JP2021168431A - チェックサム付加方法およびチェックサム付加装置 - Google Patents

チェックサム付加方法およびチェックサム付加装置 Download PDF

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Abstract

【課題】要求元から送信されたコマンドに応じて読み出されたデータを要求元へ送信する際に、コマンドに応じたより適切方法によって、データにチェックサムを付加することができる。【解決手段】チェックサム付加方法は、要求元から送信されたコマンドおよびアドレスを取得するコマンド取得工程と、コマンドに応じて、アドレスからデータを読み出すデータ読出工程と、データに付加されるチェックサムを算出するチェックサム算出工程と、チェックサムおよびデータを要求元に送信するデータ送信工程とを含み、チェックサム算出工程では、コマンドの種類に応じたデータ単位で、チェックサムを算出する。【選択図】図３

Description

本発明は、チェックサム付加方法およびチェックサム付加装置に関する。
下記非特許文献１には、温度センサおよび湿度センサを搭載したＩＣに関し、外部からのコマンドに応じて、レジスタに格納されているセンサデータを読み出して、チェックサムを算出し、センサデータとチェックサムとを外部へ送信する技術が開示されている。
Silicon Laboratories Inc.、"I2C HUMIDITY AND TEMPERATURE SENSOR"、[online]、[令和2年3月30日検索]、インターネット<https://www.silabs.com/documents/public/data-sheets/Si7006-A20.pdf>
しかしながら、従来の技術では、要求元から送信されたコマンドに応じて読み出されたデータを要求元へ送信する際に、コマンドに応じたより適切方法によって、データにチェックサムを付加することができない。
一実施形態に係るチェックサム付加方法は、要求元から送信されたコマンドおよびアドレスを取得するコマンド取得工程と、コマンドに応じて、アドレスからデータを読み出すデータ読出工程と、データに付加されるチェックサムを算出するチェックサム算出工程と、チェックサムおよびデータを要求元に送信するデータ送信工程とを含み、チェックサム算出工程では、コマンドの種類に応じたデータ単位で、チェックサムを算出する。
一実施形態に係るチェックサム付加方法によれば、要求元から送信されたコマンドに応じて読み出されたデータを要求元へ送信する際に、コマンドに応じたより適切方法によって、データにチェックサムを付加することができる。
一実施形態に係る検出システムの構成を示す図 一実施形態に係る通信部の機能構成を示す図 一実施形態に係る通信部によるチェックサム付加方法の手順を示すフローチャート 一実施形態に係る通信部によって送受信される通信データの第１例を示す図 一実施形態に係る通信部によって送受信される通信データの第２例を示す図 一実施形態に係る通信部によって送受信される通信データの第３例を示す図 一実施形態に係る通信部によるチェックサムの算出例の一例を示す図
以下、図面を参照して、一実施形態について説明する。
（検出システム１０の構成）
図１は、一実施形態に係る検出システム１０（「センサシステム」の一例）の構成を示す図である。図１に示す検出システム１０は、センサ１２、センサ１４、ＩＣ（Integrated Circuit）２０、およびＭＣＵ（Micro Controller Unit）４０を備える。
センサ１２，１４は、各種検出対象（例えば、温度、歪み等）を検出する。センサ１２，１４としては、差動型センサまたはシングルエンド型のセンサを用いることができる。なお、センサは、３つ以上であってもよく、ＩＣ２０の内部に設けられてもよい。
ＩＣ２０は、センサ１２，１４から出力されたセンサ信号に対する所定の処理を行う集積回路である。例えば、ＩＣ２０は、センサ１２，１４から出力されたセンサ信号を、増幅した後、アナログ信号からデジタル信号に変換して、レジスタ３２に格納することができる。
