JP7404175B2 - 通信装置、ケーブル装置及びディスプレイ装置 - Google Patents

Description

本実施形態は、通信装置、ケーブル装置及びディスプレイ装置に関する。

HDMI(High Definition Media Interface)などによる有線のデータ伝送において、昨今、ケーブルに接続された送信機または受信機に、ケーブル情報を取得させる機能を持たせることが行われるようになってきた。これは一般に以下のように実現されている。ケーブル内部に不揮発性メモリと通信用マイコンを持たせてケーブル装置とし、不揮発性メモリにケーブルがどのような機能・性能を持つかのケーブル情報を不揮発性メモリに記憶しておく。ケーブル装置が送信機あるいは受信機に接続したときに、送信機あるいは受信機がケーブル装置のマイコンからケーブル情報を読み込む。この動作は一般に、送信機あるいは受信機からデータ読み出しコマンドを発行し、このコマンドを受信したケーブル装置のマイコンが不揮発性メモリに記憶されたケーブル情報を読み出して応答することで実現される。送信機あるいは受信機は、ケーブル情報に基づいて、通信速度及び電力供給などの機能を選択して、ケーブルを介した通信を行う。

しかしながら、２本以上のケーブル装置が直列に接続されている場合、読み出しコマンドに対して、複数のケーブル装置のマイコンが同時に応答信号を送信し、応答信号が衝突する場合がある。例えば、読み出しコマンドで指定したアドレスが、両ケーブルのマイコンで同じであった場合に、この問題が生じ得る。この場合、送信機あるいは受信機は、ケーブル情報を正しく取得できなくなる。

またデータ読み出しコマンドはケーブル装置のマイコンのみならず、送信機あるいは受信機でも受信される。このためデータ読み出しコマンドで指定したアドレスが、ケーブル装置のマイコンと、受信機あるいは送信機とで同じであった場合、両方から同時に応答信号が送信される。この場合、応答信号が衝突し、送信機あるいは受信機は、ケーブル情報を正しく取得できなくなる。

２０１６－１１９５６３号公報 ２０１９－４６０６６号公報

本実施形態は、直列に接続された複数の通信装置に記憶された情報を正しく伝送することを可能にする通信装置、ケーブル装置及びディスプレイ装置を提供する。

本実施形態の通信装置は、マスタ装置と共通に接続された第１信号線から電圧を検出する電圧検出部と、前記マスタ装置と共通に接続された第２信号線から読み出しコマンドを検出した場合に、前記電圧の値に応じた時間長の第１信号を前記マスタ装置と共通に接続された第３信号線に出力し、前記第１信号の出力が終了した後、前記第３信号線から前記マスタ装置と異なる他の通信装置からの第１信号が検出されない場合に、前記第２信号線に前記読み出しコマンドに応じた情報を含む第２信号を出力するコントローラと、を備える。

本実施形態に係る通信システムの全体構成のブロック図。 図１の通信システムにおけるスレーブ装置の動作の一例のフローチャート。 図１の通信システムにおけるマスタ装置であるホスト装置の動作の一例のフローチャート。 本実施形態に係る通信システムの動作シーケンスの例を示す図。 図４に続く動作シーケンスの例を示す図。 図５に続く動作シーケンスの例を示す図。 本実施形態に係る通信システムの動作シーケンスの他の例を示す図。 図７に続く動作シーケンスの例を示す図。 図８に続く動作シーケンスの例を示す図。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る通信システムの全体構成のブロック図である。図１の通信システムは、２つのケーブル装置１０及びケーブル装置２０と、ホスト装置３０と、ディスプレイ装置４０とを備える。ホスト装置３０はマスタ装置であり、ケーブル装置１０、ケーブル装置２０、ディスプレイ装置４０はスレーブ装置である。ケーブル装置は２台存在するが、ケーブル装置の台数は１でも、３以上でもよい。ケーブル装置１０及びケーブル装置２０は、直列に接続されており、ホスト装置３０は、直列に接続されたケーブル装置１０及びケーブル装置２０を介して、ディスプレイ装置４０と接続されている。

本実施形態では、ホスト装置３０、ケーブル装置１０、ケーブル装置２０、ディスプレイ装置４０は、VESA Display Data Channel(DDC)に従って通信を行う。DDCは、HDMI又はDisplayPortなどのインターフェイス規格においてデバイス情報をやり取りするために用いられる通信方式である。

DDC仕様では通信路としてI2C（Inter-Integrated Circuit）バス仕様に則った方式を利用するものとされている。I2Cバスは、クロック用の信号線であるSCL信号線と、データ用の信号線であるSDA信号線とを含む。I2Cバスではマスタ／スレーブ型のプロトコルに基づいた動作が行われ、DDC仕様ではホスト装置３０はマスタ装置、ディスプレイ装置４０およびケーブル装置１０、２０がスレーブ装置として動作する。SCL信号線は、各スレーブ装置がマスタ装置と共通に接続される第２信号線（又は第１信号線）の一例に相当する。SDA信号線は、各スレーブ装置がマスタ装置と共通に接続される第３信号線（又は第１信号線）の一例に相当する。

ホスト装置３０、ケーブル装置１０、ケーブル装置２０及びディスプレイ装置４０は、SCL信号線、SDA信号線および電源線に共通に接続されている。電源線は、ホスト装置３０から直流電力をケーブル装置１０、ケーブル装置２０、ディスプレイ装置４０に供給するための信号線である。電源線は、各スレーブ装置（１０、２０、４０）がマスタ装置と共通に接続された第１信号線の一例である。

ケーブル装置１０はホスト装置３０と接続する接続インターフェイス（コネクタ）、及びケーブル装置２０と接続する接続インターフェイスを備えている。またケーブル装置２０は、ケーブル装置１０と接続する接続インターフェイス、及びディスプレイ装置４０と接続する接続インターフェイスを備えている。本実施形態では、ホスト装置３０は、２つのケーブル装置を介して、ディスプレイ装置４０と接続されているが、１つのケーブル装置のみを介してディスプレイ装置４０と接続されてもよい。

