JP4409653B2 - シリアルインタフェース制御システム及びこのシステムで使用される制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、シリアル回線を利用して、制御装置の制御により例えばRS422もしくはRS485規格に準拠した調歩同期式シリアルインタフェースを有する被制御装置を動作させるシリアルインタフェース制御システム及びこのシステムで使用される制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えばSNG(Satellite News Gathering)等の衛星を利用した放送システムで使用される衛星伝送装置には、図3に示すようなシリアルインタフェース制御システムが用いられている。
【0003】
図3において、図中符号300は制御ユニットで、CPU(Central Processing Unit)310と、SCI(Serial Communication Interface)320と、RS422ドライバ330と、RSレシーバ340とを備えている。このうち、RS422ドライバ330はシリアル回線を介して被制御装置として機能するN(Nは自然数)個の子機401〜40Nを並列に接続しており、また、RS422レシーバ340もシリアル回線を介してN個の子機401〜40Nを並列に接続している。すなわち、このシステムは、CPU310の制御でN個の子機401〜40Nをそれぞれ動作させるものである。
【0004】
まず、子機401〜40Nの制御に際し、CPU310から発生する制御信号は、SCI320へ送られ、RS422ドライバ330でRS422レベルに変換された後、子機401〜40Nへ供給される。ここで、送られた制御信号に含まれるアドレスに対応した子機のみが応答信号を出力することができる。この応答信号は、RS422レシーバ340にてCPU310で使用されているTTL(Transistor Transistor Logic)レベルに変換された後、SCI320に供給される。これによって、子機401〜40Nは、制御ユニット300の制御で動作可能となる。
【0005】
なお、子機401〜40Nは、自分自身が応答信号を出力する期間のみ出力端をローインピーダンスに設定し、送出完了後に再び出力端をハイインピーダンスに戻す調歩同期式のRS485インタフェースを備えている。
【0006】
ところで、上記シリアルインタフェース制御システムでは、例えば1台の子機が故障により応答信号を送出した状態、つまりローインピーダンス状態で停止した場合に、他の子機の動作を制御することができなくなる。また、上記シリアルインタフェース制御システムでは、RS485インタフェースを備えた子機以外を取り扱うことができず、さらに、子機自体でRS485インタフェース機能を実行させることは処理上で大きな負担となり得る。
【0007】
そこで、従来では、RS422インタフェースのみを備えた安価な子機も1個のSCIで制御でき、かつ異種のシリアルインタフェースをもつ子機にも適用でき、システム全体の低価格化を図れるようなシステムが要望されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、上記シリアルインタフェース制御システムでは、1台の子機が故障により応答信号を送出した状態で停止した場合に、他の子機の動作を制御することができなくなるという問題を有している。また、RS485インタフェースを備えた子機以外を取り扱うことができず、このため、システム全体の処理上の負担軽減及び低価格化を図る上で大きな障害となるという不都合を有している。
【0009】
この発明の目的は、各種シリアルインタフェースをもつ被制御装置に適合し、かつシステム全体の処理負担の軽減及び低価格化を図り、さらに複数の被制御装置のうちの一方の動作異常に対し効果的に対処し得るシリアルインタフェース制御システム及びこのシステムで使用される制御装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
この発明は、中央制御回路を有する制御装置と、この制御装置に対しシリアル回線を介して接続される第1の被制御装置と、同じく当該制御装置に対しシリアル回線を介して接続される第2の被制御装置とを備え、制御装置の制御で第1及び第2の被制御装置を互いに独立して動作させるシリアルインタフェース制御システムを対象にしている。
