JP4056832B2 - データ通信方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マスタからスレーブの方向とスレーブからマスタの方向とに分けた制御ラインで、共通のデータラインを介して行うデータ通信を制御するデータ通信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、複数のプロセッサ、ユニット、機器などの通信ノード間で共通のデータバスを介してデータを通信するデータ通信の方式には、大別してマルチマスタ方式とマスタ−スレーブ方式とがある。図９は、（ａ）でマルチマスタ方式の例を示し、（ｂ）でマスタ−スレーブ方式の例を示す。
【０００３】
図９（ａ）に示すマルチマスタ方式は、複数の通信ノード１Ａ〜１Ｆ間が共通のバス２で相互接続され、通信に参加するすべての通信ノード１Ａ〜１Ｆがマスタとなり、バス２の管理権を得て、他の通信ノードに対するデータの送信を行い得る。ただし、いずれかの通信ノード１Ａ〜１Ｂがマスタになってしまうと、他の通信ノードはスレーブとなる。つまり、データの送信に関しては早いもの勝ちとなる。よって、どの通信ノード１Ａ〜１Ｆ間でも通信が可能であるけれども、全く同時に送信しようとしたときは、何らかの調停が必要である。
【０００４】
特開平６−１２３６６号公報には、システムバス割当て回路によってシステムバスの使用権の調停を行い、複数のプロセッサ間相互でデータ転送を行うバス使用権調停制御システムについての先行技術が開示されている。システムバス割当て回路は、どのプロセッサがシステムバスの使用権の要求を行うことが可能であるかを示す情報を任意に設定可能な機能を備えていて、設定されたプロセッサ番号を順次システムバス上に送出し、そのプロセッサ番号に対応するプロセッサがバス使用権獲得要求を行えば、そのプロセッサから他のプロセッサに対するデータ送信が可能になる。
【０００５】
図９（ｂ）に示すマスタ−スレーブ方式は、マスタとなる通信ノード１Ａが固定で、通信はマスタとスレーブとなる通信ノード１Ｂ〜１Ｆとの間で行う。マスタとなる通信ノード１Ａが固定されているので、バスの管理権に関する調停は不要であり、構成は簡単になる。通信の管理は、マスタとなる通信ノード１Ａのみが行うので、スレーブとなる通信ノード１Ｂ〜１Ｆ間の通信を行うことができず、一旦マスタとなる通信ノード１Ａとの間で通信を行い、さらにマスタとなる通信ノード１Ａが他の通信ノードに対する通信を行うようにする必要がある。
【０００６】
特開平６−２６６６５８号公報には、マスタとして指定されるプロセッサから他のプロセッサに同期信号とステータス信号を供給して、データ通信を行うプロセッサを指定し、指定されたプロセッサは同期信号にタイミングを合わせてデータを送信するマルチプロセッサ用バスシステムの先行技術が開示されている。
【０００７】
図１０はマスタ−スレーブ方式でデータ通信を行うための基本的な構成を示し、図１１はデータ通信システムの概要を示す。図１０に示すように、バス２を介して相互に接続されている２つの通信ノードの一方がマスタ３となり、他方がスレーブ４となる。バス２には、双方向性のデータライン５と制御ライン６とが含まれる。図１１（ａ）はデータの送受にデータライン５を使用するシステムを示し、図１１（ｂ）はデータの送受にデータライン５および制御ライン６の両方を使用するシステムを示す。
【０００８】
データ通信では、バイト単位のデータをある程度の数まとめて、フレームとして送信する。このとき、受信側では、データを確実に受信することができたか否かを確認するために、受信側は送信側からのデータを正常に受信しているか否かを１バイト単位で確認し、正常に受信していれば応答信号を受信側から返答する。これには、データライン５を使用して予め定められる伝送制御用の肯定応答信号であるＡＣＫ信号として応答したり、制御ライン５を使用してＡＮＳ信号として応答することが考えられている。
【０００９】
