JPWO2013153893A1

JPWO2013153893A1 - 複合モジュール

Info

Publication number: JPWO2013153893A1
Application number: JP2014510083A
Authority: JP
Inventors: 川野　浩嗣; 浩嗣川野
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2012-04-10
Filing date: 2013-03-12
Publication date: 2015-12-17
Also published as: CN104170264B; WO2013153893A1; CN104170264A; US20140378186A1

Abstract

ホスト機器に搭載されるホストＣＰＵに負担をかけない複合モジュールを提供する。この発明にかかる複合モジュールとしての無線通信用モジュール１０は、ホスト機器３０に接続されて、このホスト機器３０に外部端末との無線通信の機能を制御するための無線通信用モジュール１０である。この無線通信用モジュール１０は、無線通信制御用ＣＰＵ１２ａを含むＭＣＵ１２と無線通信用ＩＣ１４とを含み、さらに、ホスト機器３０に無線通信用モジュール１０を導入するための無線通信用モジュールのためのドライバを格納するためのＲＯＭ１２ｂとを含む。無線通信制御用ＣＰＵ１２ａは、無線通信用ＩＣ１４を制御し、また、無線通信用モジュールのためのドライバを処理する。

Description

この発明は、無線通信用ＩＣを搭載した複合モジュールに関し、特にたとえば、無線通信用モジュールに関する。

特許文献１においては、携帯電話とパソコンとの間で無線通信を行う通信システムが記載されている。この通信システムにおけるパソコンには、複合モジュールとして、内蔵または通信カード等を使用して搭載される無線モジュール部が備えられている。無線モジュール部には、ベースバンドＩＣやアンテナ部等が備えられ、インターフェース（ＳｅｒｉａｌＩ／Ｆ）を介して、パソコンエンジン部のパソコンエンジン（ＭＰＵ：ＭｉｃｒｏＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）と接続される。特許文献１においては、無線モジュール部は、受信したデータあるいは送信するためのデータを処理する機能を有しているが、無線通信全体の動作制御はパソコンエンジン部のＭＰＵが行っている。

特開２００１−１０３５６８号公報

特許文献１に記載の通信システムにおいて、パソコンのように処理容量が大きいか、あるいは処理速度が速いＣＰＵ（ＣＰＵ：ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）を備えた通信システムでは、パソコンのホストＣＰＵに無線通信のための機能、たとえば、無線ＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）の機能の制御を負担させることが可能である。しかしながら、ホスト機器である家電製品あるいはデジタルカメラ等のホストＣＰＵの性能が比較的低い家電製品等の機器において、無線通信の機能の一部をそのホストＣＰＵに負担させると、ホストＣＰＵが搭載したその家電製品等の機能が低下することにより、無線通信用モジュールを動作するためのホストＣＰＵの処理能力が低下するため、スループットが低下する問題があった。また、パソコン等のホストＣＰＵには、本来、無線通信のためのドライバ等のプログラムが搭載されていないため、それらドライバをホストＣＰＵに読み込ませるための作業や時間が必要になるという問題があった。

それゆえに、この発明の主たる目的は、ホスト機器に搭載されるホストＣＰＵに負担をかけない複合モジュールを提供することである。

この発明にかかる複合モジュールは、ホスト機器に接続されて、ホスト機器の外部端末との無線通信の機能を制御するための複合モジュールであって、複合モジュールは、無線通信用ＩＣと、無線通信用ＩＣに接続され、ホスト機器に複合モジュールを導入するための複合モジュール用ドライバを格納するための格納手段と、無線通信用ＩＣに接続して無線通信用ＩＣを制御し、複合モジュール用ドライバを処理するための無線通信制御用ＣＰＵとを含む、複合モジュールである。
また、この発明にかかる複合モジュールでは、ホスト機器はホストＣＰＵを含む家電製品であり、無線通信制御用ＣＰＵがホストＣＰＵに接続され、家電製品が外部端末との無線通信の機能を行うことが好ましい。
さらにまた、この発明にかかる複合モジュールでは、温度検出回路を含み、温度検出回路は、無線通信制御用ＣＰＵと接続されることが好ましい。
また、この発明にかかる複合モジュールでは、ホスト機器は電源を備え、複合モジュールをホスト機器に接続することにより電源と接続されるＤＣ／ＤＣコンバータをさらに含むことが好ましい。

