JPH0420138A - シリアルデータ伝送システム - 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】 【産業上の利用分野】

本発明は、先頭にスタートビットを付加した複数ビット
からなるシリアルデータを、１ビットのデータ信号幅に
対応した周期のクロック信号と共に所定周期で送信側か
ら受信側に伝送するシリアルデータ伝送システムに関す
るものである。

【従来の技術】

複数ビットから成るデータを送信側から受信側に伝送す
る場合、データを複数ビット並列に伝送すれば、その伝
送所要時間は短くて良いが、並列の伝送線路を敷設する
必要があるので、伝送線路の敷設空間に余裕がない工作
機械、自動車のエンジンルーム等では、データをシリア
ルに伝送する方法が用いられる。 第４図は、複数ビットからなるデータをシリアルに伝送
する従来のシリアルデータ伝送システムの最も基本的な
構成を示すブロック図であり、送信回路１、受信回路２
゛、シリアルデータＳＤを伝送するデータ伝送線路３．
１ビットのデータ信号幅に対応した周期のクロック信号
ＣＬＫを伝送するクロック伝送線路４とから構成されて
いる。 シリアルデータＳＤは、第５図のデータフォーマット例
に示すように、先頭に１ビット構成のスタートビットＳ
ＴＢ　（“Ｈ”レベル）、その後に８ビットのデータ部
りが付加された構成である。 そして、シリアルデータＳＤの伝送所要時間をＴａ２次
のシリアルデータＳＤが伝送されるまでを休止時間Ｔｂ
とすると、シリアルデータＳＤは第６図に示すように、
ｒＴａ＋Ｔｂ」時間周期で送信回路１から受信回路２に
順次伝送される。クロック信号ＣＬＫの一周期をｔとす
れば、第５図のフォーマット例を適用した第６図の伝送
形態では、Ｔａ＝９ｔ、Ｔｂ＝５ｔとなる。 一方、クロック信号ＣＬＫとシリアルデータＳＤとは第
７図のタイムチャートのように対応付けられ、シリアル
データＳＤの各ビットの変化（Ｏ→１，１→０）は、ク
ロック信号ＣＬＫの立上りをトリガ信号として利用して
おり、クロック信号ＣＬＫに同期している。 受信回路２は、第７図のようなタイミング関係でシリア
ルデータＳＤが伝送されてきたならば、クロック信号Ｃ
ＬＫの立上りに同期して、まず、スタートビットＳＴＢ
を確認し、次に後続のデータ部りをシフトレジスタ等に
取り込んで８ビットの並列データに変換し、この変換出
力データによって予め定められたデータ処理、あるいは
被制御器の制御等を行なう。 なお、送信回路１、受信回路２はのシステム全体の動作
状態を監視する監視装Ｗ５により監視されている。 このように、ｒＴａ＋ＴｂＪ時間周期でシリアルデータ
ＳＤを順次伝送するシステムでは、シリアルデータＳＤ
の伝送所要時間をＴａ、休止時間Ｔｂを固定の定数と考
え、受信回路２を構成する場合がある。このような受信
回路では、例えば、最初のスタートビットＳＴＥを受信
したｒ　Ｔ　ａ　＋ＴｂＪＴｂ後に次のスタートビット
ＳＴＢを受信するように受信タイミングを設定する。そ
して、この設定された受信タイミングで新たなスタート
ビットＳＴＢをサンプリングし、正規のスタートビット
ＳＴＢを確認できたならば、その後続のデータ部りのデ
ータを取り込んで内容を解読する手順に移行する。

【発明が解決しようとする課題］ しかしながら、送信回路１に誤動作が生じて次のシリア
ルデータＳＤの送信タイミングが遅れた場合、あるいは
クロック伝送線路４にノイズ等が重畳してクロック信号
ＣＬＫの数が変化してしまうと、固定の定数と考えてい
たｒＴａ＋Ｔｂ」時間が変化してしまう。このため、上
記ように、ｒＴａ＋Ｔｂ」時間を固定の定数と考えて受
信回路２を構成した場合においては、例えば、Ｔｂ＝５
ｔであったものがＴｂ＝７ｔに延びると、スタートビッ
トＳＴＢが受信されるべきタイミングで受信されないた
め、後続のデータ部りの内容に基づく処理や制御ができ
なくなる。 逆に、Ｔｂ＝５ｔであったものがＴｂ＝２ｔに短縮され
ると、データ部りに存在する“Ｈｎレベルのビットをス
タートビットＳＴＢとしてサンプリングしてしまい、そ
の後続のビットをデータ部りとして取り込むことになる
ので、誤った情報が伝達されて制御誤りが生じ、システ
ムの信頼性を低下させるという問題があった。 本発明は上記のような事情に鑑みなされたもので、シリ
アルデータＳＤの伝送所要時間Ｔａ、次のシリアルデー
