(57)【要約】【課題】２つ以上の論理回路または機能ブロック間の信号伝送において、１本の通信線のみで、単方向または双方向に、クロック信号、データ信号、制御信号等を伝送できなかった。【解決手段】１本の通信線に複数レベルの電圧値を持たせ、通信しない場合は電圧レベルを基準値にし、通信する場合は、基準値より高い電圧と低い電圧にそれぞれ伝送するデータを割り当て、基準値より高いか低いかでクロック信号を表し、基準値以外の電圧レベルに応じてデータを表すことで、クロック信号、データ信号、制御信号を単方向または双方向で伝送することが可能となる。【選択図】図２
2006303605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信しない場合の電圧レベルを基準値とし、送信する場合には、第１のフェーズに前記基準値より高い２つ以上の電圧レベルを用いてデータを伝送し、第２のフェーズに前記基準値より低い２つ以上の電圧レベルを用いてデータを伝送することを特徴とする信号伝送方法。
【請求項２】
請求項１に記載の信号伝送方法において、
前記第１のフェーズにおいて、送信側が送信許可要求を表す前記データとは異なる電圧レベルを出力し、
前記第２のフェーズにおいて、受信側が前記送信許可要求を表す電圧レベルを判定して、送信許可を表す前記データとは異なる電圧レベルを出力し、前記送信側が前記送信許可を表す電圧レベルにより通信可能状態であるかを判定することを特徴とする信号伝送方法。
【請求項３】
請求項２に記載の信号伝送方法において、送信側より送信する前記送信許可要求を表す電圧レベルの出力時間を可変にして、前記送信許可を表す電圧レベルの有無により送信時間を決定することを特徴とする信号伝送方法。
【請求項４】
請求項３に記載の信号伝送方法において、送信側が送信する前記送信許可要求を表す電圧レベルの出力時間を予め決められた時間だけ送信し、受信側の前記送信許可を表す電圧レベルを待ち、前記送信許可を表す電圧レベルがなければ、出力時間を長くして送信側が前記送信許可要求を表す電圧レベルを出力し、前記送信許可を表す電圧レベルがあれば、出力時間を送信時間として通信を行うことを特徴とする信号伝送方法。
【請求項５】
第１の通信装置と第２の通信装置のデータ送受信において、前記第１の通信装置および前記第２の通信装置はそれぞれ、複数レベルの電圧を用いてデータを送信する送信装置と、入力された複数レベルの電圧をデータに変換する受信装置と、方向制御装置とを備え、
前記第１の通信装置から送信開始送信終了を表す電圧レベルを伝送することにより通信方向を切り替えて双方向でデータを伝送することを特徴とする信号伝送方法。
【請求項６】
請求項５に記載の信号伝送方法において、前記方向制御装置は、
前記第１の通信装置が送信開始を表す前記データとは異なる電圧レベルを出力することにより前記第２の通信装置が受信状態になり、
送信が終了して前記第１の通信装置が送信終了を表す前記データとは異なる電圧レベルを出力することにより通信を終了し、
前記第２の通信装置が送信する場合は、前記第２の通信装置が送信開始を表す前記データとは異なる電圧レベルを出力することにより前記第１の送信装置が受信状態になり、
送信が終了して前記第２の通信装置が送信終了を表す前記データとは異なる電圧レベルを出力することにより通信を終了するように通信方向を制御することを特徴とする信号伝送方法。
【請求項７】
請求項５に記載の信号伝送方法において、前記送信装置は、送信しない場合の電圧レベルを基準値とし、送信する場合には、
第１のフェーズのときは、データの値に応じて前記基準値より高い２つ以上の電圧を出力し、
第２のフェーズのときは、データの値に応じて前記基準値より低い２つ以上の電圧を出力することを特徴とする信号伝送方法。
【請求項８】
請求項５に記載の信号伝送方法において、前記受信装置は、入力電圧が５つ以上の電圧レベルを判定する手段で受け、前記手段の出力を組み合わせてクロック信号、データ信号、送信中であることを示す送信中信号に変換することを特徴とする信号伝送方法。
【請求項９】
第１の通信装置と第２の通信装置のデータ送受信において、送信しない場合の電圧レベルを基準値とし、送信する場合には、
第１のフェーズのときには、前記第１の通信装置が基準値よりも高い２つ以上の電圧レベルを用いてデータを送信し、前記第２の通信装置が基準値よりも高い２つ以上の電圧レベルを判定する手段でデータを受信し、
第２のフェーズのときには、前記第２の通信装置が基準値よりも低い２つ以上の電圧レベルを用いてデータを送信し、前記第１の通信装置が基準値よりも低い２つ以上の電圧レベルを判定する手段でデータを受信し、
