JP6187392B2 - 電子制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、複数のマイクロコンピュータを実装した電子制御装置に関する。
従来より、1つの処理を複数のマイクロコンピュータ(以下、マイコンと称する)で分担して処理することにより高速処理を実現する技術が考えられている。この技術を実現するためには、複数のマイコン間で高速のデータ通信を行う必要がある。そして、マイコン間で高速のデータ通信を行うためには、各マイコンを可能な限り近くに配置してデータの伝送距離を短くし、且つ、各マイコンのデータ通信端子間を接続する配線の長さを極力等しくして各配線におけるデータ送受信の位相誤差の発生を抑える必要がある。例えば特許文献1には、等長配線に係る技術が開示されている。即ち、特許文献1には、半導体集積回路の集積度の向上を図るために、プロセッサからメモリへの等長配線を実現する技術が開示されている。
特開2005−340724号公報
しかし、各マイコンを可能な限り近くに配置すると、その分、マイコン間のスペースが少なくなるため、マイコンからの配線の引き出しが困難となる。特に、各マイコンのデータ通信端子間を等長配線により接続する場合には、各データ通信端子の配置位置が制限され、これに伴い、データ通信端子以外の端子の配置位置も制限される。そのため、データ通信端子間を等長配線により接続することはできたとしても、データ通信端子以外の端子は、その配置位置によっては、配線を引き出すための十分なスペースを確保することができない。そのため、配線を引き出すことができず使用できない端子が発生するおそれがある。
このように、各マイコンを可能な限り近くに配置し、且つ、各マイコンのデータ通信端子間を等長配線により接続する場合には、各マイコンのデータ通信端子の配置位置と各マイコンの実装位置の双方に工夫を施す必要がある。
そこで、本発明は、各マイコンを可能な限り近くに配置し、且つ、各マイコンのデータ通信端子間を等長配線により接続する構成であっても、配線の制限および使用できない端子の発生を抑えることができる電子制御装置を提供する。
本発明に係る電子制御装置は、パラレル通信機能を備えた複数のマイコンを基板に実装した電子制御装置である。この電子制御装置において、マイコンは、複数のデータ通信端子を含む通信端子部を当該マイコンの角部に備えている。通信端子部は、データ通信端子のうち複数の送信端子を含む送信端子群エリアと、データ通信端子のうち複数の受信端子を含む受信端子群エリアと、を有し、且つ、送信端子群エリアと受信端子群エリアとを相互に隣接して配置している。そして、各マイコンは、一のマイコンの送信端子と当該送信端子に対応する他のマイコンの受信端子との間の距離と、他のマイコンの送信端子と当該送信端子に対応する一のマイコンの受信端子との間の距離とが等しくなるように配置されている。
この構成によれば、各マイコンのデータ通信端子間が等長配線により接続されているので、各配線におけるデータ送受信の位相誤差の発生を抑えることができ、複数のマイコン間で高速のデータ通信を行うことができる。さらに、複数のマイコン間を接続する通信端子部が各マイコンの角部に備えられているので、相互に接続されるマイコン同士が対向する部分が少なくなる。そのため、各マイコンを可能な限り近くに配置したとしても、各マイコンの周囲に配線を引き出すための十分なスペースを確保することができる。これにより、各マイコンを可能な限り近くに配置し、且つ、各マイコンのデータ通信端子間を等長配線により接続する構成であっても、配線の制限および使用できない端子の発生を抑えることができる。
第1実施形態に係る電子制御装置の構成例を概略的に示す図 マイコン間の接続部分を拡大して示す図 従来の電子制御装置の構成を概略的に示す図 第2実施形態に係る電子制御装置の構成例を概略的に示す図 従来の電子制御装置の構成を概略的に示す図
以下、電子制御装置に係る複数の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各実施形態において実質的に同一の要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
(第1実施形態)