タＳＤが伝送されるまでの休止時間Ｔｂの和が延びる方
向の変動に起因する伝送異常を検出し、システムの信頼
性の低下を防止することができるシリアルデータの伝送
システムを提供することを目的とする。 【課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本出願の第１の発明は、先頭
にスタートビットを付加した複数ビットからなるシリア
ルデータを、１ビットのデータ信号幅に対応した周期の
クロック信号と共に所定周期で送信側から受信側に伝送
するシリアルデータ伝送システムにおいて、受信側に、
前記スタートビットを受信してからの時間経過を計測し
、次のシリアルデータのスタートビットが受信されるべ
きタイミングを設定するタイミング設定回路と、このタ
イミング設定回路が設定したタイミングにおいて次のシ
リアルデータのスタートビットが受信されたか否かを判
定し、受信されない時は伝送異常信号をシステムの動作
状態を監視している監視装置等に出力する判定回路とか
ら成る伝送異常検出装置を設けた。 また、第２の発明は、前記タイミング設定回路は送信側
からのクロック信号をカウントすることにより１次のシ
リアルデータのスタートビットが受信されるべきタイミ
ングを設定するようにした。 【作用】 上記構成によれば、タイミング設定回路が設定したタイ
ミングにおいて次のシリアルデータのスタートビットが
受信されない時は、伝送異常信号が判定回路から出力さ
れるので、監視装置に復旧対策を行なわせる等の処置に
よってシステムの信頼性が低下するのを防止することが
できる。

【実施例］ 以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。 第１図は、本発明のシリアルデータ伝送システムの全体
構成を示すブロック図であり、従来構成に対して、伝送
異常検出回路６を新たに設けている。 この伝送異常検出回路６は、第２図に詳細構成の一実施
例を示しているように、受信回路２と並列にスタートビ
ットＳＴＢを受信し、このスタートビットＳＴＢを受信
してからの時間経過を計測し、次のシリアルデータＳＤ
のスタートビットＳＴＢが受信されるべきタイミングを
設定するタイミング設定回路６０と、このタイミング設
定回路６０が設定したタイミングにおいて次のシリアル
データＳＤのスタートビットＳＴＢが受信されたか否か
を判定し、受信されない時は伝送異常信号ＡＬＭをシス
テムの動作状態を監視している監視装置’５に出力する
判定回路６１とから構成されている。 まず、タイミング設定回路６０は、クロック信号ＣＬＫ
を反転するインバータ６００、スタートビットＳＴＢを
受信したことによりセットされるフリップフロップ６０
１、スタートビットＳＴＢを受信した後のクロック信号
ＣＬＫをカウントする４ビットカウンタ６０２．インバ
ータ６０３およびナントゲート６０４から成り、カウン
タ６゜２のカウント値が’１４Ｊ　　（１０進表示）に
なったことを検出するデコーダ６０５、このデコーダ６
０５の出力信号を反転するインバータ６０６、フリップ
フロップ６０１のクロック端子にクロック信号を入力す
るアンドゲート６０７、カウンタ６０２のクロック端子
にクロック信号を入力するアンドゲート６０８を備え、
さらにオアゲート６１０、アンドゲート６ｏ９を備え、
前記インバータ６０６から次のスタートビットＳＴＢが
受信されるべきタイミングを示すタイミング信号ＴＭＧ
が出力される。 次に、判定回路６１は最初のスタートビットＳＴＢの受
信後にセットされ、前記タイミング信号ＴＭＧの発生タ
イミングにおいて“Ｈ”レベルのスタートビットＳＴＢ
が正常に受信されなかった時はリセットされるフリップ
フロップ６１１、このフリップフロップ６１１のセット
出力Ｑとタイミング設定回路６０のフリップフロップ６
０１のセット出力Ｑとを比較し１両者が不一致ならば“
Ｈ”レベルの異常検出信号ＡＬＭを出力する排他的論理
和ゲート６１２、前記異常検出信号ＡＬＭから所謂ひげ
パルスを除去し、誤検出を防止するためのコンデンサ６
１３とを備えている。 なお、シリアルデータＳＤは第５図に示すように、ｒＴ
ａ＋ＴｂＪ時間周期で送信回路１から受信回路２に繰返
し伝送され、Ｔａ＝９ｔ、Ｔｂ＝５ｔが正常であるもの
とする。 次に、上記回路の動作を第３図のタイムチャートを参照