前記第１の通信装置と前記第２の通信装置が前記第１のフェーズと前記第２のフェーズを繰り返し、交互にデータを送受信することを特徴とする信号伝送方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法において、送信する前記データとは異なる意味のないデータを表す電圧レベルを伝送することを特徴とする信号伝送方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の信号伝送方法において、前記第１の通信装置が送信するデータ量と前記第２の通信装置が送信するデータ量が異なる場合に、それぞれの通信装置が送信するデータ量を合わせるために、送信するデータとは異なる意味のないデータを表す電圧レベルを伝送することを特徴とする信号伝送方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の信号伝送方法において、前記第１の通信装置および前記第２の通信装置が前記意味のないデータを互いに送信し、データの送受信を終了することを特徴とする信号伝送方法。
【請求項１３】
請求項９に記載の信号伝送方法において、前記第１の通信装置が送信する前記データの電圧レベルを伝送し続けることにより、前記第２の通信装置のデータ送信を待機させることを特徴とする信号伝送方法。
【請求項１４】
請求項９に記載の方法において、前記第１の通信装置が送信したデータを前記第２の通信装置が受信し、前記第２の通信装置が受信したデータを前記第１の通信装置に送信し、前記第１の通信装置が受信したデータと前記第１の通信装置が前記送信したデータの比較を行い、比較結果が同値にならない場合に前記第１の通信装置に通信エラー信号を送ることを特徴とする信号伝送方法。
【請求項１５】
送信しない場合の電圧レベルを基準値とし、送信する場合には、第１のフェーズのときは、データの値に応じて前記基準値より高い２つ以上の電圧を出力し、第２のフェーズのときは、データの値に応じて前記基準値より低い２つ以上の電圧を出力することを特徴とする送信装置。
【請求項１６】
入力電圧が５つ以上の電圧レベルを判定する手段で受け、前記手段の出力を組み合わせてクロック信号、データ信号、送信中であることを示す送信中信号に変換することを特徴とする受信装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の受信装置において、入力電圧が基準値であるか否かで前記送信中信号を抽出し、基準値より高いか低いかでクロック信号を抽出し、基準値以外の場合には、電圧レベルに応じて、データ信号を抽出することを特徴とする受信装置。
【請求項１８】
請求項１５に記載の送信装置において、前記第１のフェーズにおいて、送信許可要求を表す前記基準値より高く前記データとは異なる電圧レベルを出力し、前記第２のフェーズにおいて、送信許可を表す前記データとは異なる電圧レベルを判定する手段を備えたことを特徴とする送信装置。
【請求項１９】
請求項１６に記載の受信装置において、前記第１のフェーズにおいて、前記送信許可要求を表す電圧レベルを判定する手段を備え、前記第２のフェーズにおいて、前記送信許可要求を表す電圧レベルを受けた後に送信許可を表す前記基準値より低く前記データとは異なる電圧レベルを出力することを特徴とする受信装置。
【請求項２０】
第１のフェーズのときには、基準値よりも高い２つ以上の電圧レベルを用いてデータを送信し、第２のフェーズのときには、基準値よりも低い２つ以上の電圧レベルを判定する手段でデータを受信し、前記第１のフェーズで送信したデータと前記第２のフェーズで受信したデータを比較することを特徴とする通信装置。
【請求項２１】
第１のフェーズのときには、基準値よりも高い２つ以上の電圧レベルを判定する手段でデータを受信し、第２のフェーズのときには、基準値よりも低い２つ以上の電圧レベルを用いて前記第１のフェーズで受信したデータを送信することを特徴とする通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つ以上の論理回路または機能ブロック間で１本の通信線のみを用いて単方向または双方向にデータ、クロック、制御信号等を伝送する信号伝送方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、通信線を減らした信号伝送方法としては、シリアルにデータを送信する方法などがよく知られている。しかし、シリアルの信号伝送方法では、少なくともクロック信号とデータ信号の２本の通信線が必要であった。
【０００３】
また、通信線を削減する手段として、２つの論理回路間で、送信側でクロック信号と論理データ信号とを多値論理信号に合成して出力し、受信側で多値論理信号をクロック信号と論理データ信号とに分離することで、１本の通信線のみでシリアル通信を実現する手段がある。
【特許文献１】特開２００４−４０４２０号公報（第１１−１４頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の従来の技術は、データの送信を連続して行うことを想定したものであるため、送信するデータがない場合でも信号が振幅し、無駄な電力を消費してしまうという課題があった。
【０００５】
また、通信線１本のみで双方向による通信ができないという課題があった。
【０００６】