ＭＣＵ４０は、「要求元」および「外部装置」の一例であり、ＩＣ２０の通信部３４に対して、Ｉ２Ｃ通信を介してＲＥＡＤコマンドまたはＷＲＩＴＥコマンドを送信することにより、ＩＣ２０のレジスタ３２に対するデータの読み出しおよび書き込みを行うことができる。例えば、ＭＣＵ４０は、通信部３４に対してＲＥＡＤコマンドを送信することにより、ＩＣ２０のレジスタ３２からセンサデータを読み出して、当該センサデータを用いた所定のデジタル処理を行うことができる。
（ＩＣ２０の構成）
図１に示すように、ＩＣ２０は、マルチプレクサ２２、ＰＧＡ（Programmable Gain Amplifier）２４、Ａ−Ｄコンバータ２６、およびデジタル処理回路３０を備える。
マルチプレクサ２２は、センサ１２，１４の各々に接続されている。マルチプレクサ２２は、センサ１２，１４の各々から出力される複数のセンサ信号のうちのいずれか一のセンサ信号を選択して、当該一のセンサ信号をＰＧＡ２４へ出力する。
ＰＧＡ２４は、マルチプレクサ２２の出力端子に接続されている。ＰＧＡ２４は、ゲインを変更可能な増幅器である。ＰＧＡ２４は、マルチプレクサ２２から出力されたセンサ信号を増幅して、Ａ−Ｄコンバータ２６へ出力する。
Ａ−Ｄコンバータ２６は、ＰＧＡ２４の出力端子に接続されている。Ａ−Ｄコンバータ２６は、ＰＧＡ２４から出力されたセンサ信号を、アナログ信号からデジタル信号に変換して、デジタル処理回路３０へ出力する。
デジタル処理回路３０は、Ａ−Ｄコンバータ２６の出力端子に接続されている。デジタル処理回路３０は、レジスタ３２および通信部３４を有する。デジタル処理回路３０は、Ａ−Ｄコンバータ２６から出力されたセンサ信号（デジタル信号）に対して、所定のデジタル信号処理を行う。例えば、デジタル処理回路３０は、Ａ−Ｄコンバータ２６から出力されたセンサ信号（すなわち、センサデータ）をレジスタ３２に格納する。デジタル処理回路３０の通信部３４は、ＭＣＵ４０からのコマンドに応じて、レジスタ３２に対するデータの読み出しおよび書き込みを行う。例えば、通信部３４は、ＭＣＵ４０からＩ２Ｃ通信を介して送信されたＲＥＡＤコマンドに応じて、レジスタ３２に格納されている各種データ（センサデータを含む）を読み出して、当該データをＩ２Ｃ通信を介してＭＣＵ４０へ送信する。
なお、通信部３４は、「チェックサム付加装置」の一例であり、チェックサム付加機能を有する。通信部３４は、レジスタ３２から読み出されたデータに対してチェックサム（Ｉ２Ｃ通信のＣＲＣ（Cyclic Redundancy Checking））を付加して、データおよびチェックサムをＭＣＵ４０へ送信することができる。特に、本実施形態の通信部３４は、コマンドの種類毎に異なる付加方法を用いて、データにチェックサムを付加することができる。
（通信部３４の機能構成）
図２は、一実施形態に係る通信部３４の機能構成を示す図である。図２に示すように、通信部３４は、コマンド取得部２０１、データ読出部２０２、チェックサム算出部２０３、およびデータ送信部２０４を備える。
コマンド取得部２０１は、ＭＣＵ４０から送信されたコマンドおよびアドレスを、ＭＣＵ４０とのＩ２Ｃ通信を介して取得する。
データ読出部２０２は、コマンド取得部２０１によって取得されたコマンドに応じて、レジスタ３２のコマンド取得部２０１によって取得されたアドレスからデータを読み出す。
チェックサム算出部２０３は、データ読出部２０２によって読み出されたデータに付加されるチェックサムを算出する。
データ送信部２０４は、データ読出部２０２によって読み出されたデータと、チェックサム算出部２０３によって算出されたチェックサムとを、ＭＣＵ４０とのＩ２Ｃ通信を介して、ＭＣＵ４０へ送信する。
（通信部３４によるチェックサム付加方法の手順）
図３は、一実施形態に係る通信部３４によるチェックサム付加方法の手順を示すフローチャートである。
まず、コマンド取得部２０１が、ＭＣＵ４０から送信されたコマンドおよびアドレスを取得する（ステップＳ３０１：コマンド取得工程）。
次に、データ読出部２０２が、ステップＳ３０１で取得されたコマンドに応じて、レジスタ３２のステップＳ３０１で取得されたアドレスからデータを読み出す（ステップＳ３０２：データ読出工程）。
