JP4170786B2 - データ通信装置及びデータ通信方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ケーブルを介してデータを通信するデータ通信装置及びそのデータ通信方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のデータ通信装置について、差動信号を用いて通信を行うIEEE Std １３９４ａ-２０００に準拠したシリアルインターフェースを用いて説明する。図８（ａ）及び（ｂ）は従来のデータ通信装置２００とその接続構成を示す。
【０００３】
同図（ａ）において、データ通信装置２００は、第１の通信回路２０１と、第２の通信回路２０２と、制御回路２０３とから構成される。第1の通信回路２０１は、通信相手側のデータ通信装置２００の第２の通信回路２０２とケーブル２１０を介して結線されて、データの通信を行う。
【０００４】
図８（ｂ）には、前記第１の通信回路２０１と第２の通信回路２０２との各々の構成を示している。第１の通信装置２０１は、データ通信に用いる差動信号の同相電位を設定する同相電位設定回路２２０と、データを送信するためのドライバ回路２２１と、データを受信するためのレシーバ回路２２２とを有している。また、第２の通信装置２０２は、同相電位を検知するための同相電位検知回路２２３と、ドライバ回路２２４と、レシーバ回路２２５とを有している。
【０００５】
次に、前記データ通信装置２００の動作を説明する。
【０００６】
先ず、第１の通信装置２０１において、通信の準備が整うと、同相電位設定回路２２０から差動信号の同相電位を出力する。この同相電位を第２の通信装置２０２の同相電位検知回路２２３が検知し、通信を開始する。第１の通信装置２０１のドライバ回路２２１から送信されたデータは第２の通信装置２０２のレシーバ回路２２５で受信され、第２の通信装置２０２のドライバ回路２２４から送信されたデータは第１の通信装置２０１のレシーバ２２２で受信される。これにより双方向通信が可能となる。
【０００７】
このデータ通信装置２００において、第１の通信回路２０１への電源電圧Ｖｃｃの供給が停止した場合には、第１の通信回路２０１内のドライバ回路２２１及びレシーバ回路２２２の機能は停止するが、第２の通信回路２０２では送受信を続けるために誤動作が生じる。この誤動作を各データ通信装置２００の制御回路２０３が検知して、この両通信装置２００、２００間での通信を停止する。第２の通信回路２０２への電源供給が停止したときも前記と同様である。このような技術は特許文献１に開示されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平２−１２８５３３号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のデータ通信装置２００では、一方のデータ通信装置２００への電源供給が停止した後、通信を停止するまでには、電源供給が継続している他方のデータ通信装置２００の第２の通信回路２０２が送受信を続けて、誤動作が生じ、この誤動作を検知して電源供給の停止を検知する構成であるため、必ず通信の誤動作が生じるという問題がある。
【００１０】
また、電源供給の停止時において、制御回路２０３への電源供給も同時に停止すると、この制御回路２０３での誤動作の検知が困難になるという問題もある。
【００１１】
本発明は前記従来の問題点を解決するものであり、その目的は、電源供給の停止時に、誤動作を生じることなく、電源供給の停止を確実に検知して、他通信装置への通信を停止することができるデータ通信装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するため、本発明では、供給される電源電圧の降下を検知し、これにより、誤動作が生じる前に、電源供給の停止を直ちに検出することとする。
【００１３】
すなわち、請求項１記載の発明のデータ通信装置は、ケーブルを介してデータを通信するデータ通信装置であって、供給されている電源電圧の降下を検知する降下検知回路と、前記降下検知回路の降下検知信号を受けて、前記ケーブルを介して通信停止信号を出力する停止信号出力回路とを備え、前記停止信号出力回路は、前記ケーブルに差動信号の同相 電位を設定する同相電位設定回路が設定する同相電位をグランドに引き落とすことにより、通信停止信号を出力し、前記降下検知回路は、電源電圧の降下に応じて出力電圧が変化する電圧変換回路と、前記電圧変換回路の電圧変化信号と所定の一定電圧値とを比較する比較器とを有することを特徴とする。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のデータ通信装置において、データを通信するために内蔵された通信回路は、前記降下検知回路が電源電圧の降下を検知した時、前記降下検知回路の降下検知信号を受けて、その機能を停止することを特徴とする。
【００１５】
請求項３記載の発明は、請求項１記載のデータ通信装置において、前記電圧変換回路は、電源電圧の変化に依存して負荷抵抗が変化する負荷回路と、前記負荷回路に直列に接続された１つ以上の抵抗とを有することを特徴とする。
【００１６】
請求項４記載の発明は、請求項１記載のデータ通信装置において、前記比較器は、前記電圧変換回路の電圧変化信号と所定の一定電圧値信号とを受ける差動増幅器と、前記差動増幅器の出力を受けて、この出力を反転させるインバータとを備え、前記インバータは、前記差動増幅器の出力を受けるＰ型トランジスタと、前記Ｐ型トランジスタに直列に接続され、高抵抗値の抵抗とを備えることを特徴とする。
【００１７】
請求項５記載の発明のデータ通信方法は、ケーブルを介してデータを通信するデータ通信方法であって、供給されている電源電圧の降下を検知することにより電源電圧の供給の停止時を検知し、前記電源電圧の供給の停止時を検知したとき、前記ケーブルの電位を引き下げて、通信停止信号を出力することを特徴とする。
