JP5304210B2 - Control system - Google Patents
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Description
本発明は、制御装置による被制御装置の制御、特に被制御装置の動作状態の切り替えに係る制御を確実かつ容易に行うことができる制御システムに関する。 The present invention relates to a control system capable of reliably and easily performing control of a controlled device by a control device, particularly control related to switching of an operation state of the controlled device.
図4は、従来の制御システムの構成を示すブロック図である。図示の制御システムは、制御装置としてのMCU(Micro Controller Unit)101と、被制御装置としてのASIC(Application Specific Integrated Circuit)102とを備えている。MCU101は、例えば車輌に搭載されたECU(Electronic Control Unit)などの機器に備えられて演算処理及び制御処理等を行う装置であり、ASIC102及びその他の装置の動作を制御する。MCU101はシリアル通信によるデータ送信を行うTx端子及びデータ受信を行うRx端子を有している。 FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a conventional control system. The illustrated control system includes an MCU (Micro Controller Unit) 101 as a control device and an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) 102 as a controlled device. The MCU 101 is a device that is provided in a device such as an ECU (Electronic Control Unit) mounted on a vehicle and performs arithmetic processing, control processing, and the like, and controls the operation of the ASIC 102 and other devices. The MCU 101 has a Tx terminal for transmitting data by serial communication and an Rx terminal for receiving data.
同様に、ASIC102はシリアル通信によるデータ送信を行うTx端子及びデータ受信を行うRx端子を有している。MCU101のTx端子及びASIC102のRx端子は信号線を介して接続され、MCU101のRx端子及びASIC102のRx端子は信号線で接続されており、MCU101からASIC102へ且つASIC102からMCU101へデータ送信を行うことができる。
Similarly, the ASIC 102 has a Tx terminal for transmitting data by serial communication and an Rx terminal for receiving data. The Tx terminal of the
ASIC102は、シリアル通信によりMCU101から送信される制御情報に応じて動作する装置である。またASIC102は、他の装置からの入力信号を受け付け、これにより得られた情報をシリアル通信によりMCU101へ送信する。ASIC102は、例えば他の装置として各種のセンサ又は操作スイッチ等からの入力信号を受け付け、受け付けた入力信号を基に得られるセンサ又は操作スイッチ等の状態に関する情報をMCU101へ送信する装置である。
The ASIC 102 is a device that operates according to control information transmitted from the MCU 101 by serial communication. Further, the
このように制御装置と被制御装置とがシリアル通信によりデータの送受信を行う構成の制御システムでは、信号線に電気的なノイズが重畳されて通信障害が発生した場合、データの送受信を正しく行うことができず、制御装置又は被制御装置が異常動作する虞がある。 In a control system configured to transmit and receive data via serial communication between the control device and the controlled device in this way, data transmission and reception should be performed correctly when a communication failure occurs due to electrical noise superimposed on the signal line. The control device or the controlled device may operate abnormally.
特許文献1においては、電気的ノイズの影響を受ける環境下であっても、異常処理が行われることなく、内部装置間でデータを確実に授受することができる入出力ユニットが提案されている。この入出力ユニットは、MCU(Micro Controller Unit)及びASIC(Application Specific Integrated Circuit)がシリアル通信を行う構成であり、互いに相手へデータを送信した際にNAK信号を受信した場合には、ハートビートコマンドの送信を行う。ハートビートコマンドは、装置が正常に稼働していることを外部へ通知するために送る信号であり、通常の通信で送受信されるデータと比較してデータ長が短いため、電気的ノイズの影響を受けることなく相手へ送信することができる。よって、送信相手からACK信号を受信して自己のウォッチドッグタイマをクリアすることができるため、電気ノイズの影響により入出力ユニットが停止することを防止できる。
しかしながら、特許文献1に記載の入出力ユニットは、シリアル通信によるデータの送受信に失敗した場合にハートビートコマンドを送信して通信障害を回避する構成であるが、ハートビートコマンドが通常の送受信データよりデータ長が短いとしても、電気的ノイズの影響を全く受けないという保障はない。よって、ハートビートコマンドの送受信を電気的ノイズにより正常に行うことができなかった場合には、MCU又はASICの異常動作により入出力ユニットが停止する虞がある。 However, the input / output unit described in Patent Document 1 is configured to transmit a heartbeat command to avoid communication failure when data transmission / reception via serial communication fails, but the heartbeat command is more effective than normal transmission / reception data. Even if the data length is short, there is no guarantee that it will not be affected by electrical noise at all. Therefore, if transmission / reception of the heartbeat command cannot be performed normally due to electrical noise, the input / output unit may stop due to abnormal operation of the MCU or ASIC.
