JPH08163182A - シリアル通信方式及びシリアル通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明はシリアル通信方式において、システム
を小型化できる通信方式を実現する。 【構成】一連のデータ群の先頭位置及び一連のデータ群
を構成する最小単位のデータを通信するのに要する各最
小通信単位時間の終了時点に信号レベルの変化点が現れ
る方式でデータを送信する。これによりデータにクロツ
ク信号を含めて送信することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【目次】以下の順序で本発明を説明する。 産業上の利用分野 従来の技術（図６〜図１３） 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段（図１〜図５） 作用 実施例（図１〜図５） （１）シリアル通信方式 （１−１）信号形式（図１） （１−２）通信データ構造（図２） （１−３）通信時の信号例（図３） （２）通信装置 （２−１）マスターデバイスの構成（図４） （２−２）スレーブデバイスの構成（図５） （２−３）通信手順 （２−３−１）マスターデバイスの動作 （２−３−１−１）スレーブデバイスへデータを送信す
るときの動作 （２−３−１−２）スレーブデバイスからデータを読み
出すときの動作 （２−３−１−３）スレーブデバイスからデータの出力
要求が受信されたときの動作 （２−３−２）スレーブデバイスの動作 （２−３−２−１）マスターデバイスから受信されたデ
ータに基づく動作 （２−３−２−２）出力要求信号をマスターデバイスに
出力するときの動作 （３）他の実施例 発明の効果

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明はシリアル通信方式及びシ
リアル通信装置に関し、例えばリモートコントローラを
端末装置として含むものに適用して好適なものである。

【０００３】

【従来の技術】図６に複数の端末装置で構成される通信
システムの接続例を示す。この通信システム１はシステ
ム制御装置２と複数の端末装置３〜５によつて構成され
るものである。各装置間は例えばマイクロコンピユータ
の通信ポートに接続されたクロツク信号線Ｌ_CK、データ
線Ｌ_DATA及びコントロール信号線Ｌ_CONTによつて互いに
接続されており、この信号線を介してシステム制御装置
２が端末装置３〜５の動作を決定するようになつてい
る。このため通信システム１はシステム制御装置２の意
志決定事項を命令として伝送すると共に、その命令に従
つて動作した端末装置３〜５の状態や結果を送り返すこ
とにより装置間の通信を実現している。

【０００４】さて装置間通信方式には例えば図７に示す
ように最小通信単位時間内に複数のデータを送るパラレ
ル通信方式と、例えば図８に示すように最小通信単位時
間内に単数のデータを送るシリアル通信が一般に知られ
ている。パラレル通信方式は必要とされるデータの組を
構成するのに必要な数のデータ線を用意しておき、同時
に複数のデータを送るもので、単位時間当たりに伝送で
きるデータの数を増やせるようにしたものである。これ
に対してシリアル通信方式は必要とするデータ線を最小
の１本だけ用意しておき、時系列に伝送されるデータ列
のうち予め決められた１個又は複数個のデータを一組と
みなすことによつて情報を送るものである。

【０００５】このシリアル通信方式は時間情報の送り方
によつて同期通信方式と非同期通信方式の２つに分ける
ことができる。まず同期通信方式は、例えば図９に示す
ようにデータの最小単位の区切りを示すクロツク信号を
時間情報としてデータと別に伝送する方式であり、受信
装置に受信されたクロツク信号に同期したタイミングで
データを取り込ませるものである。一方、非同期通信方
式は情報を送受する装置間において予めクロツク信号の
周期を決めておき特にクロツク信号を伝送しない方式で
ある。この方式の場合、受信装置は予め決められた規則
に従い一定時間毎にデータを取り込むことにより情報を
受信する。

【０００６】この方式の違いに基づき送信装置と受信装
置には構成や動作に次のような違いが認められる。例え
ば同期通信方式の場合、出力装置はクロツク信号の立ち
上がり部分でデータを変化又は固定し、次のクロツク信
号の立ち上がり時点までその状態を保持することによ
り、データを送出する。これに対して受信装置はクロツ
ク信号の立ち下がり時点のデータを真のデータとして取
込むことによりデータを取り込む。

【０００７】一方、非同期通信方式の場合、例えば出力
装置と受信装置との間でシステムとして許される誤差範
囲で等しいとみなせる周波数のクロツク信号を発生する
クロツク発生回路を両装置それぞれに設けておく。そし
て出力装置がデータの出力装置と受信装置との間で予め
決めてある時間間隔でデータを出力し、受信装置がデー
タが確定しているとされている時点でデータを取り込む
ことによつて信号を送受する。

【０００８】以上は同期信号をデータと別に送るか否か
の観点による分類であるが、データを送るための信号線
の用い方によつても２つの方式がある。１つはデータを
送るための信号線を１組だけ用意しておき時間を区切る
ことによつて双方向通信を実現する半二重通信方式であ
り、１つはデータを送るための信号線を複数組用意して
おき、１組の信号線を介して伝送されるデータを１方向
に限る全二重通信方式である。

【０００９】例えば半二重通信方式を用いて図６のシス
テム制御装置２と端末装置３との間で相互に通信する場
合、システム制御装置２が端末装置３に対して送るデー
タの内容を、次の一連のデータ通信期間に端末装置３が
データ線に対してデータを出力させる命令としておくこ
とで実現できる。因にこの方式を用いる各装置にはデー
タ線からデータを読み込む機能とデータ線にデータを出
力する機能が設けられており、複数の装置が同時にデー
タを出力しないように通信方式を定めている。

【００１０】また全二重通信方式を用いて例えば図６の
システム制御装置２と端末装置３との間で相互に通信す
る場合、システム制御装置２から端末装置３へデータを
送るための信号線と、端末装置３からシステム制御装置
２へデータを送るための信号線がそれぞれ独立して存在
することになるためシステム制御装置２が端末装置３へ
データを出力している間も端末装置３からシステム制御
装置２へデータが送ることができる。