【００１８】
以上により、請求項１〜５記載の発明では、データ通信装置への電源電圧の供給の停止時には、その電源電圧の降下が降下検知回路が検知されると、電源電圧の供給の停止と判断して、停止信号出力回路が通信停止信号を出力するので、従来のように誤動作を検出して初めて電源電圧の供給の停止時と判断する場合と比べて、データ通信装置の誤動作の前の段階で早期に電源電圧の供給の停止を素早く検出することが可能である。
【００１９】
更に、電源電圧の降下の検知や通信停止信号の出力は、電源電圧の降下中に行うので、降下検知回路と停止信号出力回路は別電源を必要とせずに、降下する電源電圧を利用して動作することが可能である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２１】
図１は本発明の実施の形態におけるIEEE Std １３９４ａ-２０００に準拠したデータ通信装置１００の構成と、その２つのデータ通信装置１００、１００間の接続関係を示す図である。
【００２２】
同図において、各データ通信装置１００は、第1の通信回路１０１と、第２の通信回路１０２と、制御回路１０３とを有している。
【００２３】
第1の通信回路１０１は、通信相手側の第２の通信回路１０２にケーブル１０３、１０４を介して接続される。第1の通信回路１０１は、電流源１１０と、ケーブル１０３、１０４を介して通信相手との接続を検知する接続検知回路１１１と、差動信号の同相電位を設定する同相電位設定回路１１２と、データを差動出力で送信するドライバ回路１１３と、差動出力のデータを受信するレシーバ回路１１４と、データ送信するバスを確保するために用いる調停回路１１５と、通信相手から指定される通信速度を検知する通信速度検知回路１１６とを備えている。
【００２４】
更に、第1の通信回路１０１は、本発明の特徴として、電源電圧降下検知回路１１７と、停止信号出力回路１１８とを有する。前記電源電圧降下検知回路（降下検知回路）１１７は、自己のデータ通信装置１００に供給されている電源電圧Ｖｃｃの降下を検知して、供給されている電源電圧Ｖｃｃの供給の停止を検知する。また、前記停止信号出力回路１１８は、前記電源電圧降下検知回路１１７から降下検知信号を受けて、通信の停止を示す通信停止信号を相手方のデータ通信装置１００に通知する。これ等の回路１１７、１１８の内部構成は後述する。
【００２５】
また、第２の通信回路１０２は、通信速度を通信相手に通知する通信速度通知回路１２０と、データ信号を送信するドライバ回路１２１と、データ信号を受信するレシーバ回路１２２と、データ送信するバスを確保するために用いる調停回路１２３と、通信相手からの差動信号の同相電位が設定されている否かを検知する同相電位検知回路１２４とを有している。
【００２６】
第１の通信装置１０１とケーブル１０３、１０４との間には、差動信号を同相電位に終端するための抵抗１３０、１３１と、同相電位を安定させるための容量１３２とが備えられる。また、第２の通信装置１０２とケーブル１０３、１０４との間には、差動信号を同相電位に終端するための抵抗１３３、１３４と、同相電位をグランドに終端している抵抗１３５と、同相電位を安定させるための容量１３６とが備えられる。
【００２７】
以上のように構成された本実施の形態のデータ通信装置１００について、以下に、その基本的な動作を説明する。
【００２８】
先ず、データ通信装置１００が、通信相手とケーブル１０３、１０４を介して接続されると、電流源１１０からの電流が抵抗１３０、抵抗１３３及び抵抗１３５を介して流れると共に、抵抗１３１、抵抗１３４及び抵抗１３５を介して電流が流れる。これにより、接続検知回路１１１が通信相手との接続を検知する。そして、通信の準備が整うと、同相電位設定回路１１２から同相電位の設定が行われ、その設定が通信相手の同相電位検知回路１２４で検知される。その後に、差動信号による通信が開始される。この通信では、調停回路１１５、調停回路１２３を用いてバスの確保が行われ、通信速度の設定は、通信速度通知回路１２０から通信速度検知回路１１６へ通知される。そして、データ通信は、ドライバ回路１１３とレシーバ回路１２２、ドライバ回路１２１とレシーバ回路１１４との間で行われる。
【００２９】
次に、前記電源電圧降下検知回路１１７の内部構成及び停止信号出力回路１１８を図２に示す。
【００３０】
同図において、電源電圧降下検知回路１１７は、電圧変換回路１４０と、電圧源１４１と、比較器１４２とを有する。前記電圧変換回路１４０は、電源電圧Ｖｃｃの降下に応じて出力電圧が減少変化する特性を持つ。前記電圧源１４１は、電源電圧Ｖｃｃの降下に関わらず、一定電圧を出力する。比較器１４２は、前記電圧変換回路１４０の出力電圧と前記電圧源１４１の出力電圧とを比較し、電圧変換回路１４０の出力電圧が電圧源１４１の出力電圧よりも高い場合には、Ｌレベルを出力し、低い場合にはＨレベルを出力する。停止信号出力回路１１８は、前記電圧変換回路１４０の比較器１４２の出力がＨレベルとなって、電源電圧Ｖｃｃの降下が検知され、電源電圧Ｖｃｃの供給の停止時が検知されると、ケーブル１０３、１０４を強制的に接地して、同相電位設定回路１１２により設定された同相電位を接地電位に引き落とすことにより、通信停止信号を出力する。
【００３１】
従って、例えば図１において左方に位置するデータ通信装置１００への電源電圧Ｖｃｃの供給の停止時には、このデータ通信装置１００内の電源電圧Ｖｃｃが降下して行き、この電圧降下に応じて電圧変換回路１４０では出力電圧が単調減少し、その出力電圧が電圧源１４１の一定電圧よりも低くなると、比較器１４２からＨレベルの出力信号が出力されて、電源電圧Ｖｃｃの供給の停止が検知される。停止信号出力回路１１８は前記比較器１４２からのＨレベル信号を受けて、ケーブル１０３、１０４の同相電位をグランドに引き落とすことにより、電源電圧Ｖｃｃの供給が停止されたデータ通信装置１００が通信相手にデータの通信が不可となったことを通知する。これに伴い、通信相手の同相電位検知回路１２４は同相電位がグランドに引き落とされたことを検知し、通信が行えない状態にあることを認識する。
