JP5438378B2 - 通信装置、半導体装置、及び通信システム - Google Patents

Description

通信装置、半導体装置、及び通信システムに関する。

従来、複数の通信装置間で通信を行う方法の一つに電力線通信(Power Line Communication：PLC )がある。電力線通信を行う通信装置は、該装置に電力を供給する電力線を介してデータ等を通信する（例えば、特許文献１参照）。

データ通信を行う場合、伝送路の端部における反射により波形歪みが生じ、データ誤りを引き起こす場合がある。このため、伝送路に接続される通信装置には、反射を抑えるために、抵抗素子と容量素子を含む終端器が設けられる。

特開２００８−１８７８０６号公報

しかし、終端器の容量素子が電力線にデータを出力するドライバに対して負荷となる。したがって、複数の装置を接続した場合、この終端器による負荷が、データを出力するドライバの能力を超えてしまうと、データを送信する信号の振幅を十分に確保することができなくなる、即ちデータの送信ができなくなる場合がある。このため、接続形態に応じて、終端するための抵抗素子及び容量素子を適切な箇所に接続することが要求されている。

この通信装置で、電力線の接続状態に応じて電力線を終端することを目的とする。

開示の通信装置は、第１の電力線が接続される第１の接続端子と、第２の電力線が接続される第２の接続端子と、前記第１の電力線を介して供給される電力に基づいて動作し、電力線を介して通信する通信手段と、前記第１の電力線を終端するための終端手段と、前記通信手段にて受信した受信信号に応じて、前記第２の接続端子又は前記終端手段を前記第１の接続端子に接続する接続手段と、前記通信手段に電力を供給する電源配線とを有し、前記終端手段は、前記電力線の特性インピーダンスに応じた抵抗値の抵抗素子と、一方の端子が基準電位に接続された容量素子とを含み、前記接続手段は、前記終端手段を前記第１の接続端子に接続するときに、前記第１の接続端子に前記抵抗素子の一方の端子を接続するとともに前記抵抗素子の他方の端子に前記容量素子の他方の端子を接続し、前記第２の接続端子を前記第１の接続端子に接続するときに前記容量素子の他方の端子を前記電源配線に接続する。

開示の通信装置は、電力線の接続状態に応じて電力線を終端することができる。

一実施形態の通信装置のブロック回路図である。 送信データの説明図である。 図１の通信装置を用いた通信システムの概略構成図である。 通信システムのブロック回路図である。 通信装置の動作を示すフローチャートである。 別の通信装置のブロック回路図である。 別の通信装置のブロック回路図である。 別の通信装置のブロック回路図である。 図８の通信装置を用いた通信システムの一部ブロック回路図である。

以下、一実施形態を図１〜図５に従って説明する。
図１に示すように、通信装置１０は、複数（図では２つ）の電源端子（接続端子）Ｐ１，Ｐ２を有し、各電源端子Ｐ１，Ｐ２には電力線Ｄ１，Ｄ２が接続される。第１の電源端子Ｐ１は、通信装置１０に動作電圧を供給するためのものであり、第２の電源端子Ｐ２は、他の通信装置に動作電圧を供給するためのものである。すなわち、通信装置１０は、第１の電源端子Ｐ１に接続された電力線Ｄ１を介して供給される動作電圧に基づいて動作し、第２の電源端子Ｐ２に接続される電力線Ｄ２を介して下位の通信装置に動作電圧を供給する。

また、通信装置１０は電力線通信(Power Line Communication：PLC )の機能を有し、電源端子Ｐ１，Ｐ２に接続された電力線Ｄ１，Ｄ２を介して他の通信装置とデータの授受を行う。

通信装置１０は半導体装置１１を含む。この半導体装置１１は、例えば１つのチップであり、外部端子Ｔ１〜Ｔ５を有する。外部端子Ｔ１〜Ｔ５は、例えばベアチップのパッド、バンプ、パッケージの端子、チップが搭載されたプリント基板上の配線パターン、等である。

電源端子Ｐ１は外部端子Ｔ１と接続され、電源端子Ｐ２は外部端子Ｔ２と接続されている。また、電源端子Ｐ１は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１２を介して外部端子Ｔ３と接続されている。ＬＰＦ１２は、コイルＬ１とコンデンサＣ１を含み、コイルＬ１の第１端子は電源端子Ｐ１と接続され、コイルＬ１の第２端子は半導体装置の外部端子Ｔ３とコンデンサＣ１の第１端子に接続され、コンデンサＣ１の第２端子はグランドに接続されている。

ＬＰＦ１２は、コイルＬ１のインダクタンスとコンデンサＣ１の容量値により定まるカットオフ周波数より高い周波帯域の信号を遮断して、カットオフ周波数より低い周波数帯域の信号を通過させる。カットオフ周波数は、データ転送用の周波数帯域よりも小さく設計されている。従って、このカットオフ周波数より高い周波数帯域の信号（例えば、データを送信するための信号、ノイズ等）は、ＬＰＦ１２において遮断され、カットオフ周波数より低い周波数帯域の信号（例えば、直流電圧）は外部端子Ｔ３に供給される。

また、電源端子Ｐ１は、コンデンサＣ２の第１端子と接続され、コンデンサＣ２の第２端子は外部端子Ｔ４と接続されている。このように接続されたコンデンサＣ２は、電源端子Ｐ１に到来する信号のうち、交流成分を通過させ、直流成分を遮断する。従って、電源端子Ｐ１と外部端子Ｔ４はコンデンサＣ２によりＡＣ結合され、交流成分に含まれるデータが外部端子Ｔ４に供給される。半導体装置１１の外部端子Ｔ５はコンデンサＣ３の第１端子と接続され、コンデンサＣ３の第２端子はグランドに接続されている。

半導体装置１１は、通信回路２１、内部回路２２、抵抗Ｒ１、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４を含む。通信回路２１及び内部回路２２の電源端子は電源配線ＤＰ１を介して外部端子Ｔ３と接続され、外部端子Ｔ３を介して供給される直流電圧により動作する。つまり、外部端子Ｔ３は電源用外部端子である。

