JP3947330B2 - 同期シリアル通信コントローラ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、マスタ、スレーブ間の送信データや受信データをクロックにより同期させて効率よく送る同期シリアル通信コントローラに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
マスタ、スレーブ間の送受信データをクロックに同期させて転送する3信号または4信号で接続された従来の同期シリアル通信コントローラにおいては、送信時のクロックと受信時のクロックが共通に使用されているため、送信データと受信データを同時に転送することができなかった。たとえば、図8に示したようにマスタ、スレーブ間が送受信クロック信号線TRCLK101、送信データ信号線TXD102、受信データ信号線RXD104、及び受信要求信号線REQ105の4信号線で接続されている場合、マスタからスレーブに送信データTXDを送受信クロックTRCLKによって送出中、スレーブから受信要求信号REQが出ても、マスタは送信データを送出中は受信データを受け取ることはできなかった。たとえば、スレーブとして操作部を想定すると、操作部に画面用データを送信しながら、操作部のキーからの入力データを受信することはできなかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、上記のような不具合を解決するために、スレーブにおいて転送したいデータの発生後、マスタで受信可能となった場合、マスタからスレーブへ受信クロックを転送させ、スレーブは受信クロックに同期させた受信データを転送することによって、データ送信中にも拘わらず、簡単な構成で確実に受信データを取り込める同期シリアル通信コントローラを提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項1記載の発明では、マスタ、スレーブ間の送受信データをクロックに同期させて転送する同期シリアル通信コントローラにおいて、マスタからスレーブに、送信クロックを転送する送信クロック信号線と、前記送信クロック信号線で転送した送信クロックに同期させた送信データを転送する送信データ信号線と、前記マスタから前記スレーブに受信クロックを転送する受信クロック信号線と、前記スレーブから前記マスタに受信データを転送する受信データ信号線と、前記スレーブから前記マスタに受信要求データを転送する受信要求信号線と、を備え、前記マスタは、前記受信要求データを受信後、前記送信データの転送中に拘わらず受信データの受信が可能になると、前記受信クロックを転送することを特徴とするものである。
また、請求項2記載の発明では、請求項1記載の同期シリアル通信コントローラにおいて、前記受信データ信号線は、前記受信クロックに同期した受信データを転送することを特徴とするものである。
また、請求項3記載の発明では、請求項2記載の同期シリアル通信コントローラにおいて、前記受信データ信号線の受信データは、前記受信クロックの立下りでもって前記スレーブから送り出され、前記受信クロックの立上がりでもって前記マスタで受信されることを特徴とするものである。
また、請求項4記載の発明では、請求項1乃至3の何れか1項記載の同期シリアル通信コントローラにおいて、送信データ信号線からは、先頭にスレーブへ格納する先頭アドレスを示した送信データを転送することを特徴とするものである。
【0005】
上記のように構成された請求項1の発明は、マスタは、受信要求データを受信後、送信データの転送中に拘わらず受信データの受信が可能になると、受信クロックを転送するので、スレーブはマスタからの受信クロックを受け取ることによって、受信データを送出してよいタイミングを知ることができる。
また、請求項2の発明は、請求項1のように構成された同期シリアル通信コントローラの発明に加えて、受信データ信号線は、受信クロックに同期した受信データを転送するようになっているので、マスタはデータ送信中にも拘わらず受信クロックに同期した受信データを受け取ることができる。
また、請求項3の発明は、請求項2のように構成された同期シリアル通信コントローラの発明に加えて、受信データ信号線の受信データは、受信クロックの立下りでもってスレーブから送り出され、前記受信クロックの立上がりでもってマスタで受信されるようになっているので、マスタはデータ送信中にも拘わらず受信データを確実に受け取ることができる。
また、請求項4の発明は、請求項1乃至3のいずれか1項のように構成された同期シリアル通信コントローラの発明に加えて、送信データ信号線は、先頭にスレーブへ格納する先頭アドレスを示した送信データを転送するようにしているので、スレーブへ格納したデータの追加や修正を、他の部分をいじらずに簡単に行うことができる。
