(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサ装置（１０）において、
前記センサ装置（１０）は、
前記センサ装置（１０）によって測定した（５０）測定量のセンサデータ値を記憶するための記憶ユニット（１３）と、
内部クロック信号（１５）を発生するクロック信号発生器（１５）と、
センサデータ値情報を有する第１のデータ信号（２９）を、前記内部クロック信号（１５）のクロック周波数に依存する第１のデータレートで、外部の受信機（１６）へ送信するための送信ユニット（１４）と、
を有しており、
前記第１のデータレートは、外部から受信した制御信号（１７）のデータレートまたは周波数以下であり、
前記送信ユニット（１４）は、前記外部から受信した制御信号（１７）のトリガ情報（２８）を受信した後、センサデータ値情報を有する第２のデータ信号（２９）を、前記内部クロック信号（１５）のクロック周波数に依存する第２のデータレートで送信し、
前記第２のデータレートは、前記外部から受信した制御信号（１７）の前記データレートまたは前記周波数よりも高い、
センサ装置（１０）。
【請求項２】
前記センサ装置（１０）により求められたアナログのセンサデータを、前記記憶ユニット（１３）に記憶させるためにディジタルのセンサデータ値に変換するように構成されているアナログ／ディジタル変換器（１２）を有する、
請求項１に記載のセンサ装置（１０）。
【請求項３】
前記センサ装置（１０）は、前記測定量を測定するように構成された磁気センサを有する、
請求項１または２に記載のセンサ装置（１０）。
【請求項４】
前記外部から受信した制御信号（１７）は、給電電圧（２１）上で変調されている、
請求項１から３のいずれかに記載のセンサ装置（１０）。
【請求項５】
前記送信ユニット（１４）は、給電電流（２２）の変調によって前記第１および／または第２のデータ信号（２９）を送信するように構成されている、
請求項１から４のいずれかに記載のセンサ装置（１０）。
【請求項６】
前記トリガ情報（２８）は、トリガパルス長を有する１つのインパルスである、
請求項１から５のいずれかに記載のセンサ装置（１０）。
【請求項７】
前記送信ユニット（１４）は、前記外部から受信した制御信号（１７）における開始情報（２７）を受信した後、かつ、前記外部から受信した制御信号（１７）における終了情報（３２）を受信する前に、前記トリガ情報（２８）を検出し、前記第１および／または第２のデータ信号（２９）を送信する、
請求項１から６のいずれかに記載のセンサ装置（１０）。
【請求項８】
前記開始情報（２７）は、予め定義されたデータ語から構成されている、
請求項７に記載のセンサ装置（１０）。
【請求項９】
前記トリガ情報（２８）は、トリガパルス長を有する１つのインパルスであり、
前記終了情報（３２）は、前記トリガパルス長よりも長いインパルスから構成されている、
請求項７または８に記載のセンサ装置（１０）。
【請求項１０】
前記送信ユニット（１４）は、１つの端子（２３）を有し、
前記送信ユニット（１４）は、センサ信号（２５）を前記端子（２３）から送信し、
前記送信ユニット（１４）は、前記開始情報（２７）の送信時点以降は、前記センサ信号（２５）の代わりに前記第１および／または第２のデータ信号（２９）を前記端子（２３）から送信するように構成されている、
請求項７から９のいずれかに記載のセンサ装置（１０）。
【請求項１１】
前記送信ユニット（１４）は、１つの端子（２３）を有し、
前記送信ユニット（１４）は、センサ信号（２５）を前記端子（２３）から送信し、
前記送信ユニット（１４）は、前記開始情報（２７）の送信時点以降は、前記第１および／または第２のデータ信号（２９）を前記センサ信号に変調するように構成されている、
請求項７から９のいずれかに記載のセンサ装置（１０）。
【請求項１２】
前記送信ユニット（１４）は、前記給電電圧またはセンサ信号に使用されない別の端子を有し、
前記送信ユニット（１４）は、前記別の端子から前記第１および／または第２のデータ信号（２９）を送出するように構成されている、
請求項４に記載のセンサ装置（１０）。
【請求項１３】
前記センサデータ値は少なくとも２つのレジスタに記憶されており、
前記開始情報（２７）の前の前記外部から受信した制御信号において前記レジスタを決定するレジスタ情報（２６）を受信した場合、前記少なくとも２つのレジスタの１つのレジスタの内容をセンサデータ値情報として前記外部の受信機（１６）に送信するように前記送信ユニット（１４）が設計されている、
請求項７から１１のいずれかに記載のセンサ装置（１０）。
【請求項１４】
前記第１および／または第２のデータ信号（２９）の前記データレートは、外部信号のクロック周波数に依存することなく、前記センサ装置（１０）が発生した前記内部クロック信号（１５）のクロック周波数だけに依存する、
請求項１から１２のいずれかに記載のセンサ装置（１０）。
【請求項１５】
前記トリガ情報（２８）を受信した後、前記第１のデータレートのシリアルプロトコル伝送から、前記第２のデータレートのより高速な伝送に切り換えるように前記送信ユニット（１４）が構成されている、
請求項１から１４のいずれかに記載のセンサ装置（１０）。
【請求項１６】
前記第１のデータレートは、前記外部から受信した制御信号（１７）に依存する、
請求項１から１５のいずれかに記載のセンサ装置（１０）。
【請求項１７】
センサ装置（１０）のためのデータ伝送方法において、
前記方法は、
前記センサ装置（１０）によって測定した（５０）測定量のセンサデータ値を記憶するステップ（５１）と、
センサデータ値情報を有する第１のデータ信号（２９）を、前記センサ装置（１０）が発生する内部クロック信号（１５）のクロック周波数に依存する第１のデータレートで、外部の受信機（５３）へ送信するステップ（５２）と、
を有しており、
前記第１のデータレートは、外部から受信した制御信号（１７）のデータレートまたは周波数以下であり、
前記方法は、
前記外部から受信した制御信号（１７）のトリガ情報（２８）を受信するステップと、
センサデータ値情報を有する第２のデータ信号（２９）を、前記内部クロック信号（１５）のクロック周波数に依存する第２のデータレートで送信するステップと、
を有し、
前記第２のデータレートは、前記外部から受信した制御信号（１７）の前記データレートまたは前記周波数よりも高い、
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサシステムの分野に関するものであり、特に、センサデータ値に関する情報を含むデータ信号を送信するセンサ装置およびこの装置に対応する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
センサにおいて望まれるのは、測定値を後処理のために高い信頼性を伴って伝送することである。その際に望ましいのは、センサ信号および測定結果の品質が伝送によっても劣化されないことであり、かつ測定値の変化に追従できる速度で伝送できるようにすることである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって本発明の課題は、センサ信号または測定値を要求に従い高速にかつ品質を劣化させることなく伝送できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題は、本発明の請求項１により、センサ装置において、このセンサ装置は、このセンサ装置のセンサデータ値を記憶するための記憶ユニットと、センサデータ値情報を有するデータ信号を、センサ装置が発生したクロック信号のクロック周波数に依存するデータレートで、外部の受信機へ送信するための送信ユニットとを有しており、この送信ユニットは、外部から受信した制御信号のトリガ情報に依存して、センサデータ値情報を有するデータ信号を送信するようにセンサ装置を構成することによって解決される。
【０００５】
いくつかの実施形態は、センサ装置のセンサデータ値を記憶するための記憶ユニットの特徴と、記憶されたセンサデータ値に関する情報を含むデータ信号を、センサ装置が発生するクロック信号のクロック周波数に依存するデータレートで、外部の受信機へ送信する送信ユニットの特徴とを備えたセンサ装置に関する。送信ユニットは、外部から受信した制御信号のトリガ情報に従い、記憶されたセンサデータ値に関する情報を含むデータ信号を送信する。
