JPH1117665A - シリアル同期バスのシリアルデータサンプリング方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スレーブデバイスの接続状況によって容量性
負荷が増大しても、正しい受信ができて転送速度の増速
に対応し得るシリアルデータのサンプリング方法および
装置を提供する。 【解決方法】 タイムカウンタ１でシリアルクロック立
ち上がりからの時間をカウントし、コンパレータ３はウ
ェイト値設定レジスタ２にあらかじめ設定された時間に
タイムカウンタ１のカウント値が達したとき、受信した
シリアルデータのサンプリングを開始させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、信号転送回路に関
し、特にシリアル同期バスのシリアルデータのサンプリ
ング方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的な同期式シリアルバスは、クロッ
ク線、データ線の２本で構成され、複数装置からのデー
タの相互通信を容易に行うことを目的としたものであ
る。

【０００３】しかしバスにスレーブデバイスが多数接続
され、ケーブルを長距離にわたって引き回す等、容量性
負荷が大きい状況ではＬレベルからＨレベルへの遷移に
時間がかかることになる。

【０００４】受信時はマスタデバイスから出力されるク
ロックに同期しスレーブデバイスがデータ線を駆動する
が、上記状況においてはマスタデバイスの発生する内部
クロックからかなりの遅延を伴ってスレーブデバイスか
らのデータをラッチすることになる。

【０００５】クロック周波数を上げ送信速度を速めた場
合においてはデータラッチに厳密なタイミングが要求さ
れるが、負荷容量はスレーブデバイスの接続状況によっ
て変化するため、従来のサンプリングポイントがあらか
じめ固定された状況では正しいデータの受信は困難であ
った。

【０００６】類似の技術としては、特開平７−３８３８
６があるが、これはいったんデータをラッチしシリアル
からパラレルに変換する際の処理であり、本発明の趣旨
とは異なる。

【０００７】また、特開平２−２３７２４０では位相の
ずれた多数のクロックでサンプリングしているが本発明
は単一のクロックでサンプリングする点において相違し
ている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のシリア
ル同期バスは、バスにスレーブデバイスが多数接続さ
れ、容量性負荷が大きい状況ではレベル遷移に時間がか
かり、マスタデバイスの発生する内部クロックからかな
りの遅延を伴ってスレーブデバイスからのデータをラッ
チすることになり、クロック周波数を上げ転送速度を速
めた場合においてはデータラッチに厳密なタイミングが
要求されるが、負荷容量はスレーブデバイスの接続状況
によって変化するため、単純にクロックの立ち上がりで
データのサンプリングを行うとレベル確定が間に合わ
ず、正しいデータが得られないという欠点がある。

【０００９】本発明の目的は、バスにスレーブデバイス
が多数接続されていて、転送速度を速めた場合でも正し
いデータの受信ができるシリアルデータのサンプリング
方法および装置を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のシリアルデータ
サンプリング方法は、シリアル同期バスの受信側でシリ
アルデータをサンプリングするシリアルデータサンプリ
ング方法において、シリアルクロック立ち上がりからの
時間をカウントする手順と、前記カウントされた時間が
設定された時間に達したとき、シリアルデータのサンプ
リングを開始する手順とを有する。

【００１１】前記シリアルデータのサンプリングを開始
するために設定される時間はホスト側からのプログラミ
ングにより設定されるものを含む。

【００１２】本発明の可変サンプリング式シリアル同期
バスは、シリアル同期バスの受信側において、シリアル
クロック立ち上がりからカウントを始めるタイムカウン
タと、シリアルクロック立ち上がりからサンプリング開
始までの時間があらかじめ設定されているレジスタと、
前記タイムカウンタのカウント値が前記レジスタに設定
されている時間に達したとき、シリアルデータのサンプ
リングを開始するシリアルデータサンプリング手段とを
有する。

【００１３】前記レジスタへのシリアルクロック立ち上
がりからサンプリング開始までの時間の設定がホスト側
からのプログラミングにより行われるものを含む。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００１５】図１は本発明のシリアル同期バスの一実施
形態のブロック図である。

【００１６】このシリアル同期バスはタイムカウンタ１
とウェイト値設定レジスタ２とコンパレータ３とデータ
ラッチ４とサンプリングクロックラッチ６とシュミット
トリガ７とシリアルパラレル変換器８とリセット部９と
シリアルクロック部１０とシリアルデータ送信部１１と
からなっている。

