WO2019138665A1 - 通信システムおよび通信装置 - Google Patents

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WO2019138665A1
WO2019138665A1 PCT/JP2018/040708 JP2018040708W WO2019138665A1 WO 2019138665 A1 WO2019138665 A1 WO 2019138665A1 JP 2018040708 W JP2018040708 W JP 2018040708W WO 2019138665 A1 WO2019138665 A1 WO 2019138665A1
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WO
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communication
switch
terminal
communication device
clock signal
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PCT/JP2018/040708
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Inventor
彰人 関谷
Original Assignee
ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/38Information transfer, e.g. on bus
    • G06F13/42Bus transfer protocol, e.g. handshake; Synchronisation
    • G06F13/4282Bus transfer protocol, e.g. handshake; Synchronisation on a serial bus, e.g. I2C bus, SPI bus
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/38Information transfer, e.g. on bus
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    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00Baseband systems
    • H04L25/02Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00Baseband systems
    • H04L25/38Synchronous or start-stop systems, e.g. for Baudot code
    • GPHYSICS
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    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2213/00Indexing scheme relating to interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F2213/0016Inter-integrated circuit (I2C)

Definitions

  • the present disclosure relates to a communication system that transmits and receives signals, and a communication apparatus used in such a communication system.
  • Non-Patent Document 1 discloses a bi-directionally communicable serial bus (I 2 C bus) pulled up using a resistance element.
  • the number of wires be small, and further reduction in the number of wires is expected.
  • a communication system includes a first communication device and a second communication device.
  • a first communication device includes a first terminal, a transmission circuit capable of transmitting a clock signal via the first terminal, and a first resistance element inserted in a path between the first terminal and a power supply. And a first switch capable of connecting the power supply and the first terminal by being turned on, and a first controller capable of controlling the operation of the first switch.
  • the second communication device includes a second terminal connected to the first terminal of the first communication device via the first wiring, and a receiving circuit capable of receiving a clock signal via the second terminal.
  • a communication apparatus includes a first terminal, a transmission circuit, a first resistance element, a first switch, and a first control unit.
  • the transmission circuit is capable of transmitting a clock signal via the first terminal.
  • the first resistance element is inserted in a path between the first terminal and the power supply.
  • the first switch can connect the power supply and the first terminal by being turned on.
  • the first control unit is capable of controlling the operation of the first switch.
  • a first resistance element is provided in a path between the first terminal and the power supply. Then, a clock signal is transmitted from the transmission circuit in the first communication device through the first terminal, and the clock signal is received by the reception circuit in the second communication device through the second terminal.
  • the first communication device is provided with a first switch capable of connecting the power supply and the first terminal. The first switch is controlled by the first controller.
  • the second communication device is provided with a second switch capable of connecting the second terminal and the storage element. The second switch is controlled by the second controller. The voltage in the storage element is supplied to the second communication device as a power supply voltage.
  • the first switch capable of connecting the power supply and the first terminal by being turned on is provided, so the number of wires can be reduced. it can. Note that the effects described herein are not necessarily limited, and any of the effects described in the present disclosure may be present.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an exemplary configuration of a communication system according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a timing waveform diagram illustrating an operation example of the communication system illustrated in FIG. 1. It is explanatory drawing showing an example of the electric power supply operation
  • FIG. 1 shows one configuration example of a communication system (communication system 1) according to an embodiment.
  • the communication system 1 can transmit and receive data bidirectionally using a serial bus.
  • the communication system 1 includes communication devices 10, 20 and 30 and a bus 9.
  • Communication device 10 has clock terminal TC1 and data terminal TD1
  • communication device 20 has clock terminal TC2 and data terminal TD2
  • communication device 30 has clock terminal TC3 and data terminal TD3.
  • the bus 9 is an I 2 C bus, and includes a clock signal line CLL and a data signal line DAL.
  • the clock signal line CLL transmits the clock signal SCL, and is connected to the clock terminal TC1 of the communication device 10, the clock terminal TC2 of the communication device 20, and the clock terminal TC3 of the communication device 30.
  • the data signal line DAL transmits the data signal SDA, and is connected to the data terminal TD1 of the communication device 10, the data terminal TD2 of the communication device 20, and the data terminal TD3 of the communication device 30.
  • the bit rate of the data signal SDA is, for example, about several hundred kbps to several Mbps.
  • the communication device 10 communicates with the communication devices 20 and 30 and functions as a master device in the communication system 1.
  • the communication device 10 operates based on the power supply voltage VDD supplied from the outside.
  • the communication device 10 includes a resistive element 11 and a semiconductor circuit 110.
  • the resistive element 11 functions as a pull-up resistor of the data signal line DAL.
  • the power supply voltage VDD is supplied to one end of the resistance element 11, and the other end is connected to the data terminal TD1.
  • the resistive element 11 is configured using, for example, a chip resistor.
  • the resistance value of the resistance element 11 is, for example, about several k ⁇ .
  • the semiconductor circuit 110 transmits the clock signal SCL to the communication devices 20 and 30, and transmits and receives the data signal SDA to and from the communication devices 20 and 30.
  • the semiconductor circuit 110 is configured of, for example, a semiconductor chip.
  • the semiconductor circuit 110 includes a switch 111, a resistor 112, a switch 113, a communication circuit 114, a communication control unit 118, and a processing unit 119.
  • the switch 111 generates the clock signal SCL based on the signal supplied from the communication control unit 118.
  • One end of the switch 111 is connected to the switch 113 and the clock terminal TC1, and the other end is grounded.
  • the switch 111 is configured using, for example, an N-type MOS (Metal Oxide Semiconductor) transistor.
  • One end of the switch 111 can be connected to the resistive element 112 via the switch 113.
  • the switch 111 connects the clock terminal TC1 to the other end of the resistance element 112, the clock signal line CLL is pulled up using this resistance element 112, so the communication device 10 turns on the switch 111.
  • the clock signal SCL is made low, and when the switch 111 is off, the clock signal SCL is made high.
  • the switch 111 is adapted to generate the clock signal SCL.
  • the resistive element 112 functions as a pull-up resistor of the clock signal line CLL.
  • the power supply voltage VDD is supplied to one end of the resistive element 112, and the other end can be connected to the clock terminal TC1 via the switch 113.
  • the resistance value of the resistance element 112 is, for example, about several k ⁇ .
  • the switch 113 selectively connects the clock terminal TC1 to the other end of the resistance element 112 or the power supply line supplying the power supply voltage VDD based on the control signal CTL1 supplied from the communication control unit 118.
  • the switch 113 is configured using, for example, a P-type MOS transistor.
  • the communication circuit 114 transmits and receives the data signal SDA.
  • the communication circuit 114 includes a switch 115 and a receiving circuit 116.
  • the switch 115 generates the data signal SDA based on the signal supplied from the communication control unit 118.
  • One end of the switch 115 is connected to the other end of the resistance element 11 and the data terminal TD1, and the other end is grounded.
  • the switch 115 is configured using, for example, an N-type MOS transistor. Since the data signal line DAL is pulled up using the resistance element 11, when transmitting data, the communication device 10 brings the data signal SDA to the low level by turning on the switch 115, and the switch 115 To turn the data signal SDA high. Thus, the switch 115 is adapted to generate the data signal SDA.
  • the receiving circuit 116 receives the data signal SDA.
  • the input terminal of the reception circuit 116 is connected to the other end of the resistance element 11 and the data terminal TD1, and the output terminal is connected to the communication control unit 118.
  • the communication control unit 118 controls the communication operation in the communication device 10. Specifically, when the communication system 1 performs communication, the communication control unit 118 supplies the control signal CTL1 to the switch 113 to connect the clock terminal TC1 to the other end of the resistance element 112, and the switch 111. , And causes the switch 111 to generate the clock signal SCL by supplying a signal corresponding to the clock signal SCL. When the communication device 10 transmits the data signal SDA, the communication control unit 118 causes the switch 115 to generate the data signal SDA by supplying the switch 115 with a signal corresponding to the data signal SDA. When the communication apparatus 10 receives the data signal SDA, the communication control unit 118 turns off the switch 115 and causes the reception circuit 116 to receive the data signal SDA.
  • the communication control unit 118 supplies the control signal CTL1 to the switch 113 to connect the clock terminal TC1 to the power supply line supplying the power supply voltage VDD,
  • the switches 111 and 115 are turned off.
  • the processing unit 119 performs various processes using data exchanged in the communication system 1.
  • the communication device 20 communicates with the communication device 10 and functions as a slave device in the communication system 1.
  • the communication device 20 operates based on the power supplied from the communication device 10 via the clock signal line CLL.
  • the communication device 20 includes a semiconductor circuit 120 and a capacitive element 21.
  • the semiconductor circuit 120 receives the clock signal SCL transmitted from the communication device 10, and transmits and receives the data signal SDA to and from the communication device 10.
  • the semiconductor circuit 120 is configured of, for example, a semiconductor chip.
  • the semiconductor circuit 120 includes a receiving circuit 121, a communication circuit 122, a switch 125, a communication control unit 128, and a processing unit 129.
  • the receiving circuit 121 receives the clock signal SCL.
  • the input terminal of the reception circuit 121 is connected to the clock terminal TC2 and the switch 125, and the output terminal is connected to the communication control unit 128.
  • the communication circuit 122 transmits and receives the data signal SDA.
  • the communication circuit 122 includes a switch 123 and a receiving circuit 124.
  • the switch 123 generates the data signal SDA based on the signal supplied from the communication control unit 128. One end of the switch 123 is connected to the data terminal TD2, and the other end is grounded.
  • the switch 123 is configured using, for example, an N-type MOS transistor. Since data signal line DAL is pulled up using resistance element 11 in communication device 10, communication device 20 sets data signal SDA to a low level by turning on switch 123 when transmitting data. And the switch 123 is turned off to make the data signal SDA high. Thus, the switch 123 is adapted to generate the data signal SDA.
  • the receiving circuit 124 receives the data signal SDA.
  • the input terminal of the reception circuit 124 is connected to the data terminal TD2, and the output terminal is connected to the communication control unit 128.
  • the switch 125 connects the clock terminal TC2 to the capacitive element 21 based on the control signal CTL2 supplied from the communication control unit 128. One end of the switch 125 is connected to the clock terminal TC2, and the other end is connected to one end of the capacitive element 21.
  • the switch 125 is configured using, for example, a P-type MOS transistor.
  • the communication control unit 128 controls the communication operation in the communication device 20. Specifically, when the communication system 1 performs communication, the communication control unit 128 turns the switch 125 off by supplying the control signal CTL2 to the switch 125, and the clock signal SCL to the receiving circuit 121. Let me receive. When the communication device 20 receives the data signal SDA, the communication control unit 128 causes the reception circuit 124 to receive the data signal SDA by turning off the switch 123. When the communication device 20 transmits the data signal SDA, the communication control unit 128 supplies the signal corresponding to the data signal SDA to the switch 123 to cause the switch 123 to generate the data signal SDA.
  • the communication control unit 128 supplies the control signal CTL2 to the switch 125 to turn on the switch 125 and to turn off the switch 123.
  • the power supply voltage VDD supplied from the communication device 10 via the clock signal line CLL is supplied to the capacitive element 21 via the switch 125.
  • the element 21 can be charged.
