JP2023140719A - 送信装置、受信装置、送信方法及び受信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】効率良くデータを転送できる送信装置、受信装置、送信方法及び受信方法を提供すること。【解決手段】実施形態によれば、送信装置は、複数の入出力端子を含む受信装置に複数の入出力端子の入出力機能を指定する設定データを送信する。設定データは、複数の入出力端子に共通な第１データと、複数の入出力端子それぞれに固有の第２データを含む。【選択図】図７

Description

本発明の実施形態は、大容量のデータ転送に関する。

日本自動車技術会がＣＸＰＩ（Ｃｌｏｃｋ Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）という車載通信プロトコル規格を策定している。ＣＸＰＩは、ＨＭＩ（ヒューマン・マシン・インターフェース）領域で増え続ける１対１で接続された自動車搭載機器間のワイヤーハーネスの削減や多重化通信を目的とする。ＣＸＰＩでは、マスタノード／スレーブノード間の双方向通信が策定されている。

スレーブノードは多数の機器に夫々接続される多数のＩ／Ｏ端子を備える。スレーブノードの各Ｉ／Ｏ端子の入出力機能は種々の設定項目を含み、それらの設定が必要である。マスタノードはスレーブノードにＩ／Ｏ端子の設定データを送信する。設定データは端子毎のデータからなるので、設定データの通信量は多い。

特開２０２１－０４０１７１号公報 特開２０２１－１０５２９２号公報

本発明の目的は、効率良くデータを転送できる送信装置、受信装置、送信方法及び受信方法を提供することである。

実施形態によれば、送信装置は、複数の入出力端子を含む受信装置に複数の入出力端子の入出力機能を指定する設定データを送信する。設定データは、複数の入出力端子に共通な第１データと、複数の入出力端子それぞれに固有の第２データを含む。

実施形態によるＣＸＰＩ通信システムの一例を示すブロック図。 実施形態によるスレーブノードの一例を示すブロック図。 実施形態による信号ライン上の信号波形の一例を示す図。 実施形態による通信フレームのフォーマットの一例を示す図。 実施形態による通信フレームの中のフレーム情報内のカウント値の一例を示す図。 マスタノードがＩ／Ｏ設定データをスレーブノードに送信する通信の一例を示す図。 実施形態によるＩ／Ｏ設定データの一例を示す図。 実施形態によるＩ／Ｏ設定データの一例を示す図。 実施形態によるスレーブノードの一例を示すブロック図。 実施形態によるスレーブノードの他の例を示すブロック図。 実施形態によるスレーブノードの他の例を示すブロック図。 実施形態によるスレーブノードの他の例を示すブロック図。 マスタノードが出力指令データをスレーブノードに送信する通信の一例を示す図。 実施形態による出力指令データの一例を示す図。 実施形態による出力指令データの一例を示す図。 スレーブノードが入力通知データをマスタノードに送信する通信の一例を示す図。 実施形態による入力通知データの一例を示す図。 実施形態によるスレーブノードの他の例を示すブロック図。 実施形態によるスレーブノードの他の例を示すブロック図。

以下、図面を参照して、実施形態を説明する。以下の説明は、実施形態の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、実施形態の技術的思想は、以下に説明する構成要素の構造、形状、配置、材質等に限定されるものではない。当業者が容易に想到し得る変形は、当然に開示の範囲に含まれる。説明をより明確にするため、図面において、各要素のサイズ、厚み、平面寸法又は形状等を実際の実施態様に対して変更して模式的に表す場合もある。複数の図面において、互いの寸法の関係や比率が異なる要素が含まれることもある。複数の図面において、対応する要素には同じ参照数字を付して重複する説明を省略する場合もある。いくつかの要素に複数の呼称を付す場合があるが、これら呼称の例はあくまで例示であり、これらの要素に他の呼称を付すことを否定するものではない。また、複数の呼称が付されていない要素についても、他の呼称を付すことを否定するものではない。なお、以下の説明において、「接続」は直接接続のみならず、他の要素を介して接続されることも意味する。

以下、図面を参照しながら本実施の形態について詳細に説明する。

図１は、実施形態によるＣＸＰＩ通信システムの一例を示す。ＣＸＰＩ通信システムは、それぞれ複数の機器に接続される複数の端子を有する複数のスレーブノード１２と、複数のスレーブノード１２を制御する１つのマスタノード１０からなる。各ノードはノードアドレスを有する。マスタノード１０も複数の機器に接続される複数の端子を有する。マスタノード１０は、ＢＣＭ（Ｂｏｄｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍｏｄｕｌｅ）とも称される。マスタノード１０とスレーブノード１２は、電源ラインＶＢＡＴ、信号ラインＢＵＳ、接地ラインＧＮＤを介して接続される。スレーブノード１２に接続される複数の機器は信号ラインＢＵＳを介してマスタノード１０と通信する。

マスタノード１０は、ＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｃｏｔｎｒｏｌｌｅｒ Ｕｎｉｔ）２０、ＣＸＰＩトランシーバ２２、レジスタ２４を含む。ＭＣＵ２０はマスタノード１０全体を制御する。ＣＸＰＩトランシーバ２２は、ＭＣＵ２０からのデータを変調し、変調データを信号ラインＢＵＳへ出力する。変調方法の例は、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：パルス幅変調）である。ＣＸＰＩトランシーバ２２は、信号ラインＢＵＳからのデータを復調して、復調データをＭＣＵ２０へ出力する。ＭＣＵ２０はデータをレジスタ２４に格納する。レジスタ２４は、例えば不揮発性のメモリである。信号ラインＢＵＳと電源ラインＶＢＡＴは、抵抗２６とダイオード２８を直列に介して互いに接続される。

図２は、スレーブノード１２の一例を示す。スレーブノード１２は、５Ｖ電源３２、ＣＸＰＩドライバ／レシーバ３４、ＣＸＰＩコントロールロジック３６、テンポラリレジスタ３８、ＰＷＭ回路４２、マトリックス回路結果レジスタ４４、設定レジスタ４６、データレジスタ４８、ＡＤＣ（アナログ－デジタル変換）回路５０、Ｉ／Ｏポート５２及びチャタリングフィルタ５４を含む。

