JP2020005224A - 半導体装置及び通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】従来の半導体装置では、３進シリアルデータ通信における消費電力を低減することができないという問題があった。【解決手段】一実施の形態によれば、半導体装置は、２進数で表現される２進送信データＤｂｉｎ＿ＴＸを３進数で表現される３進送信データＤｔｅｒ＿ＴＸに変換し、この３進送信データＤｔｅｒ＿ＴＸに対応する送信信号を生成する送信処理回路１０を有し、送信処理回路１０は、３進送信データＤｔｅｒ＿ＴＸに含まれる値の出現頻度を検証し、最も出現頻度が低い値に対応する送信信号の論理レベルに最も状態遷移が多くなる信号変化パターンを割り当てて、送信信号を生成する。【選択図】図１

Description

本発明は半導体装置及び通信システムに関し、例えば２本の通信線を用いて３進数で表される３進データの送受信を行う半導体装置及び通信システムに関する。

データ転送技術において、データをシリアルに転送するシリアルデータ通信がある。このシリアルデータ通信では、送信するデータの値によって消費電力が変動する。具体的には、転送するデータが０から１、或いは、１から０に変化するような信号のレベルが変化するときに多くの電力が消費される。そこで、シリアルデータ通信における消費電力の低減技術が特許文献１に開示されている。

特許文献１に記載のデータ転送装置では、バスを介して送信しようとする送信シリアルデータにおいて、予め選択されたハイレベル又はロウレベルのいずれか一方を有するビット数が、全ビット数の半分より大きい場合、送信シリアルデータを反転する送信データ反転手段と、反転を実行したか否かを示す反転情報を送信シリアルデータに付加する反転情報付加手段と、を具備する。これにより、特許文献１に記載のデータ転送装置では、転送するシリアルデータの状態遷移を低減し、消費電力を低減する。

特開２００４−２０７９４２号公報

しかし、近年、シリアルデータ通信においては、３進数の値を用いたデータ転送技術（以下、３進シリアルデータ通信と称す）が用いられる。この３進シリアルデータ通信では、３つの値を表現する際に、２本の信号線の何れか一方の論理レベルを変化させる、または、２本の信号線の両方の信号レベルを変化させる、という送信信号の状態遷移を用いる。そのため、特許文献１に記載のデータ転送装置のように、単に信号する値に対応する信号の論理レベル変化を反転させるのみでは、データ転送を正しく行えない。このようなことから、特許文献１の技術をもってしても、３進シリアルデータ通信における消費電力を低減することができないという問題があった。

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

一実施の形態によれば、半導体装置は、２進数で表現される２進送信データを３進数で表現される３進送信データに変換し、この３進送信データに対応する送信信号を生成する送信処理回路を有し、送信処理回路は、３進送信データに含まれる値の出現頻度を検証し、最も出現頻度が低い値に対応する送信信号の論理レベルに最も状態遷移が多くなる信号変化パターンを割り当てて、送信信号を生成する。

前記一実施の形態によれば、３進送信データを送信する際に、送信するデータの内容にかかわらず、常に信号線の状態変化を最小にして半導体装置の消費電力を低減できる。

実施の形態１にかかる半導体装置を含む通信システムのブロック図である。 実施の形態１にかかる半導体装置のデコーダ及び第２のエンコーダの動作を説明する表である。 実施の形態１にかかる通信システムにおいてシリアル通信を行う際の送信信号の波形の一例を示すタイミングチャートである。 実施の形態１にかかる送信側装置及び受信側装置で用いられるデータ変調テーブル及びデータ復調テーブルの一例を説明する図である。 実施の形態１にかかる送信側装置におけるデータ変調テーブルの更新処理を説明するフローチャートである。 実施の形態１にかかる通信システムで用いられる通信データのデータフォーマットを説明する図である。 実施の形態１にかかる送信側装置におけるデータ送信処理を説明するフローチャートである。 実施の形態１にかかる受信側装置におけるデータ受信処理を説明するフローチャートである。 実施の形態１にかかる通信システムにおいて３進値で表現される通信データを通信する際の送信信号の波形の一例を示すタイミングチャートである。 実施の形態２にかかる半導体装置を含む通信システムのブロック図である。 実施の形態２にかかる送信側装置で用いられるデコードテーブル及び受信側装置で用いられるエンコードテーブルの一例を説明する図である。 実施の形態２にかかる送信側装置におけるデータ送信処理を説明するフローチャートである。 実施の形態２にかかる受信側装置におけるデータ受信処理を説明するフローチャートである。 デフォルトデコードテーブルを用いたデコード処理により生成した３進送信データを実施の形態２にかかる送信側装置により送信する場合の送信信号のタイミングチャートである。 ２進送信データのデータ遷移に応じて選択されたデコードテーブルを用いたデコード処理により生成した３進送信データを実施の形態２にかかる送信側装置により送信する場合の送信信号のタイミングチャートである。

説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。また、様々な処理を行う機能ブロックとして図面に記載される各要素は、ハードウェア的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ、その他の回路で構成することができ、ソフトウェア的には、メモリにロードされたプログラムなどによって実現される。したがって、これらの機能ブロックがハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは当業者には理解されるところであり、いずれかに限定されるものではない。なお、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。

また、上述したプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

図１に実施の形態１にかかる半導体装置を含む通信システム１のブロック図を示す。図１に示すように、実施の形態１にかかる通信システム１は、送信処理回路１０を含む送信側装置と受信処理回路２０を含む受信側装置とを有する。そして、送信側装置と受信側装置とは通信バスにより通信可能に接続されている。

送信側装置は、送信処理回路１０に与えられる２進送信データＤｂｉｎ＿ＴＸを生成する演算処理部等と、送信処理回路１０とを含む半導体装置である。また、受信側装置は、受信処理回路２０が出力する２進受信データＤｂｉｎ＿ＲＸに対して処理を行う演算処理部等と、受信処理回路２０とを含む半導体装置である。以下の説明では、特徴の１つである送信処理回路１０及び受信処理回路２０のみを示して他の構成要素については説明を省略する。また、送信処理回路１０及び受信処理回路２０内において各種情報を保持する格納部は、例えば、送信処理回路１０及び受信処理回路２０内に設けられている必要はなく、送信側装置及び受信側装置内のフラッシュメモリ等の不揮発性メモリの一部の領域を用いてもよい。

図１に示すように、送信処理回路１０は、デコーダ１１、テーブル更新処理部１２、送信信号定義テーブル格納部１３、シリアル送信部１４を有する。また、送信処理回路１０は、第１の信号線ＳＬ０及び第２の信号線ＳＬ１を介して出力する送信信号により受信処理回路２０側に通信データを送信する。送信処理回路１０は、この第１の信号線ＳＬ０が接続される端子として第１の端子を有し、第２の信号線ＳＬ１が接続される端子として第２の端子を有する。

デコーダ１１は、２進数で表現された２進送信データＤｂｉｎ＿ＴＸを３進数で表現された３進送信データＤｔｅｒ＿ＴＸに変換する。テーブル更新処理部１２は、３進送信データＤｔｅｒ＿ＴＸを表す３進値のうち最も出現頻度が低い値に対応する送信信号の変化定義値に、送信信号の論理レベルの変化が多い定義値を当てはめて送信信号定義テーブル（例えば、データ変調テーブル）を更新する。

送信信号定義テーブル格納部１３は、送信信号定義テーブル（例えば、データ変調テーブル）を格納する。このデータ変調テーブルは、第１の信号線ＳＬ０及び第２の信号線ＳＬ１を伝達する送信信号の論理レベルを３進送信データＤｔｅｒ＿ＴＸの各値に応じてどのように変化させるかを定義するテーブルである。つまり、データ変調テーブルには、３進値に含まれる値と、その値に対応する変化定義値とが対応付けられて記述される。詳細は後述するが、実施の形態１にかかる送信処理回路１０では、３進値と３進値に対応する変化定義値との組み合わせが異なるデータ変調テーブルを複数個用いる。

なお、実施の形態１にかかる送信処理回路１０では、テーブル更新処理部１２がデータ変調テーブルを更新する方法として、複数のデータ変調テーブルから選択するテーブルを切り替える方法を採用する。しかしながら、テーブル更新処理部１２によるデータ変調テーブルの更新方法は、データ変調テーブルの記述内容を３進送信データＤｔｅｒ＿ＴＸの内容に応じて直接書き換える方式を採用することができる。実施の形態１にかかる送信処理回路１０のテーブル更新処理部１２は、３進送信データＤｔｅｒ＿ＴＸを表す３進値のうち出現頻度が最も低い値に対応する変化定義値が送信信号の論理レベルの変化が多い定義値となるデータ変調テーブルを複数のデータ変調テーブルから選択して、シリアル送信部に与える。具体的には、テーブル更新処理部１２は、選択するデータ変調テーブルを指定する変調テーブルコードＳ１を出力し、送信信号定義テーブル格納部１３は、変調テーブルコードＳ１に対応したデータ変調テーブルをシリアル送信部１４に出力する。

