JP2720855B2 - 赤外線通信の受信回路 - Google Patents

赤外線通信の受信回路

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、赤外線(IR)を
使用してデータの通信を行う装置において、赤外線のデ
ータを受け取り、IRのデータフォーマットからUAR
T(Universal Asynchronous
Receiver−Transmitter)のデータ
フォーマットに変換する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】シリアル通信方式にはRS232C、R
S422などの有線方式と赤外線通信や電波の通信のよ
うな無線方式の通信がある。
【0003】有線方式の通信ではデータ転送を行うため
にケーブル等の線が必要となる。その点、無線方式の通
信はケーブルを必要としないため余分な外部配線を必要
としない。
【0004】この無線方式の中でも赤外線を使用した通
信方式の中にはテレビのリモコンの方式やシャープ社の
提唱しているASK方式等があるが、特に最近注目を集
めてきたのが、ヒューレットパッカード社、ほか数社で
提唱しているIrDA(Infrared Data
Association)という赤外線通信の方式であ
る。
【0005】IrDAに使用するシリアルのデータ系列
は基本的に16550UARTのデータを変換したもの
を考えており、送信時はUARTの信号からIrDAの
信号を作り出し、受信時はIrDAの信号からUART
の信号に復元してシリアルデータの送受信を行ってい
る。
【0006】こういった事を前提にしてヒューレット・
パッカード社ではIrDAの前身であるHP−SIRの
推奨する送受信回路の例というものを提示している(H
PSIR Serial Infrared Comm
unications Hardware Desig
n Guide)。
【0007】この中の受信回路を抜き出したものを図6
に示す。
【0008】この回路ではIrRx信号の立ち下がりか
らUART CLKの16クロック分だけUARTのロ
ー・データを出力する機構になっている。
【0009】また、この回路は赤外線通信を行う機器間
のシリアルクロック周波数の違いから発生するデータの
ずれに対してUARTのビット周期の半分までのマージ
ンが取れる機構になっている。
【0010】赤外線を利用したデータ送受信装置の中に
はIrDA以外に、転送するデータをFM変調し映像信
号の空間伝送装置の伝送フォーマットを判定することに
より受信装置における復調回路の最適化を実現する装置
(特開平5−316517号伝送フォーマット判定装置
ソニー株式会社 中嶋康久)や赤外線データを受ける
受光部を可動式とすることで、データ処理装置の空間的
な配置の自由度が広がると共に、設備コストの低減を図
ることができるもの(特開平5−167538号 赤外
線データ通信装置 スター精密株式会社 増田寿、特開
平5−101005号 赤外線データ通信装置 スター
精密株式会社 増田寿)がある。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】ヒューレット・パッカ
ードが推奨する回路を使用すればIrDAの物理層の機
能はすべて満足するが回路数及び配線量がまだ多いため
ゲート数の少ないチップで構成するには更に縮小化する
必要がある。
【0012】例えばIrDAの変換回路をゲート容量の
少ないPALなどで実現する場合がこれに相当する。
【0013】FPGAやゲートアレイでこの回路を実現
する場合でも、少しでも回路数が少ない方が、他の機能
ブロックも入れることが出来るため回路を縮小化する必
要がある。
【0014】特開平5−316517号公報記載の伝送
フォーマット判定装置はFM変調まで行っているためノ
イズに対しては強いのだが、回路が複雑化し、より少な
いゲート数で安価に回路を実現しようとするIrDAの
考え方から外れてしまう。
【0015】特開平5−167538号公報記載の赤外
線データ通信装置、及び特開平5−101005号公報
記載の赤外線データ通信装置は、赤外線の受光部を可動
式とするため赤外線の回路そのものは変更しなくても済
むが構造的に複雑になってしまうため、これも安価に回
路を実現しようとするIrDAの考え方から外れてしま
う。
【0016】本発明ではIrDAからUARTへ復元す
る回路をなるべく少ないゲート数と配線量で実現するこ
とを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために回路の周波数に対するマージンを小さくす
ることで回路数の削減を行った。
【0018】即ち、請求項1記載の発明によれば、赤外
線の光信号を電気信号に変換する光−電気信号変換機構
と、該光−電気信号変換機構により電気信号に変換され
たシリアルデータのハイレベルを検出する検出機構と、
前記シリアルデータのハイレベルをシリアルのUART
信号のローレベルのスタートとして判定する判定機構
と、UART信号を作るために使用する16進カウンタ
と、前記判定機構及び前記16進カウンタの出力を元に
UARTのローレベルからハイレベルに戻すリセット機
構と、前記光−電気信号変換機構、前記検出機構、前記
判定機構、前記16進カウンタ、及び前記リセット機構
を使用し、赤外線のデータ転送フォーマットからUAR
Tの信号に変換する変換機構とを有することを特徴とす
る赤外線通信の受信回路が得られる。