信号ラインＢＵＳがＣＸＰＩドライバ／レシーバ３４に接続される。ＣＸＰＩドライバ／レシーバ３４がマスタノード１０からの信号を受信し、マスタノード１０へ信号を送信する。ＣＸＰＩドライバ／レシーバ３４は、マスタノード１０から信号ラインＢＵＳを介してウェイクアップが指示されると、５Ｖ電源３２を動作させる。５Ｖ電源３２は、電源ラインＢＶＡＴからの電圧を用いてスレーブノード１２の各部に電源電圧を供給する。５Ｖ電源３２は、スレーブノード１２の内部で発生されたスリープ信号を受信すると、動作停止する。

スレーブノード１２はノードアドレス（例えば４ビット）を設定可能である。スレーブノード１２は基板上の４つのスイッチにそれぞれ接続されるノードアドレス端子を備える。スイッチの導通／開放により“０”又は“１”が設定されるノードアドレスＡＤ０、ＡＤ１、ＡＤ２、ＡＤ３がＣＸＰＩコントロールロジック３６に設定される。

Ｉ／Ｏポート５２には複数、例えば１２個のＩ／Ｏ端子Ｐ００、Ｐ０１、Ｐ０２、Ｐ１０、Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ２０、Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ２３、Ｐ２４、Ｐ３０が接続される。各Ｉ／Ｏ端子Ｐ００－Ｐ３０には入力信号のチャタリングを防止するためのチャタリングフィルタ５４が接続される。チャタリング防止効果は、チャタリング時間により可変される。

ＰＷＭ回路４２は、Ｉ／Ｏ端子Ｐ００－Ｐ３０のいずれかから出力するパルスをパルス幅変調する。ＰＷＭ信号の分解能、周波数、デューティはスレーブノード毎に異なってもよい。分解能はＰＷＭ信号が表すデータのビット数であり、例えば８ビット、１０ビット、１２ビットの何れかに設定される。周波数は複数、例えば１５の周波数の中の何れかに設定される。デューティは、例えば１０％、２５％等に設定される。

図３は、信号ラインＢＵＳ上の信号波形の一例を示す。データの各ビットはローレベルの期間とハイレベルの期間の比により“０”、“１”を表す。

マトリックス回路結果レジスタ４４は、Ｉ／Ｏ端子Ｐ００－Ｐ３０にｍ×ｎのスイッチからなるマトリクス回路が接続された場合、導通を検出したスイッチの検出位置である検出結果を記憶する。設定レジスタ４６は、Ｉ／Ｏ端子Ｐ００－Ｐ３０の入出力機能の設定項目の設定値、出力端子から信号を出力する際の出力仕様の設定値、入力端子へ信号を入力する際の入力仕様の設定値を記憶する。データレジスタ４８は、Ｉ／Ｏ端子Ｐ００－Ｐ３０の入出力データを記憶する。なお、設定レジスタ４６の代わりに又は加えて不揮発性のメモリを設け、Ｉ／Ｏ端子の入出力機能の設定項目の設定値、出力仕様の設定値、入力仕様の設定値をメモリに記憶してもよい。

ＡＤＣ回路５０は、Ｉ／Ｏ端子Ｐ００－Ｐ３０から入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。ＡＤＣ回路５０の分解能はスレーブノード１２毎に異なってもよい。ＡＤＣ回路５０の分解能は８ビット、１０ビット、１２ビットの何れに設定される。

ＣＸＰＩ通信では、イベントトリガ方式のフレームが通信される。各ノードはバスのアイドル状態を検出すると自由にフレームを送信可能である。複数の送信イベントが同時に発生した場合は調停により、優先度の高いフレームのイベントが選択される。

図４は、信号ラインＢＵＳ上を通信されるバーストフレームのフォーマットの一例を示す。通信フレームは、ＰＩＤ（Ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ ＩＤ）領域と、レスポンス領域からなる。

ＰＩＤ領域は、１ビットのパリティビットと、７ビットのフレームＩＤからなる。パリティビットは、例えば奇数パリティビットである。フレームＩＤは、０１ｈ－７Ｆｈである。フレームには予め優先度が設定されており、優先度に基づいて調停が実行される。

ＰＩＤは各ノードで送信或いは受信するＣＸＰＩフレームを識別する識別子である。マスタノード１０は、マスタノード１０とスレーブノード１２の間で使用するＣＸＰＩフレーム用のＰＩＤを設定する。各スレーブノードには、データ送信用、データ受信用、データ要求用、データ応答用等、複数のＰＩＤを設定することが出来る。ＰＩＤ領域で指定されるスレーブノード１２が通信フレームを受信し、レスポンス領域を送信することができる。これにより、１対１の通信が実行される。

レスポンス領域は、フレーム情報（２バイト）、データ（０－２５５（最大）バイト）、ＣＲＣ（２バイト）を含む。フレーム情報は、４ビットのＤＬＣと、２ビットのＮＭと、２ビットのＣＴと、８ビットのＤＬＣ２からなる。ＤＬＣは、バーストフレームを指定する（４ビット＝１１１１）情報である。なお、バーストフレーム以外の通信フレームのレスポンス領域は、フレーム情報（１バイト）、データ（０－１２（最大）バイト）、ＣＲＣ（１バイト）を含む。フレーム情報は、４ビットのＤＬＣと、２ビットのＮＭと、２ビットのＣＴからなり、ＤＬＣ２を含まない。ＤＬＣは、通信フレーム内のデータのデータ長（最大１２バイト）をバイト単位で示す。ＤＬＣの値に応じてフレームの長さも変化する。

ＮＭは、スリープ／ウェイクアップ処理に使用される１ビットのＷａｋｅｕｐ．ｉｎｄと１ビットのＳｌｅｅｐ．ｉｎｄからなる。

マスタノード１０は、ウェイクアップ時に自ノードがトリガとなってクロックを送信した場合、スリープするまでＷａｋｅｕｐ．ｉｎｄに“１ｂ”をセットし続ける。スレーブノード１２は、ウェイクアップ時にウェイクアップパルスを送信した場合、スリープするまでＷａｋｅｕｐ．ｉｎｄに“１ｂ”をセットし続ける。これ以外の場合には、Ｗａｋｅｕｐ．ｉｎｄに“０ｂ”をセットする。