シリアル送信部１４は、送信信号定義テーブル（例えば、データ変調テーブル）と３進送信データＤｔｅｒ＿ＴＸとに基づき第１の信号線ＳＬ０及び第２の信号線ＳＬ１を伝達する送信信号の電圧レベルを変化させて３進送信データＤｔｅｒ＿ＴＸを含む通信データを出力する。詳しくは後述するが、シリアル送信部１４は、変調テーブルコードＳ１と３進送信データＤｔｅｒ＿ＴＸを含む通信データを生成して、この通信データに基づく送信信号を出力する。

受信処理回路２０は、シリアル受信部２１、受信信号定義テーブル格納部２２、第１のエンコーダ２３、第２のエンコーダ２４を有する。また、受信処理回路２０は、第１の信号線ＳＬ０及び第２の信号線ＳＬ１から入力される送信信号により送信処理回路１０から通信データを受信する。受信処理回路２０は、この第１の信号線ＳＬ０が接続される端子として第１の端子を有し、第２の信号線ＳＬ１が接続される端子として第２の端子を有する。

シリアル受信部２１は、第１の信号線ＳＬ０及び第２の信号線ＳＬ１を介して３進数で表現された３進送信データＤｔｅｒ＿ＴＸを含む通信データを受信して後段の回路に伝達する。なお、シリアル受信部２１は、通信データに含まれているデータのうち変調テーブルコードＳ２を受信信号定義テーブル格納部２２に出力し、通信データに含まれている３進送信データに対応する受信データＤｒｘを第１のエンコーダ２３に出力する。

受信信号定義テーブル格納部２２は、受信信号定義テーブル（例えば、データ復調テーブル）を格納する。ここで、データ復調テーブルは、３進送信データを受信した際の第１の信号線ＳＬ０及び第２の信号線ＳＬ１を伝達して入力される受信信号の論理レベルの変化パターンと当該変化パターンに対応付けられる３進数の各値との関係を示したテーブルである。つまり、データ復調テーブルには、受信信号の電圧レベル変化のパターンを定義した変化定義値と、変化定義値に対応した３進値とが対応付けられて記述される。詳細は後述するが、実施の形態１にかかる受信処理回路２０では、３進値と３進値に対応する変化定義値との組み合わせが異なるデータ復調テーブルを複数個用いる。

なお、実施の形態１にかかる受信処理回路２０では、受信信号定義テーブル格納部２２が出力するデータ復調テーブルを切り替える方法として、複数のデータ復調テーブルから選択するテーブルを切り替える方法を採用する。実施の形態１にかかる受信処理回路２０のシリアル受信部２１は、受信した通信データに含まれる変調テーブルコードを受信信号定義テーブル格納部２２に与えることで受信信号定義テーブル格納部２２から出力するデータ復調テーブルを切り替える。なお、受信信号定義テーブル格納部２２に格納されている複数のデータ復調テーブルは、送信側装置で準備される複数のデータ変調テーブルと同じ内容を含み、同じ値の変調コードテーブルコードで指定されるテーブルは同じ内容を含むものとする。

第１のエンコーダ２３は、受信信号定義テーブル格納部２２から与えられた受信信号定義テーブル（例えば、データ復調テーブル）に従って、シリアル受信部２１が受信した受信信号（例えば、受信データＤｒｘ）を３進数で表現された３進受信データＤｔｅｒ＿ＲＸに変換する。また、第２のエンコーダ２４は、３進受信データＤｔｅｒ＿ＲＸを２進数で表現された２進受信データＤｂｉｎ＿ＲＸに変換する。

ここで、実施の形態１にかかる通信システム１では、２つの通信方式を切替可能なように送信処理回路１０と受信処理回路２０が構成される。具体的には、実施の形態１にかかる通信システム１は、２つの信号線を用いて２進送信データと、２進送信データの同期クロックとを用いてデータを通信するＩ２Ｃ（Inter Integrated Circuit）規格に基づく第１の通信方式と、２つの信号線の信号変化パターンの違いにより３進送信データを通信するＩ３Ｃ（Improved Inter Integrated Circuit）規格に基づく第２の通信方式と、を切り替える。そこで、実施の形態１にかかる通信システム１において第１の通信方式と第２の通信方式で同じデータを送信する場合の通信システム１の送信信号について説明する。

実施の形態１にかかる通信システム１では、第１の送信方式で通信を行う場合、２進送信データをシリアルデータに変換し、このシリアルデータを第１の信号線ＳＬ０に伝達させ、このシリアルデータの同期クロックを第２の信号線ＳＬ１に伝達させる。また、実施の形態１にかかる通信システム１では、第２の送信方式で通信を行う場合、２進送信データを３進送信データに変換し、この３進送信データの値毎に設定された信号変化パターンに基づき第１の信号線ＳＬ０と第２の信号線ＳＬ１との信号レベルを変化させることで、３進送信データを送信処理回路１０から受信処理回路２０に送信する。

そこで、実施の形態１にかかる通信システム１における２進数と３進数との変換方法について説明する。実施の形態１にかかる通信システム１では、送信処理回路１０のデコーダ１１で２進数から３進数への変換を行い、受信処理回路２０の第２のエンコーダ２４において３進数から２進数への変換を行う。そこで、図２に実施の形態１にかかる半導体装置のデコーダ１１及び第２のエンコーダ２４の動作を説明する表を示す。

図２に示す例では、左側の第１の列に２進数で表される２進データのうち連続する３つの値の組み合わせが記述され、右側の第２の列に３進数で表される３進データのうち連続する２つの値の組み合わせが記述される。また、第２の列の値は、３進数を構成する３つの値（例えば、０、１、２）の組み合わせにより表現される。

そして、デコーダ１１は、入力される２進送信データＤｂｉｎ＿ＴＸの先頭から３ビットずつの値を１つのデータ群として、データ群に含まれる連続する３つの値と第１の列の値とが一致する行を参照し、参照した行の第２の列に記述されたデータを変換対象のデータ群に対応する３進送信データＤｔｅｒ＿ＴＸとして出力する。

また、第２のエンコーダ２４は、入力される３進受信データＤｔｅｒ＿ＲＸの先頭から２シンボルずつの値を１つのデータ群として、データ群に含まれる連続する２つの値と第２の列の値とが一致する行を参照し、参照した行の第１の列に記述されたデータを変換対象のデータ群に対応する２進受信データＤｂｉｎ＿ＲＸとして出力する。

例えば、デコーダ１１は、２進送信データＤｂｉｎ＿ＴＸの１つのデータ群が“０１０”であった場合、この２進送信データＤｂｉｎ＿ＴＸに対応する３進送信データＤｔｅｒ＿ＴＸとして“０２”を出力する。また、第２のエンコーダ２４は、３進受信データＤｔｅｒ＿ＲＸの１つのデータ群が“０２”であった場合、この３進送信データＤｔｅｒ＿ＲＸに対応する２進受信データＤｂｉｎ＿ＲＸとして“０１０”を出力する。

続いて、実施の形態１にかかる通信システム１が第１の通信方式で通信を行う場合の送信信号の波形と、第２の通信方式で通信を行う場合の送信信号の波形と、の違いについて説明する。そこで、図３に実施の形態１にかかる通信システム１においてシリアル通信を行う際の送信信号の波形の一例を示すタイミングチャートを示す。

図３では、上側に第１の通信方式（例えば、Ｉ２Ｃ規格）に従って２進送信データ“０１１１１０００１００００００”（タイミングＴ１〜Ｔ２）を送信した場合の第１の信号線ＳＬ０及び第２の信号線ＳＬ１の信号変化を示すタイミングチャートを示した。また、下側に第２の通信方式（例えば、Ｉ３Ｃ規格）に従って２進送信データ“０１１１１０００１００００００”を図２に示した表に示した変換ルールに従って３進数とした３進送信データ“１０２００1００００”（タイミングＴ１１〜Ｔ１２）を送信した場合の第１の信号線ＳＬ０及び第２の信号線ＳＬ１の信号変化を示すタイミングチャートを示した。

図３に示すように、通信システム１が第１の通信方式に基づき通信を行う場合、“０”を送信する場合にロウレベルとし、“１”を送信する場合にハイレベルとするように第１の信号線ＳＬ０の電圧レベルを変化させる。また、第１の通信方式に基づき通信を行う場合、第２の信号線ＳＬ１にクロック信号を出力し、第１の信号線ＳＬ０の信号レベルの変化をクロック信号の立ち下がりエッジ又は立ち上がりエッジに同期させる。

一方、通信システム１が第２の通信方式に基づき通信を行う場合、“０”を送信する際には第１の信号線ＳＬ０及び第２の信号線ＳＬ１の両方の電圧レベルを変化させ、“１”を送信する際には第２の信号線ＳＬ１のみ電圧レベルを変化させ、“２”を送信する際には第１の信号線ＳＬ０のみ電圧レベルを変化させる。

