JPH10247121A - マイクロコンピュータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＲＣ発振回路からのクロックを補正する。 【解決手段】 処理部２２は、ＲＣ発振回路２８からの
クロックｃｌｋを利用してカウンタタイマ３０を動作さ
せる。そして、メインマイコンから送られてくるデータ
の周期Ｔをカウンタタイマ３０で計測する。この周期Ｔ
は、メインマイコンが決定する一定値であり、カウンタ
タイマ３０の周期Ｔに対するカウント値からクロックｃ
ｌｋの誤差を検出し、タイマを補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、外部との通信手段
を有するマイクロコンピュータ、特にＲＣ発振回路を利
用して発生される自己の動作クロックを補正するものに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、複数のマイクロコンピュータ
を通信回線で接続し、各種の制御を分散的に行うシステ
ムが知られている。例えば、カーオーディオにおいて
は、各種の動作を制御するメインマイコンの他に、表示
とキー入力を制御するサブマイコンを設けるシステムが
利用されている。このシステムでは、メインマイコンと
サブマイコンが定期的に通信を行い、マイコン間で必要
なデータのやりとりを行う。このような分散型のシステ
ムを採用することによって、メインマイコンの負荷を低
減できる。また、サブマイコンが特定の処理だけを行う
ことで、迅速な動作が可能となり、さらに通信回線の負
担が小さくなる。

【０００３】このようなシステムにおいて、メインマイ
コンは、各種動作を確実に行うために正確な動作クロッ
クが必要である。そこで、メインマイコンでは、セラミ
ックフィルタや水晶発振器などを利用して、正確な動作
クロックを発生し、これに基づいて動作する。一方、サ
ブマイコンは機能が限定されており、なるべく安価なも
のとしたいという要求から、抵抗（Ｒ）とコンデンサ
（Ｃ）を有するＲＣ発振回路がよく利用される。

【０００４】しかし、このＲＣ発振回路は、マイコン
（通常ＬＳＩで形成される）製作時のロットばらつきに
より発振周波数が大きくずれてしまうことが多い。従っ
て、ＲＣ発振回路を利用するマイコンでは、ソフト開発
段階において、このロットばらつきを吸収できるような
設計としている。また、ロットばらつきがソフトで十分
吸収できない場合には、抵抗やコンデンサの値をロット
ごとに調整することも行われている。このようにして、
安価なＲＣ発振回路における発振周波数のばらつきの影
響を低減している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような手
法によって、ＲＣ発振回路の発振周波数のロットばらつ
きの悪影響を吸収しているが、ＲＣ発振回路は、温度に
よってもその発振周波数が大きく変化する。上述のよう
な手法では、温度による発振周波数の変化には対処でき
ない。そして、上述のようなサブマイコンでは、メイン
マイコンとの通信を行わなければならず、ＲＣ発振回路
の発振周波数のずれを所定値以下に抑制したいという課
題がある。すなわち、サブマイコン側のクロックが大き
くずれると、通信の際の時間管理が十分に行えなくな
り、メインマイコン側とサブマイコン側からの通信が出
力同士や入力同士になり、通信が不能になってしまうと
いう問題点があった。

【０００６】本発明は、上記問題点を解決することを課
題としてなされたものであり、ＲＣ発振回路を利用しつ
つ、確実な通信が行えるマイクロコンピュータを提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、外部との通信
手段を有するマイクロコンピュータであって、抵抗とコ
ンデンサを含むＲＣ発振回路を有し、自己動作クロック
を発生するクロック発生手段と、上記通信手段により外
部からアクセスされる通信間隔を上記クロック発生手段
により発生する動作クロックによって計測する通信間隔
計測手段と、この計測手段によって計測した間隔をあら
かじめ定められている値と比較し、比較結果に応じて上
記クロック発生手段により発生される動作クロックを補
正する補正手段と、を有し、外部から所定周期でアクセ
スされて行う通信の間隔に基づいて、自己の動作クロッ
クを補正することを特徴とする。