各ノードは、現在スリープして良い状態かどうかをＳｌｅｅｐ．ｉｎｄで示す。各ノードは、スリープ禁止状態ではＳｌｅｅｐ．ｉｎｄに“０ｂ”をセットし、スリープ許可状態ではＳｌｅｅｐ．ｉｎｄに“１ｂ”をセットする。

ＣＴは、フレームの連続性（シーケンス情報）を示すカウンタ値である。ＣＴは、システムごとに使用するかどうかが選択可能である。フレームＩＤ単位で、レスポンス領域の送信時にＣＴをインクリメントする。ＣＴの初期値は“００ｂ”である。ＣＴが“１１ｂ”の次は“００ｂ”に戻る。受信側でＣＴのずれを見つけた場合、フレームの連続性がないと判断される。送信ノードは、送信したフレームがエラーであっても、次に送信するフレームのＣＴをインクリメントして送信する。

なお、送信ノード、受信ノード共に、電源オン時とウェイクアップ時にはＣＴを初期値に戻す。図５はＣＴの使用例を示す。送受信の順番１から８にかけて順にフレームＩＤ欄に該当するフレームが送信され、各ＣＴ欄の値がフレームのＣＴ部に格納されるとする。ＣＴはフレームＩＤ毎に管理されるため、１番目から３番目の送受信でフレームＩＤ“０１ｈ”にレスポンス領域を返すたびにＣＴは１ずつインクリメントされる。４番目の送受信ではフレームＩＤ“０２ｈ”であるため、フレームＩＤ“０２ｈ”用のＣＴがインクリメントされる。５番目の送受信でフレームＩＤ“０１ｈ”が送信された時に、レスポンス領域のＣＴは前回値がインクリメントされ“１１ｂ”になる。

一方、７番目のフレームがエラーで受信できずに8番目のフレームを受信した場合、フレームＩＤ“０２ｈ”の前回ＣＴが“００ｂ”であるにもかかわらず、ＣＴが“１０ｂ”と順序が守られておらず、フレームの連続性が損なわれたと判断する。

ＤＬＣ２は、通信フレーム内のデータのデータ長（最大２５６バイト）をバイト単位で示す。ＤＬＣ２の値に応じてフレームの長さも変化する。

ＣＲＣは誤り検知領域である。

ＣＸＰＩ通信におけるマスタノード１０とスレーブノード１２間の一般的な通信シーケンスについて説明する。ここでは、自動車はステアリングスイッチ、ワイパースイッチ、ライトスイッチ、モータ、ライト等を備え、これらがスレーブノード１２のＩ／Ｏポート５２に接続される。マスタノード１０は、スレーブノード２の各Ｉ／Ｏ端子を入力端子として使うか、出力端子として使うかを設定し、端子の各種機能を指定するＩ／Ｏ設定データをスレーブノード１２に送信できる。また、マスタノード１０は、スレーブノード２のＩ／Ｏ端子の中の出力端子として設定された端子から信号を出力させる仕様を指定する出力指令データもスレーブノード１２に送信できる。さらに、スレーブノード１２は、Ｉ／Ｏ端子の中の入力端子として設定された端子への入力信号を通知する入力通知データをマスタノード１０に送信できる。

図６は、マスタノード１０がＩ／Ｏ設定データをスレーブノード１２に送信する通信の一例を示す。自動車にバッテリが搭載されると、ＣＸＰＩ通信システムに電源が投入される。電源が投入されると、マスタノード１０は、スレーブノード１２にウェイクアップパルスを送信する。スレーブノード１２がウェイクアップパルスを受信すると、ＣＸＰＩドライバ／レシーバ３４は、ウェイクアップパルスを５Ｖ電源３２へ供給し、５Ｖ電源３２を動作させる。５Ｖ電源３２の起動後、スレーブノード１２は、ノーマルモードになり、マスタノード１０へ起動を通知する。自動車のエンジンキーをオフにしても、ＣＸＰＩ通信システムの電源は投入されたままである。

マスタノード１０は、スレーブノード１２からスレーブノードトリガのウェイクアップ（ｗａｋｅ ｕｐ）パルスを受信すると、ノーマルモードになる。マスタノード１０とスレーブノード１２がともにノーマルモードになると、マスタノード１０は、Ｉ／Ｏ設定データをスレーブノード１２に送信する。Ｉ／Ｏ設定データも図４に示すフレームとして送信される。設定データはデータ領域に記述される。マスタノード１０は、設定したいスレーブノード１２のＰＩＤをＰＩＤ領域に記述する。

該当するスレーブノード１２はＩ／Ｏ設定データを受信し、Ｉ／Ｏ設定データに応じて、各Ｉ／Ｏ端子を入力端子として使うか、出力端子として使うかを設定し、設定した端子の機能項目を設定する。設定値は設定レジスタ４６に記憶される。

図７、図８は、マスタノード１０からスレーブノード１２に送信されるＩ／Ｏ設定データの一例を示す。Ｉ／Ｏ設定データは、全Ｉ／Ｏ端子に共通なデータと各Ｉ／Ｏ端子に固有のデータを含む。Ｉ／Ｏ設定データはスレーブノード１２の設定レジスタ４６に記憶される。

全Ｉ／Ｏ端子に共通なデータは、データＮｏ．１乃至データＮｏ．８の８データである。全Ｉ／Ｏ端子に共通なデータは、各端子の機能に設定される可能性のある複数の設定値の候補（パターンとも称される）を表す。各Ｉ／Ｏ端子の固有のデータは、端子に設定されるパターンの識別情報を指定する。

データＮｏ．１は、チャタリングフィルタ５４のチャタリング時間データを表すフィルタ時間データである。１パターンの時間データは１バイトで表わされる。６バイトのデータＮｏ．１は６パターンの時間データを表す。端子入力が発生した場合、スレーブノード１２は直ぐに反応しないで、チャタリング時間の経過後に反応する。チャタリング時間は待機時間とも称される。