【００３２】
尚、ケーブル１０３、１０４の同相電位を接地電位に引き込む際に、同相電位設定回路（通信回路）１１２とドライバ回路（通信回路）１１３等は、電源電圧降下検知回路１１７からの降下検知信号を受けて、それらの回路機能を停止する。これ等通信回路１１２、１１３等が同相電位を接地電位に引き込む阻害とならないようにするためである。
【００３３】
ここで、データ通信装置１００への電源電圧Ｖｃｃの供給の停止時において、ケーブル１０３、１０４の同相電位を接地電位に引き落として、通信停止信号を出力するためには、電源電圧降下検知回路１１７及び停止信号出力回路１１８のみが動作可能であれば良い。つまり、これらの回路が電源電圧Ｖｃｃの降下時に、通信停止信号を出力するまでの間動作可能であれば、別電源による電源供給の必要はなく、その他の回路は動作不能であっても問題はない。従って、たとえデータ通信装置１００内の電子機器のほとんどの電源が落ちたとしても、通信停止信号を出力することが可能である。
【００３４】
次に、図３において、前記電源電圧降下検知回路１１７及び停止信号出力回路１１８の具体的な内部構成を示す。同図において、電源電圧降下検知回路１１７では、電圧変換回路１４０は、直列接続された２つの抵抗１５０、１５１による抵抗分割により構成される。比較器１４２は、差動増幅器１５２と、インバータＩとにより構成される。前記差動増幅器１５２は、電圧変換回路１４０の出力電圧が電圧源１４１の出力電圧よりも高い場合にはＨｉｇｈ信号を出力し、低い場合にはＬｏｗ信号を出力する。また、インバータＩは、前記差動増幅器１５２の出力をゲートに受けるＰ型ＭＯＳトランジスタ１５３と、高抵抗値の抵抗１５４との直列回路から構成され、この直列回路は電源電圧Ｖｃｃと接地との間に配置される。前記インバータＩのＰ型ＭＯＳトランジスタ１５３と抵抗１５４との接続点は、比較器１４２の出力ノードとして、停止信号出力回路１１８に出力される。この停止信号出力回路１１８は、ＮＭＯＳトランジスタ１５５により構成され、そのゲートには前記比較器１４２の出力ノードが接続され、ソースは接地され、ドレインは前記ケーブル１０３、１０４に共通接続される。
【００３５】
従って、前記電源電圧降下検知回路１１７では、出力電圧はHigh/Lowの２値をとり、電源電圧Ｖｃｃの降下を検知した場合にHigh、電源電圧Ｖｃｃの供給の継続を検知している場合にはLowとなる。この電源電圧Ｖｃｃの降下を検知した際のＨｉｇｈ信号を受けて、ＮＭＯＳトランジスタ１５５は同相電位を接地電位に引き落とす。
【００３６】
図４は、これらの電源電圧降下検知回路１１７及び停止信号出力回路１１８の動作を示す電位の遷移を示す。図４において、Ｃは電圧源１４１の一定出力電圧を示す。電源電圧Ｖｃｃの供給の停止前では、電圧変換回路１４０の出力電圧は電圧源１４１の出力電圧Ｃよりも高いために、比較器１４２の出力信号はLowレベルである。これにより、ＮＭＯＳトランジスタ１５５はＯＦＦ状態であり、接地電位への引き落としは行わない。電源電圧Ｖｃｃの供給が停止し、電源電圧Ｖｃｃが降下すると、電圧変換回路１４０と電圧源１４１の出力電圧の大小関係が逆転し、比較器１４２の出力はHighレベルになる。これを受けて、ＮＭＯＳトランジスタ１５５はＯＮ状態となって、ケーブル１０３、１０４の同相電位を接地電位に引き落とす。
【００３７】
ここで、比較器１４２において、ＰＭＯＳトランジスタ１５３と高抵抗値の抵抗１５４によるインバータＩを設けている理由は、電源供給の停止により電源電圧Ｖｃｃが著しく低下した場合には、電圧源１４１や差動増幅器１５２等が正常動作できなくなり、差動増幅器１５２の出力がＬｏｗレベルとなるべきところをHigh状態になったとしても、比較器１４２の出力電圧のＨレベルからＬレベルへの降下を高抵抗値の抵抗１５４により遅らせて、ＮＭＯＳトランジスタ１５５を長くＯＮ状態に維持し、より長く同相電位を接地電位に引き落とすようにするためである。
【００３８】
尚、停止信号出力回路１１８において、電源電圧Ｖｃｃのノイズ対策として、ＮＭＯＳトランジスタ１５５のゲートのノードと、接地又は電源間に容量を配置しても良いが、この回路では、短時間で同相電位を接地電位に引き落とす必要から、ＮＭＯＳトランジスタ１５５のゲート容量を大きくするので、その容量の働きも兼ねることが可能である。
【００３９】
尚、図４における比較器１４２の出力のHigh状態は、理解し易いように一定電圧で記載しているが、実際には、電源電圧Ｖｃｃの降下に伴って減少する。以下のHigh状態の記述に関しても同様である。また、電圧源１４１は一定電圧Ｃを出力し、電圧変換回路１４０は電源電圧Ｖｃｃの降下に応じて出力電圧が単調減少するとしたが、電源電圧Ｖｃｃが著しく降下した状態では、その限りではない。
【００４０】
（電源電圧降下検知回路に備える電圧変換回路の変形例）
図５は、電源電圧降下検知回路１１７に備える電圧変換回路の変形例を示す。
【００４１】
同図に示した電圧変換回路１４０’では、Ｐ型ＭＯＳトランジスタ１６０と、２つの抵抗１６１、１６２との直列回路により構成される。このＰ型ＭＯＳトランジスタ１６０は、電源電圧Ｖｃｃに依存する負荷抵抗として用いられる。この電圧変換回路１４０’は、電源電圧Ｖｃｃの降下により電圧源１４１が正常動作できずに、その一定値Ｃであるべき出力電圧が低下した場合を考慮したものである。
【００４２】