【０００６】
さらにいくつかの実施形態は、内部クロック信号を発生するクロック発生器の特徴と、第１のデータレートでデータ信号を送信する送信ユニットの特徴とを備えたセンサ装置に関する。第１のデータレートは、外部から受信する制御信号のデータレート以下または周波数以下である。送信ユニットは、外部から受信する制御信号に含まれるトリガ情報を受信した後、内部クロック信号のクロック周波数に依存する第２のデータレートでデータ信号を送信する。第２のデータレートは、外部から受信する制御信号のデータレートまたは周波数よりも高い。
【０００７】
いくつかの実施形態は、センサ装置のデータ伝送方法に関する。この方法は、センサ装置のセンサデータ値を（記憶ユニット内に）記憶するステップと、記憶されたセンサデータ値に関する情報を含むデータ信号を、センサ装置が発生するクロック信号のクロック周波数に依存するデータレートで、（送信ユニットから）外部の受信機へ送信するステップとを含む。記憶されたセンサデータ値に関する情報を含むデータ信号は、外部から受信する制御信号に含まれるトリガ情報に従い、制御信号のクロックまたは周波数とは非同期で送信される。
【０００８】
次に、添付の図面を参照しながら実施例について詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】センサ素子の構造を外部受信機とともに示す図（ａ）であり、（ｂ）ではさらにＡＤ変換器が示されており、（ｃ）ではクロック発生器を備え得２つのデータレートを有しており、（ｄ）ではセンサ装置のデータ伝送方式が示されている。
【図２】高速読み出しモード（Fast read out mode）の電気信号経過特性を示す図である。
【図３】開始情報と終了情報を有する電気信号経過特性を示す図である。
【図４】トリガ命令の電気信号経過特性をデータ信号伝送とともに示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施例を示した添付の図面を以下で説明するにあたり、同じコンポーネントまたは同等のコンポーネントには同じ参照符号を付した。また、１つの実施例または１つの図面に何度も現れるが、１つまたは複数の特徴について共通に説明するコンポーネントおよび対象には、１つのグループであることを示す参照符号を用いた。さらに、同じ参照符号または１つのグループであることを示す参照符号を用いて説明するコンポーネントまたは対象を、単独の特徴または複数の特徴あるいはすべての特徴に関して、たとえばそれらの仕様に関して、同じように構成することもできるが、何らかの別の趣旨が明示的または暗黙的に明細書から読み取れないかぎり、必要に応じてそれぞれ異なるように構成してもよい。
【００１１】
次に、実施例について詳しく説明する。
【００１２】
図１ａには、記憶ユニット１３と送信ユニット１４の特徴を備えたセンサ装置１０の実施例が示されている。記憶ユニット１３は、センサ装置１０のセンサデータ値（たとえばセンサ装置１０により測定された測定量または他の情報たとえばセンサ状態またはセンサ識別子など）を記憶し、送信ユニット１４は、記憶されたセンサデータ値に関する情報を含むデータ信号を、センサ装置１０が発生するクロック信号のクロック周波数に依存するデータレートで、外部の受信機１６へ送信する。送信ユニット１４は、外部から受信した制御信号に含まれるトリガ情報に従い、記憶されたセンサデータ値（センサデータ情報）に関する情報を含むデータ信号を送信する。
【００１３】
センサデータ値が他のセンサ内部データであるかもしれないにしても、以下では、センサデータ値を、センサ装置１０により測定された測定量の測定値であるとして説明する。
【００１４】
たとえばセンサを、物理的または化学的な周囲条件を判定／測定可能かつそれらの条件を定性的に捕捉可能または定量的に測定可能な技術的コンポーネントとすることができる。この場合、物理的／化学的な量を捕捉して電気的な信号に変換することができ、これらの信号はその定量的な測定量に相当し１つの測定値を成すものであり、たとえばセンサ信号と称される。
【００１５】
コンポーネント（センサ装置）を、たとえば１つの技術的な集合体の一部を成す部品とすることができる。たとえばこのような集合体の機能として挙げられるのは、周囲条件をセンサ技術により捕捉することである。さらにセンサ装置に含まれるものとして、後処理ユニットたとえば送信ユニットも挙げることができ、これによって測定値をたとえばデータ信号として供給することができる。センサ装置を、様々な素子を個別に利用して構築することができ、それらの素子は互いに別々に製造されて接続され、またはたとえばモノリシックに製造された回路として集積される。センサ装置に、センサデータの後処理などさらに別の機能を含めることも可能であり、たとえば測定値をバッファリングする目的で、データ信号または記憶ユニットを適切に準備処理する機能などを含めることができる。
【００１６】
たとえば記憶ユニット１３を、データが到来してから読み出すまでの遅延時間つまり記憶時点から読み出し時点までの遅延時間を調停する目的で、データを（一時）記憶するために用いることができる。さらにたとえばアナログ測定信号をディジタル測定値に変換し、記憶ユニット１３にディジタル形式で記憶することができる。さもないと、それらのデータを用いるユニットは、データが到来した瞬間にただちにそれらのデータを取り出さなければならなくなる。上述のセンサの事例では、センサが供給する１つの測定値を記憶することができる。さらに記憶ユニットは、同時にまたは時間的に前後して測定された複数の測定値を記憶することもできる。記憶そのものは、たとえば種々のレジスタまたはメモリセルにおいて行うことができる。
【００１７】
データを受信機へ伝達／伝送するために、送信ユニット１４を用いることができる。送信ユニット１４を、データ信号を送信しかつ制御信号を受信するために、たとえば送受信ユニットとすることもできる。たとえば送信ユニット１４は、ディジタル形式で記憶されていた測定値をディジタル変調して（たとえば給電電流または給電電圧あるいは固有の端子を介した電流または電圧のディジタル変調）、受信機１６へ送信することができる。たとえば、ディジタル形式で記憶されていた測定値の情報を含むデータ信号を送信する目的で、電流または開放状態のシンク端子（オープンドレイン）の電流のディジタル変調を、外部クロックを用いずに行うことができる。別の選択肢として、ディジタル形式で記憶されている測定値を伝送するために、アナログデータ信号によるアナログ伝送を行うこともできる。
【００１８】
受信機１６を、特定の目的でデータを利用する１つのユニット／機器／素子とすることができる。信号を伝送するために、アナログ方式またはディジタル方式が用いられる。ディジタル伝送技術の場合にはたとえば、送信側と受信側相互間でコミュニケーションができるよう、データ伝送方式を定義した特定のプロトコルを利用することができる。
【００１９】
記憶ユニット１３と送信ユニット１４を、たとえば１つの共通のケーシング内のそれぞれ異なる半導体基板に実装してもよいし、または１つの共通のプリント配線板に実装してもよく、あるいは同一の半導体基板に集積してもよい。
【００２０】
さらにたとえばデータ信号が、たとえば複数のビットから成るいわゆるデータ語を含むようにしてもよい。この場合、１つのデータ語を任意のビット数とすることができる。たとえば（センサにおける）データ伝送のために、１４ｂｉｔのデータ（または４〜４０ｂｉｔの範囲から成るデータ）を用いることができ、これらのビットには、スタートビット、ストップビットおよびパリティビットとしてそれぞれ１つのビットが加わる。
【００２１】
測定値に関する情報を、測定値の一部、測定値の全体そのもの、または変更された測定値たとえば後処理された測定値とすることができ、つまり測定に基づく１つの値とすることができる。
【００２２】
ここで外部と称するのは、たとえばセンサ装置外部のユニットのことであり、あるいは受信ユニット１６を少なくともローカルな位置に配置することである。この場合、受信機１６を、あるいは送受信機であっても、センサ装置１０から任意の距離を隔てて配置することができ、たとえば有線で制御信号をセンサ装置に送信し、センサ装置１０からデータ信号を受信することができる。さらに別の選択肢として、センサと送信機と受信機ユニットを、たとえば１つのケーシング内に集積することもできる。このような配置構成に左右されることなく、ここで提案するプロトコルを利用することができ、それらによって送信ユニット１４と外部の受信機１６との間でデータを伝達することができる。