図３に示す例では、第１の通信方式では、１５ビットの２進送信データを送信する際に第１の信号線ＳＬ０及び第２の信号線ＳＬ１のトグル回数が１９回となる。一方、第２の通信方式で２進送信データに対応する３進送信データを送信する場合、第１の信号線ＳＬ０及び第２の信号線ＳＬ１のトグル回数は１７回となる。つまり、同じデータを第２の通信方式で送信した場合、第１の信号線ＳＬ０と第２の信号線ＳＬ１のトグル回数の合計を少なくすることが出来る傾向がある。また、第１の通信方式と第２の通信方式では、第２の通信方式の方が送信する値の数が少なくなるため通信時間が短くなる傾向がある。このようなことから、第２の通信方式は、第１の通信方式に比べ第１の信号線ＳＬ０及び第２の信号線ＳＬ１をトグルさせることにより消費される消費電力を削減することができる効果がある。

しかしながら、通信システム１により第２の通信方式を用いた通信を行う場合であっても、送信するデータの種類によっては消費電力が第１の通信方式よりも増加する場合がある。具体的には、第１の信号線ＳＬ０及び第２の信号線ＳＬ１の両方をトグルさせる値（図３に示す例では“０”）が送信データに占める割合が大きくなると消費電力が増加する傾向がある。そこで、実施の形態１にかかる通信システム１では、送信信号において２つの信号線の両方をトグルさせる回数を削減するように、送信データに応じてデータの変調方式を可変する。以下では、実施の形態１にかかる通信システム１におけるデータ変調方式の可変方法について説明する。

実施の形態１にかかる通信システム１では、第１の信号線ＳＬ０と第２の信号線ＳＬ１とを同時に変化させる状態変化を伴う３進値が異なる３つのデータ変調テーブル及びデータ復調テーブルを用いることで、通信時の送信信号のトグル回数を低減する。そこで、図４に実施の形態１にかかる送信側装置１０及び受信側装置２０で用いられるデータ変調テーブル及びデータ復調テーブルの一例を説明する図を示す。

図４に示す例では、データ変調テーブルＡ／データ復調テーブルＡ、データ変調テーブルＢ／データ復調テーブルＢ、データ変調テーブルＣ／データ復調テーブルＣの３つのテーブルを示した。これらのテーブルは、左列に３進値の何れか１つが定義され、右列に２つの信号線の電圧レベルの変化を示す変化定義値（変調パターン）が定義され、同一の行に記載された定義値が互いに対応するものである。

データ変調テーブルＡ／データ復調テーブルＡは、３進数の“０”に第１の信号線ＳＬ０及び第２の信号線ＳＬ１を同時に変化させる変化定義値が割り当てられる。データ変調テーブルＢ／データ復調テーブルＢは、３進数の１に第１の信号線ＳＬ０及び第２の信号線ＳＬ１を同時に変化させる変化定義値が割り当てられる。データ変調テーブルＣ／データ復調テーブルＣは、３進数の２に第１の信号線ＳＬ０及び第２の信号線ＳＬ１を同時に変化させる変化定義値が割り当てられる。また、いずれのテーブルにおいても第１の信号線ＳＬ０及び第２の信号線ＳＬ１が同時に変化しない変化定義値は、第１の信号線ＳＬ０及び第２の信号線ＳＬ１のいずれか一方のみが変化する変化定義値となる。また、図４に示すように、同じ値（例えば、ラベルＡ〜Ｃ）で指定されるデータ変調テーブルとデータ復調テーブルは同じ内容となる。このラベルＡ〜Ｃは、後述する変調テーブルコードとなる。

また、データ変調テーブルは、送信信号定義テーブル格納部１３に格納され、データ復調テーブルは、受信信号定義テーブル格納部２２に格納されるものである。送信信号定義テーブル格納部１３及び受信信号定義テーブル格納部２２へのテーブルの格納は、例えば、外部から送信側装置及び受信側装置のメモリに格納することで可能である。また、これらテーブルは送信側装置及び受信側装置の動作開始前又は出荷時に格納されていることが好ましい。

続いて、実施の形態１にかかる送信処理回路１０においてデータ送信に適用するテーブルの切り替え方法について説明する。この切り替えは主にテーブル更新処理部１２により行われる。図５に実施の形態１にかかる送信側装置１０におけるデータ変調テーブルの更新処理を説明するフローチャートを示す。

図５に示すように、実施の形態１にかかるテーブル更新処理部１２は、３進送信データＤｔｅｒ＿ＴＸを解析する。そして、テーブル更新処理部１２は、この解析結果に基づきシリアル送信部１４に与える変調テーブルを指定する変調テーブルコードＳ１を出力する。テーブル更新処理部１２は、３進送信データＤｔｅｒ＿ＴＸを解析して出現頻度が最も少ない３進値を特定する。そして、出現頻度が最も少ない３進数が０であれば、データ変調テーブルＡを示す変調テーブルコードＳ１を送信信号定義テーブル格納部１３に出力する（ステップＳ１、Ｓ２）。これにより、送信信号定義テーブル格納部１３はデータ変調テーブルＡをシリアル送信部１４に出力する。

また、テーブル更新処理部１２は、出現頻度が最も少ない３進数が１であれば、データ変調テーブルＢを示す変調テーブルコードＳ１を送信信号定義テーブル格納部１３に出力する（ステップＳ３、Ｓ４）。これにより、送信信号定義テーブル格納部１３はデータ変調テーブルＢをシリアル送信部１４に出力する。

また、テーブル更新処理部１２は、出現頻度が最も少ない３進数が２であれば、データ変調テーブルＣを示す変調テーブルコードＳ１を送信信号定義テーブル格納部１３に出力する（ステップＳ３、Ｓ５）。これにより、送信信号定義テーブル格納部１３はデータ変調テーブルＣをシリアル送信部１４に出力する。

実施の形態１にかかる通信システム１では、送信処理回路１０において送信時のデータに適用するデータ変調テーブルを送信データの内容に応じて切り替えるが、通信を正しく行うためには、受信処理回路２０において送信時に適用された変調テーブルの種類を特定する必要がある。そこで、実施の形態１にかかる通信システム１では、通信データ中に３進送信データＤｔｅｒ＿ＴＸと３進送信データＤｔｅｒ＿ＴＸの変調に用いた編著テーブルコードとを含める。そこで、図６に実施の形態１にかかる通信システム１で用いられる通信データのデータフォーマットを説明する図を示す。

図６に示すように、通信データには変調テーブルコードを格納する通信設定コード領域と、３進送信データを格納するデータ領域とが定義される。受信処理回路２０は、通信データを受信した後に、通信設定コード領域に格納された変調テーブルコードを参照することでデータ領域に格納された３進送信データに対して適用された変調テーブルコードを認識する。そして、受信処理回路２０は、当該認識に基づき３進送信データＤｒｘをエンコードして３進受信データＤｔｅｒ＿ＲＸを生成する。

続いて、実施の形態１にかかる送信処理回路１０におけるデータ送信処理について説明する。そこで、図７に実施の形態１にかかる送信側装置１０におけるデータ送信処理を説明するフローチャートを示す。

図７に示すように、実施の形態１にかかる送信処理回路１０では、デコーダ１１により２進送信データＤｂｉｎ＿ＴＸを３進送信データＤｔｅｒ＿ＴＸに変換する（ステップＳ１）。このステップＳ１では、デコーダ１１は、図４で説明したテーブルを用いて２進送信データＤｂｉｎ＿ＴＸを３進送信データＤｔｅｒ＿ＴＸに変換する。

続いて、実施の形態１にかかる送信処理回路１０では、テーブル更新処理部１２により３進送信データＤｔｅｒ＿ＴＸを解析する（ステップＳ１２）。そして、テーブル更新処理部１２は、ステップＳ１２の解析結果に基づきデータ変調テーブルを選択する（ステップＳ１３）。具体的には、ステップＳ１３では、テーブル更新処理部１２が、３進送信データＤｔｅｒ＿ＴＸ内の値のうち最も小さい出現頻度の値に最も状態変化が多い変化定義値が割り当てられているテーブルを選択する。

続いて、ステップＳ１３で選択したデータ変調テーブルを指定する変調テーブルコードを通信設定コード領域に含む通信データをシリアル送信部１４が生成する（ステップＳ１４）。なお、この通信データのデータ領域には、ステップＳ１３で選択されたデータ変調テーブルを適用して変調した３進送信データＤｔｅｒ＿ＴＸが含まれる。

そして、実施の形態１にかかる送信処理回路１０は、通信バスから自局選択された後にＴｅｒｎａｒｙ通信（Ｉ３Ｃ規格に基づく通信）の設定が完了するまで待機状態となる（ステップＳ１５）。そして、通信設定が完了した後にシリアル送信部１４が通信データとなる送信信号を出力することで通信データを送信する（ステップＳ１６）。