図６は、電圧変換回路１４０’と図３の電圧変換回路１４０の動作を比較した電位遷移図を示す。降下検知信号Ａは、電圧変換回路１４０を用いた電源降下検知回路１１７の出力信号を、降下検知信号Ｂは、電圧変換回路１４０’を用いた電源降下検知回路１１７の出力信号を各々示す。この図から判るように、電圧変換回路１４０’を用いた方が、降下検知信号（Ｈｉｇｈ信号）をより長く出力させることが可能である。尚、電圧変換回路１４０’は、抵抗、トランジスタ、ダイオード、電流源のうち幾つかを組み合わせれば、容易に実現できる。
【００４３】
図７は、IEEE Std １３９４ａ-２０００規格の通信を行うネットワーク構成の一例を示す。
【００４４】
同図において、１７０〜１７６は、本データ通信装置を含む電子機器が有するIEEE Std １３９４ａ-２０００規格に準拠したシリアルインターフェースのＰＯＲＴであり、それらは、ケーブル１８０〜１８５を介して接続されている。IEEE Std １３９４ａ-２０００規格準拠のケーブルには電源ラインが備わっているために、電源電圧の供給源を持たないＰＯＲＴ１７５は、近傍のＰＯＲＴ１７３からケーブル１８４を介して電源供給されている。
【００４５】
以上のように構成されたネットワークにおいて、電源電圧Ｖｃｃの供給が停止した際の動作を説明する。
【００４６】
例えば、ＰＯＲＴ１７１への電源電圧Ｖｃｃの供給が停止した場合には、ケーブル１８０、ケーブル１８１を介して各々ＰＯＲＴ１７０、ＰＯＲＴ１７３に通信の停止が通知され、ＰＯＲＴ１７０とＰＯＲＴ１７１間の通信、及びＰＯＲＴ１７１とＰＯＲＴ１７３間の通信が停止される。
【００４７】
また、例えば、ＰＯＲＴ１７３への電源電圧Ｖｃｃの供給が停止した場合には、ＰＯＲＴ１７３から電源電圧Ｖｃｃが供給されているＰＯＲＴ１７５の電源電圧Ｖｃｃも降下し、ＰＯＲＴ１７３及びＰＯＲＴ１７５から通信停止信号が出力される。これにより、ＰＯＲＴ１７１とＰＯＲＴ１７３間、ＰＯＲＴ１７２とＰＯＲＴ１７３間、ＰＯＲＴ１７３とＰＯＲＴ１７４間、ＰＯＲＴ１７３とＰＯＲＴ１７５間、ＰＯＲＴ１７５とＰＯＲＴ１７６間の通信が各々停止される。
【００４８】
このように、例えばＰＯＲＴ１７１の電源電圧Ｖｃｃの供給が停止した場合には、ＰＯＲＴ１７３でその供給の停止を認識し、一方、ＰＯＲＴ１７３の電源電圧Ｖｃｃの供給が停止した場合には、ＰＯＲＴ１７１でその供給の停止を認識するという双方向の通信停止信号の伝達が可能であり、また、電源電圧Ｖｃｃの供給が停止されたデータ通信装置に接続される全てのデータ通信装置において、他通信装置での通信の停止を認識して、自己での通信の停止を行うことが可能である。このような動作は、ネットワーク上の複数のデータ通信装置への電源供給が同時に停止した場合にも可能であることは言うまでもない。
【００４９】
以上説明したデータ通信装置１００は、IEEE Std １３９４ａ-２０００記載の機能以外では、電源電圧降下検知回路１１７と停止信号出力回路１１８のみを追加したものであり、通信停止信号を受け取るためには従来から存在する同相電位検知回路１２４を用いている。従って、通信相手がこれらの電源電圧降下検知回路１１７及び停止信号出力回路１１８を持たなくても、IEEE Std １３９４ａ-２０００に準拠したデータ通信装置であれば、通信相手への通信停止信号の伝達は可能である。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１〜５記載の発明によれば、供給される電源以外の電源を別途必要とすることなく、自己のデータ通信装置への電源電圧の供給の停止時を直ちに検出できて、データ通信装置の誤動作の前の段階で早期に電源電圧の供給の停止を検出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態のデータ通信装置の構成とこのデータ通信装置同士をケーブルを介して接続した構成を示す図である。
【図２】 電源電圧降下検知回路及び停止信号出力回路の構成を示す図である。
【図３】 同電源電圧降下検知回路及び停止信号出力回路の内部構成の詳細を示す図である。
【図４】 同電源電圧降下検知回路の動作を説明する図である。
【図５】 同電源電圧降下検知回路に備える電圧変換回路の内部構成の変形例を示す図である。
【図６】 図３に示した電圧変換回路と図５に示した電圧変換回路とを比較してその動作を説明する図である。
【図７】 通信ネットワークの構成例を示す図である。
【図８】 従来のデータ通信装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１００ データ通信装置
１０１ 第１の通信回路
１０２ 第２の通信回路
１０３、１０４ ケーブル
１１１ 接続検知回路
１１２、１２４ 同相電位設定回路
１１７ 電源降下検知回路
１１８ 停止信号出力回路
１４０、１４０’ 電圧変換回路
１４１ 電圧源
１４２ 比較器
１５２ 差動増幅器
１５３、１６０ Ｐ型トランジスタ
１５４ 抵抗
１５５ Ｎ型トランジスタ
Ｉ インバータ
【発明の属する技術分野】
本発明は、ケーブルを介してデータを通信するデータ通信装置及びそのデータ通信方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のデータ通信装置について、差動信号を用いて通信を行うIEEE Std １３９４ａ-２０００に準拠したシリアルインターフェースを用いて説明する。図８（ａ）及び（ｂ）は従来のデータ通信装置２００とその接続構成を示す。
【０００３】
同図（ａ）において、データ通信装置２００は、第１の通信回路２０１と、第２の通信回路２０２と、制御回路２０３とから構成される。第1の通信回路２０１は、通信相手側のデータ通信装置２００の第２の通信回路２０２とケーブル２１０を介して結線されて、データの通信を行う。
【０００４】