また、単方向の通信であるため、送信データのエラー検出ができないという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明における信号伝送方法は、送信しない場合の電圧レベルを基準値とし、送信する場合には、第１のフェーズに前記基準値より高い２つ以上の電圧レベルを用いてデータを伝送し、第２のフェーズに前記基準値より低い２つ以上の電圧レベルを用いてデータを伝送することを特徴とするものである。
【０００８】
すなわち、データを送信する場合には、送信側に複数の電圧を出力する手段を備え、受信側に複数の電圧レベルを判定する手段を備え、クロックとデータと送信イネーブル信号とを１本の通信線により複数レベルの電圧を用いて伝送し、送信しない場合には、基準電圧を保つようにするものである。
【０００９】
これによれば、データを送信しない場合に信号が振幅することがないため、無駄な電力の消費を防ぐことが可能となる。
【００１０】
また、１本の通信線のみでデータとクロックと送信イネーブル信号を同時に伝送することができ、信号線数やピン数の削減とともに、コストダウンが可能となる。
【００１１】
また、クロックとデータと送信イネーブル信号を１本の通信線で同時に伝送することにより、クロックとデータと送信イネーブル信号のタイミングの合わせ込みも必要でなくなる。
【００１２】
ところで、第１の発明においては、単方向の通信であるため、受信側が受信できているかどうかは送信側から見て不明である。
【００１３】
そこで、本第２の発明においては、上記第１の発明において、
前記第１のフェーズにおいて、送信側が送信許可要求を表す前記データとは異なる電圧レベルを出力し、
前記第２のフェーズにおいて、受信側が前記送信許可要求を表す電圧レベルを判定して、送信許可を表す前記データとは異なる電圧レベルを出力し、前記送信側が前記送信許可を表す電圧レベルにより通信可能状態であるかを判定することを特徴とするものである。
【００１４】
すなわち、送信側に、データと送信許可要求を表す複数の電圧を出力する手段と、送信許可を表す電圧レベルを判定する手段とを備え、
受信側に、データと送信許可要求を表す複数の電圧レベルを判定する手段と、送信許可を表す電圧レベルを出力する手段とを備え、
１本の通信線により複数の電圧レベルを用いて、まず、送信側が送信許可要求信号を送信し、受信側が送信した送信許可信号を受信した後に、送信側がデータの送信を開始するものである。
【００１５】
これによれば、送信側においては、受信側が受信可能状態でないときに、データを無駄に送信することを防ぐことが可能となる。
【００１６】
また、受信側においては、送信許可要求信号を受信するまでは、受信待機状態にある必要がないため、省電力モードなどで動作させることが可能となる。
【００１７】
ところで、第２の発明においては、送信側からの送信許可要求を表す電圧レベルの出力時間が、受信側の受信データの取り込みクロック周期に対し短すぎる場合などは、送信側には受信側からの送信許可信号が返ってこないため、受信側が受信可能な状態でないと判断し、通信をやめるしかない。
【００１８】
そこで、第３の発明においては、送信側からの送信許可要求を表す電圧レベルの出力時間を可変にし、受信側からの送信許可を表す電圧レベルの有無により、送信時間を決定することを特徴とする。
【００１９】
より具体的には、送信側が送信する前記送信許可要求を表す電圧レベルの出力時間を予め決められた時間だけ送信し、受信側の前記送信許可を表す電圧レベルを待ち、前記送信許可を表す電圧レベルがなければ、出力時間を長くして送信側が前記送信許可要求を表す電圧レベルを出力し、前記送信許可を表す電圧レベルがあれば、出力時間を送信時間として通信を行う。
【００２０】
これにより、送信側が受信側の受信データの取り込みクロック周期に合わせた通信速度が可能となる。
【００２１】
また、製造プロセスのバラツキを考慮してマージンを取った設計をすることなく、通信機器間の通信が可能となる。
【００２２】
また、この通信線に接続する受信機器は通信周波数を予め決めることなく設計が可能となる。
【００２３】
第４の発明では、第１の通信装置と第２の通信装置のデータ送受信において、前記第１の通信装置および前記第２の通信装置はそれぞれ、複数レベルの電圧を用いてデータを送信する送信装置と、入力された複数レベルの電圧をデータに変換する受信装置と、方向制御装置とを備え、
前記第１の通信装置から送信開始送信終了を表す電圧レベルを伝送することにより通信方向を切り替えて双方向でデータを伝送することを特徴とするものである。
【００２４】
前記方向制御装置は、
前記第１の通信装置が送信開始を表す前記データとは異なる電圧レベルを出力することにより前記第２の通信装置が受信状態になり、
送信が終了して前記第１の通信装置が送信終了を表す前記データとは異なる電圧レベルを出力することにより通信を終了し、
前記第２の通信装置が送信する場合は、前記第２の通信装置が送信開始を表す前記データとは異なる電圧レベルを出力することにより前記第１の送信装置が受信状態になり、
