JP2021150732A - マスタスレーブ通信システム、電子デバイス、マスタスレーブ通信システムの制御方法、電子デバイスの制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】スレーブノードのアドレスの設定に関する製造コストを削減することができるマスタスレーブ通信システムを提供する。【解決手段】マスタスレーブ通信システム100は、マスタノード102からスレーブノードA111へステップS304の処理にて確立した通信によって送信した第1の変更アドレスであって初期アドレスと異なる第1の変更アドレスにスレーブノードA111のアドレスを変更する。【選択図】図4
Description
本発明は、マスタスレーブ通信システム、電子デバイス、マスタスレーブ通信システムの制御方法、電子デバイスの制御方法に関する。
電子デバイスとしてのマスタノードが複数のスレーブノードと通信を行うマスタスレーブ通信システムが知られている。複数のスレーブノードにはそれぞれ固有のアドレスが割り当てられる。マスタノードは、複数のスレーブノードのうち、指定したアドレスに対応するスレーブノードと通信を行う。マスタスレーブ通信システムでは、例えば、各スレーブノードに設けられるアドレス設定端子を用いて各スレーブノードのアドレスが設定される。また、例えば、割り当てられたアドレスが各スレーブノードに設けられるROMに予め記憶され、各ROMから読み出されたアドレスが各スレーブノードのアドレスとして設定される(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上述したように、アドレス設定端子を用いて各スレーブノードのアドレスを設定する場合、全てのスレーブノードにアドレス設定端子を設ける必要がある。この場合、マスタスレーブ通信システムにおいて、部品点数が増えてパッケージの大型化を招き、引いては、製造コストが増大してしまう。
また、上述した特許文献1のように、各スレーブノードのROMから読み出したアドレスを各スレーブノードのアドレスとして設定する場合、上記アドレスを各スレーブノードのROMに書き込む作業やROMに書き込まれたアドレスの管理に或る程度の工数が必要となる。その結果、製造コストが増大してしまう。すなわち、従来では、スレーブノードのアドレスの設定に関する製造コストが増大してしまうという問題が生じる。
本発明の目的は、スレーブノードのアドレスの設定に関する製造コストを削減することができるマスタスレーブ通信システム、電子デバイス、マスタスレーブ通信システムの制御方法、電子デバイスの制御方法を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明のマスタスレーブ通信システムは、マスタノード及び同じ初期アドレスを保持する複数のスレーブノードを備えるマスタスレーブ通信システムであって、前記複数のスレーブノードの中の一のスレーブノードのアドレスとして設定された初期アドレスを用いて、前記マスタノード及び前記一のスレーブノードの通信を確立する通信確立手段と、前記マスタノードから前記一のスレーブノードへ前記確立した通信によって送信された他のアドレスであって前記初期アドレスと異なる他のアドレスに前記一のスレーブノードのアドレスを変更するアドレス変更手段とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、スレーブノードのアドレスの設定に関する製造コストを削減することができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。
図1は、本発明の実施の形態に係るマスタスレーブ通信システム100の構成を概略的に示すブロック図である。図1において、マスタスレーブ通信システム100は、マスタIC101、及び複数のスレーブノードを備える。本実施の形態では、一例として、マスタスレーブ通信システム100が、3つのスレーブノード、具体的に、スレーブノードA111、スレーブノードB112、及びスレーブノードC113を備える構成について説明する。なお、マスタスレーブ通信システム100が備えるスレーブノードの個数は3つに限られず、2つ、又は4つ以上であっても良い。例えば、スレーブノードのアドレスのデータ長が8ビットである場合、スレーブノードの最大個数は、28−1、つまり、255となる。