【００１１】さてこれら通信方式を用いれば各データの
送受を実現できるが、上述の方法では受手側で一連のデ
ータ群の先頭を知ることができない。そこで同期通信方
式を用いるシリアル通信方式では一連のデータ群の先頭
を知る方法として例えば図１０〜図１２の方式が用いら
れている。まず図１０の方式は８個のクロツク期間に送
られるデータを一連のデータ群として予め決めておき、
クロツク数の整数倍にあたる部分（すなわちこの例にお
いては８、１６、２４、３２等のように８の整数倍のク
ロツク数の部分）を先頭とする方式である。

【００１２】また図１１の方式はデータやクロツクとは
別にデータ群の区切りを示す同期信号を用意しておき、
同期信号とクロツクとの関係を予め決めておくことによ
つてデータ群の先頭を決定する方式である。さらに図１
２の方式はデータが決定されるために本来変化すること
のないクロツクの部分でデータを変化させることによつ
て先頭とする方式である。

【００１３】一方、非同期通信方式を用いるシリアル通
信方式では、例えば図１３のように一定期間データの送
られない状態を保つた後の最初の変化を先頭とする方
式、すなわちこの例の場合、一定期間以上の高レベル信
号を連続して保つた直後の低レベル信号が同期信号とな
るように決めることによつて先頭を決定する方法が知ら
れている。

【００１４】さてこれらの方式を用いれば所定のデータ
を伝送でき、また受信されたデータから情報を確実に取
り込むことができるのであるが、装置間での通信を確実
とするためには他に、出力すべきデータをもつた装置が
別の装置に対し出力することを知らせる方法が必要とな
る。

【００１５】この方法としては、例えば常にシステムを
制御している装置がシステム内で決められた時間間隔な
どでそれ以外の装置に対し、なにか出力すべきデータが
あるかどうか通信を利用して問い合わせする方法や、通
信とは別に独立した信号線を用意しておき出力すべきデ
ータをもつた装置にこの信号線を予め決められた信号レ
ベルに保たせる等させることにより他の装置に対して通
信を要求していることを知らせる方式等が知られてい
る。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】ところが小型なシステ
ムにおいては装置間の通信のためにデータを送るのに必
要な信号線が増えることはシステムを小型化する上で大
きな障害となる場合が多い。すなわち小型なシステムを
構成する場合にはパラレル通信のように多くのデータ信
号線を必要とする方式の採用が困難である。そこで小型
システムを構成する場合には必要最小限のデータ線しか
有しないシリアル通信方式の採用が要求される。

【００１７】しかしながらシステムを小型化しようとす
ると、通信方式にシリアル通信方式を採用するだけでは
不十分な場合がある。例えば図６に示す通信システムに
おいて、端末装置５をリモートコントローラ等とする
と、信号線の数を最小にするにはクロツク信号の送信さ
え障害になることがある。またこの端末装置５をシステ
ムに対して挿抜自在とするため通信端末５と他の装置
２、３、４とをコネクタ等を介して接続する場合、これ
らの方式ではシステムの動作中に端末装置５が接続され
たとき対応できないことがある。

【００１８】例えば図１１に示す信号形式を装置間の通
信に用いる場合には、同期信号がデータやクロツク信号
と別に送信されるため現在交わされている通信の区切り
を容易に判断することができる。しかしながらシステム
を小型化する上では同期信号の送信も障害となり得る。
また例えば図１０に示す信号形式でデータを送るとする
と、同期信号がないだけにハードウエアを小型化するの
に向いているが１回でもクロツクを見落とすようなこと
があるとデータ群の区切りが判断できないため、途中か
ら通信に参加することは不可能である。このため挿抜が
存在するシステムにおいては使用できない。

【００１９】また例えば図１３に示す信号形式によつて
端末装置５からシステム制御装置２にデータを送る場
合、一般的にはデータの信号線が１つの装置も信号レベ
ルを決定しない状態にあるためハードウエアによつてシ
ステムとして都合の良い信号レベルに安定するように設
定されているので、端末装置５がシステムからはずれて
いてもデータがあたかも送られているかのように判定さ
れるおそれがあり、端末装置５のシステム上での非存在
の検出が困難である。

【００２０】これを解決するため従来は、例えば送信中
のデータにある一定の規則に従つて生成された冗長なデ
ータをつけて送るように決めておき、受け取つたデータ
がこの規則を満たしたものであるかどうかを確認するこ
とで判断したり、データを何回か送り直させたりする等
の方法がとられている。すなわち例えば決められた値を
返すべきときに返してくるかどうかで判断する等の方法
を取つている。しかしながら通信に要する時間や制御す
るためのアルゴリズムが複雑になつたり、また通信の途
中で装置がシステムから抜けたことを判断するのが困難
であるという欠点があつた。

【００２１】また図１２に示すように、クロツク信号の
うち決められた期間にあつた信号のレベル変化を利用し
てデータブロツクの区切りである同期信号を付加する方
式においては、リモートコントローラ等のようにデータ
線やクロツク線がシステム外部から飛来した雑音信号に
よつて影響を受けることが容易に想定される部分で端末
装置が使用されると、雑音信号によつて本来存在しない
データ変化点が作られるとその部分によつて同期信号で
あると誤りが生じる可能性が大きく、システムの信頼性
低下につながる問題がある。

【００２２】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、従来に比して一段と少ない信号線の接続だけで通信
を成立させることができる同期信号の判別が容易で、か
つ通信中におけるシステムから構成装置の挿脱も容易に
認識できるシリアル通信方式を提案しようとするもので
ある。

【００２３】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、一連のデータ群の先頭位置及びデ
ータ群を構成する最小単位のデータを通信するのに要す
る各最小通信単位時間の終了時点に信号レベルの変化点
が現れるシリアル通信方式を用いる。

