と、前記通信モードから前記素通りモードに切り換える切換部と、を有し、前記マスターが、時刻同期を要求する要求情報と、時刻同期を行いたい前記スレーブを示すスレーブ情報とを含む同期要求データを、後段に接続された前記スレーブに送信する同期要求ステップと、前記スレーブが、受信した前記マスターからの前記データが前記同期要求データの場合であって、前記同期要求データに含まれる前記スレーブ情報が、自己以外の前記スレーブを示す場合は、受信した前記同期要求データを前記通信モードで送信した後に、前記切換部を制御して、前記通信モードから前記素通りモードに切り換える素通りステップと、を含む。

本発明によれば、マスターと、マスターと時刻同期を行うスレーブとの間に介在するスレーブを素通りモードにすることができる。これにより、間に介在するスレーブは、実質的に存在しない状態となり、そのスレーブによって誤差が累積することはない。したがって、時刻同期を行う際に発生する位相差の誤差を低減させることができ、精度よく時刻同期制御を行うことができる。

実施の形態のシリアル通信システムの構成を示す図である。 複数のスレーブによる時刻同期を行うための準備動作示すタイムチャートである。 マスターと同期対象スレーブとの時刻同期の動作を示すタイムチャートである。 素通りモードに設定されたスレーブの通信モードへの復帰動作を示すタイムチャートである。 マスターの動作を示すフローチャートである。 スレーブの動作を示すフローチャートである。

本発明に係るスレーブ、シリアル通信システム、および、シリアル通信システムの通信方法について、好適な実施の形態を掲げ、添付の図面を参照しながら以下、詳細に説明する。

図１は、実施の形態のシリアル通信システム１０の構成を示す図である。シリアル通信システム１０は、マスター（例えば、数値制御装置）１２と、マスター１２にデイジーチェーン式に接続される複数のスレーブ（シリアル通信ユニット）１４とを備える。図１では、説明を簡単にするため、３つのスレーブ１４がデイジーチェーン式に接続された例を示している。

マスター１２および３つのスレーブ１４は、信号線１６によって接続されている。信号線１６は、第１信号線１６ａと第２信号線１６ｂとを有する。第１信号線１６ａは、マスター１２から送信されたデータをスレーブ１４側に向けて送信するための信号線であり、第２信号線１６ｂは、スレーブ１４から送信されたデータをマスター１２側に向けて送信するための信号線である。

なお、マスター１２の後段に接続されたスレーブ１４を１４ａ、スレーブ１４ａの後段に接続されたスレーブ１４を１４ｂ、スレーブ１４ｂの後段に接続されたスレーブ１４をスレーブ１４ｃと呼ぶ場合がある。

スレーブ１４は、クロック発生部２０、通信回路２２、通信線２４、切換部２６、および、制御部２８を備える。

クロック発生部２０は、通信レートのクロックを発生または生成する。通信回路２２は、受信したデータをクロック発生部２０が発生したクロック（以下、自己のクロック）に同期して送信する通信モードでシリアル通信を行う回路である。通信線２４は、受信したデータを自己のクロックに依存せずにそのまま送信する素通りモードでシリアル通信を行う信号線である。

切換部２６は、シリアル通信を、通信モードで行うか素通りモードで行うかを切り換える。切換部２６によって、通信モードに切り換えられると受信したデータは、通信回路２２を介して送信され、素通りモードに切り換えられると、受信したデータは、通信線２４を介して送信される。なお、通常時は、スレーブ１４は、通信モードに設定されているものとする。

制御部２８は、スレーブ１４全体を制御するものであり、プロセッサおよびメモリ等によって構成される。

スレーブ１４は、受信したデータが、第１信号線１６ａを介して前段に接続されたマスター１２またはスレーブ１４から送信されたデータである場合は、受信したデータを第１信号線１６ａを介して後段に接続されたスレーブ１４に送信する。また、スレーブ１４は、受信したデータが、第２信号線１６ｂを介して後段に接続されたスレーブ１４から送信されたデータである場合は、受信したデータを第２信号線１６ｂを介して前段に接続されたマスター１２またはスレーブ１４に送信する。

そのため、通信回路２２は、第１通信回路２２ａおよび第２通信回路２２ｂを有する。第１通信回路２２ａおよび第２通信回路２２ｂの各々は、受信したデータを通信モードで送信する。第１通信回路２２ａは、自己のスレーブ１４と前段のマスター１２またはスレーブ１４とを接続する第１信号線１６ａと、自己のスレーブ１４と後段のスレーブ１４とを接続する第１信号線１６ａとに接続されている。第２通信回路２２ｂは、自己のスレーブ１４と前段のマスター１２またはスレーブ１４とを接続する第２信号線１６ｂと、自己のスレーブ１４と後段のスレーブ１４とを接続する第２信号線１６ｂとに接続されている。

第１通信回路２２ａは、前段に接続されたマスター１２またはスレーブ１４から送信されたデータを、通信モードで後段に接続されたスレーブ１４に送信する。第２通信回路２２ｂは、後段に接続されたスレーブ１４から送信されたデータを、通信モードで前段に接続されたマスター１２またはスレーブ１４に送信する。この第１通信回路２２ａおよび第２通信回路２２ｂは、フィリップフロップ回路等を含む。