図１１（ａ）に示すシステムでは、エラー検出時にはＡＣＫを返さないで、たとえば予め定める伝送制御用の否定応答信号であるＮＡＫを返答する等で、エラー検出を伝えることができる。また、受信処理に時間がかかるようなときは、次のデータ送信を待つポーズの要求を行うこともある。データライン５を利用して返答を行うときは、ＡＣＫやＮＡＫとは異なるポーズ要求も、それぞれ特定の応答コードで区別して行うことができる。
【００１０】
図１１（ｂ）に示すシステムでは、データライン５を介する正常なデータの受信毎に、制御ライン６を介してＡＮＳを返し、エラー時にはＡＮＳを返さないことで、エラー検出を伝えることができる。また、ポーズの要求も、制御ライン６やクロックラインのレベルを一定に保つことや、次のデータ受信が可能になるまでＡＮＳの返答を遅れさせることで可能となる。
【００１１】
一方、１バイト毎に応答を返さずに、フレームでまとめてＡＣＫを返す方法も考えられる。しかし、この方法では、途中でエラーを検出しても、それをデータライン５上のＡＣＫ等では伝えることができないので、制御ライン６のレベルを変えて伝えることになるけれども、そうすると、ポーズ要求の信号と重複してしまう。
【００１２】
バイト単位のデータを、ある程度の数まとめてフレームとして送信するデータ通信では、データ量が大きい場合には複数のフレームに分けて伝送する必要がある。これを複数フレーム通信と呼ぶ。複数フレーム通信をマスタ−スレーブの通信方式において実現する場合には、スレーブ４からの通信時はバス使用権要求だけでは、そのスレーブ４が単フレーム通信をしようとしているのか、複数フレーム通信しようとしているのか判別ができない。また、図９（ｂ）に示すように複数のスレーブとなる通信ノード１Ｂ〜１Ｆからバス使用権要求が出されると、どのスレーブがバス２を使用して先にデータを送信することができるかは、マスタとなる通信ノード１Ａがスレーブとなる各通信ノード１Ｂ〜１Ｆのうちの一つに対してＥＮＱ信号で問い合せを行う順序による。
【００１３】
すなわち、図１２に示すように、スレーブ４はマスタ３に対してデータライン５に所定のタイミングｔでバス２の使用権を要求することはできるけれども、マスタ３はどのスレーブ４かやどのような通信形態かは不明なまま、バス２の使用権を認めるか否かの判断を行う必要がある。
【００１４】
【特許文献１】
特開平６−１２３６６号公報
【特許文献２】
特開平６−２６６６５８号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
図１１（ａ）に示すように、データライン５でデータと応答との送受信を行うシステムでは、前述のように、フレーム送信中のエラー検出の通知は制御ライン６を介して行うようにすることができるけれども、制御ライン６を介して送ることができる情報量は少ないので、ポーズの要求を送信することはできない。またマスタ３に対してスレーブ４がバス使用権要求などを行う際にも、マスタ３には充分な情報を得ることができない。
【００１６】
本発明の目的は、簡単な構成でデータ通信とその応答を複数種類使い分けて行うことができるデータ通信方法を提供することである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、共通のデータラインを介するデータの転送を制御する制御ラインを、マスタからスレーブの方向と、スレーブからマスタの方向とに分けて設けておき、マスタとスレーブとの間でデータ通信を行うデータ通信方法であって、
マスタまたはスレーブの一方から他方へのデータ送信中に、該他方が該一方の方向への制御ラインの信号レベルを、予め定める時間だけ論理的に反転するように変化させると、該一方からのデータ送信を一時的に停止させるポーズ要求となり、
該他方が該信号レベルを論理的に反転させる時間が該予め定める時間を超えると、該一方からのデータ送信の終了要求となることを特徴とするデータ通信方法である。
【００２４】