  • the processing unit 129 performs various processes using data exchanged in the communication system 1.
  • the capacitive element 21 stores the power supplied from the communication device 10 via the switch 125. One end of the capacitive element 21 is connected to the switch 125, and the other end is grounded. The voltage at one end of the capacitive element 21 is supplied to the semiconductor circuit 120 as the power supply voltage VDD2, and is also supplied to the communication device 30.
  • the capacitive element 21 for example, a capacitive element of several hundred ⁇ F or more can be used.
  • the capacitive element 21 can be configured using, for example, an electric double layer capacitor (that is, a super capacitor).
  • the communication device 30 communicates with the communication device 10 and functions as a slave device in the communication system 1.
  • the communication device 30 is disposed in the vicinity of the communication device 20 in this example.
  • the communication device 30 operates based on the power supplied from the communication device 20.
  • the communication device 30 has a semiconductor circuit 130.
  • the semiconductor circuit 130 receives the clock signal SCL transmitted from the communication device 10, and transmits and receives the data signal SDA to and from the communication device 10.
  • the semiconductor circuit 130 is formed of, for example, a semiconductor chip.
  • the semiconductor circuit 130 includes a receiving circuit 131, a communication circuit 132, a communication control unit 138, and a processing unit 139.
  • the receiving circuit 131 receives the clock signal SCL.
  • the input terminal of the reception circuit 131 is connected to the clock terminal TC 3, and the output terminal is connected to the communication control unit 138.
  • the communication circuit 132 transmits and receives the data signal SDA.
  • the communication circuit 132 includes a switch 133 and a receiving circuit 134.
  • the switch 133 generates the data signal SDA based on the signal supplied from the communication control unit 138.
  • One end of the switch 133 is connected to the data terminal TD3, and the other end is grounded.
  • the switch 133 is configured using, for example, an N-type MOS transistor. Since data signal line DAL is pulled up using resistance element 11 in communication device 10, communication device 30 sets data signal SDA to a low level by turning on switch 133 when transmitting data. , And turns the switch 133 off to drive the data signal SDA high. Thus, the switch 133 is adapted to generate the data signal SDA.
  • the receiving circuit 134 receives the data signal SDA.
  • the input terminal of the reception circuit 134 is connected to the data terminal TD 3, and the output terminal is connected to the communication control unit 138.
  • the communication control unit 138 controls the communication operation in the communication device 30. Specifically, when the communication system 1 performs communication, the communication control unit 138 causes the receiving circuit 131 to receive the clock signal SCL. When the communication device 30 receives the data signal SDA, the communication control unit 138 turns off the switch 133 and causes the reception circuit 134 to receive the data signal SDA. When the communication device 30 transmits the data signal SDA, the communication control unit 138 causes the switch 133 to generate the data signal SDA by supplying the signal corresponding to the data signal SDA to the switch 133. On the other hand, when the communication system 1 does not communicate, the communication control unit 138 turns the switch 133 off.
  • the processing unit 139 performs various processes using data exchanged in the communication system 1.
  • the communication device 10 corresponds to one specific example of the “first communication device” in the present disclosure.
  • Terminal TC1 corresponds to one specific example of the "first terminal” in the present disclosure.
  • the terminal TD1 corresponds to one specific example of the "third terminal” in the present disclosure.
  • the switch 111 corresponds to one specific example of the “transmission circuit” in the present disclosure.
  • the communication circuit 114 corresponds to one specific example of the “first communication circuit” in the present disclosure.
  • the resistive element 112 corresponds to one specific example of the “first resistive element” in the present disclosure.
  • the resistive element 11 corresponds to one specific example of the “second resistive element” in the present disclosure.
  • the communication control unit 118 corresponds to a specific example of the “first control unit” in the present disclosure.
  • the communication device 20 corresponds to one specific example of the “second communication device” in the present disclosure.
  • Terminal TC2 corresponds to one specific example of the "second terminal” in the present disclosure.
  • the terminal TD2 corresponds to one specific example of the "fourth terminal” in the present disclosure.
  • the receiving circuit 121 corresponds to one specific example of the “receiving circuit” in the present disclosure.
  • the communication circuit 122 corresponds to one specific example of the “second communication circuit” in the present disclosure.
  • the switch 125 corresponds to one specific example of the “second switch” in the present disclosure.
  • the capacitive element 21 corresponds to a specific example of the “storage element” in the present disclosure.
  • the communication control unit 128 corresponds to a specific example of the “second control unit” in the present disclosure.
  • the semiconductor circuit 110 of the communication device 10 transmits the clock signal SCL to the communication devices 20 and 30, and transmits and receives the data signal SDA to and from the communication devices 20 and 30.
  • the semiconductor circuit 120 of the communication device 20 receives the clock signal SCL transmitted from the communication device 10, and transmits and receives the data signal SDA to and from the communication device 10.
  • the semiconductor circuit 130 of the communication device 30 receives the clock signal SCL transmitted from the communication device 10, and transmits and receives the data signal SDA to and from the communication device 10.
  • the communication device 10 turns on the switch 113 to connect the clock terminal TC1 to the power supply line supplying the power supply voltage VDD. Then, in the communication device 20, the clock terminal TC2 is connected to one end of the capacitive element 21 by turning on the switch 125. Thereby, in the communication system 1, the capacitive element 21 is charged in a period when communication is not performed.
  • FIG. 2 shows an operation example of the communication system 1 when the communication apparatus 10 transmits data to the communication apparatuses 20 and 30 (case C1), and (A) shows a waveform of the clock signal SCL. (B) shows the waveform of the data signal SDA, (C) shows the waveform of the control signal CTL1, and (D) shows the waveform of the control signal CTL2.
  • the switch 113 of the communication device 10 connects the clock terminal TC1 to the power supply line supplying the power supply voltage VDD, and the control signal CTL1 is low.
  • the clock terminal TC1 is connected to the other end of the resistor 112.
  • the switch 125 of the communication device 20 connects the clock terminal TC2 to one end of the capacitive element 21 when the control signal CTL2 is at the high level.
  • the clock signal SCL and the data signal SDA both maintain high level (FIGS. 2A and 2B). That is, in the communication stop period P1, since the control signal CTL1 is at the high level, the clock signal line CLL is connected to the power supply line supplying the power supply voltage VDD, and the switch 111 in the communication device 10 is in the off state. , And the clock signal SCL maintains high level. Further, in the communication stop period P1, the data signal line DAL is pulled up using the resistance element 11, and the switch 115 in the communication device 10, the switch 123 in the communication device 20, and the switch 133 in the communication device 30 are all in the off state. Therefore, the data signal SDA remains high. In the communication stop period P1, the switch 125 of the communication device 20 is in the on state. Thereby, in the communication system 1, the capacitive element 21 is charged in the communication stop period P1.
  • FIG. 3 shows an operation example of the communication system 1 in the communication stop period P1.
  • the power supply voltage VDD is directly supplied to the clock signal line CLL via the switch 113 of the communication device 10.
  • the switch 125 is in the on state.
  • the charging current I flows from the power supply line to which the power supply voltage VDD is supplied, in the order of the switch 113, the clock terminal TC1, the clock signal line CLL, the clock terminal TC2, the switch 125, and the capacitive element 21. Thereby, the capacitive element 21 is charged.
  • the communication control unit 118 of the communication device 10 changes the control signal CTL1 from the high level to the low level (FIG. 2 (C)).
  • the clock terminal TC1 is connected to the other end of the resistance element 112, and the clock signal line CLL is pulled up using the resistance element 112.
  • the communication device 10 changes the data signal SDA from the high level to the low level (FIG. 2 (B)).
  • the communication stop period P1 ends in the communication system 1 due to the transition of the data signal SDA.
  • the operation (start operation START) in which the data signal SDA falls while the clock signal SCL is at the high level functions as communication start notification to the slave device.
  • the communication device 20 detects the start operation START based on the clock signal SCL and the data signal SDA. Thus, the communication control unit 128 of the communication device 20 recognizes that communication is started in the communication system 1. Then, at timing t2, the communication control unit 128 changes the control signal CTL2 from the high level to the low level. As a result, the switch 125 is turned off, and charging of the capacitive element 21 is stopped.
  • communication device 30 detects this start operation START based on clock signal SCL and data signal SDA.
  • the communication control unit 138 of the communication device 30 recognizes that communication is started in the communication system 1.
  • the communication device 10 starts generating the clock signal SCL by starting the toggle operation of the clock signal SCL (FIG. 2 (A)).
  • the communication period P2 starts.
  • the communication device 10 starts transmitting data DT using the data signal SDA (FIG. 2 (B)).
  • the communication device 10 generates the data signal SDA so as to make the data signal SDA transition in a period in which the clock signal SCL is low and not to make a transition in the period in which the clock signal SCL is high.
  • Communication devices 20 and 30 receive data DT transmitted from communication device 10 by receiving clock signal SCL and data signal SDA.
  • the communication device 10 finishes transmitting the data DT, and sets the data signal SDA to the low level ((B) in FIG. 2).
  • the communication device 10 changes the clock signal SCL from the low level to the high level, and ends the toggle operation (FIG. 2A).
  • the communication period P2 ends.
  • the communication control unit 118 of the communication device 10 changes the control signal CTL1 from low level to high level (FIG. 2 (C)).
  • the clock terminal TC1 is connected to the power supply line supplying the power supply voltage VDD.
  • the power supply voltage VDD is directly supplied to the clock signal line CLL via the switch 113.
  • the communication device 10 changes the data signal SDA from the low level to the high level (FIG. 2 (B)).
  • the communication stop period P1 is started by the transition of the data signal SDA.
  • the operation (stop operation STOP) in which the data signal SDA rises while the clock signal SCL is at the high level functions as communication end notification to the slave device.
  • Communication device 20 detects this stop operation STOP based on clock signal SCL and data signal SDA.
  • the communication control unit 128 of the communication device 20 recognizes that the communication in the communication system 1 is completed.
  • the communication control unit 128 changes the control signal CTL2 from the low level to the high level.
  • the switch 125 is turned on, and charging of the capacitive element 21 is started.
  • communication device 30 detects this start operation START based on clock signal SCL and data signal SDA.
  • the communication control unit 138 of the communication device 30 recognizes that the communication in the communication system 1 is completed.
  • the communication device 10 transmits the data DT to the communication devices 20 and 30 as described above.
  • This data DT can include, for example, control information specifying which device should transmit data next, and control information specifying what information to transmit next.
  • data DT includes control information specifying that communication device 20 should transmit data (data DT2) next, communication device 20 transmits data DT2 to communication device 10. be able to.
  • FIG. 2 the operation of the case where the communication device 20 transmits data to the communication device 10 (case C2) will be described in detail.
  • the communication control unit 118 of the communication apparatus 10 changes the control signal CTL1 from the high level to the low level (FIG. 2 (C)).
  • the clock terminal TC1 is connected to the other end of the resistance element 112, and the clock signal line CLL is pulled up using the resistance element 112.
  • the communication device 10 changes the data signal SDA from the high level to the low level (FIG. 2 (B)).
  • Communication device 20 detects start operation START based on clock signal SCL and data signal SDA. Thus, the communication control unit 128 of the communication device 20 recognizes that communication is started in the communication system 1. Then, at timing t2, the communication control unit 128 changes the control signal CTL2 from the high level to the low level. As a result, the switch 125 is turned off, and charging of the capacitive element 21 is stopped.
