JP6851513B2 - 電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、複数のマイクロコントローラを有し、マイクロコントローラ同士がデータを送受信しながら制御動作を行う電子機器に関する。

複数のマイクロコントローラ（以下、マイコンと称する）を有する従来の電子機器の一例が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載の発明は、主マイコンと拡張マイコンとを備え、主マイコンは、拡張マイコンが異常状態となりデータを取得できない状態になると、拡張マイコンにリセットをかけて正常状態に復帰させ、データを取得できる状態に戻している。

特開平９−１３３３９４号公報

特許文献１に記載の発明では、データを取得できない通信異常が発生した場合、マイコンをリセットすることにより通信を復帰させているが、通信ポートの断線等が原因で通信異常が発生した場合には通信を復帰させることができないという問題点があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、マイコン間の通信の信頼性を向上させることが可能な電子機器を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる電子機器は、相互に通信を行う第１のマイクロコントローラおよび第２のマイクロコントローラを備える。第１のマイクロコントローラおよび第２のマイクロコントローラのそれぞれは、信号の送信に使用可能であり、かつ入力ポートとして使用可能な複数の第１のポートと、信号の受信に使用する第２のポートと、を備え、第１のマイクロコントローラが備える複数の第１のポートと第２のマイクロコントローラが備える第２のポートとが接続され、第２のマイクロコントローラが備える複数の第１のポートと第１のマイクロコントローラが備える第２のポートとが接続され、複数の第１のポートの中の１つを、信号の送信に使用するポートである送信ポートに設定し、かつ複数の第１のポートの残りのポートを入力ポートに設定する。

本発明にかかる電子機器は、マイコン間の通信の信頼性を向上させることができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態にかかる電子機器の構成例を示す図 本発明の実施の形態にかかる電子機器が備えるマイコンの動作の一例を示すフローチャート 本発明の実施の形態にかかる電子機器が備えるマイコンが通信ポートを切り替える動作の一例を示すフローチャート

以下に、本発明の実施の形態にかかる電子機器を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態．
図１は、本発明にかかる電子機器の構成例を示す図である。電子機器１は第１のマイクロコントローラであるマイコン１０Ａおよび第２のマイクロコントローラであるマイコン１０Ｂを備える。マイコン１０Ａおよび１０Ｂは、電子機器１を構成する各構成要素（図示せず）または電子機器１の外部の装置といった制御対象を制御する。本実施の形態ではマイコン１０Ａおよび１０Ｂの両方が１つの電子機器１に搭載される場合について説明を行うが、マイコン１０Ａおよびマイコン１０Ｂがそれぞれ異なる電子機器に搭載されていてもよい。また、マイコン１０Ａおよび１０Ｂは通信機能を有し、制御動作に必要な情報などを相互に送受信する。

マイコン１０Ａは、第１のポートであるポートＰ１１およびＰ１２と、第２のポートであるポートＰ２１とを備え、これらの各ポートを用いてマイコン１０Ｂと通信を行う。少なくともポートＰ１１およびＰ１２については、送信ポートおよび入力ポートのいずれにも用いることができる。ここで、送信ポートは出力ポートである。ポートＰ２１は入力ポートであり受信ポートとして機能する。マイコン１０Ｂは、第１のポートであるポートＰ３１およびＰ３２と、第２のポートであるポートＰ４１とを備え、これらの各ポートを用いてマイコン１０Ａと通信を行う。マイコン１０Ａと同様に、少なくともポートＰ３１およびＰ３２については、送信ポートおよび入力ポートのいずれにも用いることができる。ポートＰ４１は入力ポートであり受信ポートとして機能する。

マイコン１０ＡのポートＰ１１およびＰ１２は、マイコン１０ＢのポートＰ４１と接続される。マイコン１０ＡのポートＰ２１は、マイコン１０ＢのポートＰ３１およびＰ３２と接続される。

マイコン１０ＡのポートＰ１１およびＰ１２のそれぞれは、マイコン１０Ｂに対して信号を送信する送信ポートとして使用可能である。ただし、マイコン１０Ａは、ポートＰ１１およびＰ１２の両方を同時に送信ポートとして使用するのではなく、いずれか一方を送信ポートとして使用する。ポートＰ１１およびＰ１２を同時に送信ポートに設定すると、信号の送信を行わない側のポートに逆電流が流れてマイコン１０Ａが壊れてしまう可能性がある。例えば、ポートＰ１１が信号を送信する時にポートＰ１２に逆電流が流れてマイコン１０Ａが壊れる可能性がある。そのため、信号の送信を行わない側のポート、すなわち送信ポートとして使用しないポートについては入力ポートに設定する。ポートＰ１１およびＰ１２は、マイコン１０Ａが備える、信号送信に使用可能な複数の第１のポートである。また、マイコン１０ＡのポートＰ２１はマイコン１０Ｂから信号を受信する受信ポートとして使用される。