通信回路２１は外部端子Ｔ４と接続され、その外部端子Ｔ４を介して信号を送受信する。即ち、通信回路２１は、外部端子Ｔ４を介して伝達される信号を受信する受信回路（レシーバ）、外部端子Ｔ４を介して信号を送信する送信回路（ドライバ）を含む。通信手段は通信回路２１を含む。外部端子Ｔ４は通信用外部端子である。また、通信回路２１は、受信する信号に含まれるデータに基づいて、各スイッチＳＷ１〜ＳＷ４を制御するスイッチ制御回路（接続手段）を含む。また、通信回路２１は、受信する信号に含まれるデータを内部回路２２に出力し、内部回路２２から出力される信号に基づく信号を送信する。更に、通信回路２１は、受信信号に基づいて、リセット信号ＳＲ及びパワーダウン信号ＳＰを出力する。

内部回路２２は、例えば制御回路であり、内部回路２２に接続された外部機器（図示略）を制御する。内部回路２２は、通信回路２１から出力されるリセット信号ＳＲに応答して素子の信号レベルなどをリセットする。また、内部回路２２は、通信回路２１から出力されるパワーダウン信号ＳＰに応答して、通常モードとパワーダウンモードとを切り替える。通常動作は、上記の外部機器を制御するモードであり、パワーダウンモードは、必要な回路（例えばパワーダウン信号に応答する回路）のみを動作させ、他の回路に対する電源供給を遮断する、又はレジスタ等の保持に必要な電流を供給するモードである。

スイッチＳＷ１の第１端子は外部端子Ｔ１に接続され、スイッチＳＷ１の第２端子は外部端子Ｔ２と接続されている。従って、スイッチＳＷ１は、電力線Ｄ１と電力線Ｄ２と接離する。

スイッチＳＷ２の第１端子は外部端子Ｔ１に接続され、スイッチＳＷ２の第２端子は抵抗Ｒ１の第１端子に接続され、抵抗Ｒ１の第２端子はスイッチＳＷ３の第１端子に接続され、スイッチＳＷ３の第２端子は外部端子Ｔ５に接続されている。抵抗Ｒ１の値は、伝送路である電力線の特性インピーダンスに応じて設定されている。抵抗値は特性インピーダンスと等しい値であることが好ましい。その外部端子Ｔ５にはコンデンサＣ３が接続されている。従って、スイッチＳＷ１をオフし、スイッチＳＷ２，ＳＷ３がオンすると、外部端子Ｔ１に抵抗Ｒ１とコンデンサＣ３の直列回路を接続する。即ち、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ３を含む終端回路（終端手段）が外部端子Ｔ１及び電源端子Ｐ１を介して電力線Ｄ１に接続される。コンデンサＣ３は、電力線Ｄ１を終端する抵抗Ｒ１とグランドとの間に接続されることで、抵抗Ｒ１において電流を消費しないようにしている。接続手段は、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２を含む。

スイッチＳＷ４の第１端子は外部端子Ｔ５に接続され、スイッチＳＷ４の第２端子は電源配線ＤＰ１に接続されている。従って、スイッチＳＷ３をオフし、スイッチＳＷ４をオンすることにより、コンデンサＣ３が電源配線ＤＰ１に接続される。この電源配線ＤＰ１は、回路２１，２２に直流電圧を供給する。従って、スイッチＳＷ４を介して電源配線ＤＰ１に接続されたコンデンサＣ３は、電源配線ＤＰ１により伝達される直流電圧の変動を抑制するバイパスコンデンサとして機能する。

また、通信回路２１は、設定端子Ｊ１〜Ｊ４に接続されている。設定端子Ｊ１〜Ｊ４は、例えばベアチップのパッド、バンプ、パッケージの端子、チップが搭載されたプリント基板上の配線パターン、等である。設定端子Ｊ１〜Ｊ４は、通信装置１０の識別番号（機器番号）を設定するものである。上記したように、この通信装置１０は、ＰＬＣにより他の装置と通信可能に構成されている。従って、データを任意の装置に送信するためには、装置を特定するための識別番号が必要となる。通信回路２１は、例えば、設定端子Ｊ１〜Ｊ４に接続された素子の入力端子が内部的にプルアップされ、設定端子Ｊ１〜Ｊ４を適宜グランドに接続することにより、４ビットの機器番号を取得する。

通信回路２１が送受信する信号の一例を図２に示す。データを送信する場合、通信回路２１は、プリアンブル３１、リセット３２、機器番号３３、データ３４、ブロック終了（End of Block:EOB）３５を送信する。送信信号の機器番号は、データ３４を送信する相手の通信装置を特定するための番号である。通信回路２１は、設定端子Ｊ１〜Ｊ４により設定された自装置の機器番号と等しい機器番号に続くデータを取り込み、そのデータに基づいて処理を実行する。

データは複数（例えば６ビット）のビット列であり、各ビットのオン（「１」）、オフ（「０」）の組み合わせにより、動作の指定、動作に関わるデータが設定される。例えば、転送されるデータは、自身を設定するための設定データと、外部機器を制御するための制御データを含む。設定データは、例えば、終端設定、終端解除、パワーダウン設定、パワーダウン解除、を含む。６ビットの設定データは、例えば、「00_0001 」を終端設定、「00_0000 」を終端解除、「11_1110 」をパワーダウン設定、「11_1111 」をパワーダウン解除とする。上記ビット列以外は制御データとして扱われる。

通信回路２１は、受信データが「00_0001 」（終端設定）の場合、図１に示すスイッチＳＷ１，ＳＷ４をオフし、スイッチＳＷ２，ＳＷ３をオンする。この制御により、電力線Ｄ２が電力線Ｄ１から切り離され、コンデンサＣ３が電源配線ＤＰ１から切り離され、電力線Ｄ１に抵抗Ｒ１とコンデンサＣ３を含む終端回路が接続される。また、通信回路２１は、受信データが「0_00000 」（終端解除）の場合、スイッチＳＷ１，ＳＷ４をオンし、スイッチＳＷ２，ＳＷ３をオフする。この制御により、抵抗Ｒ１が電力線Ｄ１から切り離され、電力線Ｄ２が電力線Ｄ１と接続され、コンデンサＣ３が電源配線ＤＰ１に接続される。

