JPH0221743A - 単線シリアル通信方法及びシリアルデータ通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 シリアルデータ通信装置、特に−本の信号線でシリアル
データ通信をするオーブンコレクタ型の双方向シリアル
データ通信装置に関し、シリアルデータの伝送をする信
号線を一本にして、多数のシステム間のうち特定の二つ
のシステム間において、シリアルデータの送受信を容易
に行うことを目的とし、 データ転送を制’＋ｎするデータ制御手段と、システム
間のデータ衝突を検出するデータ衝突検出手段と、転送
開始データを検出する転送開始検出手段と、転送終了デ
ータを検出する転送終了検出手段と、前記各手段を制御
する制御手段と、信号線を開閉するゲート手段とを具備
し、単線シリアル通信をすることを含み構成する。

〔産業上の利用分野、〕

本発明は、単線シリアル通信方法及びシリアルデータ通
信装置に関するものであり、更に詳しく言えば複数のシ
ステム間を一本の信号線でシリアルデータ通信をする非
同期式シリアル通信方法と、それに用いるオープンコレ
クタ型の双方向シリアルデータ通信装置に関するもので
ある。

近年Ｖ　Ｔ　Ｒ（Ｖｉｄｅｏ　Ｔａｐｅ　Ｒｅｃｏｒｄ
ｅｒ）やカメラなどのＡ　Ｖ　（Ａｕｄｉｏ　ｖｉｓｕ
ａｌ）機器を始めとして、産業機器間のデータ通信は、
その対象機器毎に通信方式が異なり、複雑な信号処理を
必要とするものがある。

このため、通信システムを統一するような通信方法や通
信装置が必要となる。

〔従来の技術〕

第９図（ａ）〜（ｄ）は、従来例のシリアル通信方法及
びその通信装置に係る説明図であり、同図（ａ）は同期
式シリアル通信方式に係る構成図を示している。

図において、１はシリアルデータを送受信する通信シス
テムであり、例えばＶＴＲ装置等のボートからボードへ
データを送受信するシステムＡ。

Ｂである。２１〜２．は信号線、３１はシステム入力、
ＳＯはシステム出力、ＳＣＫはシステムクロックである
。なお、同期式シリアル通信はシステムＡ−Ｂ間におい
てシリアルデータ通信をシステムクロックＳＣＫに基づ
いて行なうものである。

同図（ｂ）はシリアルデータ通信装置に係る動作を説明
するタイミングチャートを示している。

図において、例えば８ビツトのデータをシステムＡから
システムＢに転送する場合、システムへのシステム出力
ＳＯでは、システムクロックＳＣＫの立ち下がり■に同
＋１ＪＩ　して、通信を開始し、システムＢのシステム
人力３１では、システムクロックＳＣＫの立ち上がり■
に同期して、通信データをラッチし、システムＡの転送
データ、ずなわちシステム出力ＳＯを入力する。

これにより双方向のシリアルデータ通信を行うことがで
きる。なお１．１１〜Ｎ、はシリアルデータ入力、シリ
アルデータ出力及びシステムクロックＳＣＫ用の通信線
であり、システムＡ−Ｂ間のシリアルデータ通信におい
て３本必要である。

同図（Ｃ）は非同期式シリアル通信方式に係る構成図で
ある。

図において、通信システム１．２はシリアルデータ入力
及びシリアルデータ出力用の２本の信号線１．、ｌ□に
より接続され、同期式シリアル通信方法に比べて、シフ
トクロック用の信号線ｌ。

が無く、通信データは、任意の時刻に送受信される。

同図（ｄ）はシステムＡと複数のシステムＢ〜Ｄとの間
でシリアルデータ送受信をする非同期式シリアル通信方
式の構成図を示している。

図において、■は通信システム、２はマルチプレクサ（
ＭＰＸ）であり、システムＢ−Ｄの通信線ｊｊ　ｌｋ＋
　　ｌ＠ｋ””　ｌ　ｌｄ＋　　１１４をシステムへの
制御線１、のシフトクロックＳＣにより選択する機能を
有している。

例えば、システムＡとシステムＣとの間でデータの送受
信をする場合は、システムＡから送信されるシフトクロ
ックＳＣに基づいて、マルチプレクサ２がシステムへの
信号線１．．１．とシステムＣの信号線１１ｃ＋　　１
−　！ｃとを接続し、シリアルデータ通信を行うもので
ある。