また、特に制御システムが車載機器又は携帯機器等のようにバッテリにより動作する機器に搭載される場合には、消費電力を低減するために、装置の動作を極力停止することが望まれる。このため従来の制御システムにおいて、MCU101は、処理を停止して消費電力を低減する低電力動作状態(以下、スリープモードという)と、処理を行って消費電力が多い高電力動作状態(以下、通常モードという)とを切り替えることができるようにすることが望まれる。この場合、MCU101がスリープモードの際には、ASIC102はMCU101からの制御信号が与えられないため独立して動作する必要がある。そこで、ASIC102には、MCU101の制御に従って動作する従属動作状態(以下、従属モードという)と、MCU101の制御から独立して動作する独立動作状態(以下、独立モードという)とを切り替える機能を備えることが考えられる。
In particular, when the control system is mounted on a device that operates with a battery such as an in-vehicle device or a portable device, it is desired to stop the operation of the device as much as possible in order to reduce power consumption. Therefore, in the conventional control system, the MCU 101 has a low power operation state (hereinafter referred to as a sleep mode) in which processing is stopped and power consumption is reduced, and a high power operation state (hereinafter referred to as normal mode) in which processing is performed and power consumption is large. It is desirable to be able to switch between modes). In this case, when the MCU 101 is in the sleep mode, the ASIC 102 does not receive a control signal from the MCU 101 and needs to operate independently. Therefore, the ASIC 102 has a function of switching between a subordinate operation state (hereinafter referred to as a subordinate mode) that operates according to the control of the MCU 101 and an independent operation state (hereinafter referred to as an independent mode) that operates independently from the control of the
従来の制御システムにおいて、ASIC102の従属モード又は独立モードの切り替えは、シリアル通信によりMCU101が制御する構成とすることができる。しかし、上述のように電気的ノイズの影響でシリアル通信に障害が発生した場合、例えばASIC102の独立モードへの切り替えに失敗しているにもかかわらず、MCU101がスリープモードに移行し、MCU101及びASIC102の両方の動作が停止するなど、制御システムが回復不可能な動作状態となる虞がある。
In the conventional control system, the switching of the dependent mode or the independent mode of the ASIC 102 can be configured to be controlled by the MCU 101 by serial communication. However, when a failure occurs in the serial communication due to the influence of electrical noise as described above, for example, the
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、制御装置及び被制御装置が相互に通信を行って処理を行う構成の場合に、装置の動作モードの変更などの重要な通信を確実に行うことができる制御システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and the object of the present invention is to control the operation mode of the device when the control device and the controlled device perform processing by communicating with each other. An object of the present invention is to provide a control system capable of reliably performing important communication such as change.
本発明に係る制御システムは、制御装置及び該制御装置に動作を制御される被制御装置を備え、前記制御装置及び被制御装置は、シリアル通信による情報の授受を行う通信手段をそれぞれ有し、前記制御装置が、消費電力が多い高電力動作状態又は消費電力が少ない低電力動作状態で動作し、前記高電力動作状態の場合に、前記通信手段により制御情報を送信することによって前記被制御装置の動作を制御し、前記被制御装置が、前記制御装置の制御に従って動作する従属動作状態又は前記制御装置から独立して動作する独立動作状態で動作する制御システムであって、前記制御装置及び被制御装置間に配され、前記被制御装置の従属動作状態又は独立動作状態の切り替えを行う切替信号を送受信するための切替信号線と、前記制御装置及び被制御装置間に配され、前記被制御装置から前記制御装置への割り込み信号を送受信するための割込信号線とを備え、前記制御装置は、前記通信手段によるシリアル通信及び他の装置からの割り込み信号の受け付けを禁止する禁止手段と、該禁止手段が割り込み信号の受け付けを禁止した後、2値の信号レベルの切り替えを前記被制御装置の従属動作状態又は独立動作状態の切り替えに対応付けた切替信号を、前記切替信号線を介して前記被制御装置へ送信し、前記切替信号により前記被制御装置を従属動作状態から独立動作状態へ切り替える切替手段と、該切替手段が切り替えを行った後、前記被制御装置からの割り込み信号の受け付けを許可する許可手段とを有し、該許可手段が割り込み信号の受け付けを許可した後に、前記高電力動作状態から前記低電力動作状態へ移行し、前記割込信号線を介して前記被制御装置から与えられた割り込み信号に応じて、前記低電力動作状態から前記高電力動作状態へ移行するようにしてあることを特徴とする。 A control system according to the present invention includes a control device and a controlled device whose operation is controlled by the control device, and the control device and the controlled device each have a communication unit that exchanges information by serial communication. The control device operates in a high power operation state with high power consumption or a low power operation state with low power consumption, and in the high power operation state, the control device transmits control information by the communication means. A control system in which the controlled device operates in a dependent operation state in which the controlled device operates in accordance with the control of the control device or in an independent operation state in which the controlled device operates independently of the control device. disposed between the control device, wherein the switching signal line for transmitting and receiving a switching signal for switching the dependent operating state or an independent operating state of the controlled device, the control device and Disposed between the control device, wherein a interrupt signal line for transmitting and receiving an interrupt signal to the controller from the controlled device, the control device interrupts from serial communication and other devices by the communication unit Prohibiting means for prohibiting acceptance of a signal, and switching that associates switching of a binary signal level with switching of a dependent operation state or an independent operation state of the controlled device after the prohibiting means prohibits acceptance of an interrupt signal. A signal is transmitted to the controlled device via the switching signal line, and the switching unit switches the controlled device from a dependent operation state to an independent operation state by the switching signal, and after the switching unit performs switching, Permission means for permitting acceptance of an interrupt signal from the controlled device, and after the permission means permits acceptance of the interrupt signal, the high power operation Transition from the low power operating state to the high power operating state in response to an interrupt signal given from the controlled device via the interrupt signal line. It is characterized by being.