マイコン１０ＢのポートＰ３１およびＰ３２のそれぞれは、マイコン１０Ａに対して信号を送信する送信ポートとして使用可能である。ただし、マイコン１０Ｂは、ポートＰ３１およびＰ３２の両方を同時に送信ポートとして使用するのではなく、いずれか一方を送信ポートとして使用する。上記のマイコン１０Ａと同様に、信号の送信を行わない側のポート、すなわち送信ポートとして使用しないポートについては入力ポートに設定する。ポートＰ３１およびＰ３２は、マイコン１０Ｂが備える、信号の送信に使用可能な複数の第１のポートである。また、マイコン１０ＢのポートＰ４１はマイコン１０Ａから信号を受信する受信ポートとして使用される。

上記の入力ポートとは、マイコン１０Ａおよび１０Ｂが有するＩ／Ｏ（Input/Output、入出力）機能の入力ポートを指している。受信ポートも広義では入力ポートであるが、受信ポートは受信データのデータ長解析などを行う機能を持つ入力ポートであるため、記載を受信ポートとし、上記の入力ポートとは区別する。すなわち、上記のポートＰ１１、Ｐ１２、Ｐ３１およびＰ３２は、入力ポートと設定されているときに、入力されたデータの解析などは行わず、データを破棄する。

なお、図１に示した構成例ではマイコン１０Ａおよび１０Ｂが送信ポートとして使用可能なポートの数を２としているが、３以上であっても構わない。すなわち、マイコン１０Ａおよび１０Ｂは、送信ポートとして使用可能なポートの数が複数であればよい。また、マイコン１０Ａおよび１０Ｂのそれぞれが送信ポートとして使用可能なポートの数は一致していなくてもよい。例えば、マイコン１０Ａは送信ポートとして使用可能なポートを２つ備え、マイコン１０Ｂは送信ポートとして使用可能なポートを３つ備えていてもよい。

次にマイコン１０Ａがマイコン１０Ｂと通信する場合の全体動作について説明する。なお、マイコン１０Ａの動作について説明を行うが、マイコン１０Ｂの動作も同様である。以下の説明において、マイコン１０Ａをマイコン１０Ｂに置き換え、さらに、ポートＰ１１、Ｐ１２およびＰ２１のそれぞれをポートＰ３１、Ｐ３２およびＰ４１に置き換えたものがマイコン１０Ｂの動作説明となる。

図２は、本発明にかかる電子機器１が備えるマイコン１０Ａの動作の一例を示すフローチャートである。マイコン１０Ａは、マイコン１０Ｂと通信する場合に図２に示したフローチャートに従った動作を行う。

マイコン１０Ａは、マイコン１０Ｂと通信する場合、まず、ポートＰ１１およびＰ１２の一方を入力ポートに設定し（ステップＳ１１）、ポートＰ１１およびＰ１２の他方を送信ポートに設定する（ステップＳ１２）。これらのステップＳ１１およびＳ１２において、マイコン１０Ａは、例えば、ポートＰ１２を入力ポートに設定し、ポートＰ１１を送信ポートに設定する。

次に、マイコン１０Ａは、後述する各カウンタのカウント値ｍおよびｎを初期化する（ステップＳ１３）。具体的には、マイコン１０Ａは、ｍおよびｎを０に設定する。

次に、マイコン１０Ａは、送信ポートに設定したポートおよび受信ポートであるポートＰ２１を使用してマイコン１０Ｂと通信を行い（ステップＳ１４）、通信異常が発生したか否かを確認する（ステップＳ１５）。例えば、マイコン１０Ａは、ポートＰ１１またはＰ１２である送信ポートからマイコン１０Ｂへデータを送信し、何らかの応答信号、例えばデータを正常に受信したことを示す信号をポートＰ２１で受信した場合は通信が正常に行われ、応答信号を受信しない場合は通信異常が発生したと判断する。通信異常の検出方法は一例であり他のどのような方法で異常検出を行ってもよい。マイコン１０Ａは、マイコン１０Ｂに対してデータの送信を要求する信号を送り、データが送信されて来た場合は通信正常、データが送信されてこない場合は通信異常と判断してもよい。マイコン１０Ａは、予め定められた一定時間にわたってマイコン１０Ｂから信号が送られてこない場合、すなわちポートＰ２１で信号を受信しない場合に通信異常と判断してもよい。