【００２３】
データレートによって、たとえば個々のビットを伝送／送信する速度が表される。ビットの伝送を、所定の周波数（クロック周波数）のクロックサイクルをもたらすタイミング発生器（たとえばクロック）から発せられるクロック信号によって開始させることができる。これらのクロック（場合によっては電気的なパルスとも称する）を、単一の周波数で生じさせることもできるし、あるいは可変の周波数で生じさせることもできる。
【００２４】
トリガ情報は、たとえば以下のような動作を生じさせる情報である。すなわち、送信ユニットはこの情報の受信後、測定値に関する情報の送信プロセスを、データ信号として開始して実行するように応答する。つまりトリガ情報によって（データ信号を送信させるよう）送信ユニットの動作が制御され、またはトリガされる。このトリガ情報は、外部からセンサ装置（たとえば送信ユニット）へ供給される制御信号に含まれている。トリガ情報をアナログ信号としてもよいし、あるいはディジタルデータ信号としてもよく、ディジタルデータ信号であれば、たとえば単一のビットまたはデータ語として表される。
【００２５】
たとえば、送信ユニットと受信機が特定の（たとえば緩慢な）速度を有するモードで通信し合うように、システムを構成することができる。たとえば受信機は送信ユニットへ、新たな測定値を送出させるための命令を送信する。センサ内部では最新の測定値が継続的に測定され、記憶ユニットのメモリに格納されてスタンバイ状態におかれる。上述の送出命令を受信すると、目下存在している測定値が受信機へ送信される。これをたとえばビットごとに行うことができ、つまりデータ信号の１つのビット（たとえば命令またはトリガ情報）が受信機から送信ユニットへ伝達されると、送信ユニットは送信ユニットのデータ信号の１つのビットを逆方向で受信機へ送信する。タイミング発生器によりクロックを定めることができ、たとえばクロックはクロック発生器により生成される。この場合、クロックを外部から送信ユニットへ供給してもよいし、内部から（たとえばセンサ装置内部から）得られるようにしてもよい。別の選択肢として、クロックをたとえば到来するデータ信号によって定めることもでき、この場合にはクロックリカバリ（Clock-Recovery）により内部クロックを発生させることができる。
【００２６】
新規のインタフェースによって、著しく高速化されたデータ伝送を実現することができる。この場合、データ送出の目的で、センサ装置自体が発生するクロック周波数を利用することができる。内部クロック周波数を自走状態としてもよいし、あるいは外部クロック（たとえば制御信号のクロックまたは外部クロック信号）と同期させてもよい。たとえば（トリガ信号３１からクロックリカバリにより得られるような）外部クロック周波数から、または他の内部クロック周波数からも、切り替えを行うことができる。この内部クロック周波数を、外部の作用とは独立させることができる。つまりトリガ信号を受信したときに、内部クロック周波数によるデータ伝送を開始させることができる。いずれのデータを伝送するのかは、それぞれの用途固有に定義することができる。たとえば種々のレジスタを読み出すことができる。たとえば命令２７によって、どのレジスタを読み出すのかを選択することができるし、あるいはさらに別の制御信号によって、どのレジスタを読み出すべきかを選択することもできる。センサ装置において、たとえば測定値に関する情報を送信することができる。
【００２７】
伝送レートが内部クロック周波数に依存することから、受信機が伝送をたとえば同期合わせなしで受信するならば、その受信機は十分なサンプリングデートでデータ信号を受け取ることができる。この目的で受信機は、センサモジュールの内部クロック周波数（たとえば１ＭＨｚまたは１００ｋＨｚ〜２ＭＨｚの範囲または２ＭＨｚ〜２０ＭＨｚの範囲）よりも高いクロックレート（たとえば２０ＭＨｚ）を利用することができる。これはたとえばＦＰＧＡまたは同様の回路において実現することができる。
【００２８】
内部クロックにより発生するデータレートはたとえば、外部クロックに基づく通常のデータ伝送レートよりも高い。これにより、内部信号たとえばＡＤ変換器を介して生成されたデータ信号の高速な読み出しを実現できるようになる。センサデータ値情報を含むデータ信号のデータレート（たとえばセンサデータ値情報の伝送中のデータレート）は、たとえばセンサ装置から生成されたクロック信号（１５）のクロック周波数にのみ依存し、外部信号のクロック周波数には左右されない。
【００２９】
たとえば、外部からの（高速な）クロック信号を用いず、ビットごとに非同期の伝送を行うことによって、高速なデータ伝送を実現することができる。これによれば、受信機から送信ユニットへデータを送信するために用いられる電気導体に、大きな容量が加わっている場合に、副次的な作用を回避することもできる。このように大きな容量が加わって場合には、パルスが滑らかになってしまう可能性があるので（ローパスフィルタリング、符号２８参照）高速なデータ伝送が難しくなるおそれがある。これによって側縁の急峻性が損なわれる場合があり、ひいては最大のパルスシーケンスつまりはパルス周波数が劣化する可能性がある。このことはたとえば、バックエンド・シリアルプロトコル・インタフェース（Backend serial Protocol interface, BE-SPI）の場合に該当する可能性があり、これによれば信号が給電電圧に乗せられて変調が行われる。この場合にはたとえば、短期間の電圧中断を回避する目的で、大きい容量（たとえば２２０ｎＦまたは１０ｎＦ〜５００ｎＦの範囲あるいは０．５μＦ〜１０μＦの範囲）を用いてエネルギー蓄積器が実装される場合がある。
【００３０】
このことはたとえば、データ伝送を非同期で実行し、送信ユニットがビットを自律的に、十分な側縁勾配で発生する自身の内部クロック信号の速度で送信すれば、回避することができる。データ信号の送信を開始させることのできるトリガ情報をたとえば、ビットごとにではなくデータ信号ごとに受信することができる。これによってたとえば、送信方向（送信ユニットから受信機へ向かう方向）において、逆方向（受信機から送信ユニットへの方向）よりもデータ伝送レートを高めることができる。このような高速なデータ伝送を、ここでは高速読み出しモード（"Fast read out mode"）と呼ぶ場合もある。たとえばトリガ情報は１つのパルスを含み、たとえばこのパルスの立ち下がり縁（または立ち上がり縁）において、送信ユニットがデータ信号の送信を開始する。
【００３１】
いくつかの実施例によれば、センサ装置は、多数のトリガ情報を受信するように構成されており、この場合、これらのトリガ情報を受信する周波数は、個々のビットが送信されるデータレートまたはクロック周波数よりも低い。
【００３２】
さらに上述のステップを何度も繰り返すことができ、つまり（受信機側での）トリガ情報の送信および（送信ユニットからの）データ信号の受信後に、さらに別のトリガ情報の新たな送信を続ける、というようにすることができる。さらにデータ伝送をたとえば、データ伝送が終了するまでは後続のトリガ情報を送信しない、というようにして実現することができる。この目的で（送信ユニット側で）トリガ情報を受信する周波数を、送信ユニットから受信機へビットを送信するデータレートよりも低くすることができる。しかもこの場合、たとえばトリガ情報の周波数は、データ信号ごとに伝送されるビット数にクロック周波数を乗算したものよりも小さい。このようにすれば、データ信号（データ語）をたとえば完全に送信することができる。
【００３３】
これに対する代案として、トリガ情報の周波数をもっと高く選定することも可能である。このようにした場合には、たとえばデータ語を完全に伝送することがもはやできなくなってしまうけれども、いくつかの適用事例においてはこれで十分とすることができる。
【００３４】
トリガ情報の受信と、データ信号による測定値に関する情報の送信とを、このように繰り返して行うことによって、たとえば最新の測定値（またはこの種の測定値に関する情報）の高速な流れを用意することができる。
【００３５】
図１ａにはセンサ装置１０が例示されており、このセンサ装置１０の記憶ユニット１３に測定値を記憶させることができる。送信ユニット１４に到達する外部の受信機１６の制御信号に従い、送信ユニットは、いつどのようなデータ信号および情報を外部の受信機へ伝達するのか、を判断する。