  • the communication device 10 starts generating the clock signal SCL by starting the toggle operation of the clock signal SCL (FIG. 2 (A)). Further, the communication device 10 turns the switch 115 off, and the communication device 20 outputs the low level data signal SDA.
  • the communication device 20 starts transmitting data DT2 using the data signal SDA (FIG. 2 (B)).
  • This data DT2 is data of fixed length.
  • the communication device 10 receives the data DT2 transmitted from the communication device 20 by receiving the clock signal SCL and the data signal SDA.
  • the communication device 20 finishes transmitting the data DT2, and sets the data signal SDA to the low level ((B) in FIG. 2).
  • the communication device 10 changes the clock signal SCL from the low level to the high level, and ends the toggle operation (FIG. 2A). That is, since the data DT2 is data of a fixed length, the communication apparatus 10 performs the toggle operation a predetermined number of times. Further, the communication device 20 turns off the switch 123, and the communication device 10 outputs a low level data signal SDA.
  • the communication control unit 118 of the communication device 10 changes the control signal CTL1 from low level to high level (FIG. 2 (C)).
  • the clock terminal TC1 is connected to the power supply line supplying the power supply voltage VDD, and the power supply voltage VDD is directly supplied to the clock terminal TC1 via the switch 113.
  • the communication device 10 changes the data signal SDA from the low level to the high level (FIG. 2 (B)).
  • Communication device 20 detects stop operation STOP based on clock signal SCL and data signal SDA. Thus, the communication control unit 128 of the communication device 20 recognizes that the communication in the communication system 1 is completed. Then, at timing t8, the communication control unit 128 changes the control signal CTL2 from the low level to the high level based on the stop operation STOP. As a result, the switch 125 is turned on, and charging of the capacitive element 21 is started.
  • communication device 10 includes: The communication device 30 can transmit the data DT3 to the communication device 10.
  • the communication device 30 can transmit the data DT3 to the communication device 10.
  • the communication control unit 118 of the communication apparatus 10 changes the control signal CTL1 from the high level to the low level (FIG. 2 (C)).
  • the clock terminal TC1 is connected to the other end of the resistance element 112, and the clock signal line CLL is pulled up using the resistance element 112.
  • the communication device 10 changes the data signal SDA from the high level to the low level (FIG. 2 (B)).
  • Communication device 30 detects start operation START based on clock signal SCL and data signal SDA. Thus, the communication control unit 138 of the communication device 30 recognizes that communication is started in the communication system 1.
  • communication device 20 detects start operation START based on clock signal SCL and data signal SDA.
  • the communication control unit 128 of the communication device 20 recognizes that communication is started in the communication system 1. Then, at timing t2, the communication control unit 128 changes the control signal CTL2 from the high level to the low level. As a result, the switch 125 is turned off, and charging of the capacitive element 21 is stopped.
  • the communication device 10 starts generating the clock signal SCL by starting the toggle operation of the clock signal SCL (FIG. 2 (A)). Further, the communication device 10 turns the switch 115 off, and the communication device 30 outputs a low level data signal SDA.
  • the communication device 30 starts transmitting data DT3 using the data signal SDA (FIG. 2 (B)).
  • the data DT3 is data of a fixed length.
  • Communication device 10 receives data DT3 transmitted from communication device 30 by receiving clock signal SCL and data signal SDA.
  • the communication device 30 finishes transmitting the data DT3, and sets the data signal SDA to the low level ((B) in FIG. 2).
  • the communication device 10 changes the clock signal SCL from the low level to the high level, and ends the toggle operation (FIG. 2A). Further, the communication device 30 turns off the switch 133, and the communication device 10 outputs a low level data signal SDA.
  • the communication control unit 118 of the communication device 10 changes the control signal CTL1 from low level to high level (FIG. 2 (C)).
  • the clock terminal TC1 is connected to the power supply line supplying the power supply voltage VDD, and the power supply voltage VDD is directly supplied to the clock terminal TC1 via the switch 113.
  • the communication device 10 changes the data signal SDA from the low level to the high level (FIG. 2 (B)).
  • Communication device 30 detects stop operation STOP based on clock signal SCL and data signal SDA. Thus, the communication control unit 138 of the communication device 30 recognizes that the communication in the communication system 1 is completed.
  • communication device 20 detects stop operation STOP based on clock signal SCL and data signal SDA.
  • the communication control unit 128 of the communication device 20 recognizes that the communication in the communication system 1 is completed.
  • the communication control unit 128 changes the control signal CTL2 from the low level to the high level based on the stop operation STOP.
  • the switch 125 is turned on, and charging of the capacitive element 21 is started.
  • the switch 125 and the capacitive element 21 are provided in the communication device 20, and the clock signal line CLL is turned on by turning on the switch 125 in a certain period of the periods other than the communication period P2. Are connected to the capacitive element 21.
  • the communication device 20 can charge the capacitive element 21 based on the power supply voltage VDD in the communication device 10, and use the voltage at one end of the capacitive element 21 as the power supply voltage VDD2.
  • the power supply voltage VDD can be supplied via the clock signal line CLL, and the power supply wiring from the communication device 10 to the communication device 20 can be omitted. it can.
  • the number of wirings increases, so the cost is increased. It may increase. Further, as the number of wires increases, the cable including the wires becomes thicker, which may lower the degree of freedom in arranging the communication device.
  • the weight increases due to the increase in the number of wires, The thick cable makes it difficult to move the human body. As a result, the wearability of the wearable device is reduced.
  • the number of wires can be reduced, so that the cost can be reduced and the degree of freedom in the arrangement of communication devices Can be enhanced.
  • the communication system 1 when the communication system 1 is applied to a wearable device and each communication device is disposed in various parts of the human body, the number of wires can be reduced, so that the weight can be suppressed and the cable can be thinned. So you can make it easier to move the human body. As a result, the wearability of the wearable device can be enhanced.
  • the communication device 20 detects the start operation START and the stop operation STOP based on the clock signal SCL and the data signal SDA, and turns the switch 125 on and off based on the detection result.
  • the capacitive element 21 can be charged. That is, before the start operation START and after the stop operation STOP, the communication device 10 supplies the power supply voltage VDD to the clock signal line CLL. Therefore, the communication device 20 can stably charge the capacitive element 21 by turning on the switch 125 based on the stop operation STOP and turning off the switch 125 based on the start operation START.
  • the switch 113 is provided in the communication apparatus 10, and when charging the capacitive element 21, the clock terminal TC1 is directly connected to the power supply line supplying the power supply voltage VDD. Can be shortened. That is, for example, when the communication terminal 10 is not provided with the switch 113 and the clock terminal TC1 is connected to the other end of the resistive element 112, the charging current I flows through the resistive element 112. Since the value is limited, charging time will be long. On the other hand, in the communication system 1, when the capacitive element 21 is charged, the clock terminal TC1 is directly connected to the power supply line supplying the power supply voltage VDD, so the resistance value in the path through which the charging current I flows is reduced. Therefore, the charging time can be shortened and charging can be performed efficiently.
  • the switch 125 and the capacitor are provided in the communication device 20, and the clock signal line is switched to the capacitor by turning on the switch 125 in a period other than the communication period.
  • the number of wires can be reduced since connection is made to
  • the communication device 20 detects the start operation and the stop operation based on the clock signal and the data signal, and the switch 125 is turned on and off based on the detection result. It can be charged.
  • the switch 113 is provided in the communication device 10, and when charging the capacitive element, the clock terminal TC1 is directly connected to the power supply line supplying the power supply voltage VDD. can do.
  • the communication control unit 118 changes the control signal CTL1 from the high level to the low level at the timing t1.
  • the present invention is not limited to this. Alternatively, for example, it may be timing before timing t1 or timing after timing t1 and before the clock signal SCL first falls.
  • the communication control unit 118 changes the control signal CTL1 from low level to high level at timing t5
  • the present invention is not limited to this, and for example, it is before timing t5.
  • the timing may be later than the timing at which the clock signal SCL finally rises, or may be timing later than the timing t5.
  • the resistance element 112 functioning as a pull-up resistance of the clock signal line CLL is provided in the semiconductor circuit 110 in the communication device 10.
  • the present invention is not limited to this. Instead of this, for example, as in the communication system 1A shown in FIG. 4, the resistance element may be provided outside the semiconductor circuit.
  • the communication system 1A includes a communication device 10A.
  • the communication device 10A includes a resistive element 12A, a switch 13A, and a semiconductor circuit 110A.
  • the resistance element 12A functions as a pull-up resistance of the clock signal line CLL, and corresponds to the resistance element 112 according to the above embodiment.
  • the power supply voltage VDD is supplied to one end of the resistance element 12A, and the other end can be connected to the clock terminal TC1 via the switch 13A.
  • the resistive element 12A is configured using, for example, a chip resistor.
  • the switch 13A selectively connects the clock terminal TC1 to the other end of the resistance element 12A or the power supply line supplying the power supply voltage VDD based on the control signal CTL1 supplied from the communication control unit 118.
  • the switch 13A corresponds to the switch 113 according to the above embodiment.
  • the semiconductor circuit 110A includes a switch 111, a communication circuit 114, a communication control unit 118, and a processing unit 119. The semiconductor circuit 110A is obtained by omitting the resistance element 112 and the switch 113 from the semiconductor circuit 110 according to the above embodiment.
  • the communication control unit 118 of the semiconductor circuit 110A generates the control signal CTL1.
  • the present invention is not limited to this. Instead of this, for example, as in the communication system 1B shown in FIG. 5, a control circuit different from the semiconductor circuit may generate the control signal CTL1.
  • the communication system 1B includes a communication device 10B.
  • the communication device 10B includes a control circuit 14B and a semiconductor circuit 110B.
  • the control circuit 14B generates a control signal CTL1 based on the clock signal SCL and the data signal SDA. Specifically, control circuit 14B detects start operation START and stop operation STOP based on clock signal SCL and data signal SDA.
  • the semiconductor circuit 110B includes a communication control unit 118B.
  • the communication control unit 118B does not have the function of generating the control signal CTL1 from the communication control unit 118 according to the above embodiment.
  • the switch 113 is inserted between the other end of the resistive element 112 functioning as a pull-up resistor of the clock signal line CLL and the clock terminal TC1, but the present invention is not limited to this.
  • the other end of the resistance element may be connected to the clock terminal TC1.
  • the communication system 1C includes a communication device 10C.
  • the communication device 10C includes a resistive element 12A and a semiconductor circuit 110C.
  • the power supply voltage VDD is supplied to one end of the resistance element 12A, and the other end is connected to the clock terminal TC1.
  • the semiconductor circuit 110C includes a switch 113C.
  • the power supply voltage VDD is supplied to one end of the switch 113C, and the other end is connected to the clock terminal TC1.
  • the semiconductor circuit 110C directly supplies the power supply voltage VDD to the clock signal line CLL by turning on the switch 113C.
  • the semiconductor circuit 110C can pull up the clock signal line CLL using the resistor element 12A by turning off the switch 113C.
  • the communication control unit 128 of the semiconductor circuit 120 generates the control signal CTL2.