［ホスト装置３０］
図１において、ホスト装置３０は、ケーブル装置１０及びケーブル装置２０を介して、ディスプレイ装置４０に映像データ、音声データ又はこれらの両方のデータを提供するソース機器である。ホスト装置３０は、マスタコントローラ３１と、電源３２と、記憶部３３とを備えている。マスタコントローラ３１は、I2Cバスのマスタとしてのプロトコルを実行するマイコンである。

電源３２は、電源線に電力（電圧・電流）を供給する。電源線に供給される電力は、ケーブル装置１０、ケーブル装置２０及びディスプレイ装置４０の動作電力として用いられる。なお、電源線についてDDC仕様には定められていない。HDMIにおいては、電源線の電圧は、例えば5[V]であることが定められており、本実施形態においても電源線の電圧として5[V]を用いることができる。但し、本実施形態は電源線の電圧値には依存しないので、他の電圧でもよい。

記憶部３３は、情報又はデータを記憶する。記憶部３３は一例としてRAM等の揮発性メモリ、ハードディスク又はSSD（Solid State Drive）などの記憶媒体を含む。記憶部３３はマスタコントローラ３１によって情報又はデータを読み書き可能である。

マスタコントローラ３１は、読み出し用のアドレスの初期値（第１アドレス）を設定し、設定したアドレスを宛先アドレスとして含む読み出しコマンドを、I2Cバスプロトコルに従って、SDA信号線を介して出力する。I2Cバスプロトコルに従ったデータ通信では、マスタコントローラ３１はSCL信号線にクロックを出力する。クロックの立ち上がり又は立ち下がりのタイミングに同期させて、マスタコントローラ３１又はスレーブコントローラ１１、２１、４１がSDA信号線に“１”又は“０”を表す信号（ハイレベル信号又はローレベル信号）を出力する。

マスタコントローラ３１は、I2Cバスプロトコルに従って、読み出しコマンドに応じた情報を含む応答信号を受信する。読み出しコマンドに応じた情報は、応答信号を送信した装置がケーブル装置１０又はケーブル装置２０のときはケーブル情報、ディスプレイ装置４０のときはディスプレイ情報である。

マスタコントローラ３１は、読み出しコマンドに対して、複数のスレーブ装置（１０、２０、４０）のうちのうちの１つから応答信号を受信する。マスタコントローラ３１は、一例として読み出しコマンドで指定したアドレスを有するスレーブ装置のうち電源線から検出される電圧が最も大きい（又は最も小さい）スレーブ装置から応答信号を受信する。マスタコントローラ３１は、応答信号に含まれる情報を、応答信号の送出元のスレーブ装置のアドレスと対応づけて記憶部３３に格納してもよい。マスタコントローラ３１は、応答信号した場合に、読み出し用のアドレスを予め決められた方式で変更する（例えば１インクリメントする）。変更の方式は、複数のスレーブ装置のうち応答信号を送信しなかったスレーブ装置が当該スレーブ装置のアドレスを変更する方式と同じである。マスタコントローラ３１は、変更後のアドレスを宛先アドレスとして含む読み出しコマンドを、I2Cバスプロトコルに従って、SDA信号線を介して出力する。マスタコントローラ３１は、複数のスレーブ装置のいずれからも応答信号が受信されなくなるまで、読み出し用のアドレスの変更と、変更後のアドレスを宛先アドレスとして含む読み出しコマンドの出力とを繰り返し行う。

［ケーブル装置１０］
ケーブル装置１０は、ケーブル本体（図示せず）と、ケーブル本体内に格納された、スレーブコントローラ１１、電圧検出部１２及び記憶部１３を備えている。記憶部１３は、RAM（Random Access Memory）１４及びROM（Read On Memory）１５を備えている。ケーブル装置１０は、電源線から供給される電力に基づき、スレーブコントローラ１１、電圧検出部１２、RAM１４及びROM１５を駆動する。スレーブコントローラ１１、電圧検出部１２、RAM１４及びROM１５は電源線に接続されている。またスレーブコントローラ１１は、SCL信号線及びSDA信号線に接続されている。

スレーブコントローラ１１は、I2Cバスのスレーブのプロトコルを実行するマイコンであり、ケーブル装置１０全体を制御する。

電圧検出部１２は、電源線の電圧を検出し、検出した電圧の値をスレーブコントローラ１１に提供する。電圧検出部１２は、アナログ回路、デジタル回路又はこれらの組み合わせにより構成される。

ROM１４には、ケーブル装置１０のケーブル情報が記憶されている。ケーブル情報は、ケーブル装置１０がサポートしている機能及び性能に関する情報を含む。後述するように、ホスト装置３０は、I2Cバスを介して、ケーブル装置１０のケーブル情報を読み込む。ホスト装置３０は、ケーブル情報に基づきケーブル装置１０がサポートしている範囲内で、ケーブル装置１０を用いた通信を行う。

ケーブル情報は、一例として通信速度の最大値、又は最大値に応じたカテゴリを示す値を含む。最大値の例として、4.9Gbps、18Gbps又は48Gbpsなどがある。また、ケーブル情報の他の例として、イーサネットを伝送する機能をサポートするか否かのビットがある。また、HDMI Ethernet channel（HDMIケーブルを用いてEthernetを伝送する機能）又はAudio return channel（AVアンプ等にサラウンドサウンド等を伝送する機能）の機能をサポートするか否かを示すビットがある。また、ホスト装置からオプションとして電源線をパワーアップするための電力の供給をケーブル装置が受ける必要があるか否かを示すビットがある。その他、ケーブル装置のメーカーを表すID番号、ケーブル装置の製品名等の情報がある。

RAM１５は、I2Cバスにおけるケーブル装置１０のアドレスを記憶している。RAM１５はアドレスを保持する保持部である。アドレスは複数のビットにより表される値である。アドレスはスレーブコントローラ１１によって書き換え可能である。RAM１５は揮発性メモリでも、不揮発性メモリでもよい。

スレーブコントローラ１１は、SDA信号線上でホスト装置３０からの読み出しコマンド（第１読み出しコマンド又は第２読み出しコマンド）を検出した場合に、読み出しコマンドの宛先アドレスがRAM１５に記憶されているアドレスと一致するかを判断する。一致する場合に、電圧検出部１２で検出される電圧の値に応じた時間長（バックオフ時間）のクロックストレッチ信号を生成し、生成したクロックストレッチ信号をSCL信号線に出力する。クロックストレッチ信号は、SCL信号線をローレベルに維持する信号である。クロックストレッチ信号は、電圧検出部１２で検出された電圧の値に応じた時間長の第１信号に相当する。