【０００８】このように、本発明によれば、外部（例え
ばメインマイコン）からアクセスされる通信の間隔を自
己（サブマイコン）のＲＣ発振回路からの動作クロック
で計測する。そして、この計測結果から自己のクロック
の誤差を検出し、これに基づいて自己のクロックを補正
する。従って、自己のクロックによる時間計測を外部の
クロックに時間計測に対し所定範囲内の誤差に抑えるこ
とができる。従って、外部と自己の両方が送信モードに
なったりすることが防止できる。また、通信間隔を毎回
計測して、次回の補正に利用することで、製作時のロッ
トばらつきだけでなく、温度変化によるクロックの変化
も補償することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態（以下
実施形態という）について、図面に基づいて説明する。

【００１０】図１は、メインマイコン１０とサブマイコ
ン１２の接続関係を示す図であり、メインマイコン１０
とサブマイコン１２は、３つの通信線ＣＬ、ＤＡＴＡ、
ＣＯＮＴによって接続されている。通信線ＣＬは、メイ
ンマイコン１０のポートＣＬＫ１とサブマイコン１２の
ポートＣＬＫ２を接続しており、メインマイコン１０が
サブマイコン１２にメインマイコン１０の動作クロック
ＣＬＫを供給するラインである。なお、このメインマイ
コン１０における動作クロックＣＬＫは、セラミックフ
ィルタＣＦを利用して得られた正確なクロックであり、
誤差は５％未満である。通信線ＤＡＴＡは、メインマイ
コン１０におけるシリアルデータインプットポートＳＩ
１及びシリアルデータアウトプットポートＳＯ１と、サ
ブマイコン１２のシリアルデータインプットポートＳＩ
２及びシリアルデータアウトプットポートＳＯ２とを接
続する。そして、この通信線ＤＡＴＡにおいて、メイン
マイコン１０とサブマイコン１２との間で、シリアルデ
ータが双方向に通信される。なお、本実施形態では、通
信線ＤＡＴＡは、電源電圧にプルアップされている。通
信線ＣＯＮＴは、メインマイコン１０のポートＣＯＮＴ
１とサブマイコン１２のポートＣＯＮＴ２を接続してお
り、メインマイコン１０がサブマイコン１２に対し通信
のスタート・リセットを示す制御信号を送るのに利用さ
れる。

【００１１】図２は、サブマイコン１２の構成の一部を
示す概略図であり、シリアルインプットポートＳＩ２に
は入力データレジスタ２０が接続されている。この入力
データレジスタ２０には、ポートＣＬＫ２からのクロッ
クＣＬＫも供給されており、シフトレジスタとして機能
する。そこで、入力データレジスタ２０には、メインマ
イコン１０から通信線ＤＡＴＡを介し送られてくるデー
タがメインマイコン１０のクロックＣＬＫを利用して順
次格納される。この入力データレジスタ２０はデータバ
スを介し、処理部２２に接続されているため、処理部２
２に入力データが取り込まれる。このようにして、メイ
ンマイコン１０からのデータがサブマイコン１２に伝送
される。

【００１２】また、処理部２２には、出力データレジス
タ２４がデータバスを介し接続されており、サブマイコ
ン１２がメインマイコン１０に転送するための出力デー
タがここに格納される。この出力データレジスタ２４に
もポートＣＬＫ２からメインマイコン１０のクロックＣ
ＬＫが供給されるようになっており、このクロックＣＬ
Ｋによって格納されたデータが順次シリアル出力され
る。出力データレジスタ２４の出力は、トランジスタな
どで構成されるドライバ２６が供給される。すなわち、
出力データレジスタ２４の出力に応じて、ドライバ２６
が駆動される。そして、ドライバ２６は、シリアルデー
タアウトプットポートＳＯ２に接続されており、ドライ
バ２６の駆動により、通信線ＤＡＴＡのＨ、Ｌが制御さ
れる。従って、出力データレジスタ２４に記憶されてい
るデータに応じて通信線ＤＡＴＡのＨ、Ｌが制御され、
メインマイコン１０へ出力データレジスタ２４に記憶さ
れていたデータが伝送される。

【００１３】また、処理部２２には、ＲＣ発振回路２８
が接続され、抵抗ＲとコンデンサＣを有するＲＣ発振回
路２８で発生されたｃｌｋが供給されている。そして、
処理部２２は、このクロックｃｌｋを動作クロックとし
て各種の動作を行う。