データＮｏ．２は、出力端子に接続される機器をオン／オフ通電する際のオン／オフ時間を表す通電時間データである。出力端子は連続して通電するのではなく、通電と非通電を繰り返す。例えば、サイドミラーに接続されるモータに接続されるＩ／Ｏ端子は、第１時間の通電と第２時間の非通電を繰り返し、ミラーを一定角度ずつ動かす。オンデータは通電時間を指定し、オフデータは非通電時間を指定する。オンデータの１パターンは１バイトで表され、オフデータの１パターンも１バイトで表されるので、オン／オフデータの１パターンは２バイトで表される。１２バイトのデータＮｏ．２は６パターンの通電時間のオン／オフデータを表す。

データＮｏ．３は、スリープ中のウェイクアップ監視インターバル時間を表すウェイクアップ監視時間データである。スレーブノード１２はスリープ期間中に周期的にウェイクアップパルスの受信を監視する。監視時間データの１パターンは１バイトで表される。６バイトのデータＮｏ．３は、６パターンの監視時間データを表す。

データＮｏ．４は、フェードインに掛かる時間を表すフェードイン適用時間データである。ＬＥＤは一瞬で点灯、消灯するのではなく、時間を掛けて徐々に点灯、消灯する。フェードイン時間は消灯から点灯に変化する時間であり、フェードアウト時間は点灯から消灯に変化する時間である。適用時間データの１パターンは１バイトで表される。８バイトのデータＮｏ．４は、８パターンの適用時間データを表す。フェードイン、フェードアウトは、ＰＷＭ信号のデューティ比を変えることにより実現される。

データＮｏ．５は、フェードアウトに掛かる時間を表すフェードアウト適用時間データである。適用時間データの１パターンは１バイトで表される。８バイトのデータＮｏ．５は、８パターンの適用時間データを表す。

データＮｏ．６は、ＰＷＭ信号の分解能を８ビット、１０ビット、１２ビットから選択する２ビット（０．２５バイト）のＰＷＭ分解能設定データである。

データＮｏ．７は、ＡＤＣ回路５０が入力信号をアナログ－デジタル変換する際の分解能を８ビット、１０ビット、１２ビットのいずれかに指定する２ビット（０．２５バイト）のＡＤＣ分解能設定データである。

データＮｏ．６とデータＮｏ．７の和は０．５バイト（４ビット）であり、データは１バイト単位で通信されるので、４ビット（０．５バイト）の未使用ビットであるダミーデータとしてデータＮｏ．８が設けられている。

各Ｉ／Ｏ端子に固有のデータは６データである。Ｉ／Ｏ端子Ｐ００に固有のデータはデータＮｏ．９乃至データＮｏ．１４である。

データＮｏ．９は、Ｉ／Ｏ端子Ｐ００をデジタル入力端子（Ｄｉｎ）、デジタル出力端子（Ｄｏｕｔ）、デューティ１００％のオン信号を出力する出力端子（ＰＷＭ）、アナログ入力端子（ＡＤＣ）の４端子のいずれとして使用するかを指定する２ビット（０．２５バイト）のＩ／Ｏ設定データである。

データＮｏ．１０は、Ｉ／Ｏ端子Ｐ００の入力信号を処理するチャタリングフィルタ５４のチャタリング時間パターン（全６パターン）を指定する３ビット（０．３７５バイト）のフィルタ設定データである。

データＮｏ．１１は、Ｉ／Ｏ端子Ｐ００のウェイクアップ監視の可否及び可の場合の監視インターバル時間（全６パターン）を指定する３ビット（０．３７５バイト）のウェイクアップ監視設定データである。監視インターバル時間パターンは、Ｉ／Ｏ設定データの共通部分のデータＮｏ．３によりスレーブノード１２に設定され、設定レジスタ４６に記憶されている。

データＮｏ．１２は、Ｉ／Ｏ端子Ｐ００のＰＷＭ周波数（全１５パターン）を指定する４ビット（０．５バイト）のＰＷＭ設定データである。ＰＷＭ周波数パターンは、Ｉ／Ｏ設定データの共通部分のデータＮｏ．１２によりスレーブノード１２に設定され、設定レジスタ４６に記憶されている。

データＮｏ．１３は、Ｉ／Ｏ端子Ｐ００をＰｕｌｌ ｕｐ（プルアップ）端子として使うか、Ｐｕｌｌ ｄｏｗｎ（プルダウン）端子として使うかを指定する２ビット（０．２５）バイトのプルアップ／プルダウン設定データである。

データＮｏ．１４は、ＣＸＰＩ通信途絶時のＩ／Ｏ端子Ｐ００の出力動作を指定する２ビット（０．２５バイト）の通信途絶時動作データである。例えば、通信が途絶した時、数秒間は出力を継続する、あるいは直ぐに出力を停止することを指定する。

Ｉ／Ｏ端子Ｐ０１に固有のデータはデータＮｏ．１５乃至データＮｏ．２０である。Ｉ／Ｏ端子Ｐ０２に固有のデータはデータＮｏ．２１乃至データＮｏ．２６である。以下、同様に、Ｉ／Ｏ端子の数だけ、固有のデータが通信される。

データＮｏ．１５とデータＮｏ．２１は、データＮｏ．９と同様なＩ／Ｏ設定データである。データＮｏ．１６とデータＮｏ．２２は、データＮｏ．１０と同様なフィルタ設定データである。データＮｏ．１７とデータＮｏ．２３は、データＮｏ．１１と同様なウェイクアップ監視設定データである。データＮｏ．１８とデータＮｏ．２４は、データＮｏ．１２と同様なＰＷＭ設定データである。データＮｏ．１９とデータＮｏ．２５は、データＮｏ．１３と同様なプルアップ／プルダウン設定データである。データＮｏ．２０とデータＮｏ．２６は、データＮｏ．１４と同様な通信途絶時動作データである。