【００３６】
図１ｂには、センサ素子１１を含むセンサ装置１０が示されており、このセンサ素子１１は、センサデータをアナログ／ディジタル変換器１２へ供給し、アナログ／ディジタル変換器１２は、ディジタルに変換された測定値を記憶ユニット１３に記憶させる。チャネル１７を介して送信ユニット１４に到達する外部の受信機１６の制御信号に従って、送信ユニットは、いつどのようなデータ信号および情報をチャネル１８を介して外部の受信機へ伝達するのか、を判断する。この場合、クロック発生器１５は、送信ユニットがデータ信号の送信に利用できる内部クロックを送出する。両方のチャネルは論理的なチャネルであって、物理的には１つのチャネルにまとめられたものとしてよい。たとえばこのことは同じ導体において、受信機から送信ユニットへのチャネルとして給電電圧を変調し、送信ユニットから受信機へのチャネルとして給電電流を変調することによって行われる。
【００３７】
これに加え、またはオプションとして、センサ装置が、既述の着想のうちの１つまたは複数に対応する１つまたは複数の細部構成をさらに含むようにすることができる。
【００３８】
記憶ユニット１３、アナログ／ディジタル変換器１２、センサ素子１１、クロック発生器１５、および送信ユニット１４をたとえば、１つの共通のケーシング内に設けられたそれぞれ異なる半導体基板に実装してもよいし、または１つの共通のプリント配線板に実装してもよいし、あるいは同じ半導体基板に集積してもよい。
【００３９】
いくつかの実施例によれば、アナログ／ディジタル変換器は、センサ装置により求められた測定された測定量のアナログセンサデータを、記憶ユニットに記憶させるためにディジタル測定値に変換するように構成されている。
【００４０】
ここで提案するインタフェースによればたとえば、アナログ信号経路において影響を受けやすいポイントがセンサ装置の外部へ導かれるのを回避することができる。そのようなポイントが外部に導かれると、コンポーネント（たとえばＩＣ）内でノイズが高まる可能性がある。しかもそのような場合には出力ドライバが強くなければならず、このことは面積を著しく費やすことを意味する。このため、測定により付加的なピンにおいて内部信号を変化させる、という新たな問題点が生じる。したがって測定値が著しく不正確になる。
【００４１】
ディジタルインタフェースによって、（ノイズがない等）精度を向上させることができる。アナログ／ディジタル変換器は、アナログの（つまり影響を受けやすい）信号経路を、外部へ導かれる障害を受けやすい出力から分離することができる。これに加え、たとえばオーバーサンプリングおよび受信機における補間によっても、データ伝送の実際のクロックレートをさらに高めることができる。
【００４２】
いくつかの実施例によれば、センサ装置には、測定量を測定するように構成された磁気センサが含まれている。
【００４３】
この場合、磁気データを供給するセンサもしくは磁界を測定するセンサにおいて、適用することができる。好適なコンポーネントを用いて正確に測定するということは、１つのチャレンジであって、これを既述のコンセプトにより好適に機能範囲において拡張することができる。磁気センサはたとえば、磁気信号の側縁がゼロ点を通過したときに１つのパルスを供給する。多くの用途のために、ディジタル化された測定値が必要とされる可能性があり、この測定値から磁界の目下の状態が導出される。
【００４４】
たとえば、集積型の巨大磁気抵抗（iGMR, integrated Giant Magneto Resistance）と集積型のバックバイアス（iBB, integrated Back Bias）を利用する場合、障害作用によって信号精度の劣化がいっそう強まる可能性がある。ＧＭＲセンサの特性（たとえばパラメータ：ヒステリシス、飽和、温度）をモデリングするのは難しく、他方、通常はiBBパッケージに慣用の磁気センサを組み込むことはできず、磁気センサが設けられていたならば磁界データを測定することができる。
【００４５】
磁界センサの実施例の用途は、たとえば車両用途での適用である。クランク軸センサをＧＭＲセンサまたはホールセンサによって実現することができ、これはクランク軸の端部で、クランク軸に取り付けられた歯車の歯の通過を測定する。歯の欠落個所によって、クランク軸の基準ポジション（たとえば０°のポジション）が表される。通常の連続動作中、磁気センサは、歯が通過するたびに１つのパルスを送出することになる。
【００４６】
したがって、たとえば適正なエンジン動作のために（たとえば正しい噴射時点のために）利用可能な目下の回転数または回転数変化の測定は、まず第一にクランク軸１回転あたりの歯の個数によって決まる分解能に依存するといえるが、磁界もしくはその測定の精度にも依存する可能性がある。エンジンおよび回転数の用途における開発のためには、個々のパルスを測定するだけでは不十分なことが多く、磁界に関していっそう高い精度の（高い分解能の）情報が必要とされる可能性もある。余分なセンサをテストの目的で組み込むのはほとんど不可能であり、なんといっても組み込むスペースが足りないし、２つめの理由としては、テスト目的でセンサが設けられていない場合に比べると、磁界の品質が劣化することが挙げられる。
【００４７】
たとえば車両技術においては、磁界測定の用途がある。これはたとえば、歯車（角度発生器）の歯の通過を測定するクランク軸センサの場合にあてはまる。この種の磁気速度センサを用いた多くの様々な適用事例では、磁気回路の設計が１つのチャレンジである。たとえばＦＥＭ（有限要素法）によるシミュレーションによって、理論的な磁界経過特性をシミュレートすることができるとはいえ、測定により検査を行うことは、ほとんど不可能である。したがって、目下の回転数をできるかぎり正確に測定できるようにする目的で、磁界を正確に測定する、という要求が存在する。殊に検査および開発の目的で、磁界経特性をきわめて正確に表すことが望まれている。これと同時にセンサ信号の品質が、たとえば磁界経過特性を表現するための準備処理によって発生してしまうような障害によっても劣化しないようにすべきである。
【００４８】
通常のセンサによるデータ伝送は、（ゼロ点通過パルスだけでなく）ディジタル化された測定値が伝送されるとしても、著しく緩慢である。たとえば２ＭＨｚの内部クロックを有するチップを利用した場合、毎秒２００ｋｂｉｔまでの最大ビットレートを達成することができる。これはたとえば、ＢＥ−ＳＰＩが非同期のインタフェースであることによるものであり、センサを外部のデータレート（制御信号）に同期合わせできることに基づくものである。
【００４９】
このような緩慢なデータ伝送であると、たとえばほぼスタティックな測定しか実行できない。アイドリング中のエンジンの磁界の測定、およびたとえば噴射および燃焼などの短期間の作用により場合によっては生じる可能性のある速度および回転数の変動の測定は、たいていは不可能である。しかもこのことから、エンジンをゆっくりと回転させるためには（これはたとえば外部の駆動部などによって実現される）、開発中に著しい手間がかかる。
【００５０】
高速読み出しモード（"Fast read out mode"）において可能な伝送レートを、たとえば毎秒０．５〜２Ｍｂｉｔ（または毎秒０．１〜１０Ｍｂｉｔ）とすることができ、殊に毎秒１Ｍｂｉｔの領域とすることができる。アナログ／ディジタル変換器の信号をたとえば８ビットで伝送するならば、スタートビット、ストップビットおよびパリティビットを含めて、毎秒約９０ｋのサンプリングというサンプリングレートになる。この場合、毎分６００回転のエンジンアイドリング中、１回転あたり９０００のサンプリングもしくは極対あたり１５０のサンプリングというサンプリングレートになる。磁界情報を再構成できるようにするためには、このサンプリングレートで十分であるといえる。このサンプリングレートであってもなお不十分であるならば、たとえば補間によってサンプリングレートを高めることができる。
【００５１】
これによって開発を簡単に行えるようになり、デザイン・イン・サポートが向上する。しかもクランク軸の用途では、センサの通常の切替信号（たとえば磁界のゼロ点通過におけるパルス）のほかに、磁気信号の成形も必要とされる可能性があり、これが評価に用いられる場合もある。
【００５２】