バックオフ時間は、一例として、検出される電圧の値が大きいほど、長い値を有する。例えば、電圧値をＸ、バックオフ時間をＹとすると、バックオフ時間Ｙは、電圧値Ｘの単調増加関数によって表すことができる。単調増加関数によってバックオフ時間を算出する式の一例を、以下の式（１）に示す。
Ｙ[ms]＝X[V]*10[ms/V] （１）

バックオフ時間は、検出される電圧の値が大きいほど、短い値を有してもよい。この場合、バックオフ時間は、一例として、電圧値の単調減少関数によって表すことができる。

スレーブコントローラ１１は、クロックストレッチ信号の出力が終了した後、SCL信号線上で他のスレーブ装置（ケーブル装置２０、ディスプレイ装置４０）からのクロックストレッチ信号（第１信号）が検出されるかを判断する。検出されない場合に、ROM１４に記憶されているケーブル情報を読み出す。スレーブコントローラ１１は、読み出しコマンドに応じた情報としてケーブル情報を含む応答信号（第２信号）を、I2Cバスプロトコルに従って、SDA信号線を介して、ホスト装置３０に送信する。

スレーブコントローラ１１は、他のスレーブ装置からのクロックストレッチ信号が検出された場合に、RAM１５に記憶されているアドレスを更新する。RAM１５に初期のアドレスとして第１アドレスが格納されていた場合、第１アドレスを第２アドレスに変更する。アドレスを変更する方式は、他のスレーブ装置（ケーブル装置２０、ディスプレイ装置４０）と同じであり、またホスト装置３０が読み出しコマンドで指定するアドレスを変更する方式とも同じである。アドレスの変更後、ホスト装置３０から読み出しコマンドが受信されるごとに、上記と同様の処理を繰り返し行う。

［ケーブル装置２０］
ケーブル装置２０は、スレーブコントローラ２１、電圧検出部２２、記憶部２３を備えている。記憶部２３は、RAM２４及びROM２５を備えている。ケーブル装置２０は、電源線から供給される電力に基づき、スレーブコントローラ２１、電圧検出部２２、RAM２４及びROM２５を駆動する。スレーブコントローラ２１、電圧検出部２２、RAM２４及びROM２５は電源線に接続されている。またスレーブコントローラ２１は、SCL信号線及びSDA信号線に接続されている。

スレーブコントローラ２１は、I2Cバスのスレーブのプロトコルを実行するマイコンであり、ケーブル装置２０全体を制御する。

電圧検出部２２は、電源線の電圧を検出し、検出した電圧の値をスレーブコントローラ２１に提供する。電圧検出部２２は、アナログ回路、デジタル回路又はこれらの組み合わせにより構成される。

ROM２４には、ケーブル装置２０のケーブル情報が記憶されている。ケーブル情報は、ケーブル装置２０がサポートしている機能及び性能に関する情報を含む。後述するように、ホスト装置３０は、I2Cバスを介して、ケーブル装置２０のケーブル情報を読み込む。ホスト装置３０は、ケーブル情報に基づきケーブル装置２０がサポートしている範囲内で、ケーブル装置２０を用いた通信を行う。

RAM２５は、I2Cバスにおけるケーブル装置２０のアドレスを記憶している。RAM２５はアドレスを保持する保持部である。アドレスは複数のビットにより表される値である。アドレスは、スレーブコントローラ２１によって書き換え可能である。RAM２５は、不揮発性メモリでも、揮発性メモリでもよい。

スレーブコントローラ２１は、SDA信号線上でホスト装置３０からの読み出しコマンド（第１読み出しコマンド又は第２読み出しコマンド）を検出した場合に、読み出しコマンドの宛先アドレスがRAM２５に記憶されているアドレスと一致するかを判断する。一致する場合に、電圧検出部２２で検出される電圧の値に応じた時間長（バックオフ時間）のクロックストレッチ信号を生成し、生成したクロックストレッチ信号をSCL信号線に出力する。クロックストレッチ信号は、電圧検出部２２で検出された電圧の値に応じた時間長の第１信号に相当する。バックオフ時間の算出の詳細は前述した内容と同様である。

スレーブコントローラ２１は、クロックストレッチ信号の出力が終了した後、SCL信号線上で他のスレーブ装置（ケーブル装置１０、ディスプレイ装置４０）からのクロックストレッチ信号（第１信号）が検出されるかを判断する。検出されない場合に、ROM２４に記憶されているケーブル情報を読み出す。スレーブコントローラ２１は、読み出しコマンドに応じた情報としてケーブル情報を含む応答信号（第２信号）を、I2Cバスプロトコルに従って、SDA信号線を介して、ホスト装置３０に送信する。

スレーブコントローラ２１は、他のスレーブ装置からのクロックストレッチ信号が検出された場合に、RAM２５に記憶されているアドレスを更新する。RAM２５に初期のアドレスとして第１アドレスが格納されていた場合、第１アドレスを第２アドレスに変更する。アドレスを変更する方式は、他のスレーブ装置（ケーブル装置１０、ディスプレイ装置４０）と同じであり、またホスト装置３０が読み出しコマンドで指定するアドレスを変更する方式とも同じである。アドレスの変更後、ホスト装置３０から読み出しコマンドが受信されるごとに、上記と同様の処理を繰り返し行う。

［ディスプレイ装置４０］
ディスプレイ装置４０は、ホスト装置３０からケーブル装置１０及びケーブル装置２０を介して受信した映像データを画面に表示するシンク機器である。ディスプレイ装置４０がホスト装置３０から音声データを受信し、音声データを再生する機能を備えていてもよい。ディスプレイ装置４０は映像又は音声等のデータを出力する出力装置の一例である。

ディスプレイ装置４０は、スレーブコントローラ４１、電圧検出部４２、記憶部４３を備えている。記憶部４３は、RAM４４及びROM４５を備えている。ディスプレイ装置４０は、電源線から供給される電力に基づき、スレーブコントローラ４１、電圧検出部４２、RAM４４及びROM４５を駆動する。スレーブコントローラ４１、電圧検出部４２、RAM４４及びROM４５は電源線に接続されている。またスレーブコントローラ４１は、SCL信号線及びSDA信号線に接続されている。

