JP4823276B2 - 通信装置 - Google Patents
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Description
図1は実施の形態1に係る通信装置の回路構成を示す図である。
図1に示すように、本実施の形態1における通信装置7は、スペクトラム拡散変調クロック発振器1と、マイコン3と、フリップフロップ4と、送信回路5と、受信回路6とを備えている。
この通信装置7は、例えば有線の伝送路2に対して、送信データ信号を出力する。また伝送路2からデータ信号を受信する。例えば、当該通信装置7と同じ構成の1または複数の通信装置(以下「他の通信装置」ともいう。)に対して送信データ信号を送信し、他の通信装置からの送信データ信号を受信する。
また、マイコン3は、送信データをシリアル出力する。このマイコン3から出力される送信データ(以下「マイコン出力9」ともいう。)は、基準クロックに同期するものである。
例えば、マイコン3は、基準クロックと、マイコン3内蔵のタイマ回路などから生成されたカウンタなどを用いて、正確な周期で、論理「1」、論理「0」のビット列からなるマイコン出力9を出力する。
例えば、マイコン3は、基準クロックと、マイコン3内蔵のタイマ回路などから生成されたカウンタなどを用いて、正確な周期で、複数回サンプリングする。そして、送信データ信号の論理「1」、論理「0」のビット列情報を判定する。
なお、マイコン3は、本発明における演算処理部に相当する。
また、マイコン出力9は、本発明における第1の送信データに相当する。
例えば、スペクトラム拡散クロックジェネレータ(SSCG)などを用いることができる。なお、スペクトラム拡散変調クロックの拡散タイプ(センター、ダウン)、および拡散率などは任意のものを用いることができる。例えば、放射電界に対する法規制などに合わせて拡散率を設定するようにしても良い。
このフリップフロップ4の入力(D)には、マイコン出力9が入力される。クロック入力(CLK)には、スペクトラム拡散変調クロック発振器1により生成されたスペクトラム拡散変調クロックが入力される。
これにより、フリップフロップ4の出力(Q)には、スペクトラム拡散変調クロックに同期した送信データ(以下「フリップフロップ出力8」ともいう。)が出力される。
すなわち、フリップフロップ4は、マイコン出力9をスペクトラム拡散変調クロックで同期化するものである。
なお、フリップフロップ4は、マイコン出力9をスペクトラム拡散変調クロックで同期化できるものであれば良く、JK型フリップフロップや論理素子を用いた任意の回路を用いることができる。
なお、フリップフロップ出力8は、本発明における第2の送信データに相当する。
受信回路6は、他の通信装置から送信された送信データや、ACK応答(応答信号)等を受信して受信信号をマイコン3へ出力する。
通信装置7から他の通信装置へデータを送信する場合、まず、マイコン3は、送信データをシリアル出力する。このマイコン3から出力されるマイコン出力9の波形は、図2に示すように、基準クロックに同期した周期で、論理「1」、論理「0」のビット列を出力する。
このマイコン出力9は、フリップフロップ4に入力される。フリップフロップ4は、スペクトラム拡散変調されたクロックで、マイコン出力9をラッチする。これにより、図2に示すように、フリップフロップ4の出力波形(フリップフロップ出力8)は、マイコン出力9に対してジッタをもった波形となる。
そして、このフリップフロップ出力8は送信回路5を介し、送信データとして、伝送路2に出力される。
図3においては、図2に示したマイコン出力9およびフリップフロップ出力8の波形を、FFT解析した周波数スペクトラムを示している。
図3に示すように、フリップフロップ出力8は、マイコン出力9に比べ、高調波成分が少なくなる。
また、スペクトラム拡散変調クロック発振器1およびフリップフロップ4を追加するだけの簡易な構成により、通信装置7の送信回路5から出力される高調波を抑制することが可能となる。
また、スペクトラム拡散変調クロック発振器1の拡散率等を変更することにより、通信装置7の放射電界レベル(高調波ノイズレベル)を容易に変更することができる。これにより、例えば、当該通信装置7を使用する国における、放射電界に対する法規制に合わせて、放射電界レベルを容易に変更することができる。
図4は実施の形態2に係る通信装置の回路構成を示す図である。
図4に示すように、本実施の形態2における通信装置7は、上記実施の形態1の構成に加え、スペクトラム拡散変調クロック発振器1の拡散率(以下、単に「拡散率」という。)を、マイコン3から変更する構成である。なお、その他の構成は実施の形態1と同様である。