同様に、通信線２４も、第１通信線２４ａおよび第２通信線２４ｂを有する。第１通信線２４ａおよび第２通信線２４ｂの各々は、受信したデータを素通りモードで送信する。第１通信線２４ａは、自己のスレーブ１４と前段のマスター１２またはスレーブ１４とを接続する第１信号線１６ａと、自己のスレーブ１４と後段のスレーブ１４とを接続する第１信号線１６ａとに接続されている。第２通信線２４ｂは、自己のスレーブ１４と前段のマスター１２またはスレーブ１４とを接続する第２信号線１６ｂと、自己のスレーブ１４と後段のスレーブ１４とを接続する第２信号線１６ｂとに接続されている。

第１通信線２４ａは、前段に接続されたマスター１２またはスレーブ１４から送信されたデータを、素通りモードで後段に接続されたスレーブ１４に送信する。第２通信線２４ｂは、後段に接続されたスレーブ１４から送信されたデータを、素通りモードで前段に接続されたマスター１２またはスレーブ１４に送信する。第１通信線２４ａは、第１通信回路２２ａと並列に接続されており、いわゆる第１通信回路２２ａのバイパス回路として機能する。第２通信線２４ｂは、第２通信回路２２ｂと並列に接続されており、いわゆる第２通信回路２２ｂのバイパス回路として機能する。

同様に、切換部２６は、第１切換部２６ａおよび第２切換部２６ｂを有する。第１切換部２６ａおよび第２切換部２６ｂは、１つの入力端子ＩＮと２つの出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２とを有し、例えば、マルチプレクサ等によって構成されている。

第１切換部２６ａの入力端子ＩＮは、自己のスレーブ１４と前段のマスター１２またはスレーブ１４とを接続する第１信号線１６ａに接続されている。第１切換部２６ａの出力端子ＯＵＴ１は、第１通信回路２２ａに接続されており、第１切換部２６ａの出力端子ＯＵＴ２は、第１通信線２４ａに接続されている。第２切換部２６ｂの入力端子ＩＮは、自己のスレーブ１４と後段のスレーブ１４とを接続する第２信号線１６ｂに接続されている。第２切換部２６ｂの出力端子ＯＵＴ１は、第２通信回路２２ｂに接続されており、第２切換部２６ｂの出力端子ＯＵＴ２は、第２通信線２４ｂに接続されている。

第１切換部２６ａは、前段に接続されたマスター１２またはスレーブ１４から送信されたデータを、通信モードで後段のスレーブ１４に送信するか素通りモードで後段のスレーブ１４に送信するかを切り換える。つまり、第１切換部２６ａは、受信したデータを、第１通信回路２２ａを介して送信するか、第１通信線２４ａを介して送信するかを切り換える。

第２切換部２６ｂは、後段に接続されたスレーブ１４から送信されたデータを、通信モードで前段のマスター１２またはスレーブ１４に送信するか素通りモードで前段のマスター１２またはスレーブ１４で送信するかを切り換える。つまり、第２切換部２６ｂは、受信したデータを、第２通信回路２２ｂを介して送信するか、第２通信線２４ｂを介して送信するかを切り換える。

制御部２８は、マスター１２と時刻同期のためのシリアル通信を行う。制御部２８は、第１信号線１６ａを介して前段から送られてきたデータの内容を検出するとともに、第２信号線１６ｂを介して後段から送られてきたデータの内容を検出する。制御部２８は、第１切換部２６ａおよび第２切換部２６ｂの入力端子ＩＮに入力されるデータを検出する。制御部２８は、切換部２６（第１切換部２６ａおよび第２切換部２６ｂ）を制御する。制御部２８による切換部２６（第１切換部２６ａおよび第２切換部２６ｂ）の制御よって、受信したデータを通信モードで送信するか素通りモードで送信するかが切り換えられる。

マスター１２は、複数のスレーブ１４と時刻同期を行うためのシリアル通信を行う。マスター１２は、ＩＥＥＥ１５８８の時刻同期機能を用いて時刻同期を行う。マスター１２は、時刻同期を行いたい１つのスレーブ１４を選択し、選択したスレーブ１４（以下、同期対象スレーブ１４Ｓと呼ぶ。）と時刻同期を行う。このとき、マスター１２と同期対象スレーブ１４Ｓとの間にあるスレーブ１４は、素通りモードでシリアル通信を行う。これにより、マスター１２と同期対象スレーブ１４Ｓとの間に、複数のスレーブ１４が存在する場合であっても、そのスレーブ１４は、自己のクロックに応じたデータの送信を行わないので、実質的に、マスター１２と同期対象スレーブ１４Ｓの間にはスレーブ１４が介在しない状態と同じ状態になる。

この場合において、マスター１２と同期対象スレーブ１４Ｓとの間に介在するスレーブ１４を急に通信モードから素通りモードにしてしまうと、既にスレーブ１４が行っているシリアル通信が遮断されてしまう。そこで、スレーブ１４が既に行っている指定単位のデータの送信が終了してから、スレーブ１４を通信モードから素通りモードに切り換える。そして、マスター１２と同期対象スレーブ１４Ｓとの時刻同期が終了すると、素通りモードにされていたスレーブ１４を通信モードに切り換える。なお、指定単位のデータとは、ハードウェアによって規定されるシリアル通信のデータの単位、または、ソフトウェアによって指定されたデータの区切り（例えば、数パケットにまたがる纏まったデータ）のことである。