このように、全Ｉ／Ｏ端子に共通なデータＮｏ．１乃至データＮｏ．８は各Ｉ／Ｏ端子に設定される代表的なパターンを指定し、各Ｉ／Ｏ端子固有のデータは各Ｉ／Ｏ端子に設定されるパターンの識別子を指定する。これにより、Ｉ／Ｏ端子数が増加しても、マスタノード１０からスレーブノード１２に通信されるＩ／Ｏ設定データのデータ量の増加が抑えられ、効率的なデータ転送が実現される。また、Ｉ／Ｏ設定データを、全Ｉ／Ｏ端子に共通なデータと各Ｉ／Ｏ端子に固有のデータに分け、各Ｉ／Ｏ端子に固有のデータをＩ／Ｏ端子の数だけ送信することにより、端子数の異なるスレーブノード１２が通信システムに混在しても、マスタノード１０はＩ／Ｏ端子数に応じた柔軟な対応ができ、種々の端子数のスレーブノード１２に対するＩ／Ｏ設定が容易となる。

図９は、全てのＩ／Ｏ端子Ｐ００－Ｐ３０がオン／オフスイッチ１０２に接続されるスレーブノード１２の例を示す。スイッチ１２０の例は、ステアリングスイッチ、ワイパースイッチ、ライトスイッチ等である。全てのＩ／Ｏ端子Ｐ００－Ｐ３０はデジタル入力端子（Ｄｉｎ）として設定される。

図１０は、全てのＩ／Ｏ端子Ｐ００－Ｐ３０がトランジスタ１０４に接続されるスレーブノード１２の例を示す。トランジスタ１０４の例は、モータ、ライト等を駆動するドライバである。全てのＩ／Ｏ端子Ｐ００－Ｐ３０はデジタル出力端子（Ｄｏｕｔ）または出力端子（ＰＷＭ）として設定される。

図１１は、Ｉ／Ｏ端子Ｐ００、Ｐ０１、Ｐ０２が温度センサ１０６やポテンシオメータ１０８に接続されるスレーブノード１２の例を示す。Ｉ／Ｏ端子Ｐ００、Ｐ０１、Ｐ０２はアナログ入力端子（ＡＤＣ）として設定され、Ｉ／Ｏ端子Ｐ１１、Ｐ２１、Ｐ２３、Ｐ３０はデジタル入力端子（Ｄｉｎ）として設定され、Ｉ／Ｏ端子Ｐ１０、Ｐ１２、Ｐ２０、Ｐ２２、Ｐ２４はデジタル出力端子（Ｄｏｕｔ）として設定される。

図１２は、Ｉ／Ｏ端子Ｐ００がランプ１１２に接続され、Ｉ／Ｏ端子Ｐ３０がオン／オフスイッチ１０２に接続され、Ｉ／Ｏ端子Ｐ０１が温度センサ１０６に接続され、Ｉ／Ｏ端子Ｐ０２がポテンシオメータ１０８に接続され、Ｉ／Ｏ端子Ｐ２０－Ｐ２３とＰ１０－Ｐ１３がマトリックス回路１１４に接続されたスレーブノード１２の例を示す。Ｉ／Ｏ端子Ｐ００、Ｐ２０－Ｐ２３（あるいはＰ１０－Ｐ１３）はデジタル出力端子（Ｄｏｕｔ）に設定され、Ｉ／Ｏ端子Ｐ３０、Ｐ１０－Ｐ１３（あるいはＰ２０－Ｐ２３）はデジタル入力端子（Ｄｉｎ）に設定される。

図１３は、スレーブノード１２がＩ／Ｏ端子から信号を出力する際の出力仕様を設定するための出力指令データをマスタノード１０がスレーブノード１２に送信する通信の一例を示す。スレーブノード１２のＩ／Ｏ端子にはモータ、ＬＥＤ等の駆動対象機器が接続される。スレーブノード１２からこれらの駆動対象機器へ駆動信号を出力する必要がある場合、マスタノード１０は、スレーブノード１２に出力指令データを送信する。マスタノード１０は、ボタンスイッチ１２０等からのボタン入力又はマスタノード１０でイベント発生を検知した場合、スレーブノード１２からの出力が必要であると判断し、出力指令データをスレーブノード１２に送信する。あるいは、マスタノード１０はスレーブノード１２から入力通知データ（図１６参照）を受信した場合、出力指令データをスレーブノード１２に送信してもよい。スレーブノード１２は、出力指令データを受信すると、出力指令データに従って出力仕様を設定し、設定した仕様に従って信号を出力する。なお、マスタノード１０はスレーブノード１２にではなく、ネットワーク用ＭＣＵ１２２を介して上位のネットワーク１２４に出力指令データを送信することもある。

図１４、図１５は、マスタノード１０からスレーブノード１２に送信されるＩ／Ｏ端子の出力指令データの一例を示す。出力指令データも、全Ｉ／Ｏ端子に共通なデータと各Ｉ／Ｏ端子に固有のデータを含む。

全Ｉ／Ｏ端子に共通なデータは、データＮｏ．１乃至データＮｏ．３の３データである。全Ｉ／Ｏ端子に共通なデータは、各端子に共通なエラー処理に関する設定項目を表す。各Ｉ／Ｏ端子の固有のデータは、Ｉ／Ｏ設定データの共通部分のデータによりスレーブノード１２に設定され、設定レジスタ４６に記憶されているパターンの識別情報を表す。

データＮｏ．１は、マスタノード１０が最後に受信したデータの通信エラーフラグ（全８種類）を表す４ビット（０．５バイト）の通信エラーフラグである。通信エラーの種類は、ＣＲＣエラー、ＰＩＤにエラーが生じた等である。通信エラーがあった場合、マスタノード１０は出力指令データの共通部分のみスレーブノード１２へ再送する。

データＮｏ．２は、該当スレーブノード１２の異常状態フラグをクリアする１ビット（０．２５バイト）の異常状態クリア要求である。スレーブノード１２は温度が異常に上昇した場合や電源電圧が低下した場合、異常状態となる。スレーブノード１２は異常状態を検知すると、マスタノード１０へ異常状態を通知する。スレーブノード１２は異常状態から復帰後、この要求を受信することで通常の動作に戻る。