  • the present invention is not limited to this. Instead of this, for example, as in the communication system 1D shown in FIG. 7, a control circuit different from the semiconductor circuit may generate the control signal CTL2.
  • the communication system 1D includes a communication device 20D.
  • the communication device 20D includes a switch 22D, a control circuit 23D, and a semiconductor circuit 120D.
  • the switch 22D connects the clock terminal TC2 to the capacitive element 21 based on the control signal CTL2 supplied from the control circuit 23D.
  • One end of the switch 22D is connected to the clock terminal TC2, and the other end is connected to one end of the capacitive element 21.
  • the control circuit 23D generates a control signal CTL2 based on the clock signal SCL and the data signal SDA. Specifically, control circuit 23D detects start operation START and stop operation STOP based on clock signal SCL and data signal SDA. When the control circuit 23D detects the start operation START, the control circuit 23D supplies the control signal CTL2 to the switch 22D to turn off the switch 22D. When the control circuit 23D detects the stop operation STOP, the control circuit 23D supplies the control signal CTL1 to the switch 13A to turn on the switch 22D.
  • the semiconductor circuit 120D includes a communication control unit 128D. The communication control unit 128D does not have the function of generating the control signal CTL2 from the communication control unit 128 according to the above embodiment.
  • the communication device 30 operates based on the power supplied from the communication device 20 in the above embodiment, the present invention is not limited to this. Instead of this, for example, as in the communication system 1E shown in FIG. 8, the communication device operates based on the power supplied from the communication device 10 via the clock signal line CLL, like the communication device 20. It is also good.
  • the communication system 1E includes a communication device 30E.
  • the communication device 30E includes a semiconductor circuit 130E and a capacitive element 31E.
  • the semiconductor circuit 130E includes a switch 135E and a communication control unit 138E.
  • the communication device 30E has the same configuration as the communication device 20.
  • the communication control unit 138E supplies the control signal CTL3 to the switch 135E to turn off the switch 135E, thereby the communication system 1
  • the switch 135E is turned on by supplying the control signal CTL3 to the switch 135E.
  • the voltage at one end of the capacitive element 31E is supplied to the semiconductor circuit 130E as the power supply voltage VDD3.
  • the switch 125 in the communication device 20 is desirably a normally on switch. As a result, for example, even when the amount of charge in the capacitive element 21 is insufficient and the semiconductor circuit 120 can not operate, the switch 125 is turned on, whereby the capacitive element 21 is charged.
  • the semiconductor circuit 120 may detect the voltage level of the power supply voltage VDD2. Thus, the semiconductor circuit 120 can detect the charge level in the capacitive element 21. Furthermore, the semiconductor circuit 120 may forcibly turn on the switch 125 if the charge level in the capacitive element 21 is lower than a predetermined level. Thereby, the charge amount in the capacitive element 21 can be maintained.
  • slave devices the communication devices 20 and 30
  • the present invention is not limited to this.
  • One slave device may be provided, or three or more slaves may be provided.
  • a device may be provided.
  • the communication device 20 is provided with the capacitive element 21.
  • the present invention is not limited to this.
  • a rechargeable battery may be provided instead.
  • the present technology can be configured as follows.
  • a first communication device having a first switch capable of connecting the power supply and the first terminal by being turned on, and a first control unit capable of controlling the operation of the first switch;
  • a second terminal connected to the first terminal of the first communication device via a first wiring, a receiving circuit capable of receiving the clock signal via the second terminal, and a storage element
  • a second switch capable of connecting the second terminal and the storage element by being turned on, and a second control unit capable of controlling the operation of the second switch
  • a communication system comprising: a second communication device operable by supplying a voltage at a storage element as a power supply voltage.
  • the first communication device includes a third terminal, a first communication circuit capable of transmitting and receiving a data signal via the third terminal, and a distance between the third terminal and the power supply. And a second resistive element inserted in the path, The second communication device transmits / receives the data signal via a fourth terminal to a fourth terminal connected to the third terminal of the first communication device via a second wiring. Further having a possible second communication circuit, The first control unit turns off the first switch in a communication period in which the first communication circuit transmits and receives data information included in the data signal, and a first period in a period other than the communication period.
  • the first control unit may change the first switch from the on state to the off state at a first timing before the transmission circuit starts transmitting the clock signal.
  • the communication system as described in 2.).
  • the first control unit can change the first switch from the off state to the on state at a second timing after the transmission circuit finishes transmitting the clock signal. 2) or the communication system as described in (3).
  • the first communication circuit causes the data signal to transition before the transmission circuit starts transmitting the clock signal.
  • the first control unit changes the first switch from the on state to the off state based on the data signal and the clock signal before the transmission circuit starts transmitting the clock signal.
  • the communication system as described in 2.).
  • the first communication circuit causes the data signal to transition after the transmission circuit has finished transmitting the clock signal.