マスタIC101は、1つ以上のマスタノード及びマスタROM105を備える。本実施の形態では、一例として、マスタスレーブ通信システム100が、1つのマスタノード、具体的に、マスタノード102を備える構成について説明する。
マスタノード102は、データ出力端子(SDA)及びクロック出力端子(CLKout)を備える。データ出力端子は、シリアルデータバス103に接続され、クロック出力端子は、クロック信号線104に接続される。シリアルデータバス103及びクロック信号線104には、それぞれスレーブノードA111、スレーブノードB112、及びスレーブノードC113が並列に接続される。このように、マスタスレーブ通信システム100では、1つのマスタノードに対して複数のスレーブノードがぶらさがるように接続される。
マスタスレーブ通信システム100では、通信方式として、例えば、I2C通信が使用される。I2C通信では、マスタノード102が、クロック出力端子からクロック信号線104にシリアル通信用のクロック信号を出力し、データ出力端子からデータ信号を出力する。スレーブノードA111、スレーブノードB112、及びスレーブノードC113のうち、マスタノード102に指定されたスレーブノードは、当該クロック信号の立上りエッジ時におけるシリアルデータバス103のデータ信号を読み取る。以下では、マスタノード102がシリアルデータバス103及びクロック信号線104を介して各スレーブノードと行う通信を「マスタスレーブ通信」と称する。
また、マスタIC100は、スレーブノードA111、スレーブノードB112、及びスレーブノードC113へ電力を供給する。図1において、マスタIC100は、電源線121からスレーブノードA111へ電力を供給し、電源線122からスレーブノードB112へ電力を供給し、電源線123からスレーブノードC113へ電力を供給する。なお、以下では、電源線121からスレーブノードA111へ供給される電力を「Vcc−A」とする。電源線122からスレーブノードB112へ供給される電力を「Vcc−B」とする。電源線123からスレーブノードC113へ供給される電力を「Vcc−C」とする。マスタIC100は、電力の供給のオンオフ制御を電源線121〜123毎に個別に実施可能である。マスタROM105は、後述する第1の変更アドレス及び第2の変更アドレスを格納する。第1の変更アドレス及び第2の変更アドレスは、マスタスレーブ通信にて使用される各スレーブノードのアドレスを設定する後述する図3のスレーブアドレス設定処理にて使用される。
次に、スレーブノードA111、スレーブノードB112、及びスレーブノードC113の構成について説明する。スレーブノードA111、スレーブノードB112、及びスレーブノードC113は、図1に示すように、アドレスを設定するためのアドレス設定端子を持たない構成である。なお、本実施の形態では、スレーブノードA111、スレーブノードB112、及びスレーブノードC113は同様の構成であり、以下では、一例として、スレーブノードA111を用いてその構成を説明する。なお、以下では、スレーブノードB112の構成要素について、スレーブノードA111の構成要素の末尾の「A」を「B」として説明する。また、スレーブノードC113の構成要素について、スレーブノードA111の構成要素の末尾の「A」を「C」として説明する。
図2は、図1のスレーブノードA111の構成を概略的に示すブロック図である。図2において、スレーブノードA111は、シリアル/パラレル変換部201A、受信アドレスレジスタ202A、内部アドレスレジスタ203A、CPU204A、及びROM205Aを備える。シリアル/パラレル変換部201A、受信アドレスレジスタ202A、CPU204A、及びROM205Aは、内部バス206Aを介して互いに接続されている。内部アドレスレジスタ203Aは、CPU204Aと接続されている。
シリアル/パラレル変換部201Aは、シリアルデータバス103及びクロック信号線104と接続される。シリアル/パラレル変換部201Aは、マスタノード102から出力されたクロック信号の立上りエッジのタイミングで、マスタノード102から出力されたデータ信号を取り込む。シリアル/パラレル変換部201Aは、取り込んだデータ信号に基づくシリアルデータをパラレルデータに変換して内部バス206Aに出力する。また、シリアル/パラレル変換部201Aは、内部バス206Aを介して受信したパラレルデータをシリアルデータに変換して、当該シリアルデータのデータ信号をシリアルデータバス103へ出力する。