スペクトラム拡散変調クロック発振器1の拡散率を大きくすると、高調波成分は少なくなるが、伝送波形のジッタが大きくなり、受信データのエラー率が高くなってしまう。
そこで、本実施の形態2においては、受信データのエラー率に応じて、スペクトラム拡散変調クロック発振器1の拡散率を変更する。
以下、本実施の形態2における通信装置7の動作を、図5に基づき説明する。
マイコン3は送信データを出力する。上記実施の形態1と同様の動作により、フリップフロップ出力8が、送信回路5を介して、伝送路2に出力される。
(S2)
マイコン3は、受信回路6を介して、他の通信装置からのデータを受信し、当該送信データに対するACK応答の有無を判断する。
(S3)
送信データを出力した後、所定時間内にACK応答を受信した場合には、拡散率の変更処理を終了する。
ステップS2において、マイコン3は、送信データを出力した後、所定時間内にACK応答を受信できないとき、スペクトラム拡散変調クロック発振器1の拡散率が最小になっているか否かを判断する。
なお、拡散率の最小値の情報は予めマイコン3に記憶するようにしても良い。
(S5)
拡散率が最小になっていた場合には、マイコン3は所定の通信エラー処理を行い、拡散率の変更処理を終了する。
(S6)
拡散率が最小になっていない場合には、マイコン3はスペクトラム拡散変調クロック発振器1の拡散率を、当該送信データを送信したときより低減させる。例えば、予め設定した所定の拡散率だけ低下させる。
そして、再度ステップS1に戻り、データの再送を行う。
また、ACK応答を受信した場合には、拡散率を低減させない。このため、受信エラー時などの拡散率を低減させる必要があるとき以外は、通信装置7から出力される高調波ノイズを抑制することが可能となる。
以降、記憶した送信先アドレスの他の通信装置に対しては、初回のデータ送信(S1)から拡散率を低減させるようにしても良い。
これにより、当該送信先アドレスに対する通信エラーを低減することが可能となる。
以降、記憶した送信先アドレスの他の通信装置に対してデータ送信するときには、記憶した拡散率のスペクトラム拡散変調クロックを、スペクトラム拡散変調クロック発振器1に生成させるようにしても良い。
これにより、当該送信先アドレスの他の通信装置が受信可能な拡散率を設定することができ、通信エラーを低減することが可能となる。
これにより、常に拡散率の低い状態にならないようにすることが可能となる。
図6は実施の形態3に係る通信装置の回路構成を示すものである。
図6に示すように、本実施の形態3における通信装置7は、スペクトラム拡散変調クロック発振器1と、マイコン3と、変調回路10と、復調回路11とを備えている。
なお、実施の形態1と同様の構成には同様の符号を付する。
変調回路10は、マイコン3から出力される送信データをアナログ変調、またはデジタル変調する。
なお、マイコン3から変調回路10への送信データ出力は、パラレルアクセス(バスアクセス)であっても良い。
なお、復調回路11は本発明における受信回路に相当する。
図7は実施の形態4に係る通信装置の回路構成を示すものである。
図7に示すように、本実施の形態4における通信装置7は、マイコン3にスペクトラム拡散変調クロックが接続されている構成である。
なお、実施の形態3と同様の構成には同様の符号を付する。
また、マイコン3は、送信データを生成するときの拡散率を、送信データを生成しないときより増加させる。
これにより、データ送信の際には通信周波数を変動させ、伝送波形の高調波ノイズを抑制することができる。
また、マイコン3は、送信時以外では、ジッタの少ないクロックで、メモリ等の外部デバイス(図示せず)にアクセスできるため、クロック速度が高い場合にも安定して外部デバイスにアクセスすることが可能になる。
図8に示すように、上記の図7の構成に加え、フリップフロップ4と、クロック13と、セレクタ12とを備える。
クロック13は、基準クロックをフリップフロップ4の入力(D)およびセレクタ12に供給する。
フリップフロップ4のクロック入力(CLK)には、スペクトラム拡散変調クロック発振器1により生成されたスペクトラム拡散変調クロックが入力される。このスペクトラム拡散変調クロックは、例えば基準クロックの2倍以上の周波数を有する。
フリップフロップ4の出力(Q)は、セレクタ12に接続される。
すなわち、マイコン3は、送信データを生成するとき、スペクトラム拡散変調クロックに同期して動作し、送信データを生成しないとき、基準クロックに同期して動作する。
これにより、データ送信の際には通信周波数を変動させ、伝送波形の高調波ノイズを抑制することができる。
また、マイコン3は、送信時以外では、ジッタのない基準クロックで、メモリ等の外部デバイス(図示せず)にアクセスできるため、クロック速度が高い場合にも安定して外部デバイスにアクセスすることが可能になる。