【0019】請求項2記載の発明によれば、IrDAデ
ータとUARTデータとを相互に変換する赤外線送信エ
ンコーダ及び赤外線受信デコーダと、エンコードデータ
を赤外線出力に変換するLED及びドライバ並びに赤外
線入力をデコーダデータに変換する赤外線検出器及び受
信アンプとを含むIrDAの送受信インターフェースに
おいて、該IrDAの送受信インターフェースの受信側
に、請求項1記載の赤外線通信の受信回路が備えられて
いることを特徴とするIrDAの送受信インターフェー
スが得られる。
【0020】更に、請求項3記載の発明によれば、ダイ
レクト・プリセット及びダイレクト・リセットを有し、
IrDAのビット0の信号を検出するDFFと、UAR
T信号のビット周期分の長さをカウントし、UART
Rx信号を作り出す16進のカウンタとを有することを
特徴とする赤外線通信の受信回路が得られる。
【0021】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図面に
より詳細に説明する。
【0022】まず、第1に、本発明の一実施形態による
赤外線通信の受信回路を用いたIrDAの送受信インタ
ーフェース(I/F)のブロック図を図1に示す。
【0023】図1に示すように、この送受信I/Fは、
IrDAデータとUARTデータを相互に変換する赤外
線送信エンコーダ及び赤外線受信デコーダと、エンコー
ド・データを赤外線出力に変換するLED及びそのドラ
イバ並びに赤外線入力をデコーダ・データに変換する赤
外線検出器及び受信アンプとから成り立っている。
【0024】本発明は、上述の送受信I/Fの受信側に
存在する。以下、本発明の一実施形態による赤外線通信
の受信回路について説明する。
【0025】受信側には送信側から送られてくる、赤外
線の光信号を電気信号に変換する光−電気信号変換機構
が有り、この電気信号を元に本実施形態の回路は、シリ
アルデータの処理を行う。
【0026】IrDAではデータを出力する際の規定が
あり、ビットがローのときにUARTのシリアルデータ
のビット周期に対し3/16周期分のパルス幅を出力す
ることになっている。
【0027】受信側ではこのパルス幅の信号が来たらI
rDAのビットがローの信号とみなしデータを受信す
る。即ち、受信側は、光−電気信号変換機構により電気
信号に変換されたシリアルデータのハイレベルを検出す
る検出機構を有している。
【0028】しかし、IrDAは赤外線という光でデー
タを飛ばすため距離が離れるとその分、受信側で受ける
パワーが弱まってしまい、場合によっては受信側ではパ
ルス幅が3/16周期分の幅が取れないことがある。
【0029】そこで実際には受信側では何等かのパルス
信号が来たら、そのパルス幅にかかわらずビットのロー
信号とみなして信号を受信するようにしている。
【0030】図2にUARTフレーム、図3にIrDA
フレームのフレーム構成図を示しておく。
【0031】図2からわかるようにUARTフレームに
おいてシリアルデータのロー信号はビットデータの0を
示し、シリアルデータのハイ信号は1を示す。
【0032】同様に図3からわかるようにIrDAフレ
ームではビットデータの0はビット周期の3/16周期
分だけ、信号をハイにすることで表す。
【0033】図2のUARTフレームはストップビット
1ビット、パリティなしのデータであり、図3のIrD
Aフレームは図2のデータをIrDAの信号に変換した
際のフレームデータを示している。
【0034】また、表1にIrDAのビットレートとパ
ルス幅の参考までに仕様を示しておく。
【0035】
【表1】 本実施形態の具体的な回路図を図4に示す。
【0036】図4においてUART CLKは、本回路
を動作させるための基本クロックであり、シリアルのデ
ータ転送周波数の16倍のクロックを供給する。
【0037】RESETは本発明の回路に電源を投入す
る際や回路の動作をやり直す際にアクティブ・ハイの信
号を入れることで、フリップ・フロップのリセットを行
う。
【0038】IrRxはフォト・ダイオードなどで赤外
線の信号を電気信号に変換した信号である。
【0039】UART RxはIrDAの信号をUAR
T信号に変換した後のデータである。
【0040】図4において1はダイレクト・プリセット
PRとダイレクト・リセットRDを備えたDフリップ・
フロップ(以下「DFF」という)であり、PR、RD
共にアクティブ・ハイである。
【0041】DFF1はフォト・トランジスタにより赤
外線からIrDAの信号変換されたIrDAのビット信
号の検出を行う部分である。
【0042】図3にも示したとおりビット・データの0
をビットデータの3/16周期分ハイにすることで表す
ため、IrDAの信号がハイになった瞬間シリアルのロ
ーのデータが来たとみなす。即ち、DFF1は、シリア
ルデータのハイレベルをシリアルのUART信号のロー
レベルのスタートとして判定する判定機構を有する。
【0043】尚、DFF1のRDは、本発明の機能が変
わらないため同期リセットでも構わない。
【0044】2はダイレクト・リセットRDを備え、出
力にQの反転信号を備えたDFFであり、DFF1で作
り出された信号をUART CLKで同期信号に変換
し、DFF2によりUART Rx信号を作り出す。
【0045】尚、DFF2のRDもDFF1と同様に、
同期リセットでも構わない。
【0046】3はOR回路であり、このOR回路3はD
FF2の信号、又はRESET信号がハイの時に後述す
るカウンタ4のRDをアクティブにするための回路であ