図８（ｂ）には、前記第１の通信回路２０１と第２の通信回路２０２との各々の構成を示している。第１の通信装置２０１は、データ通信に用いる差動信号の同相電位を設定する同相電位設定回路２２０と、データを送信するためのドライバ回路２２１と、データを受信するためのレシーバ回路２２２とを有している。また、第２の通信装置２０２は、同相電位を検知するための同相電位検知回路２２３と、ドライバ回路２２４と、レシーバ回路２２５とを有している。
【０００５】
次に、前記データ通信装置２００の動作を説明する。
【０００６】
先ず、第１の通信装置２０１において、通信の準備が整うと、同相電位設定回路２２０から差動信号の同相電位を出力する。この同相電位を第２の通信装置２０２の同相電位検知回路２２３が検知し、通信を開始する。第１の通信装置２０１のドライバ回路２２１から送信されたデータは第２の通信装置２０２のレシーバ回路２２５で受信され、第２の通信装置２０２のドライバ回路２２４から送信されたデータは第１の通信装置２０１のレシーバ２２２で受信される。これにより双方向通信が可能となる。
【０００７】
このデータ通信装置２００において、第１の通信回路２０１への電源電圧Ｖｃｃの供給が停止した場合には、第１の通信回路２０１内のドライバ回路２２１及びレシーバ回路２２２の機能は停止するが、第２の通信回路２０２では送受信を続けるために誤動作が生じる。この誤動作を各データ通信装置２００の制御回路２０３が検知して、この両通信装置２００、２００間での通信を停止する。第２の通信回路２０２への電源供給が停止したときも前記と同様である。このような技術は特許文献１に開示されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平２−１２８５３３号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のデータ通信装置２００では、一方のデータ通信装置２００への電源供給が停止した後、通信を停止するまでには、電源供給が継続している他方のデータ通信装置２００の第２の通信回路２０２が送受信を続けて、誤動作が生じ、この誤動作を検知して電源供給の停止を検知する構成であるため、必ず通信の誤動作が生じるという問題がある。
【００１０】
また、電源供給の停止時において、制御回路２０３への電源供給も同時に停止すると、この制御回路２０３での誤動作の検知が困難になるという問題もある。
【００１１】
本発明は前記従来の問題点を解決するものであり、その目的は、電源供給の停止時に、誤動作を生じることなく、電源供給の停止を確実に検知して、他通信装置への通信を停止することができるデータ通信装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するため、本発明では、供給される電源電圧の降下を検知し、これにより、誤動作が生じる前に、電源供給の停止を直ちに検出することとする。
【００１３】
すなわち、請求項１記載の発明のデータ通信装置は、ケーブルを介してデータを通信するデータ通信装置であって、供給されている電源電圧の降下を検知する降下検知回路と、前記降下検知回路の降下検知信号を受けて、前記ケーブルを介して通信停止信号を出力する停止信号出力回路とを備え、前記停止信号出力回路は、前記ケーブルに差動信号の同相 電位を設定する同相電位設定回路が設定する同相電位をグランドに引き落とすことにより、通信停止信号を出力し、前記降下検知回路は、電源電圧の降下に応じて出力電圧が変化する電圧変換回路と、前記電圧変換回路の電圧変化信号と所定の一定電圧値とを比較する比較器とを有することを特徴とする。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のデータ通信装置において、データを通信するために内蔵された通信回路は、前記降下検知回路が電源電圧の降下を検知した時、前記降下検知回路の降下検知信号を受けて、その機能を停止することを特徴とする。
【００１５】
請求項３記載の発明は、請求項１記載のデータ通信装置において、前記電圧変換回路は、電源電圧の変化に依存して負荷抵抗が変化する負荷回路と、前記負荷回路に直列に接続された１つ以上の抵抗とを有することを特徴とする。
【００１６】
請求項４記載の発明は、請求項１記載のデータ通信装置において、前記比較器は、前記電圧変換回路の電圧変化信号と所定の一定電圧値信号とを受ける差動増幅器と、前記差動増幅器の出力を受けて、この出力を反転させるインバータとを備え、前記インバータは、前記差動増幅器の出力を受けるＰ型トランジスタと、前記Ｐ型トランジスタに直列に接続され、高抵抗値の抵抗とを備えることを特徴とする。
【００１７】
請求項５記載の発明のデータ通信方法は、ケーブルを介してデータを通信するデータ通信方法であって、供給されている電源電圧の降下を検知することにより電源電圧の供給の停止時を検知し、前記電源電圧の供給の停止時を検知したとき、前記ケーブルの電位を引き下げて、通信停止信号を出力することを特徴とする。
【００１８】
以上により、請求項１〜５記載の発明では、データ通信装置への電源電圧の供給の停止時には、その電源電圧の降下が降下検知回路が検知されると、電源電圧の供給の停止と判断して、停止信号出力回路が通信停止信号を出力するので、従来のように誤動作を検出して初めて電源電圧の供給の停止時と判断する場合と比べて、データ通信装置の誤動作の前の段階で早期に電源電圧の供給の停止を素早く検出することが可能である。
【００１９】
更に、電源電圧の降下の検知や通信停止信号の出力は、電源電圧の降下中に行うので、降下検知回路と停止信号出力回路は別電源を必要とせずに、降下する電源電圧を利用して動作することが可能である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２１】
図１は本発明の実施の形態におけるIEEE Std １３９４ａ-２０００に準拠したデータ通信装置１００の構成と、その２つのデータ通信装置１００、１００間の接続関係を示す図である。
