JP6102785B2 - Physical quantity sensor - Google Patents

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Description

本発明は、物理量の経時変化を示すセンサ波形に対応する送信データを送信先装置に送信する物理量センサに関する。   The present invention relates to a physical quantity sensor that transmits transmission data corresponding to a sensor waveform indicating a temporal change of a physical quantity to a transmission destination device.

従来より、スレーブとして機能する物理量センサと、マスタとして機能する送信先装置とを有し、物理量センサが物理量の経時変化を示すセンサ波形に対応する送信データを送信先装置に送信するデータ通信システムが供されている。例えばDSI(Distributed Systems Interface)3やPSI(Peripheral Sensor Interface)5のデータ通信システムでは、物理量センサが送信データを送信する周期(通信周期)は、その通信プロトコル仕様に依存する。一方、物理量センサがデジタルデータを取得する周期(サンプリング周期)は、例えばセンサ素子やADコンバータ等の回路要因に依存する。このような事情から、通信周期とサンプリング周期とは互いに独立して決定されている。そのため、例えば通信周期をサンプリング周期の整数倍に設定する等は困難であり、通信周期とサンプリング周期とを追従させることは困難である。   2. Description of the Related Art Conventionally, there is a data communication system that includes a physical quantity sensor that functions as a slave and a transmission destination device that functions as a master, and the physical quantity sensor transmits transmission data corresponding to a sensor waveform indicating a temporal change in physical quantity to the transmission destination device. It is provided. For example, in a data communication system of DSI (Distributed Systems Interface) 3 or PSI (Peripheral Sensor Interface) 5, the cycle (communication cycle) at which the physical quantity sensor transmits transmission data depends on the communication protocol specification. On the other hand, the period (sampling period) at which the physical quantity sensor acquires digital data depends on circuit factors such as sensor elements and AD converters. For these reasons, the communication period and the sampling period are determined independently of each other. Therefore, for example, it is difficult to set the communication cycle to an integer multiple of the sampling cycle, and it is difficult to make the communication cycle and the sampling cycle follow.

このようにサンプリング周期と通信周期とが追従しないと、デジタルデータを取得するタイミングから送信データを送信するタイミングまでの時間差にばらつきが発生する。その結果、センサ波形(生の波形)を正確に再現することができない送信データが送信されることになり、送信先装置では誤判定が発生するという問題がある。このような問題に対し、例えば特許文献1には、物理量センサにおいて、送信データを送信する前に、サンプリング周期の情報を含むデータを送信する手法が開示されている。   If the sampling period and the communication period do not follow in this way, the time difference from the timing for acquiring the digital data to the timing for transmitting the transmission data will vary. As a result, transmission data that cannot accurately reproduce the sensor waveform (raw waveform) is transmitted, and there is a problem that erroneous determination occurs in the transmission destination device. To deal with such a problem, for example, Patent Document 1 discloses a method of transmitting data including sampling period information before transmitting transmission data in a physical quantity sensor.

特許第4880273号公報Japanese Patent No. 4880273

しかしながら、上記した例えばDSI3やPSI5のデータ通信システムでは、通信周期のみならず、データのフォーマットも通信プロトコル仕様に依存する。そのため、物理量センサが送信するデータのデータ量を増やすことは困難であり、サンプリング周期の情報を含むデータを送信することは困難である。   However, in the above-described data communication system such as DSI3 or PSI5, not only the communication cycle but also the data format depends on the communication protocol specification. For this reason, it is difficult to increase the amount of data transmitted by the physical quantity sensor, and it is difficult to transmit data including information on the sampling period.

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、送信先装置に送信するデータのデータ量を増やすことなく、物理量の経時変化を示すセンサ波形を正確に再現可能な送信データを送信先装置に送信することができ、送信先装置での誤判定の発生を未然に防止することができる物理量センサを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a transmission that can accurately reproduce a sensor waveform indicating a temporal change in a physical quantity without increasing the amount of data to be transmitted to a transmission destination device. An object of the present invention is to provide a physical quantity sensor that can transmit data to a transmission destination device and can prevent an erroneous determination in the transmission destination device.

請求項1に記載した発明によれば、センサ素子は、物理量の経時変化を示すセンサ波形を出力する。デジタルデータ出力手段は、センサ波形に対応するデジタルデータを保持して出力する。発振手段は、内部クロックを出力する。タイミング制御手段は、データ取得タイミング及びデータ送信タイミングを出力する。推定データ取得手段は、デジタルデータ出力手段から連続して出力される複数のデジタルデータに基づいてデータ取得タイミングに対応する推定データを取得する。送信手段は、推定データをデータ送信タイミングにしたがって送信データとして送信先装置に送信する。   According to the first aspect of the present invention, the sensor element outputs a sensor waveform indicating a change in physical quantity with time. The digital data output means holds and outputs digital data corresponding to the sensor waveform. The oscillation means outputs an internal clock. The timing control means outputs data acquisition timing and data transmission timing. The estimated data acquisition means acquires estimated data corresponding to the data acquisition timing based on a plurality of digital data continuously output from the digital data output means. The transmission means transmits the estimated data to the transmission destination apparatus as transmission data according to the data transmission timing.

ここで、タイミング制御手段は、データ取得タイミングの出力からデータ送信タイミングの出力までの期間を一定とするようにデータ取得タイミング及びデータ送信タイミングの出力を内部クロックに基づいて制御するようにした。これにより、センサ波形から推定データを取得するデータ取得タイミングと、その推定データを送信データとして送信するデータ送信タイミングとを追従させることができ、データ取得タイミングからデータ送信タイミングまでの時間差を一定とすることができる。即ち、例えば送信先装置から外部基準クロックを受信しないが送信先装置の仕様により送信データを送信する周期(送信周期)が規定されている場合でも、その送信周期に追従する周期(サンプリング周期)でセンサ波形に対応するデータを取得して送信することができる。その結果、物理量の経時変化を示すセンサ波形を正確に再現可能な送信データを送信先装置に送信することができ、送信先装置での誤判定の発生を未然に防止することができる。このとき、送信先装置に送信するデータのデータ量を増やすこともない。   Here, the timing control means controls the data acquisition timing and the data transmission timing output based on the internal clock so that the period from the data acquisition timing output to the data transmission timing output is constant. Thereby, the data acquisition timing for acquiring estimated data from the sensor waveform and the data transmission timing for transmitting the estimated data as transmission data can be tracked, and the time difference from the data acquisition timing to the data transmission timing is made constant. be able to. That is, for example, even when the external reference clock is not received from the transmission destination device but the transmission data transmission cycle (transmission cycle) is defined by the specification of the transmission destination device, the cycle (sampling cycle) follows the transmission cycle. Data corresponding to the sensor waveform can be acquired and transmitted. As a result, it is possible to transmit transmission data that can accurately reproduce a sensor waveform indicating a change in physical quantity over time to a transmission destination apparatus, and prevent an erroneous determination from occurring in the transmission destination apparatus. At this time, the amount of data to be transmitted to the transmission destination device is not increased.

請求項2に記載した発明によれば、センサ素子は、物理量の経時変化を示すセンサ波形を出力する。デジタルデータ出力手段は、センサ波形に対応するデジタルデータを保持して出力する。受信手段は、送信先装置から外部基準クロックを受信する。発振手段は、内部クロックを出力する。タイミング制御手段は、データ取得タイミング及びデータ送信タイミングを出力する。推定データ取得手段は、デジタルデータ出力手段から連続して出力される複数のデジタルデータに基づいてデータ取得タイミングに対応する推定データを取得する。送信手段は、推定データをデータ送信タイミングにしたがって送信データとして送信先装置に送信する。   According to the second aspect of the present invention, the sensor element outputs a sensor waveform indicating a change in physical quantity with time. The digital data output means holds and outputs digital data corresponding to the sensor waveform. The receiving unit receives an external reference clock from the transmission destination device. The oscillation means outputs an internal clock. The timing control means outputs data acquisition timing and data transmission timing. The estimated data acquisition means acquires estimated data corresponding to the data acquisition timing based on a plurality of digital data continuously output from the digital data output means. The transmission means transmits the estimated data to the transmission destination apparatus as transmission data according to the data transmission timing.