そして、制御装置は、中央制御回路から発生され第1及び第2の被制御装置を動作させるための制御信号を、第1及び第2の被制御装置で使用されている信号形式に変換して送出する送信用信号形式変換手段と、第1の被制御装置からの応答信号を中央制御回路で使用されている信号形式に変換する第1の受信用信号形式変換手段と、入力信号の周期よりも長い時定数が設定され、第1の受信用信号形式変換手段の出力の第1レベルから第2レベルへの変化点の検出を行なうことにより、この検出時から当該時定数に相当するパルス幅の検出パルス信号を出力する第1のワンショットマルチバイブレータと、この第1のワンショットマルチバイブレータの出力と第1の受信用信号形式変換手段の出力とを比較する第1のANDゲート回路と、第2の被制御装置からの応答信号を中央制御回路で使用されている信号形式に変換する第2の受信用信号形式変換手段と、入力信号の周期よりも長い時定数が設定され、第2の受信用信号形式変換手段の出力の第1レベルから第2レベルへの変化点の検出を行なうことにより、この検出時から当該時定数に相当するパルス幅の検出パルス信号を出力する第2のワンショットマルチバイブレータと、この第2のワンショットマルチバイブレータの出力と第2の受信用信号形式変換手段の出力とを比較する第2のANDゲート回路と、第1のANDゲート回路の出力と第2のANDゲート回路の出力とを加算して、中央制御回路に送出するORゲート回路とを備えるようにしたものである。
【0011】
この構成によれば、第1及び第2の被制御装置からそれぞれ異なる時間で所定のパルス幅をもつ応答信号が出力されることに着目し、この応答信号は制御装置の中央制御回路で使用されている信号形式に変換されてANDゲート回路及びワンショットマルチバイブレータに入力され、ワンショットマルチバイブレータは入力信号の第1レベルから第2レベルへの変化点を検出し、この検出結果に基づいて、応答信号の正常時には入力信号のパルス幅より長いパルス幅をもつ検出パルス信号をANDゲート回路に出力し、応答信号の異常時には第1レベルを維持した信号を出力するようにし、ANDゲート回路は2つの入力信号を比較し、この比較結果に基づいて、応答信号の正常時には所定のパルス幅をもつパルス信号を出力し、応答信号の異常時には第1レベルを維持した信号を出力する。すなわち、第1及び第2の被制御装置による応答信号を送出制御する機能を制御装置で実行させるようにしている。
【0012】
このため、第1及び第2の被制御装置では応答信号を送出制御する機能、つまり出力端のインピーダンスを可変に設定するRS485インタフェースが不要となり、RS422インタフェースのみを備えた安価な被制御装置を使用することが可能となる。また、RS485インタフェースをもつ被制御装置を制御装置に接続している場合にも、一方の被制御装置が故障して応答信号を出力した状態で停止した場合に、他方の被制御装置については制御が停止せず、最低限の運用を続行することが可能となる。さらに、各種シリアルインタフェースをもつ被制御装置についても、1つ中央制御回路で制御可能となる。
【0013】
また、上記構成において、制御装置の第1及び第2のワンショットマルチバイブレータを含む複数のワンショットマルチバイブレータ、第1及び第2のANDゲート回路を含む複数のANDゲート回路及びORゲート回路は、1つの論理回路で構成されてなることを特徴とする。このようにすることで、制御装置の小型軽量化及び低価格化が可能となる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図1は、この発明に係るシリアルインタフェース制御システムの一実施形態を示す回路ブロック図である。
【0015】
図1において、図中符号100は制御ユニットで、その中に各回路の総括的制御を行なうCPU110と、外部とのインタフェースをとるSCI120と、RS422ドライバ130と、N個のRS422ドライバ141〜14Nと、N個のANDゲート151〜15Nと、N個のワンショットマルチバイブレータ161〜16Nと、ORゲート170とを備えている。このうち、RS422ドライバ130は、シリアル回線を介して子機201〜20Nを接続しており、RS422レシーバ141〜14Nもシリアル回線を介して対応する子機201〜20Nを接続している。すなわち、制御ユニット100は、CPU110の指示により子機201〜20Nを互いに独立して動作させる。
【0016】
このとき、CPU110からSCI120を介して発生されN個の子機を動作させるための制御信号は、RS422ドライバ130で子機201〜20Nで使用されているRS422規格のデータフォーマットに変換されシリアル回線を介して各子機201〜20Nに供給される。すると、各子機201〜20Nからそれぞれ制御信号に対する応答信号が発生される。この応答信号は、シリアル回線を介してそれぞれ対応するN個のRS422レシーバ141〜14Nに供給される。
【0017】
ここで、N個のRS422レシーバ141〜14N、N個のANDゲート151〜15N及びN個のワンショットマルチバイブレータ161〜16Nのうち、RS422レシーバ141、ANDゲート151及びワンショットマルチバイブレータ161からなる1系統を代表して説明する。
【0018】