〔発明が解決しようとする課題〕

従って、システムＡ・８間におけるデータを送受信する
場合、同期式シリアル通信方式では、３本の信号線１１
〜Ｎ、が必要であり、非同期式シリアル通信方式でも二
本の信号線２１．ｌ□が必要である。

このため、複数のシステム間、例えばシステムＡとシス
テムＢ−Ｄとの間で双方向のデータ通信をする場合、多
数の信号線’Ｉｂ＋ｌｔｂ〜１１゜２□が必要となり、
システムを選択するマルチプレクサ２やそれを制御する
シフトクロックＳＣ用の制御線Ｎ、が必要となる。これ
により、通信システム間の構成が複雑となり、併せてデ
ータ通信の複雑化を招き、多、数システム間でシリアル
データ通信をすることが困難になるという課題がある。

本発明は、かかる従来例の課題に鑑み創作されたもので
あり、シリアルでの伝送をする信号線を一本にして、多
数のシステムのうち特定の二つのシステム間において、
シリアルデータの送受信を容易に行うことを可能とする
単線シリアル通信方法及びシリアルデータ通信装置の捷
供を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の単線シリアル通信方法及びシリアルデータ通信
装置の原理図を第１．２図に、その一実施例を第３〜８
図に示すように、通信方法の原理を二基上のシステム間
において、転送開始データ及び転送終了データを含むシ
リアルデータ通信をする非同期方式の単線シリアル通信
方法であって、前記システムの内、一つのシステムをマ
スタシステムとし、他のシステムをスレイブシステムと
設定し、 前記マスタシステムと、他のスレイブシステムに優先し
て通信権を獲得した特定のスレイブシステムとの間にお
いて、シリアルデータ通信をすることを特徴とし、 その通信装置をデータ転送を制御するデータ制御手段１
１と、システム間のデータ衝突を検出するデータ衝突検
出手段１２と、転送開始データを検出する転送開始検出
手段１３と、転送終了データを検出する転送終了検出手
段１４と、前記各手段を制御する制御手段１５と、信号
線Ｅを開閉するゲート手段１６とを具備し、単線シリア
ル通信をすることを特徴とし、上記目的を達成する。

〔作用〕

本発明の通信方法によれば、１個のマスタシステムに対
して、複数のスレイブシステムが同時に送信を行うとし
ても、スレイブシステム間において、通信権の争奪がな
され、その結果、争奪に負けたスレイブシステムが特定
のスレイブシステムに信号線の譲歩させることができる
。

このため、複数の・システム間において１．一つのシス
テムをマスタシステムとし、他のシステムをスレイブシ
ステムとし、マスタシステムと、他のスレイブシステム
に優先して通信権を獲得した特定のスレイブシステムと
の間でシリアルデータ通信をすることが可能となる。

これにより一本の信号線によって、複数のシステムのう
ち特定の二つのシステム間において単線シリアルデータ
通信をすることが可能となる。

また、本発明の通信装置によれば、データ制御手段と、
データ衝突手段と、転送開始検出手段と。

転送終了手段と、制御手段と、ゲート手段とを具備して
いる。

このため、マスタシステムに対して、複数のスレイブシ
ステムから一斉発信したデータと、信号線のデータとか
ら該データの衝突を検出して、通信権の判定をし、当該
スレイプの通信装置が通信権を獲得したならば、信号線
に転送データの送信を継続し、通信権を獲得できなかっ
た他のスレイブの通信装置は、信号線を特定のスレイブ
の通信装置に譲歩して、転送データを信号線に送信をし
ないように制御をすることが可能となる。

これにより一本の信号線により双方向のシリアルデータ
通信をすることが可能となる。

〔実施例〕

次に図を参照しながら本発明の実施例について説明をす
る。

第３〜８図は本発明の実施例に係る単線シリアル通信方
法及びシリアルデータ通信装置を説明する図であり、第
３図は、本発明の実施例のシリアル通信装置に係る構成
図を示している。

図において、例えば８フレーム（８ビツト×最大８ワー
ド）のデータ転送をするシリアルデータ通信装置の場合
、２１はデータ転送を制御するデータ制御手段１１の一
例としての８ビツトシフトレジスタであり、シリアルデ
ータの入出力と、ＣＰＵ　（中央演算処理装置）からの
パラレルデー夕のインターフェースとなる機能を存して
いる。