次に、チェックサム算出部２０３が、ステップＳ３０２で読み出されたデータに付加されるチェックサムを算出する（ステップＳ３０３：チェックサム算出工程）。
次に、データ送信部２０４が、チェックサムおよびデータをＭＣＵ４０に送信する（ステップＳ３０４：データ送信工程）。そして、通信部３４は、図３に示す一連の処理を終了する。
ここで、本実施形態では、チェックサム算出部２０３は、ステップＳ３０３のチェックサム算出工程では、ステップＳ３０１で取得されたコマンドの種類に応じたデータ単位で、チェックサムを算出する。
例えば、ステップＳ３０１で取得されたコマンドが、ＲＥＡＤコマンド（「第１のリードコマンド」の一例）の場合、データ読出部２０２は、レジスタ３２のステップＳ３０１で取得されたアドレスから、所定のデータ単位（８ｂｉｔ）の一のデータを読み出す。そして、チェックサム算出部２０３は、レジスタ３２から読み出された一のデータに対して、チェックサムを算出する。
また、例えば、ステップＳ３０１で取得されたコマンドが、ＢＵＲＳＴ ＲＥＡＤコマンド（「第２のリードコマンド」の一例）の場合、データ読出部２０２は、レジスタ３２のステップＳ３０１で取得されたアドレスから、所定のデータ単位（８ｂｉｔ）の複数のデータを読み出す。そして、チェックサム算出部２０３は、レジスタ３２から読み出された複数のデータの各々に対して、チェックサムを算出する。
また、例えば、ステップＳ３０１で取得されたコマンドが、ＲＥＳＵＬＴ ＲＥＡＤコマンド（「第３のリードコマンド」の一例）の場合、データ読出部２０２は、レジスタ３２のステップＳ３０１で取得されたアドレスから、所定のデータ単位（８ｂｉｔ）の複数のデータを含む一群のデータを読み出す。そして、チェックサム算出部２０３は、レジスタ３２から読み出された一群のデータに対して、チェックサムを算出する。
さらに、本実施形態では、チェックサム算出部２０３は、ステップＳ３０３のチェックサム算出工程では、ステップＳ３０１で取得されたコマンド、ステップＳ３０１で取得されたアドレス、およびステップＳ３０２で読み出されたデータを計算対象に含めて、チェックサムを算出する。
（通信データの第１例）
図４は、一実施形態に係る通信部３４によって送受信される通信データの第１例を示す図である。この第１例では、ＭＣＵ４０からＲＥＡＤコマンドが送信された場合の、通信部３４によってＭＣＵ４０との間で送受信される通信データおよび通信順序を表している。
なお、図４〜図６において、着色されたデータは、ＭＣＵ４０から通信部３４に送信されるデータを表し、着色されていないデータは、通信部３４からＭＣＵ４０に送信されるデータを表す。
図４に示す第１例では、まず、ＭＣＵ４０が、通信部３４に対し、スレーブアドレス（Slave address）に続けて、読み出し対象のデータが格納されているレジスタ３２のレジスタアドレス（Address）を送信する。なお、スレーブアドレス（Slave address）は、ＩＣ２０に固有のアドレスである。次に、ＭＣＵ４０が、通信部３４に対し、スレーブアドレス（Slave address）に続けて、ＲＥＡＤコマンド（R）を送信する。
次に、通信部３４が、ＲＥＡＤコマンド（R）を受信したことに応じて、レジスタ３２の指定されたアドレスから、所定のデータ単位（８ｂｉｔ）の一のデータ（Data1）を読み出す。そして、通信部３４は、レジスタ３２から読み出された一のデータ（Data1）と、スレーブアドレス（Slave address）、レジスタアドレス（Address）、およびコマンド（R）とを計算対象として、チェックサム（CRC1）を算出する。さらに、通信部３４は、一のデータ（Data1）をＭＣＵ４０に送信し、続けて、チェックサム（CRC1）をＭＣＵ４０に送信する。
（通信データの第２例）
図５は、一実施形態に係る通信部３４によって送受信される通信データの第２例を示す図である。この第２例では、ＭＣＵ４０からＢＵＲＳＴ ＲＥＡＤコマンドが送信された場合の、通信部３４によってＭＣＵ４０との間で送受信される通信データおよび通信順序を表している。