本発明に従えば、データ通信は、マスタとスレーブとに共通なデータラインを介して行う。データの転送を制御するために、マスタからスレーブの方向と、スレーブからマスタの方向とに分けて制御ラインを設けておく。たとえばマスタからスレーブへのデータ送信中に、スレーブがスレーブからマスタの方向への制御ラインの信号レベルを、予め定める時間だけ論理的に反転するように変化させると、マスタからのデータ送信を一時的に停止させるポーズ要求となり、スレーブが信号レベルを論理的に反転させる時間が予め定める時間を超えると、マスタからのデータ送信の終了要求となるので、１本の制御ラインで、ポーズ要求と通信終了要求を兼用させることができる。マスタがマスタからスレーブの方向への制御ラインを兼用させて、スレーブからマスタへのデータ通信についても同様に制御することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態としてのデータ通信システム１０の概略的な構成を示す。データ通信システム１０は、マスタ１１となる通信ノードと、スレーブ１２，１３，…となる通信ノードとを、共通のバス２０で相互に接続して形成される。バス２０は、データバス２１と、マスタ１１からスレーブ１２，１３，…の方向への制御バス２２と、スレーブ１２，１３，…からマスタ１１の方向への制御バス２３とを含む。マスタ１１は、選択手段３１と制御手段３２とタイマ３３とを含む。マスタ１１は、送信手段３４および受信手段３５も含む。各スレーブ１２，１３，…は、応答手段４１と送信手段４２と受信手段４３とを含む。
【００３２】
マスタ１１と複数のスレーブ１２，１３，…との間で、データ通信を共通のデータラインであるデータバス２１を介して行うデータ通信システム１０は、データの転送を制御する制御ライン２２，２３を、マスタ１１からスレーブ１２，１３，…の方向と、スレーブ１２，１３，…からマスタ１１の方向とに分けて設けておく。
【００３３】
マスタ１１の選択手段３１は、スレーブ１２，１３，…間でデータ通信を行うスレーブ１２，１３，…の一方をサブマスタとして選択する。タイマ３３は、サブマスタがデータ通信を行うことが可能な時間を規制する。制御手段３２は、選択手段３１によってサブマスタの選択が開始されると、マスタ１１からスレーブ１２，１３，…の方向への制御ラインである制御バス２２の信号レベルを予め定める論理値に対応するように変化させ、スレーブ１２，１３，…からマスタ１１の方向への制御ラインである制御バス２３を介して、予め定める信号レベルの変化で、選択されたスレーブ１２，１３，…からデータ通信の終了通知を受信するとき、またはタイマ３３による時間規制が有効になるとき、マスタ１１からスレーブ１２，１３，…の方向への制御バス２２の信号レベルの変化を停止するように制御する。
【００３４】
各スレーブ１２，１３，…の応答手段４１は、マスタ１１の選択手段３１によって選択されるとき、他のスレーブ１２，１３，…に対して送信するデータがあれば、スレーブ１２，１３，…からマスタ１１の方向への制御バス２３の信号レベルを予め定められるように変化させる。送信手段４２は、応答手段４１による信号レベルの変化の後で、共通のデータバス２１を使用し、他のスレーブ１２，１３，…に対するデータを送信する。受信手段４３は、他のスレーブ１２，１３，…がサブマスタとして選択された後で、そのサブマスタから送信されるデータを受信する。各スレーブ１２，１３，…の応答手段４１は、他のスレーブ１２，１３，…へのデータの送信が終了すると、マスタ１１の制御手段３２に対して、スレーブ１２，１３，…からマスタ１１の方向への制御バス２３の信号レベルの予め定めた変化で、データ通信の終了通知を行うので、バス２０の使用権をサブマスタからマスタに引き渡すことができる。
【００３５】
図２は、図１の制御バス２２，２３上の信号による状態遷移を示す。以下の説明では、マスタ１１からスレーブ１２，１３，…の方向への制御バス２２をＭＣＬ（Master Control Line ）、スレーブ１２，１３，…からマスタ１１の方向への制御バス２３をＳＣＬ（Slave Control Line）として示す。各制御バス２２，２３は、通常５Ｖや１Ｖなど、一定の電圧レベルとなるＨレベルにプルアップされており、０Ｖ付近のＬレベルまでプルダウンされるとアクティブになる。なお、本実施形態でのデータ通信では、ＨレベルやＬレベルの区別は便宜的なものであり、ＨとＬとを逆に取扱うようにすることもできる。また、電圧レベルで信号を表すばかりではなく、電流レベルで信号を表すこともできる。