また、本発明に係る制御システムは、前記被制御装置が、他の装置からの入力信号の変化を検出する検出手段を有し、該検出手段が変化を検出した場合に、前記制御装置へ割り込み信号を送信するようにしてあることを特徴とする。 In the control system according to the present invention, the controlled device has detection means for detecting a change in an input signal from another device, and interrupts the control device when the detection means detects the change. It is characterized by transmitting a signal.
本発明においては、制御装置及び被制御装置の間に、被制御装置の従属モード(従属動作状態)又は独立モード(独立動作状態)の切り替えを行う切替信号を、制御装置から被制御装置へ送信するための信号線を設ける。制御装置は、2値の信号レベル(電位のハイレベル/ローレベル)の切り替えに、被制御装置の従属モード又は独立モードの切り替えを対応付けたデジタルの切替信号を、専用の信号線を介して被制御装置へ送信することにより、被制御装置の動作モードの切替制御を行う。
制御装置及び被制御装置の間でデータの送受信が可能なシリアル通信を利用せず、制御装置及び被制御装置の間に設けられた専用の信号線を用いて、ハイレベル/ローレベルに被制御装置の動作モードを対応付けた切替信号を送信する構成であるため、電気的ノイズが信号線に一定期間重畳された場合であっても、一定期間が経過して電気的ノイズの影響が低減された後に、被制御装置は切替信号のハイレベル/ローレベルを正しく認識することができる。よって、被制御装置は切替信号に従った動作モードの切り替えを確実に行うことができる。
In the present invention, a switching signal for switching the dependent mode (dependent operation state) or independent mode (independent operation state) of the controlled device is transmitted from the control device to the controlled device between the control device and the controlled device. A signal line is provided. The control device sends a digital switching signal that associates switching of the dependent mode or independent mode of the controlled device to switching of the binary signal level (high potential / low level of the potential) via a dedicated signal line. By transmitting to the controlled device, the operation mode of the controlled device is controlled.
Controlled to high level / low level using a dedicated signal line provided between the control device and the controlled device without using serial communication that allows data transmission / reception between the control device and the controlled device Since the switching signal is associated with the operation mode of the device, even if the electrical noise is superimposed on the signal line for a certain period, the influence of the electrical noise is reduced after a certain period. After that, the controlled device can correctly recognize the high level / low level of the switching signal. Therefore, the controlled device can reliably switch the operation mode according to the switching signal.
また、本発明においては、制御装置及び被制御装置の間に、被制御装置から制御装置へ割り込み信号を送信するための信号線を更に設ける。制御装置はスリープモード(低電力動作状態)の場合に演算処理及び制御処理等を停止するため、被制御装置は独立モードで動作する。独立モードで動作する被制御装置が、制御装置による処理が必要であると判断した場合、制御装置の処理を開始させるために、被制御装置は制御装置をスリープモードから通常モード(高電力動作状態)へ移行させなければならない。そこで被制御装置及び制御装置の間に設けた専用の信号線を利用して、被制御装置が割り込み信号を制御装置へ送信することにより、制御装置を通常モードへ移行させる構成とする。これにより、スリープモード時に制御装置がシリアル通信を行うことができない場合であっても、被制御装置から制御装置へ信号線を介した通信を行うことができる。 In the present invention, a signal line for transmitting an interrupt signal from the controlled device to the control device is further provided between the control device and the controlled device. Since the control device stops arithmetic processing, control processing, and the like in the sleep mode (low power operation state), the controlled device operates in the independent mode. When the controlled device operating in the independent mode determines that the processing by the control device is necessary, the controlled device moves the control device from the sleep mode to the normal mode (high power operation state) to start the processing of the control device. ) Must be transferred to. In view of this, a configuration is adopted in which the controlled device shifts to the normal mode when the controlled device transmits an interrupt signal to the control device using a dedicated signal line provided between the controlled device and the controlled device. Thus, even when the control device cannot perform serial communication in the sleep mode, communication from the controlled device to the control device can be performed via the signal line.
また、本発明においては、制御装置が通常モードからスリープモードへ移行する場合、以下の手順の処理を行った後で移行を行う。まず制御装置は、被制御装置とのシリアル通信と、被制御装置を含む他の装置からの割り込み信号の受け付けを禁止する。これにより、動作モードを移行させる重要な処理を他の装置からのシリアル通信又は割り込みにより阻害されることがない。
次いで制御装置は、信号線を介して切替信号を出力することによって、被制御装置を従属モードから独立モードへ移行させる。このときに制御装置は、レジスタなどに記憶されたデータの退避又は動作クロック数の変更等の自身の動作モード移行のための処理を行ってもよい。
その後、制御装置は、被制御装置からの割り込み信号の受け付けを許可して(その他の装置からの割り込み信号の受け付けを許可してもよい)、通常モードからスリープモードへ移行する。これらの手順により、制御装置は、被制御装置を確実に従属モードに移行させることができ、その後に自らが確実にスリープモードへ移行することができる。
In the present invention, when the control device shifts from the normal mode to the sleep mode, the shift is performed after the processing of the following procedure is performed. First, the control device prohibits serial communication with the controlled device and acceptance of interrupt signals from other devices including the controlled device. Thus, important processing for shifting the operation mode is not hindered by serial communication or interruption from another device.