受信アドレスレジスタ202Aは、マスタノード102から受信した後述する第1の変更アドレス又は第2の変更アドレスを保持する。CPU204Aは、スレーブノードA111の全体的な動作制御を司る演算装置である。ROM205Aは、CPU204Aによる制御に必要な各種情報を格納する。各種情報は、例えば、スレーブノードA111の初期アドレスを含む。初期アドレスは、マスタノード102と初期通信を確立するために用いられる。
スレーブノードA111には、電源線121を介してマスタIC100から電力が供給される。マスタIC100から電力が供給されないと、スレーブノードA111は、CPU204Aが動作せず、マスタノード102と通信不可能な状態となる。この状態は、実質的に、スレーブノードA111がマスタノード102と未接続状態である。一方、マスタIC100から電力が供給されると、スレーブノードA111では、CPU204Aが起動し、マスタノード102と通信可能な状態となる。この状態は、実質的に、スレーブノードA111がマスタノード102と接続状態である。すなわち、本実施の形態では、マスタIC100から各スレーブノードへ電力を供給するか否かに基づいてマスタノード102と各スレーブノードとの接続状態が制御される。
図3は、図1のマスタスレーブ通信システム100によって実行されるスレーブアドレス設定処理の手順を示すフローチャートである。図3の処理では、初期状態として、マスタIC100から全てのスレーブノードへの電力の供給が停止されていることとする。つまり、スレーブノードA111、スレーブノードB112、及びスレーブノードC113が、マスタノード102と未接続状態である。
図3において、マスタスレーブ通信システム100は、マスタIC100からスレーブノードA111、スレーブノードB112及びスレーブノードC113の中の1つ、例えば、スレーブノードA111へ電力(Vcc−A)を供給する(ステップS301)。
次いで、マスタスレーブ通信システム100は、電力が供給されたスレーブノードA111の初期設定を行う(ステップS302)。具体的に、スレーブノードA111では、CPU204Aが、ROM205Aに格納された初期アドレスを内部アドレスレジスタ203Aへ転送する。これにより、初期アドレスがスレーブノードA111のアドレスに設定される。初期アドレスは、例えば、二進数で表される値である。本実施の形態では、一例として、初期アドレスを「0000100」とする。
次いで、マスタスレーブ通信システム100は、マスタノード102により、スレーブノードA111のアドレス「0000100」を指定して、マスタノード102及びスレーブアドレスA111のマスタスレーブ通信を開始する(ステップS303)。ステップS303では、マスタノード102が、スレーブノードA111のアドレス「0000100」を示すデータ信号をシリアルデータバス103へ出力する。
次いで、マスタスレーブ通信システム100は、スレーブノードA111のシリアル/パラレル変換部201Aが上記データ信号を受信すると、上記データ信号が示すアドレス(以下、「指定アドレス」という。)を受信アドレスレジスタ202Aに格納する。マスタスレーブ通信システム100は、CPU204Aにより、受信アドレスレジスタ202Aに格納された指定アドレスと、内部アドレスレジスタ203Aに保持されたアドレス、つまり、スレーブノードA111のアドレスとして設定された初期アドレス「0000100」とを比較する。比較した結果、2つのアドレスが一致した場合、マスタスレーブ通信システム100は、マスタノード102及びスレーブノードA111のマスタスレーブ通信を確立する(ステップS304)(通信確立手段)。
次いで、マスタスレーブ通信システム100は、スレーブノードA111のアドレスを変更する(ステップS305)(アドレス変更手段)。具体的に、マスタノード102が、ROM104に格納された第1の変更アドレスを、シリアルデータバス103を介してスレーブノードA111へ送信する(送信手段)。第1の変更アドレスは、初期アドレスと異なるアドレスであってマスタスレーブ通信における固有のアドレス、例えば、「0000101」である。スレーブノードA111は、受信した第1の変更アドレスを内部アドレスレジスタ203Aへ転送する。これにより、スレーブノードA111のアドレスが、図4に示すように、初期アドレス「0000100」から第1の変更アドレス「0000101」に切り替わる。
