JP5573047B2 - 電子機器 - Google Patents
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Description
このため、一方のデバイスのメモリーを二重化し、一方のデバイスで取得したデータを記憶する第1のメモリーと、他方のデバイスで読み出す第2のメモリーとに分けることで、上記データの整合性を確保する処理を行うことが考えられている(例えば特許文献1,2参照)。
また、特許文献1では、一方のシステムコントローラーと2つのメモリーとの間にデータを一時的に記憶させるバッファーメモリーをも備える。そして、一方のシステムコントローラーから出力されたデータは、バッファーメモリー及び一方のメモリーに書き込まれ、次に、バッファーメモリーに記憶されたデータは、他方のメモリーに書き込まれる。これにより、他方のシステムコントローラーは、2つのメモリーのうち書き込み作業を行っていない側のメモリーからデータを読み出すため、一方のシステムコントローラーの同時刻及び同内容のデータを正確に受信することができる。
ここで、一方のシステムコントローラーが書き込む時間と、他方のシステムコントローラーが読み出す時間との関係がある一定時間となるように設定されている。
すなわち、一方のデバイスは、2つのメモリーへのデータの書き込みを、スイッチ回路を高速に切り換えて行い、これと同時に、他方のデバイスは、2つのメモリーからデータの読み出しを、スイッチ回路を高速に切り換えて行っている。すなわち、2つのメモリーをスイッチ回路で高速に切り換えることで、データの読み込みと書き込みを同時に異なるメモリーに対して実行している。これにより、他方のデバイスは、一方のデバイスから2つのメモリーに書き込まれたデータと同時期及び同内容のデータを読み出している。
また、メモリーにデータを書き込む側と、メモリーからデータを読み出す側とでアクセス時間の関係が一定であることが前提となっており、アクセス時間が一定でない場合は適用できない。
さらに、各メモリーに記憶されるデータの同一性を維持するために、書き込みデータを一時的にバッファーメモリーに記憶させる必要があるので、2つのメモリー以外にもバッファーメモリーを必要とし、構造が複雑化する。
また、二重化されたメモリー間のデータの同期をとらないため、連続したデータを読み出している場合に、スイッチ回路により切り換えられると、連続したデータの整合性が保証されない。
このような本発明によれば、2つの記憶部を設けたことで、第2のデバイスが第2の記憶部からデータを読み取っている間においても、第1のデバイスは、取得したデータを第1の記憶部に書き込むことができる。また、第2のデバイスは、第1のデバイスに対して同期命令を出力し、第1のデバイスからの同期状態通知によって同期処理が実行中であるか否かを判定し、同期処理が実行中でない場合にデータを読み出すため、各デバイスがいずれの記憶部に対して読み出しや書き込みを行っているかの判断をする必要がなく、高速に通信できる。すなわち、各デバイス間での通信速度を高速化でき、データを効率化して取得できる。
その上、第2のデバイスから同期命令が出力されてから、第1および第2の記憶部の内容を同期しているので、不定期に取得したデータがある程度の長さで連続している場合でも、そのデータを第1の記憶部で記憶してから第2の記憶部に書き込んで同期させることができる。さらに、第2のデバイスは、同期状態通知部から通知される同期状態通知によって同期処理が完了したか否かを判定し、同期処理の実行が完了するまで待機しているので、第2の記憶部が第1の記憶部に同期されてから、第2の記憶部のデータを読み出すことができる。
このため、第1および第2のデバイス間のアクセスタイミングが不定期であっても、各デバイス間で連続したデータを正確に送受信することができる。また、上述したように、第2のデバイスが第2の記憶部からデータを読み取っている間においても、第1のデバイスは、取得したデータを第1の記憶部に書き込むことができ、例えば、データの同一性を維持するためのバッファーメモリー等の一時記憶メモリーを設ける必要がなく、構造を簡素化できる。
また、本発明では、第1のデバイスは、第2のデバイスにデータ更新を通知するデータ更新通知部を備え、第2のデバイスは、データ更新の通知を受信すると、同期命令を第1のデバイスに出力する。そのため、データ更新が通知される場合にのみ、第2のデバイスは第1のデバイスにアクセスし、データ更新が通知されない場合には、第2のデバイスは第1のデバイスにアクセスすることがない。従って、各デバイス間のアクセスを必要最小限に抑えることができ、電子機器の省電力化を図ることができる。
また、GPS衛星などの位置情報衛星から衛星信号を受信する衛星信号受信装置は、受信環境の違い(例えば、受信装置が屋内および屋外のどちらに配置されているか、静止状態にあるか、移動状態にあるか等)によって、衛星信号を捕捉できるタイミングや、データをデコードして取得できるタイミングなどが異なり、不定期にデータを取得することになる。