２２は、システム間のデータ衝突を検出するデータ衝突
検出手段１２の一例としてのビット衝突検出回路であり
、システム入力データＤｉｎと、自己の発信したシステ
ム出力データＩ）　ｏ　ｕ　ｔと異なる場合、すなわち
信号線２上のデータＤｉが自己の発信したシステム出力
データＤｏｕｔと異なる場合を検出する機能を有してい
る。

２３は、転送開始データを検出する転送開始検出手段１
３の一例としてのスタートビット検出回路であり、信号
線ｅ上のデータＤ１が１−〇」になったことを検出する
機能を有している。

２４は転送終了データを検出する転送終了検出手段１４
の一例としてのエンドピント検出回路であり、ｌフレー
ム中のエンドビット、すなわちフレームエラーを検出す
る機能を存している。

２５は各回路を制御する制御ｎ回路であり、スタットビ
ット検出データＤａ、スタートビット衝突データＤｂ及
びエンドビット検出データＤｃに基づいてから出力され
る転送データ（８ビツトシフト１／ジスタ２１のシリア
ルデータ）Ｄｂや、通信放棄デー・りＤｅなどのシステ
ム出力データＤｏｕＬを信号線ｌにオーブンコレクタ出
力バッファアンプを介して送信をするように制御するも
のである。なお、マスク・スレイブ動作のモード切換機
能や、各回路の基準となる内部クロックφの発生機能を
有している。

例えば、システム出力データＤｏｕｔを信号線ｌに送信
する場合について説明すると、ワイヤード・オアの機能
から信号線ｉにｒＨ，を出力した当該スレイブシステム
は、他のスレイブシステムが信号線に「Ｌ」を出力した
ごとにより、信号線２が「Ｌ」になり、従ってｒｌ、を
出力した他のスレイブシステムが優先され、信号線ｐに
ｒ　Ｈ。

を出力した当該スレイブシステムが自己の送信データと
、受信データとが異なっているのをビット衝突検出回路
により検知し、通信権を放棄するように機能する。

なお、１６は信号線ｒを開閉するゲート手段でありプル
アップ抵抗Ｒ１と、トランジスタＱ１と、抵抗Ｒ２〜Ｒ
１から成る反転入力バノファアンプと、トランジスタＱ
２と、抵抗Ｒ，，Ｒｈから成るオーブンコレクタ出力バ
ッファアンプにより構成され、信号線２に「０」を出力
したスレイブシステムがデータ送受信について優先され
、信号線２を専有し通信権が確保される。なお、Ｉｌｏ
はシステム入出力（＃Ｊ子）である。

なお、第４〜７図はシリアルデータ通信装置に係る動作
を補足する図であり、第４図は本発明の実施例に係るビ
ット衝突検出回路を説明する図を示している。

図において、２２ａはＥＯＲ論理回路であり、２２ｂは
ラッチ回路である。これによりピント衝突検出回路２２
を措成し、その動作は、反転入力バッファアンプの出力
データＤｉｎ　（信月線！上の反転データ１Ｍ２と自己
の発信したデータＤｏｕＬと、内部シフトクロックＳＣ
とを入力し、両受信データＤｉｎ、Ｄｏｕｔを内部シフ
トクロックＳＣのラッチタイミングでランチし、受信デ
ータＤｉｎ、Ｄｏｕｔ内容が異なる場合、ビット衝突検
出データＤａを出力するものである。

第５図（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施例に係るスター
トビット検出回路を説明する図である。

同図（ａ）において、２３３〜２３ｃはう、ンチ回路で
あり、２３ｄは三人力ＡＮ　Ｄ論理回路である。なお、
回路動作は入力バノファアンプの出力データＤｉｎを内
部ロックφに同期′してラッチ入力したデータと、該デ
ータをランチ回路２３ｄにより内部クロックφに同期し
てラッチ入力したデータと、該データをさらにラッチ回
路２３ｃによりランチ人力した反転データとを三入力Ａ
ＮＤ論理回路２３ｄに入力し、三入力ＡＮＤ論理演算し
、スタートビット検出データＤｂを出力するものである
。