送信が終了して前記第２の通信装置が送信終了を表す前記データとは異なる電圧レベルを出力することにより通信を終了するように通信方向を制御するものとする。
【００２５】
また、前記送信装置は、送信しない場合の電圧レベルを基準値とし、送信する場合には、
第１のフェーズのときは、データの値に応じて前記基準値より高い２つ以上の電圧を出力し、
第２のフェーズのときは、データの値に応じて前記基準値より低い２つ以上の電圧を出力する。
【００２６】
また、前記受信装置は、入力電圧が５つ以上の電圧レベルを判定する手段で受け、前記手段の出力を組み合わせてクロック信号、データ信号、送信中であることを示す送信中信号に変換する。
【００２７】
すなわち、２つの通信装置間において、両方の通信装置に送信データと送信開始と送信終了を表す複数の電圧を出力する手段と受信データと送信開始と送信終了を表す複数の電圧レベルを判定する手段を備え、
１本の通信線により複数の電圧レベルを用いて、まず送信したい通信装置が送信開始を表す電圧レベルを出力して通信方向を決定し、データの通信を行い、通信が完了のときは、送信していた通信装置が送信終了を表す電圧レベルを出力して、通信を終わるものである。
【００２８】
これにより、２つの通信装置間において、通信線１本のみでデータとクロックの双方向による通信が可能となる。
【００２９】
また、通信線１本で通信を行うため、信号線数やピン数を減らすことができ、コストダウンを可能とする。
【００３０】
ところで、第４の発明においては、送信開始と送信終了を表す電圧レベルを出力する手段や、判定する手段が必要である。
【００３１】
第５の発明においては、第１の通信装置と第２の通信装置のデータ送受信において、送信しない場合の電圧レベルを基準値とし、送信する場合には、
第１のフェーズのときには、前記第１の通信装置が基準値よりも高い２つ以上の電圧レベルを用いてデータを送信し、前記第２の通信装置が基準値よりも高い２つ以上の電圧レベルを判定する手段でデータを受信し、
第２のフェーズのときには、前記第２の通信装置が基準値よりも低い２つ以上の電圧レベルを用いてデータを送信し、前記第１の通信装置が基準値よりも低い２つ以上の電圧レベルを判定する手段でデータを受信し、
前記第１の通信装置と前記第２の通信装置が前記第１のフェーズと前記第２のフェーズを繰り返し、交互にデータを送受信することを特徴とするものである。
【００３２】
すなわち、２つの通信装置が共通の基準値を表す電圧レベルを設け、データを表す基準値より高い複数の電圧レベルを出力する手段とデータを表す基準値より低い複数の電圧レベルを判定する手段を持った通信装置と
データを表す基準値より低い複数の電圧レベルを出力する手段とデータを表す基準値より高い複数の電圧レベルを判定する手段を持った通信装置との間で、
それぞれの通信装置が送信したいデータに応じた電圧レベルを交互に出力することにより、データの送信を交互に行うものである。
【００３３】
これにより、第４の発明と比較して、送信開始と送信終了を表す電圧レベルを出力する手段や判定する手段がないため、回路が簡素化し、面積を少なくすることが可能となる。
【００３４】
ところで、第５の発明においては、データの送信を交互に行うため、送信データと受信データの数が異なった場合を想定していない。
【００３５】
そこで、第６の発明では、第５の発明において、データとは異なる電圧レベルを出力することにより、通信を止めないことを特徴とする。すなわち、送信する前記データとは異なる意味のないデータを表す電圧レベルを伝送する。前記第１の通信装置が送信するデータ量と前記第２の通信装置が送信するデータ量が異なる場合に、それぞれの通信装置が送信するデータ量を合わせるために、送信するデータとは異なる意味のないデータを表す電圧レベルを伝送する。前記第１の通信装置および前記第２の通信装置が前記意味のないデータを互いに送信し、データの送受信を終了する。
【００３６】
これにより、送信データと受信データの数が異なっても、データ数の差分だけデータとは異なる電圧レベルを送信することにより、データの送受信が継続できる。
【００３７】
ところで、第５の発明においては、データの送信を交互に行うため、通信装置の送信が完了すると、他方の通信装置の送信が始まってしまう。
【００３８】
第７の発明では、意図的に送信側の通信装置がデータを表す電圧レベルを出力し続けることにより、他方の通信装置の送信を開始させないことを特徴とする。すなわち、前記第１の通信装置が送信する前記データの電圧レベルを伝送し続けることにより、前記第２の通信装置のデータ送信を待機させる。
【００３９】
これにより、送信側の通信装置が他方の通信装置の送信を制御することが可能となる。
【００４０】
第８の発明では、第５の発明の双方向の信号伝送方法を用いて、前記第１の通信装置が送信したデータを前記第２の通信装置が受信し、前記第２の通信装置が受信したデータを前記第１の通信装置に送信し、前記第１の通信装置が受信したデータと前記第１の通信装置が前記送信したデータの比較を行い、比較結果が同値にならない場合に前記第１の通信装置に通信エラー信号を送ることを特徴とする。