続いて、実施の形態１にかかる受信処理回路２０におけるデータ受信処理について説明する。そこで、図８に実施の形態１にかかる受信処理回路２０におけるデータ受信処理を説明するフローチャートを示す。

図８に示すように、実施の形態１にかかる受信処理回路２０では、シリアル受信部２１がまず通信データを受信する（ステップＳ２１）。そして、シリアル受信部２１は、通信データ内の変調テーブルコードを確認する（ステップＳ２２）。シリアル受信部２１は、確認した変調テーブルコードを受信信号定義テーブル格納部２２に出力し、受信信号定義テーブル格納部２２が与えられた変調テーブルコードにより指定されるデータ復調テーブルを選択して、選択したデータ復調テーブルを第１のエンコーダ２３に出力する（ステップＳ２３）。

続いて、実施の形態１にかかる受信処理回路２０では、第１のエンコーダ２３がステップＳ２３で与えられたデータ復調テーブルに基づき受信データＤｒｘにエンコード処理（第１のエンコード処理）を施して３進受信データＤｔｅｒ＿ＲＸを生成する（ステップＳ２４）。そして、実施の形態１にかかる受信処理回路２０は、第２のエンコーダ２４により３進受信データＤｔｅｒ＿ＲＸに対してエンコード処理（第２のエンコード処理）を施して２進受信データＤｂｉｎ＿ＲＸを生成する（ステップＳ２５）。

実施の形態１にかかる送信処理回路１０及び受信処理回路２０は、上記のような動作でデータの送受信を行うことで、送信データに適用する変調方法を切り替えながら通信を成立させる。ここで、実施の形態１にかかる通信システム１においてデータ変調テーブルの切り替えを行った場合の送信信号の波形について説明する。

図９に実施の形態１にかかる通信システム１において３進値で表現される通信データを通信する際の送信信号の波形の一例を示すタイミングチャートを示す。図９に示す例では、タイミングＴ２２〜Ｔ２３においてデータ変調テーブルＣを適用したデータ変調を行った３進送信データＤｔｅｒ＿ＴＸを送信し、タイミングＴ３２〜Ｔ３３においてデータ変調テーブルＣを適用したデータ変調を行った３進送信データＤｔｅｒ＿ＴＸを送信するものである。

図９に示すように、実施の形態１にかかる通信システム１では、３進送信データＤｔｅｒ＿ＴＸを送信する前のタイミング（例えば、タイミングＴ２１〜Ｔ２２、Ｔ３１〜Ｔ３２）において変調テーブルコードを送信する。なお、受信信号定義テーブル格納部２２は、前の通信サイクルで受信した変調テーブルコードで指定される受信信号定義テーブルに記載された変換ルールに従って現通信サイクルで受信した変調テーブルコードを判定する。そして、受信信号定義テーブル格納部２２は、判定結果に基づき現通信サイクルで受信した受信データＤｒｘに対して適用するデータ復調テーブルを選択する。このようなことから、シリアル送信部１４は、通信データの通信設定コード領域に格納される変調テーブルコードに対しては、前通信サイクルで３進送信データに適用したデータ変調テーブルを適用することで通信データを生成する。

図９に示す例では、タイイングＴ２１〜Ｔ２２データ変調テーブルＡを用いてデータ変調テーブルＣを指定する変調テーブルコードが送信信号となる。そして、タイミングＴ２２〜Ｔ２３の期間にデータ変調テーブルＣを適用して変調した３進送信データが送信される。データ変調テーブルＡとデータ変調テーブルＣとの違いの１つは、データ変調テーブルＡでは、値“０”を送信する場合に２本の信号線を共にトグルさせ、データ変調テーブルＣでは、値“２”を送信する場合に２本の信号線を共にトグルさせる。

また、図９で示す例では、タイミングＴ３１〜Ｔ２２データ変調テーブルＣを用いてデータ変調テーブルＡを指定する変調テーブルコードが送信信号となる。そして、タイミングＴ３２〜Ｔ３３の期間にデータ変調テーブルＡを適用して変調した３進送信データが送信される。

図９に示すように、実施の形態１にかかる通信システム１では、このようなデータ通信を行うことで、タイミングＴ２２〜Ｔ２３で送信処理回路１０が出力する送信信号の変化パターンを、最も小さい出現頻度の“２”を送信する際に２本の信号線が同時にトグルするパターンとする。また、実施の形態１にかかる通信システム１では、データ変調テーブルを切り替える事で、タイミングＴ３２〜Ｔ３３においては、送信処理回路１０が出力する送信信号の変化パターンを、最も小さい出現頻度の“０”を送信する際に２本の信号線が同時にトグルするパターンとする。

上記説明より、実施の形態１にかかる通信システム１は、送信側装置と送信側装置と第１の信号線ＳＬ０及び第２の信号線ＳＬ１を介して通信する受信側装置とを有する。そして、送信側装置は、２進数で表現される２進送信データＤｂｉｎ＿ＴＸを受信して、当該２進送信データＤｂｉｎ＿ＴＸを３進数で表現される３進送信データＤｔｅｒ＿ＴＸを生成し、第１の信号線ＳＬ０と第２の信号線ＳＬ１を伝達する信号の論理レベルの変化の組み合わせによって３進数の値を表現して受信側装置に送信する送信処理回路１０を有する。受信側装置は、受信した３進送信データＤｔｅｒ＿ＲＸをエンコードして２進送信データＤｂｉｎ＿ＴＸに対応し、かつ、２進数で表現される２進受信データＤｂｉｎ＿ＲＸを生成する受信処理回路２０を有する。

そして、送信処理回路１０は、第１の信号線ＳＬ０及び第２の信号線ＳＬ１を伝達する信号の論理レベルが両方変化する第１の状態エッジと、第１の信号線ＳＬ０及び第２の信号線ＳＬ１の一方が変化する第２の状態エッジと、第１の信号線ＳＬ０及び第２の信号線ＳＬ１の他方が変化する第３の状態エッジを用いて３進送信データＤｔｅｒ＿ＴＸを送信する場合、２進送信データＤｂｉｎ＿ＴＸの値によらず、第１の状態エッジの発生確率が最も小さくなるように、２進送信データＤｂｉｎ＿ＴＸを３進送信データＤｔｅｒ＿ＴＸに変換する。

上記説明より、実施の形態１にかかる通信システム１では、送信処理回路１０が２進送信データＤｂｉｎ＿ＴＸから生成した３進送信データＤｔｅｒ＿ＴＸに含まれる値を解析し、最も小さい出現頻度の３進値に最も送信信号の論理レベルの変化が多い定義値が割り当てられるデータ変調テーブルを選択する。そして、送信処理回路１０は、選択したデータ変調テーブルに基づき３進送信データＤｔｅｒ＿ＴＸに対応する送信信号を出力する。

これにより、実施の形態１にかかる通信システム１では、３進送信データＤｔｅｒ＿ＴＸに含まれる値によらずに常に送信信号を構成する２つの信号のトグル回数を最小限にした通信を行うことができる。また、このように通信時の信号のトグル回数を低減することで送信処理回路１０の消費電力を低減することができる。また、通信時の信号のトグル回数が低減することで、実施の形態１にかかる通信システム１では、信号の論理レベルの変化にもない発生するＥＭＩノイズを低減することができる。

また、実施の形態１にかかる通信システム１では、受信処理回路２０が通信データに含まれる変調テーブルコードを参照して受信したデータに対して適用されたデータ変調テーブルを認識する。そして、受信処理回路２０は、認識したデータ変調デーブルと同じ内容を含むデータ復調テーブルを適用して受信した通信データに含まれる受信データＤｒｘをエンコードすることで送信処理回路１０側において準備された３進送信データＤｔｅｒ＿ＴＸと同じ内容の３進受信データＤｔｅｒ＿ＲＸを生成する。これにより、実施の形態１にかかる通信システム１は、送信処理回路１０から受信処理回路２０へのデータの誤伝送を防止することができる。

また、実施の形態１にかかる送信処理回路１０及び受信処理回路２０では、３進送信データの変調処理及び復調処理で用いるテーブルを予め準備しておき、３進送信データの内容に応じて選択するテーブルを切り替える。これにより、実施の形態１にかかる通信システム１では、変調方法又は復調方法の切り替えに要する演算処理を軽減することができる。

実施の形態２
実施の形態２では、送信処理回路１０及び受信処理回路２０の別の形態となる送信処理回路３０及び受信処理回路４０を含む通信システム２について説明する。なお、実施の形態２の説明において、実施の形態１と同じ構成要素については実施の形態１と同じ符号を付して説明を省略する。

図１０に実施の形態２にかかる通信システム２のブロック図を示す。図１０に示すように、実施の形態２にかかる通信システム２は、送信側装置に送信処理回路３０を含み、受信側装置に受信処理回路４０を含む。