この発明にかかる複合モジュールは無線通信制御用ＣＰＵを含み、この無線通信制御用ＣＰＵが無線通信用ＩＣを制御するので、複合モジュールが接続するホスト機器のホストＣＰＵに負担をかけることなく無線通信の処理を行うことができる。また、この発明にかかる複合モジュールは、複合モジュール用ドライバが既に格納されているので、別途、ホスト機器に複合モジュール用ドライバを読み込ませる必要がない。
また、この発明にかかる複合モジュールを家電製品に接続することで、この家電製品を容易に外部端末との無線通信の機能を発揮できるようにすることができる。
さらに、この発明にかかる複合モジュールは、温度検出回路を含むので、複合モジュールの発熱状況に応じて、複合モジュールの動作を制御することができる。
また、この発明にかかる複合モジュールは、ＤＣ／ＤＣコンバータを含むので、ホスト機器から供給される電源を、複合モジュールにおいて必要な電源電圧を生成することができることから、複合モジュール専用の電源を持つ必要がなく、小型化することができる。

この発明によれば、ホスト機器に搭載されるホストＣＰＵに負担をかけない複合モジュールを提供することができる。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明を実施するための形態の説明から一層明らかとなろう。

この発明にかかる無線通信用モジュールの第１の実施の形態についての概略ブロック図である。この発明にかかる無線通信用モジュールを用いたホームネットワークシステムの概略構成図である。この発明にかかる無線通信用モジュールの第２の実施の形態についての概略ブロック図である。この発明にかかる無線通信用モジュールの第３の実施の形態についての概略ブロック図である。

本発明にかかる複合モジュールとしての無線通信用モジュールの実施の形態の一例について説明する。図１は、この発明にかかる無線通信用モジュールの第１の実施の形態についての概略ブロック図である。無線通信用モジュール１０は、ホスト機器３０に接続することで、ホスト機器３０に無線通信の機能を発揮できるようにするためのモジュールである。無線通信用モジュール１０は、ＭＣＵ（マイクロコントロールユニット）１２および無線通信用ＩＣ１４を含む。また、無線通信用モジュール１０は、入出力インターフェイス回路１６およびアンテナ１８を含む。さらに、無線通信用モジュール１０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０を含み、セキュリティ用認証ボタン２２を含む。

ＭＣＵ１２は、主に無線通信用ＩＣ１４を制御するために設けられる。ＭＣＵ１２は、たとえば、無線通信制御用ＣＰＵ１２ａ、ＲＯＭ１２ｂおよびＲＡＭ１２ｃを含む。無線通信制御用ＣＰＵ１２ａは、通信用のデータの作成やソフトウェアの処理を行う機能を有する。ＲＯＭ１２ｂは、プログラム等のソフトウェアを格納するための格納手段としての機能を有する。ＲＯＭ１２ｂには、たとえば、予め、ソフトウェアである無線通信用モジュールのためのドライバ等が格納されている。無線通信用モジュールのためのドライバは、ホスト機器３０に無線通信用モジュール１０を導入するためのソフトウェアである。ＲＯＭ１２ｂに格納されているソフトウェアであるプログラム等は、ＲＡＭ１２ｃにロードされ実行される。