【００１４】そして、処理部２２の内部には、カウンタ
タイマ３０が内蔵されている。このカウンタタイマ３０
は、ＲＣ発振回路２８のクロックをカウントし、所定の
期間をカウントする。本実施形態では、メインマイコン
１０からの通信開始のタイミングでカウンタタイマ３０
をリセットすることで、通信の開始の時間間隔を検出し
ている。このカウンタタイマ３０を利用した制御につい
ては後述する。

【００１５】次に、図３に基づいて、メインマイコン１
０とサブマイコン１２の通信の動作について説明する。
まず、ドライバ２６は、通信を行うタイミングでなけれ
ば、オフされている。一方、メインマイコン１０におい
ても同様のドライバがあり、通信を行わない状態では、
このドライバもオフされている。そこで、通信線ＤＡＴ
Ａは、ハイインピーダンス状態に保持されている。メイ
ンマイコン１０は、所定の周期で通信を開始するように
プログラムされており、クロックＣＬＫに基づき所定の
期間が経過したときに通信線ＣＯＮＴにより通信の開始
をサブマイコン１２に知らせる。この段階で、メインマ
イコン１０は、通信線ＤＡＴＡに、何らかのデータをの
せ、通信を開始する。そして、通信線ＤＡＴＡによるデ
ータが確実に伝送できる状態になった後、クロックＣＬ
Ｋの伝送を開始する。従って、サブマイコン１２の入力
データレジスタ２０に伝送データが取り込まれ、この入
力データレジスタ２０からデータバスを介し入力データ
が処理部２２に取り込まれる。

【００１６】このメインマイコン１０からサブマイコン
１２へのデータ伝送が終了した場合には、クロックＣＬ
Ｋの伝送が停止され、通信線ＤＡＴＡは、ハイインピー
ダンスにされる。この状態で、処理部２２には、メイン
マイコン１０に伝送すべきデータを用意し、これを出力
データレジスタ２４にセットする。そして、メインマイ
コン１０がクロックＣＬＫを伝送することで、出力デー
タレジスタ２４に格納されているデータが順次通信線Ｄ
ＡＴＡに出力される。そして、このデータの出力が終了
した場合には、クロックＣＬＫの伝送が停止され、通信
線ＤＡＴＡはまたハイインピーダンスに戻される。な
お、伝送データの先頭にスタートコードが配置されてお
り、またスタートコードまたはその後のデータにより伝
送データ数が知らされる。

【００１７】このようにして、データの伝送が行われる
が、サブマイコン１２における入力から出力、出力から
入力の切り替えのタイミングは、処理部２２がＲＣ発振
回路２８からのクロックｃｌｋに基づいて行う。従っ
て、クロックｃｌｋがクロックＣＬＫに対し大幅にずれ
ると、切り替えがうまくいかず、メインマイコン１０及
びサブマイコン１２の両方が出力や入力状態となってし
まうことがあった。

【００１８】本実施形態では、これをさけるために、処
理部２２において図４に示すようなクロックｃｌｋの補
正の処理を行う。まず、メインマイコン１０とのデータ
伝送についての割り込み要求であるＳＩＯ割り込みが発
生した（Ｓ１１）場合には、受信モードか否かを判定す
る（Ｓ１２）。例えば、初期値は受信モードとなるよう
なフラグを用意しておき、そのフラグの状態を見て判定
する。このＳ１２の判定で、送信モードであれば、送信
を行う。

【００１９】一方、受信モードであれば、受信データの
個数を示すデータセットカウンタ値を＋１し（Ｓ１
３）、受信したデータが最初のデータか否かを判定する
（Ｓ１４）。そして、このＳ１４の判定で最初のデータ
であった場合には、カウンタタイマ３０のカウントを停
止する（Ｓ１５）。次に、カウンタタイマ３０のカウン
ト値を受信周期Ｔと比較する。すなわち、本実施形態の
システムでは、メインマイコン１０が通信を開始する周
期は常に一定の値Ｔであり、あらかじめ分かっている。
そこで、この周期Ｔとカウント値が異なるかを判定する
（Ｓ１６）。