スレーブコントローラ４１は、I2Cバスのスレーブのプロトコルを実行するマイコンであり、ディスプレイ装置４０全体を制御する。

電圧検出部４２は、電源線の電圧を検出し、検出した電圧の値をスレーブコントローラ４１に提供する。電圧検出部４２は、アナログ回路、デジタル回路又はこれらの組み合わせにより構成される。

ROM４４には、ディスプレイ装置４０のディスプレイ情報が記憶されている。ディスプレイ情報は、ディスプレイ装置４０がサポートしている機能及び性能に関する情報を含む。後述するように、ホスト装置３０は、I2Cバスを介してディスプレイ情報を読み込む。ホスト装置３０は、ディスプレイ情報に基づくディスプレイ装置４０がサポートしている範囲内で、ディスプレイ装置４０と通信を行う。ディスプレイ情報は、一例として推奨解像度、リフレッシュレート、アスペクト比、メーカー、型番、シリアル番号などを含む。

RAM４５は、I2Cバスにおけるディスプレイ装置４０のアドレスを記憶している。RAM４５はアドレスを保持する保持部である。アドレスは複数のビットにより表される値である。アドレスはスレーブコントローラ４１によって書き換え可能である。RAM４５は不揮発性メモリでも、揮発性メモリでもよい。

スレーブコントローラ４１は、SDA信号線上でホスト装置３０からの読み出しコマンド（第１読み出しコマンド又は第２読み出しコマンド）を検出した場合に、読み出しコマンドの宛先アドレスがRAM４５に記憶されているアドレスと一致するかを判断する。一致する場合に、電圧検出部４２で検出される電圧の値に応じた時間長（バックオフ時間）のクロックストレッチ信号を生成し、生成したクロックストレッチ信号をSCL信号線に出力する。クロックストレッチ信号は、電圧検出部４２で検出された電圧の値に応じた時間長の第１信号に相当する。バックオフ時間の算出の詳細は前述した内容と同様である。

スレーブコントローラ４１は、クロックストレッチ信号の出力が終了した後、SCL信号線上で他のスレーブ装置（ケーブル装置１０、２０）からのクロックストレッチ信号（第１信号）が検出されるかを判断する。検出されない場合に、ROM４４に記憶されているディスプレイ情報を読み出す。スレーブコントローラ４１は、読み出しコマンドに応じた情報としてディスプレイ情報を含む応答信号（第２信号）を、I2Cバスプロトコルに従って、SDA信号線を介して、ホスト装置３０に送信する。

スレーブコントローラ４１は、他のスレーブ装置からのクロックストレッチ信号が検出された場合に、RAM４５に記憶されているアドレスを更新する。RAM４５に初期のアドレスとして第１アドレスが格納されていた場合、第１アドレスを第２アドレスに変更する。アドレスを変更する方式は、他のスレーブ装置（ケーブル装置１０、２０）と同じであり、またホスト装置３０が読み出しコマンドで指定するアドレスを変更する方式とも同じである。アドレスの変更後、ホスト装置３０から読み出しコマンドが受信されるごとに、上記と同様の処理を繰り返し行う。

図２は、図１の通信システムにおけるスレーブ装置（ケーブル装置１０、ケーブル装置２０、ディスプレイ装置４０）の動作の一例のフローチャートである。

図２のステップＳ１１において、ケーブル装置１０、ケーブル装置２０及びディスプレイ装置４０は、自装置のアドレスの初期値として0xA0をRAMに格納する（Ｓ１１）。例えば、各々のスレーブコントローラが動作開始時にRAMに0xA0を格納するようプログラムされていてもよい。あるいは、ホスト装置３０が各スレーブコントローラにブロードキャストでRAMに0xA0を格納することを指示するコマンドを出力してもよい。各装置１０、２０、４０のRAMには同じアドレス（0xA0）が格納される。

ホスト装置３０から、I2Cバスプロトコルに従って、宛先アドレス0xA0の読み出しコマンドがSDA信号線を介して送出される。各装置１０、２０、４０のスレーブコントローラは、I2Cバスプロトコルに従って、ホスト装置３０からの読み出しコマンドを受信する（Ｓ１２）。

各装置１０、２０、４０のスレーブコントローラは、読み出しコマンドで指定されたアドレスが、RAMに格納されている自装置のアドレスと一致するかを判断する（Ｓ１３）。自装置のアドレスと一致しないと判断した場合、ステップＳ１２に戻る。自装置のアドレスと一致していると判断した場合、電圧検出のステップＳ１４に進む。本例では、各装置１０、２０、４０のスレーブコントローラのいずれも、読み出しコマンドで指定されたアドレスが自装置で記憶しているアドレスと一致すると判断し、電圧検出のステップＳ１４に進む。

ステップＳ１４において、各装置１０、２０、４０のスレーブコントローラは、電圧検出部を用いて、電源線の電圧を取得する。電源線には伝送損失があるため、電源から遠くなるにつれ、検出される電圧は小さくなる。本例では、ケーブル装置１０で検出される電圧が最も大きく、ディスプレイ装置４０で検出される電圧が最も小さい。例えばケーブル装置１０において検出された電圧が4.9[V]、ケーブル装置２０において検出された電圧が4.8[V]、ディスプレイ装置４０で検出された電圧が4.7[V]である。

各装置１０、２０、４０のスレーブコントローラは、取得した電圧の値に基づいて、SCL信号線に出力するクロックストレッチ信号の長さであるバックオフ時間を算出する（Ｓ１５）。

上述の式（１）を用いてバックオフ時間を算出する場合、例えば、ケーブル装置１０においては49[ms]、ケーブル装置２０においては48[ms]、ディスプレイ装置４０においては47[ms]がバックオフ時間として算出される。

各装置１０、２０、４０のスレーブコントローラは、算出したバックオフ時間の時間長のクロックストレッチ信号を、SCL信号線に出力する（Ｓ１６）。クロックストレッチ信号は、SCL信号線をローレベルに維持する信号である。クロックストレッチ信号を出力することをクロックストレッチと呼ぶ。クロックストレッチ信号が出力されると、マスタ装置であるホスト装置３０はSCL信号線にクロックを出力できなくなり、クロックストレッチの解除を待機する。