すなわち、子機201から送出された応答信号は、RS422レシーバ141でCPU110で使用されているTTLレベルの信号に変換されANDゲート151の一方の入力端及びワンショットマルチバブレータ161にそれぞれ供給される。ワンショットマルチバイブレータ161は、入力信号の周期よりも長い時定数が設定され、RS422レシーバ141の出力のL(ロー)レベルからH(ハイ)レベルへの変化点の検出を行なうことにより、この検出時から時定数に相当するパルス幅の検出パルス信号をANDゲート151の他方の入力端に出力する。ANDゲート151は、入力された2つのパルス信号を比較し、この比較結果に相当するパルス信号をORゲート170に出力する。
【0019】
また、他の系統についても同様な処理が施され、以後ORゲート170に出力される。ORゲート170は、N系統のANDゲート151〜15Nから出力されたパルス信号を加算してSCI120に出力する。
【0020】
なお、この実施形態の子機201〜20Nは、出力端のインピーダンスを可変設定する機能を有しないRS422ドライバのみを備えたものである。
【0021】
また、上記N個のANDゲート151〜15N,N個のワンショットマルチバイブレータ161〜16N及びORゲート170は、1つのTTLのロジック回路に集積化されることも可能である。
【0022】
次に、上記構成による制御ユニット100の動作を図2を参照して説明する。なお、図2は、各回路の信号タイミング図で、ここでは子機201及び子機202を例に示している。
【0023】
まず、子機201及び子機202には、RS422ドライバ130から図2(a)に示すような各子機対応のアドレスを含む制御信号が出力される。すると、子機201からは、図2(b)に示すような応答信号が出力され、子機202からは、図2(c)に示すような応答信号が出力される。この図2(b)の応答信号は、RS422レシーバ141でTTLレベルに変換された後、ANDゲート151及びワンショットマルチバイブレータ161に入力される。
【0024】
ワンショットマルチバイブレータ161は、入力された応答信号のLレベルからHレベルへの変化点を検出し、この検出結果に基づいて、正常時には図2(d)に示すように入力された応答信号のパルス幅より長いパルス幅の検出パルス信号をANDゲート151に出力し、異常時には変化点が検出されないためLレベルを維持した信号をANDゲート151に出力する。
【0025】
ANDゲート151は、入力された2つの信号を比較し、この比較結果に基づいて、正常時には図2(b)に示す所定のパルス幅をもつ信号をORゲート170に出力し、異常時にはLレベルを維持した信号を出力する。
【0026】
一方、子機202から出力される応答信号は、RS422レシーバ142でTTLレベルに変換された後、ANDゲート152及びワンショットマルチバイブレータ162に入力される。ワンショットマルチバイブレータ162は図2(c)に示す応答信号のLレベルからHレベルの変化点を検出し、この検出時点で図2(e)に示すパルス幅の長い検出パルス信号をANDゲート152に出力する。ANDゲート152は、2つの入力信号を比較し、この比較結果に基づいて、正常時に図2(c)に示すパルス幅をもつパルス信号をORゲート170に出力する。
【0027】
そして、ORゲート170は、入力されたパルス信号を図2(f)に示す信号に合成し、SCI120に出力する。これによって、子機201〜20Nは、シリアル回線を介して接続された制御ユニット100によって制御可能となる。
【0028】
以上のように上記実施形態によれば、子機201〜20Nから出力される応答信号は対応するRS422レシーバ141〜14Nにて制御ユニット100のCPU110で使用されている信号形式、つまりTTLレベルに変換されてANDゲート151〜15N及びワンショットマルチバイブレータ161〜16Nに入力され、ワンショットマルチバイブレータ161〜16Nは入力信号のLレベルからHレベルへの変化点を検出し、この検出結果に基づいて、応答信号の正常時には入力信号のパルス幅より長いパルス幅をもつ検出パルス信号をANDゲート151〜15Nに出力し、応答信号の異常時にはLレベルを維持した信号を出力するようにし、ANDゲート151〜15Nは2つの入力信号を比較し、この比較結果に基づいて、応答信号の正常時には所定のパルス幅をもつパルス信号を出力し、応答信号の異常時にはLレベルを維持した信号を出力する。すなわち、子機201〜20Nによる応答信号を送出制御する機能を制御ユニット100で実行させるようにしている。
【0029】
従って、子機201〜20Nでは応答信号を送出制御する機能、つまり出力端のインピーダンスを可変に設定する機能をもつRS485インタフェースが不要となり、これによりRS422インタフェースのみを備えた安価な子機を使用することが可能となる。また、制御ユニット100がRS485インタフェースをもつ子機201〜20Nを接続しても、一方の子機201が故障して応答信号を出力した状態で停止した場合に、ワンショットマルチバイブレータ161は入力信号の変化点がなくなることによりパルス信号を発生させることができなくなり、ANDゲート151の出力は常にLレベルとなる。このため、他方側の子機202〜20Nについては制御が停止せず、最低限の運用を続行することが可能となる。さらに、各種シリアルインタフェースをもつ子機についても、1つSCI120で制御可能となる。