以下、時刻同期を行うためのマスター１２と複数のスレーブ１４との動作について説明する。まず、複数のスレーブ１４による時刻同期を行うための準備動作を説明した後に、マスター１２と同期対象スレーブ１４Ｓとの時刻同期の動作を説明し、その次に、素通りモードに設定されたスレーブ１４を通信モードに復帰させる復帰動作について説明する。この時刻同期の動作において、マスター１２と同期対象スレーブ１４Ｓとの間に介在するスレーブ１４が素通りモードに設定される。

＜時刻同期を行うための準備動作＞
複数のスレーブ１４による時刻同期を行うための準備動作を、図２に示すタイムチャートを用いて説明する。マスター１２は、時刻同期を行う前に、後段に接続されたスレーブ１４ａに対して時刻同期の準備を要求する準備要求データを送信する。スレーブ１４ａは、受信した準備要求データを通信モードで後段に接続されたスレーブ１４ｂに送信するとともに、時刻同期の準備動作を行う。この時刻同期の準備動作は、スレーブ１４が現在行っている指定単位のデータを送信することをいう。スレーブ１４ａは、準備動作が終了すると、つまり、現在行っている指定単位のデータの送信が終了すると、準備完了データをマスター１２に通信モードで送信する。この受信したデータの内容の検出、準備完了データの送信制御は、制御部２８によって行われる。

スレーブ１４ｂは、準備要求データをスレーブ１４ａから受信すると、準備要求データを通信モードで後段に接続されたスレーブ１４ｃに送信するとともに、時刻同期の準備動作を行う。スレーブ１４ｂは、準備動作が終了すると、準備完了データを通信モードでマスター１２側に送信する。このスレーブ１４ｂがマスター１２側に向けて送信した準備完了データは、スレーブ１４ａを介してマスター１２に送信される。

最後段のスレーブ１４ｃは、準備要求データをスレーブ１４ｂから受信すると、時刻同期の準備動作を行う。スレーブ１４ｃは、準備動作が終了すると、準備完了データを通信モードでマスター１２側に送信する。このスレーブ１４ｃがマスター１２側に向けて送信した準備完了データは、スレーブ１４ｂとスレーブ１４ａとを介してマスター１２に送信される。

マスター１２は、全てのスレーブ１４からの準備完了データを受信すると、以下説明する時刻同期の動作に移行する。

＜時刻同期の動作＞
マスター１２と同期対象スレーブ１４Ｓとの時刻同期の動作を図３に示すタイムチャートを用いて説明する。マスター１２は、時刻同期を要求する同期要求データを後段に接続されたスレーブ１４ａに送信する。この同期要求データには、時刻同期を要求する要求情報と、時刻同期を行いたいスレーブ１４を示すスレーブ情報とを含む。マスター１２は、同期要求データを送信すると、時刻同期のためのシリアル通信（ＩＥＥＥ１５８８に基づくシリアル通信）を開始する。マスター１２は、時刻同期が完了するまで時刻同期のためのシリアル通信を繰り返し行う。マスター１２は、同期要求データを送信してから直ぐに、時刻同期のためのシリアル通信を開始してもよいし、同期要求データを送信してから一定時間が経過した後に、時刻同期のためのシリアル通信を開始してもよい。

なお、以下の本説明では、マスター１２は、スレーブ１４ｃを示すスレーブ情報を含む同期要求データを送信するものとして説明する。つまり、同期対象スレーブ１４Ｓとしてスレーブ１４ｃが選択されているものとして説明する。

スレーブ１４ａは、受信した同期要求データに含まれるスレーブ情報が、自己以外のスレーブ１４を示す情報であるか否かを判断する。つまり、スレーブ１４ａは、スレーブ情報に基づいて、自己が同期対象スレーブ１４Ｓであるかを判断する。スレーブ１４ａは、自己が同期対象スレーブ１４Ｓでないと判断すると、受信した同期要求データを通信モードで後段に接続されたスレーブ１４ｂに送信し、その後、通信モードから素通りモードに切り換わる。この切り換わりは、制御部２８が切換部２６（第１切換部２６ａおよび第２切換部２６ｂ）を制御することで行われる。これにより、マスター１２から送信されたデータがスレーブ１４ａの第１通信線２４ａに出力され、スレーブ１４ｂから送信されたデータがスレーブ１４ａの第２通信線２４ｂに出力される状態になる。なお、受信したデータの内容の検出は、制御部２８によって行われる。

スレーブ１４ｂは、同期要求データをスレーブ１４ａから受信すると、同期要求データに含まれるスレーブ情報が、自己以外のスレーブを示す情報であるか否かを判断する。つまり、スレーブ１４ｂは、スレーブ情報に基づいて、自己が同期対象スレーブ１４Ｓであるかを判断する。スレーブ１４ｂは、自己が同期対象スレーブ１４Ｓでないと判断すると、受信した同期要求データを通信モードで後段に接続されたスレーブ１４ｃに送信し、その後、通信モードから素通りモードに切り換わる。これにより、スレーブ１４ａから送信されたデータがスレーブ１４ｂの第１通信線２４ａに出力され、スレーブ１４ｃから送信されたデータがスレーブ１４ｂの第２通信線２４ｂに出力される状態になる。