また、通信回路２１は、受信データが「11_1110 」（パワーダウン設定）の場合、所定レベル（例えばＨレベル）のパワーダウン信号ＳＰを出力する。内部回路２２は、このパワーダウン信号ＳＰに応答してパワーダウンモードとなる。また、通信回路２１は、受信データが「11_1111 」（パワーダウン解除）の場合、所定レベル（例えばＬレベル）のパワーダウン信号ＳＰを出力する。内部回路２２は、このパワーダウン信号ＳＰに応答して通常モードとなる。

また、通信回路２１は、受信データが上記４つ以外の場合、受信データを内部回路２２に出力する。内部回路２２は、受信データに基づいて、その受信データに応じた処理を実行する。なお、通信回路２１は、通常、第１のレベル（例えばＬレベル）のリセット信号ＳＲを出力し、図２に示すリセット３２が所定値（例えば「１」）の場合に第２のレベル（例えばＨレベル）のリセット信号ＳＲを一定期間出力する。内部回路２２は、第２のレベルのリセット信号ＳＲに応答してリセットする。

次に、上記の通信装置の適用例を説明する。
図３は、通信システムの概略構成図である。この一例の通信システムは車両に搭載され、車両の座席や照明などの車載装置を制御するものである。

通信システムは、マスタ装置４１、複数（図３において１２個）のスレーブ装置４２ａ〜４２ｄ，４３ａ〜４３ｄ，４４ａ〜４４ｄを含む。
マスタ装置４１は、電力線Ｄ１１を介して電源装置４５に接続されている。また、マスタ装置４１は、電力線Ｄ１１を介してスレーブ装置４２ａ，４３ａ，４４ａと接続されている。電源装置４５は、例えば車両に搭載されたバッテリであり、電力線Ｄ１１を介して直流電圧をマスタ装置４１及びスレーブ装置４２ａ，４３ａ，４４ａに供給する。

一例として、スレーブ装置４２ａ〜４２ｄは、座席の位置等を調整するための制御装置である。スレーブ装置４３ａ〜４３ｄは、風量・風向や温度等を調整するための制御装置である。スレーブ装置４４ａ〜４４ｄは、照明のオンオフ等を制御するための制御装置である。各スレーブ装置４２ａ〜４２ｄ，４３ａ〜４３ｄ，４４ａ〜４４ｄは、図１に示す通信装置１０である。つまり、通信装置１０に含まれる半導体装置１１の内部回路２２には、それぞれに対応する車載装置（座席駆動用のアクチュエータ、等）を制御するための制御プログラム、及び制御パラメータが格納される。各内部回路２２は、ＰＬＣにより供給されるデータに基づいて、各車載装置を制御する。

本実施形態において、各スレーブ装置４２ａ〜４２ｄ，４３ａ〜４３ｄ，４４ａ〜４４ｄは、対象とする車載装置の種類毎に、電源端子に接続された電力線によってディジーチェーン(Daisy Chain )接続（一筆書き、又は直列に接続）されている。つまり、スレーブ装置４２ａは電力線Ｄ１２ａを介してスレーブ装置４２ｂと接続され、そのスレーブ装置４２ｂは電力線Ｄ１２ｂを介してスレーブ装置４２ｃと接続され、そのスレーブ装置４２ｃは電力線Ｄ１２ｃを介してスレーブ装置４２ｄと接続されている。同様に、スレーブ装置４３ａは電力線Ｄ１３ａを介してスレーブ装置４３ｂと接続され、そのスレーブ装置４３ｂは電力線Ｄ１３ｂを介してスレーブ装置４３ｃと接続され、そのスレーブ装置４３ｃは電力線Ｄ１３ｃを介してスレーブ装置４３ｄと接続されている。同様に、スレーブ装置４４ａは電力線Ｄ１４ａを介してスレーブ装置４４ｂと接続され、そのスレーブ装置４４ｂは電力線Ｄ１４ｂを介してスレーブ装置４４ｃと接続され、そのスレーブ装置４４ｃは電力線Ｄ１４ｃを介してスレーブ装置４４ｄと接続されている。

ディジーチェーン接続された複数のスレーブ装置を制御グループとする。従って、図３に示す通信システムは、３つの制御グループを含む。第１の制御グループは通信装置４２ａ〜４２ｄを含み、第２の制御グループは通信装置４３ａ〜４３ｄを含み、第３の制御グループは通信装置４４ａ〜４４ｄを含む。

マスタ装置４１は、各スレーブ装置と同様に、電力線を介して各スレーブ装置と通信可能に構成されている。即ち、図４に示すように、マスタ装置４１は、半導体装置４１ａ、ＬＰＦ１２、コンデンサＣ２を含む。ＬＰＦ１２は、コイルＬ１とコンデンサＣ１を含む。半導体装置４１ａは、通信回路と内部回路（図示略）を含む。半導体装置４１ａはＬＰＦ１２を介して供給される直流電圧を動作電圧とする。そして、半導体装置４１ａは、コンデンサＣ２を介して供給される交流信号を受信する。また、半導体装置４１ａは、信号を送信し、その信号はコンデンサＣ２と電力線Ｄ１１等を介して各スレーブ装置に供給される。なお、図４では、スレーブ装置４２ｂ，４２ｃ，４３ｂ，４３ｃ，４４ａ〜４ｄを省略してある。

図３に示すように、マスタ装置４１に対して末端側のスレーブ装置４２ｄ，４３ｄ，４４ｄの電源端子Ｐ２には終端器４７が接続されている。図４に示すように、終端器４７は、スレーブ装置の電源端子Ｐ２とグランドとの間に直列に接続した抵抗Ｒ１１とコンデンサＣ１１を含む。抵抗Ｒ１１の値は、伝送路である電力線の特性インピーダンスに応じて設定されている。抵抗値は特性インピーダンスと等しい値であることが好ましい。

マスタ装置４１は、操作部４６と接続されている。操作部４６は、マスタ装置４１に接続されたスレーブ装置にて制御する車載装置の起動・停止や作動を設定するための装置であり、設定のためのスイッチ等を含む。なお、図３では、１つの操作部として表しているが、車載装置毎に分離された操作部であってもよい。

操作部４６は、スイッチ等の操作に応じた信号を出力する。マスタ装置４１には、操作部４６から入力される信号に対応する車載装置の種類等と、各車載装置を制御する制御スレーブ装置のスレーブ番号が対応付けられて記憶されている。スレーブ番号は、通信装置に設定された機器番号である。