【００２４】また本発明においては、外部からの制御に
よつて動作を決定することができる１つ以上の装置と、
当該装置を制御する装置との間で制御内容や制御によつ
て得られた結果を相互に送受するシリアル通信装置にお
いて、一連のデータ群の先頭位置及び一連のデータ群を
構成する最小単位のデータを通信するのに要する各最小
通信単位時間の終了時点に信号レベルの変化点を発生さ
せる信号形式変換手段（１７）、（３６）を設ける。

【００２５】

【作用】一連のデータ群の先頭位置及び一連のデータ群
を構成する最小単位のデータを通信するのに要する各最
小通信単位時間の終了時点に信号レベルの変化点が現れ
るためデータにクロツク信号を含めて送信することがで
きる。またデータにクロツクを重乗していることからシ
ステムからある装置を抜き出されたときクロツクが送ら
れなくなることを利用して装置の不在を容易に知ること
ができる。さらにクロツクがデータに重乗されるため、
システム内の信号線の数を減らすことができ、システム
の小型化を実現できる。また１ビツト単位でのデータに
対する同期が容易になる。

【００２６】

【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。

【００２７】（１）シリアル通信方式 （１−１）信号形式 図１に装置間シリアル通信方式に用いる一般データの信
号形式を示す。この実施例では通信に使用する信号とし
て２種類の符号（すなわち符号「０」及び符号「１」）
を用いている。またこの実施例では、各符号に対応する
信号形式をそれぞれ２通り用意し、各信号形式をそれぞ
れ形式１及び形式２と呼ぶものとする。

【００２８】ここで符号「０」の形式１及び形式２はそ
れぞれ高信号レベル又は低信号レベルのいずれか一方の
信号レベルをとり、また符号「１」の形式１及び形式２
もそれぞれ高信号レベル又は低信号レベルのいずれか一
方の信号レベルをとるものとする。さらに符号「０」に
おける形式１の高レベル期間、符号「０」における形式
２の低レベル期間、符号「１」における形式１の１つの
高レベル期間と１つの低レベル期間の和、符号「１」に
おける形式２の１つの低レベル期間と１つの高レベル期
間の和はすべてシステムで規定される最小通信単位時間
と等しく制御する。

【００２９】ここで符号「１」における高レベル期間と
低レベル期間の長さは理想的には等しくあるべきである
が、次項以降で説明するように回路内で多少の誤差は吸
収することができるためほぼ等しければ良いものとす
る。さて本実施例においては、一部の例外を除いて最小
通信単位時間の終了時、すなわち次の最小通信単位時間
の始まりの部分に必ず信号レベルの変化点が現れるよう
に符号の信号形式を決定する。これによりデータ信号に
クロツク信号を重畳することができ、信号線をなくすこ
とができるようになされている。

【００３０】例えばある最小通信単位時間内に符号
「０」の形式１が存在した場合、次の最小通信単位時間
において存在できる信号形式は、符号「０」であれば形
式２のみであり、符号「１」であれば形式２のみであ
る。また例えばある最小通信単位時間において符号
「１」の形式１が存在した場合、次の最小通信単位時間
において存在できる信号形式は、符号「０」であれば形
式１のみであり、符号「１」であれば形式１のみであ
る。

【００３１】（１−２）通信データ構造 図２は図１の信号形式を利用して装置間でシリアル通信
を実現するために用いられる一連の通信データ構造であ
る。この実施例においては、次の５種類の構成要素から
なつている。

【００３２】まず第１の構成要素は、一連のデータの始
まりを示すためのスタートコードであり、Ｔ１〜Ｔ３の
区間で構成される。この区間においては、図１で説明を
した符号「０」や符号「１」には存在しない特殊な符
号、すなわち最小通信単位時間の始まり部分に変化点を
もたない符号をＴ２に割り当てるものとする。通常のデ
ータ部分には一定時間毎に信号レベルの変化点が存在す
るのに対し、スタートコード部分には唯一変化点の存在
しない符号を利用しているので、通信がすでに行なわれ
ているシステムに途中から加わつた装置であつても容易
に一連のデータの始まり部分を知ることができるように
なつている。

【００３３】第２の構成要素は２台以上のスレーブデバ
イスが存在するシステムにおいて、マスターデバイスが
１つのスレーブデバイスを選択するのに使うコードであ
り、Ｔ４〜Ｔ８の区間で構成される。因にこのコード部
分は５個の最小通信単位時間に限定されるものではな
い。またスレーブデバイスを選択するだけでなくさらに
内容を細分化して選択されたスレーブデバイス内部のア
ドレス信号として利用することも可能である。

【００３４】第３の構成要素は一連のデータの前半部分
と後半部分とを矛盾なくつなぐ、具体的には区間Ｔ８と
区間Ｔａとを矛盾なくつなぐためのアジヤストコードで
あり、Ｔ９がこれに対応する。これは区間Ｔ８の符号が
どちらの符号のどちらの信号形式であつても区間Ｔａの
最初の信号レベルが高レベルになるようにするためのコ
ードであり、後で説明をする双方向通信で区間Ｔａ以降
にスレーブデバイスがデータを出力する場合にはマスタ
ーデバイスがスレーブデバイスに対して区間Ｔａの始ま
りを知らせるために使われる。例えば区間Ｔ８が符号
「０」の形式１であつた場合、区間Ｔ９には符号「０」
の形式２が割り当てられる。また例えば区間Ｔ８が符号
「１」の形式１であつた場合、区間Ｔ９には符号「１」
の形式１が割り当てられる。

【００３５】第４の構成要素はマスターデバイスからス
レーブデバイスに対するデータ、又はスレーブデバイス
からマスターデバイスに対するデータでありＴａ〜Ｔｈ
の区間がこれに相当する。もちろんこのコード部分は８
個の最小通信単位時間に限定されるものではなく各シス
テムにおいて最も効率良くデータ等を授受する単位を選
ぶものである。