Next, the control device shifts the controlled device from the dependent mode to the independent mode by outputting a switching signal via the signal line. At this time, the control device may perform processing for shifting to its own operation mode such as saving data stored in a register or the like or changing the number of operation clocks.
Thereafter, the control device permits acceptance of an interrupt signal from the controlled device (may accept acceptance of interrupt signals from other devices), and shifts from the normal mode to the sleep mode. With these procedures, the control device can reliably shift the controlled device to the subordinate mode, and thereafter can surely shift to the sleep mode.
また、本発明においては、被制御装置が独立モードの場合、操作スイッチ又はセンサ等の他の装置からの入力信号を被制御装置が受け付け、この入力信号の変化を被制御装置が検出する。他の装置からの入力信号が変化し、これを検出した場合、被制御装置は信号線を介した割り込み信号により入力信号の変化を制御装置へ通知する。これにより被制御装置は、入力信号の変化の有無に応じて制御装置による処理が必要であるか否かを判断することができ、処理が必要であると判断した場合には制御装置を割り込みにより通常モードへ移行させて処理を開始させることができる。 In the present invention, when the controlled device is in the independent mode, the controlled device accepts an input signal from another device such as an operation switch or a sensor, and the controlled device detects a change in the input signal. When an input signal from another device changes and is detected, the controlled device notifies the control device of the change in the input signal by an interrupt signal via the signal line. As a result, the controlled device can determine whether or not processing by the control device is necessary depending on whether or not the input signal has changed. If it is determined that processing is necessary, the controlled device can interrupt the control device. The process can be started by shifting to the normal mode.
本発明による場合は、制御装置及び被制御装置の間に、被制御装置の従属モード又は独立モードの切り替えを行う切替信号を送受信するための信号線を設け、ハイレベル/ローレベルの信号レベル切り替えに被制御装置の従属モード又は独立モードの切り替えを対応付けた切替信号を、信号線を介して制御装置が被制御装置へ送信する構成とすることにより、電気的ノイズの影響を受けやすいシリアル通信を用いず、制御装置が被制御装置のモード切り替えを行うことができる。被制御装置は信号線の電位を判定するのみで制御装置による動作モードの切り替えの制御を受け付けることができ、ハイレベル又はローレベルの切り替えでモードの切り替えを行うことができる切替信号は電気的ノイズの影響を受け難いため、制御装置による被制御装置の動作モードの切り替えを確実に行うことができ、制御システムの動作に係る信頼性を向上することができる。 In the case of the present invention, a signal line for transmitting and receiving a switching signal for switching the dependent mode or the independent mode of the controlled device is provided between the control device and the controlled device to switch the signal level between the high level and the low level. Serial communication that is easily affected by electrical noise by configuring the control device to transmit a switching signal that associates switching between the dependent mode or independent mode of the controlled device to the controlled device via a signal line The control device can switch the mode of the controlled device without using. The controlled device can accept the control of the operation mode switching by the control device only by determining the potential of the signal line, and the switching signal that can switch the mode by the high level or low level switching is an electric noise. Therefore, the operation mode of the controlled device can be reliably switched by the control device, and the reliability of the operation of the control system can be improved.