マスタ装置４１は、操作部４６から出力される信号に基づいて、対応する車載装置を制御するスレーブ装置のスレーブ番号と、その制御のためのデータを含む信号を送信する。各スレーブ装置は、対応するスレーブ番号に続くデータを受け取り、そのデータに従って車載装置を制御する。

スレーブ装置の処理を図５に従って説明する。なお、図５では、照明の調整を行うスレーブ装置４４ａの処理を説明する。スレーブ装置４４ａは、図１に示す通信回路２１と内部回路２２を含む。従って、各回路が行う処理については各回路の動作として説明し、両回路が実行する処理についてスレーブ装置の動作として説明する。そして、このスレーブ装置４４ａのスレーブ番号（機器番号を「５」とする。

スレーブ装置４４ａ（通信回路２１及び内部回路２２）は、電源投入、又はリセット信号の解除に応答して、初期化処理を行う（ステップ５１）。本実施形態では、初期化処理において、通信回路２１は、終端回路の接続状態を示す設定値ＳＹＵに「１」を設定し、パワーダウン状態を示す設定値ＰＤＮに「１」を設定する。設定値ＳＹＵが「１」の場合、スイッチＳＷ１，ＳＷ４がオフされ、スイッチＳＷ２，ＳＷ３がオンされている。オフされたスイッチＳＷ１により電源端子Ｐ１，Ｐ２が互いに離間され、オンされたスイッチＳＷ２，ＳＷ３とオフされたスイッチＳＷ４により抵抗Ｒ１とコンデンサＣ３を含む終端回路が電源端子Ｐ１に接続されている。設定値ＳＹＵが「０」の場合、スイッチＳＷ１，ＳＷ４がオンされ、スイッチＳＷ２，ＳＷ３がオフされている。オフされたスイッチＳＷ２，ＳＷ３により終端回路が電源端子Ｐ１から切り離され、オンされたスイッチＳＷ１により電源端子Ｐ１，Ｐ２が互いに接続され、オンされたスイッチＳＷ４によりコンデンサＣ３が電源配線ＤＰ１に接続されている。設定値ＰＤＮが「１」の場合、Ｈレベルのパワーダウン信号ＳＰが出力され、内部回路２２がパワーダウン状態にある。設定値ＰＤＮが「０」の場合、Ｌレベルのパワーダウン信号ＳＰが出力され、内部回路２２が通常動作状態にある。なお、通信回路２１は、内部回路２２の初期化処理が終了した後に、設定値ＰＤＮを「１」に設定する、即ちＨレベルのパワーダウン信号ＳＰを出力するとよい。

次に、スレーブ装置４４ａ（通信回路２１）は、受信信号のスレーブ番号が自装置の機器番号（「５」）と一致するか否かを判断し、一致するまで待機し、一致した場合に次のステップに移行する（ステップ５２）。

次に、通信回路２１は、スレーブ番号に続くデータに基づき、実行する処理を判断する（ステップ５３）。本実施形態において、通信回路２１は、データが「00_0000 」の場合にステップ５４に移行し、終端解除処理を実行する。この処理は、ステップ５４の処理とステップ５５の処理を含む。また、通信回路２１は、データが「00_0001 」の場合にステップ５６に移行し、終端セット処理を実行する。この処理は、ステップ５６の処理とステップ５７の処理を含む。また、通信回路２１は、データが「11_1110 」の場合にステップ５８に移行し、パワーダウン解除処理を実行する。この処理は、ステップ５８の処理とステップ５９の処理を含む。また、通信回路２１は、データが「11_1111 」の場合にステップ６０に移行し、パワーダウンセット処理を実行する。この処理は、ステップ６０の処理とステップ６１の処理を含む。また、通信回路２１は、データが上記以外の場合にそのデータを内部回路２２に出力し、内部回路２２が制御処理を実行する。この処理はステップ６２の処理を含む。

ステップ５４において、通信回路２１は、設定値ＳＹＵに基づいて、終端回路が電源端子Ｐ１に接続されているか否かを判断する。ステップ５４の処理は、終端解除処理に含まれる。従って、終端回路が接続されていない場合には、終端解除を実行することができない。つまり、マスタ装置４１の指示が間違っていることになる。従って、スレーブ装置４４ａ（通信回路２１）は、設定値ＳＹＵが「１」の場合に次のステップを実行し、設定値ＳＹＵが「１」ではない場合にエラー処理を実行する。ステップ５５において、通信回路２１は、設定値ＳＹＵに「０」をセットし、スイッチＳＷ１，ＳＷ４をオンに制御し、スイッチＳＷ２，ＳＷ３をオフに制御する。その後、通信回路２１は、ステップ５２に移行する。

ステップ５６において、通信回路２１は、設定値ＳＹＵに基づいて、終端回路が未接続か否かを判断する。通信回路２１は、設定値ＳＹＵが「０」の場合に次のステップ５７に移行し、設定値ＳＹＵが「０」ではない場合にエラー処理を実行する。ステップ５７において、通信回路２１は、設定値ＳＹＵに「１」をセットし、スイッチＳＷ１，ＳＷ４をオフに制御し、スイッチＳＷ２，ＳＷ３をオンに制御する。その後、通信回路２１は、ステップ５２に移行する。

ステップ５８において、通信回路２１は、設定値ＰＤＮに基づいて、内部回路２２がパワーダウン状態か否かを判断する。通信回路２１は、設定値ＰＤＮが「０」の場合に次のステップ５９に移行し、設定値ＰＤＮが「０」ではない場合にエラー処理を実行する。ステップ５９において、通信回路２１は、設定値ＰＤＮに「１」をセットし、パワーダウン信号を「１」にする、即ちＨレベルのパワーダウン信号ＳＰを出力する。その後、通信回路２１は、ステップ５２に移行する。

ステップ６０において、通信回路２１は、設定値ＰＤＮに基づいて、内部回路２２が通常動作状態か否かを判断する。通信回路２１は、設定値ＰＤＮが「１」の場合に次のステップ６１に移行し、設定値ＰＤＮが「１」ではない場合にエラー処理を実行する。ステップ６１において、通信回路２１は、設定値ＰＤＮに「０」をセットし、パワーダウン信号を「０」にする、即ちＬレベルのパワーダウン信号ＳＰを出力する。その後、通信回路２１は、ステップ５２に移行する。