各装置１０、２０、４０のスレーブコントローラは、クロックストレッチ信号を出力し終わった後、SCL信号線に他の装置のスレーブコントローラからのクロックストレッチ信号が検出されるかを判断する（Ｓ１７）。各装置１０、２０、４０のスレーブコントローラは、他の装置のスレーブコントローラからのクロックストレッチ信号が検出されない場合は、自装置がホスト装置３０からの読み出しコマンドに応答する権利を有すると判断する。

各装置１０、２０、４０のクロックストレッチ信号は異なるバックオフ時間を有するため、最も長い時間長のクロックストレッチ信号を出力した装置は、自装置からのクロックストレッチ信号を出力し終わった後、他の装置からのクロックストレッチ信号を検出しない。残りの２つの装置は、自装置からのクロックストレッチ信号を出力し終わった後、他の装置からのクロックストレッチ信号を検出する。

上述の例では、ケーブル装置１０のクロックストレッチ信号が最も長いため、ケーブル装置１０のスレーブコントローラは、自装置からのクロックストレッチ信号を出力し終わった後、他の装置からのクロックストレッチ信号をSCL信号線上で検出しない（Ｓ１７のＮＯ）。ケーブル装置２０及びディスプレイ装置４０は、自装置からのクロックストレッチ信号を出力し終わった後、他の装置からのクロックストレッチ信号をSCL信号線上で検出する（Ｓ１７のＹＥＳ）。

他の装置からのクロックストレッチ信号が検出されないと判断した装置（ここではケーブル装置１０）は、I2Cバスプロトコルに従って、ホスト装置３０からの読み出しコマンドに対する応答信号を送信する（Ｓ１８）。応答信号は、装置のＲＯＭに格納されているデータ（ここではケーブル装置１０のＲＯＭに格納されているケーブル情報）を含む。これにより、ホスト装置３０のマスタコントローラ３１では、ケーブル装置１０のケーブル情報が取得される。

一方、クロックストレッチ信号を出力し終わった後に他の装置からのクロックストレッチ信号を検出した装置（ここではケーブル装置２０、ディスプレイ装置４０）は、応答信号を送信せず、自装置のＲＡＭに格納されているアドレスを変更する（Ｓ１９）。一例として、ＲＡＭに現在格納されているアドレスに所定値を加算することがある。ここでは、例えばＲＡＭに格納されているアドレスに１を加算する。この結果、装置２０、４０のアドレスはいずれも、0xA0から0xA1に更新される。すなわち、装置２０のＲＡＭには0xA1が格納され、装置４０のＲＡＭにも0xA1が格納される。

次に、２ラウンド目として、ホスト装置３０のマスタコントローラ３１から、宛先アドレス0xA1の読み出しコマンドが、I2Cバスプロトコルに従って、SDA信号線を介して送信される。読み出しコマンドは、I2Cバスプロトコルに従って、ケーブル装置１０，２０及びディスプレイ装置４０で受信される（Ｓ１２）。

ケーブル装置１０のスレーブコントローラは、読み出しコマンドの宛先アドレス0xA1は、自装置のＲＡＭに記憶されているアドレス(0xA0)と一致しないと判断し（Ｓ１３）、ステップＳ１２に戻る。

一方、ケーブル装置２０及びディスプレイ装置４０は、読み出しコマンドの宛先アドレス0xA1は、自装置のＲＡＭに記憶されているアドレス(0xA1)と一致すると判断する（Ｓ１３）。よって、電源線の電圧の検出（Ｓ１４）、バックオフ時間の算出（Ｓ１５）、及び算出したバックオフ時間の長さを有するクロックストレッチ信号の出力（Ｓ１６）を行う。そして、ケーブル装置２０及びディスプレイ装置４０は、自装置がクロックストレッチ信号を出し終わった後、I2Cバス上に他のクロックストレッチ信号が検出されるかを判断する（Ｓ１７）。

ここでは、ケーブル装置２０のクロックストレッチ信号がディスプレイ装置４０のクロックストレッチ信号より長いため、ケーブル装置２０は、自装置がクロックストレッチ信号を出し終わった後、I2Cバス上に他のクロックストレッチ信号を検出しない（Ｓ１７のＮＯ）。よって、ケーブル装置２０のスレーブコントローラは応答信号を送信する権利を有すると判断し、I2Cバスプロトコルに従って、自装置のＲＯＭに格納されているケーブル情報を含む応答信号をホスト装置３０に送信する（Ｓ１８）。これにより、ホスト装置３０のマスタコントローラ３１では、ケーブル装置２０のケーブル情報が取得される。

一方、ディスプレイ装置４０は、自装置がクロックストレッチを出し終わった後、I2Cバス上にケーブル装置２０が出力するクロックストレッチを検出する（Ｓ１７のＹＥＳ）。このため、ディスプレイ装置４０は、応答信号を送信せず、自装置のＲＡＭに格納されているアドレスを１インクリメントして、0xA2に変更する（Ｓ１９）。

この時点で、ケーブル装置１０のＲＡＭには自装置のアドレスとして0xA0が記憶されており、ケーブル装置２０のＲＡＭには自装置のアドレスとして0xA1が記憶されている。また、ディスプレイ装置４０のＲＡＭには自装置のアドレスとして0xA2が記憶されている。

この後、３ラウンド目として、ホスト装置３０のマスタコントローラ３１から、宛先アドレス0xA2の読み出しコマンドが、I2Cバスプロトコルに従って、SDA信号線を介して送信される。読み出しコマンドは、I2Cバスプロトコルに従って、ケーブル装置１０，２０及びディスプレイ装置４０で受信される（Ｓ１２）。

ケーブル装置１０、２０のスレーブコントローラは、読み出しコマンドの宛先アドレス0xA2は、自装置のＲＡＭに記憶されているアドレス(0xA0又は0xA1)と一致しないと判断し（Ｓ１３）、ステップＳ１２に戻る。