して説明する。なお、フリップフロップ６０１．６１１
およびカウンタ６０２は電源投入時に初期化される。 まず、送信回路１から第５図〜第７図に示した形態でシ
リアルデータＳＤおよびクロック信号ＣＬＫが送信され
ると、伝送異常検出回路６は受信回路２と共にこれらシ
リアルデータＳＤおよびクロック信号ＣＬＫを受信する
。 この時、送信回路１およびデータ伝送線路３、クロック
伝送線路４が正常であれば、受信回路２および伝送異常
検出回路６では、クロック信号ＣＬＫと共にスタートビ
ットＳＴＢを受信する。 例えば、シリアルデータＳＤの８ビット構成のデータ部
りがｒｏ　ＯＯＯＯＯＯＯＪあったとすると、第３図（
ａ）に示すようなりロック信号ＣＬＫが受信され、また
第３図（ｂ）に示すようにスタートビットＳＴＢのみが
“Ｈ”レベルとなっているシリアルデータＳＤが受信さ
れる。受信されたシリアルデータＳＤはフリップフロッ
プ６０１゜６１１のデータ端子に入力されるが、フリッ
プフロップ６０１のクロック端子には、クロック信号Ｃ
，ＬＫをインバータ６００で反転した信号とフリップフ
ロップ６０１の反転セット出力ことの論理積出力信号が
アンドゲート６０７から入力されるようになっているた
め、フリップフロップ６０１は第３図（Ｃ）に示すよう
にスタートビットＳＴＢを受信した直後のクロック信号
ＣＬＫの立ち下がりタイミングでセットされる。 一方、フリップフロップ６１１のクロック端子にはアン
ドゲート６０９の論理積信号が入力されるようになって
いるが、スタートビットＳＴＢを受信した直後のクロッ
ク信号ＣＬＫの立ち下がりタイミングではフリップフロ
ップ６０１がセットされていないので、オアゲート６１
０の出力信号が“Ｈ”レベルとなり、アンドゲート６０
９の論理積がクロック信号ＣＬＫの立ち下がりタイミン
グで成立する。このため、フリップフロップ６１１も第
３図（ｆ）に示すようにセットされる。 フリップフロップ６０１がセットされると、“Ｈ”レベ
ルのセット出力Ｑがアンドゲート６０８に入力される。 このアンドゲート６０８には、クロック信号ＣＬＫの他
に、カウンタ６０２のカウント値が「１４」になった時
にａ　Ｌ　ｕレベルとなる信号がデコーダ６０５から入
力されるようになっているが、未だカウンタ６０２のカ
ウント値が「１４」になっていないので、フリップフロ
ップ６０１がセットした条件でアンドゲート６０８の論
理積が成立する。このアンドゲート６ｏ８の出力信号は
カウンタ６０２のクロック端子に入力されているので、
カウンタ６０２は第３図（ｈ）に示すようにフリップフ
ロップ６０１がセットされた直後のクロック信号ＣＬＫ
の立上りタイミングでカウント値が「１」となる。 そして、スタートビットＳＴＢの後続のデータ部りの各
ビットが受信されるようになるが、伝送異常検出回路６
では、カウンタ６０２のカウント値が「１４」になるま
でクロック信号ＣＬＫをカウントするのみである。すな
わち、カウンタ６゜２のカウント値が「１４」になるま
でアンドゲート６０８の論理積が成立し続けているので
、カウンタ６０２はクロック信号ＣＬＫが受信される毎
にカウントアツプされる。そして、休止時間Ｔｂが終了
する１クロック周期を秒前になると、カウント値が「１
４」になる、すると、デコーダ６０５の論理積が成立し
、該デコーダ６０５からカウンタ６０２のカウント値が
「１４」になったことを示すｕ　Ｌ　１１レベルの信号
が出力される。これによって、アンドゲート６０８では
論理積が否定されるようになる。 一方、カウント値が「１４」になったことを示す１１　
Ｌ”レベルの信号はインバータ６０６で反転され、第３
図（ｄ）に示すようなタイミングＴＭＧとなってオアゲ
ート６１０を介してアンドゲート６０９に入力される。 アンドゲート６０９には、前記タイミング信号ＴＭＧと
の論理積をとるべく、インバータ６００で反転されたク
ロック信号ＣＬＫが入力されているので、該アンドゲー
ト６０９は第３図（ｅ）に示すように、カウント値が「
１４」になった後のクロック信号ＣＬＫの立ち下がりタ
イミングでｔｔＨ”レベルの信号を出力し、フリップフ
ロップ６１１のクロック端子に入力する。 このアンドゲート６０９からＩＩ　ＨＨレベルの信号を
出力するタイミングは、伝送線路等が全て正常であれば
１次のスタートビットＳＴＢを確実に受信するタイミン
グである。 フリップフロップ６１１のデータ端子には、シリアルデ