次いで、マスタスレーブ通信システム100は、スレーブノードA111のアドレスが、初期アドレス「0000100」から第1の変更アドレス「0000101」に正常に切り替わったか否かを検証する。具体的に、マスタスレーブ通信システム100は、マスタノード102により、第1の変更アドレス「0000101」を指定して、マスタノード102及びスレーブアドレスA111のマスタスレーブ通信を開始する(ステップS306)。その後、マスタスレーブ通信システム100は、マスタノード102及びスレーブノードA111のマスタスレーブ通信を確立したか否かを判別する(ステップS307)。
ステップS307の判別の結果、マスタノード102及びスレーブノードA111のマスタスレーブ通信を確立しない場合、スレーブノードA111のアドレスが初期アドレから第1の変更アドレスに正常に切り替わっていない。この場合、マスタスレーブ通信システム100は、ステップS303の処理に戻る。マスタスレーブ通信システム100は、マスタノード102により、初期アドレス「0000100」を指定して、スレーブノードA111のアドレスの変更を再度行う。
ステップS307の判別の結果、マスタノード102及びスレーブノードA111のマスタスレーブ通信を確立した場合、スレーブノードA111のアドレスが初期アドレス
から第1の変更アドレスに正常に切り替わっている。この場合、マスタスレーブ通信システム100は、スレーブノードA111以外のスレーブノード、例えば、スレーブノードB112のアドレスの設定を開始する。具体的に、マスタスレーブ通信システム100は、マスタIC100からスレーブノードB112へ電力(Vcc−B)を供給する(ステップS308)。このとき、スレーブノードA111には電力が供給され続け、スレーブノードA111のアドレス「000101」の設定は保持される。
から第1の変更アドレスに正常に切り替わっている。この場合、マスタスレーブ通信システム100は、スレーブノードA111以外のスレーブノード、例えば、スレーブノードB112のアドレスの設定を開始する。具体的に、マスタスレーブ通信システム100は、マスタIC100からスレーブノードB112へ電力(Vcc−B)を供給する(ステップS308)。このとき、スレーブノードA111には電力が供給され続け、スレーブノードA111のアドレス「000101」の設定は保持される。
次いで、マスタスレーブ通信システム100は、電力が供給されたスレーブノードB112の初期設定を行う(ステップS309)。ステップS309では、ステップS302と同様に、スレーブノードB112のROM205Bに格納された初期アドレスが、スレーブノードB112のアドレスに設定される。ここで、ROM205Bに格納された初期アドレスは、スレーブノードA111のROM205Aに格納された初期アドレスと同じアドレス「0000100」である。
次いで、マスタスレーブ通信システム100は、マスタノード102により、スレーブノードB112のアドレス「0000100」を指定して、マスタノード102及びスレーブアドレスB112のマスタスレーブ通信を開始する(ステップS310)。ステップS310では、マスタノード102が、シリアルデータバス103にスレーブノードB112のアドレス「0000100」を示すデータ信号を出力する。
次いで、マスタスレーブ通信システム100は、スレーブノードB112のシリアル/パラレル変換部201Bが上記データ信号を受信すると、上述したように、受信した上記データ信号が示す指定アドレスと、設定されたスレーブノードB112のアドレス(初期アドレス)とを比較する。比較した結果、2つのアドレスが一致した場合、マスタスレーブ通信システム100は、マスタノード102及びスレーブノードB112のマスタスレーブ通信を確立する(ステップS311)。
次いで、マスタスレーブ通信システム100は、スレーブノードB112のアドレスを変更する(ステップS312)。具体的に、マスタノード102が、ROM104に格納された第2の変更アドレスを、シリアルデータバス103を介してスレーブノードB112へ送信する。第2の変更アドレスは、初期アドレス及び第1の変更アドレスと異なるアドレスであってマスタスレーブ通信システムにおける固有のアドレス、例えば、「0000110」である。スレーブノードB112は、受信した第2の変更アドレスを内部アドレスレジスタ203Bへ転送する。これにより、スレーブノードB112のアドレスが、図4に示すように、初期アドレス「0000100」から第2の変更アドレス「0000110」に切り替わる。