図1に例示するように、電子制御装置100は、パラレル通信機能を備えた複数のマイコン、この場合、2つのマイコン101,102を基板103に実装している。以下、説明の便宜上、マイコン101を第1マイコン101と称し、マイコン102を第2マイコン102と称する。この場合、第1マイコン101および第2マイコン102は、基板103の同一面に実装されている。また、電子制御装置100は、第1マイコン101をマスタマイコンとして機能させ、第2マイコン102をスレーブマイコンとして機能させる構成である。なお、電子制御装置100は、第1マイコン101をスレーブマイコンとして機能させ、第2マイコン102をマスタマイコンとして機能させる構成としてもよい。
第1マイコン101および第2マイコン102は、何れも、複数のデータ通信端子を含む通信端子部104を有している。この場合、通信端子部104は、矩形状の第1マイコン101および第2マイコン102の4つの角部にそれぞれ備えられている。第1マイコン101および第2マイコン102は、少なくとも通信端子部104の構成、つまり、通信端子部104に含まれる複数の通信端子の配置態様が同じ構成となっている。
図2に例示するように、通信端子部104は、送信端子群エリア105と送信端子群エリア106とを有する。送信端子群エリア105と送信端子群エリア106は、第1マイコン101の一の辺101sおよび第2マイコン102の一の辺102sに沿って相互に隣接して配置されている。なお、一の辺101s,102sが、基板103に実装された第1マイコン101と第2マイコン102とが対向する辺となる。以下、一の辺101s,102sを、通信端子辺101s,102sと称する。
送信端子群エリア105には、制御用の端子として、クロック信号送信端子105a、コントロール信号送信端子105b、リセット信号送信端子105cが備えられている。クロック信号送信端子105a、コントロール信号送信端子105b、リセット信号送信端子105cは、通信端子辺101s,102sに直交する方向に沿って配列されている。
また、送信端子群エリア105には、データ送信用の端子として、複数のデータ送信端子105dが備えられている。データ送信端子105dは、データ通信端子の一例である。この場合、データ送信端子105dは、通信端子辺101s,102sに沿って2列に配列され、且つ、通信端子辺101s,102sに直交する方向に沿って4列で配列されている。即ち、1つの送信端子群エリア105には、8つのデータ送信端子105d[0]〜[7]が含まれている。
また、受信端子群エリア106には、制御用の端子として、クロック信号受信端子106a、コントロール信号受信端子106b、リセット信号受信端子106cが備えられている。クロック信号受信端子106a、コントロール信号受信端子106b、リセット信号受信端子106cは、通信端子辺101s,102sに直交する方向に沿って配列されている。
また、受信端子群エリア106には、データ受信用の端子として、複数のデータ受信端子106dが備えられている。データ受信端子106dは、データ通信端子の一例である。この場合、データ受信端子106dは、通信端子辺101s,102sに沿って2列に配列され、且つ、通信端子辺101s,102sに直交する方向に沿って4列で配列されている。即ち、1つの受信端子群エリア106には、8つのデータ受信端子106d[0]〜[7]が含まれている。
そして、データ送信端子105d[0]〜[7]とデータ受信端子106d[0]〜[7]は、基準点P1を基準として点対象となる位置に配置されている。即ち、例えば、データ送信端子105d[0]とデータ受信端子106d[0]は基準点P1を基準として対角となる位置に配置されており、データ送信端子105d[7]とデータ受信端子106d[7]は基準点P1を基準として対角となる位置に配置されている。なお、基準点P1は、相互に隣接する送信端子群エリア105と受信端子群エリア106とからなる通信端子部104の中央部に設定されている。
このように構成された第1マイコン101および第2マイコン102は、第1マイコン101の送信端子群エリア105が第2マイコン102の受信端子群エリア106に対向し、且つ、第1マイコン101の受信端子群エリア106が第2マイコン102の送信端子群エリア105に対向するように、第1マイコン101に対して第2マイコン102が基板103の表面に沿って180°反転した状態で実装されている。これにより、第1マイコン101の送信端子群エリア105と第2マイコン102の送信端子群エリア105が基準点P2を基準として点対称となる状態で配置され、第1マイコン101の受信端子群エリア106と第2マイコン102の受信端子群エリア106が基準点P2を基準として点対称となる状態で配置される。なお、基準点P2は、第1マイコン101の通信端子部104と第2マイコン102の通信端子部104との間の中央部に設定されている。また、第1マイコン101に対する第2マイコン102の反転角度は、完全に180°であってもよいし、概ね180°であってもよい。