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。図1は、本発明に係る制御システムの構成を示すブロック図である。実施の形態に係る制御システムは、制御装置としてのMCU1と、被制御装置としてのASIC2とを備えている。MCU1は、電子機器に搭載されて種々の演算処理及び制御処理等を行う装置(又はIC(Integrated Circuit))であり、電子機器に搭載されたASIC2及びその他の装置(図示は省略する)の動作を制御している。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings showing embodiments thereof. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a control system according to the present invention. The control system according to the embodiment includes an MCU 1 as a control device and an
ASIC2は、MCU1の制御に従って、例えばセンサ又は操作スイッチ等の他の装置からの入力信号を取得(サンプリング)し、取得した入力信号に係る情報をMCU1へシリアル通信により送信する装置である。このため、MCU1及びASIC2は、シリアル通信を行うためのシリアル信号線5を介して接続されている。また、本発明に係る制御システムにおいては、MCU1及びASIC2を接続する2つの信号線6及び7が設けられている。
The
MCU1は、制御部11、シリアル通信部12、割込信号受信部15及び切替信号送信部16等を備えて構成されている。なお、図1に示すMCU1においては、ASIC2に対する制御処理及び通信処理に関係する機能ブロックのみを図示してあり、その他の機能ブロックは図示を省略してある。
The MCU 1 includes a control unit 11, a
シリアル通信部12は、制御部11から与えられたパラレルデータをシリアルデータに変換してASIC2へ送信する送信部14と、ASIC2から送信されたシリアルデータを受信し、パラレルデータに変換して制御部11へ与える受信部13とを有している。受信部13及び送信部14はシリアル通信用の信号線5を介してASIC2に接続されており、シリアル通信部12はASIC2との間で双方向のシリアル通信を行うことができる。なお、シリアル通信用の信号線5は、1つの信号線を送信及び受信で共有する構成であってもよく、異なる2つの信号線を送信及び受信でそれぞれ用いる構成であってもよい。
The
割込信号受信部15は、信号線6を介してASIC2に接続されており、ASIC2からの割り込み信号を受信した場合に制御部11へ通知を行う。割り込み信号としては例えば一定期間のハイレベルのパルス信号を用いることができ、割り込み信号受信部15は、パルス信号のハイレベル、又は立ち上がり/立ち下がりエッジ等を検出することによって、ASIC2からの割り込みを受け付けることができる。
The interrupt
切替信号送信部16は、信号線7を介してASIC2に接続されており、従属モード(従属動作状態)又は独立モード(独立動作状態)のASIC2の動作モード(詳細は後述する)を切り替えるための切替信号をASIC2へ送信する。切替信号はハイレベル又はローレベルの2値の信号であり、例えばハイレベルがASIC2の従属モードに対応付けられ、ローレベルがASIC2の独立モードに対応付けられる。切替信号送信部16が切替信号のハイレベル/ローレベルを切り替えることにより、MCU1はASIC2の動作モードを従属モード又は独立モードに切り替えることができる。
The switching
制御部11は、各種の演算処理を行うと共に、MCU1の各部の動作を制御する制御処理を行う。また制御部11は、シリアル通信部12を介したシリアル通信によりASIC2へ動作命令及びこの動作に必要なデータ等を送信することによって、ASIC2の動作を制御することができる。ASIC2からは他の装置からの入力信号をサンプリングしてパラレル/シリアル変換を行ったシリアル信号がシリアル通信により与えられ、制御部11は与えられた入力信号の値に応じて演算処理及び制御処理等を行う。
The control unit 11 performs various arithmetic processes and performs a control process for controlling the operation of each part of the MCU 1. The control unit 11 can control the operation of the
また、制御部11は、これらの演算処理及び制御処理等を行って、各部及びASIC2等の動作を制御する通常モード(高電力動作状態)と、これらの処理を行わずに各部の動作を停止させて消費電力を低減するスリープモード(低電力動作状態)とに、MCU1の動作モードを切り替えることができる。MCU1がスリープモードの場合、制御部11は演算処理及び制御処理等を行わず、シリアル通信部12はASIC2とのシリアル通信を行わない。これにより、MCU1の消費電力が低減され、制御システム全体の消費電力が低減される。
In addition, the control unit 11 performs these arithmetic processing, control processing, and the like, and stops the operation of each unit without performing the normal mode (high power operation state) for controlling the operation of each unit and the
ただし、スリープモードの場合であっても割込信号受信部15によるASIC2からの割り込み信号の受信は行われ、割り込み信号を受信して割込信号受信部15が制御部11へ通知することによって、制御部11はMCU1をスリープモードから通常モードへ復帰させる。また切替信号送信部16は、MCU1がスリープモードの場合、ローレベルの切替信号を出力し続けることにより、ASIC2を独立モードで動作させる。
However, even in the case of the sleep mode, the interrupt
ASIC2は、制御部21、シリアル通信部22、割込信号送信部25、切替信号受信部26及びI/F(インタフェース)部27等を備えて構成されている。シリアル通信部22は、MCU1のシリアル通信部12と同様に、制御部21から与えられたパラレルデータをシリアルデータに変換してMCU1へ送信する送信部23と、MCU1から送信されたシリアルデータを受信し、パラレルデータに変換して制御部21へ与える受信部24とを有している。送信部23及び受信部24は信号線5を介してMCU1に接続されており、シリアル通信部22はMCU1のシリアル通信部12との間で双方向のシリアル通信を行うことができる。
The
割込信号送信部25は、信号線6を介してMCU1の割込信号受信部15に接続されており、制御部21の制御に応じて、例えば一定期間のハイレベルのパルス信号を割り込み信号としてMCU1の割込信号受信部15へ送信する。これによりASIC2は、MUC1をスリープモードから通常モードへ移行させることができる。切替信号受信部26は、信号線7を介してMCU1の切替信号送信部16に接続されており、MCU1から送信される切替信号の信号レベルがハイレベル又はローレベルのいずれであるかを判定し、判定結果を制御部21へ通知する。