  • the first control unit changes the first switch from the off state to the on state based on the data signal and the clock signal after the transmission circuit finishes transmitting the clock signal. Or the communication system according to (5). (7) The first communication circuit causes the data signal to transition before the transmission circuit starts transmitting the clock signal. The second control unit changes the second switch from the on state to the off state based on the data signal and the clock signal before the transmission circuit starts transmitting the clock signal. The communication system according to any one of (6) to (6). (8) The first communication circuit causes the data signal to transition after the transmission circuit has finished transmitting the clock signal. The second control unit changes the second switch from the off state to the on state based on the data signal and the clock signal after the transmission circuit finishes transmitting the clock signal.
  • the communication system according to any one of (7) to (7).
  • the first terminal A transmitter circuit capable of transmitting a clock signal via the first terminal; A first resistance element inserted in a path between the first terminal and a power supply; A first switch capable of connecting the power supply and the first terminal by being turned on; A first control unit capable of controlling the operation of the first switch.

Abstract

本開示の通信システムは、第1の端子と、第1の端子を介してクロック信号を送信可能な送信回路と、第1の端子と電源との間の経路に挿入された第1の抵抗素子と、オン状態になることにより電源と第1の端子とを接続可能な第1のスイッチと、第1のスイッチの動作を制御可能な第1の制御部とを有する第1の通信装置と、第1の配線を介して第1の通信装置の第1の端子に接続された第2の端子と、第2の端子を介してクロック信号を受信可能な受信回路と、蓄電素子と、オン状態になることにより第2の端子と蓄電素子とを接続可能な第2のスイッチと、第2のスイッチの動作を制御可能な第2の制御部とを有し、蓄電素子における電圧が電源電圧として供給されることにより動作可能な第2の通信装置とを備える。

Description

通信システムおよび通信装置
 本開示は、信号を送受信する通信システム、およびそのような通信システムにおいて用いられる通信装置に関する。
 電子機器では、しばしば、複数のデバイス間で情報がやり取りされる。例えば、非特許文献1には、抵抗素子を用いてプルアップされた、双方向に通信可能なシリアルバス(I2Cバス)が開示されている。
"UM10204 I2C-bus specification and user manual"、[online]、NXP Semiconductors、Rev.6 ?4 April 2014、[平成29年12月23日検索]、インターネット<URL:https://www.nxp.com/docs/en/user-guide/UM10204.pdf>
 複数のデバイス間における通信では、配線数が少ないことが望まれており、さらなる配線数の低減が期待されている。
 配線数を少なくすることができる通信システムおよび通信装置を提供することが望ましい。
 本開示の一実施の形態における通信システムは、第1の通信装置と、第2の通信装置とを備えている。第1の通信装置は、第1の端子と、第1の端子を介してクロック信号を送信可能な送信回路と、第1の端子と電源との間の経路に挿入された第1の抵抗素子と、オン状態になることにより電源と第1の端子とを接続可能な第1のスイッチと、第1のスイッチの動作を制御可能な第1の制御部とを有するものである。第2の通信装置は、第1の配線を介して第1の通信装置の第1の端子に接続された第2の端子と、第2の端子を介してクロック信号を受信可能な受信回路と、蓄電素子と、オン状態になることにより第2の端子と蓄電素子とを接続可能な第2のスイッチと、第2のスイッチの動作を制御可能な第2の制御部とを有し、蓄電素子における電圧が電源電圧として供給されることにより動作可能なものである。
 本開示の一実施の形態における通信装置は、第1の端子と、送信回路と、第1の抵抗素子と、第1のスイッチと、第1の制御部とを備えている。送信回路は、第1の端子を介してクロック信号を送信可能なものである。第1の抵抗素子は、第1の端子と電源との間の経路に挿入されたものである。第1のスイッチは、オン状態になることにより電源と第1の端子とを接続可能なものである。第1の制御部は、第1のスイッチの動作を制御可能なものである。
 本開示の一実施の形態における通信システムでは、第1の端子と電源との間の経路に、第1の抵抗素子が設けられている。そして、第1の通信装置における送信回路から第1の端子を介してクロック信号が送信され、このクロック信号が第2の端子を介して第2の通信装置における受信回路により受信される。第1の通信装置には、電源と第1の端子とを接続可能な第1のスイッチが設けられている。この第1のスイッチは、第1の制御部により制御される。第2の通信装置では、第2の端子と蓄電素子とを接続可能な第2のスイッチが設けられている。この第2のスイッチは、第2の制御部により制御される。第2の通信装置には、この蓄電素子における電圧が電源電圧として供給される。
 本開示の一実施の形態における通信システムおよび通信装置によれば、オン状態になることにより電源と第1の端子とを接続可能な第1のスイッチを設けたので、配線数を少なくすることができる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれの効果があってもよい。
本開示の一実施の形態に係る通信システムの一構成例を表すブロック図である。 図1に示した通信システムの一動作例を表すタイミング波形図である。 図1に示した通信システムにおける電力供給動作の一例を表す説明図である。 変形例に係る通信システムの一構成例を表すブロック図である。 他の変形例に係る通信システムの一構成例を表すブロック図である。 他の変形例に係る通信システムの一構成例を表すブロック図である。 他の変形例に係る通信システムの一構成例を表すブロック図である。 他の変形例に係る通信システムの一構成例を表すブロック図である。
 以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
<実施の形態>
[構成例]
 図1は、一実施の形態に係る通信システム(通信システム1)の一構成例を表すものである。通信システム1は、シリアルバスを用いて双方向にデータを送受信可能なものである。通信システム1は、通信装置10,20,30と、バス9とを備えている。通信装置10は、クロック端子TC1およびデータ端子TD1を有しており、通信装置20は、クロック端子TC2およびデータ端子TD2を有しており、通信装置30は、クロック端子TC3およびデータ端子TD3を有している。バス9は、I2Cバスであり、クロック信号線CLLと、データ信号線DALとを有している。クロック信号線CLLは、クロック信号SCLを伝えるものであり、通信装置10のクロック端子TC1、通信装置20のクロック端子TC2、および通信装置30のクロック端子TC3に接続されている。データ信号線DALは、データ信号SDAを伝えるものであり、通信装置10のデータ端子TD1、通信装置20のデータ端子TD2、および通信装置30のデータ端子TD3に接続されている。データ信号SDAのビットレートは、例えば、数百kbps~数Mbps程度である。
(通信装置10)
 通信装置10は、通信装置20,30との間で通信を行うものであり、通信システム1におけるマスタデバイスとして機能するものである。通信装置10は、外部から供給された電源電圧VDDに基づいて動作するものである。通信装置10は、抵抗素子11と、半導体回路110とを有している。
 抵抗素子11は、データ信号線DALのプルアップ抵抗として機能するものである。抵抗素子11の一端には電源電圧VDDが供給されており、他端はデータ端子TD1に接続されている。抵抗素子11は、例えばチップ抵抗器を用いて構成される。抵抗素子11の抵抗値は、例えば数kΩ程度である。
 半導体回路110は、クロック信号SCLを通信装置20,30に対して送信するとともに、通信装置20,30との間で、データ信号SDAを送受信するものである。半導体回路110は、例えば、半導体チップにより構成される。半導体回路110は、スイッチ111と、抵抗素子112と、スイッチ113と、通信回路114と、通信制御部118と、処理部119とを有している。
 スイッチ111は、通信制御部118から供給された信号に基づいて、クロック信号SCLを生成するものである。スイッチ111の一端は、スイッチ113およびクロック端子TC1に接続され、他端は接地されている。スイッチ111は、例えばN型のMOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタを用いて構成される。スイッチ111の一端は、スイッチ113を介して、抵抗素子112に接続され得る。スイッチ111がクロック端子TC1を抵抗素子112の他端に接続している場合には、クロック信号線CLLはこの抵抗素子112を用いてプルアップされるので、通信装置10は、スイッチ111がオン状態である場合にはクロック信号SCLを低レベルにし、スイッチ111がオフ状態である場合にはクロック信号SCLを高レベルにする。このようにして、スイッチ111は、クロック信号SCLを生成するようになっている。
 抵抗素子112は、クロック信号線CLLのプルアップ抵抗として機能するものである。抵抗素子112の一端には電源電圧VDDが供給されており、他端はスイッチ113を介して、クロック端子TC1に接続され得る。抵抗素子112の抵抗値は、例えば数kΩ程度である。
 スイッチ113は、通信制御部118から供給された制御信号CTL1に基づいて、クロック端子TC1を、抵抗素子112の他端、または電源電圧VDDを供給する電源線に選択的に接続するものである。スイッチ113は、例えばP型のMOSトランジスタを用いて構成される。
 通信回路114は、データ信号SDAを送受信するものである。通信回路114は、スイッチ115と、受信回路116とを有している。
 スイッチ115は、通信制御部118から供給された信号に基づいて、データ信号SDAを生成するものである。スイッチ115の一端は、抵抗素子11の他端およびデータ端子TD1に接続され、他端は接地されている。スイッチ115は、例えばN型のMOSトランジスタを用いて構成される。データ信号線DALは、抵抗素子11を用いてプルアップされているので、通信装置10は、データを送信する場合において、スイッチ115をオン状態にすることによりデータ信号SDAを低レベルにし、スイッチ115をオフ状態にすることによりデータ信号SDAを高レベルにする。このようにして、スイッチ115は、データ信号SDAを生成するようになっている。
 受信回路116は、データ信号SDAを受信するものである。受信回路116の入力端子は抵抗素子11の他端およびデータ端子TD1に接続され、出力端子は通信制御部118に接続されている。
 通信制御部118は、通信装置10における通信動作を制御するものである。具体的には、通信システム1が通信を行う場合には、通信制御部118は、スイッチ113に制御信号CTL1を供給することによりクロック端子TC1を抵抗素子112の他端に接続させるとともに、スイッチ111にクロック信号SCLに応じた信号を供給することによりスイッチ111にクロック信号SCLを生成させる。通信装置10がデータ信号SDAを送信する場合には、通信制御部118は、スイッチ115にデータ信号SDAに応じた信号を供給することにより、スイッチ115にデータ信号SDAを生成させる。通信装置10がデータ信号SDAを受信する場合には、通信制御部118は、スイッチ115をオフ状態にするとともに、受信回路116にデータ信号SDAを受信させる。一方、通信システム1が通信を行わない場合には、通信制御部118は、スイッチ113に制御信号CTL1を供給することにより、クロック端子TC1を、電源電圧VDDを供給する電源線に接続させるとともに、スイッチ111,115をオフ状態にするようになっている。
 処理部119は、通信システム1においてやりとりされるデータを利用して様々な処理を行うものである。
(通信装置20)
 通信装置20は、通信装置10との間で通信を行うものであり、通信システム1におけるスレーブデバイスとして機能するものである。通信装置20は、通信装置10からクロック信号線CLLを介して供給された電力に基づいて動作するものである。通信装置20は、半導体回路120と、容量素子21とを有している。
 半導体回路120は、通信装置10から送信されたクロック信号SCLを受信するとともに、通信装置10との間で、データ信号SDAを送受信するものである。半導体回路120は、例えば、半導体チップにより構成される。半導体回路120は、受信回路121と、通信回路122と、スイッチ125と、通信制御部128と、処理部129とを有している。
 受信回路121は、クロック信号SCLを受信するものである。受信回路121の入力端子はクロック端子TC2およびスイッチ125に接続され、出力端子は通信制御部128に接続されている。