送信処理回路３０は、デコーダ３１、テーブル更新処理部３２、送信信号定義テーブル格納部３３、シリアル送信部３４、送信データ解析部３５、デコードテーブル格納部３６、固定デコーダ３７を有する。

デコーダ３１は、２進送信データＤｂｉｎ＿ＴＸを３進送信データＤｔｅｒ＿ＴＸに変換する。このデコーダ３１には、デコードテーブルＴＢＬ＿ｄｅｃが与えられ、与えられるデコードテーブルＴＢＬ＿ｄｅｃによって異なるルールで２進数を３進数に変換する。デコードテーブルＴＢＬ＿ｄｅｃ及びデコーダ３１によるデコード処理の詳細は後述する。

テーブル更新処理部３２は、実施の形態１にかかるテーブル更新処理部１２と同じものである。送信信号定義テーブル格納部３３は、実施の形態１にかかる送信信号定義テーブル格納部１３と同じものである。

シリアル送信部３４は、実施の形態１にかかるシリアル送信部１４に現通信サイクルで送信する３進送信データＤｔｅｒ＿ＴＸに対するデコード処理で適用されたデコードテーブルＴＢＬ＿ｄｅｃを指定するデコードテーブルコードＤＥＣ＿Ｎを３進数で表現したデコードテーブルコードＳ３を含む通信データを生成する機能を追加したものである。つまり、シリアル送信部３４が生成する通信データには、デコードテーブルコードＳ３、変調テーブルコードＳ１及び３進送信データＤｔｅｒ＿ＴＸを含まれる。

送信データ解析部３５は、２進送信データＤｂｉｎ＿ＴＸに含まれる値のうち連続する所定の数の値を１つのデータ群とし、データ群毎に値の遷移を解析し、解析結果に応じて複数のデコードテーブルに含まれるデコードテーブルの１つを指定するデコードテーブルコードＤＥＣ＿Ｎを出力する。送信データ解析部３５が指定するデコードテーブルの詳細については後述する。

デコードテーブル格納部３６は、複数のデコードテーブルＴＢＬ＿ｄｅｃが格納される。そして、デコードテーブル格納部３６は、デコードテーブルコードＤＥＣ＿Ｎにより指定されるデコードテーブＴＢＬ＿ｄｅｃをデコーダ３１に出力する。

固定デコーダ３７は、予め決められた変換ルールに従って、２進数で表現されるデコードテーブルコードＤＥＣ＿Ｎを３進数で表現されるデコードテーブルコードＳ３に変換する。

受信処理回路４０は、シリアル受信部４１、受信信号定義テーブル格納部４２、第１のエンコーダ４３、第２のエンコーダ４４、固定エンコーダ４５エンコードテーブル格納部４６を有する。

シリアル受信部４１は、実施の形態１にかかるシリアル受信部２１に、通信データに含まれるデコードテーブルコードＳ３を抽出してデコードテーブルコードＳ４を出力する機能を追加したものである。

受信信号定義テーブル格納部４２は、実施の形態１にかかる受信信号定義テーブル格納部２２と同じものである。第１のエンコーダ４３は、実施の形態１にかかる第１のエンコーダ２３と同じものである。

第２のエンコーダ４４は、第１のエンコーダ４３が出力する３進受信データＤｔｅｒ＿ＲＸを２進送信データＤｂｉｎ＿ＴＸに変換する。ここで、第２のエンコーダ４４には、エンコードテーブルＴＢＬ＿ｅｎｃが与えられ、与えられるエンコードテーブルＴＢＬ＿ｅｎｃによって異なるルールで２進数を３進数に変換する。エンコードテーブルＴＢＬ＿ｅｎｃ及び第２のエンコーダ４４によるエンコード処理の詳細は後述する。

固定エンコーダ４５は、予め決められた変換ルールに従って、３進数で表現されるデコードテーブルコードＳ３を２進数で表現されるデコードテーブルコードＥＮＣ＿Ｎに変換する。また、固定エンコーダ４５は、受信信号定義テーブル格納部４２が出力する受信信号定義テーブルＳＥＴ＿ＲＸに基づき変調されたデコードテーブルコードＳ４を復調し、復調後のデコードテーブルコードＳ４を２進数となるデコードテーブルコードＥＮＣ＿Ｎに変換する。

エンコードテーブル格納部４６は、複数のエンコードテーブルＴＢＬ＿ｅｎｃが格納される。そして、エンコードテーブル格納部４６は、デコードテーブルコードＥＮＣ＿Ｎにより指定されるエンコードテーブルＴＢＬ＿ｅｎｃを第２のエンコーダ４４に出力する。

ここで、実施の形態２にかかる通信システム２で利用するデコードテーブル及びエンコードテーブルについて詳細に説明する。実施の形態２にかかる通信システム２では、１の通信サイクルで送受信する３進送信データＤｔｅｒ＿ＴＸ及び３進受信データＤｔｅｒ＿ＲＸに対しては同じルールのエンコード処理及びデコード処理が適用される。そのため、デコードテーブル格納部３６に格納される複数のデコードテーブルＴＢＬ＿ｄｅｃと固定エンコーダ４５に格納される複数のエンコードテーブルＴＢＬ＿ｅｎｃは、実質的に同じ内容となるテーブルとなる。そして、実施の形態２にかかる通信システム２では、テーブルを指定するデコードテーブルコードＤＥＣ＿Ｎ及びデコードテーブルコードＤＥＣ＿Ｎを送信処理回路３０から受信処理回路４０に伝達することで、１対の３進送信データＤｔｅｒ＿ＴＸと３進受信データＤｔｅｒ＿ＲＸに対して同じ変換ルールを適用する。

そこで、図１１に実施の形態２にかかる送信側装置で用いられるデコードテーブル及び受信側装置で用いられるエンコードテーブルの一例を説明する図を示す。図１１に示すように、デコードテーブルとエンコードテーブルは、１つの表で表現することができる。図１１に示す例では、デコードテーブルとエンコードテーブルは、２進送信データＤｂｉｎ＿ＴＸのうち１つのデータ群に含まれる連続する所定の数（図１１に示す例では、３つ）の値の遷移が記述される第１の列が図面左列に定義される。また、デコードテーブルとエンコードテーブルは、第１の列に対応する３進数を示す３進シンボルが記述される第２の列が図面右列に定義される。また、実施の形態２にかかるデコードテーブルとエンコードテーブルは、３進送信データを表す第１の値から第３の値（例えば、０、１、２）のうち第１の値と第２の値（例えば、０、１）の組み合わせにより表現される３進シンボルが記述される第２の列が含まれる低トグル領域が定義される。また、実施の形態２にかかるデコードテーブルとエンコードテーブルは、第１の値から第３の値（例えば、０、１、２）の組み合わせにより表現される３進シンボルが記述される第２の列が含まれる高トグル領域が定義される。

言い換えると、図１１に示す例では、低トグル領域には０、１、２のうち０と１を組み合わせて表現される３進シンボルが定義され、高トグル領域には０、１、２の３つの値のうち２つの値を組み合わせた３進シンボルが定義される。そして、低トグル領域に含まれる３進シンボルと高トグル領域に含まれる３進シンボルのそれぞれに対してそれぞれ３つの２進数の組み合わせで表現される２進送信データのデータ群が定義される。

実施の形態２にかかる通信システム２では、図１１に示したデコードテーブルとエンコードテーブルとの組を複数個準備する。この複数のテーブルは、それぞれ２進数データと３進シンボルとの組み合わせが異なるものである。

なお、デコードテーブルは、デコードテーブル格納部３６に格納され、エンコードテーブルは、エンコードテーブル格納部４６に格納されるものである。デコードテーブル格納部３６及びエンコードテーブル格納部４６へのテーブルの格納は、例えば、外部から送信側装置及び受信側装置のメモリに格納することで可能である。また、これらテーブルは送信側装置及び受信側装置の動作開始前又は出荷時に格納されていることが好ましい。

そして、実施の形態２にかかる送信データ解析部３５は、２進送信データＤｂｉｎ＿ＴＸのデータ群に含まれる連続する値の遷移のうち出現頻度が高いデータ群の値が低トグル領域に対応する第１の列に記述されるデコードテーブルを示すデコードテーブルコードＤＥＣ＿Ｎをデコードテーブル格納部３６に与える。

このようなデコードテーブル及びエンコードテーブルを作成することで、例えば、低トグル領域の３進シンボルとなるデータについては、信号線のいずれか一方のみをトグルする変化定義値を割り当てたデータ変調テーブルを割り当てることができる。また、２進送信データＤｂｉｎ＿ＴＸを解析して、出現頻度の高い値遷移となる２進送信データの値が低トグル領域に割り当てられるデコードテーブルを選択することで、実施の形態２にかかる通信システム２では、２進送信データの内容にかかわらず信号線のトグル回数の増加を抑制する。