The interrupt
I/F部27は、センサ又は操作スイッチ等の他の装置からの入力信号を制御部21の制御によりサンプリングし、サンプリングした入力信号の値を制御部21へ与える。I/F部27による入力信号のサンプリング周期などは制御部21により制御される。なお、図1においては、ASIC2のI/F部27が他の装置から入力信号を受け付けるのみの構成としてあるが、これに限るものではなく、他の装置へ制御情報などの信号を出力する構成としてもよい。
The I /
制御部21は、各種の演算処理及びASIC2の各部の制御処理等を行う。また制御部21は、MCU1の制御に応じて動作する従属モードと、MCU1がスリープモードで動作しない場合に独立して動作する独立モードとに、ASIC2の動作モードを切り替えることができる。制御部21は、切替信号受信部26が受信したMCU1からの切替信号の信号レベルに応じて従属モードと独立モードとの切り替えを行う。例えば制御部21は、切替信号がハイレベルの場合にASIC2を従属モードとし、切替信号がローレベルの場合にはASIC2を独立モードとする。
The
ASIC2が従属モードの場合、制御部21は、MCU1から与えられる動作命令及びデータ等をシリアル通信部22により受信し、受信した内容に応じて各部を動作させる。例えば制御部21は、ASIC2が従属モードの場合、MCU1から入力信号のサンプリングの周期設定をシリアル通信により受信し、受信した周期設定にてサンプリングを行って入力信号の値をMCU1へ送信する。シリアル通信により入力信号の値を受信したMCU1は、この値に応じた動作を行うことができる。
When the
ASIC2が独立モードの場合、制御部21は、予め定められた(又は従属モードのときにMCU1により設定された)動作設定に応じて各部の動作を制御し、ASIC2を動作させる。例えば制御部21は、ASIC2が独立モードの場合、予め定められた周期設定にて入力信号のサンプリングを行う。
When the
更に制御部21は、ASIC2が独立モードの場合に、I/F部27にてサンプリングした入力信号と、その直前にサンプリングした入力信号とを比較することによって、入力信号の変化を検出する。入力信号が変化した場合、制御部21は割込信号送信部25を制御することによって、MCU1へ割り込み信号を与え、入力信号が変化した旨を通知する。これによりMCU1は、スリープモードから通常モードへ復帰し、ASIC2からシリアル通信によりサンプリングした入力信号の値を取得し、これに応じた動作を行うことができる。
Further, when the
なお、MCU1が通常モードであり、ASIC2が従属モードである場合には、入力信号の変化の有無に関わらず、ASIC2はサンプリングした入力信号の値をシリアル通信によってMCU1へ送信し、MCU1の制御部11が入力信号の変化を検出することができる。
When MCU 1 is in the normal mode and
図2は、本発明に係る制御システムのMCU1が行う処理の手順を示すフローチャートであり、MCU1の制御部11が行う処理である。MCU1の電源が投入された後などにおいて、まず制御部11は、MCU1の動作モードを通常モードとする(ステップS1)。次いで制御部11は、シリアル通信部12によりASIC2との間でシリアル通信を行って(ステップS2)、ASIC2がサンプリングした入力信号の値を取得する。なおこのときに、制御部11はASIC2へサンプリングの周期設定を送信するなど、ASIC2への動作命令及びデータ等をシリアル通信により送信してもよい。その後、制御部11は、取得した入力信号の値に応じた演算処理及び制御処理等の種々の処理を行う(ステップS3)。
FIG. 2 is a flowchart showing a procedure of processing performed by the MCU 1 of the control system according to the present invention, and is processing performed by the control unit 11 of the MCU 1. For example, after the power of the MCU 1 is turned on, the control unit 11 first sets the operation mode of the MCU 1 to the normal mode (step S1). Next, the control unit 11 performs serial communication with the
制御部11は、入力信号に応じた処理を行うが、例えば入力信号の値が長期に亘って変化しない場合などには演算処理及び制御処理等を行う必要がないため、通常モードからスリープモードへ移行して消費電力を低減する。そこで制御部11は、入力信号に応じた処理を行った後、例えば一定の期間における入力信号の変化の有無を判定することにより、通常モードからスリープモードへの動作モードの変更を行うか否かを判定する(ステップS4)。例えば入力信号が変化しており、処理を継続する必要があると判定し、動作モードの変更を行わないと判定した場合(S4:NO)、制御部11はステップS1へ戻り、上述の処理を繰り返し行う。 The control unit 11 performs processing according to the input signal. However, for example, when the value of the input signal does not change over a long period of time, it is not necessary to perform arithmetic processing and control processing, so the normal mode is changed to the sleep mode. Shift to reduce power consumption. Therefore, after performing the process according to the input signal, the control unit 11 determines whether or not to change the operation mode from the normal mode to the sleep mode, for example, by determining whether or not the input signal has changed during a certain period. Is determined (step S4). For example, when the input signal has changed and it is determined that the process needs to be continued and it is determined not to change the operation mode (S4: NO), the control unit 11 returns to step S1 and performs the above-described process. Repeat.