また、マイコン3は、拡散率を低減した通信装置7のアドレスを、一定期間記憶することにより、次回以降、当該アドレスの通信装置7に対しては、初回のデータ送信から拡散率を低減して、データを送信しても良い。
また、マイコン3は、ACK応答を受信できたとき、当該送信データの送信先アドレス、および当該送信データの拡散率の情報を記憶することにより、次回以降、記憶した拡散率のスペクトラム拡散変調クロックを生成させるようにしても良い。
また、マイコン3は、上記の送信先アドレスまたは拡散率の情報を記憶する時間を一定時間とするようにしても良い。
上述したように、通信装置7からの伝送波形はジッタをもった波形となる。そして、スペクトラム拡散変調クロックの拡散率が大きいほど、伝送波形のジッタが大きくなり、受信データのエラー率が高くなってしまう。
そこで、本実施の形態5においては、スペクトラム拡散変調クロックの拡散率に応じて、受信データのサンプリングタイミングおよびサンプリング回数の少なくとも一方を変化させる。
なお、本実施の形態5における通信装置7の構成は、上記実施の形態1〜4の何れかと同様である。
図9においては、伝送波形をサンプリングするサンプリング箇所を実線矢印で示し、サンプリングクロックを点線矢印で示している。
本実施の形態5におけるマイコン3は、受信回路6または復調回路11を介して受信した受信信号を、サンプリングクロックに同期した周期でサンプリングする。これにより、論理「1」、論理「0」のビット列を判定し、データを受信する。
このとき、マイコン3は、スペクトラム拡散変調クロックの拡散率に応じて、受信データのサンプリングタイミング(サンプリング箇所)を変化させる。
図9の上段に示すように、拡散率が低い場合、サンプリングデータは、ビット内を広範に使用する。
一方、図9の下段に示すように、拡散率が高い場合、サンプリングデータは、ビットの中央付近のみ使用する。
図10においても、伝送波形をサンプリングするサンプリング箇所を実線矢印で示し、サンプリングクロックを点線矢印で示している。
マイコン3は、スペクトラム拡散変調クロックの拡散率に応じて、受信データのサンプリング回数を変化させる。
図10の上段に示すように、拡散率が低い場合、サンプリング回数は、拡散率が高い場合と比べて多数回、例えば4回とする。
一方、図10の下段に示すように、拡散率が高い場合、サンプリング回数は、拡散率が低い場合と比べて少数回、例えば2回とする。
Claims (11)
- 基準クロックに同期した第1の送信データを出力する演算処理部と、
基準クロックをスペクトラム拡散変調してスペクトラム拡散変調クロックを生成するスペクトラム拡散変調クロック発振器と、
前記第1の送信データが入力され、前記スペクトラム拡散変調クロックに同期した第2の送信データを出力するフリップフロップ回路と、
前記第2の送信データを送信する送信回路と、
他の通信装置から送信された前記第2の送信データを受信する受信回路と
を備え、
前記演算処理部は、
前記受信回路が受信した受信信号を、サンプリングクロックに同期した周期でサンプリングすることでビット列を判定して、前記第2の送信データを受信する際、
受信する前記第2の送信データの前記スペクトラム拡散変調クロックの拡散率に応じて、サンプリングタイミング、及びサンプリング回数の少なくとも一方を変化させ、
前記拡散率が高いほど、前記サンプリングタイミングがビットの中央となり、及び/又は、前記サンプリング回数が少なくなるようにすることを特徴とする通信装置。 - 前記受信回路は、少なくとも前記第2の送信データに対する応答信号を受信し、
前記演算処理部は、
前記第2の送信データを送信した後、所定時間内に前記応答信号を受信できないとき、
前記スペクトラム拡散変調クロック発振器に、前記スペクトラム拡散変調クロックの拡散率を、当該第2の送信データを送信したときより、低減させることを特徴とする請求項1記載の通信装置。 - 前記演算処理部は、
前記第2の送信データを送信した後、所定時間内に前記応答信号を受信できないとき、当該第2の送信データの送信先アドレスを記憶し、
記憶した前記送信先アドレスに対する前記第1の送信データを出力するとき、
前記スペクトラム拡散変調クロック発振器に、前記スペクトラム拡散変調クロックの拡散率を、当該送信先アドレスに前記第2の送信データを送信したときより、低減させることを特徴とする請求項2記載の通信装置。 - 前記演算処理部は、
前記第2の送信データを送信した後、所定時間内に前記応答信号を受信したとき、
当該第2の送信データの送信先アドレス、及び前記スペクトラム拡散変調クロックの拡散率の情報を記憶し、
記憶した前記送信先アドレスに対する前記第1の送信データを出力するとき、