ステップ６２において、内部回路２２は、制御データＤａｔａに従ってこのスレーブ装置４４ａに対応する照明装置の明るさを調整する。通信回路２１は、内部回路２２に制御データＤａｔａを出力した後、ステップ５２に移行する。なお、通信回路２１は、内部回路２２の処理終了まで（例えば、内部回路２２から終了を示す信号又はデータが出力されるまで）待機し、ステップ５２に移行してもよい。

上記のエラー処理はステップ６３の処理を含む。通信回路２１は、マスタ装置４１に、エラーを送信する。このとき、通信回路２１は、設定データに対応するエラー番号を送信するようにしてもよい。

各スレーブ装置４２ａ〜４２ｄ，４３ａ〜４３ｄ，４４ａ〜４４ｄは、上記したように図１に示す通信装置１０である。従って、図３に示す各スレーブ装置４２ａ〜４２ｄ，４３ａ〜４３ｄ，４４ａ〜４４ｄは、図１に示すように、それぞれ、電源端子Ｐ１，Ｐ２間に接続されたスイッチＳＷ１、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ３を含む終端回路、その終端回路を入力側の電源端子Ｐ１に対して接離するためのスイッチＳＷ２，ＳＷ３を含む。

マスタ装置４１は、車載装置の使用状態等に応じて、スレーブ装置に設定データを送信する。例えば、座席の位置調整は、頻繁に行われるものではない。このため、位置調整を行うための操作部（スイッチ等）が操作されると、対応する制御グループのスレーブ装置４２ａ〜４２ｄに終端解除の設定データを含む信号を出力する。先ず、マスタ装置４１は、制御グループに含まれるスレーブ装置４２ａ〜４２ｄの内、最も上流側（接続位置がマスタ装置４１ａに近い側）のスレーブ装置４２ａに対して、終端解除の設定データを送信する。その設定データを受信したスレーブ装置４２ａは、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４を制御し、マスタ装置４１が接続された電力線Ｄ１１に電力線Ｄ１２ａを接続する。これにより、下位のスレーブ装置４２ｂに電力が供給される。同様に、マスタ装置４１は、スレーブ装置４２ｂ〜４２ｄに終端解除の設定データを送信し、各スレーブ装置４２ｂ〜４２ｄは、それぞれ電力線を接続する。これにより、制御グループに含まれるスレーブ装置４２ａ〜４２ｄに電力が供給される。

次に、マスタ装置４１は、各スレーブ装置４２ａ〜４２ｄに、パワーダウン解除の設定データを出力し、各スレーブ装置４２ａ〜４２ｄは、その設定データに応答して内部回路２２を通常動作状態とする。そして、マスタ装置４１は、操作部の操作に応じたスレーブ装置４２ａ〜４２ｄに、操作に応じた制御データを出力する。その制御データを受信したスレーブ装置（例えばスレーブ装置４２ａ）は、制御データに従って、対応する外部装置を制御する。

そして、マスタ装置４１は、操作部（スイッチ等）が操作されなくなってから所定時間経過した後に各スレーブ装置４２ａ〜４２ｄに対する電力供給を停止する。即ち、マスタ装置４１は、制御グループに含まれるスレーブ装置４２ａ〜４２ｄの内、最も上流側（接続位置がマスタ装置４１ａに近い側）のスレーブ装置４２ａに対して、終端設定の設定データを送信する。

その設定データを受信したスレーブ装置４２ａは、スイッチＳＷ１を制御して、マスタ装置４１が接続された電力線Ｄ１１から、電力線Ｄ１２ａを切り離す。これにより、通信システムに含まれる電力線から、制御グループの各スレーブ装置４２ａ〜４２ｄを相互に接続する電力線Ｄ１２ａ〜Ｄ１２ｃが切り離される。即ち、電力線の線路長を短くすることができる。このため、電力線に対して信号を送信するドライバの負荷を軽減する。言い換えれば、全ての電力線が接続された場合にその電力線に信号を出力することが可能なドライバに対して、それよりも能力の低いドライバを各スレーブ装置に備えればよく、回路構成を簡略化することができる。また、スレーブ装置４２ａは、スイッチＳＷ１を制御して電力線を切り離した後、スイッチＳＷ２，ＳＷ３を制御してマスタ装置４１側の電力線に終端回路を接続することにより、信号の反射を抑えて波形歪みを抑制し、データ誤りの発生を低減することができる。

次に、マスタ装置４１は、上流側のスレーブ装置４２ａに対して、パワーダウン設定の設定データを送信する。図１に示すように、スレーブ装置４２ａ（通信装置１０）の通信回路２１は、内部回路２２にＨレベルのパワーダウン信号ＳＰを出力し、内部回路２２はそのパワーダウン信号ＳＰに応答してパワーダウンモードとなる。その結果、スレーブ装置４２ａの消費電力が低減される。

なお、マスタ装置４１は、電力を供給するスレーブ装置の数に制限（上限）を設けるようにしてもよい。例えば、制限値を「８」とする。図３に示すように、通信システムは１２個のスレーブ装置４２ａ〜４２ｄ，４３ａ〜４３ｄ，４４ａ〜４４ｄを含む。

マスタ装置４１は、最大２つの制御グループ、例えば第１の制御グループに含まれるスレーブ装置４２ａ〜４２ｄと、第２の制御グループに含まれるスレーブ装置４３ａ〜４３ｄに電力を供給する。そして、第３の制御グループに含まれるスレーブ装置４４ａ〜４４ｄを使用する場合、第１の制御グループと第２の制御グループの何れか一方、例えば第１の制御グループに対する電力供給を停止する。具体的には、マスタ装置４１は、マスタ装置４１に最も近い（上流側）のスレーブ装置４２ａに対して終端セットの設定データを送信してスレーブ装置４２ｂ〜４２ｄに対する電力供給を停止した後、スレーブ装置４２ａにパワーダウンセットの設定データを送信し、そのスレーブ装置４２ａの電力消費を低減する。その後、第３の制御グループに含まれるスレーブ装置４４ａ〜４４ｄに電力供給して使用可能な状態にする。