例えば一定期間に入力信号が変化しておらず、動作モードを変更すると判定した場合(S4:YES)、まず制御部11は、ASIC2及び図示しないその他の装置からの全ての割り込みを禁止する(ステップS5)。次いで制御部11は、切替信号送信部16にて切替信号をハイレベルからローレベルに切り替えることによって、ASIC2の動作モードを従属モードから独立モードへ切り替える(ステップS6)。次いで制御部11は、MCU1がスリープモードへ移行するために必要な処理、例えばレジスタに記憶されたデータの退避又はクロック周波数の変更等の準備処理を行い(ステップS7)、割込信号受信部15によるASIC2からの割り込みの受け付けを許可する(ステップS8)。なおこのときに、ASIC2以外の装置からの割り込みの受け付けを許可してもよい。
For example, if the input signal has not changed for a certain period and it is determined that the operation mode is to be changed (S4: YES), the controller 11 first prohibits all interrupts from the
その後、制御部11は、MCU1の動作モードをスリープモードとし(ステップS9)、割込信号受信部15にて割り込み信号を受信することにより、ASIC2から割り込みが与えられたか否かを判定する(ステップS10)。割込が与えられていない場合(S10:NO)、制御部11はステップS9へ戻り、スリープモードを維持する。割り込みが与えられた場合(S10:YES)、制御部11は、切替信号送信部16にて切替信号をローレベルからハイレベルに切り替えることによって、ASIC2の動作モードを独立モードから従属モードへ切り替えて(ステップS11)、ステップS1へ戻り、スリープモードから通常モードへ移行して、上述の処理を繰り返し行う。
Thereafter, the control unit 11 sets the operation mode of the MCU 1 to the sleep mode (step S9), and determines whether or not an interrupt is given from the
図3は、本発明に係る制御システムのASIC2が行う処理の手順を示すフローチャートであり、ASIC2の制御部21が行う処理である。ASIC2の電源が投入された後などにおいて、まず制御部21は、MCU1から送信される切替信号の信号レベルを切替信号受信部26にて調べ、切替信号がハイレベルであるか否かを判定する(ステップS21)。切替信号がハイレベルであると判定した場合(S21:YES)、制御部21は、ASIC2を従属モードとし(ステップS22)、MCU1からの動作命令及びこれに関するデータ等をシリアル通信部22にて受信して、MCU1の制御に応じた処理を行い(ステップS23)、ステップS21へ戻る。
FIG. 3 is a flowchart showing a procedure of processing performed by the
切替信号がローレベルであると判定した場合(S21:NO)、制御部21は、ASIC2を独立モードとし(ステップS24)、I/F部27にて予め定められた周期で入力信号のサンプリングを行う(ステップS25)。次いで制御部21は、サンプリングした入力信号と、その直前にサンプリングした入力信号とを比較することによって、入力信号が変化したか否かを判定する(ステップS26)。入力信号が変化していないと判定した場合(S26:NO)、制御部21はステップS21へ戻り、上述の処理を繰り返し行う。入力信号が変化したと判定した場合(S26:YES)、制御部21は、割込信号送信部25にて割り込み信号を送信することにより、MCU1に割り込みをかけて(ステップS27)、MCU1をスリープモードから通常モードへ復帰させ、ステップS21へ戻り、上述の処理を繰り返し行う。
When it is determined that the switching signal is at a low level (S21: NO), the
以上の構成の制御システムにおいては、MCU1が通常モードで動作している場合、MCU1及びASIC2の間でシリアル通信を行って、MCU1がASIC2へサンプリング周期などの設定及び動作命令等を送信し、ASIC2がMCU1へサンプリングした入力信号を送信することにより、MCU1はセンサ又は操作スイッチ等の他の装置からの入力信号に応じた動作を行うことができる。このときASIC2は従属モードで動作しており、MCU1からシリアル通信により与えられる動作命令などに応じて入力信号をサンプリングし、サンプリングした入力信号をシリアルデータとしてMCU1へ送信する。
In the control system having the above configuration, when the MCU 1 is operating in the normal mode, the MCU 1 performs serial communication between the MCU 1 and the
入力信号が長期間に亘って変化しないなど、MCU1が動作する必要がない場合、MCU1は通常モードからスリープモードへ移行して動作を停止し、消費電力を低減する。スリープモードにおいてはASIC2とのシリアル通信を行わない。MCU1は、通常モードからスリープモードへの移行を行う場合、まず外部からの割り込みをすべて禁止し、ASIC2への切替信号をハイレベルからローレベルに切り替えることでASIC2の動作モードを従属モードから独立モードに切り替え、レジスタのデータの退避などの準備処理を行った後でASIC2からの割り込みを許可し、スリープモードへ移行する。外部からの割り込みを禁止した後でASIC2の動作モードの切り替えを行うことで、モード切り替えのクリティカルな処理を他の装置からの割り込みで中断される虞がなく、MCU1はASIC2を従属モードから独立モードに確実に切り替えることができる。
When the MCU 1 does not need to operate, for example, when the input signal does not change over a long period of time, the MCU 1 shifts from the normal mode to the sleep mode to stop the operation and reduce power consumption. In the sleep mode, serial communication with the
MCU1からの切替信号がハイレベルからローレベルに切り替わった場合、ASIC2は動作モードを従属モードから独立モードに切り替える。このとき、ASIC2への切替信号にノイズが重畳されて、ASIC2の動作モードの切り替えが正しく行われなかった場合であっても、MCU1及びASIC2の間に設けられた専用線である信号線7を介して送受信される切替信号は、ハイレベル又はローレベルの信号レベルがASIC2の従属モード又は独立モードに対応付けられているため、一定時間が経過してノイズの影響が減少した後で、確実にASIC2の動作モードが切り替わる。
When the switching signal from the MCU 1 is switched from the high level to the low level, the
独立モードで動作する場合、ASIC2は、MCU1とのシリアル通信を行うことができないため、予め定められた周波数で入力信号のサンプリングを繰り返し行い、最新のサンプリング結果とその直前のサンプリング結果を比較することで入力信号の変化を検出する。入力信号が変化した場合、ASIC2がMCU1へ割り込みをかけることでスリープモードから通常モードへ復帰させることにより、MCU1及びASIC2のシリアル通信が再開され、MCU1が変化した入力信号を取得してこれに応じた処理を行うことができる。
When operating in the independent mode, the
なお、本実施の形態においては、制御システムの被制御装置として入力信号のサンプリングを行うASIC2を例に説明を行ったが、被制御装置はこれに限るものではなく、その他の処理を行う装置であってよく、制御装置及び被制御装置がシリアル通信により制御に関する情報を授受する制御システムであれば本発明の構成を適用することができる。
In this embodiment, the
1 MCU(制御装置)
2 ASIC(被制御装置)
5 信号線
6 信号線
7 信号線
11 制御部(禁止手段、切替手段、許可手段)
12 シリアル通信部(通信手段)