【００３６】第５の構成要素は第４の構成要素の最後の
信号レベルと次の一連のデータの始まりになり得る区間
Ｔ１１とを矛盾なくつなぐためのアジヤストコードであ
り、区間Ｔｉがこれに相当する。例えば区間Ｔｈが符号
「０」の形式１であり、かつ区間Ｔｉの終わりが高レベ
ルの信号で終わるコードが選択された場合、区間Ｔｉは
符号「１」の形式２となる。また例えば区間Ｔｈが符号
「１」の形式１であつた場合、区間Ｔｉは符号「０」の
形式１となる。

【００３７】（１−３）通信時の信号例 最後に図２の規則に基づいて通信時に送出される実際の
信号例を図３に示す。この例ではスタートコード（区間
Ｔ１〜Ｔ３）に続く区間Ｔ４〜Ｔ８において符号「０」
（形式１）、符号「１」（形式２）、符号「１」（形式
２）、符号「０」（形式２）、符号「１」（形式１）を
送信している。また区間Ｔａ〜Ｔｈにおいては、符号
「１」（形式１）、符号「０」（形式１）、符号「０」
（形式２）、符号「０」（形式１）、符号「１」（形式
２）、符号「０」（形式２）、符号「１」（形式１）、
符号「０」（形式１）が送られている。因にアジヤスト
コードＴ９及びＴｉとしてはそれぞれ符号「１」（形式
１）及び符号「１」（形式２）が用いられている。

【００３８】（２）通信装置 ここでは前項までに説明したシリアル通信方式を用いる
通信装置の一例を説明する。 （２−１）マスターデバイスの構成 図４に主にマスターデバイスに用いるブロツク構成を説
明する。ここでいうマスターデバイスは図６に示す通信
システムの場合、主にシステム制御装置２に用いられる
ものである。すなわちシステム内で他の装置のデータ出
力要求等を処理すると共に、他の装置（例えば図６の端
末装置３、４、５等）からデータを出力させる権利をも
たされた装置である。この実施例では説明の都合上、シ
ステム制御装置２をマスター又はマスターデバイスと呼
び、端末装置３〜５をスレーブ又はスレーブデバイスと
呼ぶことにする。

【００３９】まずマスターデバイス１０を構成する各ブ
ロツクのうちデータの出力に用いるブロツクから順に説
明する。マスターデバイス１０は出力用に２つのシフト
レジスタ１１、１２を有している。ここで制御コードシ
フトレジスタ１１は、この装置間シリアル通信方式を使
つてデータを送ろうとする装置（例えばマイクロコンピ
ユータ等）が幾つかのスレーブデバイスの中から通信し
ようとする相手を選択するのに使うような制御データ
や、スレーブデバイスからデータを出力させるシーケン
スが起動されるような通信を制御するようなデータをシ
リアル又はパラレルなデータ形式で書き込んでおくのに
用いられる。

【００４０】一方、出力データシフトレジスタ１２は、
この装置間シリアル通信方式を使つてデータを送ろうと
する装置（例えばマイクロコンピユータ等）が出力すべ
きデータをシリアル又はパラレルなデータ形式で書き込
んでおくのに用いられる。これらシフトレジスタに記憶
されているデータの出力を制御するのがシステムコント
ローラ１３である。

【００４１】システムコントローラ１３は、制御コード
シフトレジスタ１１に書かれたデータから出力データシ
フトレジスタ１２に書かれたデータがスレーブデバイス
である端末装置４に対して出力するような内容であると
判断すると、まずスタートコード発生器１４に対して、
図２におけるＴ１〜Ｔ３期間のようなスタートコードを
生成するように制御する。スタートコード発生器１４で
生成されたスタートコードはスイツチ回路１５の切り替
えスイツチを通して信号レベル変換器１６に送られる。

【００４２】信号レベル変換器１６は通信信号ライン上
で予め決められた例えば電気信号の電圧レベルになるよ
う信号レベルや光信号の光レベルを変換する。そしてシ
ステムコントローラ１３は制御コードシフトレジスタ１
１の内容に応じて信号形式変換器１７の出力を監視しな
がら、スイツチ回路１８の切り替えスイツチを制御して
制御コードシフトレジスタ１１の内容、出力データシフ
トレジスタ１２の内容を順に出力する。また図２のＴ９
やＴｉ等のアジヤストコードを出力すべき期間ではシス
テムコントローラ１３が生成するデータを信号形式変換
器１７に送る。これらブロツク回路により必要なデータ
を信号ラインに出力することができる。

【００４３】さてスレーブデバイスからの出力要求は次
のブロツク回路により検出される。データ出力要求検出
器１９がそれである。データ出力要求検出器１９は通信
信号ラインを監視し、システムとして決められた時間の
間、信号ラインのレベルが低レベル信号に保たれた場合
に他の装置がデータの出力を要求していることを検出
し、これをシステムコントローラ１３に知らせる。

【００４４】このシステムとして決められた時間の低レ
ベル信号の保持は、図２のような信号形態を採用した場
合、最短で最小通信単位時間の３倍である。これは例え
ばある装置が通信信号ラインを低レベルに保持したのと
同時にその時点でマスターデバイスになつている装置が
Ｔ１期間に入つたとすると、本来データ出力要求が出力
されていなければＴ３期間で高レベルの信号が検出でき
るはずが、データ出力要求が最終通信単位時間の３倍の
時間出力された場合にはＴ３に現れるはずの高レベルの
信号が消されるためである。これにより出力要求を出し
ている装置があることを他の装置が判断することができ
る。このような形で通信信号ラインが使用されることか
ら信号レベル変換器１６の出力ドライバは例えばオープ
ンコレクタ方式等で実現できる。

【００４５】最後にデータの受信に用いるデータブロツ
クを説明する。通信信号ラインより受信されたデータ信
号形式変換器２０に入力される。例えば図２のＴａ〜Ｔ
ｈの期間にスレーブデバイスからのデータ出力をさせる
ような制御をした場合、このデータ信号形式変換器２０
がスレーブデバイスから出力された通信信号ライン上の
データ形式を例えばマイクロコンピユータ等が扱う信号
形式である符号に変換する。入力データシフトレジスタ
２１はデータ信号形式変換器２０で変換されたデータを
１ビツトずつシフトし、シリアル又はパラレルなデータ
形式で例えばマイクロコンピユータ等へ与える。