【００３６】
一般的な状態遷移として、次の▲１▼〜▲４▼のケースを想定することができる。
▲１▼マスタ→スレーブ通信時に、ポーズ要求が入る場合は、ｂ（全ての通信待ち）→ｅ（通信中）→ｆ（ポーズ中、スレーブ間通信終了）→ｅ（通信中）→ａ（単フレーム通信待ち）→ｂ（全ての通信待ち）の状態遷移となる。スレーブ１２，１３，…は、受信中に何らかの理由で送信データを待って欲しい場合に、「ｆ」の状態で、ＳＣＬをたとえば２ｍ秒の所定時間以内の範囲でＬレベルにすることによって、マスタ１１からの送信の一時停止を要求することができる。また、通信断の要求時には、ＳＣＬを所定時間以上Ｌレベルにし、ｅ→ｆ→ｈ→ａの経路を通るようにする。所定時間は、タイマ３３によって計時する。
【００３７】
▲２▼スレーブ→マスタ通信時に、ポーズ要求が入る場合は、ｂ（全ての通信待ち）→ｃ（スレーブ通信要求）→ｄ（相手確認）→ｅ（通信中）→ｇ（ポーズ）→ｅ（通信中）→ａ（単フレーム通信待ち）→ｂ（全ての通信待ち）の状態遷移となる。マスタ１１は、受信中に何らかの理由で送信データを待って欲しい場合は、「ｇ」の状態でＭＣＬを２ｍ秒の所定時間以内の範囲でＨレベルにすることによって、スレーブ１２，１３，…からの送信の一時停止を要求することができる。また、通信断の要求時には、ＭＣＬを所定時間以上Ｈレベルにして、ｅ→ｇ→ａの経路を通るようにする。
【００３８】
▲３▼マスタ→スレーブの複数フレーム通信中に、スレーブ→マスタの単フレーム通信を割込ませる場合は、単フレームを送信しようとするスレーブ１２，１３，…は、「ａ」の状態のときにＳＣＬをＬレベルにする。また、複数フレームを送信するスレーブ１２，１３，…は、２フレーム目以降の送信時には、「ａ」の状態でＳＣＬをＬレベルにしてはならない。
【００３９】
▲４▼スレーブ間通信では、「ｆ」の状態で、ＳＣＬを所定時間Ｌレベルとするパルスをポーズ要求信号として使用しない。通信中のＳＣＬのＬレベルのパルスは、スレーブ間通信終了パルスとして使用する。
【００４０】
図３は、図１のデータ通信システム１０でのデータ通信の手順を示す。ステップｓ０から手順を開始する。このときは、ＭＣＬ＝Ｈ、ＳＣＬ＝Ｈで、図２では「ｂ」の「全ての通信待ち」の状態に相当する。ステップｓ１では、ＭＣＬ＝Ｈが２ｍ秒経過するのを待つ。ステップｓ２では、マスタ１１に単フレームの送信データが有るか否かを判断する。単フレーム送信データが有ると判断されるときは、ステップｓ３で、ＭＣＬをＬレベルに変化させる。ＳＣＬには変化がなく、Ｈレベルであり、図２の「ｅ」の状態に移行して、データ通信が開始される。ステップｓ４では、ＭＣＬ＝Ｌを続け、通信中となる。ステップｓ５では、通信が終了しているか否かを判断する。終了ではないと判断するときは、ステップｓ６でＳＣＬがＬレベルとなっているか否かを判断する。Ｌレベルになっていないと判断するときは、ステップｓ４に戻る。ステップｓ６でＳＣＬがＬレベルになっていると判断するときは、図２の「ｆ」の状態に移行し、ステップｓ７でＳＣＬのＬレベル期間が２ｍ秒の所定時間以上となっているか否かを判断する。所定異時間以内と判断するときは、ステップｓ４に戻り、図２の「ｅ」状態に戻る。
【００４１】
ステップｓ７でＳＣＬのＬ期間が２ｍ秒以上と判断するときは、ステップｓ８でＭＣＬをＨレベルに変え、図２の「ｈ」として示す「回復中」の状態へ移行する。ＭＣＬ＝Ｈ、ＳＣＬ＝Ｌからステップｓ９では、ＳＣＬをＨレベルに変え、図２の「ａ」から「ｂ」に移行して、ステップｓ１０でタイムアウトによる通信の異常終了から回復して、次のデータ通信を待つ。ステップｓ５で通信終了と判断するときは、ステップｓ１１でＭＣＬをＨレベルに変化させ、図２のｅ→ａ→ｂの経路を通って、ステップｓ１２で正常終了となり、全ての信号待ちの状態に回復する。
【００４２】
