JP5850045B2 - 拡張モジュールおよびベースボードと拡張モジュールの結合構造 - Google Patents
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Description
(1)チップセレクト用出力端子モジュールを用いて積層する方法
(2)シングルピンにより1本の信号線を使いモジュール側で識別する方法。
(3)I2CとSPI通信を併用して選択する方法。
(4)モジュールの指定を通信バスで設定する方法。
(1)チップセレクト用出力端子モジュールを用いて積層する方法
チップセレクト用出力端子モジュールとは、ベースボードのデジタル出力をモジュールのコネクタに分配し、これを、積層したモジュールのチップセレクトピンに接続するようにしたモジュールである。かかるモジュールの例として、デマルチプレクサを用いた方法について説明する。デマルチプレクサは、図22(a)に示すように、一つのデータD0の入力端子といくつかの選択制御信号A,Bの入力端子、複数の出力端子Y0,Y1,Y2,Y3から構成される論理回路で、選択制御信号A,Bの入力値にしたがって、入力データD0をいずれかの出力端子Y0,Y1,Y2,Y3に送り出すようになっている。
この方法は、例えば、RCサーボのようなパルス幅信号やその組み合わせ、あるいはD/A(デジタル・アナログ変換)信号でモジュールを選択するものである。図23は上記の方法で識別することができるSPIモジュール290を概略的に示している。SPIモジュール290が備えている第2端子291は4つの信号端子を有していて、そのうちの1つの端子292がSPIモジュール指定用信号端子になっている。この信号端子292は指定判定素子294に接続されている。指定判定素子294によってそのSPIモジュール290が指定されたと判定した場合、指定判定素子はSPI素子295を指定するために、そのSPIモジュール290における信号ピンSS(Slave Select)を有効にする。信号端子292から入力される信号のパルス幅、電圧、これらの組み合わせなどによって、積層された複数のSPIモジュール290の一つが指定されるようになっている。なお、特定のアドレスですべてのSSピンが無効になるように設定しておくと便利である。4つの信号端子を有してなる上記第2端子291の他の3つの信号端子293は、SPI通信のための信号SCK、MISO、MOSIを出力し又は入力する端子である。
この方法は、I2Cモジュールで、有効に動作させようとするSPIモジュールのアドレスを指定し、指定したモジュールとSPI通信する方法である。図24は上記の方法で識別することができるSPIモジュール300を概略的に示している。SPIモジュール300が備えている第2コネクタ301は5つの信号端子を有していて、そのうちの2つの端子302がSPIモジュール指定用のI2C信号端子になっている。残りの3つの端子303がSPI信号の入出力用信号端子になっている。SPIモジュール300は、I2Cを利用することができるデバイス304も装備している。
この方法は、モジュールの指定をSPIの通信バスで設定する方法である。図25は、この方法を実施するSPI通信モジュールとこのモジュールとの間の信号入出力の例を示す。この例では3つ以上のSPI通信モジュール310を使用する例になっていて、各モジュール310は、第2コネクタ311と、指定判定素子315と、SPI素子316を備えている。各第2コネクタ311は、4組の端子組を有していて、4つの信号端子のうちの1つ312が指定判定素子315を指定するための指定信号入力端子、残り3つの端子313がSPI用信号の入出力端子になっている。指定判定素子指定信号入力端子312にはベースボード100側から指定判定素子指定信号が入力され、各モジュール310の指定判定素子315がSPI通信し、モジュールに設定されたアドレスと一致するかを判断して、個々のモジュール310が指定されたか否かを判定し、指定判定素子315がSPI素子316のSSピンを有効または無効にするようになっている。各モジュール310の上記3つの端子313にはそれぞれの端子に対応した信号CLK,MOSI,MISOがSPI用信号ライン320から入出力され、これらの信号にしたがって、指定判定素子315と、指定されたモジュール310が有しているSPI素子316が動作するようになっている。
あるシステムを実現しようとするときに、本発明に係る結合構造を利用して基板を組み立てておく。後日、回路の設計を変更する必要が生じた場合は、一部の拡張モジュールを差し替えてプログラムを書き換えるだけでよく、すべてのボード、部品を交換する必要はないから、最終的な運用コストを抑えることができる。また、回路の一部機能をカスタマイズするときや、個々の拡張モジュール上のデバイスをバージョンアップするとき、あるいは入出力の一部の機能を変更したいときなどにも容易に対応することができ便利である。
101 マイクロコンピュータボード
102 マイクロコンピュータ
110 第1コネクタ
111 グランド端子
113 信号端子
120 第1コネクタ
121 グランド端子
122 電源端子
123 信号端子
112 電源端子
140 第1コネクタ
142 グランド端子
143 電源端子
144 信号端子
Claims (15)