いくつかの実施例によれば、外部から受信した制御信号が給電電圧に乗せられて変調が行われる。
【００５３】
センサには場合によっては特別なインタフェースたとえばいわゆるＢＥ−ＳＰＩ（Backend serial protocol Interface）が組み込まれており、このインタフェースによれば、給電電圧（ＶＤＤ）の変調によりデータをセンサへ（受信機から送信ユニットへ）送信することができる。この場合にはたとえば、受信機から送信ユニットへデータを伝送するための固有の端子（ピン）は不要であり、もしくは動作電圧（ＶＤＤとＧＮＤ）のためにいずれにせよ設けられているピンが使用される。
【００５４】
制御信号つまりはトリガ情報も、変調された給電電圧を介してセンサ装置により受信することができ、つまりこのようにしてデータ語の送信が起動またはトリガされる。たとえば送信ユニットが非同期送信モードであり、同期合わせが行われないのであれば、トリガ情報によって新たな同期合わせを行わせることもできる。トリガ情報の受信によって、送信ユニットはたとえば再び基準時点を取得する（つまり同期合わせが行われる）。
【００５５】
いくつかの実施例によれば、測定値に関する情報を含むデータ信号が、給電電流の変調により送信される。
【００５６】
さらに別の欠点として挙げられるのは、ＢＥ−ＳＰＩによるソリューションの場合、パルスプロトコルではなく内部レジスタの値が送出されることである。適用にあたりこのことが意味するのは、磁界を読み出すことができ、あるいはセンサ（慣用のセンサ信号）によってエンジンを作動させることができるけれども、センサ信号をアイドリング中に読み出すことはできない、ということである（なぜならば、センサ信号が得られるときだけしか、アイドリング中もエンジンを作動させることはできないからである）。
【００５７】
データ信号送出のためにセンサに付加的な端子（ピン）を設ける必要がないようにする目的で、いわゆる電流インタフェースを利用することもできる。この場合、センサ装置は（給電電流の）所要電流を、それが伝送すべきデータ信号に対応するように変調することができる。受信機は電流消費を測定することができ、そのようにして変調された信号を取得する。この場合、センサが所要電流を変化させて、変調された信号が（大きく）妨害されないように、システムを設計することができる。
【００５８】
とりわけオープンドレイン出力を備えた製品（たとえばクランク軸の用途）の場合、電流インタフェースは付加的な出力源として用いられる。つまりこの場合、給電電流の変調によってデータ伝送を行うことができ、付加的なピンは不要となる。
【００５９】
しかも、他の（いっそう簡単な）センサのために同じピン配置が用いられることにより、ハードウェアインタフェースをそのまま踏襲することができるので、この機能のない他のセンサも必要であれば同様にシステムに組み込むことができる。センサ信号のための別の端子（オープンドレイン）を、新たな機能によって変えられることなくそのまま保持することができ、これまでのセンサ値を引き続き読み出すことができる。
【００６０】
いくつかの実施形態によれば送信ユニットは、外部から受信した制御信号に含まれる開始情報を受信してからはじめてトリガ情報に注目し、終了情報を受信してからはもはやトリガ情報に注目しない。
【００６１】
さらにいくつかの実施例によれば、送信ユニットは、外部から受信した制御信号において開始情報を受信してから、かつ終了情報を受信する前に、トリガ情報を検出し、記憶されていた測定値に関する情報を含むデータ信号を送信する。
【００６２】
開始情報および終了情報を利用することによってモード切替が可能となり、たとえば通常モードと高速読み出しモード（"Fast read out mode"）とを切り替えられるようになる。したがって通常モード中はデータ信号を、同期または非同期で第１のデータレートにより外部受信機へ伝送することができる。受信機が開始情報を含む制御信号を送信すると、送信ユニットは高速読み出しモードに切り替えられ、受信機からトリガ情報が送信されるのを待ち受ける。受信機がトリガ情報を送信すると、送信ユニットはたとえばデータ信号の送信を開始し、この信号のビットが内部で生成されたクロック信号によりトリガされて送信される。
【００６３】
モード切替によって、トリガ情報を１つのパルスのみで構成できるようになり、つまりたとえば通常モードで要求される可能性があるようなビットパターン（データ語）をもはや受け取る必要がなくなる。モード切替を行わないとしたならば、１つのパルスがトリガ情報を表すのか、慣用のデータ語の１つのビットを表すのかが、一義的に定まらない。
【００６４】
これにより、顧客サービスのためのテストモードまたは（アプリケーション開発のための）開発モード（いわゆるデザイン・イン・サポート）を実現することができる。
【００６５】
いくつかの実施例によれば、開始情報は予め定義されたデータ語によって構成される。
【００６６】
受信機側から送信ユニットへ伝達されるデータ構造に従い、開始情報の構造を同様のものとすることができる。つまりデータ語を伝送する場合、トリガ情報は予め定義されたビットシーケンスを有するデータ語を有することができ、１つの命令を表現することができる。
【００６７】
いくつかの実施例によれば、トリガ情報は所定のトリガパルス長を有する１つのパルスである。
【００６８】
トリガ情報自体をたとえば、１つのデータ語によって構成または定義してもよいし、あるいは１つのパルスのみから成るようにしてもよい。その際、たとえば送信ユニットから事前に開始情報を受け取っているようにすれば、トリガ情報と他のデータ語またはパルスとを一義的に区別することができる。このようにすればたとえば、開始情報を受け取った時点からは、受信機からはトリガパルスまたは終了情報だけしか到来し得ない、ということを明確に規定しておくことができる。開始情報と終了情報とを互いに区別することができるよう、これら双方の信号がそれぞれ特定のアナログ信号経過特性をもつようにしてもよいし、あるいはたとえば異なる長さのパルスとしてしてもよい。トリガ情報の長さはトリガパルス長を表す。
【００６９】
いくつかの実施例によれば、終了情報はトリガパルス長よりも長いパルスから成る。
【００７０】
トリガ情報と終了情報とを区別する目的で殊に、終了情報の長さをトリガ情報よりも長く選定するのがよい。トリガ情報の送信にあたってはたとえば、適切な時点で迅速に伝送することが望まれることから、長いトリガパルスであると不必要に時間がかかってしまうことになる。終了情報が発生すると、たとえば再び通常の（緩慢な）伝送モードに切り替えられ、このモードでは時間的にクリティカルな状況にはほとんどないので、終了情報は比較的長くてもよい。
【００７１】
これらトリガ情報と終了情報の双方の区別のためにたとえば、終了情報の長さをトリガ情報よりも少なくとも２倍長く選定することができる。たとえば終了情報を、１９２μｓの長さとすることができ、あるいは１００〜３００μｓまたは１５０〜２５０μｓまたは１７０〜２１０μｓの範囲の長さとすることができ、あるいは１０ｍｓまでの長さとすることもできる。さらにたとえばトリガ情報の最小長を、８μｓとすることができ、あるいは５〜１０μｓの範囲または２０μｓの領域とすることができる。このようなケースであると、変調された給電電圧に乗せられた起動パルスまたはトリガパルスが、たとえば１９２μｓの長さを有する場合、センサは再び通常モード（通常のシリアルプロトコルインタフェースモード Serial Protocol Interface）または緩慢なデータ伝送に移行することができる。さらに終了情報の長さが、２つのトリガ情報の間の最大期間または平均期間よりも長くなるようにすることもできる。
【００７２】
いくつかの実施例によれば、受信機から上記の開始情報または別のビットパターンを送信し、これによって上記の送信機は元の通常動作（通常のシリアルプロトコルインタフェース動作）または遅いデータ伝送に移行する。
【００７３】
いくつの実施例では、センサ信号が一方の端子において送信され、また上記の開始情報の送信の時点以後はこれに変わって上記のデータ信号がこの端子において送信される。
【００７４】