そこで、以下では、実施の形態２にかかる通信システム２の動作について詳細に説明する。図１２に実施の形態２にかかる送信側装置におけるデータ送信処理を説明するフローチャートを示す。

図１２に示すように、実施の形態２にかかる送信処理回路３０では、送信処理回路３０に２進送信データＤｂｉｎ＿ＴＸを与える他の回路において、送信対象の２進送信データＤｂｉｎ＿ＴＸの準備が行われる（ステップＳ３１）。次いで、送信データ解析部３５により２進送信データＤｂｉｎ＿ＴＸを解析して、解析結果に基づきデコーダ３１に与えるデコードテーブルＴＢＬ＿ｄｅｃを選択する（ステップＳ３２）。このステップＳ３２では、送信データ解析部３５が、２進送信データＤｂｉｎ＿ＴＸを連続する所定ビット（例えば、３ビット）毎に分割してデータ群を規定し、データ群毎の値の遷移を解析する。そして、送信データ解析部３５は、データ群毎に値の遷移状態の出現頻度を解析し、出現頻度が高い値の状態遷移を特定する。そして、送信データ解析部３５は、出現頻度の高い値の遷移がデコードテーブルの低トグル領域に定義されるデコードテーブルを選択し、選択したデコードテーブルを指定するデコードテーブルコードＤＥＣ＿Ｎを出力する。そして、デコードテーブル格納部３６は、送信データ解析部３５から与えられたデコードテーブルコードＤＥＣ＿Ｎにより指定されるデコードテーブルＴＢＬ＿ｄｅｃをデコーダ３１に与える。

次いで、実施の形態２にかかるデコーダ３１が、与えられたデコードテーブルＴＢＬ＿ｄｅｃを用いて２進送信データＤｂｉｎ＿ＴＸから３進送信データＤｔｅｒ＿ＴＸを生成する（ステップＳ３３）。その後、テーブル更新処理部３２が３進送信データＤｔｅｒ＿ＴＸを解析する（ステップＳ３５）。このステップＳ３５の解析では、テーブル更新処理部３２が３進送信データＤｔｅｒ＿ＴＸに含まれる値を解析して、最も出現頻度が小さい値を特定する。そして、テーブル更新処理部３２は、解析結果に基づきデータ変調テーブルを選択する（ステップＳ３６）。より具体的には、テーブル更新処理部３２は、ステップＳ３５で特定した値に対して、信号線の電圧レベルの変化が多い（例えば、２つの信号線が共に電圧変化する）変化定義値が割り当てられるデータ変調テーブルを選択し、選択したデータ変調テーブルを指定する変調テーブルコードＳ１を出力する。そして、変調テーブルコードＳ１を受けた送信信号定義テーブル格納部３３が、変調テーブルコードＳ１により指定される送信信号定義テーブルＳＥＴ＿ＴＸをシリアル送信部３４に与える。

また、ステップＳ３３の処理と平行して、固定デコーダ３７が２進数で表現されるデコードテーブルコードＤＥＣ＿Ｎを３進数で表現されるデコードテーブルコードＳ３に変換する（ステップＳ３４）。

次いで、シリアル送信部３４が、デコードテーブルコードＳ３、変調テーブルコードＳ１及び３進送信データＤｔｅｒ＿ＴＸを含む通信データを生成する（ステップＳ３７）。その後、実施の形態２にかかる送信処理回路３０は、通信バスから自局選択された後にＴｅｒｎａｒｙ通信（Ｉ３Ｃ規格に基づく通信）の設定が完了するまで待機状態となる（ステップＳ３８）。そして、通信設定が完了した後にシリアル送信部３４が通信データとなる送信信号を出力することで通信データを送信する（ステップＳ３９）。

続いて、実施の形態２にかかる受信処理回路４０におけるデータ受信処理について説明する。そこで、図１３に実施の形態２にかかる受信処理回路４０におけるデータ受信処理を説明するフローチャートを示す。

図１３に示すように、実施の形態２にかかる受信処理回路４０では、シリアル受信部４１がまず通信データを受信する（ステップＳ４１）。そして、シリアル受信部４１は、通信データ内の変調テーブルコードを確認する（ステップＳ４２）。シリアル受信部４１は、確認した変調テーブルコードを受信信号定義テーブル格納部４２に出力し、受信信号定義テーブル格納部４２が与えられた変調テーブルコードにより指定されるデータ復調テーブルを選択して、選択したデータ復調テーブルを第１のエンコーダ４３に出力する（ステップＳ４３）。

続いて、実施の形態２にかかる受信処理回路４０では、第１のエンコーダ４３がステップＳ４３で与えられたデータ復調テーブルに基づき受信データＤｒｘにエンコード処理（第１のエンコード処理）を施して３進受信データＤｔｅｒ＿ＲＸを生成する（ステップＳ４４）。

また、実施の形態２にかかる受信処理回路４０では、ステップＳ４１において通信データを受信した後に、シリアル受信部４１が通信データに含まれるデコードテーブルコードＳ３を抽出してデコードテーブルコードＳ４として固定エンコーダ４５に出力する。そして、固定エンコーダ４５がデコードテーブルコードＳ４をエンコードしてデコードテーブルコードＥＮＣ＿Ｎを生成する（ステップＳ４５）。なお、デコードテーブルコードＳ３は、変調テーブルコードＳ１と同様に通信データの通信設定コード領域に納められるものである。そのため、固定エンコーダ４５は、前通信サイクルで適用された受信信号定義テーブルＳＥＴ＿ＲＸに基づきデコードテーブルコードＳ４を復調し、復調したデコードテーブルコードＳ４に対して予め設定されたルールでエンコード処理を行うことでデコードテーブルコードＥＮＣ＿Ｎを生成する。その後、エンコードテーブル格納部４６が、固定エンコーダ４５から与えられたデコードテーブルコードＥＮＣ＿Ｎにより指定されたエンコードテーブルＴＢＬ＿ｅｎｃを第２のエンコーダ４４に与える（ステップＳ４６）。

そして、実施の形態２にかかる受信処理回路４０は、第２のエンコーダ４４が、エンコードテーブルＴＢＬ＿ｅｎｃにより指定されるルールに従って３進受信データＤｔｅｒ＿ＲＸに対してエンコード処理（第２のエンコード処理）を施して２進受信データＤｂｉｎ＿ＲＸを生成する（ステップＳ４７）。

実施の形態２にかかる送信処理回路３０及び受信処理回路４０は、上記のような動作でデータの送受信を行うことで、送信データに適用するデコード方法及び変調方法を切り替えながら通信を成立させる。ここで、実施の形態２にかかる通信システム２においてデコードテーブル及びデータ変調テーブルの切り替えを行った場合の送信信号の波形について説明する。

ここでの説明では、送信対象の２進送信データＤｂｉｎ＿ＴＸの内容に応じてデコードテーブルを切り替える事による違いをより明確に説明するために、２進送信データＤｂｉｎ＿ＴＸの内容によらずデフォルトデコードテーブル（例えば、図２で示したデコードテーブル）を適用した例を比較例として挙げる。

図１４にデフォルトデコードテーブルを用いたデコード処理により生成した３進送信データを実施の形態２にかかる送信側装置３０により送信する場合の送信信号のタイミングチャートを示す。ここで、デフォルトデコードテーブルは、図２で示したデコードテーブルであるものとする。

また、図１５に２進送信データのデータ遷移に応じて選択されたデコードテーブルを用いたデコード処理により生成した３進送信データを実施の形態２にかかる送信側装置３０により送信する場合の送信信号のタイミングチャートを示す。

図１４及び図１５に示す例では、いずれも２進送信データＤｂｉｎ＿ＴＸとして“００１０１００１００１１”を送信する例である。そして、この２進送信データＤｂｉｎ＿ＴＸに対してデフォルトデコードテーブルを適用したデコード処理を行った場合（図１４）、３進送信データＤｔｅｒ＿ＴＸは、“０１０２０２１０”となる。そのため、出現頻度が最も低い３進値が“１”となるため、実施の形態２にかかる通信システム２は、データ変調テーブルＢ（図４）を選択して通信を行う。

一方、２進送信データＤｂｉｎ＿ＴＸに対してデータ遷移の状態に応じて選択したデコードテーブルを適用したデコード処理を行った場合（図１５）、３進送信データＤｔｅｒ＿ＴＸは、“０１１０１０１１”となる。そのため、出現頻度が最も低い３進値が“２”となるため、実施の形態２にかかる通信システム２は、データ変調テーブルＣ（図４）を選択して通信を行う。

そして、図１４と図１５を比較する。図１４に示す例では、３進送信データＤｔｅｒ＿ＴＸを送信する際に、第１の信号線ＳＬ０と第２の信号線ＳＬ１のトグル回数の合計が１０回である。一方、図１５に示す例では、３進送信データＤｔｅｒ＿ＴＸを送信する際に、第１の信号線ＳＬ０と第２の信号線ＳＬ１のトグル回数の合計が８回である。