【００４６】（２−２）スレーブデバイスの構成 図５に主にスレーブデバイスに用いるブロツク構成を説
明する。例えば装置間シリアル通信方式を使つて制御さ
れるリモートコントローラーのような装置がこれに相当
する。まずスレーブデバイス３０を構成するブロツクの
うちデータの出力に用いるブロツク回路から説明する。
出力データシフトレジスタ３１はマスターデバイスから
のデータ出力要請に応じて装置内情報を書き込む。

【００４７】信号形式変換器３２は出力データシフトレ
ジスタ３１から出力される例えば図１に示すような符号
を形式１又は形式２のような信号に変換をするものであ
る。因に図４で説明した信号形式変換器１７と同等の機
能で実現される。データ出力要求発生器３３は、スレー
ブとなつた装置がデータを出力したい場合、出力データ
シフトレジスタ３１に出力データを書き込むことにより
データ出力要求信号を発生する部分である。

【００４８】このデータ出力要求発生器３３は、データ
終了部分判定器３４が通信信号ラインで通信が行なわれ
ていないことを示している間であれば、スイツチ回路３
５のスイツチを通して信号レベル変換器３６によつてレ
ベル変換し、通信信号ライン上にデータ出力要求信号を
出力する。因に信号レベル変換器３６は図４に示す信号
レベル変換器１６と同等の機能で実現され、通信信号ラ
イン上での信号レベルに出力信号のレベルを合わせる。

【００４９】次にデータを受信する回路部分を説明す
る。この中心的な役割を果たすのがスタートコード検出
器３７である。スタートコード検出器３７は通信信号ラ
イン上を常に監視しており、例えば図２に示したような
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３の組み合わせで表されるスタートコー
ドを探している。スタートコード検出器３７は通信信号
ライン上に現われた信号をシステムとして予め決定され
ている通信用クロツクを例えばシフトレジスタ等にシフ
ト用クロツクとして入力すると共に入力し、その内容が
スタートコードの信号形式と一致するかどうかをシフト
クロツクに同期して判断する。

【００５０】スタートコード検出器３７はスタートコー
ドであると判断すると、データ終了部判定器３４に対し
て指示する。これは前に述べたように最小で最小通信単
位時間の３倍の期間一定の信号レベルに通信信号ライン
を駆動することによつて他の装置に対してデータ出力を
要求していることを知らせているため、他の装置同士で
通信を行なつている最中に誤つて通信信号ラインにデー
タ出力要求信号を出力しないようにするためである。

【００５１】またスタートコード検出器３７はスタート
コードを見つけると、信号形式変換器３８に対して通信
信号ライン上のデータの信号変換を開始するように指示
を行なう。これによつて信号形式変換器３８以降の制御
コードシフトレジスタ３９や入力データシフトレジスタ
４０の回路が動作を開始する。

【００５２】データ終了判定器３４はスタートコード検
出器３７がスタートコードを検出したことよつて与えら
れる動作開始命令により信号形式変換器３８から出力さ
れる通信内容を監視して一連のデータの終了部分を探
し、その間、データ出力要求発生器３３に対しては信号
が出力されないように制御する。これは例えばシステム
として予め決定されている通信用クロツクをカウント
し、図２の区間Ｔｉに相当する部分まで通信が進んだこ
とをカウンタの値によつて知ることによつて実現でき
る。

【００５３】信号形式変換器３８は図１に示す形式１又
は形式２のような信号を符号「０」や符号「１」の信号
形式に変換する部分であり、その入力部分には信号レベ
ルを変換する部分も含まれている。スタートコード検出
器３７からスタートコードの検出があつたとの情報があ
ると、信号形式変換器３８は通信信号ライン上の信号を
符号「０」又は符号「１」のどちらにあたる信号形式で
あるかを判断し符号「０」又は符号「１」を出力とす
る。

【００５４】その方法は例えば、最初のデータの変化点
からカウンタタイマーを動作させ符号「１」であれば現
われる一定時間後の変化点を探し、この変化点が信号の
伝送中における到着時間に対する誤差等を考慮した時間
範囲の中に有るか無いかによつて符号「１」か符号
「０」かを判断する。もしスタートコード部以外で最小
通信単位時間の切れ目で通信データに変化点が現われな
かつた場合、通信信号ライン上に何らかの問題が発生し
たと判断することができる。

【００５５】制御コードシフトレジスタ３９は、図２に
おいては例えばＴ４からＴ９までの期間はシステム全体
の中から制御対象になる装置を選択するために使われる
ため、この選択信号の内容を監視することによつてその
装置が選択されたのか判断する。ここでその装置が選択
されたのである場合には、装置内部のどのアドレスに対
してのデータであるのかと言つた情報を引き出してい
る。もしデータを取り込むべき選択信号であると判断し
た場合、制御コードシフトレジスタ３９は入力データシ
フトレジスタ４０に対してデータの取り込みを指示す
る。また制御コードシフトレジスタ３９は同時に得られ
た情報を装置制御データとして装置に渡す。

【００５６】またもしその装置に対してデータを出力す
ることを求めた選択信号であると判断した場合、制御コ
ードシフトレジスタ３９は装置に対して出力すべきデー
タを出力データシフトレジスタ３１に書き込むように指
示する。この場合、デバイス内部では例えば図２のよう
な通信形式であるならば、区間Ｔ９のを認識した後Ｔａ
の始まりの時点から通信信号ラインを自ら駆動するよう
にデータを出力するような動作をする。