15 割込信号受信部
16 切替信号送信部
21 制御部(検出手段)
22 シリアル通信部(通信手段)
25 割込信号送信部
26 切替信号受信部
27 I/F部
1 MCU (control unit)
2 ASIC (controlled device)
5 Signal line 6 Signal line 7 Signal line 11 Control unit (prohibiting means, switching means, permitting means)
12 Serial communication part (communication means)
15 Interrupt
22 Serial communication part (communication means)
25 Interrupt
Claims (2)
前記制御装置及び被制御装置は、シリアル通信による情報の授受を行う通信手段をそれぞれ有し、
前記制御装置が、消費電力が多い高電力動作状態又は消費電力が少ない低電力動作状態で動作し、前記高電力動作状態の場合に、前記通信手段により制御情報を送信することによって前記被制御装置の動作を制御し、
前記被制御装置が、前記制御装置の制御に従って動作する従属動作状態又は前記制御装置から独立して動作する独立動作状態で動作する制御システムであって、
前記制御装置及び被制御装置間に配され、前記被制御装置の従属動作状態又は独立動作状態の切り替えを行う切替信号を送受信するための切替信号線と、
前記制御装置及び被制御装置間に配され、前記被制御装置から前記制御装置への割り込み信号を送受信するための割込信号線と
を備え、
前記制御装置は、
前記通信手段によるシリアル通信及び他の装置からの割り込み信号の受け付けを禁止する禁止手段と、
該禁止手段が割り込み信号の受け付けを禁止した後、2値の信号レベルの切り替えを前記被制御装置の従属動作状態又は独立動作状態の切り替えに対応付けた切替信号を、前記切替信号線を介して前記被制御装置へ送信し、前記切替信号により前記被制御装置を従属動作状態から独立動作状態へ切り替える切替手段と、
該切替手段が切り替えを行った後、前記被制御装置からの割り込み信号の受け付けを許可する許可手段と
を有し、
該許可手段が割り込み信号の受け付けを許可した後に、前記高電力動作状態から前記低電力動作状態へ移行し、前記割込信号線を介して前記被制御装置から与えられた割り込み信号に応じて、前記低電力動作状態から前記高電力動作状態へ移行するようにしてあること
を特徴とする制御システム。 A control device and a controlled device whose operation is controlled by the control device;
The control device and the controlled device each have communication means for transferring information by serial communication,
The control device operates in a high power operation state with high power consumption or a low power operation state with low power consumption, and in the high power operation state, the control device transmits control information by the communication means. Control the operation of
The controlled device is a control system that operates in a dependent operation state that operates according to the control of the control device or an independent operation state that operates independently of the control device,
A switching signal line arranged between the control device and the controlled device, for transmitting and receiving a switching signal for switching the dependent operation state or the independent operation state of the controlled device ;
An interrupt signal line arranged between the control device and the controlled device, for transmitting and receiving an interrupt signal from the controlled device to the control device ;
The controller is
Prohibiting means for prohibiting serial communication by the communication means and acceptance of interrupt signals from other devices;
After the prohibiting means prohibits acceptance of the interrupt signal, a switching signal in which switching of the binary signal level is associated with switching of the dependent operation state or the independent operation state of the controlled device is transmitted via the switching signal line. Switching means for transmitting to the controlled device and switching the controlled device from a dependent operation state to an independent operation state by the switching signal;
Permission means for allowing acceptance of an interrupt signal from the controlled device after the switching means performs switching;
Have
After the permission means permits the acceptance of the interrupt signal, the high power operation state is shifted to the low power operation state, and according to the interrupt signal given from the controlled device via the interrupt signal line, The control system is configured to shift from the low power operation state to the high power operation state .
他の装置からの入力信号の変化を検出する検出手段を有し、
該検出手段が変化を検出した場合に、前記制御装置へ割り込み信号を送信するようにしてあること
を特徴とする請求項1に記載の制御システム。 The controlled device is:
Having detection means for detecting a change in an input signal from another device;
Control system according to claim 1, characterized in that the detecting means when detecting a change, are to be transmitted an interrupt signal to the control device.
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