【００２２】
同図において、各データ通信装置１００は、第1の通信回路１０１と、第２の通信回路１０２と、制御回路１０３とを有している。
【００２３】
第1の通信回路１０１は、通信相手側の第２の通信回路１０２にケーブル１０３、１０４を介して接続される。第1の通信回路１０１は、電流源１１０と、ケーブル１０３、１０４を介して通信相手との接続を検知する接続検知回路１１１と、差動信号の同相電位を設定する同相電位設定回路１１２と、データを差動出力で送信するドライバ回路１１３と、差動出力のデータを受信するレシーバ回路１１４と、データ送信するバスを確保するために用いる調停回路１１５と、通信相手から指定される通信速度を検知する通信速度検知回路１１６とを備えている。
【００２４】
更に、第1の通信回路１０１は、本発明の特徴として、電源電圧降下検知回路１１７と、停止信号出力回路１１８とを有する。前記電源電圧降下検知回路（降下検知回路）１１７は、自己のデータ通信装置１００に供給されている電源電圧Ｖｃｃの降下を検知して、供給されている電源電圧Ｖｃｃの供給の停止を検知する。また、前記停止信号出力回路１１８は、前記電源電圧降下検知回路１１７から降下検知信号を受けて、通信の停止を示す通信停止信号を相手方のデータ通信装置１００に通知する。これ等の回路１１７、１１８の内部構成は後述する。
【００２５】
また、第２の通信回路１０２は、通信速度を通信相手に通知する通信速度通知回路１２０と、データ信号を送信するドライバ回路１２１と、データ信号を受信するレシーバ回路１２２と、データ送信するバスを確保するために用いる調停回路１２３と、通信相手からの差動信号の同相電位が設定されている否かを検知する同相電位検知回路１２４とを有している。
【００２６】
第１の通信装置１０１とケーブル１０３、１０４との間には、差動信号を同相電位に終端するための抵抗１３０、１３１と、同相電位を安定させるための容量１３２とが備えられる。また、第２の通信装置１０２とケーブル１０３、１０４との間には、差動信号を同相電位に終端するための抵抗１３３、１３４と、同相電位をグランドに終端している抵抗１３５と、同相電位を安定させるための容量１３６とが備えられる。
【００２７】
以上のように構成された本実施の形態のデータ通信装置１００について、以下に、その基本的な動作を説明する。
【００２８】
先ず、データ通信装置１００が、通信相手とケーブル１０３、１０４を介して接続されると、電流源１１０からの電流が抵抗１３０、抵抗１３３及び抵抗１３５を介して流れると共に、抵抗１３１、抵抗１３４及び抵抗１３５を介して電流が流れる。これにより、接続検知回路１１１が通信相手との接続を検知する。そして、通信の準備が整うと、同相電位設定回路１１２から同相電位の設定が行われ、その設定が通信相手の同相電位検知回路１２４で検知される。その後に、差動信号による通信が開始される。この通信では、調停回路１１５、調停回路１２３を用いてバスの確保が行われ、通信速度の設定は、通信速度通知回路１２０から通信速度検知回路１１６へ通知される。そして、データ通信は、ドライバ回路１１３とレシーバ回路１２２、ドライバ回路１２１とレシーバ回路１１４との間で行われる。
【００２９】
次に、前記電源電圧降下検知回路１１７の内部構成及び停止信号出力回路１１８を図２に示す。
【００３０】
同図において、電源電圧降下検知回路１１７は、電圧変換回路１４０と、電圧源１４１と、比較器１４２とを有する。前記電圧変換回路１４０は、電源電圧Ｖｃｃの降下に応じて出力電圧が減少変化する特性を持つ。前記電圧源１４１は、電源電圧Ｖｃｃの降下に関わらず、一定電圧を出力する。比較器１４２は、前記電圧変換回路１４０の出力電圧と前記電圧源１４１の出力電圧とを比較し、電圧変換回路１４０の出力電圧が電圧源１４１の出力電圧よりも高い場合には、Ｌレベルを出力し、低い場合にはＨレベルを出力する。停止信号出力回路１１８は、前記電圧変換回路１４０の比較器１４２の出力がＨレベルとなって、電源電圧Ｖｃｃの降下が検知され、電源電圧Ｖｃｃの供給の停止時が検知されると、ケーブル１０３、１０４を強制的に接地して、同相電位設定回路１１２により設定された同相電位を接地電位に引き落とすことにより、通信停止信号を出力する。
【００３１】
従って、例えば図１において左方に位置するデータ通信装置１００への電源電圧Ｖｃｃの供給の停止時には、このデータ通信装置１００内の電源電圧Ｖｃｃが降下して行き、この電圧降下に応じて電圧変換回路１４０では出力電圧が単調減少し、その出力電圧が電圧源１４１の一定電圧よりも低くなると、比較器１４２からＨレベルの出力信号が出力されて、電源電圧Ｖｃｃの供給の停止が検知される。停止信号出力回路１１８は前記比較器１４２からのＨレベル信号を受けて、ケーブル１０３、１０４の同相電位をグランドに引き落とすことにより、電源電圧Ｖｃｃの供給が停止されたデータ通信装置１００が通信相手にデータの通信が不可となったことを通知する。これに伴い、通信相手の同相電位検知回路１２４は同相電位がグランドに引き落とされたことを検知し、通信が行えない状態にあることを認識する。
【００３２】
尚、ケーブル１０３、１０４の同相電位を接地電位に引き込む際に、同相電位設定回路（通信回路）１１２とドライバ回路（通信回路）１１３等は、電源電圧降下検知回路１１７からの降下検知信号を受けて、それらの回路機能を停止する。これ等通信回路１１２、１１３等が同相電位を接地電位に引き込む阻害とならないようにするためである。
【００３３】
ここで、データ通信装置１００への電源電圧Ｖｃｃの供給の停止時において、ケーブル１０３、１０４の同相電位を接地電位に引き落として、通信停止信号を出力するためには、電源電圧降下検知回路１１７及び停止信号出力回路１１８のみが動作可能であれば良い。つまり、これらの回路が電源電圧Ｖｃｃの降下時に、通信停止信号を出力するまでの間動作可能であれば、別電源による電源供給の必要はなく、その他の回路は動作不能であっても問題はない。従って、たとえデータ通信装置１００内の電子機器のほとんどの電源が落ちたとしても、通信停止信号を出力することが可能である。