ここで、タイミング制御手段は、データ取得タイミングの出力からデータ送信タイミングの出力までの期間を一定とするようにデータ取得タイミング及びデータ送信タイミングの出力を外部基準クロック及び内部クロックに基づいて制御するようにした。これにより、この場合も、センサ波形から推定データを取得するデータ取得タイミングと、その推定データを送信データとして送信するデータ送信タイミングとを追従させることができ、データ取得タイミングからデータ送信タイミングまでの時間差を一定とすることができる。即ち、例えば送信先装置から受信する外部基準クロックにより送信データを送信する周期(送信周期)が規定されている場合でも、その送信周期に追従する周期(サンプリング周期)でセンサ波形に対応するデータを取得して送信することができる。その結果、物理量の経時変化を示すセンサ波形を正確に再現可能な送信データを送信先装置に送信することができ、送信先装置での誤判定の発生を未然に防止することができる。このときも、送信先装置に送信するデータのデータ量を増やすこともない。   Here, the timing control means controls the output of the data acquisition timing and the data transmission timing based on the external reference clock and the internal clock so that the period from the output of the data acquisition timing to the output of the data transmission timing is constant. I made it. Thus, in this case as well, the data acquisition timing for acquiring the estimated data from the sensor waveform and the data transmission timing for transmitting the estimated data as transmission data can be tracked, and the time difference from the data acquisition timing to the data transmission timing Can be made constant. That is, for example, even when a cycle (transmission cycle) for transmitting transmission data is defined by an external reference clock received from the transmission destination device, data corresponding to the sensor waveform is acquired at a cycle (sampling cycle) following the transmission cycle. Can be acquired and sent. As a result, it is possible to transmit transmission data that can accurately reproduce a sensor waveform indicating a change in physical quantity over time to a transmission destination apparatus, and prevent an erroneous determination from occurring in the transmission destination apparatus. Also at this time, the amount of data to be transmitted to the transmission destination device is not increased.

本発明の第1の実施形態を示す機能ブロック図Functional block diagram showing a first embodiment of the present invention データ取得タイミングとデータ送信タイミングとの関係を示す図Diagram showing the relationship between data acquisition timing and data transmission timing タイムチャート(その1)Time chart (part 1) 内挿値を示す図Diagram showing interpolated values 本発明の第2の実施形態を示す機能ブロック図Functional block diagram showing a second embodiment of the present invention タイムチャート(その2)Time chart (part 2) 外挿値を示す図Diagram showing extrapolated values 本発明の第3の実施形態を示す機能ブロック図Functional block diagram showing a third embodiment of the present invention タイムチャート(その3)Time chart (part 3) タイムチャート(その4)Time chart (part 4) 本発明の第4の実施形態を示す機能ブロック図Functional block diagram showing a fourth embodiment of the present invention 本発明の第5の実施形態を示す機能ブロック図Functional block diagram showing a fifth embodiment of the present invention 本発明の第6の実施形態を示す機能ブロック図Functional block diagram showing a sixth embodiment of the present invention 本発明の第7の実施形態を示す機能ブロック図Functional block diagram showing a seventh embodiment of the present invention 理想のクロック数と現実のクロック数との関係を示す図Diagram showing the relationship between the ideal number of clocks and the actual number of clocks タイムチャート(その5)Time chart (part 5) 本発明の第8の実施形態を示す機能ブロック図Functional block diagram showing an eighth embodiment of the present invention

(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態について図1から図4を参照して説明する。図1に示すように、物理量センサ1は、センサ素子2と、CR発振回路3(発振手段)と、ADコンバータ4と、デジタルフィルタ5(デジタルデータ出力手段)と、タイミング制御回路6(タイミング制御手段)と、内挿計算回路7(推定データ取得手段、内挿計算手段)と、送信回路8(送信手段)とを有する。物理量センサ1は、データ通信線(データ伝送路)を介してホスト9(送信先装置)と接続されている。物理量センサ1はスレーブとして機能し、ホスト9はマスタとして機能する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, a physical quantity sensor 1 includes a sensor element 2, a CR oscillation circuit 3 (oscillation means), an AD converter 4, a digital filter 5 (digital data output means), and a timing control circuit 6 (timing control). Means), an interpolation calculation circuit 7 (estimated data acquisition means, interpolation calculation means), and a transmission circuit 8 (transmission means). The physical quantity sensor 1 is connected to a host 9 (transmission destination apparatus) via a data communication line (data transmission path). The physical quantity sensor 1 functions as a slave, and the host 9 functions as a master.

センサ素子2は、被検出対象に作用する物理量(センサ値)を検知し、その検知した物理量の経時変化を示すセンサ波形(アナログ信号)をADコンバータ4に出力する。センサ素子2は、例えば物理量センサ1が自動車に搭載されている加速度センサであれば、自動車に作用する加速度の経時変化を示すセンサ波形をADコンバータ4に出力する。CR発振回路3は、所定の発振周波数の発振信号から内部クロックを生成し、その生成した内部クロックをADコンバータ4、デジタルフィルタ5、タイミング制御回路6、内挿計算回路7及び送信回路8に出力する。CR発振回路3からADコンバータ4、デジタルフィルタ5、タイミング制御回路6、内挿計算回路7及び送信回路8にそれぞれ出力される内部クロックの周波数は同じであっても良いし異なっていても良い。   The sensor element 2 detects a physical quantity (sensor value) that acts on the detection target, and outputs a sensor waveform (analog signal) indicating a change over time of the detected physical quantity to the AD converter 4. For example, if the physical quantity sensor 1 is an acceleration sensor mounted on an automobile, the sensor element 2 outputs a sensor waveform indicating a change over time in acceleration acting on the automobile to the AD converter 4. The CR oscillation circuit 3 generates an internal clock from an oscillation signal having a predetermined oscillation frequency, and outputs the generated internal clock to the AD converter 4, the digital filter 5, the timing control circuit 6, the interpolation calculation circuit 7, and the transmission circuit 8. To do. The frequency of the internal clock output from the CR oscillation circuit 3 to the AD converter 4, the digital filter 5, the timing control circuit 6, the interpolation calculation circuit 7, and the transmission circuit 8 may be the same or different.

ADコンバータ4は、CR発振回路3から入力する内部クロックを動作クロックとして動作し、センサ素子2からセンサ波形を入力すると、その入力したセンサ波形を電圧増幅する。そして、ADコンバータ4は、その電圧増幅後のセンサ波形をアナログ信号からデジタル信号に変換してデジタルデータを生成し、その生成したデジタルデータをデジタルフィルタ5に出力する。   The AD converter 4 operates using the internal clock input from the CR oscillation circuit 3 as an operation clock. When the sensor waveform is input from the sensor element 2, the input sensor waveform is voltage-amplified. Then, the AD converter 4 converts the sensor waveform after voltage amplification from an analog signal to a digital signal to generate digital data, and outputs the generated digital data to the digital filter 5.

デジタルフィルタ5は、例えばIIR(Infinite Impulse Response、無限インパルス応答)フィルタである。デジタルフィルタ5は、CR発振回路3から入力する内部クロックを動作クロックとして動作し、ADコンバータ4からデジタルデータを入力すると、その入力したデジタルデータに対してフィルタ処理を施し、そのフィルタ処理を施したデジタルデータを内挿計算回路7に出力する。デジタルフィルタ5は、少なくともフィルタ処理を施した最新のデータ(最新データ)と1つ前のデータ(1つ前データ)とを保持可能となっている。   The digital filter 5 is, for example, an IIR (Infinite Impulse Response) filter. The digital filter 5 operates using the internal clock input from the CR oscillation circuit 3 as an operation clock. When digital data is input from the AD converter 4, the digital filter 5 performs a filtering process on the input digital data and performs the filtering process. The digital data is output to the interpolation calculation circuit 7. The digital filter 5 can hold at least the latest data (the latest data) subjected to the filtering process and the previous data (the previous data).