 通信回路122は、データ信号SDAを送受信するものである。通信回路122は、スイッチ123と、受信回路124とを有している。
 スイッチ123は、通信制御部128から供給された信号に基づいて、データ信号SDAを生成するものである。スイッチ123の一端はデータ端子TD2に接続され、他端は接地されている。スイッチ123は、例えばN型のMOSトランジスタを用いて構成される。データ信号線DALは、通信装置10において抵抗素子11を用いてプルアップされているので、通信装置20は、データを送信する場合において、スイッチ123をオン状態にすることによりデータ信号SDAを低レベルにし、スイッチ123をオフ状態にすることによりデータ信号SDAを高レベルにする。このようにして、スイッチ123は、データ信号SDAを生成するようになっている。
 受信回路124は、データ信号SDAを受信するものである。受信回路124の入力端子はデータ端子TD2に接続され、出力端子は通信制御部128に接続されている。
 スイッチ125は、通信制御部128から供給された制御信号CTL2に基づいて、クロック端子TC2を、容量素子21に接続するものである。スイッチ125の一端はクロック端子TC2に接続され、他端は容量素子21の一端に接続されている。スイッチ125は、例えばP型のMOSトランジスタを用いて構成される。
 通信制御部128は、通信装置20における通信動作を制御するものである。具体的には、通信システム1が通信を行う場合には、通信制御部128は、スイッチ125に制御信号CTL2を供給することによりスイッチ125をオフ状態にするとともに、受信回路121にクロック信号SCLを受信させる。通信装置20がデータ信号SDAを受信する場合には、通信制御部128は、スイッチ123をオフ状態にすることにより、受信回路124にデータ信号SDAを受信させる。通信装置20がデータ信号SDAを送信する場合には、通信制御部128は、スイッチ123にデータ信号SDAに応じた信号を供給することにより、スイッチ123にデータ信号SDAを生成させる。一方、通信システム1が通信を行わない場合には、通信制御部128は、スイッチ125に制御信号CTL2を供給することによりスイッチ125をオン状態にするとともに、スイッチ123をオフ状態にする。この構成により、通信システム1では、通信を行わない期間において、通信装置10からクロック信号線CLLを介して供給された電源電圧VDDを、スイッチ125を介して容量素子21に供給することにより、容量素子21を充電することができるようになっている。
 処理部129は、通信システム1においてやりとりされるデータを利用して様々な処理を行うものである。
 容量素子21は、通信装置10からスイッチ125を介して供給された電力を蓄えるものである。容量素子21の一端はスイッチ125に接続され、他端は接地されている。容量素子21の一端における電圧は、電源電圧VDD2として、半導体回路120に供給されるとともに、通信装置30にも供給される。容量素子21は、例えば数百μF以上の容量素子を用いることができる。容量素子21は、例えば、電気二重層キャパシタ(すなわちスーパーキャパシタ)を用いて構成することができる。
(通信装置30)
 通信装置30は、通信装置10との間で通信を行うものであり、通信システム1におけるスレーブデバイスとして機能するものである。通信装置30は、この例では、通信装置20の近傍に配置されている。通信装置30は、通信装置20から供給された電力に基づいて動作する。通信装置30は、半導体回路130を有している。
 半導体回路130は、通信装置10から送信されたクロック信号SCLを受信するとともに、通信装置10との間で、データ信号SDAを送受信するものである。半導体回路130は、例えば、半導体チップにより構成される。半導体回路130は、受信回路131と、通信回路132と、通信制御部138と、処理部139とを有している。
 受信回路131は、クロック信号SCLを受信するものである。受信回路131の入力端子はクロック端子TC3に接続され、出力端子は通信制御部138に接続されている。
 通信回路132は、データ信号SDAを送受信するものである。通信回路132は、スイッチ133と、受信回路134とを有している。
 スイッチ133は、通信制御部138から供給された信号に基づいて、データ信号SDAを生成するものである。スイッチ133の一端はデータ端子TD3に接続され、他端は接地されている。スイッチ133は、例えばN型のMOSトランジスタを用いて構成される。データ信号線DALは、通信装置10において抵抗素子11を用いてプルアップされているので、通信装置30は、データを送信する場合において、スイッチ133をオン状態にすることによりデータ信号SDAを低レベルにし、スイッチ133をオフ状態にすることによりデータ信号SDAを高レベルにする。このようにして、スイッチ133は、データ信号SDAを生成するようになっている。
 受信回路134は、データ信号SDAを受信するものである。受信回路134の入力端子はデータ端子TD3に接続され、出力端子は通信制御部138に接続されている。
 通信制御部138は、通信装置30における通信動作を制御するものである。具体的には、通信システム1が通信を行う場合には、通信制御部138は、受信回路131にクロック信号SCLを受信させる。通信装置30がデータ信号SDAを受信する場合には、通信制御部138は、スイッチ133をオフ状態にするとともに、受信回路134にデータ信号SDAを受信させる。通信装置30がデータ信号SDAを送信する場合には、通信制御部138は、スイッチ133にデータ信号SDAに応じた信号を供給することにより、スイッチ133にデータ信号SDAを生成させる。一方、通信システム1が通信を行わない場合には、通信制御部138は、スイッチ133をオフ状態にするようになっている。
 処理部139は、通信システム1においてやりとりされるデータを利用して様々な処理を行うものである。
 ここで、通信装置10は、本開示における「第1の通信装置」の一具体例に対応する。端子TC1は、本開示における「第1の端子」の一具体例に対応する。端子TD1は、本開示における「第3の端子」の一具体例に対応する。スイッチ111は、本開示における「送信回路」の一具体例に対応する。通信回路114は、本開示における「第1の通信回路」の一具体例に対応する。抵抗素子112は、本開示における「第1の抵抗素子」の一具体例に対応する。抵抗素子11は、本開示における「第2の抵抗素子」の一具体例に対応する。通信制御部118は、本開示における「第1の制御部」の一具体例に対応する。通信装置20は、本開示における「第2の通信装置」の一具体例に対応する。端子TC2は、本開示における「第2の端子」の一具体例に対応する。端子TD2は、本開示における「第4の端子」の一具体例に対応する。受信回路121は、本開示における「受信回路」の一具体例に対応する。通信回路122は、本開示における「第2の通信回路」の一具体例に対応する。スイッチ125は、本開示における「第2のスイッチ」の一具体例に対応する。容量素子21は、本開示における「蓄電素子」の一具体例に対応する。通信制御部128は、本開示における「第2の制御部」の一具体例に対応する。
[動作および作用]
 続いて、本実施の形態の通信システム1の動作および作用について説明する。
(全体動作概要)
 まず、図1を参照して、通信システム1の全体動作概要を説明する。通信装置10の半導体回路110は、クロック信号SCLを通信装置20,30に対して送信するとともに、通信装置20,30との間で、データ信号SDAを送受信する。通信装置20の半導体回路120は、通信装置10から送信されたクロック信号SCLを受信するとともに、通信装置10との間で、データ信号SDAを送受信する。通信装置30の半導体回路130は、通信装置10から送信されたクロック信号SCLを受信するとともに、通信装置10との間で、データ信号SDAを送受信する。通信システム1が通信を行わない場合には、通信装置10では、スイッチ113をオン状態にすることにより、クロック端子TC1を、電源電圧VDDを供給する電源線に接続する。そして、通信装置20では、スイッチ125をオン状態にすることにより、クロック端子TC2を容量素子21の一端に接続する。これにより、通信システム1では、通信を行わない期間において、容量素子21を充電する。
(詳細動作)
 次に、通信システム1の動作について、詳細に説明する。まず、通信装置10が通信装置20,30にデータを送信する場合(ケースC1)について説明する。そして、その後に、通信装置20が通信装置10にデータを送信する場合(ケースC2)、および通信装置30が通信装置10にデータを送信する場合(ケースC3)について説明する。
(ケースC1)
 図2は、通信装置10が通信装置20,30にデータを送信する場合(ケースC1)における、通信システム1の一動作例を表すものであり、(A)はクロック信号SCLの波形を示し、(B)はデータ信号SDAの波形を示し、(C)は制御信号CTL1の波形を示し、(D)は制御信号CTL2の波形を示す。この例では、通信装置10のスイッチ113は、制御信号CTL1が高レベルである場合には、クロック端子TC1を、電源電圧VDDを供給する電源線に接続し、制御信号CTL1が低レベルである場合には、クロック端子TC1を抵抗素子112の他端に接続する。また、通信装置20のスイッチ125は、制御信号CTL2が高レベルである場合に、クロック端子TC2を容量素子21の一端に接続する。
 タイミングt1以前における、通信システム1が通信を行っていない期間(通信停止期間P1)には、クロック信号SCLおよびデータ信号SDAはともに高レベルを維持する(図2(A),(B))。すなわち、この通信停止期間P1では、制御信号CTL1は高レベルであるため、クロック信号線CLLは電源電圧VDDを供給する電源線に接続され、また、通信装置10におけるスイッチ111はオフ状態であるので、クロック信号SCLは高レベルを維持する。また、通信停止期間P1では、データ信号線DALが抵抗素子11を用いてプルアップされ、通信装置10におけるスイッチ115、通信装置20におけるスイッチ123、および通信装置30におけるスイッチ133はともにオフ状態であるので、データ信号SDAは高レベルを維持する。また、通信停止期間P1では、通信装置20のスイッチ125はオン状態である。これにより、通信システム1では、通信停止期間P1において、容量素子21が充電される。
 図3は、通信停止期間P1における通信システム1の一動作例を表すものである。通信停止期間P1では、クロック信号線CLLには、通信装置10のスイッチ113を介して電源電圧VDDが直接供給される。また、通信装置20において、スイッチ125はオン状態である。これにより、通信システム1では、電源電圧VDDが供給された電源線から、スイッチ113、クロック端子TC1、クロック信号線CLL、クロック端子TC2、スイッチ125、容量素子21の順に充電電流Iが流れる。これにより、容量素子21は充電される。
 そして、タイミングt1において、通信装置10の通信制御部118は、制御信号CTL1を高レベルから低レベルに変化させる(図2(C))。これにより、通信装置10では、クロック端子TC1が抵抗素子112の他端に接続され、クロック信号線CLLが抵抗素子112を用いてプルアップされる。
 また、このタイミングt1において、通信装置10は、データ信号SDAを高レベルから低レベルに変化させる(図2(B))。このデータ信号SDAの遷移により、通信システム1では、通信停止期間P1が終了する。通信システム1では、このように、クロック信号SCLが高レベルである期間においてデータ信号SDAが立ち下がる動作(スタート動作START)は、スレーブデバイスへの通信開始通知として機能する。
 通信装置20は、クロック信号SCLおよびデータ信号SDAに基づいて、このスタート動作STARTを検出する。これにより、通信装置20の通信制御部128は、通信システム1において通信が開始されることを把握する。そして、タイミングt2において、通信制御部128は、制御信号CTL2を高レベルから低レベルに変化させる。これにより、スイッチ125がオフ状態になり、容量素子21への充電が停止する。
 同様に、通信装置30は、クロック信号SCLおよびデータ信号SDAに基づいて、このスタート動作STARTを検出する。これにより、通信装置30の通信制御部138は、通信システム1において通信が開始されることを把握する。
 そして、タイミングt3において、通信装置10は、クロック信号SCLのトグル動作を開始することによりクロック信号SCLを生成し始める(図2(A))。これにより、通信期間P2が開始する。
 そして、クロック信号SCLを最初に高レベルから低レベルに変化させた後のタイミングt4において、通信装置10は、データ信号SDAを用いて、データDTを送信し始める(図2(B))。通信装置10は、クロック信号SCLが低レベルである期間において、データ信号SDAを遷移させ、クロック信号SCLが高レベルである期間には、データ信号SDAを遷移させないように、データ信号SDAを生成する。通信装置20,30は、クロック信号SCLおよびデータ信号SDAを受信することにより、通信装置10から送信されたデータDTを受け取る。
 そして、タイミングt5において、通信装置10は、データDTを送信し終え、データ信号SDAを低レベルにする(図2(B))。
 そして、タイミングt6において、通信装置10は、クロック信号SCLを低レベルから高レベルに変化させ、トグル動作を終了する(図2(A))。これにより、通信期間P2は終了する。
 次に、タイミングt7において、通信装置10の通信制御部118は、制御信号CTL1を低レベルから高レベルに変化させる(図2(C))。これにより、通信装置10では、クロック端子TC1が電源電圧VDDを供給する電源線に接続される。その結果、クロック信号線CLLには、電源電圧VDDがスイッチ113を介して直接供給される。
 また、このタイミングt7において、通信装置10は、データ信号SDAを低レベルから高レベルに変化させる(図2(B))。このデータ信号SDAの遷移により、通信システム1では、通信停止期間P1が開始する。通信システム1では、このように、クロック信号SCLが高レベルである期間においてデータ信号SDAが立ち上がる動作(ストップ動作STOP)は、スレーブデバイスへの通信終了通知として機能する。
 通信装置20は、クロック信号SCLおよびデータ信号SDAに基づいて、このストップ動作STOPを検出する。これにより、通信装置20の通信制御部128は、通信システム1において通信が終了したことを把握する。そして、タイミングt8において、通信制御部128は、制御信号CTL2を低レベルから高レベルに変化させる。これにより、スイッチ125がオン状態になり、容量素子21への充電が開始する。