る。
【0047】4はダイレクト・リセットRDを備えた1
6進のカウンタであり、UART CLKを基準としてU
ARTのビット・クロック幅をカウントする部分であ
る。この16進カウンタ4は、UART信号を作るため
に使用される。
【0048】5はAND回路であり、このAND回路5
により、16進カウンタ4のカウントがある一定値に達
したら16進カウンタ4のカウンタを止めるための信号
を作り出す。即ち、AND回路5は、上述の判定機構及
び16進カウンタ4の出力を元にUARTのローレベル
からハイレベルに戻すリセット機構を有している。
【0049】図5に本発明の回路でIRの信号を受信し
たときの16進カウンタとUART Rxの信号の変化を
書いたタイムチャートを示しておく。
【0050】これからわかるようにIrRx信号がアク
ティブになるとUART CLKに同期してUART
RxがローになりカウンタによりUARTのビット周期
分の幅のクロック数だけカウントしたらUART Rx
がハイに戻るようになっている。即ち、受信側には、上
述の光−電気信号変換機構、検出機構、判定機構、16
進カウンタ、及びリセット機構を使用し、赤外線のデー
タ転送フォーマットからUARTの信号に変換する変換
機構を備えている。
【0051】
【発明の効果】IrDAの受信回路を簡単化することで
回路全体のゲート数を減らし、より安価なシステムを構
成することが出来る。
【0052】また、より少ないゲートのチップを使用す
ることでチップの小型化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】IrDAの送受信I/Fのブロック図である。
【図2】UARTフレームのフレーム構成図である。
【図3】IrDAフレームのフレーム構成図である。
【図4】本発明の一実施形態による回路図である。
【図5】図4に示す回路を使用した回路のタイムチャー
トである。
【図6】従来のHPSIRからUART信号へ変換する
ための推奨回路図である。
【符合の説明】
1 DFF 2 DFF 3 OR回路 4 16進カウンタ 5 AND回路
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04B 10/14 10/22 10/26 H04L 25/38 29/08

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 赤外線の光信号を電気信号に変換する光
    −電気信号変換機構と、該光−電気信号変換機構により
    電気信号に変換されたシリアルデータのハイレベルを検
    出する検出機構と、前記シリアルデータのハイレベルを
    シリアルのUART信号のローレベルのスタートとして
    判定する判定機構と、UART信号を作るために使用す
    る16進カウンタと、前記判定機構及び前記16進カウ
    ンタの出力を元にUARTのローレベルからハイレベル
    に戻すリセット機構と、前記光−電気信号変換機構、前
    記検出機構、前記判定機構、前記16進カウンタ、及び
    前記リセット機構を使用し、赤外線のデータ転送フォー
    マットからUARTの信号に変換する変換機構とを有す
    ることを特徴とする赤外線通信の受信回路。
  2. 【請求項2】 IrDAデータとUARTデータとを相
    互に変換する赤外線送信エンコーダ及び赤外線受信デコ
    ーダと、エンコードデータを赤外線出力に変換するLE
    D及びドライバ並びに赤外線入力をデコーダデータに変
    換する赤外線検出器及び受信アンプとを含むIrDAの
    送受信インターフェースにおいて、該IrDAの送受信
    インターフェースの受信側に、請求項1記載の赤外線通
    信の受信回路が備えられていることを特徴とするIrD
    Aの送受信インターフェース。
  3. 【請求項3】 ダイレクト・プリセット及びダイレクト
    ・リセットを有し、IrDAのビット0の信号を検出す
    るDFFと、UART信号のビット周期分の長さをカウ
    ントし、UART Rx信号を作り出す16進のカウン
    タとを有することを特徴とする赤外線通信の受信回路。
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JP4597583B2 (ja) * 2004-05-31 2010-12-15 シャープ株式会社 データ送信装置、データ受信装置、通信システム、データ送信装置の制御プログラム、データ受信装置の制御プログラム、および、コンピュータ読み取り可能な記録媒体
EP1780984A4 (en) 2004-08-06 2012-05-30 Sharp Kk TRANSMITTER, RECEIVER, COMMUNICATION SYSTEM, COMMUNICATION METHOD, AND COMMUNICATION PROGRAM
US8051182B2 (en) 2005-01-28 2011-11-01 Sharp Kabushiki Kaisha Communication device, communication system, communication method, communication program, and communication circuit

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