最後段のスレーブ１４ｃは、同期要求データをスレーブ１４ｂから受信すると、同期要求データに含まれるスレーブ情報が、自己以外のスレーブ１４を示す情報であるか否かを判断する。つまり、スレーブ１４ｃは、スレーブ情報に基づいて、自己が同期対象スレーブ１４Ｓであるかを判断する。スレーブ１４ｃは、自己が同期対象スレーブ１４Ｓであると判断すると、スレーブ１４ｃは、通信モードで時刻同期のためのシリアル通信（ＩＥＥＥ１５８８に基づくシリアル通信）を開始する。スレーブ１４ｃは、時刻同期が完了するまで時刻同期のためのシリアル通信を繰り返し行う。このとき、マスター１２とスレーブ１４ｃとの間に介在するスレーブ１４ａ、１４ｂは、素通りモードでシリアル通信を行っている。したがって、マスター１２とスレーブ１４ｃとは、その間にスレーブ１４ａ、１４ｂが実質的に介在していない状態と同じ状態で、時刻同期のためのシリアル通信を行っていることになる。

なお、スレーブ１４は、同期要求データに含まれるスレーブ情報が、自己以外のスレーブ１４を示す情報か自己のスレーブ１４を示す情報かにかかわりなく、受信した同期要求データを通信モードで後段に接続されたスレーブ１４に送信してもよい。この場合は、スレーブ１４は、スレーブ情報が、自己以外のスレーブ１４を示す情報であっても、自己がスレーブ情報で特定されたスレーブ１４、つまり、同期対象スレーブ１４Ｓの後段に接続されている場合は、通信モードから素通りモードに切り換わらなくてもよい。

マスター１２は、同期対象スレーブ１４Ｓとの時刻同期が完了すると、以下説明する復帰動作に移行する。

＜復帰動作＞
素通りモードに設定されたスレーブ１４の通信モードへの復帰動作を図４に示すタイムチャートを用いて説明する。マスター１２は、通信モードの再開を要求する再開要求データを後段に接続されたスレーブ１４ａに送信する。スレーブ１４ａ、１４ｂは、素通りモードに設定されているため、再開要求データは、スレーブ１４ａ、１４ｂの第１通信線２４ａを介して、スレーブ１４ｃに送信され、スレーブ１４ｃで、再開要求データが受信される。このとき、スレーブ１４ａ、１４ｂは、第１信号線１６ａを介して前段から送られてきたデータの内容を検出し、そのデータが再開要求データである場合は、通信モードから素通りモードに切り換わる。このデータの内容の検出、素通りモードから通信モードへの切り換え制御等は、制御部２８によって行われる。

スレーブ１４ａ、１４ｂは、素通りモードから通信モードに切り換わると、通信モードに復帰したことを示す復帰データを通信モードでマスター１２側に送信する。スレーブ１４ｂが、マスター１２側に向けて送信した復帰データは、スレーブ１４ａを介してマスター１２に送信される。この復帰データの送信制御は、制御部２８によって行われる。

マスター１２は、素通りモードに切り換えられた全てのスレーブ１４ａ、１４ｂからの復帰データを受信すると、通常のシリアル通信を行う。

次に、マスター１２の動作およびスレーブ１４の動作を図５および図６に示すフローチャートにしたがって説明する。最初に図５を用いてマスター１２の動作を説明した後に、図６を用いてスレーブ１４の動作を説明する。

＜マスター１２の動作＞
図５のステップＳ１で、マスター１２は、時刻同期の準備を要求する準備要求データを後段に接続されたスレーブ１４ａに送信する。次いで、ステップＳ２で、マスター１２は、全てのスレーブ１４（１４ａ〜１４ｃ）から送信された準備完了データを受信したか否かを判断する。つまり、ステップＳ２では、全てのスレーブ１４が準備完了データを送信したか否か判断する。

ステップＳ２で、全てのスレーブ１４からの準備完了データを受信していないと判断するとステップＳ２に留まり、全てのスレーブ１４からの準備完了データを受信したと判断すると、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３に進むと、マスター１２は、時刻同期を要求する同期要求データを送信する。これにより、マスター１２と、同期要求データに含まれるスレーブ情報で特定される同期対象スレーブ１４Ｓ（例えば、スレーブ１４ｃ）との間に介在するスレーブ１４（例えば、１４ａ、１４ｂ）は、素通りモードに設定される。

次いで、ステップＳ４で、マスター１２は、同期対象スレーブ１４Ｓと時刻同期のためのシリアル通信を開始する。そして、ステップＳ５で、マスター１２は、同期対象スレーブ１４Ｓとの時刻同期が完了したか否かを判断する。

ステップＳ５で、時刻同期が完了していないと判断するとステップＳ５に留まり、時刻同期が完了したと判断すると、ステップＳ６に進む。マスター１２は、時刻同期が完了するまで、時刻同期のためのシリアル通信を繰り返し行う。

ステップＳ６に進むと、マスター１２は、通信モードの再開を要求する再開要求データを後段に接続されたスレーブ１４ａに送信する。これにより、素通りモードに設定されているスレーブ１４（例えば、１４ａ、１４ｂ）は、通信モードに設定される。

次いで、ステップＳ７で、マスター１２は、ステップＳ３の動作によって素通りモードに設定された全てのスレーブ１４（例えば、１４ａ、１４ｂ）から送信された復帰データを受信したか否かを判断する。つまり、ステップＳ７では、素通りモードに設定されていた全てのスレーブ１４が復帰データを送信したか否か判断する。