通信異常が発生しない場合（ステップＳ１５：Ｎｏ）、マイコン１０Ａは、通信異常の連続発生回数をカウントするカウンタである第１のカウンタのカウント値ｎを初期化し（ステップＳ２１）、ステップＳ１４に戻って動作を継続する。

通信異常が発生した場合（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、マイコン１０Ａは、ｎに１を加算し（ステップＳ１６）、ｎが予め定められた上限値Ｎ以上であるか否かを確認する（ステップＳ１７）。マイコン１０Ａは、ｎがＮ未満の場合（ステップＳ１７：Ｎｏ）、すなわち、通信異常の連続発生回数が上限値Ｎに達していない場合、ステップＳ１４に戻って動作を継続する。

マイコン１０Ａは、ｎがＮ以上の場合（ステップＳ１７：Ｙｅｓ）、マイコン１０Ｂとの通信が不可能な状態と判断し、通信ポートの設定切り替え実施回数をカウントするカウンタである第２のカウンタのカウント値ｍが予め定められた上限値Ｍ未満であるか否かを確認する（ステップＳ１８）。ここで、ｍの上限値Ｍはマイコン１０Ａが有する送信ポートとして使用可能なポートの数により決まる。例えば、図１に示した例ではマイコン１０Ａが有する送信ポートとして使用可能なポートはポートＰ１１およびＰ１２であり、送信ポートとして使用可能なポートの数は２となる。この場合、Ｍ＝１となる。仮に、マイコン１０Ａが有する送信ポートとして使用可能なポートの数が３の場合はＭ＝２となる。すなわち、Ｍは、マイコン１０Ａが有する送信ポートとして使用可能なポートの数から１を減じた数となる。

マイコン１０Ａは、ｍがＭ未満である場合（ステップＳ１８：Ｙｅｓ）、通信ポートの切り替えが可能な状態であると判断してｍに１を加算し（ステップＳ１９）、通信ポートを切り替える処理を行う（ステップＳ２０）。ステップＳ２０においてマイコン１０Ａが通信ポートを切り替える動作については別途説明する。マイコン１０Ａは、ステップＳ２０を実行した後はステップＳ１４に戻って動作を継続する。

マイコン１０Ａは、ｍがＭ以上である場合（ステップＳ１８：Ｎｏ）、通信ポートの切り替えが可能ではない状態と判断し、異常確定として通信ポートの切り替えは行わない（ステップＳ２２）。マイコン１０Ａは、異常確定となった場合、マイコン１０Ｂとの通信を停止し、ブザーの鳴動、表示部への表示等の方法により、通信ができない状態となり通信を停止したことをユーザに知らせる。

例えば、図１に示した構成の場合、マイコン１０Ａが有する送信ポートとして使用可能なポートの数が２である。そのため、マイコン１０Ａは、ｍ＝１となっている、過去に通信ポートの切り替えを１回実施済みの状態で連続Ｎ回通信異常が発生すると、異常確定と判断してマイコン１０Ｂとの通信を停止し、その旨をブザーの鳴動、表示部への表示などによってユーザに報知する。

上記のステップＳ２０においてマイコン１０Ａが通信ポートを切り替える処理について、図３を用いて説明する。図３は、本発明にかかる電子機器１が備えるマイコン１０Ａが通信ポートを切り替える動作の一例を示すフローチャートである。

マイコン１０Ａは、通信ポートを切り替える場合、まず、通信用のポートがポートＰ１１か否か、すなわち、ポートＰ１１が送信ポートに設定されているか否かを確認する（ステップＳ３１）。

マイコン１０Ａは、通信用のポートがポートＰ１１である場合（ステップＳ３１：Ｙｅｓ）、ポートＰ１１を入力ポートに設定し（ステップＳ３２）、ポートＰ１２を送信ポートに設定する（ステップＳ３３）。

マイコン１０Ａは、通信用のポートがポートＰ１１ではない場合（ステップＳ３１：Ｎｏ）、ポートＰ１２を入力ポートに設定し（ステップＳ３４）、ポートＰ１１を送信ポートに設定する（ステップＳ３５）。

図３のフローチャートに示した入力ポートおよび送信ポートの設定順序について、先に入力ポートの設定を行うようにする理由は、一時的に送信ポートが複数になり送信ポート同士の衝突が発生し、すなわち、一方の送信ポートから出力された信号が他方の送信ポートに入力し、逆電流が流れてマイコン１０Ａが壊れることを防ぐためである。