従って、第1のデバイスが衛星信号受信装置の場合に、本発明の電子機器を用いれば、不定期に取得したデータを、正確に第2のデバイスである制御装置に通信することができ、制御装置におけるデータ処理も正しいデータに基づいて行うことができる。
また、ダイレクトメモリーアクセス(DMA)は、CPUを介さずに入出力装置等の各種装置とRAM(メモリー)との間で直接データを転送する方式であり、従来から用いられているものである。
なお、以下に述べる一実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
図1は、本発明に係る電子機器であるGPS衛星信号受信装置付き腕時計1(以下「GPS付き腕時計1」という)を示す概略図であり、図2は、GPS付き腕時計1の主なハードウエア構成等を示す概略図である。
GPS付き腕時計1は、図1に示すように、文字板2および指針3からなる時刻表示部を備える。文字板2の一部には開口が形成され、LCD表示パネル等からなるディスプレイ4が組み込まれている。従って、GPS付き腕時計1は、指針3およびディスプレイ4を備えるコンビネーション時計である。
ディスプレイ4は、LCD表示パネル等で構成され、時刻情報や測位情報等を表示するものである。
そして、GPS付き腕時計1は、地球の上空を所定の軌道で周回している複数のGPS衛星5からの衛星信号を受信して衛星時刻情報を取得し、内部時刻情報を修正したり、測位情報つまり現在位置をディスプレイ4に表示するように構成されている。
なお、GPS衛星5は、本発明における位置情報衛星の一例であり、地球の上空に複数存在している。現在は約30個のGPS衛星5が周回している。
また、GPS付き腕時計1には、後述する入力装置30(図2)であるボタン6やリュウズ7が設けられている。
表示装置40は、時刻や測位情報を表示する指針3やLCD表示パネル等からなるディスプレイ4等で構成される。
電源50は、各装置に電力を供給するものであり、一次電池や二次電池で構成されている。二次電池を用いた場合は充電する必要がある。充電方法としては、電磁誘導による非接触充電方式を利用したり、腕時計1の文字板2部分にソーラーパネルを設けて発電した電力で充電するソーラー充電方式を利用すればよい。
図3は、GPS付き腕時計1のGPS装置10及び制御装置20の構成を示す概略図である。
GPS装置10は、本発明の衛星信号受信装置を構成するものであり、図3に示すように、GPSアンテナ11を備え、GPSアンテナ11を介して受信した衛星信号を処理して時刻情報や位置情報を取得するものである。
GPSアンテナ11は、地球の上空を所定の軌道で周回している複数のGPS衛星5からの衛星信号を受信するパッチアンテナ、ヘリカルアンテナ、チップアンテナ、逆Fアンテナ等により構成されている。
このGPSアンテナ11は文字板2の裏面側に配置され、GPS付き腕時計1の表面ガラスおよび文字板2を通過した電波を受信するように構成されている。
このため、文字板2および表面ガラスは、GPS衛星5から送信される衛星信号である電波を通す材料で構成されている。例えば、文字板2はプラスチックで構成されている。
そして、バンドパスフィルターで抜き出された衛星信号は、LNAで増幅された後、ミ
キサーでVCOの信号とミキシングされ、IF(Intermediate Frequency:中間周波数)にダウンコンバートされる。ミキサーでミキシングされたIFは、IFアンプ、IFフィルターを通り、ADC(A/D変換器)でデジタル信号に変換される。
そして、BB部13は、RF部12のADCからデジタル信号が入力されると、衛星信号の演算を行い、衛星時刻情報や位置情報を取得できるようになっている。取得された各種情報は、BB部13から第1RAM15に順次記憶される。
CPU17は、制御装置20から入力される各種信号に基づいて、前記第1RAM15へのデータ記憶処理等の各種処理を制御するものである。
ROM18は、CPU17で実行される各種プログラム等を格納している。
この図4に示すように、GPS装置10は、データ更新通知部171と、データ更新領域判定部172と、データ同期部173と、同期状態通知部174とを備える。なお、各部171〜174の詳細については、後述する。
制御装置20からGPS装置10へ出力される後述するコマンド信号は、SDIの信号線を介してGPS装置10へ入力される。SPI装置14に入力されるコマンド信号は、特に図示を省略したが、コマンドデコーダでデコードされる。そして、SPI装置14は、コマンドや各種信号が入力されると、この信号に基づいて制御装置20とのデータ送受信などの処理を実行する。
また、SPI装置14とは別に、GPS装置10から制御装置20へ後述する通知信号を出力する際に用いられるEVENTポートがあり、前記通知信号はEVENT信号としてGPS装置10から制御装置20へ出力される。