次いで、マスタスレーブ通信システム100は、スレーブノードB112のアドレスが、初期アドレス「0000100」から第2の変更アドレス「0000110」に正常に切り替わったか否かを検証する。具体的に、マスタスレーブ通信システム100は、マスタノード102により、第2の変更アドレス「0000110」を指定して、マスタノード102及びスレーブアドレスB112のマスタスレーブ通信を開始する(ステップS313)。その後、マスタスレーブ通信システム100は、マスタノード102及びスレーブノードB112のマスタスレーブ通信を確立したか否かを判別する(ステップS314)。
ステップS314の判別の結果、マスタノード102及びスレーブノードB112のマスタスレーブ通信を確立しない場合、スレーブノードB112のアドレスが初期アドレスから第2の変更アドレスに正常に切り替わっていない。この場合、マスタスレーブ通信システム100は、ステップS310の処理に戻る。マスタスレーブ通信システム100は、マスタノード102により、初期アドレス「0000100」を指定して、スレーブノードB112のアドレスの変更を再度行う。
ステップS314の判別の結果、マスタノード102及びスレーブノードB112のマスタスレーブ通信を確立した場合、スレーブノードB112のアドレスが初期アドレスから第2の変更アドレスに正常に切り替わっている。この場合、マスタスレーブ通信システム100は、スレーブノードA111、スレーブノードB112以外のスレーブノードであるスレーブノードC113のアドレスの設定を開始する。具体的に、マスタスレーブ通信システム100は、マスタIC100からスレーブノードC113へ電力(Vcc−C)を供給する(ステップS315)。このとき、スレーブノードA111及びスレーブノードB112には電力が供給され続け、スレーブノードA111のアドレス「000101」の設定及びスレーブノードB112のアドレス「000110」の設定は保持される。
次いで、マスタスレーブ通信システム100は、電力が供給されたスレーブノードC113の初期設定を行う(ステップS316)。ステップS316では、ステップS302と同様に、スレーブノードC113のROM205Cに格納された初期アドレスが、スレーブノードC113のアドレスに設定される。ここで、ROM205Cに格納された初期アドレスは、ROM205A及びROM205Bに格納された初期アドレスと同じアドレス「0000100」である。しかし、ステップS305,ステップS312において、スレーブノードA111及びスレーブノードB112の各アドレスは、初期アドレスと異なるアドレスに変更されているので、スレーブノードC113のアドレスが他のスレーブノードのアドレスと重複することは無い。次いで、マスタスレーブ通信システム100は、本処理を終了する。
上述した実施の形態によれば、マスタノード102からスレーブノードA111へステップS304の処理にて確立した通信によって送信された第1の変更アドレスであって初期アドレスと異なる第1の変更アドレスにスレーブノードA111のアドレスが変更される。すなわち、スレーブノードA111の設定において、スレーブノードA111のROM205AにスレーブノードA111のアドレスを予め書き込む必要がなく、また、スレーブノードA111にアドレス設定端子を設ける必要もない。これにより、スレーブノードのアドレスの設定に関する製造コストを削減することができる。
また、上述した実施の形態では、第1の変更アドレスを用いたマスタノード102及びスレーブノードA111の通信可否が判別される。これにより、製造コストを増やすことなく、変更されたスレーブノードA111のアドレスの妥当性を確認することができる。
上述した実施の形態では、各スレーブノードへ電力を供給するか否かに基づいてマスタノード102と各スレーブノードとの接続状態が制御される。これにより、製造コストを増やすことなく、マスタノード102と各スレーブノードとの接続状態を制御することができる。
第1の変更アドレス及び第2の変更アドレスはそれぞれ、マスタスレーブ通信にて使用される固有のアドレスである。これにより、マスタスレーブ通信において、スレーブノード毎に異なるアドレスを設定することができる。
