JP6226370B2 - 通信装置 - Google Patents

Description

本発明は通信装置と相手機器との直列通信において、通信クロック信号、および送信信号を送出し、該通信クロック信号、および送信信号を受信した前記相手側機器が前記通信装置に信号を該通信装置の受信信号として送信し、該受信信号の処理を行う通信装置に関する。

通信装置からの直列通信において、並列／直列変換器で用いたクロック信号を送信信号を添えて送出し、相手側機器で受信信号を並列／直列変換器によってパラレルな受信データへ変換する時に通信装置で生成された前記クロック信号を用いる外部同期通信は、簡便な通信方法として装置内部の機器間での通信に用いられることが従来技術として知られている。

たとえば、下記特許文献１にかかるクロック同期式シリアルインターフェイス回路では、送受信フォーマットの異なる同一の装置内に存在する通信装置と相手側機器においてシリアルデータの送受信に外部同期通信を用いている。

また、図３に従来の外部同期による通信装置の構成例を示す。図３において番号１および２は、それぞれ通信装置および相手側機器であり、番号３は通信装置と相手側機器との直列通信で、番号３０、３１、および３２は直列通信において送受信を行う信号でそれぞれ通信クロック信号、送信信号、および受信信号である。また、番号１８ａ、１８ｂ、および１８ｃはそれぞれ通信信号のインターフェイスであり、通信装置１と直列通信３を電気的に絶縁したり、レベル変換を行うものである。そして、通信装置１は通信クロック信号３０および送信信号３１を相手側機器２に送出すると同時に、相手側機器２からの受信信号３２の処理を行う。

さらに、図３において番号１０、１３、１４、１５、および１９はマイクロプロセッサ、発振器、基準クロック、分周器、および分周比指令であり、発振器１３は基準クロック１４を生成し、マイクロブロセッサ１０から出力した分周比指令１９によって分周器１５は基準クロック１４を分周し、通信クロック信号３０を生成する。また、図３において番号１１および１６は並列／直列変換器および送信データであり、マイクロプロセッサ１０で生成されたパラレルな送信デー夕１６を並列／直列変換器１１において通信クロック信号３０に同期した送信信号３１を生成する。

図３において番号１２および１７はそれぞれ直列／並列変換器および受信データであり、受信信号３２は通信クロック信号３０を用いて直列／並列変換器１２でパラレルな受信デー夕１７を抽出し、受信データ１７をマイクロプロセッサ１０でリードして処理を行う。

特開２００７―２０６８７８号公報

しかしながら、従来の外部同期による通信は装置内部での通信方法が主な使い方であるため、装置間通信などで通信距離が長距離におよぶと、前記通信装置１において生成した前記通信クロック信号３０に対して該通信装置１が受信する前記受信信号３２が遅延し、前記直列／並列変換器１２において前記受信信号３２を正確に前記受信データ１７へ変換することができないという課題かある。

上記の課題を解決する為に、本発明は前記通信クロック信号を用いて、
数値である送信データからシリアルな送信信号を生成する並列／直列変換器と、
シリアルな受信信号から数値である受信データを生成する直列／並列変換器と、
クロック遅延器を有し、
相手側機器と前記通信クロック信号、前記送信信号、および前記受信信号にて直列通信を行う通信装置であって、
該通信装置は遅延量検出器を有し、
該遅延量検出器は前記送信信号に対して前記相手側機器からの前記受信信号が予め定めた時間内に返信があった場合に、該受信信号の相対的な遅延量を基準クロックの計数により検出し、
該遅延量に平均処理を行って平均化遅延量を求め、
前記クロック遅延器は前記通信クロック信号に該平均化遅延量による遅延補償を行って遅延補償通信クロック信号を生成し、
該遅延補償通信クロック信号により前記受信信号の受信処理を行って前記受信データを抽出することを特徴とする通信装置。

本発明によれば、通信距離が長距離になり前記受信信号３２に遅延が発生した場合においても、簡便な構造の外部同期通信によって通信が可能となる。

本発明のシステム構成を示す説明図。 本発明の通信における通信クロック信号、送信信号、及び受信信号波形を示す説明図。 従来方式のシステム構成を示す説明図。

シンプルな通信方式である外部同期通信を用いて通信長の長い装置間の通信を行うという目的を、クロックを遅延させるシンプルな方法により実現した。

本発明の実施例について、図１および図２により詳細に説明する。該図１において前記図３と同じ符号を付するものは機能が同じであり、その説明は割愛する。

図１において番号２０、２１、２２、２３、および２４はそれぞれ遅延量、遅延補償指令、クロック遅延器、遅延補償通信クロック信号、および遅延量検出器である。遅延量検出器２４は送信信号３１および受信信号３２を比較してその相対的な遅延時間を基準クロック１４によって計数して遅延量２０を検出する。そして、マイクロプロセッサ１０は遅延量２０をリードし、これを遅延補償指令２１としてクロック遅延器２２にライトする。そしてクロック遅延器２２は通信クロック信号３０を遅延補償指令２１による時間分遅延させ、遅延補償通信クロック信号２３を生成し出力する。