ステップｓ２でマスタ１１に単フレームの送信データが有ると判断しないときは、ステップｓ１３でＳＣＬ＝Ｌか否かを判断する。ＳＣＬ＝Ｌではないと判断するときは、ステップｓ１４でＭＣＬ＝Ｈが３ｍ秒以上経過するのを待つ。ステップｓ１４でＭＣＬ＝Ｈが３ｍ秒経過していないと判断するときは、ステップｓ２に戻る。ステップｓ１４でＭＣＬ＝Ｈが３ｍ秒以上経過していると判断するときは、ステップｓ１５でマスタ１１に複数フレーム送信データが有るか否かを判断する。複数フレーム送信データ有りと判断するときは、ステップｓ３に移行して、通信を開始する。以下、ステップｓ３からステップｓ１２までの手順で、送信停止要求が可能な状態で、複数フレームのデータ通信が行われる。
【００４３】
ステップｓ１５でマスタ１１に複数フレームの送信データが無いと判断するときは、ステップｓ１６でＳＣＬ＝Ｌであるか否かを判断する。ＳＣＬ＝Ｌでないときは、ステップｓ２に戻る。ステップｓ１６でＳＣＬ＝Ｌとなるときは、いずれかのスレーブ１２，１３，…から、図２の「ｃ」で示す「スレーブ通信要求」があると判断される。ＭＣＬ＝Ｈなので、ＭＣＬもＬレベルに変え、図２の「ｄ」状態となって、ステップｓ１７で通信を開始する。次にステップｓ１８では、ＳＣＬをＨレベルに変え、図２の「ｅ」に示す通信中の状態となり、マスタ１１はスレーブ１２，１３，…に対してポーリングでスレーブ間通信の要求があれば受入れ可能となる。ステップｓ１３でＳＣＬ＝Ｌと判断するときも、ステップｓ１７以下で通信が開始される。したがって、ステップｓ２でマスタ１１に単フレーム送信有りと判断しなければ、マスタ１１も複数フレームの送信データが有っても、スレーブ１２，１３，…からの単フレーム送信が優先されることになる。ステップｓ２の判断で、マスタ１１による単フレーム送信は、さらに優先されることはもちろんである。
【００４４】
ステップｓ１９では、スレーブ間通信の要求が有るか否かを判断する。要求が有れば、ステップｓ２０でタイマ３３にタイムアウト時間がセットされ、ステップｓ２１でＳＣＬがＨに変えられ、図２の「ｅ」で示す通信中の状態となる。ステップｓ２２では、通信終了を示すＳＣＬ＝Ｌとなっているか否かを判断する。ＳＣＬ＝Ｌでないと判断するときは、ステップｓ２３でタイマ３３の計時時間に基づいてタイムアウトか否かを判断する。タイムアウトでないと判断するときは、ステップｓ２２に戻る。ステップｓ２３でタイムアウトと判断するときは、ステップｓ２４でＭＣＬをＨレベルに変え、図２のｅ→ｇ→ａ→ｂの経路を通って、ステップｓ２５で異常終了からの回復として、全ての通信待ちの状態となる。
【００４５】
ステップｓ２２でＳＣＬ＝Ｌと判断するときは、図２の「ｆ」で示すスレーブ間通信終了と解釈され、ステップｓ２６でＳＣＬをＨレベルに変えて、ステップｓ２７では図２の「ｈ」で示す回復中の状態に移行する。次に、ＳＣＬ＝Ｈとして、図２のｈ→ａ→ｂの経路を通り、ステップｓ２８で正常終了からの回復として、全ての通信待ち状態となる。
【００４６】
ステップｓ１９でスレーブ間通信が無いと判断するときは、ステップｓ２９でＭＣＬ＝Ｌ、ＳＣＬ＝Ｈの状態を続け、図２の「ｅ」で示す通信中の状態を続ける。次にステップｓ３０で、通信終了か否かを判断する。通信終了でないと判断するときは、ステップｓ３１でＭＣＬ＝Ｈであるか否かを判断する。ＭＣＬ＝Ｈでは無いと判断するときは、ステップｓ２９に戻る。ステップｓ３１でＭＣＬ＝Ｈであると判断するときは、図２の「ｇ」の状態であり、ステップｓ３２で、ＭＣＬ＝Ｈである期間が２ｍ秒以上となっているか否かを判断する。Ｈ期間が２ｍ秒以上でなければ、ステップｓ２９に戻る。ステップｓ３２でＨ期間が２ｍ秒以上と判断するときは、図２の「ａ」の状態であり、さらに「ｂ」の状態に移行して、ステップｓ３３で異常終了から回復し、全ての通信待ち状態となる。ステップｓ３０で通信終了と判断するときは、ステップｓ３４でＭＣＬをＨレベルに変え、図２のｇ→ａ→ｂの経路を通って、ステップｓ３５で正常終了から回復し、全ての通信待ち状態となる。
【００４７】
図４は、前述の▲１▼で示すマスタ→スレーブ通信で、ポーズ要求がある場合を示す。ＭＤＴ，ＳＤＴは、マスタ１１およびスレーブ１２，１３，…からデータバス２１にそれぞれ送出するデータを示す。マスタ１１は、時刻ｔ１０にＭＣＬをＨレベルからＬレベルに立ち下げてデータ通信を開始する。ＭＤＴのヘッダでデータバス２１の使用権を要求し、送信先のスレーブ１２，１３，…の指定も行う。各スレーブ１２，１３，…は、ヘッダを受信したら、ＳＣＬ端子をバス使用権要求のために使用することを停止する。また既にＳＣＬをＬにしているときには、一旦保留にして、Ｈレベルに変え、マスタ１１の使用権の解除後に、改めてＬレベルに戻す。