【0006】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図1は本発明の同期シリアル通信コントローラを使用したシステムの主要な構成図である。図1において、スレーブである操作部11とマスタであるASIC12の間には斜線ブロックで図示した同期シリアル通信コントローラ10が配され、クロック同期式シリアル通信で接続されている。操作部11は、ユーザーインターフェイスのために用意され、画面、キー、タッチパネル、表示用LED、またはブザー等が設定されている。画面は、白黒またはカラー表示が可能になっており、画面を構成する画素はアドレスを持って構成されている。また、ASIC12は、CPU13とCPUバスでもって接続され、メモリ14とはメモリバスでもって接続されている。さらに、ASIC12はCPU13からの指令を解釈して、メモリ14のデータの読み書きを制御している。
【0007】
図2は、図1に示した本発明の同期シリアル通信コントローラ10の各種信号線を示す。操作部11とASIC12との間は5本の信号線、すなわち、送信クロック信号線TCLK1、送信データ信号線TXD2、受信クロック信号線RCLK3、受信データ信号線RXD4、および受信要求信号線REQ5で接続されている。送信データ信号線TXD2は、ASIC12から操作部11に送られる送信データを転送する信号線であり、送信データの内容によってハイ(以下、Hで記す)またはロー(以下、Lで記す)状態となる。送信クロック信号線TCLK1は、ASIC12から操作部11に送られる送信クロックの信号線であり、通信の行われていない状態でH状態になっている。また、タイミング的には同期シリアル通信コントローラ10は、送信クロックの立下りで送信データを出力し、操作部11は送信クロックの立上がりで送信データを取り込むようになっている。また、送信データは、MSB(Most Significant Bit)から送り出される。送信のタイミングの状態を図4に示す。
また、REQ5は、操作部11が送るべきデータが発生した時、またはデータの送るべき要求が生じた時、操作部11から同期シリアル通信コントローラ10を経由してASIC12に送られる。すなわち、操作部11がASIC12に送るべきデータを保持していて、ASIC12に受信要求信号を出してデータを受信して欲しいことを示しており、受信要求の無い場合はL状態であり、受信要求の有る場合はH状態である。さらに、RCLK3は受信クロック信号であり、ASIC12がREQ5信号の受信後、データを受信できる状態にあると操作部11に出力する。また、RCLK3は通信の行われていない状態でH状態である。
また、RXD4は受信データであり、送信データTXD2と同様にデータの内容によってHまたはL状態をとる。操作部11は、RCLK3の立下りで受信データRXD4を出力し、ASIC12はRCLK3の立上がりで受信データRXD4を取り込むようになっている。操作部11は受信データRXD4を全て送り終わったら、RCLK3の立上がり後、或る時間経ってからREQ5信号をL状態にする。受信のタイミングの状態を図5に示す。
【0008】
また、図3は、本発明の同期シリアル通信コントローラ10の主要なブロック図である。図において、送信クロック生成部10aは、システムの基本動作クロックを分周して送信クロックを作る。その分周比は、ASIC12のCPUインタフェース12a内にある図示しない送信クロック分周レジスタで指定することができる。パラレル/シリアル変換部10bは、送信DMAC10eから送られてきた8bitのパラレルデータを送信クロックに同期して出力するため、1bitのシリアルデータに変換する。また、送信DMAC10eはメモリ14格納された送信データをメモリインタフェース(以下、メモリI/Fと記す)を介して、ダイレクト・メモリ・アクセス(DMA)方式で読み出すことが可能である。ステータスレジスタ10hは、送信DMAC10eの起動や動作状態を示すフラグ、受信動作の状態などが記憶されているレジスタ群である。
また、受信クロック生成部10cは、システムの基本動作クロックを分周して、受信クロックを作成し、受信クロック信号線RCLK3上に転送する。その分周比は、送信クロックと同様、ASIC12のCPUインタフェース12a内にある図示しない送信クロック分周レジスタで指定することができる。シリアル/パラレル変換部10dは、受信データの1bitのシリアルデータを、受信クロックに同期させて8bitのパラレルデータに変換し、受信リクエスト処理部10fに渡す。受信リクエスト処理部10fは受信したパラレルデータを受信レジスタ10kに渡す。受信レジスタ10kは、パラレルデータの内容をCPU13が判断したり、またはパラレルデータをメモリ14に格納するまで保持させておく。ここで、もし受信レジスタ10kを受信データのすべてに渡って記憶できるだけの容量を持たせるようにシステムを構成すれば、受信要求の信号が確立した時に自動的に受信クロックを発生さえて、受信データを受信レジスタ10kに取り込ませるようにすることも可能である。