【００４１】
すなわち、送信側の通信装置が送信したデータを、受信側の通信装置が受信してそのまま送信側の通信装置に送信し、送信側の通信装置が送信データと受信データの比較を行い、不一致が発生した場合、通信を中断する。
【００４２】
これにより、通信エラー検出機能を備えた単方向シリアル通信が通信線１本のみを用いて可能となる。
【００４３】
また、通信線１本のみで送信側の通信装置が送信データを表す電圧レベルごとに逐一比較することが可能となる。
【００４４】
また、逐一確認し通信エラーを検出すれば、直ちに通信を中断するため、無駄データを送信しないことを可能とする。
【００４５】
上記において、送信装置としては、送信しない場合の電圧レベルを基準値とし、送信する場合には、第１のフェーズのときは、データの値に応じて前記基準値より高い２つ以上の電圧を出力し、第２のフェーズのときは、データの値に応じて前記基準値より低い２つ以上の電圧を出力するものとする。
【００４６】
また、受信装置としては、入力電圧が５つ以上の電圧レベルを判定する手段で受け、前記手段の出力を組み合わせてクロック信号、データ信号、送信中であることを示す送信中信号に変換する。そして、入力電圧が基準値であるか否かで前記送信中信号を抽出し、基準値より高いか低いかでクロック信号を抽出し、基準値以外の場合には、電圧レベルに応じて、データ信号を抽出するものとする。
【００４７】
また、上記の送信装置において、前記第１のフェーズにおいて、送信許可要求を表す前記基準値より高く前記データとは異なる電圧レベルを出力し、前記第２のフェーズにおいて、送信許可を表す前記データとは異なる電圧レベルを判定する手段を備えるものとする。
【００４８】
さらに、上記の受信装置において、前記第１のフェーズにおいて、前記送信許可要求を表す電圧レベルを判定する手段を備え、前記第２のフェーズにおいて、前記送信許可要求を表す電圧レベルを受けた後に、送信許可を表す前記基準値より低く前記データとは異なる電圧レベルを出力するものとする。
【００４９】
また、通信装置としては、第１のフェーズのときには、基準値よりも高い２つ以上の電圧レベルを用いてデータを送信し、第２のフェーズのときには、基準値よりも低い２つ以上の電圧レベルを判定する手段でデータを受信し、前記第１のフェーズで送信したデータと前記第２のフェーズで受信したデータを比較する。
【００５０】
あるいは、第１のフェーズのときには、基準値よりも高い２つ以上の電圧レベルを判定する手段でデータを受信し、第２のフェーズのときには、基準値よりも低い２つ以上の電圧レベルを用いて前記第１のフェーズで受信したデータを送信するものとする。
【発明の効果】
【００５１】
第１の発明により、データを送信しない場合に信号が振幅することがないため、無駄な電力の消費を防ぐことが可能となる。
【００５２】
また、１本の通信線のみでデータとクロックと送信イネーブル信号を同時に伝送することができ、信号線数やピン数の削減とともに、コストダウンが可能となる。
【００５３】
また、クロックとデータと送信イネーブル信号を１本の通信線で同時に伝送することにより、クロックとデータと送信イネーブル信号のタイミングの合わせ込みの必要がなくなる。
【００５４】
第２の発明により、送信側においては、受信側が受信可能状態でないときに、データを無駄に送信することを防ぐことが可能となる。
【００５５】
また、受信側においては、送信許可要求信号を受信するまでは、受信待機状態にある必要がないため、省電力モードなどで動作させることが可能となる。
【００５６】
第３の発明により、送信側が受信側の受信データの取り込みクロック周期に合わせた通信速度が可能となる。
【００５７】
また、製造プロセスのバラツキを考慮してマージンを取った設計をすることなく、通信機器間の通信が可能となる。
【００５８】
また、この通信線に接続する受信機器は通信周波数を予め決めることなく設計が可能となる。
【００５９】
第４の発明により、２つの通信装置間において、通信線１本のみでデータとクロックの双方向による通信が可能となる。
【００６０】
また、通信線１本で通信を行うため、信号線数やピン数を減らすことができ、コストダウンを可能とする。
【００６１】
第５の発明により、第４の発明と比較して、送信開始と送信終了を表す電圧レベルを出力する手段や判定する手段がないため、回路が簡素化し、面積を少なくすることが可能となる。
【００６２】
第６の発明により、送信データと受信データの数が異なっても、データ数の差分だけデータとは異なる電圧レベルを送信することにより、データの送受信が継続できる。
【００６３】
第７の発明により、送信側の通信装置が他方の通信装置の送信を制御することが可能となる。
【００６４】
第８の発明により、通信エラー検出機能を備えた単方向シリアル通信が通信線１本のみを用いて可能となる。
【００６５】