無線通信用ＩＣ１４は、ＭＣＵ１２に接続されている。また、無線通信用ＩＣ１４は、ＳＰＤＴスイッチ（図示せず）を介してアンテナ１８に接続されている。無線通信用ＩＣ１４は、たとえば、ＲＦ−ＩＣ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙ−ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）やＢＢ−ＩＣ（Ｂａｓｅｂａｎｄ−ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）（ベースバンドＩＣ）により構成される。ＲＦ−ＩＣは、ＢＢ−ＩＣから受信したベースバンド信号を受けて、このベースバンド信号により搬送波を変調し、基地局と通信するためのＲＦ信号として送出するとともに、基地局からのＲＦ信号を受けて、ベースバンド信号を復調してＢＢ−ＩＣに送出する機能を有する。また、ＢＢ−ＩＣは、送信すべきデータをベースバンド信号としてＲＦ−ＩＣに送出し、ＲＦ−ＩＣから受けたベースバンド信号を受信データとして処理する機能を有する。

入出力インターフェイス回路１６は、データの入出力を制御するために設けられる。入出力インターフェイス回路１６は、ＭＣＵ１２およびＵＳＢインターフェース（図示せず）に接続されている。

アンテナ１８は、外部の無線通信端末等との間の無線通信を実現するための無線電波を送受信する機能を有する。アンテナ１８は、ＳＰＤＴスイッチ（図示せず）を介して無線通信用ＩＣ１４に接続されている。アンテナ１８が、無線通信用モジュール１０に設けられることで、モジュール単体で無線認証の動作を行うことができることから、ホスト機器３０と１対１対応した認証が不要となる。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、たとえば、ホスト機器３０における電源３０ｂから供給される電流の電圧を必要な電圧に変換するために設けられる。ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、ＭＣＵ１２および無線通信用ＩＣ１４に接続される。このように、無線通信用モジュール１０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０が設けられているので、ホスト機器３０における電源３０ｂを利用して、無線通信用モジュール１０において必要な電源としての電圧を生成することができる。したがって、無線通信用モジュール１０専用の電源を持つ必要がないことから、無線通信用モジュール１０を小型化することができる。

セキュリティ用認証ボタン２２は、無線通信端末等との間の無線通信を実現するに際して、セキュリティのための認証処理を容易とするために設けられる。また、セキュリティ認証用ボタン２２を押すことにより起動されるソフトウェアであるセキュリティ用認証プログラムは、予め、ＭＣＵ１２におけるＲＯＭ１２ｂ等に格納されている。なお、このようなセキュリティ用認証ボタン２２は、たとえば、タッチパネル等を設けておいて、それに表示させるようにしてもよい。

無線通信用モジュール１０は、たとえば、ＵＳＢインターフェース（図示せず）を介してホスト機器３０に接続される。ホスト機器３０は、ホストＣＰＵ３０ａおよび電源３０ｂを含む。ホストＣＰＵ３０ａは、ホスト機器３０を制御するために設けられる。無線通信用モジュール１０がホスト機器３０に接続されると、ホストＣＰＵ３０ａとＭＣＵ１２とが接続される。また、電源３０ｂは、ホスト機器３０の機能を発揮するために設けられるが、無線通信用モジュール１０に対する電源を供給する役割も有する。ホスト機器３０は、単体では無線通信による通信手段を有さない機器である。ホスト機器３０は、たとえば、冷蔵庫、電子レンジ、エアコンもしくはテレビ等の家電製品であり、デジタルカメラ等の電気製品である。無線通信用モジュール１０が、ホスト機器３０に接続されることで、ホスト機器３０は、外部の無線通信端末等との無線通信が可能となる。したがって、無線通信用モジュール１０を介してホスト機器３０を遠隔制御することが可能となる。

本発明にかかる無線通信用モジュール１０によれば、ホスト機器３０において実行されているアプリケーションによってホストＣＰＵ３０ａの占有率が高くなっている場合であっても、無線通信用モジュール１０側のＭＣＵ１２が無線通信を行うために必要なプログラムを実行するので、安定したスループットを確保することができる。一方で、本発明にかかる無線通信用モジュール１０によれば、ＭＣＵ１２における無線通信制御用ＣＰＵ１２ａが無線通信用ＩＣ１４を制御するので、ホスト機器３０におけるホストＣＰＵ３０ａの処理能力が小さい場合や、無線通信関連の制御をすることができないホストＣＰＵ３０ａしか搭載していないホスト機器３０であっても、ＣＰＵを変更することなく、無線通信としての機能の動作を可能にすることができる。したがって、ホスト機器３０におけるホストＣＰＵ３０ａの処理能力の低下を軽減することができる。