タイミング制御回路6は、CR発振回路3から入力する内部クロックを動作クロックとして動作し、内部クロックのクロック数を計測する(カウントする)ことで、データ取得タイミングを内挿計算回路7に出力し、データ送信タイミングを送信回路8に出力する。具体的に説明すると、タイミング制御回路6は、内部クロックのクロック数の計測を開始すると、クロック数が予め設定している第1の設定値に達した時点でデータ送信タイミングを出力すると共に、クロック数の計測を再開する。タイミング制御回路6は、クロック数の計測を繰返すことで、データ送信タイミングを一定周期(一定クロック数)で送信回路8に出力する。又、タイミング制御回路6は、内部クロックのクロック数の計測を開始すると、クロック数が第1の設定値よりも小さい第2の設定値に達した時点でデータ取得タイミングを出力する。   The timing control circuit 6 operates using the internal clock input from the CR oscillation circuit 3 as an operation clock, and outputs the data acquisition timing to the interpolation calculation circuit 7 by measuring (counting) the number of clocks of the internal clock. The data transmission timing is output to the transmission circuit 8. More specifically, when the timing control circuit 6 starts measuring the number of clocks of the internal clock, the timing control circuit 6 outputs the data transmission timing when the number of clocks reaches a preset first set value, Resume counting. The timing control circuit 6 outputs the data transmission timing to the transmission circuit 8 at a constant cycle (a constant number of clocks) by repeating measurement of the number of clocks. Further, when the timing control circuit 6 starts measuring the number of clocks of the internal clock, the timing control circuit 6 outputs a data acquisition timing when the number of clocks reaches a second set value smaller than the first set value.

即ち、タイミング制御回路6は、図2に示すように、データ送信タイミングを送信回路8に出力する時点(t2、t4、t6)よりも一定周期(一定クロック数)前の時点でデータ取得タイミングを内挿計算回路7に出力する(t1、t3、t5)。タイミング制御回路6は、このようにしてデータ取得タイミングの出力からデータ送信タイミングの出力までの期間(t1〜t2、t3〜t4、t5〜t6)を一定とする。   That is, as shown in FIG. 2, the timing control circuit 6 sets the data acquisition timing at a time before a certain period (a certain number of clocks) before the time (t2, t4, t6) at which the data transmission timing is output to the transmission circuit 8. It outputs to the interpolation calculation circuit 7 (t1, t3, t5). In this way, the timing control circuit 6 makes the period (t1 to t2, t3 to t4, t5 to t6) from the output of the data acquisition timing to the output of the data transmission timing constant.

内挿計算回路7は、CR発振回路3から入力する内部クロックを動作クロックとして動作し、デジタルフィルタ5から最新データと1つ前データとを入力すると、タイミング制御回路6から入力したデータ取得タイミングに対応する推定データの推定値を内挿値により計算する(推定して取得する)。即ち、内挿計算回路7は、図3及び図4に示すように、デジタルフィルタ5がデジタルデータを出力する周期を「T」、その周期を開始した時点(カウンタがリセットした時点)からデータ取得タイミングを入力した時点までの周期を「ΔT」、データ取得タイミングを入力した時点での最新データのデータ値を「X」、1つ前データのデータ値を「XN−1」とすると、データ取得タイミングを入力した時点の次の周期のデジタルデータに基づいて、推定値を以下の計算式により計算する。
推定値=X+{ΔT×(XN+1−X)/T}
The interpolation calculation circuit 7 operates using the internal clock input from the CR oscillation circuit 3 as an operation clock. When the latest data and the previous data are input from the digital filter 5, the interpolation calculation circuit 7 receives the data acquisition timing input from the timing control circuit 6. An estimated value of the corresponding estimated data is calculated by interpolation (estimated and acquired). That is, as shown in FIGS. 3 and 4, the interpolation calculation circuit 7 obtains data from the time when the digital filter 5 outputs the digital data as “T” and starts the cycle (when the counter is reset). Assuming that the period until the timing is input is “ΔT”, the data value of the latest data at the time of inputting the data acquisition timing is “X N ”, and the data value of the previous data is “X N-1 ”, Based on the digital data of the next cycle when the data acquisition timing is input, the estimated value is calculated by the following calculation formula.
Estimated value = X N + {ΔT × (X N + 1 −X N ) / T}

そして、内挿計算回路7は、このようにして計算した推定値を示す推定データを送信回路8に出力する。尚、内挿計算回路7は、専用の回路として設けられても良いし、CPU(Central Processing Unit)によりソフトウェアとして設けられても良い。送信回路8は、CR発振回路3から入力する内部クロックを動作クロックとして動作し、内挿計算回路7から推定データを入力すると、その入力した推定データを、タイミング制御回路6から入力したデータ送信タイミングにしたがって送信データとして送信する。   Then, the interpolation calculation circuit 7 outputs estimated data indicating the estimated value calculated in this way to the transmission circuit 8. The interpolation calculation circuit 7 may be provided as a dedicated circuit, or may be provided as software by a CPU (Central Processing Unit). The transmission circuit 8 operates using the internal clock input from the CR oscillation circuit 3 as an operation clock. When the estimation data is input from the interpolation calculation circuit 7, the input estimation data is input to the data transmission timing input from the timing control circuit 6. To transmit as transmission data.

ホスト9は、このようにして物理量センサ1から送信された送信データをデータ通信線を介して受信すると、その送信データの経時変化を信号処理することで、センサ素子2が検知した物理量の経時変化を判定する。ホスト9は、例えば自動車に搭載されている電子制御装置(ECU:Electronic Control Unit)であり、物理量センサ1が加速度センサであれば、加速度センサから送信された送信データをデータ通信線を介して受信すると、その送信データの経時変化を信号処理することで、車両衝突等の事象を判定する。   When the host 9 receives the transmission data transmitted from the physical quantity sensor 1 through the data communication line in this way, the temporal change of the physical quantity detected by the sensor element 2 is performed by signal-processing the temporal change of the transmission data. Determine. The host 9 is, for example, an electronic control unit (ECU: Electronic Control Unit) mounted on an automobile. If the physical quantity sensor 1 is an acceleration sensor, the host 9 receives transmission data transmitted from the acceleration sensor via a data communication line. Then, an event such as a vehicle collision is determined by performing signal processing on the temporal change of the transmission data.

以上に説明したように第1の実施形態によれば、物理量センサ1において、データ取得タイミングの出力からデータ送信タイミングの出力までの期間を内部クロックに基づいて一定とするようにした。そして、物理量センサ1において、データ取得タイミングの出力により、デジタルフィルタ5から出力される最新データと1つ前データとを用いて推定値を計算するようにした。これにより、センサ波形から推定データを取得するデータ取得タイミングと、その推定データを送信データとして送信するデータ送信タイミングとを追従させることができる。その結果、物理量の経時変化を示すセンサ波形を正確に再現可能な送信データをホスト9に送信することができ、ホスト9での誤判定の発生を未然に防止することができる。このとき、物理量センサ1がホスト9に送信するデータのデータ量を増やすこともない。又、推定値を内挿値により計算する場合には、センサ波形上の前後に位置するデータを用いて推定値を計算することになるので、その前後に位置するデータにより示される上限及び下限の範囲内で推定値を計算することができる。   As described above, according to the first embodiment, in the physical quantity sensor 1, the period from the output of the data acquisition timing to the output of the data transmission timing is made constant based on the internal clock. Then, in the physical quantity sensor 1, the estimated value is calculated using the latest data and the previous data output from the digital filter 5 according to the output of the data acquisition timing. Thereby, the data acquisition timing which acquires estimated data from a sensor waveform, and the data transmission timing which transmits the estimated data as transmission data can be made to follow. As a result, it is possible to transmit transmission data that can accurately reproduce a sensor waveform indicating a change in physical quantity over time to the host 9, thereby preventing an erroneous determination in the host 9. At this time, the amount of data transmitted from the physical quantity sensor 1 to the host 9 is not increased. In addition, when the estimated value is calculated using the interpolated value, the estimated value is calculated using data located before and after the sensor waveform, so the upper and lower limits indicated by the data located before and after the estimated value are calculated. An estimate can be calculated within the range.