【００４８】
マスタ１１は、使用権を獲得すると、次にデータのフレーム数などを含むデータ長のデータ送信を行い、以下順次フレーム単位でのデータ送信を続ける。データの送信途中に、ＳＣＬに立ち下がりのレベル変化を検出すると、次のデータは送信せず、タイマ３３を起動し、Ｌ期間が所定時間以内であれば、ポーズ要求と判断して、引き続きデータ送信を行う。受信側として指定されるスレーブ１２，１３，…は、マスタ１１からのデータを受信し、受信間隔を空けたい場合には、ＳＣＬを所定時間内の範囲でＬレベルにしてポーズ要求を行う。たとえば時刻ｔ１１で所定時間以内の時間ｔ１でＳＣＬをＬレベルとすると、図２の「ｆ」状態として、ポーズ要求を行うことができる。また全データ受信後にエラーが無ければ、 時刻ｔ１２でＳＤＴとしてＡＣＫを送信する。なお、エラー検出時には、ＳＣＬを所定時間以上Ｌレベルにして、通信断の要求を行う。マスタ１１は、ＳＤＴとしてＡＣＫを受信すると、時刻ｔ１３でＭＣＬをＨレベルに戻し、図２の「ｂ」状態で、全ての通信待ちとなる。
【００４９】
図５は、前述の▲２▼で示すスレーブ→マスタ通信で、ポーズ要求がある場合を示す。マスタ１１がＭＣＬをＨレベルにしている間の時刻ｔ２０に、一つのスレーブ１３がＳＣＬをＨレベルからＬレベルに立ち下げると、マスタ１１は、時刻ｔ２１にＭＣＬをＨレベルからＬレベルに立ち下げて、時刻ｔ２２，ｔ２３でスレーブ１２，１３，…をそれぞれ指定するアドレスで予め定める伝送制御用の問合せ信号であるＥＮＱを送信する。マスタ１１は、ＥＮＱを送信後、指定したスレーブ１２，１３，…からＮＡＫを受信するか、または所定時間経過しても応答がない場合は、スレーブ１２，１３，…を指定するアドレスを変更してＥＮＱを送信する。時刻ｔ２４で、スレーブ１３からデータ通信のヘッドが応答として返されれば、受信を続ける。
【００５０】
時刻ｔ２０でＳＣＬをＬに立ち下げたスレーブ１３は、自局宛のＥＮＱである場合は時刻ｔ２４でＳＣＬをＨレベルに戻し、データを所定間隔で送信する。データの送信途中に、たとえば時刻ｔ２５でＭＣＬに立ち上がりを検出すると、次のデータは送信せず、タイマ３３を起動して、Ｈ期間が所定時間以内であれば、図２の「ｇ」で示すポーズとして、引き続きデータの送信を行う。すなわち、マスタ１１は、スレーブ１３からのデータを受信し、受信間隔を空けたい場合には、時刻ｔ２５ｄでＭＣＬを所定時間以内の範囲でＬレベルにしてポーズを要求することができる。全データを受信して、エラーが無ければ、時刻ｔ２６でＡＣＫを送信し、時刻ｔ２７でＭＣＬをＨレベルに戻す。なお、エラー検出時には、ＳＣＬを所定時間以上Ｌレベルにして、図２の「ｆ」状態で、通信断の要求を行う。
【００５１】
図６は、前述の▲３▼で示す複数フレーム通信時の他通信の割込みがある場合を示す。時刻ｔ３０で、マスタ１１がＭＣＬをＨレベルからＬレベルに立ち下げて、複数フレーム通信を開始する。マスタ１１は、宛先のスレーブ１２，１３，…を指定して、ＥＮＱ以下、Ｎｏ．１のフレームデータを送信し、宛先のスレーブ１２，１３，…からＡＣＫを受信すると、時刻ｔ３１でＭＣＬをＬレベルからＨレベルに立ち上げる。複数フレーム通信時の送信フレーム間隔は、ＭＣＬの立ち上げから３ｍ秒以上経過後とする。時刻ｔ３１でＭＣＬ立ち上げの後、２ｍ秒経過し、その後１ｍ秒経過するまでの時刻ｔ３２にいずれかのスレーブ１２，１３，…がＳＣＬをＨレベルからＬレベルに立ち下げると、スレーブ→マスタ間で、単フレームの割込み通信の要求が行われる。この単フレーム通信待ちの状態は、図２の「ａ」に対応する。
【００５２】