図５に示す第２例では、まず、ＭＣＵ４０が、通信部３４に対し、スレーブアドレス（Slave address）に続けて、読み出し対象のデータが格納されているレジスタ３２のレジスタアドレス（Address）を送信する。次に、ＭＣＵ４０が、通信部３４に対し、スレーブアドレス（Slave address）に続けて、ＢＵＲＳＴ ＲＥＡＤコマンド（R）を送信する。
次に、通信部３４が、ＢＵＲＳＴ ＲＥＡＤコマンド（R）を受信したことに応じて、レジスタ３２の指定されたアドレスから、所定のデータ単位（８ｂｉｔ）の複数のデータ（Data1,DATA2）を読み出す。そして、通信部３４は、レジスタ３２から読み出された複数のデータ（Data1,DATA2）の各々を計算対象として、チェックサム（CRC1,CRC2）を算出する。この際、通信部３４は、１番目のデータ（Data1）のチェックサム（CRC1）については、１番目のデータ（Data1）と、スレーブアドレス（Slave address）、レジスタアドレス（Address）、およびコマンド（R）とを計算対象として、チェックサム（CRC1）を算出する。さらに、通信部３４は、順に、１番目のデータ（Data1）、１番目のデータのチェックサム（CRC1）、２番目のデータ（Data2）、２番目のデータのチェックサム（CRC2）を、ＭＣＵ４０に送信する。
（通信データの第３例）
図６は、一実施形態に係る通信部３４によって送受信される通信データの第３例を示す図である。この第３例では、ＭＣＵ４０からＲＥＳＵＬＴ ＲＥＡＤコマンドが送信された場合の、通信部３４によってＭＣＵ４０との間で送受信される通信データおよび通信順序を表している。
図６に示す第３例では、まず、ＭＣＵ４０が、通信部３４に対し、スレーブアドレス（Slave address）に続けて、読み出し対象のデータが格納されているレジスタ３２のレジスタアドレス（Address）を送信する。次に、ＭＣＵ４０が、通信部３４に対し、スレーブアドレス（Slave address）に続けて、ＲＥＳＵＬＴ ＲＥＡＤコマンド（R）を送信する。
次に、通信部３４が、ＲＥＳＵＬＴ ＲＥＡＤコマンド（R）を受信したことに応じて、レジスタ３２の指定されたアドレスから、所定のデータ単位（８ｂｉｔ）の複数のデータ（Data1,DATA2,DATA3）を含む一群のデータ（２４ｂｉｔ）を読み出す。そして、通信部３４は、レジスタ３２から読み出された一群のデータと、スレーブアドレス（Slave address）、レジスタアドレス（Address）、およびコマンド（R）とを計算対象として、チェックサム（CRC1）を算出する。さらに、通信部３４は、順に、１番目のデータ（Data1）、２番目のデータ（Data2）、３番目のデータ（Data3）、一群のデータのチェックサム（CRC1）を、ＭＣＵ４０に送信する。なお、通信部３４は、レジスタ３２の指定されたアドレスから、所定のデータ単位（８ｂｉｔ）の複数のデータ（Data1,DATA2）を含む一群のデータ（１６ｂｉｔ）を読み出す場合もある。
本実施形態では、通信部３４は、初期値を「０ｘＦＦ」として、計算対象のデータ（８ｂｉｔ）をＣＲＣ−８用の生成多項式｛Ｘ８＋Ｘ５＋Ｘ４＋１｝で除算し、その余りをチェックサムとして算出する。
また、本実施形態では、通信部３４は、３種類のＲＥＡＤコマンド（ＲＥＡＤコマンド、ＢＵＲＳＴ ＲＥＡＤコマンド、ＲＥＳＵＬＴ ＲＥＡＤコマンド）を、チェックサムの付加対象としている。
（チェックサムの算出例）
図７は、一実施形態に係る通信部３４によるチェックサムの算出例の一例を示す図である。図７は、一例として、通信部３４により、ＢＵＲＳＴ ＲＥＡＤコマンド（R）を受信したことに応じて、レジスタ３２から読み出された、１番目のデータ（Data1）および２番目のデータ（Data2）の各々のチェックサム（CRC1,CRC2）を算出する例を表している。
図７に示す例では、通信部３４は、１番目のデータ（Data1）のチェックサム（CRC1）を、初期値、スレーブアドレス（Slave address）＋コマンド（R）、レジスタアドレス（Address）、１番目のデータ（Data1）の順に算出する。なお、初期値は、「０ｘＦＦ」であり、１番目のデータ（Data1）は「０ｘ００」である。この場合、通信部３４は、１番目のデータ（Data1）のチェックサム（CRC1）として、「０ｘＡ２」を算出する。