また、本発明にかかる無線通信用モジュール１０によれば、ＭＣＵ１２におけるＲＯＭ１２ｂに、予め無線通信用モジュール１０の無線通信用モジュールのためのドライバが格納されているので、ホストＣＰＵ３０ａのＯＳ（オペレーティングシステム）に依存せず、別途、無線通信用モジュールのためのドライバを、ホスト機器３０におけるホストＣＰＵ３０ａに読み込ませる必要がない。したがって、無線通信用モジュール１０を接続することにより、ホスト機器３０に対して無線通信の機能を追加するに際して、ソフトウェアの組み込みの負荷を小さくすることができる。

さらに、本発明にかかる無線通信用モジュール１０によれば、アンテナ１８を搭載しているので、無線通信用モジュール１０単体で無線認証の動作をすることができる。したがって、ホストＣＰＵ３０ａと１対１対応した認証が不必要となるので、セット単体での無線認証を容易とすることができる。

次に、本発明にかかる無線通信用モジュール１０を用いたホームネットワークシステムについて説明する。本発明にかかる無線通信用モジュール１０を様々なホスト機器３０に使用することで、ホームネットワークシステムを構築することができる。図２は、この発明にかかる無線通信用モジュールを用いたホームネットワークシステムの概略構成図である。ホームネットワークシステム４０は、たとえば、無線通信用モジュール１０、無線通信用モジュール１０が接続されたホスト機器３０、無線通信端末４２ａ，４２ｂ，４２ｃ、アクセスポイント４４およびネットワーク４６を含む。

無線通信端末４２ａ，４２ｂ，４２ｃは、無線通信用モジュール１０を介してホスト機器３０を監視あるいは制御するための端末である。無線通信端末４２ａ，４２ｂ，４２ｃは、パソコン、携帯電話等の無線通信による通信が可能な端末により構成される。また、アクセスポイント４４は、無線通信により無線通信用モジュール１０に接続される。ここで、無線通信端末４２ａ，４２ｂは、アクセスポイント４４を介してホスト機器３０に接続して制御するようにしてもよいし、無線通信端末４２ａ，４２ｂより直接、無線通信用モジュール１０に接続するようにしてもよい。また、無線通信端末４２ｃは、ネットワーク４６を介して接続されるようにしてもよい。

このホームネットワークシステム４０を利用することにより、たとえば、ホスト機器３０を無線通信端末４２ａ，４２ｂ，４２ｃから監視をしたり、ホスト機器３０のオン／オフ等の制御をしたりすることができる。なお、無線通信端末４２ａ，４２ｂ，４２ｃよりホスト機器３０を監視したり、制御したりするためのソフトウェアであるプログラムは、予め、無線通信端末４２ａ，４２ｂ，４２ｃにインストールされている。

ここで、無線通信用モジュール１０と無線通信端末４２ａ，４２ｂとは、無線電波にて接続されるが、この無線電波は、具体的には、無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）あるいはＺｉｇＢｅｅでもよい。

無線通信用モジュール１０は、ホスト機器３０に負担をかけることなく、容易にホスト機器３０の外部端末との無線通信を可能とする機能を制御することができる。したがって、無線通信用モジュール１０を用いることで、容易にホームネットワークシステム４０を構築することができる。

次に、本発明にかかる無線通信用モジュールの第２の実施の形態について説明する。図３は、この発明にかかる無線通信用モジュールの第２の実施の形態についての概略ブロック図である。

図３に示される無線通信用モジュール１０’は、ＭＣＵ１２および無線通信用ＩＣ１４を含む。また、無線通信用モジュール１０’は、アンテナスイッチ２４およびアンテナコネクタ２６ａ，２６ｂ，２６ｃを含む。なお、図２に示される無線通信用モジュール１０’は、図１と比較したとき、入出力インターフェイス回路１６、アンテナ１８、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０およびセキュリティ用認証ボタン２２が省略されているため、図示していない。また、図３に記載のＭＣＵ１２の構成は、図１に記載のＭＣＵ１２の構成と同様である。