第1マイコン101においてデータ送信端子105d[0]〜[7]とデータ受信端子106d[0]〜[7]は基準点P1を基準として点対象となる位置に配置されており、第2マイコン102においてデータ送信端子105d[0]〜[7]とデータ受信端子106d[0]〜[7]は基準点P1を基準として点対象となる位置に配置されている。そして、これら第1マイコン101と第2マイコン102は、基準点P2を基準として点対象となる状態で実装され、それぞれの通信端子部104が対向している。
そのため、第1マイコン101のデータ送信端子105d[0]と第2マイコン102のデータ送信端子105d[0]との間の距離と、第1マイコン101のデータ送信端子105d[1]と第2マイコン102のデータ送信端子105d[1]との間の距離と、第1マイコン101のデータ送信端子105d[2]と第2マイコン102のデータ送信端子105d[2]との間の距離と、・・・、第1マイコン101のデータ送信端子105d[7]と第2マイコン102のデータ送信端子105d[7]との間の距離とが等しくなる。よって、相互に対応するデータ送信端子105d[0]〜[7]とデータ受信端子106d[0]〜[7]とを接続する各配線L1の長さを等しくすることができ、データ送信端子105dとデータ受信端子106dとの間に等長配線を実現することができる。なお、各配線L1の長さは、完全に等しいことが好ましいが、概ね等しければよい。
複数のデータ送信端子105dと複数のデータ受信端子106dとの間でデータ通信を行う場合には、複数の配線を介して複数のデータを送受信することから、各配線におけるデータ送受信において位相誤差が発生するおそれがある。そのため、データ送受信用の端子間の接続は、上述したように等長配線で実現することが好ましい。一方、制御用の端子間の通信は、位相誤差が発生するおそれがなく、従って、必ずしも等長配線で実現しなくてもよい。そのため、電子制御装置100は、制御用の端子間を接続する各配線L2については、等長配線を採用していない。そして、電子制御装置100は、制御用の端子間の通信については、マスタマイコンである第1マイコン101から送信し、スレーブマイコンである第2マイコン102で受信する片方向の通信構成を採用している。なお、電子制御装置100は、制御用の端子間の通信についても等長配線を採用する構成としてもよい。
電子制御装置100によれば、第1マイコン101のデータ通信端子105d,106dと第2マイコン102のデータ通信端子105d,106dとの間が等長配線により接続されているので、各配線L1におけるデータ送受信の位相誤差の発生を抑えることができ、複数のマイコン101,102間で高速のデータ通信を行うことができる。
例えば図3に示す構成では、マイコンM1,M2間を接続する通信端子部Tが、各マイコンM1,M2の角部ではなく、角部間の中間部に備えられている。従って、マイコンM1,M2同士が対向する部分が多くなってしまう。そのため、各マイコンM1,M2を可能な限り近くに配置すると、各マイコンM1,M2の周囲に配線を引き出すための十分なスペースを確保することができない。よって、特に通信端子部T以外の端子からの配線L3が、他のマイコンの存在により困難となる。
電子制御装置100によれば、複数のマイコン101,102間を接続する通信端子部104が各マイコン101,102の角部に備えられているので、相互に接続されるマイコン101,102同士が対向する部分が少なくなる。そのためた、各マイコン101,102を可能な限り近くに配置したとしても、各マイコン101,102の周囲に配線を引き出すための十分なスペースを確保することができる。これにより、各マイコン101,102を可能な限り近くに配置し、且つ、第1マイコン101のデータ通信端子105d,106dと第2マイコン102のデータ通信端子105d,106dとの間を等長配線により接続する構成であっても、通信端子部104以外の端子からの配線L3を、他のマイコンの影響を受けることなく無理なく行うことができる。つまり、電子制御装置100によれば、配線の制限および使用できない端子の発生を抑えることができる。