一方、ディスプレイ装置４０は、読み出しコマンドの宛先アドレス0xA2は、自装置のＲＡＭに記憶されているアドレス(0xA2)と一致すると判断する（Ｓ１３）。よって、電源線の電圧の検出（Ｓ１４）、バックオフ時間の算出（Ｓ１５）、及び算出したバックオフ時間の長さを有するクロックストレッチ信号の出力（Ｓ１６）を行う。そして、ディスプレイ装置４０は、自装置がクロックストレッチ信号を出し終わった後、I2Cバス上に他のクロックストレッチ信号が検出されるかを判断する（Ｓ１７）。

ここでは、ディスプレイ装置４０以外にクロックストレッチ信号を出力する装置は存在せず、ディスプレイ装置４０は、自装置がクロックストレッチ信号を出し終わった後、I2Cバス上に他のクロックストレッチ信号を検出しない（Ｓ１７のＮＯ）。よって、ディスプレイ装置４０のスレーブコントローラは応答信号を送信する権利を有すると判断し、I2Cバスプロトコルに従って、自装置のＲＯＭに格納されているディスプレイ情報を含む応答信号をホスト装置３０に送信する（Ｓ１８）。これにより、ホスト装置３０のマスタコントローラ３１では、ディスプレイ装置４０のディスプレイ情報が取得される。

最終的な結果として、ホスト装置３０のマスタコントローラ３１では、ケーブル装置１０のケーブル情報、ケーブル装置２０のケーブル情報、ディスプレイ装置のディスプレイ情報が取得される。すなわち、各スレーブ装置からの応答信号が衝突することなく、ホスト装置３０のマスタコントローラ３１は、各スレーブから各々の情報を正しく取得できる。

図３は、図１の通信システムにおけるマスタ装置であるホスト装置３０の動作の一例のフローチャートである。ホスト装置３０のマスタコントローラ３１は、読み出し用のアドレスの初期値を設定する（Ｓ３１）。ここではアドレスの初期値として0xA0を設定する。マスタコントローラ３１は、I2Cバスプロトコルに従って、宛先アドレスとして当該初期値を指定した読み出しコマンドを、SDA信号線を介して送信する（Ｓ３２）。マスタコントローラ３１は、I2Cバスに接続されているいずれかのスレーブ装置（ケーブル装置１０、ケーブル装置２０又はディスプレイ装置４０）からの応答信号を待機する（Ｓ３３）。マスタコントローラ３１は一定時間以上経過しても、応答信号を受信しない場合は（Ｓ３４のＮＯ）を、処理を終了する。

マスタコントローラ３１は、応答信号を受信した場合は（Ｓ３４）は、応答信号に含まれる情報（ケーブル情報又はディスプレイ情報等）を、取得元のスレーブ装置のアドレス（初期値のアドレスである0xA0）に対応付けて記憶部３３に格納する。マスタコントローラ３１は、読み出しに用いるスレーブ装置のアドレスを変更する（Ｓ３５）。アドレスの変更方法は、I2Cバスに接続されている各スレーブ装置と共通に認識されている限り、任意でよい。一例として、ステップＳ３２で読み出しに用いたアドレスに所定値を加算することがある。ここでは、例えば当該アドレスに１を加算する。この結果、読み出しに用いるアドレスは、0xA0から0xA1に更新される。ステップＳ３２に戻り、更新後のアドレスを宛先アドレスとして指定した読み出しコマンドを、I2Cバスプロトコルに従って、SDA信号線を介して送信する。以降、ステップＳ３４でいずれのスレーブ装置からの応答信号を受信しないと判定されるまで、同様の処理を繰り返す。

図４は、ホスト装置３０、ケーブル装置１０、ケーブル装置２０及びディスプレイ装置４０の動作シーケンスの例を示す。図５は図４に続く動作シーケンスの例を示す図である。図６は図５に続く動作シーケンスの例を示す図である。図４～図６の動作シーケンスは、図２及び図３のフローチャートを用いて説明した具体例に対応している。

図４において、ケーブル装置１０、ケーブル装置２０、ディスプレイ装置４０の各ＲＡＭには、自装置のアドレスの初期値として、0xA0が格納されている。ホスト装置３０がアドレスとして0xA0を指定した読み出しコマンドを送信し、ケーブル装置１０、ケーブル装置２０、ディスプレイ装置４０が読み出しコマンドを受信する。

各装置１０、２０、４０は、読み出しコマンドのアドレスが自装置のアドレスに一致していると判断する。各装置１０、２０、４０は、電源線から電圧を検出し、検出した電圧値に基づきバックオフ時間を算出する。ここでは電圧値が大きいほど、バックオフ時間の長さを大きくする。

各装置１０、２０、４０は、算出したバックオフ時間を有するクロックストレッチ信号をSCL信号線に出力する。本例では、ケーブル装置１０は49[ms]のバックオフ時間のクロックストレッチ信号を出力し、ケーブル装置２０は48[ms]のバックオフ時間のクロックストレッチ信号を出力し、ディスプレイ装置４０は47[ms]のバックオフ時間のクロックストレッチ信号を出力する。各装置１０、２０、４０からクロックストレッチ信号が出力されるタイミングは同じ又はほぼ同じである。

ディスプレイ装置４０は自装置がクロックストレッチ信号の出力が終了し終わった後に、SCL信号線上でケーブル装置１０又はケーブル装置２０のクロックストレッチ信号が検出される。このためディスプレイ装置４０は読み出しコマンドに応答する権利がないと判断し、応答信号を送信しない。ディスプレイ装置４０は自装置のＲＡＭに格納されているアドレスを１インクリメントする。この結果、アドレスは、0xA1に更新される。

ケーブル装置２０は自装置がクロックストレッチ信号の出力が終了し終わった後に、SCL信号線上でケーブル装置１０のクロックストレッチ信号が検出される。このためケーブル装置２０は読み出しコマンドに応答する権利がないと判断し、応答信号を送信しない。ケーブル装置２０は自装置のＲＡＭに格納されているアドレスを１インクリメントする。この結果、アドレスは、0xA1に更新される。

ケーブル装置１０は、自装置がクロックストレッチ信号の出力が終了し終わった後に、SCL信号線上で他の装置からクロックストレッチ信号が検出されないため、読み出しコマンドに応答する権利があると判断する。ケーブル装置１０は、自装置のＲＯＭに格納されているケーブル情報を読み出し、ケーブル情報を含む応答信号を、I2Cバスプロトコルに従って、送信する。なお、ケーブル装置１０は、自装置のＲＡＭに格納されているアドレスを更新する必要はない。