(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について図5から図7を参照して説明する。尚、上記した第1の実施形態と同一部分については説明を省略し、異なる部分について説明する。第1の実施形態は、推定データの推定値を内挿値により計算する構成であるが、第2の実施形態は、推定データの推定値を外挿値により計算する構成である。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, description is abbreviate | omitted about the same part as above-mentioned 1st Embodiment, and a different part is demonstrated. In the first embodiment, the estimated value of the estimated data is calculated using an interpolated value. In the second embodiment, the estimated value of the estimated data is calculated using an extrapolated value.

物理量センサ11は、第1の実施形態で説明した内挿計算回路7の代わりに外挿計算回路12(推定データ取得手段、外挿計算手段)を有する。外挿計算回路12は、CR発振回路3から入力する内部クロックを動作クロックとして動作し、デジタルフィルタ5から最新データと1つ前データとを入力すると、タイミング制御回路6から入力したデータ取得タイミングに対応する推定データの推定値を外挿値により計算する(推定して取得する)。即ち、外挿計算回路12は、図6及び図7に示すように、データ取得タイミングを入力した時点の周期のデジタルデータに基づいて、推定値を以下の計算式により計算する。
推定値=X+{ΔT×(X−XN−1)/T}
The physical quantity sensor 11 has an extrapolation calculation circuit 12 (estimated data acquisition means, extrapolation calculation means) instead of the interpolation calculation circuit 7 described in the first embodiment. The extrapolation calculation circuit 12 operates using the internal clock input from the CR oscillation circuit 3 as an operation clock. When the latest data and the previous data are input from the digital filter 5, the extrapolation calculation circuit 12 receives the data acquisition timing input from the timing control circuit 6. The estimated value of the corresponding estimated data is calculated by extrapolation (estimated and acquired). That is, as shown in FIGS. 6 and 7, the extrapolation calculation circuit 12 calculates an estimated value by the following calculation formula based on the digital data of the cycle at the time when the data acquisition timing is input.
Estimated value = X N + {ΔT × (X N −X N−1 ) / T}

そして、外挿計算回路12は、このようにして計算した推定値を示す推定データを送信回路8に出力する。尚、外挿計算回路12も、専用の回路として設けられても良いし、CPUによりソフトウェアとして設けられても良い。送信回路8は、CR発振回路3から入力する内部クロックを動作クロックとして動作し、外挿計算回路12から推定データを入力すると、その入力した推定データを、タイミング制御回路6から入力したデータ送信タイミングにしたがって送信データとして送信する。   Then, the extrapolation calculation circuit 12 outputs estimated data indicating the estimated value calculated in this way to the transmission circuit 8. Note that the extrapolation calculation circuit 12 may also be provided as a dedicated circuit, or may be provided as software by the CPU. The transmission circuit 8 operates using the internal clock input from the CR oscillation circuit 3 as an operation clock. When the estimation data is input from the extrapolation calculation circuit 12, the input estimation data is input to the data transmission timing input from the timing control circuit 6. To transmit as transmission data.

以上に説明したように第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。即ち、センサ波形から推定データを取得するデータ取得タイミングと、その推定データを送信データとして送信するデータ送信タイミングとを追従させることができる。その結果、物理量の経時変化を示すセンサ波形を正確に再現可能な送信データをホスト9に送信することができ、ホスト9での誤判定の発生を未然に防止することができる。又、推定値を外挿値により計算する場合には、センサ波形上の既に確定されているデータを用いて推定値を計算することになるので、確実に推定値を計算することができる。   As described above, according to the second embodiment, the same operational effects as those of the first embodiment can be obtained. That is, the data acquisition timing for acquiring the estimated data from the sensor waveform and the data transmission timing for transmitting the estimated data as transmission data can be made to follow. As a result, it is possible to transmit transmission data that can accurately reproduce a sensor waveform indicating a change in physical quantity over time to the host 9, thereby preventing an erroneous determination in the host 9. Further, when the estimated value is calculated by extrapolation value, the estimated value is calculated using already determined data on the sensor waveform, so that the estimated value can be calculated reliably.

(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態について図8から図10を参照して説明する。尚、上記した第1の実施形態と同一部分については説明を省略し、異なる部分について説明する。第1の実施形態は、CR発振回路3が出力する内部クロックに基づいてデータ取得タイミング及びデータ送信タイミングの出力を制御する構成であるが、第3の実施形態は、ホスト25から受信する外部基準クロックに基づいてデータ取得タイミング及びデータ送信タイミングの出力を制御する構成である。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, description is abbreviate | omitted about the same part as above-mentioned 1st Embodiment, and a different part is demonstrated. The first embodiment is configured to control the output of the data acquisition timing and the data transmission timing based on the internal clock output from the CR oscillation circuit 3, but the third embodiment is an external reference received from the host 25. In this configuration, output of data acquisition timing and data transmission timing is controlled based on a clock.

物理量センサ21は、第1の実施形態で説明した構成に加えて受信回路22(受信手段)を有すると共に、第1の実施形態で説明したタイミング制御回路6の代わりにタイミング制御回路23(タイミング制御手段)を有し、CR発振回路3の代わりにCR発振回路24(発振手段)を有する。又、物理量センサ21は、データ通信線及びクロック通信線(クロック伝送路)を介してホスト25(送信先装置)と接続されている。この場合、データ通信線とクロック通信線とはDSI3やPSI5のように兼用であっても良い。   The physical quantity sensor 21 includes a receiving circuit 22 (receiving means) in addition to the configuration described in the first embodiment, and a timing control circuit 23 (timing control) instead of the timing control circuit 6 described in the first embodiment. And a CR oscillation circuit 24 (oscillation means) instead of the CR oscillation circuit 3. The physical quantity sensor 21 is connected to the host 25 (transmission destination device) via a data communication line and a clock communication line (clock transmission path). In this case, the data communication line and the clock communication line may be shared like DSI3 or PSI5.

ホスト25は、例えば水晶振動子やセラミック振動子を有し、水晶振動子やセラミック振動子が発振する所定の発振周波数の発振信号から外部基準クロックを生成し、その生成した外部基準クロックをクロック通信線を介して物理量センサ21に送信する。外部基準クロックは内部クロックよりも周波数の精度が高い(ジッタが小さい)特性を有する。   The host 25 includes, for example, a crystal resonator or a ceramic resonator, generates an external reference clock from an oscillation signal having a predetermined oscillation frequency oscillated by the crystal resonator or the ceramic resonator, and performs clock communication with the generated external reference clock. It transmits to the physical quantity sensor 21 via a line. The external reference clock has a characteristic of higher frequency accuracy (smaller jitter) than the internal clock.