また、図７に示す例では、通信部３４は、２番目のデータ（Data2）のチェックサム（CRC2）を、初期値および２番目のデータ（Data2）を用いて、チェックサムを計算する。なお、初期値は、「０ｘＦＦ」であり、２番目のデータ（Data2）は「０ｘ００」である。この場合、通信部３４は、２番目のデータ（Data2）のチェックサム（CRC2）として、「０ｘＡＣ」を算出する。
以上説明したように、一実施形態に係る通信部３４は、ＭＣＵ４０から送信されたコマンドおよびアドレスを取得するコマンド取得部２０１と、コマンドに応じて、アドレスからデータを読み出すデータ読出部２０２と、データに付加されるチェックサムを算出するチェックサム算出部２０３と、チェックサムおよびデータをＭＣＵ４０に送信するデータ送信部２０４とを備え、チェックサム算出部２０３は、コマンドの種類に応じたデータ単位で、チェックサムを算出する。
これにより、一実施形態に係る通信部３４は、ＭＣＵ４０から送信されたコマンドに応じて読み出されたデータをＭＣＵ４０へ送信する際に、コマンドに応じたより適切方法によって、データにチェックサムを付加することができる。
また、一実施形態に係る通信部３４において、コマンド取得部２０１によって取得されたコマンドが、ＲＥＡＤコマンドの場合、データ読出部２０２は、アドレスから所定のデータ単位（８ｂｉｔ）の一のデータを読み出し、チェックサム算出部２０３は、一のデータに対して、チェックサムを算出する。
これにより、一実施形態に係る通信部３４は、ＭＣＵ４０から送信されたＲＥＡＤコマンドに応じて読み出されたデータをＭＣＵ４０へ送信する際に、ＲＥＡＤコマンドに応じたより適切方法によって、データにチェックサムを付加することができる。
また、一実施形態に係る通信部３４において、コマンド取得部２０１によって取得されたコマンドが、ＢＵＲＳＴ ＲＥＡＤコマンドの場合、データ読出部２０２は、アドレスから所定のデータ単位（８ｂｉｔ）の複数のデータを読み出し、チェックサム算出部２０３は、複数のデータの各々に対して、チェックサムを算出する。
これにより、一実施形態に係る通信部３４は、ＭＣＵ４０から送信されたＢＵＲＳＴ ＲＥＡＤコマンドに応じて読み出されたデータをＭＣＵ４０へ送信する際に、ＢＵＲＳＴ ＲＥＡＤコマンドに応じたより適切方法によって、データにチェックサムを付加することができる。
また、一実施形態に係る通信部３４において、コマンド取得部２０１によって取得されたコマンドが、ＲＥＳＵＬＴ ＲＥＡＤコマンドの場合、データ読出部２０２は、アドレスから所定のデータ単位（８ｂｉｔ）の複数のデータを含む一群のデータを読み出し、チェックサム算出部２０３は、一群のデータに対して、チェックサムを算出する。
これにより、一実施形態に係る通信部３４は、ＭＣＵ４０から送信されたＲＥＳＵＬＴ ＲＥＡＤコマンドに応じて読み出されたデータをＭＣＵ４０へ送信する際に、ＲＥＳＵＬＴ ＲＥＡＤコマンドに応じたより適切方法によって、データにチェックサムを付加することができる。
また、一実施形態に係る通信部３４において、チェックサム算出部２０３は、コマンド、アドレス、およびデータを計算対象に含めて、チェックサムを算出する。
これにより、一実施形態に係る通信部３４は、コマンド、アドレス、およびデータを含めて、符号誤りをチェックすることが可能となる。
以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形又は変更が可能である。
なお、上記実施形態で説明したＩＣ２０は、例えば、対象物に加わる荷重を検出する荷重検出装置において、アナログ信号を出力する歪みゲージと、デジタル処理を行うマイコンとの間を接続する、いわゆるＡＦＥ（Analog Front End）として使用される。但し、これに限らず、ＩＣ２０は、歪みゲージ以外のセンサと接続されてもよく、上記実施形態で説明した検出システム１０以外のシステム構成で使用されてもよい。
１０ 検出システム（センサシステム）
１２，１４ センサ
２０ ＩＣ
