(57)【要約】【課題】  リクエスト信号線を必要とせずに通信の衝突を防止する。【解決手段】  マスタ端末１１とスレーブ端末１２は、シリアル通信ライン１３上でのシリアルデータの衝突を防止するための制御信号をデータの伝送速度と異なる伝送速度でシリアル通信ラインを介して送受信する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスタ端末と１つ以上のスレーブ端末とをシリアル通信ラインを介して接続し、シリアルデータの半二重通信を行うシリアル通信装置において、
前記マスタ端末と前記１つ以上のスレーブ端末とはそれぞれ、
前記シリアルデータを第１の伝送速度で送受信するシリアルデータ送受信手段と、
前記シリアル通信ライン上でのシリアルデータの衝突を防止するための制御信号を、前記第１の伝送速度とは異なる第２の伝送速度で送受信する制御信号送受信手段とを、
備えたことを特徴とするシリアル通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスタ端末と１つ以上のスレーブ端末とをシリアル通信ラインを介して接続し、シリアルデータの半二重通信を行うシリアル通信装置に係り、特にリクエスト通信線を必要とせずに通信の衝突が発生しないシリアル通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マスタ端末と複数のスレーブ端末とをシリアル通信ラインにて接続してマスタ端末と複数のスレーブ端末との間で半二重通信を行うシリアル通信システムがある。このようなシリアル通信システムにおいては、衝突を防止するために、マスタ側が送信してスレーブ側が受信完了後に、スレーブ側が送信してマスタ側が受信するという方法で半二重通信を行っている。しかし、マスタ側が送信を行い、その後にスレーブ側が送信を行うシリアル通信システムでは、スレーブ側からの信号の発呼ができない。そのため通信線とは別に、リクエスト通信線を設け、リクエスト通信線を通じて送信の要求を行うシリアル通信システムも用いられている（例えば下記の特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２３１１７号公報（要約書）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載のシリアル通信装置においては、シリアル通信ラインの他にリクエスト信号線が必要となり、配線が煩雑でコストがかかるという課題があった。
【０００４】
本発明は上記従来例の問題点に鑑み、リクエスト信号線を必要とせずに通信の衝突が発生しないシリアル通信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記目的を達成するために、
マスタ端末と１つ以上のスレーブ端末とをシリアル通信ラインを介して接続し、シリアルデータの半二重通信を行うシリアル通信装置において、
前記マスタ端末と前記１つ以上のスレーブ端末とはそれぞれ、
前記シリアルデータを第１の伝送速度で送受信するシリアルデータ送受信手段と、
前記シリアル通信ライン上でのシリアルデータの衝突を防止するための制御信号を、前記第１の伝送速度とは異なる第２の伝送速度で送受信する制御信号送受信手段とを、
備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、制御信号をデータと異なる伝送速度でシリアル通信ラインを介して伝送するので、リクエスト信号線を必要とせずに通信の衝突を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明に係るシリアル通信装置の一実施の形態を示すブロック図、図２はデータと制御信号の伝送速度を示すタイミングチャート、図３は制御信号のフォーマットを示す説明図、図４は図１のシリアル通信装置の通信シーケンスを示す説明図である。
【０００８】
図１において、マスタ端末１１とスレーブ端末１２はシリアル通信ライン１３で接続されている。なお、図１では１つのスレーブ端末１２のみが示されているが、マスタ端末１１とスレーブ端末１２が１：ｎで接続される場合には、ｎ個のスレーブ端末１２がシリアル通信ライン１３にバス接続される。マスタ端末１１はＣＰＵ１１０と、ＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver Transmitter）送信回路１１１と、制御信号送信回路１１２と、ＵＡＲＴ受信回路１１３と、制御信号受信回路１１４と、ＵＡＲＴ受信回路１１３側又は制御信号受信回路１１４側に切り替える切替スイッチ（ＳＷ）１１５と半二重トランシーバ１１６を有する。またスレーブ端末１２はＣＰＵ１２０と、ＵＡＲＴ送信回路１２１と、制御信号送信回路１２２と、ＵＡＲＴ受信回路１２３と、制御信号受信回路１２４と、制御信号受信回路１２４側又はＵＡＲＴ受信回路１２３側に切り替える切替ＳＷ１２５と半二重トランシーバ１２６とを有する。そして、マスタ端末１１の半二重トランシーバ１１６とスレーブ端末１２の半二重トランシーバ１２６がシリアル通信ライン１３で接続されている。ＵＡＲＴ送信回路１１１、１２１はパラレルバスからくるバイトデータをシリアルのビットストリームに変換し、ＵＡＲＴ受信回路１１３、１２３はシリアルのビットストリームをパラレルのバイトデータに変換する。
【０００９】
本発明では、シリアル通信ライン１３上に制御信号とデータ（以下、実データ）の両方を伝送するとともに、伝送信号が制御信号か又は実データかを区別するために制御信号と実データの伝送速度が異なるようにして通信の衝突を防止している。図２（ａ）、（ｂ）は、伝送信号「０１０１０１０１」が制御信号である場合と実データである場合とについてそれぞれのタイミングを示した図であり、制御信号の読み込みタイミングで制御信号、実データをそれぞれ読み込むと、図２（ａ）に示すように制御信号の場合には「０１０１０１０１」として読み込むので制御信号と判別することができるが、図２（ｂ）に示すように実データの場合には「０１０１０１１０」として読み込むので制御信号と判別しないことがわかる。