上記説明より、実施の形態２にかかる通信システム２では、送信対象の２進送信データＤｂｉｎ＿ＴＸを構成するデータ列のデータ遷移のうち出現頻度が高いデータ遷移については、２つの３進値のみによって３進シンボルを決定するデコード処理を行う。そして、このようなデコード処理により生成される３進送信データＤｔｅｒ＿ＴＸを送信信号とすることで、実施の形態２にかかる通信システム２は、実施の形態１にかかる通信システム１よりも第１の信号線ＳＬ０と第２の信号線ＳＬ１のトグル回数の合計を小さくすることができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。

（付記１）
送信側装置と
前記送信側装置と第１の信号線及び第２の信号線を介して通信する受信側装置とを有し、
前記送信側装置は、
２進数で表現される２進送信データを受信して、当該２進送信データを３進数で表現される３進送信データを生成し、前記第１の信号線と第２の信号線を伝達する信号の論理レベルの変化の組み合わせによって３進数の値を表現して前記受信側装置に送信する送信処理回路を有し、
前記受信側装置は、
受信した前記３進送信データをエンコードして前記２進送信データに対応し、かつ、２進数で表現される２進受信データを生成する受信処理回路を有し、
送信処理回路は、前記第１の信号線及び第２の信号線を伝達する２信号の論理レベルが両方変化する第１の状態エッジと、前記第１の信号線及び第２の信号線の一方が変化する第２の状態エッジと、前記第１の信号線及び第２の信号線の他方が変化する第３の状態エッジを用いて前記３進送信データを送信する場合、前記２進送信データの値によらず、前記第１の状態エッジの発生確率が最も小さくなるように、前記２進送信データを前記３進送信データに変換する通信システム。

１、２ 通信システム
１０、３０ 送信処理回路
１１、３１ デコーダ
１２、３２ テーブル更新処理部
１３、３３ 送信信号定義テーブル格納部
１４、３４ シリアル送信部
２０、４０ 受信処理回路
２１、４１ シリアル受信部
２２、４２ 受信信号定義テーブル格納部
２３、４３ 第１のエンコーダ
２４、４４ 第２のエンコーダ
３５ 送信データ解析部
３６ デコードテーブル格納部
３７ 固定デコーダ
４５ 固定エンコーダ
４６ エンコードテーブル格納部
Ｄｂｉｎ＿ＴＸ ２進送信データ
Ｄｔｅｒ＿ＴＸ ３進送信データ
Ｄｒｘ 受信データ
Ｄｔｅｒ＿ＲＸ ３進受信データ
Ｄｂｉｎ＿ＲＸ ２進受信データ
Ｓ１ 変調テーブルコード
Ｓ２ 変調テーブルコード
Ｓ３ デコードテーブルコード
Ｓ４ デコードテーブルコード
ＳＥＴ＿ＴＸ 送信信号定義テーブル
ＳＥＴ＿ＲＸ 受信信号定義テーブル
ＤＥＣ＿Ｎ デコードテーブルコード
ＥＮＣ＿Ｎ デコードテーブルコード
ＴＢＬ＿ｄｅｃ デコードテーブル
ＴＢＬ＿ｅｎｃ エンコードテーブル
ＳＬ０ 第１の信号線
ＳＬ１ 第２の信号線

Claims (17)