また、同図（ｂ）は制御回路２５で発生される内部クロ
ックφ、入カバツファアンプの出力データＤｉｎ及び自
己の発信する発信データＤｏｕｔの波形を示している。

第６図は、本発明の実施例に係るエンドビット検出回路
を説明する図を示している。

図において、２４ａは二人力ＡＮＤ回路であり、入力バ
ッファアンプから出力されるシステム入力データＤｉｎ
の反転データ五了］−と内部クロックφとを入力し、二
人力ＡＮＤ論理を演算し、エンドビット検出データＤｃ
を出力する機能を有している。

第７図は、本発明の実施例に係る信号線上の基本フォー
マットを説明する図である。

図において、例えば、本発明のシリアル通信装置をマス
ク・スレイブ間でシリアルデータ通信をす２．場合、Ｄ
ｄは転送データ（シリアルデータ）であり、本発明の実
施例では８フレーム（８ピント×８ワード）の転送デー
タを示している。また８フレームを４フレーム×２に分
けて、最初の４フ：／−ムをスレイブＳ　Ｌ　Ａの出力
データに割当て、他の４フレームをマスタＭＳＡの出力
データに割当てている。

なお、１フレームのシリアルデータＤｄには転送開始を
確認するスタートビットを１　ｂｉｔ、マスクの必要と
するデータ等の転送データＤｄを８ｂｉｔ、エンドピン
トを３ｂｉｔ割当てている。

これ等により、本発明に係るシリアル通信装置を構成す
る。

このようにして、８ビットシフ１−レジスタ２１と、ビ
ット衝突検出回路２２と、スタートビット検出回路２３
と、エンドビット検出回路２４と。

制ｉ１１回路２５と、ゲート手段１６とを具備している
。

このため、マスタシステムに対して、複数のスレイブシ
ステムが一斉に発信したデータと信号線！上のデータＤ
ｄから該データ衝突を検出して、通信権の判定をし、当
該スレイブのシリアル通信装置が通信権を獲得したなら
ば信号線ｉにシステム出力データＤｏｕｔの送信を継続
したり、通信権を獲得できなかった他のスレイブの通信
装置は、信号線Ｐをそのスレイブの通信装置に譲歩して
、転送データＤｄを信号線Ｅに送信しないように例えば
信号線ゼにｒｌ、を継続して、通信放棄データＤＣを出
力して、シリアルデータ通信の制御をすることが可能と
なる。

これにより、−本の信号線２により双方向のシリアルデ
ータ通信をすることが可能となる。

第８図は、本発明の実施例に係る単線シリアル通信方法
を説明する図である。

図において、１１は、本発明の実施例に係るシリアル通
信装置（システム）であり、例えば４つのシリアル通信
装置を一本の信号線ｌにより接続し、すなわちシリアル
データ通信装置Ａ−Ｄのシステム入力Ｉ１０＠子を接続
する。これにより４システム間はワイヤードオア接続さ
れる。次いで、その内の１つをマスタシステムＡとし、
他のシステムをスレイブシステムＢ〜Ｄとする。なお、
マスクと、スレイブの動作の切り換えは、制御回路２５
のモードを切り換える方法等により行う。

ここで、スレイブシステムＣが通信権を獲得してマスタ
システムＡとシリアル通信をする場合について説明をす
る。まずマスタシステム八から信号線ｌにスタートピン
トを出力する。このスタートピントに同期してスレイブ
システムＢ−Ｄは一斉に信号線ｌにデータを転送しよう
とする。この時、ワイヤードオアの機能から信号線ｌに
「Ｌ」を出力したスレイブシステムが優先され、「ＨＪ
を出力したスレイブシステムは通信権を放棄する。

つまり、２進数で最も小さい値を出力したシステムが優
先される。

ここで、スレイブシステムＣが最も小さい値を出力した
と仮定すると、スレイブシステムＢ、　　Ｄは、ビット
衝突検出回路により、自己の発信する転送データＤｄと
信号線２上のデータＤｆｆｉとが異なっている状態を検
出し、これにより、通信権を放棄する。

スレイブシステムＣにおいては、ビット衝突が検出され
ないため、マスタシステムＡとのデータ転送が行われる
。

このようにして、１個のマスタシステム八に対して？！
＠のスレイブシステムＢ−Ｄが同時に送信を行うとして
も、スレイブシステム間において、通信権の争奪がなさ
れ、その結果、争奪に負けたスレイブシステムＢ、Ｄが
特定のスレイブシステムＣに信号線ｌを譲歩させること
ができる。