 同様に、通信装置30は、クロック信号SCLおよびデータ信号SDAに基づいて、このスタート動作STARTを検出する。これにより、通信装置30の通信制御部138は、通信システム1において通信が終了したことを把握する。
(ケースC2)
 通信システム1では、以上に説明したようにして、通信装置10が通信装置20,30に対してデータDTを送信する。このデータDTは、例えば、次にどの装置がデータを送信すべきかを指定する制御情報、および次にどのような情報を送信すべきかを指定する制御情報を含むことができる。データDTが、次に通信装置20がデータ(データDT2)を送信すべきであることを指定する制御情報を含んでいる場合には、通信装置20は通信装置10に対してデータDT2を送信することができる。以下に、図2を参照して、通信装置20が通信装置10にデータを送信する場合(ケースC2)の動作について詳細に説明する。
 まず、タイミングt1において、通信装置10の通信制御部118は、制御信号CTL1を高レベルから低レベルに変化させる(図2(C))。これにより、通信装置10では、クロック端子TC1が抵抗素子112の他端に接続され、クロック信号線CLLが抵抗素子112を用いてプルアップされる。また、このタイミングt1において、通信装置10は、データ信号SDAを高レベルから低レベルに変化させる(図2(B))。
 通信装置20は、クロック信号SCLおよびデータ信号SDAに基づいて、スタート動作STARTを検出する。これにより、通信装置20の通信制御部128は、通信システム1において通信が開始されることを把握する。そして、タイミングt2において、通信制御部128は、制御信号CTL2を高レベルから低レベルに変化させる。これにより、スイッチ125がオフ状態になり、容量素子21への充電が停止する。
 そして、タイミングt3において、通信装置10は、クロック信号SCLのトグル動作を開始することによりクロック信号SCLを生成し始める(図2(A))。また、通信装置10は、スイッチ115をオフ状態にし、通信装置20は、低レベルのデータ信号SDAを出力する。
 次に、クロック信号SCLを最初に高レベルから低レベルに変化させた後のタイミングt4において、通信装置20が、データ信号SDAを用いて、データDT2を送信し始める(図2(B))。このデータDT2は、固定長のデータである。通信装置10は、クロック信号SCLおよびデータ信号SDAを受信することにより、通信装置20から送信されたデータDT2を受け取る。
 そして、タイミングt5において、通信装置20は、データDT2を送信し終え、データ信号SDAを低レベルにする(図2(B))。
 そして、タイミングt6において、通信装置10は、クロック信号SCLを低レベルから高レベルに変化させ、トグル動作を終了する(図2(A))。すなわち、データDT2は固定長のデータであるので、通信装置10は、所定の回数だけトグル動作を行う。また、通信装置20は、スイッチ123をオフ状態にし、通信装置10は、低レベルのデータ信号SDAを出力する。
 次に、タイミングt7において、通信装置10の通信制御部118は、制御信号CTL1を低レベルから高レベルに変化させる(図2(C))。これにより、通信装置10では、クロック端子TC1が電源電圧VDDを供給する電源線に接続され、スイッチ113を介して電源電圧VDDがクロック端子TC1に直接供給される。
 また、このタイミングt7において、通信装置10は、データ信号SDAを低レベルから高レベルに変化させる(図2(B))。
 通信装置20は、クロック信号SCLおよびデータ信号SDAに基づいて、ストップ動作STOPを検出する。これにより、通信装置20の通信制御部128は、通信システム1において通信が終了したことを把握する。そして、タイミングt8において、通信制御部128は、このストップ動作STOPに基づいて、制御信号CTL2を低レベルから高レベルに変化させる。これにより、スイッチ125がオン状態になり、容量素子21への充電が開始する。
(ケースC3)
 通信装置10が通信装置20,30に対して送信されたデータDTが、次に通信装置30がデータ(データDT3)を送信すべきであることを指定する制御情報を含んでいる場合には、通信装置30は通信装置10に対してデータDT3を送信することができる。以下に、図2を参照して、通信装置30が通信装置10にデータを送信する場合(ケースC3)の動作について詳細に説明する。
 まず、タイミングt1において、通信装置10の通信制御部118は、制御信号CTL1を高レベルから低レベルに変化させる(図2(C))。これにより、通信装置10では、クロック端子TC1が抵抗素子112の他端に接続され、クロック信号線CLLが抵抗素子112を用いてプルアップされる。また、このタイミングt1において、通信装置10は、データ信号SDAを高レベルから低レベルに変化させる(図2(B))。
 通信装置30は、クロック信号SCLおよびデータ信号SDAに基づいて、スタート動作STARTを検出する。これにより、通信装置30の通信制御部138は、通信システム1において通信が開始されることを把握する。
 同様に、通信装置20は、クロック信号SCLおよびデータ信号SDAに基づいて、スタート動作STARTを検出する。これにより、通信装置20の通信制御部128は、通信システム1において通信が開始されることを把握する。そして、タイミングt2において、通信制御部128は、制御信号CTL2を高レベルから低レベルに変化させる。これにより、スイッチ125がオフ状態になり、容量素子21への充電が停止する。
 そして、タイミングt3において、通信装置10は、クロック信号SCLのトグル動作を開始することによりクロック信号SCLを生成し始める(図2(A))。また、通信装置10は、スイッチ115をオフ状態にし、通信装置30は、低レベルのデータ信号SDAを出力する。
 次に、クロック信号SCLを最初に高レベルから低レベルに変化させた後のタイミングt4において、通信装置30が、データ信号SDAを用いて、データDT3を送信し始める(図2(B))。このデータDT3は、固定長のデータである。通信装置10は、クロック信号SCLおよびデータ信号SDAを受信することにより、通信装置30から送信されたデータDT3を受け取る。
 そして、タイミングt5において、通信装置30は、データDT3を送信し終え、データ信号SDAを低レベルにする(図2(B))。
 そして、タイミングt6において、通信装置10は、クロック信号SCLを低レベルから高レベルに変化させ、トグル動作を終了する(図2(A))。また、通信装置30は、スイッチ133をオフ状態にし、通信装置10は、低レベルのデータ信号SDAを出力する。
 次に、タイミングt7において、通信装置10の通信制御部118は、制御信号CTL1を低レベルから高レベルに変化させる(図2(C))。これにより、通信装置10では、クロック端子TC1が電源電圧VDDを供給する電源線に接続され、スイッチ113を介して電源電圧VDDがクロック端子TC1に直接供給される。
 また、このタイミングt7において、通信装置10は、データ信号SDAを低レベルから高レベルに変化させる(図2(B))。
 通信装置30は、クロック信号SCLおよびデータ信号SDAに基づいて、ストップ動作STOPを検出する。これにより、通信装置30の通信制御部138は、通信システム1において通信が終了したことを把握する。
 同様に、通信装置20は、クロック信号SCLおよびデータ信号SDAに基づいて、ストップ動作STOPを検出する。これにより、通信装置20の通信制御部128は、通信システム1において通信が終了したことを把握する。そして、タイミングt8において、通信制御部128は、このストップ動作STOPに基づいて、制御信号CTL2を低レベルから高レベルに変化させる。これにより、スイッチ125がオン状態になり、容量素子21への充電が開始する。
 以上のように、通信システム1では、通信装置20にスイッチ125および容量素子21を設け、通信期間P2以外の期間のうちのある期間において、このスイッチ125をオン状態にすることによりクロック信号線CLLを容量素子21に接続するようにした。これにより、通信装置20は、通信装置10における電源電圧VDDに基づいて容量素子21を充電し、この容量素子21の一端における電圧を、電源電圧VDD2として用いることができる。その結果、通信システム1では、クロック信号線CLLを介して電源電圧VDDを供給することができ、通信装置10から通信装置20への電源配線を省くことができるので、配線数を少なくすることができる。
 すなわち、例えば、2つの通信装置の間の配線が、クロック信号線CLL、データ信号線DAL、電源配線、グランド配線の4つの配線により構成される場合には、配線数が多くなるので、コストが増えるおそれがある。また、配線数が多いほど、それらの配線を含むケーブルが太くなるので、通信装置を配置する際の自由度が低下するおそれがある。特に、このような通信装置を、例えば生体センシングを行うウェアラブル機器に適用し、人体の様々な部分に各通信装置を配置した場合には、配線数が多くなることにより重量が増加してしまい、ケーブルが太くなることにより人体を動かしにくくなる。その結果、ウェアラブル機器の装着性が低下してしまう。
 一方、通信システム1では、クロック信号線CLLを介して電源電圧VDDを供給するようにしたので、配線数を少なくすることができるため、コストを下げることができるとともに、通信装置の配置の自由度を高めることができる。例えば、通信システム1をウェアラブル機器に適用し、人体の様々な部分に各通信装置を配置した場合には、配線数を減らすことができるので重量を抑えることができ、ケーブルを細くすることができるので人体を動かしやすくすることができる。その結果、ウェアラブル機器の装着性を高めることができる。
 また、通信システム1では、通信装置20は、クロック信号SCLおよびデータ信号SDAに基づいて、スタート動作STARTおよびストップ動作STOPを検出し、この検出結果に基づいて、スイッチ125をオンオフしたので、安定的に、容量素子21を充電することができる。すなわち、スタート動作STARTの前、およびストップ動作STOPの後は、通信装置10はクロック信号線CLLに電源電圧VDDを供給する。よって、通信装置20は、ストップ動作STOPに基づいてスイッチ125をオン状態にし、スタート動作STARTに基づいてスイッチ125をオフ状態にすることにより、安定的に、容量素子21を充電することができる。
 また、通信システム1では、通信装置10にスイッチ113を設け、容量素子21を充電する場合には、クロック端子TC1を、電源電圧VDDを供給する電源線に直接接続するようにしたので、充電時間を短くすることができる。すなわち、例えば、通信装置10にスイッチ113を設けず、クロック端子TC1を抵抗素子112の他端に接続した場合には、この抵抗素子112を介して充電電流Iが流れるので、充電電流Iの電流値が制限されてしまうため、充電時間が長くなってしまう。一方、通信システム1では、容量素子21を充電する場合に、クロック端子TC1を、電源電圧VDDを供給する電源線に直接接続するようにしたので、充電電流Iが流れる経路における抵抗値を減らすことができるので、充電時間を短くすることができ、効率よく充電を行うことができる。
[効果]
 以上のように本実施の形態では、通信装置20にスイッチ125および容量素子を設け、通信期間以外の期間のうちのある期間において、このスイッチ125をオン状態にすることによりクロック信号線を容量素子に接続するようにしたので、配線数を少なくすることができる。
 本実施の形態では、通信装置20は、クロック信号およびデータ信号に基づいて、スタート動作およびストップ動作を検出し、この検出結果に基づいて、スイッチ125をオンオフしたので、安定的に、容量素子を充電することができる。
 本実施の形態では、通信装置10にスイッチ113を設け、容量素子を充電する場合には、クロック端子TC1を、電源電圧VDDを供給する電源線に直接接続するようにしたので、充電時間を短くすることができる。
[変形例1]
 上記実施の形態では、図2に示したように、通信制御部118は、タイミングt1において制御信号CTL1を高レベルから低レベルに変化させるようにしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、タイミングt1より前のタイミングであってもよいし、タイミングt1より後であって、クロック信号SCLが最初に立ち下がる前のタイミングであってもよい。また、通信制御部118は、タイミングt5において制御信号CTL1を低レベルから高レベルに変化させるようにしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、タイミングt5より前であって、クロック信号SCLが最後に立ちあがったタイミングよりも後のタイミングであってもよいし、タイミングt5よりも後のタイミングであってもよい。
[変形例2]
 上記実施の形態では、通信装置10において、クロック信号線CLLのプルアップ抵抗として機能する抵抗素子112を半導体回路110に設けたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、図4に示す通信システム1Aのように、抵抗素子を半導体回路の外に設けてもよい。この通信システム1Aは、通信装置10Aを備えている。通信装置10Aは、抵抗素子12Aと、スイッチ13Aと、半導体回路110Aとを有している。抵抗素子12Aは、クロック信号線CLLのプルアップ抵抗として機能するものであり、上記実施の形態に係る抵抗素子112に対応するものである。抵抗素子12Aの一端には電源電圧VDDが供給されており、他端はスイッチ13Aを介して、クロック端子TC1に接続され得る。抵抗素子12Aは、例えばチップ抵抗器を用いて構成される。スイッチ13Aは、通信制御部118から供給された制御信号CTL1に基づいて、クロック端子TC1を、抵抗素子12Aの他端、または電源電圧VDDを供給する電源線に選択的に接続するものである。スイッチ13Aは、上記実施の形態に係るスイッチ113に対応するものである。半導体回路110Aは、スイッチ111と、通信回路114と、通信制御部118と、処理部119とを有している。この半導体回路110Aは、上記実施の形態に係る半導体回路110から、抵抗素子112およびスイッチ113を省いたものである。