アンテナスイッチ２４は、アンテナコネクタ２６ａ，２６ｂ，２６ｃに接続される複数のアンテナ（図示せず）の１つを選択するための機能を有する。アンテナスイッチ２４により行われるアンテナの選択は、ＭＣＵ１２により制御される。また、このアンテナを選択するためのソフトウェアである制御プログラムは、たとえば、ＭＣＵ１２におけるＲＯＭ１２ｂに予め格納されている。アンテナスイッチ２４は、無線通信用モジュール１０’における無線通信用ＩＣ１４と、送受信に利用されるアンテナ２６ａ，２６ｂ，２６ｃのうちの１つとを接続する。したがって、無線通信用モジュール１０’は、複数のアンテナに接続できるように、アンテナコネクタ２６ａ，２６ｂ，２６ｃが設けられるように構成されている。

本実施の形態にかかる無線通信用モジュール１０’によれば、複数のアンテナがアンテナコネクタ２６ａ，２６ｂ，２６ｃを介して接続可能に構成されることで、接続されたこれらの複数のアンテナのうち、送受信の処理を行うための環境のよいアンテナがアンテナスイッチ２４により選択されることから、より環境の良いデータの送受信を行うことができる。

次に、本発明にかかる無線通信用モジュールの第３の実施の形態について説明する。図４は、この発明にかかる無線通信用モジュールの第３の実施の形態についての概略ブロック図である。

図４に示される無線通信用モジュール１０’’は、ＭＣＵ１２および無線通信用ＩＣ１４を含む。また、無線通信用モジュール１０’’は、温度検出回路２８を含む。温度検出回路２８は、サーミスタあるいは赤外線センサ等により構成される。なお、第２の実施の形態における場合と同様に、図４に示される無線通信用モジュール１０’’は、図１と比較したとき、入出力インターフェイス回路１６、アンテナ１８、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０およびセキュリティ用認証ボタン２２が省略されているため、図示していない。また、図４に記載のＭＣＵ１２の構成は、図１に記載のＭＣＵ１２の構成と同様である。

データの送受信量が過多となることにより、無線通信用モジュール１０’’の制御を行うのに支障をきたす温度にまで無線通信用モジュール１０’’の温度が上昇した場合、温度検出回路２８が、その上昇した温度を検出する。そして、温度検出回路２８からＭＣＵ１２にその温度情報データが渡される。続いて、温度情報データを受けたＭＣＵ１２は、無線通信用ＩＣ１４における送受信状態を停止するように制御される。また、このときのＭＣＵ１２による制御は、無線通信用モジュール１０’’をアイドル状態となるように制御するようにしてもよいし、接続を切断するように制御してもよいし、あるいは送信パケットと送信パケットとの間にウェイトを入れるようにしてもよい。

また、たとえば、ホスト機器３０において設けられている温度センサ（図示せず）により得られた温度情報データを無線通信用モジュール１０’’の温度検出回路２８で処理し、ＭＣＵ１２により制御するようしてもよい。このような温度検出回路２８により制御されるホスト機器３０としては、たとえば、エアコン、冷蔵庫または照明器具等の発熱する機器が挙げられる。

なお、無線通信用モジュール１０’’が、温度検出回路２８あるいはホスト機器３０に設けられた温度センサにより検出された温度情報データを受けることによって、ＭＣＵ１２において実行されるソフトウェアである制御プログラムは、予めＭＣＵ１２におけるＲＯＭ１２ｂに格納されている。

本実施の形態にかかる無線通信用モジュール１０’’によれば、温度検出回路２８あるいはホスト機器３０に設けられた温度センサにより検知された温度情報データの結果に基づいて、無線通信用モジュール１０’’の動作を制御することが可能であるとともに、家電製品等であるホスト機器３０の発熱の状態を監視することも可能である。