1. 自装置と受信側装置との間を接続する第１の信号線が接続される第１の端子と、
   前記自装置と前記受信側装置との間を接続する第２の信号線が接続される第２の端子と、
   ２進数で表現された２進送信データを３進数で表現された３進送信データに変換するデコーダと、
   前記第１の信号線及び前記第２の信号線を伝達する送信信号の論理レベルを前記３進送信データの各値に応じてどのように変化させるかを定義する送信信号定義テーブルが格納される送信信号定義テーブル格納部と、
   前記送信信号定義テーブルと前記３進送信データとに基づき前記第１の信号線及び前記第２の信号線を伝達する前記送信信号の電圧レベルを変化させて前記３進送信データを含む通信データを出力するシリアル送信部と、
   前記３進送信データを表す３進値のうち最も出現頻度が低い値に対応する前記送信信号の変化定義値に、前記送信信号の論理レベルの変化が多い定義値を当てはめて前記送信信号定義テーブルを更新するテーブル更新処理部と、
   を有する半導体装置。
2. 前記送信信号定義テーブル格納部には、前記変化定義値と前記３進値との対応付けが異なる複数の前記送信信号定義テーブルが含まれ、
   前記テーブル更新処理部は、前記３進送信データを表す３進値のうち出現頻度が最も低い値に対応する前記変化定義値が前記送信信号の論理レベルの変化が多い定義値となる前記送信信号定義テーブルを複数の前記送信信号定義テーブルから選択して、前記シリアル送信部に与える請求項１に記載の半導体装置。
3. 前記シリアル送信部は、前記シリアル送信部に与えられた前記送信信号定義テーブルを示す変調テーブルコードを格納する通信設定コード領域と、前記３進送信データを格納するデータ領域とを含む前記通信データを生成する請求項２に記載の半導体装置。
4. 複数のデコードテーブルを格納するデコードテーブル格納部と、
   前記２進送信データに含まれる値のうち連続する所定の数の値を１つのデータ群とし、前記データ群毎に値の遷移を解析し、解析結果に応じて前記複数のデコードテーブルに含まれるデコードテーブルの１つを指定するデコードテーブルコードを出力する送信データ解析部と、を更に有し、
   前記複数のデコードテーブルに含まれるデコードテーブルは、それぞれ、
   前記２進送信データのうち前記データ群に含まれる数と同じ数の連続する値の遷移が記述される第１の列と、
   前記第１の列に対応する３進数を示す３進シンボルが記述される第２の列と、
   前記３進送信データを表す第１の値から第３の値のうち第１の値と第２の値の組み合わせにより表現される前記３進シンボルが記述される前記第２の列が含まれる低トグル領域と、
   前記第１の値から前記第３の値の組み合わせにより表現される前記３進シンボルが記述される前記第２の列が含まれる高トグル領域と、を有し、
   前記送信データ解析部は、前記データ群に含まれる連続する値の遷移のうち出現頻度が高いデータ群の値が前記低トグル領域に対応する前記第１の列に記述されるデコードテーブルを示すデコードテーブルコードを前記デコードテーブル格納部に与え、
   前記デコードテーブル格納部は、前記送信データ解析部が出力する前記デコードテーブルコードが示す前記デコードテーブルを前記デコーダに与え、
   前記デコーダは、前記デコードテーブル格納部から与えられた前記デコードテーブルに基づき前記２進送信データを前記３進送信データに変換する請求項１に記載の半導体装置。
5. 前記デコードテーブルコードを予め決められたルールに従って３進数に変換する固定デコーダを有する請求項４に記載の半導体装置。
6. 前記シリアル送信部は、前記２進送信データを前記第１の端子及び前記第２の端子から出力する場合、前記第１の端子から前記２進送信データを出力し、第２の端子から前記２進送信データの同期クロック信号を出力する請求項１に記載の半導体装置。
7. 自装置と送信側装置との間を接続する第１の信号線が接続される第１の端子と、
   前記自装置と前記送信側装置との間を接続する第２の信号線が接続される第２の端子と、
   前記第１の端子及び前記第２の端子を介して３進数で表現された３進送信データを含む通信データを受信して後段の回路に伝達するシリアル受信部と、
   前記３進送信データを受信した際の前記第１の信号線及び前記第２の信号線を伝達して入力される受信信号の論理レベルの変化パターンと当該変化パターンに対応付けられる前記３進数の各値との関係を示した受信信号定義テーブルを複数格納する受信信号定義テーブル格納部と、
   前記受信信号定義テーブル格納部から与えられた前記受信信号定義テーブルに従って、前記シリアル受信部が受信した前記受信信号を３進数で表現された３進受信データに変換する第１のエンコーダと、
   前記３進受信データを２進数で表現された２進受信データに変換する第２のエンコーダと、
   を有する半導体装置。
8. 前記通信データには、前記受信信号の信号変化パターンを定義した送信信号定義テーブルを指定する変調テーブルコードと、前記３進送信データと、が含まれ、
   前記受信信号定義テーブル格納部は、
   前記送信側装置で用いられ、かつ、前記送信信号の信号変化パターンと３進値との関係を記述した複数の送信信号定義テーブルと同じ内容の複数の前記受信信号定義テーブルを格納し、
   前記変調テーブルコードにより指定される前記受信信号定義テーブルを前記第１のエンコーダに送信する請求項７に記載の半導体装置。
9. 前記受信信号定義テーブル格納部は、前の通信サイクルで受信した前記変調テーブルコードで指定される前記受信信号定義テーブルに記載された変換ルールに従って現通信サイクルで受信した前記変調テーブルコードを判定する請求項８に記載の半導体装置。
10. 前記通信データに含まれ、かつ、３進値で表現されるデコードテーブルコードを２進数で表されるエンコードテーブルコードに変換する固定エンコーダと、
    複数のエンコードテーブルを格納し、前記エンコードテーブルコードにより指定されるエンコーディングテーブルを出力するエンコードテーブル格納部と、を有し、
    前記複数のエンコードテーブルは、いずれも、前記送信側装置で用いられる複数のデコードテーブルと同じ内容を含み、複数のエンコードテーブルコードのそれぞれは、同一のコードにより指定される前記前記デコードテーブルと同一の内容が記述され、
    前記第２のエンコーダは、前記エンコードテーブル格納部から与えられる前記エンコードテーブルに従って前記３進受信データを２進受信データに変換する請求項７に記載の半導体装置。
11. 前記通信データには、前記送信信号の信号変化パターンを定義した送信信号定義テーブルを示す変調テーブルコードと、前記３進送信データと、が含まれ、
    前記受信信号定義テーブル格納部は、現通信サイクルの前記３進送信データの受信が開始されるまでの期間は、前の通信サイクルで受信した前記変調コードテーブルで指定される前記受信信号定義テーブルを出力し、
    前記固定エンコーダは、前記受信信号定義テーブル格納部から出力される前記受信信号定義テーブルに従って前記通信データに含まれ、かつ、前記３進値で表現される前記デコードテーブルコードを判別し、判別したデコードテーブルコードを２進値に変換することで、前記エンコードテーブルコードを出力する請求項１０に記載の半導体装置。
12. 前記シリアル受信部は、２進数で表現される２進送信データを前記第１の端子及び前記第２の端子を介して受信する場合、前記第１の端子により前記２進送信データを受信し、第２の端子により前記２進送信データの同期クロック信号を受信し、前記同期クロック信号により取り込んだ前記２進送信データを後段の回路に出力する請求項７に記載の半導体装置。
13. 送信側装置と
    前記送信側装置と第１の信号線及び第２の信号線を介して通信する受信側装置とを有し、
    前記送信側装置は、
    ２進数で表現された２進送信データを３進数で表現された３進送信データに変換するデコーダと、
    前記第１の信号線及び前記第２の信号線を伝達する送信信号の論理レベルを前記３進送信データの各値に応じてどのように変化させるかを定義する送信信号定義テーブルが格納される送信信号定義テーブル格納部と、
    前記送信信号定義テーブルと前記３進送信データとに基づき前記第１の信号線及び前記第２の信号線を伝達する前記送信信号の電圧レベルを変化させて前記３進送信データを含む通信データを出力するシリアル送信部と、
    前記３進送信データを表す３進値のうち最も出現頻度が低い値に対応する前記送信信号の変化定義値に、前記送信信号の論理レベルの変化が多い定義値を当てはめて前記送信信号定義テーブルを更新するテーブル更新処理部と、を有し、
    前記受信側装置は、
    前記第１の信号線及び前記第２の信号線を介して３進数で表現された３進送信データを含む通信データを受信して後段の回路に伝達するシリアル受信部と、
    前記３進送信データを受信した際の前記第１の信号線及び前記第２の信号線を伝達して入力される受信信号の論理レベルの変化パターンと当該変化パターンに対応付けられる前記３進数の各値との関係を示した受信信号定義テーブルを複数格納する受信信号定義テーブル格納部と、
    前記受信信号定義テーブル格納部から与えられた前記受信信号定義テーブルに従って、前記シリアル受信部が受信した前記受信信号を３進数で表現された３進受信データに変換する第１のエンコーダと、
    前記３進受信データを２進数で表現された２進受信データに変換する第２のエンコーダと、
    を有する通信システム。
14. 前記送信信号定義テーブル格納部には、前記変化定義値と前記３進値との対応付けが異なる複数の前記送信信号定義テーブルが含まれ、
    前記テーブル更新処理部は、前記３進送信データを表す３進値のうち出現頻度が最も低い値に対応する前記変化定義値が前記送信信号の論理レベルの変化が多い定義値となる前記送信信号定義テーブルを複数の前記送信信号定義テーブルから選択して、前記シリアル送信部に与え、
    前記シリアル送信部は、前記通信データに、前記３進送信データと、前記送信側装置が前記３進送信データに対して適用する前記送信信号定義テーブルを指定する変調テーブルコードと、を含めて前記通信データを生成し、
    前記シリアル受信部は、受信した前記通信データに含まれる前記変調テーブルコードを前記受信信号定義テーブル格納部に与え、
    前記受信信号定義テーブル格納部は、
    前記送信側装置で用いられ、かつ、前記送信信号の信号変化パターンを記述した複数の送信信号定義テーブルと同じ内容の複数の前記受信信号定義テーブルを格納し、
    前記変調テーブルコードにより指定される前記受信信号定義テーブルを前記第１のエンコーダに与え
    前記第１のエンコーダは、与えられた前記受信信号定義テーブルに基づき前記通信データに含まれる３進送信データに対応する前記３進受信データを生成する請求項１３に記載の通信システム。
15. 前記送信側装置は、
    複数のデコードテーブルを格納するデコードテーブル格納部と、
    前記２進送信データに含まれる値のうち連続する所定の数の値を１つのデータ群とし、前記データ群毎に値の遷移を解析し、解析結果に応じて前記複数のデコードテーブルに含まれるデコードテーブルの１つを指定するデコードテーブルコードを出力する送信データ解析部と、を更に有し、
    前記複数のデコードテーブルに含まれるデコードテーブルは、それぞれ、
    前記２進送信データのうち前記データ群に含まれる数と同じ数の連続する値の遷移が記述される第１の列と、
    前記第１の列に対応する３進数を示す３進シンボルが記述される第２の列と、
    前記３進送信データを表す第１の値から第３の値のうち第１の値と第２の値の組み合わせにより表現される前記３進シンボルが記述される前記第２の列が含まれる低トグル領域と、
    前記第１の値から前記第３の値の組み合わせにより表現される前記３進シンボルが記述される前記第２の列が含まれる高トグル領域と、を有し、
    前記送信データ解析部は、前記データ群に含まれる連続する値の遷移のうち出現頻度が高いデータ群の値が前記低トグル領域に対応する前記第１の列に記述されるデコードテーブルを示すデコードテーブルコードを前記デコードテーブル格納部に与え、
    前記デコードテーブル格納部は、前記送信データ解析部が出力する前記デコードテーブルコードが示す前記デコードテーブルを前記デコーダに与え、
    前記デコーダは、前記デコードテーブル格納部から与えられた前記デコードテーブルに基づき前記２進送信データを前記３進送信データに変換し、
    前記受信側装置は、
    前記通信データに含まれ、かつ、３進値で表現されるデコードテーブルコードを２進数で表されるエンコードテーブルコードに変換する固定エンコーダと、
    複数のエンコードテーブルを格納し、前記エンコードテーブルコードにより指定されるエンコードテーブルを出力するエンコードテーブル格納部と、を有し、
    前記複数のエンコードテーブルは、いずれも、前記送信側装置で用いられる複数のデコードテーブルと同じ内容を含み、複数のエンコードテーブルコードのそれぞれは、同一のコードにより指定される前記前記デコードテーブルと同一の内容が記述され、
    前記第２のエンコーダは、前記エンコードテーブル格納部から与えられる前記エンコードテーブルに従って前記３進受信データを２進受信データに変換する請求項１３に記載の通信システム。
16. 前記送信側装置は、
    前記デコードテーブルコードを予め決められたルールに従って３進数に変換する固定デコーダを有し、
    前記通信データには、前記送信信号の信号変化パターンを定義した送信信号定義テーブルを示す定義テーブル番号と、３進値で表現された前記デコードテーブルコードと、前記３進送信データが含まれ、
    前記受信側装置では、
    前記受信信号定義テーブル格納部が、現通信サイクルの前記３進送信データの受信が開始されるまでの期間は、前の通信サイクルで受信した前記変調テーブルコードで指定される前記受信信号定義テーブルを出力し、
    前記固定エンコーダは、前記受信信号定義テーブル格納部から出力される前記受信信号定義テーブルに従って前記通信データに含まれる前記デコードテーブルコードの３進値を判別し、判別したデコードテーブルコードを２進値に変換することで、前記エンコードテーブルコードを出力する請求項１５に記載の通信システム。
17. 前記送信側装置から前記受信側装置に向かって前記通信データとして２進数で表される２進送信データを送信する場合、
    前記シリアル送信部は、前記第１の信号線を介して前記２進送信データを出力し、第２の信号線を介して前記２進送信データの同期クロック信号を出力し、
    前記シリアル受信部は、前記同期クロック信号により取り込んだ前記２進送信データを後段の回路に出力する請求項１３に記載の通信システム。

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