【００３４】
次に、図３において、前記電源電圧降下検知回路１１７及び停止信号出力回路１１８の具体的な内部構成を示す。同図において、電源電圧降下検知回路１１７では、電圧変換回路１４０は、直列接続された２つの抵抗１５０、１５１による抵抗分割により構成される。比較器１４２は、差動増幅器１５２と、インバータＩとにより構成される。前記差動増幅器１５２は、電圧変換回路１４０の出力電圧が電圧源１４１の出力電圧よりも高い場合にはＨｉｇｈ信号を出力し、低い場合にはＬｏｗ信号を出力する。また、インバータＩは、前記差動増幅器１５２の出力をゲートに受けるＰ型ＭＯＳトランジスタ１５３と、高抵抗値の抵抗１５４との直列回路から構成され、この直列回路は電源電圧Ｖｃｃと接地との間に配置される。前記インバータＩのＰ型ＭＯＳトランジスタ１５３と抵抗１５４との接続点は、比較器１４２の出力ノードとして、停止信号出力回路１１８に出力される。この停止信号出力回路１１８は、ＮＭＯＳトランジスタ１５５により構成され、そのゲートには前記比較器１４２の出力ノードが接続され、ソースは接地され、ドレインは前記ケーブル１０３、１０４に共通接続される。
【００３５】
従って、前記電源電圧降下検知回路１１７では、出力電圧はHigh/Lowの２値をとり、電源電圧Ｖｃｃの降下を検知した場合にHigh、電源電圧Ｖｃｃの供給の継続を検知している場合にはLowとなる。この電源電圧Ｖｃｃの降下を検知した際のＨｉｇｈ信号を受けて、ＮＭＯＳトランジスタ１５５は同相電位を接地電位に引き落とす。
【００３６】
図４は、これらの電源電圧降下検知回路１１７及び停止信号出力回路１１８の動作を示す電位の遷移を示す。図４において、Ｃは電圧源１４１の一定出力電圧を示す。電源電圧Ｖｃｃの供給の停止前では、電圧変換回路１４０の出力電圧は電圧源１４１の出力電圧Ｃよりも高いために、比較器１４２の出力信号はLowレベルである。これにより、ＮＭＯＳトランジスタ１５５はＯＦＦ状態であり、接地電位への引き落としは行わない。電源電圧Ｖｃｃの供給が停止し、電源電圧Ｖｃｃが降下すると、電圧変換回路１４０と電圧源１４１の出力電圧の大小関係が逆転し、比較器１４２の出力はHighレベルになる。これを受けて、ＮＭＯＳトランジスタ１５５はＯＮ状態となって、ケーブル１０３、１０４の同相電位を接地電位に引き落とす。
【００３７】
ここで、比較器１４２において、ＰＭＯＳトランジスタ１５３と高抵抗値の抵抗１５４によるインバータＩを設けている理由は、電源供給の停止により電源電圧Ｖｃｃが著しく低下した場合には、電圧源１４１や差動増幅器１５２等が正常動作できなくなり、差動増幅器１５２の出力がＬｏｗレベルとなるべきところをHigh状態になったとしても、比較器１４２の出力電圧のＨレベルからＬレベルへの降下を高抵抗値の抵抗１５４により遅らせて、ＮＭＯＳトランジスタ１５５を長くＯＮ状態に維持し、より長く同相電位を接地電位に引き落とすようにするためである。
【００３８】
尚、停止信号出力回路１１８において、電源電圧Ｖｃｃのノイズ対策として、ＮＭＯＳトランジスタ１５５のゲートのノードと、接地又は電源間に容量を配置しても良いが、この回路では、短時間で同相電位を接地電位に引き落とす必要から、ＮＭＯＳトランジスタ１５５のゲート容量を大きくするので、その容量の働きも兼ねることが可能である。
【００３９】
尚、図４における比較器１４２の出力のHigh状態は、理解し易いように一定電圧で記載しているが、実際には、電源電圧Ｖｃｃの降下に伴って減少する。以下のHigh状態の記述に関しても同様である。また、電圧源１４１は一定電圧Ｃを出力し、電圧変換回路１４０は電源電圧Ｖｃｃの降下に応じて出力電圧が単調減少するとしたが、電源電圧Ｖｃｃが著しく降下した状態では、その限りではない。
【００４０】
（電源電圧降下検知回路に備える電圧変換回路の変形例）
図５は、電源電圧降下検知回路１１７に備える電圧変換回路の変形例を示す。
【００４１】
同図に示した電圧変換回路１４０’では、Ｐ型ＭＯＳトランジスタ１６０と、２つの抵抗１６１、１６２との直列回路により構成される。このＰ型ＭＯＳトランジスタ１６０は、電源電圧Ｖｃｃに依存する負荷抵抗として用いられる。この電圧変換回路１４０’は、電源電圧Ｖｃｃの降下により電圧源１４１が正常動作できずに、その一定値Ｃであるべき出力電圧が低下した場合を考慮したものである。
【００４２】
図６は、電圧変換回路１４０’と図３の電圧変換回路１４０の動作を比較した電位遷移図を示す。降下検知信号Ａは、電圧変換回路１４０を用いた電源降下検知回路１１７の出力信号を、降下検知信号Ｂは、電圧変換回路１４０’を用いた電源降下検知回路１１７の出力信号を各々示す。この図から判るように、電圧変換回路１４０’を用いた方が、降下検知信号（Ｈｉｇｈ信号）をより長く出力させることが可能である。尚、電圧変換回路１４０’は、抵抗、トランジスタ、ダイオード、電流源のうち幾つかを組み合わせれば、容易に実現できる。
【００４３】
図７は、IEEE Std １３９４ａ-２０００規格の通信を行うネットワーク構成の一例を示す。
【００４４】
同図において、１７０〜１７６は、本データ通信装置を含む電子機器が有するIEEE Std １３９４ａ-２０００規格に準拠したシリアルインターフェースのＰＯＲＴであり、それらは、ケーブル１８０〜１８５を介して接続されている。IEEE Std １３９４ａ-２０００規格準拠のケーブルには電源ラインが備わっているために、電源電圧の供給源を持たないＰＯＲＴ１７５は、近傍のＰＯＲＴ１７３からケーブル１８４を介して電源供給されている。
【００４５】