以上記述したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）通信装置１０は、電力線Ｄ１が接続される電源端子Ｐ１と、電力線Ｄ２が接続される電源端子Ｐ２を有する。通信装置１０の半導体装置１１に含まれる通信回路２１は、電力線Ｄ１により供給される電力に基づいて動作する。そして、通信回路２１は、電力線を介して通信されるデータに基づいて、電源端子Ｐ２又は抵抗Ｒ１を電源端子Ｐ１に接続する。抵抗Ｒ１の抵抗値は、電力線の特性インピーダンスに応じた値に設定されている。従って、通信回路２１は、通信されるデータに基づいて、電力線Ｄ１と電力線Ｄ２とを接離し、電力線Ｄ１から電力線Ｄ２を切り離したときに終端回路に含まれる抵抗Ｒ１を電力線Ｄ１に接続し、電力線Ｄ１を終端する。このため、通信装置１０において切断した電力線を終端することができる、つまり終端回路を電力線の状態に応じて適宜配置することができる。

（２）通信装置１０は、電力線Ｄ１と電力線Ｄ２を接続することにより、電力線Ｄ２を介して他の装置に電力が供給される。そして通信装置１０は、電力線Ｄ１から電力線Ｄ２を切り離す。従って、他の装置に電力が供給されなくなり、消費電力を低減することができる。

（３）電力線Ｄ１から電力線Ｄ２を切り離すことにより、電力線の線路長が短くなる。このため、電力線とグランドとの間のリーク電流が低減され、消費電力を低減することができる。また、電力線の線路長が短くなることにより、電力線から放射されるノイズが少なくなる、即ち発生するノイズ量を低減することができる。また、電力線の線路長を短くすることにより、外部から受けるノイズ量が少なくなる、即ち電力線により伝達する信号に混入するノイズ量を低減することができる。

（４）終端回路は抵抗Ｒ１とグランドとの間に接続されるコンデンサＣ３を含み、通信回路２１は、終端回路を電力線Ｄ１から切り離したときに、コンデンサＣ３を抵抗Ｒ１から切り離し、そのコンデンサＣ３を通信回路２１と内部回路２２に電力を供給する電源配線ＤＰ１に接続する。従って、コンデンサＣ３により回路２１，２２に供給する電力を安定化することができる。また、コンデンサＣ３を、終端回路と電力安定化のためのバイパスコンデンサとに用いることができ、部品点数の増加を抑制することができる。

なお、上記実施形態は、以下の態様で実施してもよい。
・上記実施形態では、通信システムに含まれるすべてのスレーブ装置を図１に示す通信装置１０としたが、少なくとも１つのスレーブ装置を通信装置１０としてもよい。例えば、図３に示すスレーブ装置４２ａ〜４２ｃのうちの１つを通信装置１０としてもよい。そのスレーブ装置（通信装置１０）において、２つの電力線を離間させる、即ち電力線を切断することで、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

・通信装置１０（スレーブ装置４２ａ〜４４ｄ）の構成を適宜変更する。
例えば、図６に示す通信装置７０は、半導体装置１１ａ、ローパスフィルタ１２、コンデンサＣ２〜Ｃ４を含む。半導体装置１１ａは、外部端子Ｔ１〜Ｔ６を有し、通信回路２１，内部回路２２，抵抗Ｒ１，スイッチＳＷ１〜ＳＷ４を含む。コンデンサＣ４の第１端子は外部端子Ｔ６を介して電源配線ＤＰ１に接続され、コンデンサＣ４の第２端子はグランドに接続されている。このコンデンサＣ４は、電源配線ＤＰ１により各回路２１，２２に伝達される直流電圧の変動を抑制するバイパスコンデンサとして機能する。

従って、スイッチＳＷ１，ＳＷ４をオフするとともにスイッチＳＷ２，ＳＷ３をオンして抵抗Ｒ１とコンデンサＣ３を含む終端回路を電源端子Ｐ１に接続したとき、電源配線ＤＰ１にはコンデンサＣ４が接続される。このため、電力線を終端したときにも、電源配線ＤＰ１にバイパスコンデンサが接続されているため、電源配線ＤＰ１により伝達される直流電圧を安定化することができる。

また、スイッチＳＷ１，ＳＷ４をオンするとともにスイッチＳＷ２，ＳＷ３をオフして電源端子Ｐ１，Ｐ２を互いに接続したとき、電源配線ＤＰ１にはコンデンサＣ３とコンデンサＣ４が接続される。このため、電源配線ＤＰ１に対するバイパスコンデンサの容量値が増加し、電源配線ＤＰ１により伝達される直流電圧を安定化することができる。

また、図７に示す通信装置８０は、半導体装置１１ｂ、ローパスフィルタ１２、コンデンサＣ２〜Ｃ４を含む。半導体装置１１ｂは、外部端子Ｔ１〜Ｔ６を有し、通信回路２１ｂ，内部回路２２，抵抗Ｒ１，スイッチＳＷ１，ＳＷ２を含む。コンデンサＣ３の第１端子は外部端子Ｔ５を介して抵抗Ｒ１に接続されている。コンデンサＣ４の第１端子は外部端子Ｔ６を介して電源配線ＤＰ１に接続され、コンデンサＣ４の第２端子はグランドに接続されている。従って、この通信装置８０は、上記各実施形態に対し、抵抗Ｒ１と外部端子Ｔ５の間のスイッチＳＷ３と、電源配線ＤＰ１と外部端子Ｔ５の間のスイッチＳＷ４が省略されている。このため、上記各実施形態と比べ、通信回路２１ｂの構成が簡略化され、半導体装置１１ｂのチップ面積を縮小することができる。

なお、図６，図７に示す通信装置７０，８０は、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ３を含む終端回路を有しているとともに、終端回路に含まれるコンデンサＣ３とは別に、電源配線ＤＰ１に接続されたコンデンサＣ４を有している。従って、電力ネットワークを構成する場合、末端に上記通信装置７０，８０を接続し、電源端子Ｐ１，Ｐ２を互いに離間させるとともに電源端子Ｐ１に終端回路を接続することにより、図３，図４に示す終端器４７を省略することができる。