また、電子制御装置100によれば、第1マイコン101の送信端子群エリア105が第2マイコン102の受信端子群エリア106に対向し、且つ、第1マイコン101の受信端子群エリア106が第2マイコン102の送信端子群エリア105に対向するように、第1マイコン101に対して第2マイコン102が180°反転した状態で基板103に実装されている。第1マイコン101および第2マイコン102を、このような態様で実装することにより、マイコン101,102同士が対向する部分を極力少なくすることができ、配線の制限および使用できない端子の発生を一層抑えることができる。
(第2実施形態)
図4に例示すように、電子制御装置200は、パラレル通信機能を備えた複数のマイコン、この場合、5つのマイコン201,202,203,204,205を基板206に実装している。以下、説明の便宜上、マイコン201〜205を、それぞれ第1マイコン201〜第5マイコン205と称する。この場合、第2マイコン202と第3マイコン203は、基板206の両面のうち第1マイコン201と同じ面に実装されている。また、第4マイコン204と第5マイコン205は、基板206の両面のうち第1マイコン201とは反対側の面に実装されている。また、電子制御装置200は、第1マイコン201をマスタマイコンとして機能させ、第2マイコン202〜第5マイコン205をスレーブマイコンとして機能させる構成である。なお、電子制御装置200は、第2マイコン202〜第5マイコン205のうち何れか1つのマイコンをマスタマイコンとして機能させ、第1マイコン201を含むその他のマイコンをスレーブマイコンとして機能させる構成としてもよい。
第1マイコン201〜第5マイコン205は、何れも、複数のデータ通信端子を含む通信端子部207を有している。この場合、通信端子部207は、矩形状の第1マイコン201〜第5マイコン205の4つの角部にそれぞれ備えられている。第1マイコン201〜第5マイコン205は、少なくとも通信端子部207の構成、つまり、通信端子部207に含まれる複数の通信端子の配置態様が同じ構成となっている。なお、通信端子部207の構成は、第1実施形態に示した通信端子部104の構成と同様である。
そして、第2マイコン202は、第1マイコン201の通信端子部207aに接続されている。また、第3マイコン203は、第1マイコン201の通信端子部207bに接続されている。即ち、第2マイコン202と第3マイコン203は、第1マイコン201の対角となる位置に設けられている通信端子部207a,207bにそれぞれ接続されている。なお、第1マイコン201の通信端子部207aと第2マイコン202の通信端子部207との接続態様、および、第1マイコン201の通信端子部207bと第3マイコン203の通信端子部207との接続態様は、第1実施形態に示したものと同様である。即ち、第2マイコン202および第3マイコン203は、それぞれ第1マイコン201に対して所定の基準点を基準として180°反転しており、各マイコン201,202,203の送信端子群エリア208と受信端子群エリア209とが相互に対向した配置となっている。そして、一のマイコンのデータ送信端子と当該データ送信端子に対応する他のマイコンのデータ受信端子との間の距離と、他のマイコンのデータ送信端子と当該データ送信端子に対応する一のマイコンのデータ受信端子との間の距離とが等しくなっている。
また、第4マイコン204は、第1マイコン201の通信端子部207cに接続されている。また、第5マイコン205は、第1マイコン201の通信端子部207dに接続されている。即ち、第4マイコン204と第5マイコン205は、第1マイコン201が備える複数の通信端子部207a〜207dのうち第2マイコン202と第3マイコン203が接続されていない通信端子部207c,207dにそれぞれ接続されている。
そして、第1マイコン201の通信端子部207cの送信端子群エリア208は、第4マイコン204の通信端子部207の受信端子群エリア209に対応しており、且つ、第1マイコン201側のデータ送信端子と第4マイコン204側のデータ受信端子との間の距離と、第4マイコン204側のデータ送信端子と第1マイコン201側のデータ受信端子との間の距離とが等しくなっている。
また、第1マイコン201の通信端子部207cの送信端子群エリア208は、第5マイコン205の通信端子部207の受信端子群エリア209に対応しており、且つ、第1マイコン201側のデータ送信端子と第5マイコン205側のデータ受信端子との間の距離と、第5マイコン205側のデータ送信端子と第1マイコン201側のデータ受信端子との間の距離とが等しくなっている。