図5(A)に示すように、第1RAM15には、BB部13から取得した複数バイトから構成される各種レジスター(TIME、POSITION、SATELLITES、VELOCITY、COURSE、STATUS)を備えている。
各レジスターには、図5(B)に示すような各種情報が記憶される。すなわち、「TIME」には、時刻情報が格納される。具体的には、秒、分、時、日、月、年の情報を格納している。
また、「POSITION」には位置情報、「SATELLITES」には衛星情報、「VELOCITY」には速度情報、「COURSE」には方向情報が格納される。また、「STATUS」には、上記各レジスターの中で、どのレジスターが更新されたかを示す情報更新状態が格納される。
第2RAM16は、データ同期部173により、第1RAM15に記憶された各種データが書き込まれるため、図5(A)に示すように、第1RAM15と同じ内容のデータが記憶されている。
データ更新通知部171は、BB部13がデータを取得した際に、第1RAM15に記憶されたデータにおいて、新たに更新されたデータがあるか否かを、第1RAM15に記憶されたレジスター「STATUS」を参照して判定し、更新データがある場合には制御装置20に更新通知信号を出力する。
例えば、図5(A)の例では、データ更新領域判定部172は、第1RAM15に記憶されたレジスター「STATUS」を参照し、レジスターR1,R2(TIME、SATELLITES)が更新されていると判定している。
ここで、同期状態の通知とは、データ同期部173が同期処理を実行中であるか否かを示すフラグである。例えば、同期処理が実行中の場合には、フラグが「0」に設定され、同期処理が実行されていない場合には、フラグが「1」に設定されている。
なお、前記データ同期部173による同期処理が開始された後、同期処理が完了するまでは、BB部13から第1RAM15へのデータの書き込みと、SPI装置14による第2RAM16のデータの読み込みは禁止されている。このため、制御装置20に対しても、SDOの信号線を介してGPS装置10へアクセスが不可能な状態であることが通知されている。
制御装置20は、図3に示すように、CPU21、RAM22、及びROM23を備え、GPS装置10からデータを取得して処理するものである。
CPU21は、GPS付き腕時計1において実施される各種処理を制御するものである。RAM22は、GPS装置10から取得した時刻情報や位置情報、時差データを記憶する。ROM23は、CPU21で実行される各種プログラム等を格納している。
制御装置20は、図6に示すように、GPS受信制御部211と、同期コマンド発信部212と、データ取得コマンド発信部213と、希望データ取得判定部214とを備える。
同期コマンド発信部212は、データ更新通知部171から更新通知信号が入力されると起動し、同期コマンド信号をGPS装置10のデータ同期部173へ出力する。
ここで、利用者の希望するデータとは、例えば、時刻情報「TIME」の秒、分、時、日、月、年のうち、秒、分、時を取得したい場合等である。この場合には、希望データ取得判定部214は、秒、分、時を取得できているかを判定する。
次に、GPS付き腕時計1の受信処理について、図7を参照して説明する。
制御装置20のGPS受信制御部211は、定時の受信時刻になった場合、あるいは入力装置30によって受信操作が行われた場合には、GPS装置10を駆動し、受信処理を実行する(S1)。
S3で「No」と判定された場合は、GPS装置10はデータ受信を継続する(S2)。一方、S3で「Yes」と判定された場合は、データ更新通知部171は、更新通知信号をデータ更新領域判定部172及び制御装置20へ出力する(S4)。
また、同期コマンド発信部212は、データ更新通知部171から更新通知信号が入力されると、同期コマンド信号をGPS装置10へ出力する(S6)。
この場合に、データ取得コマンド発信部213は、同期処理が実行中でないことを示す同期状態の通知(フラグが「1」)を取得すると(S9で「Yes」)、データ取得コマンドをGPS装置10に出力する(S10)。そして、GPS装置10のSPI装置14は、データ取得コマンド信号が入力されると、第2RAM16からダイレクトメモリーアクセスによってデータを取得し、制御装置20に出力する(S11)。
一方、データ取得コマンド発信部213は、同期処理が実行中であることを示す同期状態の通知(フラグが「0」)を取得すると(S9で「No」)、S8に戻り、データ取得コマンド発信部213は、同期状態通知部174へ同期状態通知コマンド信号を出力して、同期状態通知の取得作業を継続する。
そして、制御装置20は、RAM22に記憶されたデータが希望するデータである場合には、受信処理を終了する。