【００５７】このときの信号に図１に示したような形式
を使うならば、例えばその装置がリモートコントローラ
等であつてシステムにデータを出力している途中でシス
テムから外されるような事態になつた場合、最小通信単
位時間の切れ目に変化を生じさせることができなくなる
ことにより、他の装置はその装置がシステムから外れた
か若しくは異常が発生したと認識することができる。入
力データシフトレジスタ４０は入力データに対するシフ
トレジスタである。入力データシフトレジスタ４０は制
御コードシフトレジスタ３９からの指示により信号形式
変換器３８の出力を通信用クロツクで取り込み、データ
の取り込みが完了すると装置制御データとしてシリアル
又はパラレルデータ形式で装置に渡す。

【００５８】（２−３）通信手順 （２−３−１）マスターデバイスの動作 （２−３−１−１）スレーブデバイスへデータを送信す
るときの動作 次に前述の通信方式及び装置を用いて通信を行なう際の
手順を図１、図２、図４及び図５を使つて説明する。マ
スターデバイスとなつている例えばマイクロコンピユー
タ等の装置がスレーブデバイスとなつている例えば表示
をコントロールしている装置に対してデータを送る場
合、スレーブデバイスに書き込むデータを出力データシ
フトレジスタ１２に書き込む。

【００５９】次に出力データシフトレジスタ１２に書き
込まれたデータはどの装置のどのアドレスに送りたいか
を示すデバイス選択信号や、データの書き込み動作であ
ることを示すためのデータの通信信号ライン上での方向
を示す制御コード等を制御コードシフトレジスタ１１に
書き込む。さらにシステムコントローラ１３に対し、制
御コードシフトレジスタ１１の内容に従つて動作するよ
うに指示を与える。ただしこの指示を与えるという動作
は、例えば制御コードシフトレジスタ１１に制御コード
を書き込む動作で代用するといつたことも可能である。

【００６０】この制御コードを受け取つたシステムコン
トローラ１３は制御コードシフトレジスタ１１に書かれ
た内容からデータをスレーブデバイスに対してデータを
書き込むかそれともスレーブデバイスにデータを出力さ
せてデータを取り込むかを判断する。スレーブデバイス
からデータ出力要求がデータ出力要求検出器１９によつ
て検出されていないことを確認すると、システムコント
ローラ１３はスイツチ回路１５のスイツチをスタートコ
ード発生器１４側の切り替えた後、スタートコード発生
器１４に対してスタートコードの出力を命令する。

【００６１】スタートコードが送出された後、システム
コントローラ１３はデータ出力要求検出器１９からスタ
ートコードが予定通り通信信号ライン上に送出されたか
どうかの判定データを受け取り、他のデバイスがスター
トコード送出中にデータ出力要求をしてこなかつたか否
かを判断する。ここで他のデバイスからデータ出力要求
があつたと判断されると、システムコントローラ１３は
スイツチ回路１５を信号形式変換器１７側に切り替え、
またスイツチ回路１８のスイツチを制御コードシフトレ
ジスタ１１側に切り替え、さらに制御コードシフトレジ
スタ１１に対して制御コードをシフトながら出力するよ
うにさせる。

【００６２】信号形式変換器１７は制御コードシフトレ
ジスタ１１から与えられる送出すべきデータを図１に示
したような符号「０」、符号「１」に対する形式１又は
形式２に変換して信号レベル変換器１６に渡す。すべて
の制御コードが出力された後、システムコントローラ１
３はデータの出力期間の始まりが規定されたレベルに通
信信号ライン上でなるようにデータを生成し、スイツチ
回路１８をシステムコントローラ１３側に切り替えて生
成したアジヤストデータを信号形式変換器１７に送る。
アジヤストデータの送出が終わると、システムコントロ
ーラ１３はスイツチ回路１８を出力データシフトレジス
タ１２側に切り替えて、出力データシフトレジスタ１２
に対してデータをシフトしながら出力するように命令す
る。

【００６３】信号形式変換器１７はこれまでと同様に出
力データシフトレジスタ１２から送られるデータを図１
に示す信号形式に変換して信号レベル変換器１６に渡
す。データがすべて送出されるとシステムコントローラ
１３は次の一連のデータの始まりが他の装置に認識でき
るようにするため通信信号ライン上のレベルが決められ
た値になるためのデータを生成し、スイツチ回路１８を
システムコントローラ１３側に切り替えてアジヤストデ
ータを信号形式変換器１７に送る。このようにしてスイ
ツチ回路１５を通して信号形式変換器１７又はスタート
コード発生器１４から与えられたデータを信号レベル変
換器１６は例えば図２に示したような信号レベルに変換
して通信信号ライン上に送出する。

【００６４】（２−３−１−２）スレーブデバイスから
データを読み出すときの動作 次にマスターデバイスとなつている例えばマイクロコン
ピユータ等の装置が、スレーブデバイスとなつている例
えばリモートコントローラ等の装置からデータを取り出
す場合の動作を説明する。まず前記のデータの書き込み
の場合と同様、制御コードシフトレジスタ１１に読み出
しを行なう装置や、装置内のアドレス等を示す制御コー
ド等を書き込む。またこの場合には特に送り出すデータ
はないため、出力データシフトレジスタ１２に対する書
き込みは必要ではない。

【００６５】以下の動作はデータをスレーブデバイスに
書き込む場合と同様である。まずシステムコントローラ
１３に対しマイクロコンピユータ等が制御コードシフト
レジスタ１１の内容に従つて動作するように指示を与え
る。この制御コードを受け取つたシステムコントローラ
１３は制御コードシフトレジスタ１１に書かれた内容か
らデータをスレーブデバイスに対して書き込むのかそれ
ともスレーブデバイスにデータを出力させてデータを取
り込むのかを判断する。

【００６６】スレーブデバイスからデータ出力要求が出
ていないことをデータ出力要求検出器１９によつて検出
すると、システムコントローラ１３はスイツチ回路１５
をスタートコード発生器１４側に切り替えた後、スター
トコード発生器１４に対してスタートコードの出力を命
令する。