マスタ１１は、ＥＮＱを送信し、割込み受付を知らせる。割込みを要求したスレーブ１２，１３，…は、時刻ｔ３３でＳＣＬをＬレベルからＨレベルに立ち上げ、スレーブ→マスタの通信を行い、エラーがなければＡＣＫを返す。通信終了後、マスタ１１は、時刻ｔ３４でＭＣＬをＬレベルからＨレベルに立ち上げ、２〜３ｍ秒経過後の時刻ｔ３５までに、ＳＣＬがＨレベルからＬレベルに立ち下げられなければ、Ｎｏ．２フレームデータの通信を行う。以下、時刻ｔ３６でＭＣＬをＬレベルからＨレベルに立ち上げた後、フレームデータの送信毎に、単フレームデータの割込み要求をチェックすることを繰返す。したがって、スレーブ１２，１３，…側が単フレーム通信を割込ませるには、マスタ１１によるＭＣＬ立ち上げ後、２ｍ秒〜３ｍ秒以内の所定時間である送信フレーム間隔内のチェック時間範囲で、ＳＣＬをＨレベルからＬレベルに立ち下げるようにすればよい。
【００５３】
図７は、前述の▲４▼で示すスレーブ→スレーブでのスレーブ間通信が行われる場合を示す。ＭＣＬがＨレベルのうちに、時刻ｔ４０で送信スレーブがＳＣＬをＨレベルからＬレベルに立ち下げると、図２のｂ→ｃの状態遷移でスレーブ通信要求が行われる。マスタ１１は、ＭＣＬをＨレベルからＬレベルに立ち下げて、登録済のアドレスでスレーブ１２，１３，…の１つを宛先としてＥＮＱを送信する。マスタ１１は、ＥＮＱを送信後、ＮＡＫを受信、あるいは所定時間経過しても応答がない場合は、登録済の別のアドレスに変更してＥＮＱを送信する。宛先のスレーブ１２，１３，…が時刻ｔ４２でＳＣＬをＬレベルからＨレベルに立ち上げ、ヘッダを応答として返信するのをマスタ１１が受信すると、マスタ１１は受信を続ける。スレーブ１２，１３，…から返信されたヘッダがスレーブ間通信の要求であれば、時刻ｔ４３以降、マスタ１１は通信を放棄する。ただし、マスタ１１は、ＭＣＬをＬレベルのままとし、所定時間を計時するようにタイマ３３を起動する。また、マスタ１１は、ＳＬＣにスレーブ間通信終了を示すＬレベルのパルスが発生しないか監視する。
【００５４】
スレーブ間通信は、送信スレーブとなるスレーブ１２，１３，…の１つが、ＥＮＱが自局宛で、自局がＳＣＬをＬレベルにしている場合に、時刻ｔ４２でＳＣＬをＬレベルからＨレベルに戻し、フレームにまとめたデータを所定時間間隔で送信して開始される。送信スレーブは、ヘッダと、データ長とをそれぞれ示すフレームに続いて、データ長に対応するデータを、データ０から最終までの複数フレームに分割して順次送信する。送信スレーブによって指定される受信スレーブは、送信スレーブからのデータを受信する。受信スレーブは、最終のフレームの受信後、エラーがなく、正常にデータが受信されていることを確認すると、ＡＣＫを返答する。
【００５５】
送信スレーブは、受信スレーブからのＡＣＫを受信すると、時刻ｔ４４でＳＣＬにスレーブ間通信終了パルスを送信する。スレーブ間通信終了パルスは、図２の「ｆ」状態で規定される。マスタ１１は、ＭＣＬがＬレベルである間にＳＣＬのスレーブ間通信終了パルスを受信すると、ＡＣＫを送信スレーブに送信した後、時刻ｔ４５でＭＣＬをＬレベルからＨレベルに立ち上げ、ＭＣＬをＨレベルに戻す。万一、スレーブ間通信終了パルスをタイマ３３で計時する所定時間内に受信することができない場合、マスタ１１は通信にエラーが発生したと判断し、ＭＣＬをＬレベルからＨレベルに立ち上げて、ＭＣＬをＨレベルに戻す。
【００５６】
図８は、本発明の実施の他の形態であるデータ通信システムとしての車載用電子機器５０のシステム構成を示す。車載用電子機器５０は、乗用車などの自動車の車両に搭載されるナビゲーション装置５１、ＣＤ（Compact Disk）再生用のＣＤデッキ５２、ＭＤ（Mini Disk ）再生用のＭＤデッキ５３、カセットテープ再生用のカセットデッキ５４、および放送受信用のチューナ５５などを含む。これらの車載用電子機器５０間でバス６０を介して、データ通信を行う際に、ナビゲーション装置５０がマスタとなり、他の機器はスレーブとなる。マスタとスレーブとの間には、データバス６１が共用され、マスタからスレーブの方向への制御バス６２と、スレーブからマスタの方向への制御バス６３とが設けられる。各機器は、必ずしも運転席近傍に設置する必要はなく、特に記録媒体を挿入したり排出したりする操作が不要なチューナ５５などは、アンテナの近傍などに設置することができる。データ通信自体は、図１の実施形態と同様に行うことができる。