上記のデータ伝送用の別個の端子がないデータ伝送に対する給電電圧または給電電流の変調とは択一的に、上記のセンサ信号を送信する既存の端子において混合動作を実現することができる。ここでは、たとえば、上記の開始情報以後、上記の終了情報が出現するまで上記のデータ信号を送信することが可能である。開始情報と終了情報との間のこの時間内では、たとえば、センサ信号は送信されない。上記の終了情報以後、上記のセンサの出力プロトコルにしたがい、上記のセンサ信号（磁場のゼロ通過時のパルス）を送信する（たとえばオープンドレイン端子における）上記の通常動作が再び開始される。
【００７５】
いくつかの実施例によれば、センサ信号が１つの端子において送信され、上記の開始情報の送信の時点以降は上記のデータ信号によってこのセンサ信号が変調される。
【００７６】
択一的には、上記のデータ信号によってセンサ信号を変調することにより、同じ端子において混合動作を実現することも可能である。これにより、２つの信号を同時に伝送することができる。
【００７７】
いくつかの実施例によれば上記のデータ信号は、給電電圧またはセンサ信号に使用されていない端子に送出される。
【００７８】
択一的には付加的な端子（たとえばピン）を介して上記のデータ伝送を行うことも可能である。これにより、上記のセンサ信号（たとえば上記のセンサの出力側の切り換え）も、上記の測定値についての情報も共に読み出すことできる。たとえば、変調によって生じ得る障害および変調および復調のための切り換えに対するコストをこれによって回避することができる。
【００７９】
上記の測定値は、記憶ユニット内のレジスタに記憶することができる。この際に１つの測定値を１つのレジスタに対応付けることができる。最も簡単なケースでは１つのレジスタが存在し、このレジスタ内に１つの測定値を記憶することができる。
【００８０】
いくつかの実施例では、上記の１つの測定値は少なくとも２つのレジスタに記憶され、また上記の開始情報の前にレジスタ情報が受信される。これは、１つのレジスタを決定し、このレジスタの内容が上記の測定値についての情報として上記の受信機へ送信される。
【００８１】
いくつかの実施例では、異なる複数の開始情報を定めることも可能であり、これらの開始情報は、上記の異なるレジスタを定め、このレジスタの内容が上記の測定値についての情報として上記の受信機へ送信される。
【００８２】
上記の測定値の量またはその他の技術的な状態に依存して、（一時的な）記憶を１つまたは複数のレジスタにおいて行うことができる。これらのレジスタは、上記のセンサの内部的な状態を表すことも可能である。たとえば、内部的なテストモードが起動される場合、これらのレジスタを読み出すことができる。ここでは説明している方法によれば、これらのレジスタを読み出すことができる。その際にはデータは、たとえば上記のディジタルセンサ出力部を介して変調して出力することができる。
【００８３】
複数のレジスタが設けられる場合、たとえば、上記の受信機からレジスタ情報を送信ユニットに送信することができ、この送信ユニットにより、受信機への後続の伝送時にどのレジスタ内容を送信するかが決定される。
【００８４】
たとえば上記の開始情報を送信する前に、後続のトリガ情報においてどのレジスタ内容を送信するかを決定するレジスタ情報を送信することができる。
【００８５】
ここでは、たとえば、上記の高速読み出しモードにおいて上記の内部的な速度および方向レジスタを読み出すため、コンポーネント固有の読み出しモードを定めることができる。まず、どのディジタルレジスタを読み出したいのかを決定する読み出し命令（レジスタ情報）を送信することができる。つぎに第２の（たとえばシリアルプロトコルインタフェース）コマンドにより、上記の高速読み出しモードを起動する（開始情報）することができる。このモードが一度起動されると、上記のセンサの送信ユニットは、最後のＳＰＩレジスタ情報において所望されたレジスタをそれぞれのトリガ時（トリガ情報）に提供することができる。この場合には、トリガ毎のレジスタ情報に対する別個のコマンドはもはや必要ないことになる。
【００８６】
いくつかの実施例では、上記の１つの測定値を少なくとも２つのレジスタに記憶し、これらのレジスタの内容を、所定の順次で（たとえば交互に）上記の測定値の情報として上記の受信機へ送信する。
【００８７】
複数のレジスタが設けられており、すべてを読み出したい場合には、交互のモードを使用することができる。これらのレジスタ内容は順番に送信することができる。たとえば、トリガ情報当たりに１つのレジスタを送信することができる。すべてが送信されると、再び第１レジスタにおいて開始される。これにより、たとえば上記の測定値についての複数の情報の種々異なる部分またはすべての部分を伝送することができるため、受信機は上記の測定値についてのすべての情報を得るまたは作成することができる。
【００８８】
ちょうど２つのレジスタが設けられる場合、たとえば、送信されるデータ語のＬＳＢ（Least Significant Bit）において、２つのレジスタのうちのどちらがこの送信において伝送されたかを表すことができる。
【００８９】
図１ｃには、外部受信機１６と通信する送信ユニット１４、および、クロック信号発生器１５を有する送信装置１０が示されている。送信ユニット１４に到達した、上記の外部受信機の制御信号１７に依存して、この送信ユニットは、第１のデータレート１８ａでデータ信号を外部受信機へ送る。複数の制御信号に依存して第２のデータレート１８ｂを使用する場合、クロック発生器１５によって内部クロックが設定される。これは、たとえば一層高い速度で行われる（短めの破線によって示されている）。
【００９０】
いくかの実施例は、内部クロック信号を形成するためのクロック信号発生器、および、第１のデータレートでデータ信号を送信するための送信ユニットの特徴的構成を有する送信装置に関する。第１のデータレートは、外部から受信する制御信号の周波数またはデータレート以下である。この送信ユニットは、外部から受信した制御信号内のトリガ情報を受け取った後、内部クロック信号のクロック周波数に依存する第２のデータレートでデータ信号を送信する。第２のデータレートは、外部から受信する制御信号の周波数またはデータレートよりも高い。
【００９１】
クロック信号発生器は、たとえば、クロック信号を生成するモジュール／ユニットである。これは、ピアース回路、フェーズロックループなどの発振器によって実現可能である。
【００９２】
クロックリカバリの場合とは異なり、ここではクロックを内部的に生成する。すなわち、これは外部の素子のクロックとは非同期とすることが可能である。
【００９３】
上記の第１のデータレートは、第１の伝送モードのレートとすることが可能である。このモードの特徴は、たとえば、同期伝送が行われることである。すなわち送信ユニットは、受信機の速度のクロック復元を用いる（クロックリカバリ）かまたはタイミング／クロックに合わせるのである。
【００９４】
第２のデータレートは、特別な伝送モードのレートとすることが可能である。このモードでは、非同期伝送を行うことができる。すなわち、上記の送信ユニットは、受信機側のクロックとは無関係に送信するのである。ここでは第２のデータレート用のクロックをセンサ素子内部で形成する。
【００９５】
トリガ情報に依存して、後続のデータ信号は第２のデータレートで送信される（高速読み出しモード／Fast read out mode）。たとえば上記の送信ユニットは、トリガ情報（２８）を受信した後、第１のデータレートを有しかつ（たとえば、標準プロトコルに基づく、たとえばＳＰＩプロトコルに基づく）シリアルのプロトコル伝送から、第２のデータレートを有する一層高速な伝送に切り換わり得るのである。
【００９６】
上記の制御信号は、受信機から送信ユニットに送信される。この制御信号は、たとえば上記のセンサに測定またはデータ信号の送信を要求するための簡単な命令を含むことができる。もしくは第２のデータレートでデータを送信するように上記のセンサ装置に促すトリガ情報も含むことができる。
【００９７】
上記のデータ信号は、測定値についての情報を含むことができる。
【００９８】
これにより、たとえばテストモードを提供することができる。すなわち、第１の伝送モードによるセンサ動作では、上記のセンサ装置は第１のデータレートで送信するようにだけ（上記の制御信号を用いて）要求され得るのである。上記のトリガ情報によって第２のデータレートによる一層高速な伝送がトリガされる場合、（単位時間当たりに一層多くの測定データ値を有する）一層詳細な測定値経過を上記のセンサ装置から送信することができる。
【００９９】
いくかの実施例では、上記の第１のデータレートは（も）上記の内部クロック信号のクロック周波数に依存する。