ステップＳ７で、素通りモードに設定された全てのスレーブ１４からの復帰データを受信していないと判断するとステップＳ７に留まり、素通りモードに設定された全てのスレーブ１４からの復帰データを受信したと判断すると、本動作を終了する。マスター１２は、本動作を終了すると、通常のシリアル通信を行う。

＜スレーブ１４の動作＞
図６のステップＳ１１で、スレーブ１４は、準備要求データを受信したか否かを判断する。つまり、ステップＳ１１では、前段に接続されたマスター１２またはスレーブ１４から準備要求データが送信されてきたか否かを判断する。この判断は、制御部２８によって行われる。ステップＳ１１で、準備要求データを受信していないと判断すると、ステップＳ１１に留まり、準備要求データを受信したと判断すると、ステップＳ１２に進む。

ステップＳ１２に進むと、スレーブ１４は、受信した準備要求データを通信モードで後段に接続されたスレーブ１４に送信し、ステップＳ１３で、時刻同期の準備動作を行う。この時刻同期の準備動作は、スレーブ１４が現在行っている指定単位のデータを送信することをいう。

準備動作が終了すると、つまり、スレーブ１４が現在行っている指定単位のデータの送信が終了すると、ステップＳ１４で、スレーブ１４は、準備完了データを通信モードでマスター１２側に向けて送信する。この準備完了データの送信は、制御部２８の制御によって行われる。このとき、後段に接続されたスレーブ１４から準備完了データが送られてきた場合は、スレーブ１４は、その準備完了データもマスター１２側に向けて送信する。

次いで、ステップＳ１５で、スレーブ１４は、同期要求データを受信しかた否かを判断する。つまり、ステップＳ１５では、前段に接続されたマスター１２またはスレーブ１４から同期要求データが送信されてきたか否かを判断する。この判断は、制御部２８によって行われる。ステップＳ１５で、同期要求データを受信していないと判断すると、ステップＳ１５に留まり、同期要求データを受信したと判断すると、ステップＳ１６に進む。

ステップＳ１６に進むと、スレーブ１４は、同期要求データに含まれるスレーブ情報に基づいて、マスター１２が後段に接続されたスレーブ１４との時刻同期を要求しているか否かを判断する。この判断は、制御部２８によって行われる。

ステップＳ１６で、マスター１２が後段に接続されたスレーブ１４との時刻同期を要求していると判断すると、ステップＳ１７で、スレーブ１４は、受信した同期要求データを通信モードで後段に接続されたスレーブ１４に送信する。

次いで、ステップＳ１８で、スレーブ１４は、通信モードから素通りモードに切り換わる。この切り換わりは、制御部２８による切換部２６の制御によって行われる。

次いで、ステップＳ１９は、スレーブ１４は、再開要求データを検出したか否かを判断する。つまり、マスター１２から再開要求データが送られてきたか否かを判断する。この再開要求データの検出は、制御部２８によって行われる。

ステップＳ１９で、再開要求データを検出していないと判断すると、再開要求データを検出するまでステップＳ１９に留まり、再開要求データを検出したと判断すると、ステップＳ２０に進む。

ステップＳ２０に進むと、スレーブ１４は、素通りモードから通信モードに切り換わる。この切り換わりは、制御部２８による切換部２６の制御によって行われる。

次いで、ステップＳ２１で、スレーブ１４は、復帰データを通信モードでマスター１２側に向けて送信する。この復帰データの送信は、制御部２８の制御によって行われる。このとき、後段に接続されたスレーブ１４から復帰データが送られてきた場合は、スレーブ１４は、その復帰データもマスター１２側に向けて送信し、ステップＳ１１に戻る。

一方、ステップＳ１６で、マスター１２が後段に接続されたスレーブ１４との時刻同期を要求していないと判断すると、つまり、自己との時刻同期を要求していると判断すると、ステップＳ２２に進む。

ステップＳ２２に進むと、スレーブ１４は、マスター１２と時刻同期のためのシリアル通信を開始する。このシリアル通信は、制御部２８の制御によって行われる。このときは、マスター１２と、自己のスレーブ１４との間に介在するスレーブ１４は素通りモードに設定されている。

そして、ステップＳ２３で、スレーブ１４は、マスター１２との時刻同期が完了したか否かを判断する。ステップＳ２３で、時刻同期が完了していないと判断するとステップＳ２３に留まり、時刻同期が完了したと判断すると、ステップＳ２４に進む。スレーブ１４は、時刻同期が完了するまで、時刻同期のためのシリアル通信を繰り返し行う。

ステップＳ２４に進むと、スレーブ１４は、マスター１２から送信された再開要求データを受信して、ステップＳ１１に戻る。

〔実施の形態から得られる技術的思想〕
上記実施の形態から把握しうる技術的思想について、以下に記載する。

＜第１の技術的思想＞
マスター（１２）とデイジーチェーン式に接続され、受信したデータを自己のクロックに同期して送信する通信モードでシリアル通信を行う通信回路（２２）を備える、スレーブ（１４）であって、受信したデータを自己のクロックに依存せずにそのまま送信する素通りモードでシリアル通信を行う通信線（２４）と、通信モードから素通りモードに切り換える切換部（２６）と、切換部（２６）を制御する制御部（２８）と、を備える。