【００１０】
ここで、
実データの伝送速度          ：ｆ１（ｂｐｓ）
制御信号の伝送速度          ：ｆ２（ｂｐｓ）
実データのビット幅          ：ｔ１（ｓ）＝１／ｆ１
制御信号のビット幅          ：ｔ２（ｓ）＝１／ｆ２
制御信号、実データのビット数：ｎ
とすると、図２から
ｔ２×（ｎ−１）＜ｔ１×（ｎ−２）
であれば、実データを制御信号として誤検出しないので、
ｆ２＞ｆ１×（ｎ−１）／（ｎ−２）
となるように、制御信号の伝送速度ｆ２を実データの伝送速度ｆ１より速くすればよい。
【００１１】
図３は制御信号のフォーマットを示し、制御信号は先頭から順に、ヘッダと、コマンドとパラメータの各フィールドにより構成されている。ヘッダは制御信号を示す所定のビットパターンであり、ここでは上記の「０１０１０１０１」とする。図３はまた、制御信号のコマンド例として、
・マスタからスレーブへの送信開始信号である start_m 信号（コマンド＝００００００００，パラメータ＝なし）
・スレーブからマスタへの送信開始信号である start_s 信号（コマンド＝０００００００１，パラメータ＝なし）
・双方向のアドレス指定信号である address 信号（コマンド＝００００００１０，パラメータ＝相手先アドレス）
・双方向の送信終了信号である stop 信号（コマンド＝００００００１１，パラメータ＝なし）
・マスタからスレーブへのリセット信号である reset 信号（コマンド＝１１１１１１１１，パラメータ＝なし）
を示す。
【００１２】
図４を参照して動作を説明する。マスタ端末１１が送信を開始したい場合、まず制御信号送信回路１１２から伝送速度ｆ２の制御信号として start 信号と address 信号を半二重トランシーバ１１６から送信する。制御信号の伝送速度ｆ２は図２（ａ）、（ｂ）に示すようにデータの伝送速度ｆ１と異なり、ヘッダ部分に「０１ｂ」の繰り返しパターンを持つ制御信号である。スレーブ端末１２の半二重トランシーバ１２６は、受信した信号の伝送速度を確認して制御信号か否かを判断し、制御信号と判断すると切替ＳＷ１２５を制御信号受信回路１２４側に切り替える。
【００１３】
制御信号受信回路１２４は受信した制御信号のヘッダ情報を読み取り、「０１ｂ」 の連続パターンを確認するとパラメータを判断し、パラメータを start 信号と判別すると address 信号の宛て先を判断し、自機宛てと判断すると切替ＳＷ１２５をＵＡＲＴ受信回路１２３に切り替え、データの受信モードとなる。 ここで、受信モードは通信を発呼することができず、通信を受信するモードである。
【００１４】
マスタ端末１１は start 信号を送信した後、データをＵＡＲＴ送信回路１１１から出力し、半二重トランシーバ１１６から送信する。送信が終了すると、制御信号送信回路１１２から stop 信号を出力して半二重通信トランシーバ１１６から送信する。スレーブ端末１２は半二重通信トランシーバ１２６で信号を受信して、受信した信号の伝送速度から制御信号と判別すると切替ＳＷ１２５を制御信号受信回路１２４側に切り替える。制御信号受信回路１２４は stop 信号を判別し、stop 信号を受信した場合は受信モードを解除する。これにより、スレーブ端末１２からも通信を発呼することが可能となる。
【００１５】
次に、スレーブ端末１２が送信を開始する場合について説明する。スレーブ端末１２が通信を開始したい場合、まず制御信号送信回路１２２から start 信号と address 信号を出力して半二重トランシーバ１２６から送信する。マスタ端末１１の半二重トランシーバ１１６で信号を受信すると、受信した信号の伝送速度を確認する。そして、制御信号と判断すると、切替ＳＷ１１５を制御信号受信回路１１４側に切り替える。制御信号受信回路１１４は受信した制御信号のヘッダ情報を読み取り、「０１ｂ」 の連続パターンを確認するとパラメータを判断し、パラメータを start 信号と判別すると address 信号の宛て先を判断し、自機宛てと判断すると切替ＳＷ１１５をＵＡＲＴ受信回路１１３に切り替え、データの受信モードとなる。 
【００１６】
スレーブ端末１２は start 信号を送信した後、データをＵＡＲＴ送信回路１２１から出力し、半二重トランシーバ１２６から送信する。送信が終了すると、制御信号送信回路１２２から stop 信号を出力し、半二重トランシーバ１２６から送信する。マスタ端末１１は半二重トランシーバ１１６で信号を受信し、受信した信号の伝送速度から制御信号を判別して制御信号受信回路１１４に送る。制御信号受信回路１１４はヘッダの情報から stop 信号を判別し、stop 信号を受信した場合は受信モードを解除する。これにより、通信の発呼が可能となる。
【００１７】
このように、本発明のシリアル通信装置は、データ通信と異なる伝送速度の制御信号を送信し、制御信号に続いてデータ送信を行うので、リクエスト信号線を必要とせず、通信の衝突が発生しないシリアル通信装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係るシリアル通信装置の一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】データと制御信号の伝送速度を示すタイミングチャートである。
【図３】制御信号のフォーマットを示す説明図である。
【図４】図１のシリアル通信装置の通信シーケンスを示す説明図である。
【符号の説明】
【００１９】
１１  マスタ端末
１２  スレーブ端末
１３  シリアル通信ライン
１１０、１２０  ＣＰＵ
１１１、１２１  ＵＡＲＴ送信回路
１１２、１２２  制御信号送信回路
１１３、１２３  ＵＡＲＴ受信回路
１１４、１２４  制御信号受信回路
１１５、１２５  切替ＳＷ
１１６、１２６  半二重トランシーバ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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