なお、本実施の形態にかかる無線通信用モジュール１０では、アンテナ１８が含まれているが、これに限られるものではなく、アンテナ１８は必ずしも搭載されていなくてもよい。

また、本実施の形態にかかる無線通信用モジュール１０では、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０が設けられているが、これに限られるものではなく、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は必ずしも搭載されなくてもよい。

さらに、本実施の形態にかかる無線通信用モジュール１０では、セキュリティ用認証ボタン２２が含まれているが、これに限られるものではなく、セキュリティ用認証用ボタン２２は必ずしも搭載されなくてもよい。

この発明にかかる複合モジュールは、家電製品や電気機器等であるホスト機器に接続して、それらホスト機器に対して無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅなどの無線通信を可能とするような用途に適用できる。

１０、１０’、１０’’ 無線通信用モジュール
１２ＭＣＵ
１２ａ無線通信制御用ＣＰＵ
１２ｂＲＯＭ
１２ｃＲＡＭ
１４無線通信用ＩＣ
１６入出力インターフェイス回路
１８アンテナ
２０ＤＣ／ＤＣコンバータ
２２セキュリティ用認証ボタン
２４アンテナスイッチ
２６ａ、２６ｂ、２６ｃアンテナコネクタ
２８温度検出回路
３０ホスト機器
３０ａホストＣＰＵ
３０ｂ電源
４０ホームネットワークシステム
４２ａ、４２ｂ、４２ｃ無線通信端末
４４アクセスポイント
４６ネットワーク

この発明にかかる複合モジュールは、ホスト機器に接続されて、ホスト機器の外部端末との無線通信の機能を制御するための複合モジュールであって、複合モジュールは、無線通信用ＩＣと、無線通信用ＩＣに接続され、ホスト機器に複合モジュールを接続することで無線通信をさせるための複合モジュール用ドライバを格納するための格納手段と、無線通信用ＩＣに接続して無線通信用ＩＣを制御し、複合モジュール用ドライバを処理するための無線通信制御用ＣＰＵとを含み、複合モジュール用ドライバは、ホスト機器に読み込まれないことを特徴とする、複合モジュールである。
また、この発明にかかる複合モジュールでは、ホスト機器はホストＣＰＵを含む家電製品であり、無線通信制御用ＣＰＵがホストＣＰＵに接続され、家電製品が外部端末との無線通信の機能を行うことが好ましい。
さらにまた、この発明にかかる複合モジュールでは、温度検出回路を含み、温度検出回路は、無線通信制御用ＣＰＵと接続されることが好ましい。
また、この発明にかかる複合モジュールでは、ホスト機器は電源を備え、複合モジュールをホスト機器に接続することにより電源と接続されるＤＣ／ＤＣコンバータをさらに含むことが好ましい。

Claims

ホスト機器に接続されて、前記ホスト機器の外部端末との無線通信の機能を制御するための複合モジュールであって、
前記複合モジュールは、
無線通信用ＩＣと、
前記無線通信用ＩＣに接続され、ホスト機器に複合モジュールを導入するための複合モジュール用ドライバを格納するための格納手段と、
前記無線通信用ＩＣに接続して前記無線通信用ＩＣを制御し、前記複合モジュール用ドライバを処理するための無線通信制御用ＣＰＵとを含む、
複合モジュール。
前記ホスト機器はホストＣＰＵを含む家電製品であり、
前記無線通信制御用ＣＰＵが前記ホストＣＰＵに接続され、前記家電製品が外部端末との無線通信の機能を行うことを特徴とする、請求項１に記載の複合モジュール。
温度検出回路を含み、
前記温度検出回路は、前記無線通信制御用ＣＰＵと接続される、請求項２に記載の複合モジュール。
前記ホスト機器は電源を備え、前記複合モジュールを前記ホスト機器に接続することにより前記電源と接続されるＤＣ／ＤＣコンバータをさらに含む、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の複合モジュール。