- 信号処理部を備えているベースボードに結合され、周期的信号を扱う回路を備えることにより一定周期内における信号の変動タイミングで上記周期的信号を扱う回路を制御するように構成されている拡張モジュールであって、
上記ベースボードに結合するために上記ベースボードの第1コネクタに結合することができる第2コネクタを備え、
上記第2コネクタは、上記第1コネクタのグランド端子に接続可能な一つのグランド端子、上記第1コネクタの電源端子に接続可能な一つの電源端子および上記第1コネクタの信号端子に接続可能な一つの信号端子を一組の端子組として少なくとも一組の上記端子組で構成され、
上記周期的信号を扱う回路は、これを複数互いに積層可能であり、
上記少なくとも一組の端子組の上記一つの信号端子からの信号が、一定周期内において複数の上記周期的信号を扱う回路の動作を順に制御するように構成されている拡張モジュール。 - 別の拡張モジュールの第2コネクタを結合することができる第1コネクタを備えることにより、複数の拡張モジュールを積層して結合することができる請求項1記載の拡張モジュール。
- 信号処理部を備えたベースボードと、このベースボードに結合されて特定の機能を果たす拡張モジュールとの結合構造であって、
上記ベースボードは第1コネクタを備え、
上記拡張モジュールは上記第1コネクタに嵌る第2コネクタを備え、
上記第1コネクタと第2コネクタはそれぞれ、少なくともグランドラインにつながる一つのグランド端子と、電源ラインにつながる一つの電源端子と、信号ラインにつながる一つの信号端子を一組の端子組として備え、
上記ベースボード側の第1コネクタを構成する上記端子組は複数あって上記ベースボードに一定間隔で配置され、
上記拡張モジュール側の第2コネクタは、少なくとも一組の上記端子組を備え、
上記ベースボードと拡張モジュールは、上記第1コネクタと上記第2コネクタで結合され、
上記ベースボードの上記各端子組は、上記一つの信号端子のほかに、この信号端子と並んで配置された第2の信号端子を備え、この第2の信号端子は、複数の拡張モジュールの中から特定の拡張モジュールを指定する信号の入出力端子として用いられるベースボードと拡張モジュールの結合構造。 - 拡張モジュールは別の拡張モジュールの第2コネクタを結合することができる第1コネクタを備えることにより、複数の拡張モジュールを積層して結合することができ、積層された複数の拡張モジュールの中から特定の拡張モジュールを機能させるためにベースボード側から制御信号を送信するように構成されている請求項3記載のベースボードと拡張モジュールの結合構造。
- ベースボードに複数の拡張モジュールを結合することができ、各拡張モジュールは、アドレスを設定可能なアドレス設定部を有するとともに、信号処理部からのアドレスを指定する信号が前記アドレス設定部で設定されているアドレスに該当するか否かを判定する指定判定部を備えている請求項3記載のベースボードと拡張モジュールの結合構造。
- 各拡張モジュールは、信号処理部からのアドレス信号がアドレス設定部で設定されているアドレスに該当するものと指定判定部が判定した場合に、その拡張モジュールを機能させる回路を備えている請求項3記載のベースボードと拡張モジュールの結合構造。
- 第2の信号端子列は複数の端子列で構成され、個々の端子列は電気的に遮断されて互いに異なった信号を入出力することができる請求項3記載のベースボードと拡張モジュールの結合構造。
- 信号処理部との接続が許可されている拡張モジュールは、この拡張モジュールとベースボードとの間で信号を交信し、上記ベースボードは指定判定素子からの信号により上記拡張モジュールの接続位置を判断する請求項3記載のベースボードと拡張モジュールの結合構造。
- ベースボードまたは拡張モジュールは、拡張モジュールの取り付け状態を表示する表示器を備えている請求項8記載のベースボードと拡張モジュールの結合構造。
- ベースボードは円板形に形成されていて、ベースボード側の第1コネクタを構成する複数の端子組は上記円板形ベースボードの半径方向内外に同心円に沿って配置され、拡張モジュール側の第2コネクタを構成する端子組は、上記第1コネクタに結合可能な形態である請求項3記載のベースボードと拡張モジュールの結合構造。
- 第1コネクタを構成する複数の端子組は、円板形ベースボードに円を描いて連続的に配置されている請求項10記載のベースボードと拡張モジュールの結合構造。
- ベースボードは、信号処理部を備えた別のボードを結合可能である請求項3記載のベースボードと拡張モジュールの結合構造。
- 積層されている複数の拡張モジュールのすべてまたは一部は、電源ラインとの接続をオン、オフすることが可能であり、一部の拡張モジュールの電源をオフにすることにより、他の拡張モジュールへの電源供給を維持したまま上記一部の拡張モジュールを交換可能とした請求項4または6記載のベースボードと拡張モジュールの結合構造。
- ベースボード側で拡張モジュールの電源ラインとの接続をオン、オフすることが可能である請求項3または13記載のベースボードと拡張モジュールの結合構造。
- ベースボードの第1コネクタに結合可能な仲介コネクタを有し、前記仲介コネクタは、前記ベースボードの第1コネクタに結合可能な第2コネクタのほかに、拡張モジュールまたは他のボードを結合することができる第1コネクタを備えている請求項3または13記載のベースボードと拡張モジュールの結合構造。
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