データＮｏ．１とデータＮｏ．２の和は５ビット（０．６２５バイト）であり、データは１バイト単位で通信されるので、３ビット（０．３７５バイト）の未使用ビットであるダミーデータとしてデータＮｏ．３が設けられている。

各Ｉ／Ｏ端子に固有のデータは９データである。Ｉ／Ｏ端子Ｐ００に固有のデータはデータＮｏ．４乃至データＮｏ．１２である。

データＮｏ．４は、Ｉ／Ｏ端子Ｐ００のデータ出力のオン（オンで出力端子Ｄｏｕｔ或いはＰＷＭ端子から出力を許可）／オフを指定する１ビット（０．１２５バイト）の出力可否データである。マスタノード１０はこのＩ／Ｏ端子がどの駆動対象機器に接続されているかを認識しており、駆動対象機器を駆動する時に出力を許可する。

データＮｏ．５は、Ｉ／Ｏ端子Ｐ００の通電時間の可否と通電時間パターン（全６パターン）を指定する３ビット（０．３７５バイト）の通電時間出力のパターンデータである。通電時間パターン（全６パターン）は、Ｉ／Ｏ設定データの共通部分のデータＮｏ．２によりスレーブノード１２に設定され、設定レジスタ４６に記憶されている。

データＮｏ．６は、Ｉ／Ｏ端子Ｐ００の通電時間出力の回数（最大１６回）を指定する４ビット（０．５バイト）の通電時間出力の回数データである。

マスタノード１０は、データＮｏ．５、Ｎｏ．６を用いて、Ｉ／Ｏ端子Ｐ００をどのくらいの通電時間で何回通電するかを指定する。

データＮｏ．７は、Ｉ／Ｏ端子Ｐ００のフェードイン時間のパターン（全８パターン）を指定する４ビット（０．５バイト）のフェードインのパターン設定データである。この設定は、該当端子がＰＷＭ出力端子に設定されている時のみ有効である。フェードイン時間パターン（全８パターン）は、Ｉ／Ｏ設定データの共通部分のデータＮｏ．４によりスレーブノード１２に設定され、設定レジスタ４６に記憶されている。

データＮｏ．８は、Ｉ／Ｏ端子Ｐ００のフェードアウト時間のパターン（全８パターン）を指定する４ビット（０．５バイト）のフェードアウトのパターン設定データである。この設定は、該当端子がＰＷＭ出力端子に設定されている時のみ有効である。フェードアウト時間パターン（全８パターン）は、Ｉ／Ｏ設定データの共通部分のデータＮｏ．５によりスレーブノード１２に設定され、設定レジスタ４６に記憶されている。

マスタノード１０は、データＮｏ．７、Ｎｏ．８を用いて、Ｉ／Ｏ端子Ｐ００のＰＷＭ出力をどのようにフェードイン／フェードアウトするかを指定する。

データＮｏ．９は、Ｉ／Ｏ端子Ｐ００のＰＷＭ出力の分解能（１２ビットの場合の上位２ビット）を指定する２ビット（０．２５バイト）のＰＷＭデューティ追加ビット１データである。Ｉ／Ｏ端子Ｐ００のＰＷＭ出力のデューティが８ビット又は１０ビットの場合、スレーブノード１２はデータＮｏ．９を無視する。

データＮｏ．１０は、Ｉ／Ｏ端子Ｐ００のＰＷＭ出力のデューティ（１０ビットの場合の上位２ビット）を指定する２ビット（０．２５バイト）のＰＷＭデューティ追加ビット２データである。Ｉ／Ｏ端子Ｐ００のＰＷＭ出力のデューティが８ビットの場合、スレーブノード１２はデータＮｏ．１０を無視する。

データＮｏ．４乃至データＮｏ．１１の和がバイト単位のデータを構成するように、４ビット（０．５バイト）の未使用ビットであるダミーデータとしてデータＮｏ．１１が設けられている。

データＮｏ．１２は、Ｉ／Ｏ端子Ｐ００のＰＷＭ出力のデューティを指定する１バイト（８ビット）のＰＷＭデューティデータである。Ｉ／Ｏ端子Ｐ００のＰＷＭ出力のデューティが１２ビットの場合、スレーブノード１２はＮｏ．１２のデータの上位にＮｏ．１０、Ｎｏ．９のデータを付け加えて、ＰＷＭ出力のデューティを１２ビットとする。Ｉ／Ｏ端子Ｐ００のＰＷＭ出力のデューティが１０ビットの場合、スレーブノード１２はＮｏ．１２のデータの上位にＮｏ．１０のデータを付け加えて、ＰＷＭ出力のデューティを１０ビットとする。Ｉ／Ｏ端子Ｐ００のＰＷＭ出力のデューティが８ビットの場合、スレーブノード１２はＮｏ．１２のデータに基づいてＰＷＭ出力のデューティを８ビットとする。

Ｉ／Ｏ端子Ｐ０１に固有のデータはデータＮｏ．１３乃至データＮｏ．２１である。以下、同様に、Ｉ／Ｏ端子の数だけ、固有のデータが通信される。

データＮｏ．１３は、データＮｏ．４と同様な出力可否データである。データＮｏ．１４は、データＮｏ．５と同様な通電時間出力のパターンデータである。データＮｏ．１５は、データＮｏ．６と同様な通電時間出力の回数データである。データＮｏ．１６は、データＮｏ．７と同様なフェードインのパターン設定データである。データＮｏ．１７は、データＮｏ．８と同様なフェードアウトのパターン設定データである。データＮｏ．１８は、データＮｏ．９と同様なＰＷＭデューティ追加ビット１データである。データＮｏ．１９は、データＮｏ．１０と同様なＰＷＭデューティ追加ビット２データである。データＮｏ．２０は、データＮｏ．１１と同様なダミーデータである。データＮｏ．２１は、データＮｏ．１２と同様なＰＷＭデューティデータである。