【００２０】そして、判定結果により、カウント値が周
期Ｔに等しいと判定された場合には、カウンタタイマ３
０をリセットし、タイマをスタートする（Ｓ１７）。一
方、Ｓ１６において、カウント値が周期Ｔと異なると判
定された場合には、その差を求め、この差が許容される
所定の誤差範囲を超えるか否かを判定する（Ｓ１８）。
そして、この誤差が許容範囲内であれば、Ｓ１７に移り
上述と同様にカウント値をリセットして、タイマをスタ
ートする。一方、Ｓ１８において、誤差が許容範囲を超
えていた場合には、誤差に対応する値を内部に記憶し、
これを利用してカウンタタイマ３０のカウント値を補正
する補正タイマをスタートする（Ｓ１９）。例えば、カ
ウント値＋誤差／カウント値の式を記憶し、カウント値
を随時換算するタイマをスタートする。なお、誤差に対
応する値をそのまままたはその１／２にしてカウンタタ
イマ３０にプリセットし、カウンタタイマ３０のカウン
ト値をそのままタイマに利用してもよい。また、カウン
タタイマ３０はアップカウントでもよいしダウンカウン
トでもよい。ダウンカウントの場合には、周期Ｔに対応
する値をプリセットする。

【００２１】また、Ｓ１７またはＳ１９において、タイ
マがスタートした場合には、Ｓ１１に戻り、次の割り込
み発生を待って同様の処理を行う。そして、Ｓ１４にお
いて、最初のデータでない場合には、最終データか否か
を判定する（Ｓ２０）。この判定は、Ｓ１３において、
カウントとしたデータ数があらかじめ定められた値に達
したかで判定する。そして、この判定で、最終データで
なければＳ１１に戻り次のデータの処理を行う。Ｓ２０
の判定で、最終データであった場合には、送信モードに
切り替える（Ｓ２１）。これは、図２において示したよ
うに、受信が終了した場合には、次に送信が行われるか
らである。そして、Ｓ１１に戻り次のデータ処理を行う
が、この場合Ｓ１２においてＮＯとなり、送信モードの
処理を行う。なお、図示は省略したが、送信モードにお
いて送信処理が終了した場合には、受信モードがセット
される。さらに、上述の例では、最初のデータを受信し
たときにカウンタタイマ３０のカウントをストップして
カウント値を調べたが、受信の終了、送信の開始、制御
線の変化状態など他のタイミングを基準としてもよい。

【００２２】このように、本実施形態によれば、メイン
マイコン１０が自己のクロックＣＬＫに基づいて一定周
期（例えば５００ｍｓｅｃ毎）で行う通信（サブマイコ
ン１２における受信）の開始を検出し、この周期を自己
のＲＣ発振回路からのクロックｃｌｋで計測する。そし
て、この計測結果からクロックｃｌｋの誤差を検出し、
これに基づいて自己のクロックを補正する。従って、自
己のクロックによる時間計測をメインマイコン１０にお
けるクロックＣＬＫに時間計測に対し所定範囲内の誤差
に抑えることができる。従って、メインマイコン１０と
サブマイコン１２の両方が送信モードになったりするこ
とが防止できる。また、周期Ｔを毎回計測し、次回の補
正に利用するため、製作時のロットばらつきだけでなく
温度の変化にも追従してタイマ補正が行え、好適なタイ
マ補正が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】 メインマイコン１０とサブマイコン１２の接
続関係を示す図である。

【図２】 サブマイコン１２の一部の構成を示す図であ
る。

【図３】 メインマイコン１０とサブマイコン１２の通
信のタイミングチャートである。

【図４】 タイマ補正を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０ メインマイコン、１２ サブマイコン、２０ 入
力データレジスタ、２２ 処理部、２４ 出力データレ
ジスタ、２６ ドライバ、２８ ＲＣ発振回路、３０
カウンタタイマ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部との通信手段を有するマイクロコン
   ピュータであって、 抵抗とコンデンサを含むＲＣ発振回路を有し、自己動作
   クロックを発生するクロック発生手段と、 上記通信手段により外部からアクセスされる通信間隔を
   上記クロック発生手段により発生する動作クロックによ
   って計測する通信間隔計測手段と、 この計測手段によって計測した間隔をあらかじめ定めら
   れている値と比較し、比較結果に応じて上記クロック発
   生手段により発生される動作クロックを補正する補正手
   段と、 を有し、 外部から所定周期でアクセスされて行う通信の間隔に基
   づいて、自己の動作クロックを補正することを特徴とす
   るマイクロコンピュータ。