【００６７】スタートコードが送出された後、システム
コントローラ１３はデータ出力要求検出器１９からスタ
ートコードが予定どおり通信信号ライン上に送出された
かどうかの判定データを受け取り、他のデバイスがスタ
ートコード送出中にデータ出力要求をしてこなかつたと
判断できたならば、スイツチ回路１５を信号形式変換器
１７側に切り替え、またスイツチ回路１８を制御コード
シフトレジスタ１１側に切り替え、さらに制御コードシ
フトレジスタ１１に対して制御コードをシフトしながら
出力するようにさせる。

【００６８】信号形式変換器１７は制御コードシフトレ
ジスタ１１から与えられる送出すべきデータを図１に示
したような符号「０」又は符号「１」に対する形式１又
は形式２に変換して信号レベル変換器１６に渡す。すべ
ての制御コードが出力された後、システムコントローラ
１３はデータの期間の始まりが規定されたレベルに通信
信号ライン上でなるようなデータを生成し、スイツチ回
路１８をシステムコントローラ１３側に切り替えて生成
したアジヤストデータを信号形式変換器１７に送る。

【００６９】制御コード内に書かれたデータの流れの方
向がスレーブデバイスからマスターデバイスになつてい
るため、スレーブデバイスはアジヤストデータの終わり
の期間からデータの出力を開始する。これを受けて信号
形式変換器２０は通信信号ライン上のデータを図１のよ
うな信号形式から各符号に変換し、入力データシフトレ
ジスタ２１に送る。入力データシフトレジスタ２１は、
信号形式変換器２０から与えられたデータを信号形式変
換器２から与えられるクロツクでシフトしていき規定の
長さのデータ列が蓄えられた時点で相手装置内情報とし
て出力する。

【００７０】（２−３−１−３）スレーブデバイスから
データの出力要求が受信されたときの動作 次にスレーブデバイスがデータの出力要求をしている場
合の動作を２つの場合に分けて説明する。１つ目の動作
は、どのデバイス間の通信も行なわれていない状態でデ
ータ出力要求が発生する場合である。

【００７１】データ出力要求検出器１９は常に通信信号
ライン上の信号を監視しているため、例えば図２のＴ１
のような低レベルの信号が最小通信単位の３単位分連続
したことを検出した場合、システムコントローラ１３に
対してデータ出力要求をしているデバイスがあることを
知らせる。システムコントローラ１３はこの知らせを認
識すると、どのデバイスが要求を出しているのかを例え
ば１台毎に要求を出したかどうか問い合わせをする通信
をするといつた制御をすることによつて、要求に応える
動作に入ることが可能となる。

【００７２】２つ目の動作は、図２でＴ１期間に入つた
と同時にデータ出力要求をスレーブデバイスが発した場
合である。データ出力要求検出器１９はシステムコント
ローラ１３からスタートコード、すなわち例えば図２の
Ｔ１〜Ｔ３のコードを出していることを知らされている
期間も通信信号ラインを監視しているが、データ出力要
求がでていなければＴ３の期間はレベルが固定されるこ
とはないが、要求を出しているデバイスが存在すると、
Ｔ３の一部の信号が破壊されるためデータ出力要求検出
器１９は要求が出たことを認識できる。

【００７３】データ出力要求検出器１９は要求を認識す
ると、システムコントローラ１３に対して通知し、シス
テムコントローラ１３はすぐにＴ４以降の出力を停止す
る。この後、システムコントローラ１３は前記の場合と
同様にどのデバイスが要求を出しているのかを、例えば
１台毎に要求を出したかどうか問い合わせをする通信を
するといつた制御をすることによつて、要求に応える動
作に入ることが可能となる。

【００７４】（２−３−２）スレーブデバイスの動作 （２−３−２−１）マスターデバイスから受信されたデ
ータに基づく動作 次に主にスレーブデバイス側の動作を説明する。スター
トコード検出器３７は、例えば図２に示すような特殊な
信号パターンであるＴ１〜Ｔ３期間の信号を常に監視し
ている。このスタートコードが検出されるとスタートコ
ード検出器３７は、データ終了部分判定器３４に対して
一連の通信の終了部分の検出を開始するよう命令し、ま
た信号形式変換器３８に対しては、図１に示すような信
号の変換を開始するように命令する。

【００７５】例えば図２のＴ４〜Ｔ８の期間、制御コー
ドシフトレジスタ３９は信号形式変換器３８の出力をシ
フトしながら取り込み、自分に対する命令であるか、ま
た自分宛である場合どのアドレスに対するものか、さら
にデータの書き込みかそれとも読み出しなのかと言つた
判断を行なう。もし自分宛のデータの書き込みであると
判断した場合、例えば図２のＴａ〜Ｔｉの期間、入力デ
ータシフトレジスタ４０に対して信号形式変換器３８か
らデータをシフトしながら取り込むよう命令する。

【００７６】ここでもし自分からのデータの読み出しで
あると判断した場合、例えば図２のＴａ〜Ｔｉの期間、
装置に対し出力データシフトレジスタ３１にデータを書
き込ませた後、信号形式変換器３２、スイツチ回路３
５、信号レベル変換器３６を通して出力データシフトレ
ジスタ３１からシフトしながら通信信号ラインにデータ
を出力するように指示する。もし自分宛の命令でないと
判断した場合、データ終了部判定器３４がデータの終了
時点を判断し、スタートコード検出器３７が次の通信の
開始を知らせるのを待ち受ける。

【００７７】（２−３−２−２）出力要求信号をマスタ
ーデバイスに出力するときの動作 一方、装置内の情報を出力したくなつた場合、出力デー
タシフトレジスタ３１にデータを書くことによつてデー
タ出力要求発生器３４は通信中でないことをデータ終了
部分判定器３４の出力から判断し、スイツチ回路３５及
び信号レベル変換器３６を通じて出力要求信号を通信信
号ラインに出力する。これは出力データシフトレジスタ
３１にデータを書くのではなく、データ終了部分判定器
３４に対して直接命令を送る方式によつても実現が可能
である。