【0009】
また、図6は、請求項4における送信データの内容を示した図である。送信データ信号線TXDから送出される送信データの先頭は、8ビット構成のハイアドレス(ADR-H)とローアドレス(ADR-L)からなり、その後にデータ(DATA0〜DATAn)が続く構成となっている。この送信データは、操作部11の画面のデータであったり、LEDの点灯パターンのデータであったり、または表示部の点灯データであったりする。図7に操作部11にあるメモリマップの状態を示す。たとえば、操作部11にある画面に絵を表示するためには、ASIC12からの送信データのアドレスを0x0000として、続けて1画面分のデータを送ればよい。アドレスを指定することで1ライン分のデータも書き換え可能である。
【0010】
【発明の効果】
以上のように請求項1の発明によれば、スレーブはマスタからの受信クロックを受け取ることによって、受信データ送出のタイミングを確実に把握可能にした同期シリアル通信コントローラを提供できるようになった。
請求項2の発明によれば、請求項1の同期シリアル通信コントローラの発明に加えて、マスタのデータ送信中にも拘わらず、受信クロックに同期したデータを受信可能にした同期シリアル通信コントローラを提供することができるようになった。
請求項3の発明によれば、請求項2の同期シリアル通信コントローラの発明に加えて、マスタはデータ送信中にも拘わらず、受信クロックに同期した受信データを確実に受け取る同期シリアル通信コントローラを提供することができるようになった。
請求項4の発明によれば、請求項1乃至3の何れか1項記載の同期シリアル通信コントローラの発明に加えて、送信データ信号線は、先頭にスレーブへ格納する先頭アドレスを示した送信データを転送するようにしたので、スレーブへ格納するデータの追加や修正を、他の部分をいじらずに簡単に行える同期シリアル通信コントローラを提供することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の同期シリアル通信コントローラを使用したシステムの主要な構成図である。
【図2】本発明の同期シリアル通信コントローラの信号線を説明する説明図である。
【図3】本発明の同期シリアル通信コントローラの主要なブロック図である。
【図4】送信データを送信するタイミングを説明する説明図である。
【図5】受信データを受信するタイミングを説明する説明図である。
【図6】データの先頭にアドレスを備えた送信データを説明する説明図である。
【図7】操作部のメモリマップの状態を説明する説明図である。
【図8】従来の4信号で接続されたマスタとスレーブ間の送受信を説明する説明図である。
【符号の説明】
1 送信クロック信号線(TCLK)
2 送信データ信号線(TXD)
3 受信クロック信号線(RCLK)
4 受信データ信号線(RXD)
5 受信要求信号線(REQ)
10 同期シリアル通信コントローラ
10a 送信クロック生成部
10b パラレル/シリアル変換部
10c 受信クロック生成部
10d シリアル/パラレル変換部
10e 送信DMAC
10f 受信リクエスト処理部
10h ステイタスレジスタ
10k 受信レジスタ
11 操作部
12 ASIC
12a CPUインタフェース
13 CPU
14 メモリ
Claims (4)
- マスタ、スレーブ間の送受信データをクロックに同期させて転送する同期シリアル通信コントローラにおいて、
マスタからスレーブに、送信クロックを転送する送信クロック信号線と、
前記送信クロック信号線で転送した送信クロックに同期させた送信データを転送する送信データ信号線と、
前記マスタから前記スレーブに受信クロックを転送する受信クロック信号線と、
前記スレーブから前記マスタに受信データを転送する受信データ信号線と、
前記スレーブから前記マスタに受信要求データを転送する受信要求信号線と、を備え、
前記マスタは、前記受信要求データを受信後、前記送信データの転送中に拘わらず受信データの受信が可能になると、前記受信クロックを転送することを特徴とする同期シリアル通信コントローラ。 - 請求項1記載の同期シリアル通信コントローラにおいて、前記受信データ信号線は、前記受信クロックに同期した受信データを転送することを特徴とする同期シリアル通信コントローラ。
- 請求項2記載の同期シリアル通信コントローラにおいて、前記受信データ信号線の受信データは、前記受信クロックの立下りでもって前記スレーブから送り出され、前記受信クロックの立上がりでもって前記マスタで受信されることを特徴とする同期シリアル通信コントローラ。
- 請求項1乃至3の何れか1項記載の同期シリアル通信コントローラにおいて、送信データ信号線からは、先頭にスレーブへ格納する先頭アドレスを示した送信データを転送することを特徴とする同期シリアル通信コントローラ。
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