以上、本発明について、上述した実施の形態を用いて説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではない。例えば、スレーブノードA111、スレーブノードB112、及びスレーブノードC113にそれぞれシリアルデータバス103及びクロック信号線104との接続を切り替えるスイッチを設け、このスイッチをオン・オフ制御することで、マスタノード102及び各スレーブノードの接続状態を制御しても良い。
100 マスタスレーブ通信システム
102 マスタノード
111 スレーブノードA
112 スレーブノードB
113 スレーブノードC
102 マスタノード
111 スレーブノードA
112 スレーブノードB
113 スレーブノードC
Claims (13)
- マスタノード及び同じ初期アドレスを保持する複数のスレーブノードを備えるマスタスレーブ通信システムであって、
前記複数のスレーブノードの中の一のスレーブノードのアドレスとして設定された初期アドレスを用いて、前記マスタノード及び前記一のスレーブノードの通信を確立する通信確立手段と、
前記マスタノードから前記一のスレーブノードへ前記確立した通信によって送信された他のアドレスであって前記初期アドレスと異なる他のアドレスに前記一のスレーブノードのアドレスを変更するアドレス変更手段とを備えることを特徴とするマスタスレーブ通信システム。 - 前記他のアドレスを用いた前記マスタノード及び前記一のスレーブノードの通信可否を判別する判別手段を更に備えることを特徴とする請求項1記載のマスタスレーブ通信システム。
- 前記一のスレーブノードへ電力を供給するか否かに基づいて前記マスタノードと前記一のスレーブノードとの接続状態を制御することを特徴とする請求項1又は2記載のマスタスレーブ通信システム。
- 前記通信を行うためのデータバスへ前記一のスレーブノードを接続するか否かに基づいて前記マスタノードと前記一のスレーブノードとの接続状態を制御することを特徴とする請求項1又は2記載のマスタスレーブ通信システム。
- 前記他のアドレスは、前記データバスを介する通信にて使用される固有のアドレスであることを特徴とする請求項4記載のマスタスレーブ通信システム。
- 同じ初期アドレスを保持する複数のスレーブノードと通信を行う電子デバイスであって、
前記複数のスレーブノードの中の一のスレーブノードのアドレスとして設定された初期アドレスを用いて前記一のスレーブノードと通信を確立する通信確立手段と、
前記確立した通信によって前記一のスレーブノードへ前記初期アドレスと異なる他のアドレスを送信する送信手段とを備えることを特徴とする電子デバイス。 - 前記他のアドレスを用いた前記一のスレーブノードとの通信可否を判別する判別手段を更に備えることを特徴とする請求項6記載の電子デバイス。
- 前記一のスレーブノードへ電力を供給するか否かに基づいて前記一のスレーブノードとの接続状態を制御することを特徴とする請求項6又は7記載の電子デバイス。
- 前記通信を行うためのデータバスへ前記一のスレーブノードを接続するか否かに基づいて前記一のスレーブノードとの接続状態を制御することを特徴とする請求項6又は7記載の電子デバイス。
- 前記他のアドレスは、前記データバスを介する通信にて使用される固有のアドレスであることを特徴とする請求項9記載の電子デバイス。
- 前記電子デバイスは、マスタノードであることを特徴とする請求項6乃至10のいずれか1項に記載の電子デバイス。
- マスタノード及び同じ初期アドレスを保持する複数のスレーブノードを備えるマスタスレーブ通信システムの制御方法であって、
前記複数のスレーブノードの中の一のスレーブノードのアドレスとして設定された初期アドレスを用いて、前記マスタノード及び前記一のスレーブノードの通信を確立する通信確立ステップと、
前記マスタノードから前記一のスレーブノードへ前記確立した通信によって送信された他のアドレスであって前記初期アドレスと異なる他のアドレスに前記一のスレーブノードのアドレスを変更するアドレス変更ステップとを有することを特徴とするマスタスレーブ通信システムの制御方法。 - 同じ初期アドレスを保持する複数のスレーブノードと通信を行う電子デバイスの制御方法であって、
前記複数のスレーブノードの中の一のスレーブノードのアドレスとして設定された初期アドレスを用いて前記一のスレーブノードと通信を確立する通信確立ステップと、
前記確立した通信によって前記一のスレーブノードへ前記初期アドレスと異なる他のアドレスを送信する送信ステップとを有することを特徴とする電子デバイスの制御方法。
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