さらに図２により図１の詳細を説明する。図２において（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）は、それぞれ基準クロック１４の波形、通信クロック信号３０の波形、および送信信号３１の内容である。図２−（ａ）の基準クロック１４は分周器１５にて分周し、図２−（ｂ）となる。また、図２−（ｃ）で示すとおり、送信信号３１は先頭を示すヘッダ、送信デーク、および誤りチェックで構成している。

また、図２−（ｄ）および（ｅ）は受信信号３２の内容および遅延補償通信クロック信号２３の波形である。図２−（ｄ）は受信信号３２の内容で先頭を示すヘッダ、受信データ、および誤りチェックで構成している。また、図２−（ｃ）は後述する遅延補償指令２１で通信クロック信号３０をずらした波形である。

また、図２−（ｆ）および（ｇ）は送受信の単位が８ビットの場合の図２−（ｂ）、および図２−（ｃ）のヘッダ部の拡大図である。図２−（ｆ）は周期的に変化する方形波である。また、図２−（ｇ）は図２−（ｆ）の１周期ごとに１ビットのデータを有するシリアルな信号である。

図２−（ｃ）におけるヘッダと図２−（ｄ）におけるヘッダの内容は同一とする。また、図２−（ｃ）および図２−（ｄ）のヘッダの内容は常にＨｉでない、または常にＬｏｗでない信号である。

通信装置１が受信した受信信号３２および通信装置１が送信した送信信号３１を遅延量検出器２４において、同一の信号である受信信号３２のヘッダと送信信号３１のヘッダの比較を行い、遅延量２０を検出する。

図２−（ｃ）のヘッダのトップの信号の切替わりタイミングで基準クロック１４の計数を開始し、図２−（ｄ）のヘッダのトップの信号切替わりタイミングで基準クロック１４の計数を停止する。この計数終了時の数値を遅延量２０とする。

遅延量２０を使用者が目視の上、遅延量２０をクロック遅延器２２に遅延補償指令２１として設定する。基準クロック１４に同期して信号を遅延させるクロック遅延器２２において、遅延量２０と同一期間遅延させたクロック信号の遅延補償通信クロック信号２３を生成する。

通信装置１が受信した受信信号３２の直列信号は、直列／並列変換器１２において遅延補償通信クロック信号２３を用いて並列データの受信データ１７を抽出する。受信デー夕１７はマイクロプロセッサ１０でリードして処理を行う。

また、通信装置１において送信信号３１を送信してから受信信号３２が予め定めた時開内に返信があった場合、マイクロプロセッサ１０において遅延量２０の平均値処理を行って平均化遅延量を求め、平均化遅延量を遅延補償指令２１としてクロック遅延器２２に送出する。

外部同期通信はシンプルで高速な通信であるため、装置内部での通信に広く用いられているが、これを通信長が長くなる装置問での通信に用いることができ、通信装置の単純化や大量なデータの送受信が可能となる。

１ 通信装置
２ 相手側機器
１１ 並列／直列変換器
１２ 直列／並列変換器
１４ 基準クロック
１６ 送信データ
１７ 受信データ
２０ 遅延量
２２ クロック遅延器
２３ 遅延補償通信クロック信号
２４ 遅延量検出器
３０ 通信クロック信号
３１ 送信信号
３２ 受信信号

Claims (1)

1. 通信クロック信号を用いて、
   数値である送信データからシリアルな送信信号を生成する並列／直列変換器と、
   シリアルな受信信号から数値である受信データを生成する直列／並列変換器と、
   クロック遅延器を有し、
   相手側機器と前記通信クロック信号、前記送信信号、および前記受信信号にて直列通信を行う通信装置であって、
   該通信装置は遅延量検出器を有し、
   該遅延量検出器は前記送信信号に対して前記相手側機器からの前記受信信号が予め定めた時間内に返信があった場合に、該受信信号の相対的な遅延量を基準クロックの計数により検出し、
   該遅延量に平均処理を行って平均化遅延量を求め、
   前記クロック遅延器は前記通信クロック信号に該平均化遅延量による遅延補償を行って遅延補償通信クロック信号を生成し、
   該遅延補償通信クロック信号により前記受信信号の受信処理を行って前記受信データを抽出することを特徴とする通信装置。
   

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