【００５７】
車両では、特に運転者が操作可能な範囲で、車載用電子機器５０の搭載スペースは限られている。このため、多くの構成機器に対して、それぞれ操作パネルを設けることは困難である。マスタとなるナビゲーション装置５１で、他の機器に対する操作入力も受付け、必要に応じてデータ通信を行って、操作対象となる機器に伝達するようにすれば、車内スペースを有効に使用することができる。本実施形態では、スレーブ間通信や割込み通信も可能であるので、マスタがナビゲーション装置５１に固定されていても、各機器の相互間でのデータ通信なども簡単に行うことができ、車載用電子機器５０全体を一体的に動作させることができる。
【００５８】
なお、以上の説明では、単一のマスタと複数のスレーブとでデータ通信システムを構成しているけれども、図１０に示すように、単一のスレーブであっても、本発明による▲１▼のマスタ→スレーブ通信と▲２▼のスレーブ→マスタ通信とを行うことは可能である。
【００６２】
【発明の効果】
本発明によれば、マスタとスレーブとに共通なデータラインを介して行うデータの転送を制御するために、マスタからスレーブの方向と、スレーブからマスタの方向とに分けて制御ラインを設けておく。データ送信中に、制御ラインの信号レベルを、予め定める時間だけ論理的に反転するように変化させると、データ送信を一時的に停止させるポーズ要求となり、スレーブが信号レベルを論理的に反転させる時間が予め定める時間を超えると、データ送信の終了要求となるので、１本の制御ラインで、ポーズ要求と通信終了要求とを兼用させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態としてのデータ通信システム１０の概略的なシステム構成を示すブロック図である。
【図２】図１の実施形態で、制御バス２２，２３の信号の組合せに基づく状態遷移図である。
【図３】図１の実施形態で、データ通信を行う手順を示すフローチャートである。
【図４】図１の実施形態で、マスタ→スレーブ通信を行う場合のタイムチャートである。
【図５】図１の実施形態で、スレーブ→マスタ通信を行う場合のタイムチャートである。
【図６】図１の実施形態で、複数フレーム通信中に単フレーム通信を割込ませる場合のタイムチャートである。
【図７】図１の実施形態で、スレーブ間通信を行う場合のタイムチャートである。
【図８】本発明の実施の他の形態であるデータ通信システムとしての車載用電子機器５０の概略的なシステム構成を示すブロック図である。
【図９】従来からのマルチマスタ方式およびマスタ−スレーブ方式のデータ通信システムの概略的なシステム構成をそれぞれ示すブロック図である。
【図１０】従来からのマスタ−スレーブ方式の基本的なシステム構成を示すブロック図である。
【図１１】図１０のマスタ−スレーブ方式でデータ通信を行う場合を示すタイムチャートである。
【図１２】従来からのマスタ−スレーブ方式で、スレーブ側からのバス使用権要求を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１０ データ通信システム
１１ マスタ
１２，１３，… スレーブ
２０，６０ バス
２１，６１ データバス
２２，２３，６２，６３ 制御バス
３１ 選択手段
３２ 制御手段
３３ タイマ
３４，４２ 送信手段
３５，４３ 受信手段
４１ 応答手段

Claims (1)

1. 共通のデータラインを介するデータの転送を制御する制御ラインを、マスタからスレーブの方向と、スレーブからマスタの方向とに分けて設けておき、マスタとスレーブとの間でデータ通信を行うデータ通信方法であって、
   マスタまたはスレーブの一方から他方へのデータ送信中に、該他方が該一方の方向への制御ラインの信号レベルを、予め定める時間だけ論理的に反転するように変化させると、該一方からのデータ送信を一時的に停止させるポーズ要求となり、
   該他方が該信号レベルを論理的に反転させる時間が該予め定める時間を超えると、該一方からのデータ送信の終了要求となることを特徴とするデータ通信方法。

Images