以上のように構成されたネットワークにおいて、電源電圧Ｖｃｃの供給が停止した際の動作を説明する。
【００４６】
例えば、ＰＯＲＴ１７１への電源電圧Ｖｃｃの供給が停止した場合には、ケーブル１８０、ケーブル１８１を介して各々ＰＯＲＴ１７０、ＰＯＲＴ１７３に通信の停止が通知され、ＰＯＲＴ１７０とＰＯＲＴ１７１間の通信、及びＰＯＲＴ１７１とＰＯＲＴ１７３間の通信が停止される。
【００４７】
また、例えば、ＰＯＲＴ１７３への電源電圧Ｖｃｃの供給が停止した場合には、ＰＯＲＴ１７３から電源電圧Ｖｃｃが供給されているＰＯＲＴ１７５の電源電圧Ｖｃｃも降下し、ＰＯＲＴ１７３及びＰＯＲＴ１７５から通信停止信号が出力される。これにより、ＰＯＲＴ１７１とＰＯＲＴ１７３間、ＰＯＲＴ１７２とＰＯＲＴ１７３間、ＰＯＲＴ１７３とＰＯＲＴ１７４間、ＰＯＲＴ１７３とＰＯＲＴ１７５間、ＰＯＲＴ１７５とＰＯＲＴ１７６間の通信が各々停止される。
【００４８】
このように、例えばＰＯＲＴ１７１の電源電圧Ｖｃｃの供給が停止した場合には、ＰＯＲＴ１７３でその供給の停止を認識し、一方、ＰＯＲＴ１７３の電源電圧Ｖｃｃの供給が停止した場合には、ＰＯＲＴ１７１でその供給の停止を認識するという双方向の通信停止信号の伝達が可能であり、また、電源電圧Ｖｃｃの供給が停止されたデータ通信装置に接続される全てのデータ通信装置において、他通信装置での通信の停止を認識して、自己での通信の停止を行うことが可能である。このような動作は、ネットワーク上の複数のデータ通信装置への電源供給が同時に停止した場合にも可能であることは言うまでもない。
【００４９】
以上説明したデータ通信装置１００は、IEEE Std １３９４ａ-２０００記載の機能以外では、電源電圧降下検知回路１１７と停止信号出力回路１１８のみを追加したものであり、通信停止信号を受け取るためには従来から存在する同相電位検知回路１２４を用いている。従って、通信相手がこれらの電源電圧降下検知回路１１７及び停止信号出力回路１１８を持たなくても、IEEE Std １３９４ａ-２０００に準拠したデータ通信装置であれば、通信相手への通信停止信号の伝達は可能である。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１〜５記載の発明によれば、供給される電源以外の電源を別途必要とすることなく、自己のデータ通信装置への電源電圧の供給の停止時を直ちに検出できて、データ通信装置の誤動作の前の段階で早期に電源電圧の供給の停止を検出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態のデータ通信装置の構成とこのデータ通信装置同士をケーブルを介して接続した構成を示す図である。
【図２】 電源電圧降下検知回路及び停止信号出力回路の構成を示す図である。
【図３】 同電源電圧降下検知回路及び停止信号出力回路の内部構成の詳細を示す図である。
【図４】 同電源電圧降下検知回路の動作を説明する図である。
【図５】 同電源電圧降下検知回路に備える電圧変換回路の内部構成の変形例を示す図である。
【図６】 図３に示した電圧変換回路と図５に示した電圧変換回路とを比較してその動作を説明する図である。
【図７】 通信ネットワークの構成例を示す図である。
【図８】 従来のデータ通信装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１００ データ通信装置
１０１ 第１の通信回路
１０２ 第２の通信回路
１０３、１０４ ケーブル
１１１ 接続検知回路
１１２、１２４ 同相電位設定回路
１１７ 電源降下検知回路
１１８ 停止信号出力回路
１４０、１４０’ 電圧変換回路
１４１ 電圧源
１４２ 比較器
１５２ 差動増幅器
１５３、１６０ Ｐ型トランジスタ
１５４ 抵抗
１５５ Ｎ型トランジスタ
Ｉ インバータ
Claims (5)
- ケーブルを介してデータを通信するデータ通信装置であって、
供給されている電源電圧の降下を検知する降下検知回路と、
前記降下検知回路の降下検知信号を受けて、前記ケーブルを介して通信停止信号を出力する停止信号出力回路とを備え、
前記停止信号出力回路は、前記ケーブルに差動信号の同相電位を設定する同相電位設定回路が設定する同相電位をグランドに引き落とすことにより、通信停止信号を出力し、
前記降下検知回路は、
電源電圧の降下に応じて出力電圧が変化する電圧変換回路と、
前記電圧変換回路の電圧変化信号と所定の一定電圧値とを比較する比較器とを有する
ことを特徴とするデータ通信装置。 - 請求項１記載のデータ通信装置において、
データを通信するために内蔵された通信回路は、前記降下検知回路が電源電圧の降下を検知した時、前記降下検知回路の降下検知信号を受けて、その機能を停止する
ことを特徴とするデータ通信装置。 - 請求項１記載のデータ通信装置において、
前記電圧変換回路は、
電源電圧の変化に依存して負荷抵抗が変化する負荷回路と、
前記負荷回路に直列に接続された１つ以上の抵抗とを有する
ことを特徴とするデータ通信装置。 - 請求項１記載のデータ通信装置において、
前記比較器は、
前記電圧変換回路の電圧変化信号と所定の一定電圧値信号とを受ける差動増幅器と、
前記差動増幅器の出力を受けて、この出力を反転させるインバータとを備え、
前記インバータは、
前記差動増幅器の出力を受けるＰ型トランジスタと、
前記Ｐ型トランジスタに直列に接続され、高抵抗値の抵抗とを備える
ことを特徴とするデータ通信装置。 - ケーブルを介してデータを通信するデータ通信方法であって、
供給されている電源電圧の降下を検知することにより電源電圧の供給の停止時を検知し、
前記電源電圧の供給の停止時を検知したとき、前記ケーブルの電位を引き下げて、通信停止信号を出力する
ことを特徴とするデータ通信方法。
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