また、通信線１本のみで送信側の通信装置が送信データを表す電圧レベルごとに逐一比較することが可能となる。
【００６６】
また、逐一確認し、通信エラーを検出すれば、直ちに通信を中断するため、無駄データを送信しないことを可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６７】
以下、本発明にかかわる信号伝送システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００６８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における信号伝送システムの概略図を示す。
【００６９】
第１の通信装置１０ａと第２の通信装置１０ｂとが通信線２０を介して接続されている。ここで、第１の通信装置１０ａと第２の通信装置１０ｂとは、例えば、ＬＳＩ内部の機能ブロック同士、ＬＳＩ内部の機能ブロックとデバッガなどの外部機器、エアコン等の室外機と室内機などを指す。
【００７０】
第１の通信装置１０ａにおいては、モジュールＭａと送信装置ａ１とを備え、モジュールＭａから送信装置ａ１へ送信クロックＣＫａ、送信データＤａ、送信イネーブル信号Ｅａが送出されるようになっている。また、第２の通信装置１０ｂにおいては、モジュールＭｂと受信装置ｂ１とを備え、受信装置ｂ１からモジュールＭｂへ受信クロックＣＫｂ、受信データＤｂ、受信イネーブル信号Ｅｂを受け渡すようになっている。
【００７１】
従来のシリアルの信号伝送方法では、モジュールＭａとモジュールＭｂとの間で、送信クロックと送信データと送信イネーブル信号の３本の通信線を使用して通信を行っていた。なお、通信プロトコルを工夫して送信イネーブル信号を省略する場合もある。
【００７２】
本発明の実施の形態では、送信側の第１の通信装置１０ａに送信装置ａ１を設けるとともに、受信側の第２の通信装置１０ｂに受信装置ｂ１を設けることにより、通信線１本のみでクロックとデータと送信イネーブル信号を同時に送信するものである。
【００７３】
図２は、通信線２０によるモジュールＭａとモジュールＭｂとの通信のタイミングチャートを示す。
【００７４】
図２（ａ）は送信クロックＣＫａと送信データＤａと送信イネーブル信号Ｅａの波形である。送信イネーブル信号Ｅａが“Ｈ”の区間において送信クロックＣＫａの立ち上がりと立ち下がりの両エッジでデータの送信を行う。図２（ｂ）は通信線２０の波形である。通信線２０は、５つの電圧レベルを伝送する。その５つの電圧レベルとして、
基準の電圧〔Ｂ〕、
送信クロックＣＫａが“Ｈ”のときの送信データＤａのデータ“０”に対応した電圧〔Ｈ０〕、
送信クロックＣＫａが“Ｈ”のときの送信データＤａのデータ“１”に対応した電圧〔Ｈ１〕、
送信クロックＣＫａが“Ｌ”のときの送信データＤａのデータ“０”に対応した電圧〔Ｌ０〕、
送信クロックＣＫａが“Ｌ”のときの送信データＤａのデータ“１”に対応した電圧〔Ｌ１〕
を割り当てる。ここで、〔Ｈ０〕，〔Ｈ１〕の電圧レベルは〔Ｂ〕より高く、〔Ｌ０〕，〔Ｌ１〕の電圧レベルは、〔Ｂ〕よりも低く設定する。
【００７５】
図２（ｃ）は、受信クロックＣＫｂと受信データＤｂと受信イネーブル信号Ｅｂを示す。これらの波形は、通信線２０の複数の電圧レベルの信号を受信装置ｂ１で変換したものである。ここで、送信イネーブル信号Ｅａと受信イネーブル信号Ｅｂが同一であることを示しており、送信イネーブル信号Ｅａが“Ｈ”の区間は、図２（ａ），（ｂ）の送信クロックＣＫａと受信クロックＣＫｂとが同一となり、送信データＤａと受信データＤｂが同一となることを示している。
【００７６】
図３は、実施の形態１における信号伝送方法を実現するための詳細な回路図の一例を示す。
【００７７】
第１の通信装置１０ａと通信線２０と第２の通信装置１０ｂから構成されている。通信線２０は〔Ｂ〕の電圧レベルにプルアップされている。ここではプルアップしているが、通信を行ってないときは、第１の通信装置１０ａ側に〔Ｂ〕の電圧をドライブするトランジスタを別途設けるような構成でもよい。
【００７８】
第１の通信装置１０ａには、送信装置ａ１が備わっている。送信装置ａ１は〔Ｈ１〕，〔Ｈ０〕，〔Ｌ１〕，〔Ｌ０〕の電圧をドライブするトランジスタと信号生成回路０１からなる。信号生成回路０１は、入力された送信データＤａと送信クロックＣＫａと送信イネーブル信号Ｅａから各トランジスタをＯＮ／ＯＦＦする信号を生成する。
【００７９】
第２の通信装置１０ｂには、受信装置ｂ１が備わっている。受信装置ｂ１は、〔Ｈ１〕と〔Ｈ０〕の間の電圧を閾値とするバッファｆ１１、〔Ｈ０〕と〔Ｂ〕の間の電圧を閾値とするバッファｆ１２、〔Ｂ〕と〔Ｌ１〕の間の電圧を閾値とするバッファｆ１３、〔Ｌ１〕と〔Ｌ０〕の間の電圧を閾値とするバッファｆ１４、および各バッファからの出力信号を受信データＤｂと受信クロックＣＫｂと受信イネーブル信号Ｅｂに変換する論理回路からなる。
【００８０】
以下に、図２の時刻ｔ１からｔ８までの動作について説明する。
【００８１】
〈時刻ｔ１での動作〉