・上記実施形態は、２つの電源端子Ｐ１，Ｐ２を有する通信装置（スレーブ装置）に具体化したが、３つ以上の電源端子を有する通信装置（スレーブ装置）に具体化してもよい。

例えば、図８に示す通信装置９０は、３つの電源端子Ｐ１，Ｐ２ａ，Ｐ２ｂを有している。電源端子Ｐ１は、ＬＰＦ１２を介して半導体装置１１ｃに含まれる回路２１ｃ，２２に電力を供給する電源配線ＤＰ１に接続されている。電源端子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂは、それぞれ半導体装置１１ｃに含まれるスイッチＳＷ１ａ，ＳＷ１ｂを介して電源端子Ｐ１に接続されている。従って、第１の電源端子Ｐ１は、通信装置９０に含まれる半導体装置１１ｃに電力を供給するためのものであり、第２の電源端子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂは、他の通信装置に電力を供給するためのものである。

半導体装置１１ｃに含まれる通信回路２１ｃは、電源端子Ｐ１に接続された電力線Ｄ１を介して通信される信号に含まれる設定データに基づいて、電源端子Ｐ１に接続されたスイッチＳＷ１ａ，ＳＷ１ｂを制御する。設定データは、第１〜第３の設定データを含む。通信回路２１ｃは、第１の設定データに応答して、電源端子Ｐ１を終端する、即ち、両スイッチＳＷ１ａ，ＳＷ１ｂ及びスイッチＳＷ４をオフして電源端子Ｐ２ａ，Ｐ２ｂを電源端子Ｐ１から離間させ、スイッチＳＷ２，ＳＷ３をオンして抵抗Ｒ１とコンデンサＣ３を含む終端回路を電源端子Ｐ１に接続する。また、通信回路２１ｃは、第２の設定データに応答して、電力を電源端子Ｐ２ａに供給する、即ち、スイッチＳＷ２，ＳＷ３をオフし、スイッチＳＷ１ａ，ＳＷ４をオンしスイッチＳＷ１ｂをオフして電源端子Ｐ２ａを電源端子Ｐ１に接続する。また、通信回路２１ｃは、第３の設定データに応答して、電力を電源端子Ｐ２ｂに供給する、即ち、スイッチＳＷ２，ＳＷ３をオフし、スイッチＳＷ１ａ，ＳＷ４をオフしスイッチＳＷ１ｂをオンして電源端子Ｐ２ｂを電源端子Ｐ１に接続する。

なお、通信回路２１ｃは、スイッチＳＷ１ａ，ＳＷ１ｂをオンオフ制御する第１のモードと、スイッチＳＷ１ａをオンオフ制御しスイッチＳＷ１ｂを常時オフする第２のモードとを有し、図示しないレジスタに記憶された選択情報により、第１のモードと第２のモードとを切り替えることが可能に構成されている。そして、通信装置９０の通信回路２１ｃは、第１のモードに設定されている。

このような構成により、電力を供給する電力線を選択することが可能となる。この通信装置９０を接続した通信システムの一部を図９に示す。この通信システムは、通信装置９０と、２つの通信装置９１，９２を含む。

通信装置９１，９２の半導体装置１１ｃに含まれる通信回路２１ｃ（図示略）は第２のモードに設定されている。従って、通信装置９１，９２は、２つの電源端子Ｐ１，Ｐ２をそれぞれ有している。

これらの通信装置９０の電源端子Ｐ１には電力線Ｄ２１が接続されている。通信装置９０の電源端子Ｐ２ａは電力線Ｄ２２を介して通信装置９１の電源端子Ｐ１と接続されている。通信装置９１の電源端子Ｐ２は電力線Ｄ２３を介して通信装置９２の電源端子Ｐ１と接続されている。通信装置９２の電源端子Ｐ２には電力線Ｄ２４が接続されている。そして、上記の電力線Ｄ２３は、分岐された電力線Ｄ２３ａを有し、この電力線Ｄ２３ａは通信装置９０の電源端子Ｐ２ｂに接続されている。

上記のように構成された通信システムにおいて、図示しないマスタ装置は、通信装置９０に対して上記の第１の設定データを送信すると、通信装置９０は第１の設定データに応答して電源端子Ｐ１を終端する。従って、通信装置９１，９２には電力が供給されない。

また、マスタ装置は、通信装置９０に対して第２の設定データを送信する。通信装置９０は、第２の設定データに応答して、電源端子Ｐ１に電源端子Ｐ２ａを接続する。これにより、通信装置９１に対して電力が供給される。更に、通信装置９１に対して第２の設定データを送信すると、通信装置９１は電源端子Ｐ１と電源端子Ｐ２を接続するため、通信装置９２に電力が供給される。

また、マスタ装置は、通信装置９０に対して第３の設定データを送信する。通信装置９０は、第３の設定データに応答して、電源端子Ｐ１に電源端子Ｐ２ｂを接続する。これにより、通信装置９２に電力が供給され、通信装置９１には電力が供給されない。即ち、通信装置９１をバイパスして通信装置９２に電力が供給される。つまり、通信装置９０の電源端子Ｐ２ｂは、バイパス用電源端子として機能し、電力線Ｄ２３ａはバイパス電力線として機能する。

尚、図９に示す通信システムにおいて、通信装置９１，９２に換えて上記実施形態の通信装置１０，７０，８０を用いても良い。また図９では１つの通信装置９１をバイパスするように接続したが、２つ以上の通信装置をバイパスするように接続してもよい。また、１つの通信装置に、他の装置に電力を供給するための電源端子を３つ以上備えるようにしてもよい。また、電力供給側の電源端子を２つ以上備える構成としてもよく、例えば図９に示す通信装置９２の電源端子Ｐ１を２つにすることにより分岐された電力線Ｄ２３ａを有する電力線Ｄ２３を用いることなく通信装置９１をバイパスして通信装置９２に電力を供給することが可能となる。また、複数の通信装置９０をディジーチェーン接続し、使用状態などに応じて電力をバイパスする通信装置を変更するようにしてもよい。

・上記各実施形態では、同様の動作を行うスレーブ装置を直列接続（ディジーチェーン接続）したが、動作の種類毎に電力供給を停止すれば、同一種類の機器間の接続は上記各実施形態に限らず、バスから分岐させて各装置を接続するバス構成にしてもよい。例えば、図３に示すスレーブ装置４２ａ〜４２ｄをバスに接続する。そして、スレーブ装置４２ａは、上記実施形態と同様に、スイッチＳＷ１，ＳＷ２（図１参照）を切り替えることにより、バスに電力を供給するか、スレーブ装置４２ａ内で終端するかを切り替える。