【００１７】タイムカウンタ１はシリアルクロックの周
波数よりも十分高い周波数を持つ高速クロックを入力し
てカウントを開始し、シリアルクロックがハイである間
カウントが進む。ウェイト値設定レジスタ２には、シリ
アルクロックの立ち上がりからシリアルデータのサンプ
リング点までの時間を設定値としてホスト側からのプロ
グラミングによってあらかじめ設定される。コンパレー
タ３はウェイト値設定レジスタ２の設定値とタイムカウ
ンタ１の値を常時比較し、タイムカウンタ１の値がウェ
イト値設定レジスタ２で設定した値になるとラッチ信号
を出す。データラッチ４は、コンパレータ３からラッチ
信号を受けると、その時点でのシリアルデータを保持す
る。サンプリングクロックラッチ６はサンプリングクロ
ックをラッチする。シュミットトリガ７はシリアルデー
タを整形してレベルを安定させる。シリアルパラレル変
換器８はデータラッチ４が出力したシリアルデータをパ
ラレルデータ１４に変換する。リセット部９はシリアル
クロックの立ち上がりを高速クロック１２でサンプリン
グすることでシリアルクロックに同期したリセット信号
５を作り、タイムカウンタ１へ送って初期化させる。シ
リアルクロック部１０はある周波数のシリアルクロック
を発生する。シリアルデータ送信部１１は送信データ１
３をシリアルクロックで同期化してシリアルデータ線上
に反映させる。

【００１８】次に、この実施形態の動作を説明する。

【００１９】あらかじめサンプリングクロックラッチ６
をＬレベルに初期化しておく。

【００２０】また、ウェイト値設定レジスタ２をあらか
じめ適当な値に設定しておく。

【００２１】高速クロックはシリアルクロックの周波数
よりも十分高い周波数を用いる。

【００２２】まず、シリアルクロック部１０はある周波
数でクロックを発生させる。リセット部９によりシリア
ルクロックの立ち上がり時を高速クロックでサンプリン
グすることでシリアルクロックに同期したリセット信号
５を作り、タイムカウンタ１はリセット信号５を受ける
ことで初期化される。

【００２３】タイムカウンタ１は高速クロックに同期し
てカウント値がインクリメントされ、その値がウェイト
値設定レジスタ２で設定した値に一致するとコンパレー
タ３により高速クロック１パルス分ラッチ信号が出る。

【００２４】データ受信時、他スレーブデバイス１５は
データをシリアルクロックに同期して送出するが、受信
側では容量性負荷によりあるていど遅れて徐々に電位が
変化するため、まずシュミットトリガ７で波形を整形
し、その後ウェイト値設定レジスタ２で設定された時間
が経過した後、データラッチ４でサンプルされ、シリア
ルパラレル変換器８にてパラレルデータの形に変換され
る。

【００２５】ウェイト値設定レジスタ２に設定すべき適
正な値は、ある初期値をウェイト値設定レジスタ２に設
定して、サンプリングクロックラッチ６の変化を確認
し、クロックを立ち上げてサンプリングクロックが確定
したときに、サンプリングクロックがハイであるように
設定値を修正することで求めることができる。

【００２６】本実施形態のシリアル同期バスは、受信時
のデータサンプリング点が時間的に可変となっているの
で、適当なサンプリングタイムを選ぶことによってデー
タ転送レートや信号線の状態によらず、データ転送エラ
ーが減少し、正しいデータの受信ができ、転送速度を速
めるためにクロック周波数を上げることも可能となる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、シリアル
クロックの立ち上がりからシリアルデータのサンプリン
グ開始までの時間を可変とすることにより、データ転送
レートや信号線の状態によらずデータ転送エラーを減ら
し正しいデータを受信することができるので、シリアル
同期バスに多数のスレーブデバイスが接続され、ケーブ
ルを長距離にわたって引き回す等による容量性負荷が大
きい状況であっても、クロック周波数を上げて転送速度
を速めることを可能にするという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の可変サンプリングタイム式シリアル同
期バスの構成ブロック図である。

【符号の説明】

１ タイムカウンタ ２ ウェイト値設定レジスタ ３ コンパレータ ４ データラッチ ５ リセット信号 ６ サンプリングクロックラッチ ７ シュミットトリガ ８ シリアルパラレル変換器 ９ リセット部 １０ シリアルクロック部 １１ シリアルデータ送信部 １２ 高速クロック １３ 送信データ １４ パラレルデータ １５ 他スレーブデバイス

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリアル同期バスの受信側でシリアルデ
   ータをサンプリングするシリアルデータサンプリング方
   法において、 シリアルクロック立ち上がりからの時間をカウントする
   手順と、 前記カウントされた時間が設定された時間に達したと
   き、シリアルデータのサンプリングを開始する手順とを
   有することを特徴とするシリアルデータサンプリング方
   法。
2. 【請求項２】 前記シリアルデータのサンプリングを開
   始するために設定される時間はホスト側からのプログラ
   ミングにより設定される請求項１記載のシリアルデータ
   サンプリング方法。
3. 【請求項３】 シリアル同期バスの受信側において、 シリアルクロック立ち上がりからカウントを始めるタイ
   ムカウンタと、 シリアルクロック立ち上がりからサンプリング開始まで
   の時間があらかじめ設定されているレジスタと、 前記タイムカウンタのカウント値が前記レジスタに設定
   されている時間に達したとき、シリアルデータのサンプ
   リングを開始するシリアルデータサンプリング手段とを
   有することを特徴とする可変サンプリングタイム式シリ
   アル同期バス。
4. 【請求項４】 前記レジスタへのシリアルクロック立ち
   上がりからサンプリング開始までの時間の設定がホスト
   側からのプログラミングにより行われる請求項３記載の
   可変サンプリング式シリアル同期バス。