受信回路22は、ホスト25から送信された外部基準クロックをクロック通信線を介して受信すると、その外部基準クロックをタイミング制御回路23に出力する。タイミング制御回路23は、受信回路22から入力する外部基準クロックの立ち上がりエッジを基点として内部クロックのクロック数を計測することで、データ取得タイミングを内挿計算回路7に出力し、データ送信タイミングを送信回路8に出力する。具体的に説明すると、タイミング制御回路23は、外部基準クロックの立ち上がりエッジを検知した後、内部クロック数が予め設定している第1の設定値に達した時点でデータ送信タイミングを出力する。タイミング制御回路23は、クロック数の計測を繰返すことで、データ送信タイミングを一定周期(一定クロック数)で送信回路8に出力する。又、タイミング制御回路23は、内部クロックのクロック数の計測を開始すると、クロック数が第1の設定値よりも小さい第2の設定値に達した時点でデータ取得タイミングを出力する。   When receiving the external reference clock transmitted from the host 25 via the clock communication line, the receiving circuit 22 outputs the external reference clock to the timing control circuit 23. The timing control circuit 23 outputs the data acquisition timing to the interpolation calculation circuit 7 by transmitting the data transmission timing by measuring the number of clocks of the internal clock from the rising edge of the external reference clock input from the reception circuit 22 as a base point. Output to the circuit 8. More specifically, after detecting the rising edge of the external reference clock, the timing control circuit 23 outputs the data transmission timing when the number of internal clocks reaches a preset first setting value. The timing control circuit 23 repeats the measurement of the number of clocks to output the data transmission timing to the transmission circuit 8 at a constant period (a constant number of clocks). In addition, when the timing control circuit 23 starts measuring the number of clocks of the internal clock, the timing control circuit 23 outputs a data acquisition timing when the number of clocks reaches a second set value smaller than the first set value.

即ち、タイミング制御回路23は、図9に示すように、第2の設定値が「0」であれば、外部基準クロックを入力した時点でデータ取得タイミングを内挿計算回路7に出力し(t11、t13、t15)、その時点から一定周期(一定クロック数、第1の一定周期)後の時点でデータ送信タイミングを送信回路8に出力する(t12、t14、t16)。タイミング制御回路23は、このようにしてデータ取得タイミングの出力からデータ送信タイミングの出力までの期間(t11〜t12、t13〜t14、t15〜t16)を一定とする。   That is, as shown in FIG. 9, if the second set value is “0”, the timing control circuit 23 outputs the data acquisition timing to the interpolation calculation circuit 7 when the external reference clock is input (t11). , T13, t15), the data transmission timing is output to the transmission circuit 8 at a time after a certain period (a certain number of clocks, the first certain period) from that time (t12, t14, t16). In this way, the timing control circuit 23 makes the period (t11 to t12, t13 to t14, t15 to t16) from the output of the data acquisition timing to the output of the data transmission timing constant.

又、タイミング制御回路23は、図10に示すように、第2の設定値が「0」でなければ、外部基準クロックを入力した時点(t21、t24、t27)から一定周期(一定クロック数、第2の一定周期)後の時点でデータ取得タイミングを内挿計算回路7に出力する(t22、t25、t28)。更に、タイミング制御回路23は、外部基準クロックを入力した時点から一定周期(一定クロック数、第2の一定周期よりも長い第3の一定周期)後の時点でデータ送信タイミングを送信回路8に出力する(t23、t26、t29)。タイミング制御回路23は、このようにしてデータ取得タイミングの出力からデータ送信タイミングの出力までの期間(t22〜t23、t25〜t26、t28〜t29)を一定とする。   In addition, as shown in FIG. 10, the timing control circuit 23, if the second set value is not “0”, has a fixed period (a fixed number of clocks, from the time (t21, t24, t27) when the external reference clock is input. The data acquisition timing is output to the interpolation calculation circuit 7 at a time after the second fixed period) (t22, t25, t28). Further, the timing control circuit 23 outputs the data transmission timing to the transmission circuit 8 at a time after a certain period (a certain number of clocks, a third certain period longer than the second certain period) from the time when the external reference clock is input. (T23, t26, t29). In this way, the timing control circuit 23 makes the period (t22 to t23, t25 to t26, t28 to t29) from the output of the data acquisition timing to the output of the data transmission timing constant.

以上に説明したように第3の実施形態によれば、物理量センサ21において、データ取得タイミングの出力からデータ送信タイミングの出力までの期間を外部基準クロック及び内部クロックに基づいて一定とするようにした。そして、物理量センサ21において、データ取得タイミングの出力により、デジタルフィルタ5から出力される最新データと1つ前データとを用いて推定値を計算するようにした。これにより、第1の実施形態と同様に、センサ波形から推定データを取得するデータ取得タイミングと、その推定データを送信データとして送信するデータ送信タイミングとを追従させることができる。その結果、物理量の経時変化を示すセンサ波形を正確に再現可能な送信データをホスト25に送信することができ、ホスト25での誤判定の発生を未然に防止することができる。このとき、物理量センサ21がホスト25に送信するデータのデータ量を増やすこともない。又、データ取得タイミングとデータ送信タイミングとの時間差を短くすることで、センサ波形をより正確に反映した(より新しい)送信データを送信することができる。   As described above, according to the third embodiment, in the physical quantity sensor 21, the period from the output of the data acquisition timing to the output of the data transmission timing is made constant based on the external reference clock and the internal clock. . Then, in the physical quantity sensor 21, an estimated value is calculated using the latest data and the previous data output from the digital filter 5 according to the output of the data acquisition timing. Thereby, similarly to 1st Embodiment, the data acquisition timing which acquires estimated data from a sensor waveform, and the data transmission timing which transmits the estimated data as transmission data can be tracked. As a result, transmission data capable of accurately reproducing the sensor waveform indicating the change in physical quantity with time can be transmitted to the host 25, and an erroneous determination in the host 25 can be prevented. At this time, the amount of data transmitted from the physical quantity sensor 21 to the host 25 is not increased. Further, by shortening the time difference between the data acquisition timing and the data transmission timing, it is possible to transmit (newer) transmission data that more accurately reflects the sensor waveform.

(第4の実施形態)
次に、本発明の第4の実施形態について図11を参照して説明する。第4の実施形態における第3の実施形態からの変更部分は、第2の実施形態における第1の実施形態からの変更部分と同じである。即ち、第4の実施形態は、推定データの推定値を外挿値により計算する構成である。物理量センサ31は、第1の実施形態で説明した内挿計算回路7の代わりに外挿計算回路12を有する。第4の実施形態でも、第3の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The change part from 3rd Embodiment in 4th Embodiment is the same as the change part from 1st Embodiment in 2nd Embodiment. That is, the fourth embodiment is configured to calculate an estimated value of estimated data by extrapolation values. The physical quantity sensor 31 includes an extrapolation calculation circuit 12 instead of the interpolation calculation circuit 7 described in the first embodiment. Also in the fourth embodiment, the same operational effects as in the third embodiment can be obtained.

(第5の実施形態)
次に、本発明の第5の実施形態について図12を参照して説明する。尚、上記した第3の実施形態と同一部分については説明を省略し、異なる部分について説明する。第5の実施形態は、CR発振回路24から出力される内部クロックを外部基準クロックにしたがって補正する(調整する)構成である。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, description is abbreviate | omitted about the same part as above-mentioned 3rd Embodiment, and a different part is demonstrated. In the fifth embodiment, the internal clock output from the CR oscillation circuit 24 is corrected (adjusted) according to the external reference clock.