これにより、マスター（１２）と、マスター（１２）と時刻同期を行うスレーブ（１４）との間に介在するスレーブ（１４）を素通りモードにすることができる。これにより、間に介在するスレーブ（１４）は、実質的に存在しない状態となり、そのスレーブ（１４）によって誤差が累積することはない。したがって、時刻同期を行う際に発生する位相差の誤差を低減させることができ、精度よく時刻同期制御を行うことができる。

制御部（２８）は、受信したマスター（１２）からのデータが、自己以外のスレーブ（１４）との時刻同期を要求する同期要求データの場合は、自己のスレーブ（１４）が受信した同期要求データを通信モードで送信した後に、切換部（２６）を制御して、通信モードから素通りモードに切り換えてもよい。

これにより、マスター（１２）と、マスター（１２）と時刻同期を行うスレーブ（１４）との間に、１または複数のスレーブ（１４）が介在する場合であっても、実質的にスレーブ（１４）が介在していない状態と同じ状態となるので、誤差が累積することはない。したがって、時刻同期を行う際に発生する位相差の誤差を低減させることができ、精度よく時刻同期制御を行うことができる。

制御部（２８）は、受信したマスター（１２）からのデータが、自己のスレーブ（１４）との時刻同期を要求する同期要求データの場合は、通信モードで時刻同期のためのシリアル通信をマスター（１２）と行ってもよい。

これにより、マスター（１２）と自己のスレーブ（１４）との間に、１または複数のスレーブ（１４）が介在する場合であっても、実質的にスレーブ（１４）が介在していない状態と同じ状態となるので、誤差が累積することはない。したがって、時刻同期を行う際に発生する位相差の誤差を低減させることができ、精度よく時刻同期制御を行うことができる。

制御部（２８）は、受信したマスター（１２）からのデータが、同期要求データの送信前に送信される、時刻同期の準備を要求する準備要求データの場合は、自己のスレーブ（１４）が受信した準備要求データを通信モードで送信するとともに、自己のスレーブ（１４）が現在行っている指定単位のデータのシリアル通信が終了すると、準備完了データをマスター（１２）側に向けて送信してもよい。

これにより、通信モードから素通りモードへの切り換わりの際に、現在スレーブ（１４）が行っているシリアル通信が遮断してしまうことを防止することができる。また、マスター（１２）は、スレーブの時刻同期の準備動作が終了したかを認識することができ、適切なタイミングで同期要求データを送信することができる。

制御部（２８）は、受信したマスター（１２）からのデータが、通信モードの再開を要求する再開要求データの場合であって、自己のスレーブ（１４）が素通りモードである場合は、切換部（２６）を制御して、通信モードに切り換えた後に、通信モードで通信可能であることを示す復帰データをマスター（１２）側に向けて送信してもよい。

これにより、時刻同期が終了すると素通りモードに切り換えられたスレーブ（１４）が通信モードに復帰するので、通常のシリアル通信を行うことができる。また、マスター（１２）は、スレーブ（１４）が通信モードに復帰したかを認識することができ、適切なタイミングで通常のシリアル通信を再開することができる。

通信回路（２２）および通信線（２４）は、受信したデータが、前段に接続されたマスター（１２）またはスレーブ（１４）から送信されたものである場合は、受信したデータを後段に接続されたスレーブ（１４）に送信し、受信したデータが、後段に接続されたスレーブ（１４）から送信されたものである場合は、受信したデータを前段に接続されたマスター（１２）またはスレーブ（１４）に送信してもよい。

＜第２の技術的思想＞
シリアル通信システム（１０）は、マスター（１２）とマスター（１２）にデイジーチェーン式に接続される複数のスレーブ（１４）とを備える。マスター（１２）は、時刻同期を要求する要求情報と、時刻同期を行いたいスレーブ（１４）を示すスレーブ情報とを含む同期要求データを、後段に接続されたスレーブ（１４）に送信する。
スレーブ（１４）は、受信したデータを自己のクロックに同期して送信する通信モードでシリアル通信を行う通信回路（２２）と、受信したデータを自己のクロックに依存せずにそのまま送信する素通りモードでシリアル通信を行う通信線（２４）と、通信モードから素通りモードに切り換える切換部（２６）と、切換部（２６）を制御する制御部（２８）と、を有する。制御部（２８）は、受信したマスター（１２）からのデータが同期要求データの場合であって、同期要求データに含まれるスレーブ情報が、自己以外のスレーブ（１４）を示す場合は、受信した同期要求データを通信モードで送信した後に、切換部（２６）を制御して、通信モードから前記素通りモードに切り換える。

これにより、マスター（１２）と、マスター（１２）と時刻同期を行うスレーブ（１４）との間に、１または複数のスレーブ（１４）が介在する場合であっても、実質的にスレーブ（１４）が介在していない状態と同じ状態となるので、誤差が累積することはない。したがって、時刻同期を行う際に発生する位相差の誤差を低減させることができ、精度よく時刻同期制御を行うことができる。

制御部（２８）は、受信したマスター（１２）からのデータが同期要求データの場合であって、同期要求データに含まれるスレーブ情報が、自己のスレーブ（１４）を示す場合は、通信モードで時刻同期のためのシリアル通信をマスター（１２）と行ってもよい。