【０１００】
第１のデータ伝送レートも内部的に生成したクロック信号に依存させることが可能である。これにより、同期伝送と非同期伝送との間の切り換えは行われず、速度／周波数だけが変更される。このためには、たとえばただ１つの内部クロック発生器を設けることができ、このクロック発生器は、たとえば分周器を介して１つ以上の周波数を出力することができる。この場合、クロックの上記の変更は、たとえばこの分周器のスイッチオンまたは切り換えによって行うことができる。
【０１０１】
いくつかの実施例では、第１のデータレートは外部クロック信号に依存する。
【０１０２】
ここでは、独立した信号を上記の送信ユニットに供給することができ、この独立した信号は、上記のタイミング（クロック）を表し、送信ユニットはビットを送信する際このタイミングにしたがって調整される。通常動作（または装置のシリアル動作）では（外部クロックに同期することにより）同期伝送を行うことができる。テストモードを実現するため、センサ側において上記の高速データ伝送を提供できるようにすることが可能である。
【０１０３】
いくかの実施例において上記の第１のデータレートは、上記の受信した制御信号に依存する。
【０１０４】
ここでは、たとえば上記の制御信号からクロック信号を導出することができる。このクロック信号は、上記の制御信号によって変調されているか、または、たとえばクロックリカバリによって得ることができる。これによって回避することができるのは、同期データ伝送に対し、独立した線路上の外部クロック信号を提供することであり、コストおよび小型化上の理由からこの独立した線路が省略される。
【０１０５】
図１ｄには、測定量をセンサ素子によって検出するステップ５０と、これを記憶するステップ５１と、これを送信するステップ５２と、これを外部受信機によって受信するステップ５３とを有する方法の流れ図が例示的に示されている。
【０１０６】
言い換えると、いくつかの実施例は、上記のセンサ装置によって測定した測定量を（記憶ユニットに）記憶するステップ５１と、記憶したこの測定値についての情報を有するデータ信号を、このセンサ装置が発生したクロック信号のクロック周波数に依存するデータレートで、（送信ユニットから）外部受信機へ送信するステップ５２とを含む、センサ装置のデータ伝送方法に関連しているのである。上記の記憶した測定値についての情報を有するデータ信号は、外部から受信した制御信号内のトリガ情報に依存して、この制御信号の周波数またはクロックとは非同期に送信される。
【０１０７】
この方法には、付加的にまたはオプションでさらに別の１つまたは複数のステップまたは詳細ステップを有することができ、これらは上で挙げた態様のうちの１つまたは複数に相応し得る。
【０１０８】
図２には電気的な信号経過が示されており、ここでは制御信号２６，２７，２８が変調給電電圧２１（ＶＤＤ）を介して、外部受信機１６から送信ユニット１４に達する。上記の受信機へデータ信号を伝送するため、送信ユニットは給電電流２２を変調し、その大きさは元の受信機によって測定することができる。上記のセンサ信号を伝送するための端子（たとえばオープンドレイン）は、経過２３にしたがう信号を伝送することができ、ここでは磁場２４のゼロ通過時にパルス２５が送信される。上記の給電電圧を介して特別な複数の制御信号が送信され、ここではレジスタ情報を有する読み出しコマンド（Read command）２６と、これに続きかつ開始情報を有する高速読み出しコマンド（Fast read out command）２７が示されており、これにより、これに続く複数の制御信号が複数のトリガ情報２８であることが定められる。各トリガ情報に対する応答として送信ユニットは、変調された給電電流を用い、上記の測定値についての情報を有するデータ信号２９を受信機へ送信する。これにより、給電電圧２１から得られる各トリガ時点３０において、磁場強度２４の各測定値（および／または場合によって方向）が、上記の高速読み出し（Fast read out）３１中に伝送される。これらの複数の測定値を介して、たとえば磁場の信号経過を再構成することができる。
【０１０９】
ここに示されているのは推奨される１つの信号経過であり、ここでは上記の複数の制御信号のビットは、たとえば、少なくとも３２μｓの長さを有しており、したがってこの制御信号そのものは４８８μｓである。これに対して上記のトリガバルスのビットは少なくとも８μｓであり、（トリガ情報および終了情報を除く）各コマンドは１４ビットの有効データを含んでいる。
【０１１０】
図３には、開始および終了情報を含めた高速読み出しモード（Fast read out mode）の１つのサイクルが示されている。２つのデータチャネルはここでも電圧および電流変調によって形成される。読み出すべきレジスタが示されている読み出しコマンド（Read command）２６の後、これに続く高速読み出しコマンド（Fast read out command）２７により、高速読み出しモード３１に切り換えられ、トリガパルス２８または終了情報３２を待ち受ける。この図に示されているのは、２つの測定値についての情報を有するデータ信号の、高速読み出しモード（Fast read out mode）における送信である。終了情報のパルスは、たとえば１９２μｓとすることが可能である。
【０１１１】
信号２１は、この例において動作電圧の変調として示されているが、受信機から送信機に至る付加的なデータ線路を使用することも可能である。信号２２は、この例において動作電圧の変調として示されているが、送信機から受信機への付加的なデータ線路を使用することも可能である。
【０１１２】
図４には、対応するデータ信号２９を有する２つのトリガ情報２８の詳細な信号経過が示されており、これらのデータ信号はここでも２つのチャネル２１および２２上で送信される。上記のトリガ情報の信号形状は、たとえば、送信装置の給電電圧のバッファ容量によって角がなくなるが、平坦なエッジが識別できる。ここではヒステリシスの大きい方の閾値４１と、小さい方の閾値４２とが存在する。小さい方の閾値４２を下回った場合、データ伝送４４をトリガする４３ことができる。
【０１１３】
いくつかの実施例では、上記のヒステリシスを省略することも可能である。上記のデータ伝送は、立ち上がりエッジでトリガすることも可能である。
【０１１４】
たとえば、データ信号２９のつぎのような符合化を使用することができる。（たとえばつねに０の）１個のスタートビットをデータ伝送の同期に使用する。データビットはＤ１４からＤ０である。ここでは、最上位ビット（ＭＳＢ（Most Significant Bit））が最初に、また最上位ビット（ＬＳＢ（Least Significant Bit））が最後に送信される。交互に換わるモードにおいて上記の速度および方向レジスタが読み出される場合、上記のＬＳＢは、２つのレジスタ内容のどちらが送信されたかを示すことができる。１４個のデータビットについての偶数パリティを有する１個のパリティビットが含まれている。（たとえばつねに１の）１個のステップビットによって上記のデータ伝送が終了する。これらのビットそのもの符号化は、種々異なるラインコードによって実現することができる。たとえばマンチェスタ符号を使用することができ、これにより、たとえば上記の自己同期を簡単に行うことができる。
【０１１５】
上記の時間経過に対し、たとえば、のトリガ情報間の最小間隔を実現することができる。たとえば信号２８は小さい方の閾値４２を下回り、また大きい方の閾値４１を上回ることがあり、これによってトリガ４３を確実に識別することができる。上記の電流変調に対して、たとえば上記のコンデンサによる丸めは格段に小さい程度でしか発生しないため、このチャネルにおける上記の複数のビットは一層高速に続き得る。このためには、たとえば０．５μｓ（またはたとえば０．１μｓないしは１０μｓの）ビット長またはクロック周波数を推奨することができ、これにより、１語当たり１４個のビットの場合、全データ信号の８．５μｓ長になる。
【０１１６】