・上記実施形態では、ディジーチェーン接続された複数のスレーブ装置を１つの制御グループとし、制御グループ毎に電力の供給と停止を制御するようにしたが、制御グループの構成を適宜変更してもよい。例えば、各スレーブ装置に対して使用頻度等に応じて優先度を設定し、優先度の高いスレーブ装置ほどマスタ装置４１に近いように接続する。そして、優先度に従って複数の制御グループを設定し、優先度の高いスレーブ装置を含む制御グループから順に電力を供給する。この場合、１つの制御グループに含まれるスレーブ装置に、図８に示す通信装置を用いることにより、下位側の制御グループをバイパスすることが可能となり、同時に電力を供給するスレーブ装置の数を制限することが可能となる。

・上記各実施形態において、終端回路の構成を適宜変更してもよい。また、ＬＰＦの構成を適宜変更してもよい。
・上記各実施形態において、半導体装置に接続されたコンデンサを、半導体装置に含むようにしてもよい。同様に、半導体装置に接続されたコイルを、半導体装置に含むようにしてもよい。

・上記各実施形態の通信装置は、電力線を接続する電源端子（接続端子）を有するが、電力線が延出するように接続された、つまりピグテール状の電力線を有する通信装置に具体化してもよい。この場合、ピグテール状の電力線の先端が接続端子となる。

１０ 通信装置
１１ 半導体装置
２１ 通信回路
Ｄ１，Ｄ２ 電力線
Ｐ１，Ｐ２ 接続端子
Ｒ１ 抵抗（抵抗素子）
Ｃ３ コンデンサｓ（容量素子）

Claims (5)

1. 第１の電力線が接続される第１の接続端子と、
   第２の電力線が接続される第２の接続端子と、
   前記第１の電力線を介して供給される電力に基づいて動作し、電力線を介して通信する通信手段と、
   前記第１の電力線を終端するための終端手段と、
   前記通信手段にて受信した受信信号に応じて、前記第２の接続端子又は前記終端手段を前記第１の接続端子に接続する接続手段と、
   前記通信手段に電力を供給する電源配線とを有し、
   前記終端手段は、前記電力線の特性インピーダンスに応じた抵抗値の抵抗素子と、一方の端子が基準電位に接続された容量素子とを含み、
   前記接続手段は、
   前記終端手段を前記第１の接続端子に接続するときに、前記第１の接続端子に前記抵抗素子の一方の端子を接続するとともに前記抵抗素子の他方の端子に前記容量素子の他方の端子を接続し、
   前記第２の接続端子を前記第１の接続端子に接続するときに前記容量素子の他方の端子を前記電源配線に接続する、
   ことを特徴とする通信装置。
2. 複数の前記第２の接続端子を有し、
   前記接続手段は、前記終端手段と前記複数の前記第２の接続端子とのうち、前記通信手段にて受信した受信信号に応じた１つを前記第１の接続端子に接続する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
3. 第１の電力線が接続される第１の外部端子と、
   第２の電力線が接続される第２の外部端子と、
   前記第１の電力線を介して電力が供給される電源用外部端子と、
   前記電力線を介して信号を通信するための通信用外部端子と、
   前記電源用外部端子から供給される電力に基づいて動作し、電力線を介して通信する通信手段と、
   前記第１の電力線を終端する終端手段と、
   前記通信手段にて受信した受信信号に応じて、前記第２の外部端子又は前記終端手段を前記第１の外部端子に接続する接続手段と、
   前記電源用外部端子に接続され、前記通信手段に電力を供給する電源配線とを有し、
   前記終端手段は、前記電力線の特性インピーダンスに応じた抵抗値の抵抗素子と、一方の端子が基準電位に接続された容量素子とを含み、
   前記接続手段は、
   前記終端手段を前記第１の外部端子に接続するときに、前記第１の外部端子に前記抵抗素子の一方の端子を接続するとともに前記抵抗素子の他方の端子に前記容量素子の他方の端子を接続し、
   前記第２の外部端子を前記第１の外部端子に接続するときに前記容量素子の他方の端子を前記電源配線に接続する、
   ことを特徴とする半導体装置。
4. 電力線によりディジーチェーン接続された複数の通信装置を含み、前記電力線を介して通信する通信システムであって、
   前記通信装置は、
   第１の電力線が接続される第１の接続端子と、
   第２の電力線が接続される第２の接続端子と、
   前記第１の電力線を介して供給される電力に基づいて動作し、電力線を介して通信する通信手段と、
   前記第１の電力線を終端するための終端手段と、
   前記通信手段にて受信した受信信号に応じて、前記第２の接続端子又は前記終端手段を前記第１の接続端子に接続する接続手段と、
   前記通信手段に電力を供給する電源配線とを有し、
   前記終端手段は、前記電力線の特性インピーダンスに応じた抵抗値の抵抗素子と、一方の端子が基準電位に接続された容量素子とを含み、
   前記接続手段は、
   前記終端手段を前記第１の接続端子に接続するときに、前記第１の接続端子に前記抵抗素子の一方の端子を接続するとともに前記抵抗素子の他方の端子に前記容量素子の他方の端子を接続し、
   前記第２の接続端子を前記第１の接続端子に接続するときに前記容量素子の他方の端子を前記電源配線に接続する、
   ことを特徴とする通信システム。
5. 電力線によりディジーチェーン接続される通信装置であって、
   第１の電力線を介して供給される電力に基づいて動作し、電力線を介して通信する通信手段と、
   前記第１の電力線を終端するための終端手段と、
   前記通信手段にて受信した受信信号に応じて、第２の電力線又は前記終端手段を前記第１の電力線に接続する接続手段と、
   前記通信手段に電力を供給する電源配線とを有し、
   前記終端手段は、前記電力線の特性インピーダンスに応じた抵抗値の抵抗素子と、一方の端子が基準電位に接続された容量素子とを含み、
   前記接続手段は、
   前記終端手段を前記第１の電力線に接続するときに、前記第１の電力線に前記抵抗素子の一方の端子を接続するとともに前記抵抗素子の他方の端子に前記容量素子の他方の端子を接続し、
   前記第２の電力線を前記第１の電力線に接続するときに前記容量素子の他方の端子を前記電源配線に接続する、
   を有することを特徴とする通信装置。

Images