スレーブノード１２は、出力指令データを受信すると、出力指令データに従ってＩ／Ｏ端子の出力仕様を設定し、設定した仕様に従って信号を出力する。

出力指令データをＩ／Ｏ設定データと同様に全端子に共通なデータと各端子に固有のデータに分けたことにより、Ｉ／Ｏ端子数が増加しても、出力指令データのデータ量の増加が抑えられ、効率的なデータ転送が実現される。また、端子数の異なるスレーブノード１２が通信システムに混在しても、マスタノード１０はＩ／Ｏ端子数に応じた柔軟な対応ができ、種々の端子数のスレーブノード１２に対する出力仕様の定が容易となる。

図１６は、スレーブノード１２入力が発生した場合に、スレーブノード１２が入力通知データをマスタノード１０に送信する通信の一例を示す。スレーブノード１２のＩ／Ｏ端子にポテンシオメータ、センサ等の入力機器が接続され、これらの入力機器からスレーブノード１２の端子入力のイベントが発生した場合、入力通知データが送信される。図１３に示す出力指令データの通信と図１６に示す入力通知データの通信は、ユーザの操作やイベントの発生によって開始されるので、送信する順番が決まっている訳ではない。入力通知データは、スレーブノード１２へ入力されたデータをスレーブノード１２の入力仕様に応じてマスタノード１０に通知するものである。

図１７は、スレーブノード１２からマスタノード１０に送信されるＩ／Ｏ端子の入力通知データの一例を示す。入力通知データも、全Ｉ／Ｏ端子に共通なデータと各Ｉ／Ｏ端子に固有のデータを含む。

全Ｉ／Ｏ端子に共通なデータは、データＮｏ．１乃至データＮｏ．３の３データである。全Ｉ／Ｏ端子に共通なデータは、各端子に共通なエラー処理に関する設定項目を表す。各Ｉ／Ｏ端子の固有のデータは、Ｉ／Ｏ設定データの共通部分のデータによりスレーブノード１２に設定され、設定レジスタ４６に記憶されているパターンの識別情報を表す。

入力機器からのアナログ信号はＡＤＣ回路５０を介してＣＸＰＩドライバ／レシーバ３４に入力される。ＡＤＣ回路５０の分解能はスレーブノード１２毎に異なっているので、スレーブノード１２はＡＤＣ回路５０の分解能に関わらず共通のフレームで入力通知データをマスタノード１０に送信する。

データＮｏ．１は、該当スレーブノードが最後に受信したデータの通信エラーフラグ（全９種類）を表す４ビット（０．５バイト）の通信エラーフラグである。

データＮｏ．２は、該当スレーブノード１２の異常状態の通知用フラグを表す２ビット（０．２５バイト）の異常状態フラグである。

データＮｏ．１とデータＮｏ．２の和は６ビット（０．７５バイト）であり、データは１バイト単位で通信されるので、２ビット（０．２５バイト）の未使用ビットであるダミーデータとしてデータＮｏ．３が設けられている。

各Ｉ／Ｏ端子に固有のデータは５データである。Ｉ／Ｏ端子Ｐ００に固有のデータはデータＮｏ．４乃至データＮｏ．８である。

データＮｏ．４は、Ｉ／Ｏ端子Ｐ００のデータ入力のオン（オンでＤｉｎ）／オフを指定する０．１２５バイト（１ビット）の入力可否データである。

データＮｏ．５は、Ｉ／Ｏ端子Ｐ００のＡＤＣ回路５０から入力された値（ＡＤＣ回路５０の分解能が１２ビットの場合の上位２ビット）を表す２ビット（０．２５バイト）のＡＤＣ入力の追加ビット１データである。ＡＤＣ回路５０の分解能が８ビット又は１０ビットの場合、マスタノード１０はデータＮｏ．５を無視する。
無視される。

データＮｏ．６は、Ｉ／Ｏ端子Ｐ００のＡＤＣ回路５０から入力された値（ＡＤＣ回路５０の分解能が１０ビットの場合の上位２ビット）を表す２ビット（０．２５バイト）のＡＤＣ入力の追加ビット２データである。ＡＤＣ回路５０の分解能が８ビットの場合、マスタノード１０はデータＮｏ．６を無視する。

データＮｏ．４乃至データＮｏ．６の和がバイト単位のデータを構成するように、３ビット（０．３７５バイト）の未使用ビットであるダミーデータとしてデータＮｏ．７が設けられている。

データＮｏ．８は、Ｉ／Ｏ端子Ｐ００のＡＤＣ回路５０から入力された値を表す１バイト（８ビット）のＡＤＣ入力である。ＡＤＣ回路５０の分解能が１２ビットの場合、マスタノード１０はＮｏ．１３のデータの上位にＮｏ．１０、Ｎｏ．９のデータを付け加えて１２ビットのデータを受信する。ＡＤＣ回路５０の分解能が１０ビットの場合、マスタノード１０はＮｏ．１３のデータの上位にＮｏ．１０のデータを付け加えて１０ビットのデータを受信する。ＡＤＣ回路５０の分解能が８ビットの場合、マスタノード１０はＮｏ．１３のデータに基づいて８ビットのデータを受信する。

Ｉ／Ｏ端子Ｐ０１に固有のデータはデータＮｏ．９乃至データＮｏ．１３である。以下、同様に、Ｉ／Ｏ端子の数だけ、固有のデータが通信される。

データ９は、データ４と同様な入力可否データである。データ１０は、データ５と同様なＡＤＣ回路５０の入力の追加ビット１データである。データ１１は、データ６と同様なＡＤＣ回路５０の入力の追加ビット２データである。データ１２は、データ７と同様なダミーデータである。データ１３は、データ８と同様なＡＤＣ回路５０の入力データである。

マスタノード１０は、入力通知データを受信すると、Ｉ／Ｏ端子の入力仕様（ここでは、ＡＤＣ回路５０の分解能）を入力通知データに従って解釈し、解釈した仕様に従って信号を受信する。

図１８はスレーブノード１２の他の例を示す。このスレーブノード１２は、多チャンネルのモータドライバ１３２を介してサイドミラー角度調整用モータ１３４Ｒ、１３４Ｌを駆動する例である。サイドミラーの角度調整方向を上下方向、左右方向に指定するセレクタスイッチ１３８、１４０がＩ／Ｏ端子Ｐ０２、Ｐ１０、Ｐ１１、Ｐ１２に接続される。