物理量センサ41は、第3の実施形態で説明した構成に加えてクロック補正回路42(クロック補正手段)を有する。受信回路22は、ホスト25から送信された外部基準クロックをクロック通信線を介して受信すると、その外部基準クロックをタイミング制御回路23に加え、クロック補正回路42にも出力する。CR発振回路24は、内部クロックをADコンバータ4、デジタルフィルタ5、内挿計算回路7、送信回路8及びタイミング制御回路23に加え、クロック補正回路42にも出力する。クロック補正回路42は、CR発振回路24から内部クロックを入力し、受信回路22から外部基準クロックを入力すると、外部基準クロック間における内部クロックのクロック数を計測する。そして、クロック補正回路42は、外部基準クロック間における内部クロックのクロック数が第1の閾値以上であると判定すると、発振周波数の低下を命じる補正指令をCR発振回路24に出力する。CR発振回路24は、クロック補正回路42から発振周波数の低下を命じる補正指令を入力すると、その時点での発振周波数を低下させる。一方、クロック補正回路42は、外部基準クロック間における内部クロックのクロック数が第2の閾値以下であると判定すると、発振周波数の上昇を命じる補正指令をCR発振回路24に出力する。CR発振回路24は、クロック補正回路42から発振周波数の上昇を命じる補正指令を入力すると、その時点での発振周波数を上昇させる。   The physical quantity sensor 41 includes a clock correction circuit 42 (clock correction means) in addition to the configuration described in the third embodiment. When receiving the external reference clock transmitted from the host 25 via the clock communication line, the receiving circuit 22 adds the external reference clock to the timing control circuit 23 and also outputs it to the clock correction circuit 42. The CR oscillation circuit 24 outputs the internal clock to the clock correction circuit 42 in addition to the AD converter 4, the digital filter 5, the interpolation calculation circuit 7, the transmission circuit 8 and the timing control circuit 23. When the internal clock is input from the CR oscillation circuit 24 and the external reference clock is input from the reception circuit 22, the clock correction circuit 42 measures the number of internal clocks between the external reference clocks. When the clock correction circuit 42 determines that the number of internal clocks between the external reference clocks is equal to or greater than the first threshold value, the clock correction circuit 42 outputs a correction command for instructing a decrease in the oscillation frequency to the CR oscillation circuit 24. When the CR oscillation circuit 24 receives a correction command for instructing a decrease in the oscillation frequency from the clock correction circuit 42, the CR oscillation circuit 24 decreases the oscillation frequency at that time. On the other hand, when the clock correction circuit 42 determines that the number of internal clocks between the external reference clocks is equal to or smaller than the second threshold value, the clock correction circuit 42 outputs a correction command for instructing an increase in the oscillation frequency to the CR oscillation circuit 24. When the CR oscillation circuit 24 receives a correction command for instructing an increase in the oscillation frequency from the clock correction circuit 42, the CR oscillation circuit 24 increases the oscillation frequency at that time.

以上に説明したように第5の実施形態によれば、第3の実施形態と同様に、センサ波形から推定データを取得するデータ取得タイミングと、その推定データを送信データとして送信するデータ送信タイミングとを追従させることができる。その結果、物理量の経時変化を示すセンサ波形を正確に再現可能な送信データをホスト25に送信することができ、ホスト25での誤判定の発生を未然に防止することができる。又、CR発振回路24の発振周波数を外部基準クロックに基づいて補正するクロック補正回路42を有することで、外部基準クロックに基づいて補正した補正後の内部クロックをADコンバータ4、デジタルフィルタ5、内挿計算回路7、送信回路8及びタイミング制御回路23等に出力することができる。   As described above, according to the fifth embodiment, as in the third embodiment, data acquisition timing for acquiring estimated data from a sensor waveform, and data transmission timing for transmitting the estimated data as transmission data, Can be made to follow. As a result, transmission data capable of accurately reproducing the sensor waveform indicating the change in physical quantity with time can be transmitted to the host 25, and an erroneous determination in the host 25 can be prevented. Further, by having a clock correction circuit 42 that corrects the oscillation frequency of the CR oscillation circuit 24 based on the external reference clock, the corrected internal clock corrected based on the external reference clock is converted into the AD converter 4, the digital filter 5, and the internal filter. The data can be output to the insertion calculation circuit 7, the transmission circuit 8, the timing control circuit 23, and the like.

(第6の実施形態)
次に、本発明の第6の実施形態について図13を参照して説明する。第6の実施形態における第5の実施形態からの変更部分は、第2の実施形態における第1の実施形態からの変更部分と同じである。即ち、第6の実施形態は、推定データの推定値を外挿値により計算する構成である。物理量センサ51は、第1の実施形態で説明した内挿計算回路7の代わりに外挿計算回路12を有する。第6の実施形態でも、第5の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
(Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The change part from 5th Embodiment in 6th Embodiment is the same as the change part from 1st Embodiment in 2nd Embodiment. That is, the sixth embodiment is configured to calculate the estimated value of the estimated data using the extrapolated value. The physical quantity sensor 51 includes an extrapolation calculation circuit 12 instead of the interpolation calculation circuit 7 described in the first embodiment. In the sixth embodiment, the same function and effect as in the fifth embodiment can be obtained.

(第7の実施形態)
次に、本発明の第7の実施形態について図14から図16を参照して説明する。尚、上記した第3の実施形態と同一部分については説明を省略し、異なる部分について説明する。第7の実施形態は、CR発振回路24から出力される内部クロックの誤差を計算し、その計算した誤差に基づいてデータ取得タイミングの出力を補正する(調整する)構成である。
(Seventh embodiment)
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, description is abbreviate | omitted about the same part as above-mentioned 3rd Embodiment, and a different part is demonstrated. In the seventh embodiment, an error of the internal clock output from the CR oscillation circuit 24 is calculated, and the output of the data acquisition timing is corrected (adjusted) based on the calculated error.

物理量センサ61は、第3の実施形態で説明した構成に加えてクロック計測回路62(クロック計測手段)を有する。受信回路22は、ホスト25から送信された外部基準クロックをクロック通信線を介して受信すると、その外部基準クロックをタイミング制御回路23に加え、クロック計測回路62にも出力する。CR発振回路24は、内部クロックをADコンバータ4、デジタルフィルタ5、内挿計算回路7、送信回路8及びタイミング制御回路23に加え、クロック計測回路62にも出力する。クロック計測回路62は、CR発振回路24から内部クロックを入力し、受信回路22から外部基準クロックを入力すると、外部基準クロック間における内部クロックのクロック数を計測する。そして、クロック補正回路42は、その計測した外部基準クロック間における内部クロックのクロック数を示す補正情報をタイミング制御回路23に出力する。   The physical quantity sensor 61 includes a clock measurement circuit 62 (clock measurement means) in addition to the configuration described in the third embodiment. When receiving the external reference clock transmitted from the host 25 via the clock communication line, the receiving circuit 22 adds the external reference clock to the timing control circuit 23 and also outputs it to the clock measurement circuit 62. The CR oscillation circuit 24 outputs the internal clock to the clock measurement circuit 62 in addition to the AD converter 4, the digital filter 5, the interpolation calculation circuit 7, the transmission circuit 8 and the timing control circuit 23. When the internal clock is input from the CR oscillation circuit 24 and the external reference clock is input from the reception circuit 22, the clock measurement circuit 62 measures the number of internal clocks between the external reference clocks. Then, the clock correction circuit 42 outputs correction information indicating the number of internal clocks between the measured external reference clocks to the timing control circuit 23.

タイミング制御回路23は、クロック計測回路62から補正情報を入力すると、データ取得タイミングの出力を補正情報にしたがって補正する。即ち、タイミング制御回路23は、図15に示すように、外部基準クロック間における理想の内部クロックのクロック数を「N」、外部基準クロック間における現実の内部クロックのクロック数を「N´」、外部基準クロックの受信からデータ取得タイミングまでの理想のクロック数を「n」とすると、補正後のクロック数を「n´」とすると、補正後のクロック数を以下の計算式により計算する。
n´=n×N´/N
When the correction information is input from the clock measurement circuit 62, the timing control circuit 23 corrects the output of the data acquisition timing according to the correction information. That is, as shown in FIG. 15, the timing control circuit 23 sets the ideal internal clock number between external reference clocks to “N”, and the actual internal clock number between external reference clocks to “N ′”. Assuming that the ideal clock number from the reception of the external reference clock to the data acquisition timing is “n”, and the corrected clock number is “n ′”, the corrected clock number is calculated by the following formula.
n ′ = n × N ′ / N

そして、タイミング制御回路23は、図16に示すように、データ取得タイミングを補正後のクロック数にしたがって補正することで、外部基準クロックを入力した時点(t31、t34、t37)から補正後の一定周期(一定クロック数、第4の一定周期)後の時点でデータ取得タイミングを内挿計算回路7に出力する(t32、t35、t38)。更に、タイミング制御回路23は、外部基準クロックを入力した時点から一定周期(一定クロック数)後の時点でデータ送信タイミングを送信回路8に出力する(t33、t36、t39)。   Then, as shown in FIG. 16, the timing control circuit 23 corrects the data acquisition timing according to the number of clocks after correction, so that the constant after correction from the time (t31, t34, t37) when the external reference clock is input. Data acquisition timing is output to the interpolation calculation circuit 7 at a time point after the period (a constant number of clocks, a fourth constant period) (t32, t35, t38). Furthermore, the timing control circuit 23 outputs the data transmission timing to the transmission circuit 8 at a time after a fixed period (a fixed number of clocks) from the time when the external reference clock is input (t33, t36, t39).