図５において、ホスト装置３０は読み出しに用いるアドレスを１インクリメントして0xA1とし、宛先アドレスとして0xA1を指定した読み出しコマンドを送信する。ケーブル装置１０、ケーブル装置２０、ディスプレイ装置４０が読み出しコマンドを受信する。

ケーブル装置１０は読み出しコマンドのアドレスが自装置のアドレスに一致していないと判断し、何も行わない。各装置２０、４０は、読み出しコマンドのアドレスが自装置のアドレスに一致していると判断する。各装置２０、４０は、電源線から電圧を検出し、検出した電圧値に基づきバックオフ時間を算出する。ここでは電圧値が大きいほど、バックオフ時間の長さを大きくする。なお、電圧値の検出を省略し、最初に読み出しコマンドを受信したときに検出した電圧値を再利用してもよい。あるいは、バックオフ時間の算出を省略し、最初に算出したバックオフ時間の値を再利用してもよい。

各装置２０、４０は、算出したバックオフ時間を有するクロックストレッチ信号をSCL信号線に出力する。ケーブル装置２０は48[ms]のバックオフ時間のクロックストレッチ信号を出力し、ディスプレイ装置４０は47[ms]のバックオフ時間のクロックストレッチ信号を出力する。各装置２０、４０からクロックストレッチ信号が出力されるタイミングは同じ又はほぼ同じである。

ディスプレイ装置４０は自装置がクロックストレッチ信号の出力が終了し終わった後に、SCL信号線上でケーブル装置２０のクロックストレッチ信号が検出される。このためディスプレイ装置４０は読み出しコマンドに応答する権利がないと判断し、応答信号を送信しない。ディスプレイ装置４０は自装置のＲＡＭに格納されているアドレスを１インクリメントする。この結果、アドレスは、0xA2に更新される。

ケーブル装置２０は、自装置がクロックストレッチ信号の出力が終了し終わった後に、SCL信号線上で他の装置からクロックストレッチ信号が検出されないため、読み出しコマンドに応答する権利があると判断する。ケーブル装置２０は、自装置のＲＯＭに格納されているケーブル情報を読み出し、ケーブル情報を含む応答信号を、I2Cバスプロトコルに従って、ホスト装置３０に送信する。なお、ケーブル装置２０は、自装置のＲＡＭに格納されているアドレスを更新する必要はない。

図６において、ホスト装置３０は読み出しに用いるアドレスを１インクリメントして0xA2とし、宛先アドレスとして0xA2を指定した読み出しコマンドを送信する。ケーブル装置１０、ケーブル装置２０、ディスプレイ装置４０が読み出しコマンドを受信する。

ケーブル装置１０、２０は読み出しコマンドのアドレスが自装置のアドレスに一致していないと判断し、何も行わない。ディスプレイ装置４０は、読み出しコマンドのアドレスが自装置のアドレスに一致していると判断する。ディスプレイ装置４０は、電源線から電圧を検出し、検出した電圧値に基づきバックオフ時間を算出する。なお、電圧値の検出を省略し、最初又は２回目に読み出しコマンドを受信したときに検出した電圧値を再利用してもよい。バックオフ時間の算出を省略し、最初又は２回目に算出したバックオフ時間の値を再利用してもよい。

ディスプレイ装置４０は、算出したバックオフ時間を有するクロックストレッチ信号をSCL信号線に出力する。ディスプレイ装置４０は47[ms]のバックオフ時間のクロックストレッチ信号を出力する。

ディスプレイ装置４０は、自装置がクロックストレッチ信号の出力が終了し終わった後に、SCL信号線上で他の装置からクロックストレッチ信号が検出されないため、読み出しコマンドに応答する権利があると判断する。ディスプレイ装置４０は、自装置のＲＯＭに格納されているディスプレイ情報を読み出し、ディスプレイ情報を含む応答信号を、I2Cバスプロトコルに従って、ホスト装置３０に送信する。

以上の動作シーケンスにより、ホスト装置３０は、ケーブル装置１０のケーブル情報、ケーブル装置２０のケーブル情報、ディスプレイ装置４０のディスプレイ情報を取得する。

以上の動作シーケンスによれば、各スレーブ装置からの応答信号が衝突することないため、ホスト装置３０は、各スレーブ装置からの応答信号を正しく受信することができる。

図４～図６の具体例では電圧検出部で検出した電圧値が大きいほどクロックストレッチ信号のバックオフ時間を長くしたが、電圧検出部で検出した電圧値が大きいほどクロックストレッチ信号のバックオフ時間を短くしてもよい。この場合の動作シーケンス例を図７、図８及び図９に示す。

この場合、バックオフ時間を算出する式として、単調減少関数を用いることができる。単調減少関数によってバックオフ時間を算出する式の一例を、以下の式（２）に示す。
Ｙ[ms]＝1/X[V]*200[ms/V] （２）

各装置１０、２０、４０で検出された電圧が4.9[V]、4.8[V]、4.7[V]であるとする。式（２）を用いてバックオフ時間を算出する場合、算出されるバックオフ時間は、ケーブル装置１０においては40[ms]、ケーブル装置２０においては41[ms]、ディスプレイ装置４０においては42 [ms]となる（式（２）で計算される値の端数は切り捨て）。

この結果、図７に示すように、ディスプレイ装置４０が最も長いクロックストレッチ信号を出力し、ケーブル装置１０が最も短いクロックストレッチ信号を出力する。このためディスプレイ装置４０が最初に応答信号を送信する。次に、図８に示すように、ケーブル装置２０が応答信号を送信し、最後に、図９に示すように、ケーブル装置１０が応答信号を送信する。

（変形例）
本実施形態では各装置１０、２０、４０の電圧検出部は電源線の電圧を検出したが、SCL信号線またはSDA信号線の電圧を取得してもよい。例えば、SCL信号線又はSDA信号線は２値の電圧（ハイレベル信号、ローレベル信号）を有するため、例えば読み出しコマンドの受信時に、ハイレベル信号の電圧をSCL信号線又はSDA信号線から検出してもよい。そして、検出した電圧の値に基づき各装置１０、２０、４０でバックオフ時間を算出してもよい。