ータＳＤが入力されているので、アンドゲート６０９が
“Ｈ”レベルの信号を出力したタイミングでスタートビ
ットＳＴＢが正常に受信されていれば、フリップフロッ
プ６１１は第３図（ｆ）に示すように、セット状態に保
持される。 同時に、カウンタ６０２はアンドゲート６０９の“Ｈ”
レベル出力信号によってリセットされ、次の周期の動作
に備えるようになる。 フリップフロップ６１１がセット状態に保持されれば、
タイミング設定回路６０のフリップフロップ６０１もセ
ット状態であるので、排他的論理和ゲート６１２の出力
信号は“Ｌ”レベルとなる。 すなわち、第３図（ｇ）に示すように、伝送異常検出信
号ＡＬＭは出力されない。 しかし、アンドゲート６０９が“Ｈ”レベルの信号を出
力したタイミングでスタートビットＳＴＢが正常に受信
されてない場合、フリップフロップ６１１は第３図（ｉ
）に示すように、リセット状態に反転される。 フリップフロップ６１１がリセット状態に反転されると
、タイミング設定回路６ｏのフリップフロップ６０１は
セット状態であるので、排他的論理和ゲート６１２の出
力信号は“Ｈ”レベルとなる。すなわち、第３図（ｊ）
に示すように、伝送異常検出信号ＡＬＭが出力される。 この伝送異常検出信号ＡＬＭは監視装置５に入力され、
伝送異常が発生していることが通知される。監視装置５
では、異常復帰処理等を実施し、伝送異常状態を正常状
態に復帰させる処理を行なう。 なお、監視装置５を備えていない簡易な伝送システムで
は、表示機等によって伝送異常が生じたことを管理担当
者に通知するようにしてもよい。 【発明の効果】 以上のように本発明は、受信側においてスタートビット
を受信してからの時間経過を計測し、次のシリアルデー
タのスタートビットが受信されるべきタイミングを設定
し、この設定タイミングにおいて次のシリアルデータの
スタートビットが受信されたか否かを判定し、受信され
ない時は伝送異常信号を出力し、伝送異常が発生したこ
とを監視装置等に通知するようにしたため、監視装置等
に復旧対策を行なわせる等の処置により、シリアルデー
タの伝送所要時間Ｔａと休止時間Ｔｂとの和が延びる方
向の変動に起因してシステムの信頼性が低下するのを防
止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のシリアルデータ伝送システムの一実施
例を示すブロック図、第２図は本発明の要部である伝送
異常検出回路の一実施例を示す回路図、第３図は伝送異
常検出回路の動作を説明するためのタイムチャート、第
４図は従来のシリアルデータ伝送システムの構成を示す
ブロック図、第５図はシリアルデータの伝送フォーマッ
トの一例を示す説明図、第６図はシリアルデータの似形
式を示す説明図、第７図はデータ部とクロック信号との
関係を示すタイムチャートである。 １・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・旧・・・旧・・・・・・旧・・・・・送信回路
受信回路 データ伝送線路 クロック伝送線路 伝送異常検出回路 タイミング設定回路 判定回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）先頭にスタートビットを付加した複数ビットから
   なるシリアルデータを、１ビットのデータ信号幅に対応
   した周期のクロック信号と共に所定周期で送信側から受
   信側に伝送するシリアルデータ伝送システムにおいて、 受信側に、前記スタートビットを受信してからの時間経
   過を計測し、次のシリアルデータのスタートビットが受
   信されるべきタイミングを設定するタイミング設定回路
   と、このタイミング設定回路が設定したタイミングにお
   いて次のシリアルデータのスタートビットが受信された
   か否かを判定し、受信されない時は伝送異常信号をシス
   テムの動作状態を監視している監視装置等に出力する判
   定回路とから成る伝送異常検出装置を設けたことを特徴
   とするシリアルデータ伝送システム。
2. （２）前記タイミング設定回路は送信側からのクロック
   信号をカウントすることにより、次のシリアルデータの
   スタートビットが受信されるべきタイミングを設定する
   ものである請求項１記載のシリアルデータ伝送システム
   。