 また、上記変形例に係る通信装置10Aでは、半導体回路110Aの通信制御部118が制御信号CTL1を生成したが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、図5に示す通信システム1Bのように、半導体回路とは別の制御回路が制御信号CTL1を生成してもよい。この通信システム1Bは、通信装置10Bを備えている。通信装置10Bは、制御回路14Bと、半導体回路110Bとを有している。制御回路14Bは、クロック信号SCLおよびデータ信号SDAに基づいて制御信号CTL1を生成するものである。具体的には、制御回路14Bは、クロック信号SCLおよびデータ信号SDAに基づいて、スタート動作STARTおよびストップ動作STOPを検出する。制御回路14Bは、スタート動作STARTを検出した場合には、スイッチ13Aに制御信号CTL1を供給することによりクロック端子TC1を抵抗素子12Aの他端に接続させる。また、制御回路14Bは、ストップ動作STOPを検出した場合には、スイッチ13Aに制御信号CTL1を供給することにより、クロック端子TC1を、電源電圧VDDを供給する電源線に接続させる。半導体回路110Bは、通信制御部118Bを有している。通信制御部118Bは、上記実施の形態に係る通信制御部118から、制御信号CTL1を生成する機能を省いたものである。
[変形例3]
 上記実施の形態では、クロック信号線CLLのプルアップ抵抗として機能する抵抗素子112の他端とクロック端子TC1との間にスイッチ113を挿入したが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、図6に示す通信システム1Cのように、抵抗素子の他端をクロック端子TC1に接続してもよい。この通信システム1Cは、通信装置10Cを備えている。通信装置10Cは、抵抗素子12Aと、半導体回路110Cとを有している。抵抗素子12Aの一端には電源電圧VDDが供給され、他端はクロック端子TC1に接続されている。半導体回路110Cは、スイッチ113Cを有している。スイッチ113Cの一端には電源電圧VDDが供給され、他端はクロック端子TC1に接続されている。半導体回路110Cは、スイッチ113Cをオン状態にすることにより、電源電圧VDDをクロック信号線CLLに直接供給する。また、半導体回路110Cは、スイッチ113Cをオフ状態にすることにより、クロック信号線CLLを抵抗素子12Aを用いてプルアップすることができる。
[変形例4]
 上記実施の形態では、通信装置20において、半導体回路120の通信制御部128が制御信号CTL2を生成したが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、図7に示す通信システム1Dのように、半導体回路とは別の制御回路が制御信号CTL2を生成してもよい。この通信システム1Dは、通信装置20Dを備えている。通信装置20Dは、スイッチ22Dと、制御回路23Dと、半導体回路120Dとを有している。スイッチ22Dは、制御回路23Dから供給された制御信号CTL2に基づいて、クロック端子TC2を、容量素子21に接続するものである。スイッチ22Dの一端はクロック端子TC2に接続され、他端は容量素子21の一端に接続されている。制御回路23Dは、クロック信号SCLおよびデータ信号SDAに基づいて制御信号CTL2を生成するものである。具体的には、制御回路23Dは、クロック信号SCLおよびデータ信号SDAに基づいて、スタート動作STARTおよびストップ動作STOPを検出する。制御回路23Dは、スタート動作STARTを検出した場合には、スイッチ22Dに制御信号CTL2を供給することによりスイッチ22Dをオフ状態にする。また、制御回路23Dは、ストップ動作STOPを検出した場合には、スイッチ13Aに制御信号CTL1を供給することによりスイッチ22Dをオン状態にする。半導体回路120Dは、通信制御部128Dを有している。通信制御部128Dは、上記実施の形態に係る通信制御部128から、制御信号CTL2を生成する機能を省いたものである。
[変形例5]
 上記実施の形態では、通信装置30は、通信装置20から供給された電力に基づいて動作したが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、図8に示す通信システム1Eのように、通信装置は、通信装置20と同様に、通信装置10からクロック信号線CLLを介して供給された電力に基づいて動作してもよい。通信システム1Eは、通信装置30Eを備えている。通信装置30Eは、半導体回路130Eと、容量素子31Eとを有している。半導体回路130Eは、スイッチ135Eと、通信制御部138Eとを有している。通信装置30Eは、通信装置20と同様の構成を有するものである。通信制御部138Eは、通信装置20の通信制御部128と同様に、通信システム1Eが通信を行う場合には、スイッチ135Eに制御信号CTL3を供給することによりスイッチ135Eをオフ状態にし、通信システム1が通信を行わない場合には、スイッチ135Eに制御信号CTL3を供給することによりスイッチ135Eをオン状態にする。容量素子31Eの一端における電圧は、電源電圧VDD3として、半導体回路130Eに供給される。
[その他の変形例]
 例えば、通信装置20におけるスイッチ125は、ノーマリーオン型のスイッチであることが望ましい。これにより、例えば、容量素子21における充電量が不十分であり、半導体回路120が動作できない場合でも、スイッチ125がオン状態になるので、容量素子21が充電される。
 また、例えば、半導体回路120は、電源電圧VDD2の電圧レベルを検出するようにしてもよい。これにより、半導体回路120は、容量素子21における充電レベルを検出することができる。さらに、半導体回路120は、容量素子21における充電レベルが所定のレベルよりも低い場合には、スイッチ125を強制的にオン状態にしてもよい。これにより、容量素子21における充電量を維持することができる。
 以上、実施の形態およびいくつかの変形例を挙げて本技術を説明したが、本技術はこれらの実施の形態等には限定されず、種々の変形が可能である。
 例えば、上記の実施の形態等では、2つのスレーブデバイス(通信装置20,30)を設けたが、これに限定されるものではなく、1つのスレーブデバイスを設けてもよいし、3以上のスレーブデバイスを設けてもよい。
 例えば、上記の実施の形態等では、通信装置20に容量素子21を設けたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば充電池を設けてもよい。
 なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また他の効果があってもよい。
 なお、本技術は以下のような構成とすることができる。
(1)第1の端子と、前記第1の端子を介してクロック信号を送信可能な送信回路と、前記第1の端子と電源との間の経路に挿入された第1の抵抗素子と、オン状態になることにより前記電源と前記第1の端子とを接続可能な第1のスイッチと、前記第1のスイッチの動作を制御可能な第1の制御部とを有する第1の通信装置と、
 第1の配線を介して前記第1の通信装置の前記第1の端子に接続された第2の端子と、前記第2の端子を介して前記クロック信号を受信可能な受信回路と、蓄電素子と、オン状態になることにより前記第2の端子と前記蓄電素子とを接続可能な第2のスイッチと、前記第2のスイッチの動作を制御可能な第2の制御部とを有し、前記蓄電素子における電圧が電源電圧として供給されることにより動作可能な第2の通信装置と
 を備えた通信システム。
(2)前記第1の通信装置は、第3の端子と、前記第3の端子を介してデータ信号を送受信可能な第1の通信回路と、前記第3の端子と前記電源との間の経路に挿入された第2の抵抗素子とをさらに有し、
 前記第2の通信装置は、第2の配線を介して前記第1の通信装置の前記第3の端子に接続された第4の端子と、前記第4の端子を介して前記データ信号を送受信可能な第2の通信回路とをさらに有し、
 前記第1の制御部は、前記第1の通信回路が前記データ信号に含まれるデータ情報を送受信する通信期間において前記第1のスイッチをオフ状態にし、前記通信期間以外の期間における第1の期間において前記第1のスイッチをオン状態にすることが可能な
 前記(1)に記載の通信システム。
(3)前記第1の制御部は、前記送信回路が前記クロック信号を送信し始める前の第1のタイミングにおいて前記第1のスイッチをオン状態からオフ状態に変化させることが可能な
 前記(2)に記載の通信システム。
(4)前記第1の制御部は、前記送信回路が前記クロック信号を送信し終えた後の第2のタイミングにおいて前記第1のスイッチをオフ状態からオン状態に変化させることが可能な
 前記(2)または(3)に記載の通信システム。
(5)前記第1の通信回路は、前記送信回路が前記クロック信号を送信し始める前に、前記データ信号を遷移させ、
 前記第1の制御部は、前記送信回路が前記クロック信号を送信し始める前に、前記データ信号および前記クロック信号に基づいて、前記第1のスイッチをオン状態からオフ状態に変化させる
 前記(2)に記載の通信システム。
(6)前記第1の通信回路は、前記送信回路が前記クロック信号を送信し終えた後に、前記データ信号を遷移させ、
 前記第1の制御部は、前記送信回路が前記クロック信号を送信し終えた後に、前記データ信号および前記クロック信号に基づいて、前記第1のスイッチをオフ状態からオン状態に変化させる
 前記(2)または(5)に記載の通信システム。
(7)前記第1の通信回路は、前記送信回路が前記クロック信号を送信し始める前に、前記データ信号を遷移させ、
 前記第2の制御部は、前記送信回路が前記クロック信号を送信し始める前に、前記データ信号および前記クロック信号に基づいて、前記第2のスイッチをオン状態からオフ状態に変化させる
 前記(2)から(6)のいずれかに記載の通信システム。
(8)前記第1の通信回路は、前記送信回路が前記クロック信号を送信し終えた後に、前記データ信号を遷移させ、
 前記第2の制御部は、前記送信回路が前記クロック信号を送信し終えた後に、前記データ信号および前記クロック信号に基づいて、前記第2のスイッチをオフ状態からオン状態に変化させる
 前記(2)から(7)のいずれかに記載の通信システム。
(9)第1の端子と、
 前記第1の端子を介してクロック信号を送信可能な送信回路と、
 前記第1の端子と電源との間の経路に挿入された第1の抵抗素子と、
 オン状態になることにより前記電源と前記第1の端子とを接続可能な第1のスイッチと、
 前記第1のスイッチの動作を制御可能な第1の制御部と
 を備えた通信装置。
 本出願は、日本国特許庁において2018年1月11日に出願された日本特許出願番号2018-002796号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願のすべての内容を参照によって本出願に援用する。
 当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。

Claims (9)

  1.  第1の端子と、前記第1の端子を介してクロック信号を送信可能な送信回路と、前記第1の端子と電源との間の経路に挿入された第1の抵抗素子と、オン状態になることにより前記電源と前記第1の端子とを接続可能な第1のスイッチと、前記第1のスイッチの動作を制御可能な第1の制御部とを有する第1の通信装置と、
     第1の配線を介して前記第1の通信装置の前記第1の端子に接続された第2の端子と、前記第2の端子を介して前記クロック信号を受信可能な受信回路と、蓄電素子と、オン状態になることにより前記第2の端子と前記蓄電素子とを接続可能な第2のスイッチと、前記第2のスイッチの動作を制御可能な第2の制御部とを有し、前記蓄電素子における電圧が電源電圧として供給されることにより動作可能な第2の通信装置と
     を備えた通信システム。
  2.  前記第1の通信装置は、第3の端子と、前記第3の端子を介してデータ信号を送受信可能な第1の通信回路と、前記第3の端子と前記電源との間の経路に挿入された第2の抵抗素子とをさらに有し、
     前記第2の通信装置は、第2の配線を介して前記第1の通信装置の前記第3の端子に接続された第4の端子と、前記第4の端子を介して前記データ信号を送受信可能な第2の通信回路とをさらに有し、
     前記第1の制御部は、前記第1の通信回路が前記データ信号に含まれるデータ情報を送受信する通信期間において前記第1のスイッチをオフ状態にし、前記通信期間以外の期間における第1の期間において前記第1のスイッチをオン状態にすることが可能な
     請求項1に記載の通信システム。
  3.  前記第1の制御部は、前記送信回路が前記クロック信号を送信し始める前の第1のタイミングにおいて前記第1のスイッチをオン状態からオフ状態に変化させることが可能な
     請求項2に記載の通信システム。
  4.  前記第1の制御部は、前記送信回路が前記クロック信号を送信し終えた後の第2のタイミングにおいて前記第1のスイッチをオフ状態からオン状態に変化させることが可能な
     請求項2に記載の通信システム。
  5.  前記第1の通信回路は、前記送信回路が前記クロック信号を送信し始める前に、前記データ信号を遷移させ、
     前記第1の制御部は、前記送信回路が前記クロック信号を送信し始める前に、前記データ信号および前記クロック信号に基づいて、前記第1のスイッチをオン状態からオフ状態に変化させる
     請求項2に記載の通信システム。
  6.  前記第1の通信回路は、前記送信回路が前記クロック信号を送信し終えた後に、前記データ信号を遷移させ、
     前記第1の制御部は、前記送信回路が前記クロック信号を送信し終えた後に、前記データ信号および前記クロック信号に基づいて、前記第1のスイッチをオフ状態からオン状態に変化させる
     請求項2に記載の通信システム。
  7.  前記第1の通信回路は、前記送信回路が前記クロック信号を送信し始める前に、前記データ信号を遷移させ、
     前記第2の制御部は、前記送信回路が前記クロック信号を送信し始める前に、前記データ信号および前記クロック信号に基づいて、前記第2のスイッチをオン状態からオフ状態に変化させる
     請求項2に記載の通信システム。
  8.  前記第1の通信回路は、前記送信回路が前記クロック信号を送信し終えた後に、前記データ信号を遷移させ、
     前記第2の制御部は、前記送信回路が前記クロック信号を送信し終えた後に、前記データ信号および前記クロック信号に基づいて、前記第2のスイッチをオフ状態からオン状態に変化させる
     請求項2に記載の通信システム。
  9.  第1の端子と、
     前記第1の端子を介してクロック信号を送信可能な送信回路と、
     前記第1の端子と電源との間の経路に挿入された第1の抵抗素子と、
     オン状態になることにより前記電源と前記第1の端子とを接続可能な第1のスイッチと、
     前記第1のスイッチの動作を制御可能な第1の制御部と
     を備えた通信装置。
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