尚、タイミング制御回路23がデータ取得タイミングを補正後のクロック数にしたがって補正することに代えて、内挿計算回路7が推定値を計算する際に図15に示した関係を適用しても良い。即ち、内挿計算回路7は、補正後のクロック数と理想のクロック数との差分を以下の計算式により計算する。
Δn=n´−n=n(N´/N−1)
この場合、内挿計算回路7は、推定値を以下の計算式により計算する。
推定値=X+{(ΔT+Δn)×(XN+1−X)/T}
Note that the relationship shown in FIG. 15 may be applied when the interpolation calculation circuit 7 calculates the estimated value instead of the timing control circuit 23 correcting the data acquisition timing according to the corrected number of clocks. . In other words, the interpolation calculation circuit 7 calculates the difference between the corrected clock number and the ideal clock number by the following calculation formula.
Δn = n′−n = n (N ′ / N−1)
In this case, the interpolation calculation circuit 7 calculates the estimated value by the following calculation formula.
Estimated value = X N + {(ΔT + Δn) × (X N + 1 −X N ) / T}

以上に説明したように第7の実施形態によれば、第3の実施形態と同様に、センサ波形から推定データを取得するデータ取得タイミングと、その推定データを送信データとして送信するデータ送信タイミングとを追従させることができる。その結果、物理量の経時変化を示すセンサ波形を正確に再現可能な送信データをホスト25に送信することができ、ホスト25での誤判定の発生を未然に防止することができる。又、外部基準クロック間における内部クロックのクロック数を計測するクロック計測回路62を有することで、CR発振回路24から出力される内部クロックの誤差を反映してデータ取得タイミングの出力を制御することができる。   As described above, according to the seventh embodiment, as in the third embodiment, data acquisition timing for acquiring estimated data from a sensor waveform, and data transmission timing for transmitting the estimated data as transmission data, Can be made to follow. As a result, transmission data capable of accurately reproducing the sensor waveform indicating the change in physical quantity with time can be transmitted to the host 25, and an erroneous determination in the host 25 can be prevented. In addition, by including the clock measurement circuit 62 that measures the number of internal clocks between the external reference clocks, the output of the data acquisition timing can be controlled by reflecting the error of the internal clock output from the CR oscillation circuit 24. it can.

(第8の実施形態)
次に、本発明の第8の実施形態について図17を参照して説明する。第8の実施形態における第7の実施形態からの変更部分は、第2の実施形態における第1の実施形態からの変更部分と同じである。即ち、第8の実施形態は、推定データの推定値を外挿値により計算する構成である。物理量センサ71は、第1の実施形態で説明した内挿計算回路7の代わりに外挿計算回路12を有する。外挿計算回路12は、推定値を以下の計算式により計算しても良い。
推定値=X+{(ΔT+Δn)×(X−XN−1)/T}
第8の実施形態でも、第7の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
(Eighth embodiment)
Next, an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The changed portion from the seventh embodiment in the eighth embodiment is the same as the changed portion from the first embodiment in the second embodiment. That is, the eighth embodiment is configured to calculate the estimated value of the estimated data using the extrapolated value. The physical quantity sensor 71 includes an extrapolation calculation circuit 12 instead of the interpolation calculation circuit 7 described in the first embodiment. The extrapolation calculation circuit 12 may calculate the estimated value by the following calculation formula.
Estimated value = X N + {(ΔT + Δn) × (X N −X N−1 ) / T}
In the eighth embodiment, the same function and effect as in the seventh embodiment can be obtained.

(その他の実施形態)
本発明は、上記した実施形態にのみ限定されるものではなく、以下のように変形又は拡張することができる。又、複数の変形例を組み合わせても良い。
自動車用の加速度センサに適用することに限らず、自動車以外の用途として例えば二輪車の加速度センサに適用しても良い。又、加速度センサに適用することに限らず、例えば温度を検出する温度センサ、湿度を検出する湿度センサ等の各種のセンサに適用しても良い。
2点のデジタルデータを用いて推定値(内挿値及び外挿値)を計算する構成を説明したが、計算式が複雑化する問題を解消した上であれば、3点以上のデジタルデータを用いて推定値を計算する構成でも良い。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified or expanded as follows. A plurality of modified examples may be combined.
For example, the present invention may be applied to an acceleration sensor of a two-wheeled vehicle as an application other than that of an automobile. Further, the present invention is not limited to the acceleration sensor, and may be applied to various sensors such as a temperature sensor that detects temperature and a humidity sensor that detects humidity.
The configuration for calculating the estimated value (interpolated value and extrapolated value) using two points of digital data has been described. However, if the problem that the calculation formula becomes complicated is solved, three or more points of digital data are obtained. A configuration may be used in which the estimated value is calculated.

図面中、1、11、21、31、41、51、61、71は物理量センサ、2はセンサ素子、3、24はCR発振回路(発振手段)、5はデジタルフィルタ(デジタルデータ出力手段)、6、23はタイミング制御回路(タイミング制御手段)、7は内挿計算回路(推定データ取得手段、内挿計算手段)、8は送信回路(送信手段)、9、25はホスト(送信先装置)、12は外挿計算回路(推定データ取得手段、外挿計算手段)、22は受信回路(受信手段)、42はクロック補正回路(クロック補正手段)、62はクロック計測回路(クロック計測手段)である。   In the drawings, 1, 11, 21, 31, 41, 51, 61, 71 are physical quantity sensors, 2 is a sensor element, 3, 24 is a CR oscillation circuit (oscillation means), 5 is a digital filter (digital data output means), 6, 23 are timing control circuits (timing control means), 7 is an interpolation calculation circuit (estimated data acquisition means, interpolation calculation means), 8 is a transmission circuit (transmission means), and 9 and 25 are hosts (destination devices). , 12 is an extrapolation calculation circuit (estimated data acquisition means, extrapolation calculation means), 22 is a reception circuit (reception means), 42 is a clock correction circuit (clock correction means), and 62 is a clock measurement circuit (clock measurement means). is there.