このため、複数のシステムＡ−Ｄ間において、ある一つ
のシステムをマスタシステムＡとし、他のシステムをス
レイブシステムＢ〜Ｄとし、マスタシステムＡと、他の
スレイブシステムに優先して通信権を獲得した特定のス
レイブシステムＣとの間でシリアル通信をすることが可
能となる。

これにより、複数のシステムＡ−Ｄ間を一本の信号１１
ｆｆｉによって単線シリアルデータ通信をすることが可
能となる。

〔発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、−本の信号線に接
続されたシリアル通信装置を使用して、通信権を獲得し
またスレイブシステムと、マスタシステムとの間におい
て、双方向の単線シリアルデータ通信をすることが可能
となる。

このため、複雑化するシステム間のデータ通信処理を簡
略化することができ、これにより電子機器や産業機器間
の通信システムの統一を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例の単線ンリアル通信方法に係
る原理図、 第２図は、本発明の実施例のシリアル通信装置に係る原
理図、 第３図は、本発明の実施例のシリアルデータ通信装置に
係る構成図、 第４図は、本発明の実施例に係るビット衝突検出回路を
説明する図、 第５図（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施例に係るスター
トビット検出回路を説明する図、第６図は、本発明の実
施例に係るエンドビット検出回路を説明する図、 第７図は、本発明の実施例に係る信号線上の基本フォー
マットを説明する図、 第８図は、本発明の実施例に係る単線シリアル通信方法
を説明する図、 第９図（ａ）〜（ｄ）は、従来例のシリアル通信方法及
びその通信装置に係る説明図である。 （符号の説明） １１０・・・通信システム、 １１・・・データ制御２手段、 １２・・・データ衝突検出手段、 １３・・・転送開始検出手段、 １４・・・転送終了検出手段、 １５・・・制御手段、 １６・・・ゲート手段、 ２１・・・８ビツトシフトレジスク、 ２２・・・ビット衝突検出回路、 ２３・・・スタートビット検出回路、 ２４・・・エンドビット検出回路、 ２５・・・制御回路、 ２２ａ・・・ＥＯＲ論理回路、 ２２　ｂ、　　２３　ａ　〜２３　ｃ−・・ラッチ回路
、２３ｄ・・・三入力ＡＮＤ論理回路、 ２４ａ・・・ＡＮＤ論理回路、 ｅ、１１〜Ｎｓ、ｊ！ｃ、Ｌｌ　ｌｏ、ｌ、ｃ。 １２Ｃ１７！　１４１　　Ｎ　ｚａ＝”信号線、Ｄｉｎ
・・・システム入力データ、 Ｄｏｕｔ・・・システム出力データ、 Ｄａ・・・ビット衝突検出データ、 Ｄｂ・・・スタートビット検出データ、ＤＣ・・・エン
ドビット検出データ、 Ｄｄ・・・転送データ（シリアルデータ）、ＳＣＫ・・
・システムクロック、 φ・・・内部クロック、 ＳＣ・・・内部シフトクロック、 ＩＭ・・・信号線上のデータ、 ＤＣ・・・通信放棄データ、 Ｓｌ又はＳｏ、Ｉｌｏ・・・システム入力又は出力。 システム入出力。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）二以上のシステム間において、転送開始データ及
   び転送終了データを含むシリアルデータ通信をする非同
   期方式の単線シリアル通信方法であって、 前記システムの内、一つのシステムをマスタシステムと
   し、他のシステムをスレイブシステムと設定し、 前記マスタシステムと、他のスレイブシステムに優先し
   て通信権を獲得した特定のスレイブシステムとの間にお
   いて、シリアルデータ通信をすることを特徴とする単線
   シリアル通信方法。
2. （２）データ転送を制御するデータ制御手段（１１）と
   、システム間のデータ衝突を検出するデータ衝突検出手
   段（１２）と、転送開始データを検出する転送開始検出
   手段（１３）と、転送終了データを検出する転送終了検
   出手段（１４）と、前記各手段を制御する制御手段（１
   ５）と、信号線（ｌ）を開閉するゲート手段（１６）と
   を具備し、単線シリアル通信をすることを特徴とするシ
   リアルデータ通信装置。