送信ユニットと受信機との間の同期化は、たとえばトリガ情報２８の立ち下がりエッジ（または立ち上がりエッジ）の時点にのみ行われる。この後、送信ユニットはそのクロック周波数で送信することができ、これに対して上記のデータ信号の正しい受信時に受信機は自分だけが頼りである。この受信機それ自体も固有の内部的なタイミング発生器を使用できるようにしたい場合、たとえば上記の周波数はつぎのように偏差し得る。すなわち、上記のストップビットが到達した際には５０％の上記のクロックの偏差が許容され得るのである。これにより、たとえば、５０％／１６＝３．１２５％のクロック周波数差が許容される。１６は、たとえばストップビットを含めないビットの数である。上記の式は他の語長にも相応に当てはまる。これにより、上記のセンサは、たとえば有限要素を用いて調整することができ、これに対して受信機は、上記の偏差が大きくなり過ぎることなく発振器用水晶を使用することができる。
【０１１７】
上記のさまざまな実施例の上記の種々の態様および上記のコンセプトは一般的に、データを伝送するために送受信機（トランシーバ）に組み込むことも可能である。言い換えると、いくつかの実施例は、送受信機のデータ値または別のコンポーネントによって供給されるデータ値を記憶するための記憶ユニットと、これらのデータ値についての情報を有するデータ信号を、送受信機が発生したクロック信号のクロック周波数に依存するデータレートで外部受信機へ送信するための送信ユニットとを有する送受信機に関する。上記の送信ユニットは、外部から受信した制御信号内のトリガ情報に依存して、データ値についての情報を有するデータ信号を送信する。
【０１１８】
上記の送受信機はオプションで、上で述べたコンセプトに関連してまたは上で述べた複数の実施例のうちの１つまたは複数の実施例に関連して説明した１つまたは複数の付加的な特徴的構成を有することができる。
【０１１９】
上の説明、この明細書に続く特許請求の範囲、および添付の図面に記載した複数の特徴的構成は、個別でもまたは任意の組み合わせでも共に、１つの実施例を種々異なる複数の実施形態で実現するために重要であり、また実現可能である。
【０１２０】
上では装置に関連して多くの態様を説明したが、これらの態様は、対応する方法の説明も表すものであるため、装置のブロックまたは構成要素は、対応する方法ステップ、または、方法ステップの特徴と理解されることは当然である。これに類似して、方法ステップに関連してまたは方法ステップとして説明した複数の態様は、対応する装置の対応するブロックまたは詳細または特徴的構成の説明でもある。
【０１２１】
所定の実装上の要求に応じて本発明の実施例は、ハードウェアまたはソフトウェアで実装可能である。この実装は、たとえばフロッピィディスク、ＤＶＤ、ブルーレイディスク、ＣＤ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭまたはＦＬＡＳＨメモリ、固定ディスクまたはその他の磁気式もしく光学式記憶装置などのディジタルの記憶媒体を使用して行うことができ、この記憶媒体に電子的に読み出し可能な制御命令が記憶されており、これらの制御命令は、プログラミング可能なハードウェアコンポーネントと協調動作可能であるか協調動作して、上記の各方法が実行されるのである。
【０１２２】
プログラミング可能なハードウェアコンポーネントは、プロセッサ、コンピュータプロセッサ（ＣＰＵ＝Central Processing Unit）、グラフィックプロセッサ（ＧＰＵ＝Graphics Processing Unit）、コンピュータ、コンピュータシステム、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ＝Application-Specific Integrated Circuit）、集積回路（ＩＣ＝Integrated Circuit）、ＳＯＣ（System On a Chip）、マイクロプロセッサを有するＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）またはプログラミング可能な論理素子などによって構成することが可能である。
【０１２３】
上記のディジタル記憶媒体は、機械またはコンピュータ読み出し可能である。すなわち多くの実施例には、電子読み出し可能な制御信号を有するデータ担体が含まれており、これらの制御信号は、プログラミング可能なコンピュータシステムまたはプログラミング可能なハードウェアコンポーネントと協調動作して、ここで説明した複数の方法のうちの１つが実行される。したがって１つの実施例は、ここで説明した複数の方法のうちの１つを実施するためのプログラムが記録されているデータ担体（またはディジタル記憶媒体またはコンピュータ読み出し可能媒体）である。
【０１２４】
一般的には本発明の複数の実施例は、プログラムコードを有するプログラム、ファームウェア、コンピュータプログラムもしくはコンピュータプログラム製品として、またはデータとして実現することができ、これらのプログラムコードまたはデータは、プログラムがプロセッサまたはプログラミング可能なハードウェアコンポーネント上で動作する場合、上記の複数の方法のうちの１つを実行するのに有効である。上記のプログラムコードまたはデータはたとえば機械読み出し可能な担体またはデータ担体に記憶することも可能である。このプログラムコードまたはデータは、殊に、ソースコード、マシンコードまたはバイトコードとして、また別の中間コードとすることが可能である。
【０１２５】
また別の実施例はデータストリーム、信号列または複数の信号のシーケンスであり、これないしこれらは、ここで説明している複数のうちの１つを実行するためのプログラムを表す。このデータストリーム、信号列または複数の信号のシーケンスはたとえば、データ通信コネクションを介して、たとえばインターネットまたは別のネットワークを介して伝送できるように構成することができる。したがって複数の実施例はまた、データを表す信号列でもあり、これらの信号列は、ネットワークまたはデータ通信コネクションを介して送信するのに適しており、これらのデータは上記のプログラムを表す。
【０１２６】
１つの実施例によるプログラムは、上記の複数の方法のうちの１つをその実行中に翻訳することができ、ここでこの翻訳は、たとえば上記の記憶個所が読み出されるかこの記憶個所に１つまたは複数のデータが書き込まれることによって行われる。これにより、場合によってはトランジスタ構造、増幅器構造または別の電気的、光学的、磁気的または別の動作原理で動作するコンポーネントにおけるスイッチ過程または別の過程が実行される。これに相応して、１つの記憶個所を呼び出すことにより、データ、値、センサ値または別の情報をプログラムによって捉える、求めるまたは測定することができる。したがってプログラムは複数の記憶個所のうちの１つまたは複数の読み出すことにより、パラメタ、値、測定量および別の情報を捉える、求めるまたは測定することができ、ならびに、１つのまたは複数の記憶個所に書き込むことにより、アクションを発生させるか、トリガさせるかまたは実行することができ、ならびに別の装置、機械またはコンポーネントを駆動制御することができる。
【０１２７】
上述した実施例は単に本発明の原理を説明しているだけである。ここで説明した装置および詳細の変更または修正を他の当業者が想到できることは当然のことである。したがってここで意図したのは、本発明が、特許請求の範囲の保護範囲だけによって制限され、上の複数の実施例の記載および説明によってここで提示した固有の詳細によっては制限されないことである。
【符号の説明】
【０１２８】
１０  センサ装置（送信装置）、  １１  センサ素子、  １２  アナログ／ディジタル変換器、  １３  記憶ユニット、  １４  送信ユニット、  １５  クロック信号発生器、  １６  外部受信機、  １７，１８  チャネル、  １８ａ  第１のデータレート、  １８ｂ  第２のデータレート、  ２１  給電電圧、  ２２  給電電流、  ２３  経過、  ２４  磁場、  ２５  パルス、  ２６  制御信号（読み出しコマンド）、  ２７  制御信号（高速読み出しコマンド）、  ２８  制御信号（トリガ情報）、  ２９  データ信号、  ３０  トリガ時点、  ３１  高速読み出し、  ３２  終了情報、  ４１  大きい方の閾値、  ４２  小さい方の閾値、  ４３  トリガステップ、  ４４  データ伝送ステップ、  ５０  測定ステップ、  ５１  記憶ステップ、  ５２  送信ステップ、  ５３  受信ステップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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