Claims (9)

物理量の経時変化を示すセンサ波形を出力するセンサ素子(2)と、
前記センサ波形に対応するデジタルデータを保持して出力するデジタルデータ出力手段(5)と、
内部クロックを出力する発振手段(3)と、
データ取得タイミング及びデータ送信タイミングを出力するタイミング制御手段(6)と、
前記デジタルデータ出力手段から連続して出力される複数のデジタルデータに基づいて前記データ取得タイミングに対応する推定データを取得する推定データ取得手段(7、12)と、
前記推定データ取得手段により取得された推定データを前記データ送信タイミングにしたがって送信データとして送信先装置(9)に送信する送信手段(8)と、を備え、
前記タイミング制御手段は、前記データ取得タイミングの出力から前記データ送信タイミングの出力までの期間を一定とするように前記データ取得タイミング及びデータ送信タイミングの出力を前記内部クロックに基づいて制御することを特徴とする物理量センサ(1、11)。
A sensor element (2) for outputting a sensor waveform indicating a change in physical quantity with time;
Digital data output means (5) for holding and outputting digital data corresponding to the sensor waveform;
Oscillation means (3) for outputting an internal clock;
Timing control means (6) for outputting data acquisition timing and data transmission timing;
Estimated data acquisition means (7, 12) for acquiring estimated data corresponding to the data acquisition timing based on a plurality of digital data continuously output from the digital data output means;
Transmission means (8) for transmitting the estimated data acquired by the estimated data acquisition means as transmission data to the transmission destination device (9) according to the data transmission timing,
The timing control means controls the output of the data acquisition timing and the data transmission timing based on the internal clock so that a period from the output of the data acquisition timing to the output of the data transmission timing is constant. Physical quantity sensors (1, 11).
物理量の経時変化を示すセンサ波形を出力するセンサ素子(2)と、
前記センサ波形に対応するデジタルデータを保持して出力するデジタルデータ出力手段(5)と、
送信先装置(25)から外部基準クロックを受信する受信手段(22)と、
内部クロックを出力する発振手段(24)と、
データ取得タイミング及びデータ送信タイミングを出力するタイミング制御手段(23)と、
前記デジタルデータ出力手段から連続して出力される複数のデジタルデータに基づいて前記データ取得タイミングに対応する推定データを取得する推定データ取得手段(7、12)と、
前記推定データ取得手段により取得された推定データを前記データ送信タイミングにしたがって送信データとして前記送信先装置に送信する送信手段(8)と、を備え、
前記タイミング制御手段は、前記データ取得タイミングの出力から前記データ送信タイミングの出力までの期間を一定とするように前記データ取得タイミング及びデータ送信タイミングの出力を前記外部基準クロック及び前記内部クロックに基づいて制御することを特徴とする物理量センサ(21、31、41、51、61、71)。
A sensor element (2) for outputting a sensor waveform indicating a change in physical quantity with time;
Digital data output means (5) for holding and outputting digital data corresponding to the sensor waveform;
Receiving means (22) for receiving an external reference clock from the transmission destination device (25);
Oscillating means (24) for outputting an internal clock;
Timing control means (23) for outputting data acquisition timing and data transmission timing;
Estimated data acquisition means (7, 12) for acquiring estimated data corresponding to the data acquisition timing based on a plurality of digital data continuously output from the digital data output means;
Transmission means (8) for transmitting the estimated data acquired by the estimated data acquisition means as transmission data to the transmission destination device according to the data transmission timing,
The timing control means outputs the data acquisition timing and the data transmission timing based on the external reference clock and the internal clock so that a period from the output of the data acquisition timing to the output of the data transmission timing is constant. A physical quantity sensor (21, 31, 41, 51, 61, 71) characterized by controlling.
請求項2に記載した物理量センサにおいて、
前記タイミング制御手段は、前記受信手段から前記外部基準クロックを入力した時点で前記データ取得タイミングを出力し、前記データ取得タイミングを出力した時点から第1の一定周期の経過後に前記データ送信タイミングを出力することを特徴とする物理量センサ(21、31)。
The physical quantity sensor according to claim 2,
The timing control means outputs the data acquisition timing when the external reference clock is input from the receiving means, and outputs the data transmission timing after a lapse of a first fixed period from the time when the data acquisition timing is output. A physical quantity sensor (21, 31) characterized by:
請求項2に記載した物理量センサにおいて、
前記タイミング制御手段は、前記受信手段から前記外部基準クロックを入力した時点から第2の一定周期の経過後に前記データ取得タイミングを出力し、前記受信手段から前記外部基準クロックを入力した時点から前記第2の一定周期よりも長い第3の一定周期の経過後に前記データ送信タイミングを出力することを特徴とする物理量センサ(21、31)。
The physical quantity sensor according to claim 2,
The timing control means outputs the data acquisition timing after the elapse of a second fixed period from the time when the external reference clock is input from the reception means, and the time from the time when the external reference clock is input from the reception means. 2. The physical quantity sensor (21, 31) characterized in that the data transmission timing is output after a lapse of a third fixed period longer than a fixed period of 2.
請求項2に記載した物理量センサにおいて、
前記内部クロックを前記外部基準クロックにしたがって補正するクロック補正手段(42)を備えたことを特徴とする物理量センサ(41、51)。
The physical quantity sensor according to claim 2,
A physical quantity sensor (41, 51) comprising clock correction means (42) for correcting the internal clock according to the external reference clock.
請求項2に記載した物理量センサにおいて、
前記内部クロックと前記外部基準クロックとにしたがって外部基準クロック間における内部クロックのクロック数を計測するクロック計測手段(62)を備え、
前記タイミング制御手段は、前記外部基準クロック間における内部クロックのクロック数に基づいて内部クロックの誤差を計算し、その計算した誤差を反映した期間を第4の一定周期とし、前記受信手段から前記外部基準クロックを入力した時点から前記第4の一定周期の経過後に前記データ取得タイミングを出力することを特徴とする物理量センサ(61、71)。
The physical quantity sensor according to claim 2,
Clock measuring means (62) for measuring the number of internal clocks between external reference clocks according to the internal clock and the external reference clock;
The timing control means calculates an error of the internal clock based on the number of internal clocks between the external reference clocks, sets a period reflecting the calculated error as a fourth constant period, and receives the external clock from the reception means. The physical quantity sensor (61, 71), wherein the data acquisition timing is output after the fourth fixed period has elapsed from the time when the reference clock is input.
請求項2に記載した物理量センサにおいて、
前記内部クロックと前記外部基準クロックとにしたがって外部基準クロック間における内部クロックのクロック数を計測するクロック計測手段(62)を備え、
前記タイミング制御手段は、前記外部基準クロック間における内部クロックのクロック数に基づいて内部クロックの誤差を計算し、
前記推定データ取得手段は、前記データ取得タイミングに対応する推定データを前記誤差を反映して取得することを特徴とする物理量センサ(61、71)。
The physical quantity sensor according to claim 2,
Clock measuring means (62) for measuring the number of internal clocks between external reference clocks according to the internal clock and the external reference clock;
The timing control means calculates an internal clock error based on the number of internal clocks between the external reference clocks,
The physical quantity sensor (61, 71) characterized in that the estimated data acquisition means acquires estimated data corresponding to the data acquisition timing by reflecting the error.
請求項1から7の何れか一項に記載した物理量センサにおいて、
推定データ取得手段は、前記タイミング制御手段から前記データ取得タイミングを入力した時点の次の周期で前記デジタルデータ出力手段から連続して出力される複数のデジタルデータを用いることで、前記推定データを内挿値により計算する内挿計算手段(7)を有することを特徴とする物理量センサ(1、21、41、61)。
In the physical quantity sensor according to any one of claims 1 to 7,
The estimated data acquisition means uses the plurality of digital data continuously output from the digital data output means in the next cycle after the data acquisition timing is input from the timing control means, thereby storing the estimated data. A physical quantity sensor (1, 21, 41, 61) characterized by having an interpolation calculation means (7) for calculating by an insertion value.
請求項1から7の何れか一項に記載した物理量センサにおいて、
推定データ取得手段は、前記タイミング制御手段から前記データ取得タイミングを入力した時点の周期で前記デジタルデータ出力手段から連続して出力される複数のデジタルデータを用いることで、前記推定データを外挿値により計算する外挿計算手段(12)を有することを特徴とする物理量センサ(11、31、51、71)。
In the physical quantity sensor according to any one of claims 1 to 7,
The estimated data acquisition means uses the plurality of digital data continuously output from the digital data output means at a period when the data acquisition timing is input from the timing control means, thereby extrapolating the estimated data. A physical quantity sensor (11, 31, 51, 71) characterized by having extrapolation calculation means (12) for calculating by
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