この時刻では、通信待機中である。
【００８２】
第１の通信装置１０ａにおいては、送信イネーブル信号Ｅａが“Ｌ”である。信号生成回路０１により、信号線ｎ１，ｎ２が共に“Ｈ”、信号線ｎ３，ｎ４が共に“Ｌ”であるため、通信線２０には〔Ｂ〕の電圧がかかる。
【００８３】
第２の通信装置１０ｂにおいては、通信線２０の電圧が〔Ｂ〕であるため、バッファｆ１１，ｆ１２の出力が“Ｌ”、バッファｆ１３，ｆ１４の出力が“Ｈ”となり、受信クロックＣＫｂ、受信データＤｂ、受信イネーブル信号Ｅｂに“Ｌ”が出力される。
【００８４】
〈時刻ｔ２での動作〉
この時刻では、第１の通信装置１０ａがクロックの立ち上がりでデータ“０”を送信する。
【００８５】
第１の通信装置１０ａにおいては、送信クロックＣＫａには“Ｈ”が、送信データＤａには“Ｌ”が、送信イネーブル信号Ｅａには“Ｈ”が入力される。信号生成回路０１により、信号線ｎ２が“Ｌ”になり、〔Ｈ０〕の電圧が通信線２０にかかる。
【００８６】
第２の通信装置１０ｂにおいては、通信線２０に〔Ｈ０〕の電圧がかかるため、バッファｆ１２の出力が“Ｈ”になり、受信クロックＣＫｂが“Ｈ”、受信データＤｂが“Ｌ”、受信イネーブル信号Ｅｂが“Ｈ”になる。
【００８７】
〈時刻ｔ３での動作〉
この時刻においては、第１の通信装置１０ａがクロックの立ち下がりでデータ“１”を送信する。
【００８８】
第１の通信装置１０ａにおいては、送信クロックＣＫａには“Ｌ”が、送信データＤａには“Ｈ”が、送信イネーブル信号Ｅａには“Ｈ”が入力される。信号生成回路０１により、信号線ｎ２が“Ｈ”、信号線ｎ３が“Ｈ”になり、〔Ｌ１〕の電圧が通信線２０にかかる。
【００８９】
第２の通信装置１０ｂにおいては、通信線２０に〔Ｌ１〕の電圧がかかるため、バッファｆ１２，ｆ１３の出力が“Ｌ”になり、受信クロックＣＫｂが“Ｌ”、受信データＤｂが“Ｈ”になる。
【００９０】
〈時刻ｔ４での動作〉
この時刻においては、第１の通信装置１０ａがクロックの立ち上がりでデータ“１”を送信する。
【００９１】
第１の通信装置１０ａにおいては、送信クロックＣＫａには“Ｈ”が、送信データＤａには“Ｈ”が、送信イネーブル信号Ｅａには“Ｈ”が入力される。信号生成回路０１により、信号線ｎ１が“Ｌ”、信号線ｎ３が“Ｌ”になり、〔Ｈ１〕の電圧が通信線２０にかかる。
【００９２】
第２の通信装置１０ｂにおいては、通信線２０に〔Ｈ１〕の電圧がかかるため、バッファｆ１１，ｆ１２，ｆ１３の出力が“Ｈ”になり、受信クロックＣＫｂが“Ｈ”になる。
【００９３】
〈時刻ｔ５での動作〉
この時刻においては、第１の通信装置１０ａがクロックの立ち下がりでデータ“０”を送信する。
【００９４】
第１の通信装置１０ａにおいては、送信クロックＣＫａには“Ｌ”が、送信データＤａには“Ｌ”が、送信イネーブル信号Ｅａには“Ｈ”が入力される。信号生成回路０１により、信号線ｎ１が“Ｈ”、信号線ｎ４が“Ｈ”になり、〔Ｌ０〕の電圧が通信線２０にかかる。
【００９５】
第２の通信装置１０ｂにおいては、通信線２０に〔Ｌ０〕の電圧がかかるため、バッファｆ１１，ｆ１２，ｆ１３，ｆ１４の出力が“Ｌ”になり、受信クロックＣＫｂが“Ｌ”、受信データＤｂが“Ｌ”になる。
【００９６】
〈時刻ｔ６での動作〉
この時刻においては、第１の通信装置１０ａがクロックの立ち上がりでデータ“０”を送信する。
【００９７】
第１の通信装置１０ａにおいては、送信クロックＣＫａには“Ｈ”が、送信データＤａには“Ｌ”が、送信イネーブル信号Ｅａには“Ｈ”が入力される。信号生成回路０１により、信号線ｎ２が“Ｌ”、信号線ｎ４が“Ｌ”になり、〔Ｈ０〕の電圧が通信線２０にかかる。
【００９８】
第２の通信装置１０ｂにおいては、通信線２０に〔Ｈ０〕の電圧がかかるため、バッファｆ１２，ｆ１３，ｆ１４の出力が“Ｈ”になり、受信クロックＣＫｂが“Ｈ”になる。
【００９９】
〈時刻ｔ７での動作〉
この時刻においては、通信が終了する。
【０１００】
第１の通信装置１０ａにおいては、送信イネーブル信号Ｅａには“Ｌ”が入力される。信号生成回路０１により、信号線ｎ２が“Ｈ”になり、〔Ｂ〕の電圧が通信線２０にかかる。
【０１０１】
第２の通信装置１０ｂにおいては、通信線２０に〔Ｂ〕の電圧がかかるため、バッファｆ１２の出力が“Ｌ”になり、受信クロックＣＫｂが“Ｌ”、受信イネーブル信号Ｅｂが“Ｌ”になる。
【０１０２】
〈時刻ｔ８での動作〉
時刻ｔ１と同様の動作を行う。
【０１０３】
以上のように本実施の形態によれば、２つの通信装置間で１本の通信線のみで、データ信号とクロックと送信イネーブル信号を同時に伝送することができる。但し、クロックは閾値電圧の関係で、他の信号よりも少し遅く変化する。そのため、受信側の通信装置には、ホールド条件を満たすためにクロック以外の信号に遅延をつけるためのバッファが必要になる。
【０１０４】
これにより、信号線数やピン数を減らすことができ、コストダウンも可能となる。また、クロックとデータと送信イネーブル信号を１本の通信線で同時に伝送することにより、クロックとデータと送信イネーブル信号のタイミングの合わせ込みも必要でなくなる。