これにより、マスター（１２）と自己のスレーブ（１４）との間に、１または複数のスレーブ（１４）が介在する場合であっても、実質的にスレーブ（１４）が介在していない状態と同じ状態となるので、誤差が累積することはない。したがって、時刻同期を行う際に発生する位相差の誤差を低減させることができ、精度よく時刻同期制御を行うことができる。

マスター（１２）は、同期要求データを後段に接続されたスレーブ（１４）に対して送信する前に、時刻同期の準備を要求する準備要求データを送信してもよい。制御部（２８）は、受信したマスター（１２）からのデータが準備要求データの場合は、自己のスレーブ（１４）が受信した準備要求データを通信モードで送信するとともに、自己のスレーブ（１４）が現在行っている指定単位のデータのシリアル通信が終了すると、準備完了データをマスター（１２）側に向けて送信してもよい。マスター（１２）は、複数のスレーブ（１４）から準備完了データが送られてくると、同期要求データを後段に接続されたスレーブ（１４）に対して送信してもよい。

これにより、通信モードから素通りモードへの切り換わりの際に、現在スレーブ（１４）が行っているシリアル通信が遮断してしまうことを防止することができる。また、マスター（１２）は、スレーブ（１４）の時刻同期の準備動作が終了したかを認識することができ、適切なタイミングで同期要求データを送信することができる。

マスター（１２）は、時刻同期が終了すると、通信モードの再開を要求する再開要求データを後段に接続されたスレーブ（１４）に送信してもよい。制御部（２８）は、受信したマスター（１２）からのデータが、再開要求データの場合であって、自己のスレーブ（１４）が素通りモードの場合は、切換部（２６）を制御して、通信モードに切り換えた後に、通信モードで通信可能であることを示す復帰データをマスター（１２）側に向けて送信してもよい。

これにより、時刻同期が終了すると素通りモードに切り換えられたスレーブ（１４）が通信モードに復帰するので、通常のシリアル通信を行うことができる。また、マスター（１２）は、スレーブ（１４）が通信モードに復帰したかを認識することができ、適切なタイミングで通常のシリアル通信を再開することができる。

１０…シリアル通信システム １２…マスター
１４（１４ａ〜１４ｃ）…スレーブ １４Ｓ…同期対象スレーブ
１６…信号線 ２０…クロック発生部
２２…通信回路 ２４…通信線
２６…切換部 ２８…制御部

Claims (15)