角度調整用ポテンショメータ１３６Ｒ、１３６Ｌからのモータ位置調整情報がＩ／Ｏ端子Ｐ００、Ｐ０１に入力されると、スレーブノード１２は入力通知データをマスタノード１０へ送信する。入力通知データはモータ位置調整情報を所定の解像度でＡＤ変換したＡＤＣ入力を含む。マスタノード１０は、入力通知データを処理して、モータ１３４Ｒ、１３４Ｌの駆動信号を計算する。マスタノード１０は、駆動信号を含む出力指令データをスレーブノード１２に送信する。スレーブノード１２は、駆動信号をＩ／Ｏ端子Ｐ２０、Ｐ２１、Ｐ２３、Ｐ２４からモータドライバ１３２へ出力する。駆動信号はセレクタスイッチ１３８、１４０から入力された角度調整方向（上下方向又は左右方向）を含む。モータドライバ１３２は、駆動信号に応じてモータ１３４Ｒ、１３４Ｌを駆動する。

図１９はスレーブノード１２のさらに他の例を示す。このスレーブノード１２は、大電流のモータドライバ１４２を介してサイドミラー格納用モータ１４６を駆動する例である。右サイドミラー格納／復帰を指定するセレクタスイッチ１５４と、左サイドミラー格納／復帰を指定するセレクタスイッチ１５６がＩ／Ｏ端子Ｐ０２、Ｐ１０、Ｐ１１、Ｐ１２に接続される。

セレクタスイッチ１５４、１５６からのミラー格納／復帰指示情報がＩ／Ｏ端子Ｐ０２、Ｐ１０、Ｐ１１、Ｐ１２に入力されると、スレーブノード１２は入力通知データをマスタノード１０へ送信する。入力通知データはミラー格納／復帰指示情報を含む。マスタノード１０は、入力通知データを処理して、モータ１４６の駆動信号を計算する。マスタノード１０は、駆動信号を含む出力指令データをスレーブノード１２に送信する。スレーブノード１２は、駆動信号をＩ／Ｏ端子Ｐ２０、Ｐ２１、Ｐ２３、Ｐ２４からモータドライバ１４２へ出力する。モータドライバ１４２は、駆動信号に応じてモータ１４６を駆動する。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１０…マスタノード、１２…スレーブノード、２２…ＣＸＰＩトランシーバ、３４…ＣＸＰＩドライバ／レシーバ、３６…ＣＸＰＩコントロールロジック、４２…ＰＷＭ回路、５０…ＡＤＣ、５２…Ｉ／Ｏポート

Claims (18)

1. 複数の入出力端子を含む受信装置に前記複数の入出力端子の入出力機能を指定する第１設定データを送信する送信装置であって、
   前記第１設定データは、前記複数の入出力端子に共通な第１データと、前記複数の入出力端子それぞれに固有の第２データを含む、送信装置。
2. 前記第１データは前記入出力機能の設定値の候補であり、
   前記第２データは前記候補の識別子である、請求項１記載の送信装置。
3. 前記第１データを送信し、その後複数の前記第２データを送信する、請求項１記載の送信装置。
4. 前記複数の入出力端子の中の出力機能が設定された複数の第１端子の出力態様を指定する第２設定データを送信し、
   前記第２設定データは、前記複数の第１端子に共通な第３データと、前記複数の第１端子それぞれに固有の第４データを含む、請求項１記載の送信装置。
5. 前記第３データは前記出力態様の設定値の候補であり、
   前記第４データは前記候補の識別子である、請求項４記載の送信装置。
6. 前記第３データを送信し、その後複数の前記第４データを送信する、請求項４記載の送信装置。
7. 前記複数の入出力端子の中の入力機能が設定された複数の第２端子からの通知データを受信し、
   前記通知データは、前記複数の第２端子に共通な第５データと、前記複数の第２端子それぞれに固有の第６データを含む、請求項１記載の送信装置。
8. 前記第５データを受信し、その後複数の前記第６データを受信する、請求項７記載の送信装置。
9. 複数の入出力端子を含む受信装置であって、
   送信装置から前記複数の入出力端子の入出力機能を指定する第１設定データを受信し、
   前記第１設定データは、前記複数の入出力端子に共通な第１データと、前記複数の入出力端子それぞれに固有の第２データを含む、受信装置。
10. 前記第１データは前記入出力機能の設定値の候補であり、
    前記第２データは前記候補の識別子である、請求項９記載の受信装置。
11. 前記第１データを受信し、その後複数の前記第２データを受信する、請求項９記載の受信装置。
12. 前記送信装置から前記複数の入出力端子の中の出力機能が設定された複数の第１端子の出力態様を指定する第２設定データを受信し、
    前記第２設定データは、前記複数の第１端子に共通な第３データと、前記複数の第１端子それぞれに固有の第４データを含む、請求項９記載の受信装置。
13. 前記第３データは前記出力態様の設定値の候補であり、
    前記第４データは前記候補の識別子である、請求項１２記載の受信装置。
14. 前記第３データを受信し、その後複数の前記第４データを受信する、請求項１２記載の受信装置。
15. 前記複数の入出力端子の中の入力機能が設定された複数の第２端子からの入力を通知する通知データを前記送信装置に送信し、
    前記通知データは、前記複数の第２端子に共通な第５データと、前記複数の第２端子それぞれに固有の第６データを含む、請求項９記載の受信装置。
16. 前記第５データを受信し、その後複数の前記第６データを受信する、請求項１５記載の受信装置。
17. 複数の入出力端子を含む受信装置に前記複数の入出力端子の入出力機能を指定する第１設定データを送信する送信方法であって、
    前記第１設定データは、前記複数の入出力端子に共通な第１データと、前記複数の入出力端子それぞれに固有の第２データを含む、送信方法。
18. 複数の入出力端子を含む受信装置の受信方法であって、
    送信装置から前記複数の入出力端子の入出力機能を指定する第１設定データを受信し、
    前記第１設定データは、前記複数の入出力端子に共通な第１データと、前記複数の入出力端子それぞれに固有の第２データを含む、受信方法。

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