【0030】
また、上記実施形態において、N個のANDゲート151〜15N,N個のワンショットマルチバイブレータ161〜16N及びORゲート170は、1つのTTLのロジック回路に集積化されることも可能であるので、この点で、制御ユニット100の小型軽量化及び低価格化が可能となる。
【0031】
なお、上記実施形態において、N個のANDゲート151〜15N,N個のワンショットマルチバイブレータ161〜16N及びORゲート170は、1つのTTLのロジック回路に集積化できる例について説明したが、その他に、ECL(Emitter Coupled Logic)やCMOS(Complementry Metal Oxide Semiconductor)等のロジック回路に集積化するようにしてもよい。
【0032】
さらに、上記実施形態では、制御ユニット100内のCPU110の制御で子機201〜20Nを動作させる場合を例にとって説明したが、複数の制御ユニットをLAN(Local Area Network)で接続し、このLAN上の制御ユニットから他の制御ユニットに属する子機を動作制御するようにしてもよい。また、LAN上に接続され情報を蓄積する情報供給サーバと子機との間でデータ通信を行なって、情報供給サーバによる制御で子機を動作させるようにしてもよい。
【0033】
その他、制御ユニット及び子機の種類や構成、子機を動作させるために必要な制御信号の種類とその送受信手順、インタフェースの種類等についても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。
【0034】
【発明の効果】
以上詳述したようにこの発明によれば、各種シリアルインタフェースをもつ被制御装置に適合し、かつシステム全体の処理負担の軽減及び低価格化を図り、さらに複数の被制御装置のうちの一方の動作異常に対し効果的に対処し得るシリアルインタフェース制御システム及びこのシステムで使用される制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係るシリアルインタフェース制御システムの一実施形態を示す回路ブロック図。
【図2】上記図1に示した制御ユニット内の各回路及び子機の動作を説明するために示す信号タイミング図。
【図3】従来のシリアルインタフェース制御システムの構成を示す回路ブロック図。
【符号の説明】
100、300…制御ユニット、
110、310…CPU、
120、320…SCI、
130、330…RS422ドライバ、
141〜14N、340…RS422レシーバ、
151〜15N…ANDゲート、
161〜16N…ワンショットマルチバイブレータ、
170…ORゲート、
201〜20N、401〜40N…子機。
Claims (6)
- 中央制御回路を有する制御装置と、この制御装置に対し第1のシリアル回線を介して接続される第1の被制御装置と、同じく当該制御装置に対し前記第1の被制御装置に接続される第1のシリアル回線とは異なる第2のシリアル回線を介して接続される第2の被制御装置とを備え、前記制御装置の制御で前記第1及び第2の被制御装置を互いに独立して動作させるシリアルインタフェース制御システムにおいて、
前記制御装置は、
前記中央制御回路から発生され第1及び第2の被制御装置を動作させるための制御信号を、前記第1及び第2の被制御装置で使用されている信号形式に変換して送出する送信用信号形式変換手段と、
前記第1の被制御装置からの応答信号を前記第1のシリアル回線を介して受信した場合に、前記応答信号を前記中央制御回路で使用されている信号形式に変換する第1の受信用信号形式変換手段と、
入力信号の周期よりも長い時定数が設定され、前記第1の受信用信号形式変換手段の出力の第1レベルから第2レベルへの変化点の検出を行なうことにより、この検出時から当該時定数に相当するパルス幅の検出パルス信号を出力する第1のワンショットマルチバイブレータと、
この第1のワンショットマルチバイブレータの出力と前記第1の受信用信号形式変換手段の出力とのANDをとる第1のANDゲート回路と、
前記第2の被制御装置からの応答信号を前記第2のシリアル回線を介して受信した場合に、前記応答信号を前記中央制御回路で使用されている信号形式に変換する第2の受信用信号形式変換手段と、
入力信号の周期よりも長い時定数が設定され、前記第2の受信用信号形式変換手段の出力の第1レベルから第2レベルへの変化点の検出を行なうことにより、この検出時から当該時定数に相当するパルス幅の検出パルス信号を出力する第2のワンショットマルチバイブレータと、
この第2のワンショットマルチバイブレータの出力と前記第2の受信用信号形式変換手段の出力とのANDをとる第2のANDゲート回路と、
前記第1のANDゲート回路の出力と前記第2のANDゲート回路の出力とを加算して、前記中央制御回路に送出するORゲート回路とを具備し、