記憶した前記拡散率のスペクトラム拡散変調クロックを、前記スペクトラム拡散変調クロック発振器に生成させることを特徴とする請求項2又は3記載の通信装置。 - 基準クロックに同期した送信データを出力する演算処理部と、
基準クロックをスペクトラム拡散変調してスペクトラム拡散変調クロックを生成するスペクトラム拡散変調クロック発振器と、
前記スペクトラム拡散変調クロックに同期して動作し、前記送信データを変調する変調回路と、
他の通信装置から送信された前記送信データを受信する受信回路と
を備え、
前記演算処理部は、
前記受信回路が受信した受信信号を、サンプリングクロックに同期した周期でサンプリングすることでビット列を判定して、前記送信データを受信する際、
受信する前記送信データの前記スペクトラム拡散変調クロックの拡散率に応じて、サンプリングタイミング、及びサンプリング回数の少なくとも一方を変化させ、
前記拡散率が高いほど、前記サンプリングタイミングがビットの中央となり、及び/又は、前記サンプリング回数が少なくなるようにすることを特徴とする通信装置。 - 基準クロックをスペクトラム拡散変調してスペクトラム拡散変調クロックを生成するスペクトラム拡散変調クロック発振器と、
前記スペクトラム拡散変調クロックに同期した送信データを生成する演算処理部と、
前記送信データを変調する変調回路と、
他の通信装置から送信された前記送信データを受信する受信回路と
を備え、
前記演算処理部は、
前記送信データを生成するとき、前記スペクトラム拡散変調クロックの拡散率を、前記送信データを生成しないときより増加させ、
前記受信回路が受信した受信信号を、サンプリングクロックに同期した周期でサンプリングすることでビット列を判定して、前記送信データを受信する際、
受信する前記送信データの前記スペクトラム拡散変調クロックの拡散率に応じて、サンプリングタイミング、及びサンプリング回数の少なくとも一方を変化させ、
前記拡散率が高いほど、前記サンプリングタイミングがビットの中央となり、及び/又は、前記サンプリング回数が少なくなるようにすることを特徴とする通信装置。 - 基準クロックをスペクトラム拡散変調してスペクトラム拡散変調クロックを生成するスペクトラム拡散変調クロック発振器と、
送信データを生成する演算処理部と、
前記送信データを変調する変調回路と、
他の通信装置から送信された前記送信データを受信する受信回路と
を備え、
前記演算処理部は、
前記送信データを生成するとき、前記スペクトラム拡散変調クロックに同期して動作し、
前記送信データを生成しないとき、基準クロックに同期して動作し、
前記受信回路が受信した受信信号を、サンプリングクロックに同期した周期でサンプリングすることでビット列を判定して、前記送信データを受信する際、
受信する前記送信データの前記スペクトラム拡散変調クロックの拡散率に応じて、サンプリングタイミング、及びサンプリング回数の少なくとも一方を変化させ、
前記拡散率が高いほど、前記サンプリングタイミングがビットの中央となり、及び/又は、前記サンプリング回数が少なくなるようにすることを特徴とする通信装置。 - 前記受信回路は、前記送信データに対する応答信号を受信し、
前記演算処理部は、
前記送信データを送信した後、所定時間内に前記応答信号を受信できないとき、
前記スペクトラム拡散変調クロック発振器に、前記スペクトラム拡散変調クロックの拡散率を、当該送信データを送信したときより、低減させることを特徴とする請求項5〜7の何れかに記載の通信装置。 - 前記演算処理部は、
前記送信データを送信した後、所定時間内に前記応答信号を受信できないとき、当該送信データの送信先アドレスを記憶し、
記憶した前記送信先アドレスに対する前記送信データを出力するとき、
前記スペクトラム拡散変調クロック発振器に、前記スペクトラム拡散変調クロックの拡散率を、当該送信先アドレスに前記送信データを送信したときより、低減させることを特徴とする請求項8記載の通信装置。 - 前記演算処理部は、
前記送信データを送信した後、所定時間内に前記応答信号を受信したとき、当該送信データの送信先アドレス、及び前記スペクトラム拡散変調クロックの拡散率の情報を記憶し、
記憶した前記送信先アドレスに対する前記送信データを出力するとき、
記憶した前記拡散率のスペクトラム拡散変調クロックを、前記スペクトラム拡散変調クロック発振器に生成させることを特徴とする請求項8又は9記載の通信装置。 - 前記演算処理部は、前記送信先アドレス又は前記拡散率の情報を記憶する時間を一定時間としたことを特徴とする請求項3、4、9、又は10記載の通信装置。
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