【００７８】出力要求を認識したマスターデバイスか
ら、例えば出力要求を出したかどうかの問い合わせがく
るようなシステムとしてあるならば、通信の一部として
問い合わせがされ、その問い合わせに対して出力の要求
を出したことを示すデータを出力すればマスターデバイ
スがデータを出力させるシーケンスに入り制御コードを
出力してくるので、出力データシフトレジスタ３１に入
つたデータを出力することによつて通信が成り立つこと
になる。

【００７９】（３）他の実施例 なお上述の実施例においては、通信がされていなときの
信号レベルを図２に示すように高信号レベルとし、信号
の送信時に信号レベルを低レベルとする場合について述
べたが、本発明はこれに限らず、信号レベルを逆にして
も同じ効果が得られる。

【００８０】また上述の実施例においては、図４及び図
５に示す各ブロツクをマスターデバイス及びスレーブデ
バイスに別々に用いる場合について述べたが、本発明は
これに限らず、図４及び図５に示すブロツクを統合した
回路を各通信装置に内蔵しても良い。このようにすれば
全ての装置がシステム内においてマスターデバイスにも
スレーブデバイスにもなれるようにすることができる。
またリモートコントローラのような配線数を減らす必要
がある装置に対してはクロツク信号は送らず、クロツク
信号を伝送できる装置に対してはクロツク信号を別に送
つて同期回路を減らすと言つた変形もできる。

【００８１】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、一連のデ
ータ群の先頭位置及び一連のデータ群を構成する最小単
位のデータを通信するのに要する各最小通信単位時間の
終了時点に信号レベルの変化点が現れるためデータにク
ロツク信号を含めて送信することができるシリアル通信
方式及びシリアル通信装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるシリアル通信方式の一実施例を示
すデータ変換のパターン図である。

【図２】本発明によるシリアル通信方式で送受される一
連のデータ群の信号形式の説明に用いられる略線図であ
る。

【図３】一連のデータ群を利用した通信例を示す略線図
である。

【図４】本発明によるシリアル通信システムにおいて主
にマスターデバイスとなる装置に用いられる通信装置の
一例を示すブロツク図である。

【図５】本発明によるシリアル通信システムにおいて主
にスレーブデバイスとなる装置に用いられる通信装置の
一例を示すブロツク図である。

【図６】通信方式システムの一構成例を示すブロツク図
である。

【図７】パラレル通信方式の説明に用いられる略線図で
ある。

【図８】シリアル通信方式の説明に用いられる略線図で
ある。

【図９】同期通信方式におけるデータとクロツクとの関
係の説明に用いられる略線図である。

【図１０】従来の通信方式を利用した一連のデータ群の
区切りを示す略線図である。

【図１１】従来の通信方式を利用した一連のデータ群の
区切りを示す略線図である。

【図１２】従来の通信方式を利用した一連のデータ群の
区切りを示す略線図である。

【図１３】従来の通信方式を利用した一連のデータ群の
区切りを示す略線図である。

【符号の説明】

１……通信システム、２……システム制御装置、３、
４、５……端末装置、１０……マスターデバイス、１
１、３９……制御コードシフトレジスタ、１２……出力
データシフトレジスタ、１３……システムコントロー
ラ、１４……スタートコード発生器、１５、１８、３５
……スイツチ回路、１６、３６……信号レベル変換器、
１７、２０、３２、３８……信号形式変換器、１９……
データ出力要求検出器、２１、４０……入力データシフ
トレジスタ、３０……スレーブデバイス、３１……出力
データシフトレジスタ、３３……データ出力要求発生
器、３４……データ終了部分判定器、３７……スタート
コード検出器。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一連のデータ群の先頭位置及び上記データ
   群を構成する最小単位のデータを通信するのに要する各
   最小通信単位時間の終了時点に信号レベルの変化点が現
   れることを特徴とするシリアル通信方式。
2. 【請求項２】上記データ群を構成する最小単位のデータ
   は、上記最小通信単位時間内において表れる信号レベル
   の変化回数がデータ値に応じて異なることを特徴とする
   請求項１に記載のシリアル通信方式。
3. 【請求項３】上記一連のデータ群には、上記一連のデー
   タ群の終了部分の信号レベルや上記一連のデータ群内で
   データの区切りを付けるデータ直後のデータの開始部分
   の信号レベルが所定の信号レベルとなるように補正する
   補正データが含まれることを特徴とする請求項２に記載
   のシリアル通信方式。
4. 【請求項４】上記一連のデータ群の開始部分は、上記最
   小通信単位時間の終了時点で信号レベルが変化しない信
   号と、上記最小通信単位時間の終了時点で信号レベルが
   変化する信号と、上記最小通信単位時間内で信号レベル
   が変化する信号とでなることを特徴とする請求項３に記
   載のシリアル通信方式。
5. 【請求項５】外部からの制御によつて動作を決定するこ
   とができる１つ以上の装置と、当該装置を制御する装置
   との間で制御内容や制御によつて得られた結果を相互に
   送受するシリアル通信装置において、 一連のデータ群の先頭位置及び上記一連のデータ群を構
   成する最小単位のデータを通信するのに要する各最小通
   信単位時間の終了時点に信号レベルの変化点を発生させ
   る信号形式変換手段を具えることを特徴とするシリアル
   通信装置。
6. 【請求項６】上記一連のデータ群の終了部分の信号レベ
   ルや上記一連のデータ群内でデータの区切りを付けるデ
   ータ直後のデータの開始部分の信号レベルを所定の信号
   レベルに補正する補正データを発生する補正データ発生
   手段を具えることを特徴とする請求項５に記載のシリア
   ル通信装置。
7. 【請求項７】データの出力が必要になつた装置がその通
   信ラインの制御権を持つ装置に対しデータ出力要求を送
   出する際、上記通信ラインの信号レベルを一定時間の間
   所定の信号レベルに保持するデータ出力要求発生手段を
   具えることを特徴とする請求項６に記載のシリアル通信
   装置。