1. マスターとデイジーチェーン式に接続され、受信したデータを自己のクロックに同期して送信する通信モードでシリアル通信を行う通信回路を備える、スレーブであって、
   受信した前記データを前記自己のクロックに依存せずにそのまま送信する素通りモードでシリアル通信を行う通信線と、
   前記通信モードから前記素通りモードに切り換える切換部と、
   前記切換部を制御する制御部と、
   を備える、スレーブ。
2. 請求項１に記載のスレーブであって、
   前記制御部は、受信した前記マスターからの前記データが、自己以外の前記スレーブとの時刻同期を要求する同期要求データの場合は、自己の前記スレーブが受信した前記同期要求データを前記通信モードで送信した後に、前記切換部を制御して、前記通信モードから前記素通りモードに切り換える、スレーブ。
3. 請求項２に記載のスレーブであって、
   前記制御部は、受信した前記マスターからの前記データが、自己の前記スレーブとの時刻同期を要求する同期要求データの場合は、前記通信モードで時刻同期のためのシリアル通信を前記マスターと行う、スレーブ。
4. 請求項２または３に記載のスレーブであって、
   前記制御部は、受信した前記マスターからの前記データが、前記同期要求データの送信前に送信される、時刻同期の準備を要求する準備要求データの場合は、自己の前記スレーブが受信した前記準備要求データを前記通信モードで送信するとともに、自己の前記スレーブが現在行っている指定単位のデータのシリアル通信が終了すると、準備完了データを前記マスター側に向けて送信する、スレーブ。
5. 請求項２〜４のいずれか１項に記載のスレーブであって、
   前記制御部は、受信した前記マスターからの前記データが、前記通信モードの再開を要求する再開要求データの場合であって、自己の前記スレーブが前記素通りモードである場合は、前記切換部を制御して、前記通信モードに切り換えた後に、前記通信モードで通信可能であることを示す復帰データを前記マスター側に向けて送信する、スレーブ。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のスレーブであって、
   前記通信回路および前記通信線は、受信した前記データが、前段に接続された前記マスターまたは前記スレーブから送信されたものである場合は、受信した前記データを後段に接続された前記スレーブに送信し、受信した前記データが、後段に接続された前記スレーブから送信されたものである場合は、受信した前記データを前段に接続された前記マスターまたは前記スレーブに送信する、スレーブ。
7. マスターと前記マスターにデイジーチェーン式に接続される複数のスレーブとを備えるシリアル通信システムであって、
   前記マスターは、時刻同期を要求する要求情報と、時刻同期を行いたい前記スレーブを示すスレーブ情報とを含む同期要求データを、後段に接続された前記スレーブに送信し、
   前記スレーブは、
   受信したデータを自己のクロックに同期して送信する通信モードでシリアル通信を行う通信回路と、
   受信した前記データを前記自己のクロックに依存せずにそのまま送信する素通りモードでシリアル通信を行う通信線と、
   前記通信モードから前記素通りモードに切り換える切換部と、
   前記切換部を制御する制御部と、
   を有し、
   前記制御部は、受信した前記マスターからの前記データが前記同期要求データの場合であって、前記同期要求データに含まれる前記スレーブ情報が、自己以外の前記スレーブを示す場合は、受信した前記同期要求データを前記通信モードで送信した後に、前記切換部を制御して、前記通信モードから前記素通りモードに切り換える、シリアル通信システム。
8. 請求項７に記載のシリアル通信システムであって、
   前記制御部は、受信した前記マスターからの前記データが前記同期要求データの場合であって、前記同期要求データに含まれる前記スレーブ情報が、自己の前記スレーブを示す場合は、前記通信モードで時刻同期のためのシリアル通信を前記マスターと行う、シリアル通信システム。
9. 請求項７または８にシリアル通信システムであって、
   前記マスターは、前記同期要求データを後段に接続された前記スレーブに対して送信する前に、時刻同期の準備を要求する準備要求データを送信し、
   前記制御部は、受信した前記マスターからの前記データが前記準備要求データの場合は、自己の前記スレーブが受信した前記準備要求データを前記通信モードで送信するとともに、自己の前記スレーブが現在行っている指定単位のデータのシリアル通信が終了すると、準備完了データを前記マスター側に向けて送信し、
   前記マスターは、複数の前記スレーブから前記準備完了データが送られてくると、前記同期要求データを後段に接続された前記スレーブに対して送信する、シリアル通信システム。
10. 請求項７〜９のいずれか１項に記載のシリアル通信システムであって、
    前記マスターは、時刻同期が終了すると、前記通信モードの再開を要求する再開要求データを後段に接続された前記スレーブに送信し、
    前記制御部は、受信した前記マスターからの前記データが、前記再開要求データの場合であって、自己の前記スレーブが前記素通りモードの場合は、前記切換部を制御して、前記通信モードに切り換えた後に、前記通信モードで通信可能であることを示す復帰データを前記マスター側に向けて送信する、シリアル通信システム。
11. 請求項７〜１０のいずれか１項に記載のシリアル通信システムであって、
    前記通信回路および前記通信線は、受信した前記データが、前段に接続された前記マスターまたは前記スレーブから送信されたものである場合は、受信した前記データを後段に接続された前記スレーブに送信し、受信した前記データが、後段に接続された前記スレーブから送信されたものである場合は、受信した前記データを前段に接続された前記マスターまたは前記スレーブに送信する、シリアル通信システム。
12. マスターと前記マスターにデイジーチェーン式に接続される複数のスレーブとを備えるシリアル通信システムの通信方法であって、
    前記スレーブは、
    受信したデータを自己のクロックに同期して送信する通信モードでシリアル通信を行う通信回路と、
    受信した前記データを前記自己のクロックに依存せずにそのまま送信する素通りモードでシリアル通信を行う通信線と、
    前記通信モードから前記素通りモードに切り換える切換部と、
    を有し、
    前記マスターが、時刻同期を要求する要求情報と、時刻同期を行いたい前記スレーブを示すスレーブ情報とを含む同期要求データを、後段に接続された前記スレーブに送信する同期要求ステップと、
    前記スレーブが、受信した前記マスターからの前記データが前記同期要求データの場合であって、前記同期要求データに含まれる前記スレーブ情報が、自己以外の前記スレーブを示す場合は、受信した前記同期要求データを前記通信モードで送信した後に、前記切換部を制御して、前記通信モードから前記素通りモードに切り換える素通りステップと、
    を含む、シリアル通信システムの通信方法。
13. 請求項１２に記載のシリアル通信システムの通信方法であって、
    前記スレーブは、受信した前記マスターからの前記データが前記同期要求データの場合であって、前記同期要求データに含まれる前記スレーブ情報が、自己の前記スレーブを示す場合は、前記通信モードで時刻同期のためのシリアル通信を前記マスターと行う同期ステップを含む、シリアル通信システムの通信方法。
14. 請求項１２または１３にシリアル通信システムの通信方法であって、
    前記マスターが、前記同期要求データを後段に接続された前記スレーブに対して送信する前に、時刻同期の準備を要求する準備要求データを送信する準備要求ステップと、
    前記スレーブが、受信した前記マスターからの前記データが前記準備要求データの場合は、自己の前記スレーブが受信した前記準備要求データを前記通信モードで送信するとともに、自己の前記スレーブが現在行っている指定単位のデータのシリアル通信が終了すると、準備完了データを前記マスター側に向けて送信する準備ステップと、
    を含み、
    同期要求ステップは、複数の前記スレーブから前記準備完了データが送られてくると、前記同期要求データを後段に接続された前記スレーブに対して送信する、シリアル通信システムの通信方法。
15. 請求項１２〜１４のいずれか１項に記載のシリアル通信システムの通信方法であって、
    前記マスターが、時刻同期が終了すると、前記通信モードの再開を要求する再開要求データを後段に接続された前記スレーブに送信する再開要求ステップと、
    前記スレーブが、受信した前記マスターからの前記データが前記再開要求データの場合であって、自己の前記スレーブが前記素通りモードである場合は、前記切換部を制御して、前記通信モードに切り換えた後に、前記通信モードで通信可能であることを示す復帰データを前記マスター側に向けて送信する復帰完了ステップと、
    を含む、シリアル通信システムの通信方法。

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