なお、マイコン１０Ａおよび１０Ｂが備える信号送信に使用可能なポートの数が２の場合の例について説明したが、信号送信に使用可能なポートの数が３以上の場合は以下のようになる。マイコン１０Ａは、他のマイコンであるマイコン１０Ｂとの通信が不可能な状態となり通信ポートを切り替える場合、まず、送信ポートに設定していたポートを入力ポートに設定し、次に、入力ポートに設定していた複数のポートのうち、過去に送信ポートに設定されたことが無いポートの中の１つを送信ポートに設定する。

以上のように、本実施の形態にかかる電子機器１において、各マイコンは、他のマイコンへの信号送信に使用する複数のポートと他のマイコンからの信号受信に使用するポートとを備え、信号送信に使用する複数のポートの中の１つを送信ポートに設定し、残りを入力ポートに設定する。また、各マイコンは、他のマイコンと通信ができない状態になると、通信ポートの切り替えが可能か否かを確認し、切り替えが可能な場合、送信ポートに設定していたポートを入力ポートに設定し、入力ポートに設定していたポートの中の１つを送信ポートに設定する通信ポート切り替え動作を実行する。また、各マイコンは、他のマイコンと通信ができない状態になり、かつ通信ポートの切り替えができない状態の場合、他のマイコンとの通信を停止して、通信ができない状態となり通信を停止したことをユーザに報知する。これにより、マイコン間で行う通信の信頼性を向上させることが可能な電子機器を実現できる。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ 電子機器、１０Ａ，１０Ｂ マイクロコントローラ（マイコン）、Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ２１，Ｐ３１，Ｐ３２，Ｐ４１ ポート。

Claims (7)

1. 相互に通信を行う第１のマイクロコントローラおよび第２のマイクロコントローラを備え、
   前記第１のマイクロコントローラおよび前記第２のマイクロコントローラのそれぞれは、
   信号の送信に使用可能であり、かつ入力ポートとして使用可能な複数の第１のポートと、
   信号の受信に使用する第２のポートと、
   を備え、
   前記第１のマイクロコントローラが備える前記複数の第１のポートと前記第２のマイクロコントローラが備える前記第２のポートとが接続され、前記第２のマイクロコントローラが備える前記複数の第１のポートと前記第１のマイクロコントローラが備える前記第２のポートとが接続され、
   前記複数の第１のポートの中の１つを、信号の送信に使用するポートである送信ポートに設定し、かつ前記複数の第１のポートの残りのポートを入力ポートに設定する、
   電子機器。
2. 前記第１のマイクロコントローラおよび前記第２のマイクロコントローラは、
   他のコントローラとの通信が不可能な状態となった場合、通信ポートの切り替えが可能な状態であれば、送信ポートに設定されている前記第１のポートを入力ポートに設定するとともに、入力ポートに設定されている前記第１のポートの中の１つを送信ポートに設定する、
   請求項１に記載の電子機器。
3. 前記第１のマイクロコントローラおよび前記第２のマイクロコントローラは、
   送信ポートに設定されている前記第１のポートを入力ポートに設定した後、入力ポートに設定されている前記第１のポートの中の１つを送信ポートに設定する、
   請求項２に記載の電子機器。
4. 前記第１のマイクロコントローラおよび前記第２のマイクロコントローラは、
   予め定められた回数にわたって連続して通信異常が発生すると、他のコントローラとの通信が不可能な状態と判断する、
   請求項２または３に記載の電子機器。
5. 前記第１のマイクロコントローラおよび前記第２のマイクロコントローラは、
   入力ポートに設定されている前記第１のポートの中に、過去に送信ポートに設定されたことが無いポートが存在する場合、通信ポートの切り替えが可能な状態であると判断する、
   請求項２から４のいずれか一つに記載の電子機器。
6. 前記第１のマイクロコントローラおよび前記第２のマイクロコントローラは、
   入力ポートに設定されている前記第１のポートの中の１つを送信ポートに設定する場合、過去に送信ポートに設定されたことが無いポートを送信ポートに設定する、
   請求項２から５のいずれか一つに記載の電子機器。
7. 前記第１のマイクロコントローラおよび前記第２のマイクロコントローラは、
   通信異常が発生し、かつ通信ポートの切り替えが可能ではない状態の場合、
   通信ができない状態となり通信を停止したことをユーザに報知する、
   請求項２から６のいずれか一つに記載の電子機器。

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