なお、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって種々の発明を形成できる。また例えば、各実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除した構成も考えられる。さらに、異なる実施形態に記載した構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１０ ケーブル装置（スレーブ装置）
１１ スレーブコントローラ
１２ 電圧検出部
１３ 記憶部
２０ ケーブル装置（スレーブ装置）
２１ スレーブコントローラ
２２ 電圧検出部
２３ 記憶部
３０ ホスト装置（マスタ装置）
３１ マスタコントローラ
３２ 電源
３３ 記憶部
４０ ディスプレイ装置（スレーブ装置）
４１ スレーブコントローラ
４２ 電圧検出部
４３ 記憶部

Claims (15)

1. マスタ装置と共通に接続された第１信号線から電圧を検出する電圧検出部と、
   前記マスタ装置と共通に接続された第２信号線から読み出しコマンドを検出した場合に、前記電圧の値に応じた時間長の第１信号を、前記マスタ装置と共通に接続された第３信号線に出力し、
   前記第１信号の出力が終了した後、前記第３信号線上で前記マスタ装置と異なる他の通信装置からの第１信号が検出されない場合に、前記第２信号線に前記読み出しコマンドに応じた情報を含む第２信号を出力するコントローラ、
   を備えた通信装置。
2. 第１アドレスを保持する保持部を備え、
   前記コントローラは、
   前記読み出しコマンドが前記第１アドレスを含む場合に、前記第３信号線に前記第１信号を出力し、
   前記第３信号線上で前記他の通信装置からの前記第１信号が検出された場合に、前記保持部に保持されている前記第１アドレスを第２アドレスに変更し、
   前記第２信号線から第２読み出しコマンドを検出し、
   前記第２読み出しコマンドが前記第２アドレスを含む場合に、前記第１信号を前記第３信号線に出力し、
   前記第１信号の出力が終了した後、前記第３信号線上で前記他の通信装置からの第１信号が検出されない場合に、前記第２信号線に前記第２信号を出力する
   請求項１に記載の通信装置。
3. 前記第１信号線は電源線であり、
   前記第２信号線はデータ信号線であり
   前記第３信号線はクロック信号線である
   請求項１又は２に記載の通信装置。
4. 前記第２信号線はデータ信号線であり
   前記第３信号線はクロック信号線であり、
   前記第１信号線は前記データ信号線及び前記クロック信号線のうちの１つである
   請求項１又は２に記載の通信装置。
5. 前記電圧の値が大きいほど前記第１信号の時間長は大きい
   請求項１～４のいずれか一項に記載の通信装置。
6. 前記電圧の値が大きいほど前記第１信号の時間長は小さい
   請求項１～４のいずれか一項に記載の通信装置。
7. 前記第２信号線及び前記第３信号線は、Ｉ２Ｃバスであり、
   前記第１信号は、Ｉ２Ｃバス仕様に定められたクロックストレッチ信号である
   請求項１～６のいずれか一項に記載の通信装置。
8. 前記Ｉ２Ｃバスは、ＶＥＳＡ標準規格の１つであるＤＤＣ（Display Data Channel）として用いられ、
   前記通信装置及び前記他の通信装置は、前記マスタ装置及びディスプレイ装置間を接続するケーブル装置であり、
   前記通信装置及び前記他の通信装置は直列に接続されている
   請求項７に記載の通信装置。
9. 前記通信装置は、ケーブル装置であり、
   前記読み出しコマンドに応じた前記情報は、ケーブル情報を含む
   請求項１～８のいずれか一項に記載の通信装置。
10. 前記通信装置は、ディスプレイ装置であり、
    前記読み出しコマンドに応じた前記情報は、ディスプレイ情報を含む
    請求項１～７のいずれか一項に記載の通信装置。
11. 複数のスレーブ装置と共通に接続された信号線に、読み出し用のアドレスである第１アドレスを含む第１読み出しコマンドを出力し、
    前記第１アドレスを有する前記スレーブ装置のうちの１つから前記第１読み出しコマンドに応じた情報を含む応答信号を、前記信号線を介して受信し、
    前記応答信号を受信した場合に、前記読み出し用のアドレスを、前記複数のスレーブ装置のうち前記応答信号を送信しなかったスレーブ装置が前記スレーブ装置のアドレスである前記第１アドレスを変更する方式と同じ方式で第２アドレスに変更し、
    前記第２アドレスを含む第２読み出しコマンドを前記信号線に出力するコントローラ
    を備えた通信装置。
12. 前記コントローラは、前記複数のスレーブ装置のいずれからも応答信号が受信されなくなるまで、前記読み出し用のアドレスの変更と、変更後のアドレスを含む読み出しコマンドの出力とを繰り返し行う
    請求項１１に記載の通信装置。
13. 複数のスレーブ装置と共通に接続された電源線に電源電圧を供給する電源を備え、
    前記コントローラは、前記第１アドレスを有する前記スレーブ装置のうち前記電源線から検出される電圧が最も大きい又は小さいスレーブ装置から前記応答信号を受信する
    請求項１１又は１２に記載の通信装置。
14. ホスト装置と共通に接続された電源線から電圧を検出する電圧検出部と、
    前記ホスト装置と共通に接続されたデータ信号線から読み出しコマンドを検出した場合に、前記電圧の値に応じた時間長の第１信号を前記ホスト装置と共通に接続されたクロック信号線に出力し、
    前記第１信号の出力が終了した後、前記クロック信号線上で前記ホスト装置と異なる他のスレーブ装置からの第１信号が検出されない場合に、前記データ信号線にケーブル情報を含む第２信号を出力するコントローラと、
    を備えたケーブル装置。
15. ホスト装置と共通に接続された電源線から電圧を検出する電圧検出部と、
    前記ホスト装置と共通に接続されたデータ信号線から読み出しコマンドを検出した場合に、前記電圧の値に応じた時間長の第１信号を前記ホスト装置と共通に接続されたクロック信号線に出力し、
    前記第１信号の出力が終了した後、前記クロック信号線上で前記ホスト装置と異なる他のスレーブ装置からの第１信号が検出されない場合に、前記データ信号線にディスプレイ情報を含む第２信号を出力するコントローラと、
    を備えたディスプレイ装置。

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