一方、制御装置20は、RAM22に記憶されたデータが希望しないデータである場合には、S6からの処理を再度、実行する。例えば、GPS衛星信号のサブフレーム1に含まれる週番号の情報を取得する必要がある場合に、受信開始タイミングがサブフレーム2〜5が送信されるタイミングであると、各サブフレームに含まれるHOW(ハンドオーバーワード)を受信した時点で、TIMEレジスターの一部のデータが更新されるため、S4〜S12の処理が行われる。但し、この時点では、週番号の情報は未取得であるため、S12で「No」と判定される。そして、サブフレーム1の週番号を受信してデータが更新されてS4〜S12の処理が行われると、S12で「Yes」と判定されるため、受信処理も終了する。
本実施形態では、第1のデバイスであるGPS装置10で取得したデータを書き込む第1RAM15と、第2のデバイスである制御装置20に送信するデータが記憶される第2RAM16とを設けたので、制御装置20が第2RAM16からデータを読み取っている間においても、GPS装置10は、取得したデータを第1RAM15に書き込むことができる。従って、GPS装置10や制御装置20が、各RAM15,16にアクセスできない時間を短くできる。
また、制御装置20は、GPS装置10に対して同期命令を出力し、GPS装置10からの同期状態の通知を受信して、同期処理が実行中でない場合には、データを読み出すため、各装置10,20が第1RAM15または第2RAM16のいずれに対して読み出しや書き込みを行っているかの判断をする必要がなく、高速に通信できる。
従って、各装置10,20間での通信速度を高速化でき、データを効率化して取得できる。
その上、制御装置20から同期命令が出力されてから、第1RAM15及び第2RAM16の内容を同期し、同期が完了してから制御装置20にデータを送信しているので、不定期に取得したデータがある程度の長さで連続している場合でも、そのデータを同期処理までに第1RAM15で記憶しておけば、確実に制御装置20に送ることができる。
さらに、制御装置20では、希望データ取得判定部214によって、必要なデータが取得できたかを判定しているため、処理に必要なデータを確実に取得することができる。
また、SPI装置14は、第2RAM16のデータをダイレクトメモリーアクセス方式で取得しているので、第2RAM16へのアクセスを高速にかつ効率的に行うことができる。
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、本発明を指針3およびディスプレイ4を備えるコンビネーション時計に適用していたが、指針を備えないデジタル時計に適用してもよい。
また、本発明の電子機器は、例えば、GPS機能および時計機能を備える携帯電話機や、登山などに用いられるGPS付きのナビゲーション機器などの各種電子機器にも広く利用できる。
さらに、電子機器としては、GPS受信機能や時計機能を備えないものであってもよい。例えば、加速度センサー等のデータを取得するデバイスと、このデータを受け取って処理するシステムコントローラー等のデバイス間で、データを送受信する各種の電子機器であってもよい。
Claims (3)
- 所定のデータを取得する第1のデバイス及び前記第1のデバイスで取得したデータを読み出す第2のデバイスを備える電子機器であって、
前記第1のデバイスは、
位置情報衛星から送信される衛星信号を受信してデータを取得する衛星信号受信装置であり、
取得した前記データを順次記憶する第1の記憶部と、
第2の記憶部と、
前記第1の記憶部のデータが更新された際に、前記第2のデバイスにデータ更新の通知をするデータ更新通知部と、
前記第2のデバイスから出力される同期命令により、前記第1の記憶部に記憶されたデータを前記第2の記憶部に書き込んで、前記第2の記憶部を前記第1の記憶部と同一内容に同期させるデータ同期部と、
前記データ同期部による同期処理が実行中であるか否かを示す同期状態を、前記第2のデバイスへ通知する同期状態通知部とを備え、
前記第2のデバイスは、
前記第1のデバイスからデータを取得して処理する制御装置であり、
前記データ更新通知部から前記データ更新の通知を受信すると、前記データ同期部に前記同期命令を出力し、前記同期状態通知部から同期処理が実行中でないことを示す前記同期状態の通知を受信した後に、前記第2の記憶部のデータを読み出して取得する
ことを特徴とする電子機器。 - 請求項1に記載の電子機器において、
前記第1のデバイスは、
前記第1の記憶部においてデータが更新された領域であるデータ更新領域があるかを判定するデータ更新領域判定部を備え、
前記データ同期部は、前記データ更新領域判定部でデータ更新領域があると判定された場合に、前記データ更新領域のみを前記第2の記憶部に書き込んで同期させる
ことを特徴とする電子機器。 - 請求項1または請求項2に記載の電子機器において、
前記第1のデバイスは、前記第2のデバイスに対してシリアル通信方式で通信するシリアルペリフェラルインターフェース装置を備え、
前記シリアルペリフェラルインターフェース装置は、前記第2の記憶部からダイレクトメモリーアクセスによって前記データを取得し、前記第2のデバイスに出力する
ことを特徴とする電子機器。
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