前記中央制御回路は、前記第1及び第2の被制御装置に対し前記制御信号を発生し、前記制御信号の送出に対し前記第1及び第2の被制御装置から返送される各応答信号を受信して、前記第1及び第2の被制御装置それぞれの動作を制御する手段を有し、
前記第1及び第2の被制御装置は、前記中央制御回路から送られる制御信号を受信した場合に、当該制御信号に対する応答信号を前記制御装置に送信する手段を有することを特徴とするシリアルインタフェース制御システム。 - さらに、前記第1及び第2の被制御装置と同じ被制御装置が、複数個並列に配置され各自シリアル回線を介して前記制御装置に接続されており、
前記制御装置は、前記第1及び第2の受信用信号形式変換手段と、前記第1及び第2のワンショットマルチバイブレータと、前記第1及び第2のANDゲート回路とを前記被制御装置の個数に相当する個数備え、前記送信用信号形式変換手段から送出される制御信号を前記複数の被制御装置に与え、前記複数の被制御装置から出力される応答信号を対応する受信用信号形式変換手段に入力し、対応するANDゲート回路から前記ORゲート回路に出力することを特徴とする請求項1記載のシリアルインタフェース制御システム。 - 前記制御装置の前記第1及び第2のワンショットマルチバイブレータを含む複数のワンショットマルチバイブレータ、前記第1及び第2のANDゲート回路を含む複数のANDゲート回路及び前記ORゲート回路は、1つの論理回路で構成されてなることを特徴とする請求項1または3記載のシリアルインタフェース制御システム。
- 第1の被制御装置と第1のシリアル回線を介して接続し、第2の被制御装置と第2のシリアル回線を介して接続し、当該第1及び第2の被制御装置をそれぞれ独立して動作させる中央制御回路を有する制御装置において、
前記第1及び第2の被制御装置が、前記中央制御回路から発生され第1及び第2の被制御装置を動作させるための制御信号を受信した場合に、当該制御信号に対する応答信号を前記制御装置に送信する手段を有するとき、
前記中央制御回路から発生される前記制御信号を、前記第1及び第2の被制御装置で使用されている信号形式に変換して送出する送信用信号形式変換手段と、
前記第1の被制御装置からの応答信号を前記第1のシリアル回線を介して受信した場合に、前記応答信号を前記中央制御回路で使用されている信号形式に変換する第1の受信用信号形式変換手段と、
入力信号の周期よりも長い時定数が設定され、前記第1の受信用信号形式変換手段の出力の第1レベルから第2レベルへの変化点の検出を行なうことにより、この検出時から当該時定数に相当するパルス幅の検出パルス信号を出力する第1のワンショットマルチバイブレータと、
この第1のワンショットマルチバイブレータの出力と前記第1の受信用信号形式変換手段の出力とのANDをとる第1のANDゲート回路と、
前記第2の被制御装置からの応答信号を前記第2のシリアル回線を介して受信した場合に、前記応答信号を前記中央制御回路で使用されている信号形式に変換する第2の受信用信号形式変換手段と、
入力信号の周期よりも長い時定数が設定され、前記第2の受信用信号形式変換手段の出力の第1レベルから第2レベルへの変化点の検出を行なうことにより、この検出時から当該時定数に相当するパルス幅の検出パルス信号を出力する第2のワンショットマルチバイブレータと、
この第2のワンショットマルチバイブレータの出力と前記第2の受信用信号形式変換手段の出力とのANDをとる第2のANDゲート回路と、
前記第1のANDゲート回路の出力と前記第2のANDゲート回路の出力とを加算して、前記中央制御回路に送出するORゲート回路とを具備し、
前記中央制御回路は、前記第1及び第2の被制御装置に対し前記制御信号を発生し、前記制御信号の送出に対し前記第1及び第2の被制御装置から返送される各応答信号を受信して、前記第1及び第2の被制御装置それぞれの動作を制御する手段を有することを特徴とする制御装置。 - 前記第1及び第2の被制御装置と同じ被制御装置が並列に配置され各自シリアル回線を介して接続されている場合に、
前記第1及び第2の受信用信号形式変換手段と、前記第1及び第2のワンショットマルチバイブレータと、前記第1及び第2のANDゲート回路とを前記被制御装置の個数に相当する個数備え、前記送信用信号形式変換手段から送出される制御信号を前記複数の被制御装置に与え、前記複数の被制御装置から出力される応答信号を対応する受信用信号形式変換手段に入力し、対応するANDゲート回路から前記ORゲート回路に出力することを特徴とする請求項4記載の制御装置。 - 前記第1及び第2のワンショットマルチバイブレータを含む複数のワンショットマルチバイブレータ、前記第1及び第2のANDゲート回路を含む複数のANDゲート回路及び前記ORゲート回路は、1つの論理回路で構成されてなることを特徴とする請求項4または5記載の制御装置。
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