なお、この場合、第1マイコン201の通信端子部207cと第4マイコン204の通信端子部207とを接続する配線、および、第1マイコン201の通信端子部207dと第5マイコン205の通信端子部207とを接続する配線は、基板206に設けられたスルーホールを介して行われている。この場合、第1マイコン201と第4マイコン204および第5マイコン205とを接続する複数の配線は、等長配線となっている。
例えば図5に示すように、矩形状のマイコンM1に対しては、4つの角部に通信端子部を設けることで、当該マイコンM1と同一の面に最大4つのマイコンM2〜M5を実装することができる。しかし、この構成では、第2マイコンM2と第4マイコンM4との間、および、第3マイコンM3と第5マイコンM5との間に、配線を引き出すための十分なスペースを確保することが困難となる。
電子制御装置200によれば、第1マイコン201と同一の面に実装するマイコンは、当該第1マイコン201の対角に配置する第2マイコン202と第3マイコン203とし、残りの第4マイコン204と第5マイコン205は、第1マイコン201とは反対側の面に実装した。この構成によれば、基板206の両面において、各マイコン201〜205の周囲に、配線を引き出すための十分なスペースを確保することができ、配線の制限および使用できない端子の発生を抑えることができる。
(その他の実施形態)
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
図面中、100は電子制御装置、101は第1マイコン、102は第2マイコン、103は基板、104は通信端子部、105は送信端子群エリア、105dはデータ送信端子(データ通信端子、送信端子)、106は送信端子群エリア、106dはデータ受信端子(データ通信端子、受信端子)、200は電子制御装置、201は第1マイコン、202は第2マイコン、203は第3マイコン、204は第4マイコン、205は第5マイコン、206は基板、207は通信端子部、208は送信端子群エリア、209は受信端子群エリア、を示す。

Claims (3)

  1. パラレル通信機能を備えた複数のマイコン(101,102,201,202,203,204,205)を基板(103,206)に実装した電子制御装置(100,200)であって、
    前記マイコンは、複数のデータ通信端子を含む通信端子部(104,207)を当該マイコンの角部に備えており、
    前記通信端子部は、前記データ通信端子のうち複数の送信端子を含む送信端子群エリア(105,208)と、前記データ通信端子のうち複数の受信端子を含む受信端子群エリア(106,209)と、を有し、且つ、前記送信端子群エリアと前記受信端子群エリアとを相互に隣接して配置しており、
    一の前記マイコンの前記送信端子と当該送信端子に対応する他の前記マイコンの前記受信端子との間の距離と、他の前記マイコンの前記送信端子と当該送信端子に対応する一の前記マイコンの前記受信端子との間の距離とが等しくなるように配置されていることを特徴とする電子制御装置。
  2. 前記基板の同一面に実装された複数の前記マイコン(101,102,201,202,203)は、
    一の前記マイコンの前記送信端子群エリアが他の前記マイコンの前記受信端子群エリアに対向し、且つ、一の前記マイコンの前記受信端子群エリアが他の前記マイコンの前記送信端子群エリアに対向するように、一の前記マイコンに対して他の前記マイコンが反転した状態で実装されていることを特徴とする請求項1に記載の電子制御装置。
  3. 前記マイコンとして、第1マイコン(201)、第2マイコン(202)、第3マイコン(203)、第4マイコン(204)、第5マイコン(205)が実装されており、
    前記第2マイコンと前記第3マイコンは、前記基板(206)の前記第1マイコンと同じ面に実装され、且つ、前記第1マイコンの対角となる位置に設けられている前記通信端子部(207a,207b)にそれぞれ接続されており、
    前記第4マイコンと前記第5マイコンは、前記基板(206)の前記第1マイコンとは反対側の面に実装され、且つ、前記第1マイコンが備える複数の前記通信端子部のうち前記第2マイコンと前記第3マイコンが接続されていない前記通信端子部(207c,207d)にそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項1または2に記載の電子制御装置。
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