２２ マルチプレクサ
２４ ＰＧＡ
２６ Ａ−Ｄコンバータ
３０ デジタル処理回路
３２ レジスタ
３４ 通信部
４０ ＭＣＵ（要求元、外部装置）

Claims (7)

  1. 要求元から送信されたコマンドおよびアドレスを取得するコマンド取得工程と、
    前記コマンドに応じて、前記アドレスからデータを読み出すデータ読出工程と、
    前記データに付加されるチェックサムを算出するチェックサム算出工程と、
    前記チェックサムおよび前記データを前記要求元に送信するデータ送信工程と
    を含み、
    前記チェックサム算出工程では、
    前記コマンドの種類に応じたデータ単位で、前記チェックサムを算出する
    ことを特徴とするチェックサム付加方法。
  2. 前記コマンド取得工程によって取得された前記コマンドが、第１のリードコマンドの場合、
    前記データ読出工程では、
    前記アドレスから所定のデータ単位の一のデータを読み出し、
    前記チェックサム算出工程では、
    前記一のデータに対して、前記チェックサムを算出する
    ことを特徴とする請求項１に記載のチェックサム付加方法。
  3. 前記コマンド取得工程によって取得された前記コマンドが、第２のリードコマンドの場合、
    前記データ読出工程では、
    前記アドレスから所定のデータ単位の複数のデータを読み出し、
    前記チェックサム算出工程では、
    前記複数のデータの各々に対して、前記チェックサムを算出する
    ことを特徴とする請求項１または２に記載のチェックサム付加方法。
  4. 前記コマンド取得工程によって取得された前記コマンドが、第３のリードコマンドの場合、
    前記データ読出工程では、
    前記アドレスから所定のデータ単位の複数のデータを含む一群のデータを読み出し、
    前記チェックサム算出工程では、
    前記一群のデータに対して、前記チェックサムを算出する
    ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のチェックサム付加方法。
  5. 前記チェックサム算出工程は、
    前記コマンド、前記アドレス、および前記データを計算対象に含めて、前記チェックサムを算出する
    ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のチェックサム付加方法。
  6. 要求元から送信されたコマンドおよびアドレスを取得するコマンド取得部と、
    前記コマンドに応じて、前記アドレスからデータを読み出すデータ読出部と、
    前記データに付加されるチェックサムを算出するチェックサム算出部と、
    前記チェックサムおよび前記データを前記要求元に送信するデータ送信部と
    を備え、
    前記チェックサム算出部は、
    前記コマンドの種類に応じたデータ単位で、前記チェックサムを算出する
    ことを特徴とするチェックサム付加装置。
  7. センサと、
    前記センサの出力信号に対して所定の処理を行う集積回路と、
    前記集積回路から必要なデータを取得する外部装置と
    を備えたセンサシステムであって、
    前記外部装置は、
    複数種類のコマンドのうちの前記必要なデータを取得するための任意の一のコマンドと、前記必要なデータが格納されているアドレスとを、前記集積回路に送信し、
    前記集積回路は、
    前記外部装置から送信されたコマンドおよびアドレスを取得するコマンド取得部と、
    前記コマンドに応じて、前記アドレスからデータを読み出すデータ読出部と、
    前記データに付加されるチェックサムを算出するチェックサム算出部と、
    前記チェックサムおよび前記データを前記外部装置に送信するデータ送信部と
    を備え、
    前記チェックサム算出部は、
    前記コマンドの種類に応じたデータ単位で、前記チェックサムを算出する
    ことを特徴とするセンサシステム。
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