【０１０５】
なお、本実施の形態では、１ビットのデータを伝送したが、さらに多くの電圧レベルを用いて複数ビットのデータとしてもよい。また、電圧レベルを高いほうから順に〔Ｈ１〕，〔Ｈ０〕，〔Ｂ〕，〔Ｌ１〕，〔Ｌ０〕としたが、割り当てる電圧レベルの順番は自由に決めてもよい。
【０１０６】
（実施の形態２）
ところで、本発明の実施の形態１においては、第１の通信装置１０ａからの単方向の通信であるため、第２の通信装置１０ｂが受信できているかどうかは第１の通信装置１０ａから見て不明であった。
【０１０７】
そこで、第１の通信装置１０ａが送信許可要求信号を送信し、第２の通信装置１０ｂが送信許可信号を返す手段を設けることにより、第２の通信装置１０ｂが受信可能であることを確認した後、第１の通信装置１０ａがデータ送信を行うことが可能となる。
【０１０８】
図４は、本発明の実施の形態２における信号伝送システムの概略図を示す。
【０１０９】
図４は、実施の形態１で示した図１の構成に対して、第１の通信装置１０ａでは送信許可要求信号Ｇａと送信許可信号Ｉａを、第２の通信装置１０ｂでは送信許可要求信号Ｇｂと送信許可信号Ｉｂを付加したものである。すなわち、送信データ、クロック、送信イネーブル信号、送信許可要求信号、送信許可信号を１本の通信線で伝送することを可能とする。
【０１１０】
図５は、通信線２０によるモジュールＭａとモジュールＭｂとの通信のタイミングチャートを示す。
【０１１１】
図５（ａ）は送信クロックＣＫａ、送信データＤａ、送信イネーブル信号Ｅａ、送信許可要求信号Ｇａ、送信許可信号Ｉａの波形である。送信イネーブル信号Ｅａが“Ｈ”の区間において送信クロックＣＫａの立ち上がりと立ち下がりの両エッジでデータの送信を行う。送信許可要求信号ＧａはモジュールＭａが送信する送信許可要求を示す信号で、送信許可信号ＩａはモジュールＭａが受信する送信許可を示す信号である。
【０１１２】
図５（ｂ）は通信線２０の波形である。通信線２０は、７つの電圧レベルを伝送する。そのうち５つの電圧レベルに基準の電圧〔Ｂ〕、送信クロックＣＫａが“Ｈ”のときの送信データＤａのデータ“０”に対応した電圧〔Ｈ０〕、送信データＤａのデータ“１”に対応した電圧〔Ｈ１〕、送信クロックＣＫａが“Ｌ”のときの送信データＤａのデータ“０”に対応した電圧〔Ｌ０〕、送信データＤａのデータ“１”に対応した電圧〔Ｌ１〕を割り当てる。さらに、残り２つのレベルに送信許可要求信号〔Ｈ〕と送信許可信号〔Ｌ〕を割り当てる。ここで、〔Ｈ〕，〔Ｈ０〕，〔Ｈ１〕の電圧レベルは〔Ｂ〕より高く、〔Ｌ〕，〔Ｌ０〕，〔Ｌ１〕の電圧レベルは、〔Ｂ〕よりも低く設定する。
【０１１３】
図５（ｃ）は、受信クロックＣＫｂ、受信データＤｂ、受信イネーブル信号Ｅｂ、送信許可要求信号Ｇｂ、送信許可信号Ｉｂを示す。これらの波形は、通信線２０の複数の電圧レベルの信号を受信装置ｂ１で変換したものである。
【０１１４】
ここで送信イネーブル信号Ｅａと受信イネーブル信号Ｅｂが同一であることを示しており、送信イネーブル信号Ｅａが“Ｈ”の区間は、送信クロックＣＫａと受信クロックＣＫｂとが同一で、送信データＤａと受信データＤｂが同一であることを示している。さらに、送信許可要求信号Ｇａと送信許可要求信号Ｇｂとが一致し、送信許可信号Ｉａと送信許可信号Ｉｂが一致していることを示している。
【０１１５】
図６は、実施の形態２における信号伝送方法を実現するための詳細な回路図の一例を示す。なお、説明の便宜上、実施の形態１の図１に示す構成と同一部分には同一符号を付して示している。
【０１１６】
第１の通信装置１０ａと通信線２０と第２の通信装置１０ｂから構成されている。通信線２０は〔Ｂ〕の電圧レベルにプルアップされている。
【０１１７】
第１の通信装置１０ａには、送信装置ａ１が備わっている。送信装置ａ１は、実施の形態１の送信装置ａ１に送信許可要求信号Ｇａの送信機能と送信許可信号Ｉａの受信機能を付加したものである。
【０１１８】
送信許可要求信号Ｇａは、“Ｈ”になるとインバータｉ１を介して信号線ｎ５が“Ｌ”となり、トランジスタＱＰ１がＯＮになり、通信線２０に〔Ｈ〕の電圧がかかるようになっている。ｆ１は、〔Ｌ０〕から〔Ｌ〕までの電圧を閾値とするバッファであり、通信線２０の電圧がバッファｆ１の閾値になると送信許可信号Ｉａが“Ｈ”となる。
【０１１９】
第２の通信装置１０ｂには、受信装置ｂ１が備わっている。受信装置ｂ１は、実施の形態１の受信装置ｂ１に送信許可要求信号の受信装置と送信許可信号の送信装置を付加したものである。
【０１２０】
送信許可信号Ｉｂは、“Ｈ”になると、〔Ｌ〕の電圧レベルをドライブするトランジスタＱＮ１がＯＮになり、通信線２０に〔Ｌ〕の電圧がかかるようになっている。ｆ１５は、〔Ｈ〕から〔Ｈ１〕までの電圧を閾値とするバッファであり、通信線２０の電圧がバッファｆ１５の閾値になると送信許可要求信号Ｇｂが“Ｈ”となる。また、誤動作を防ぐため、送信許可要求信号Ｇｂ、送信許可信号Ｉｂが“Ｈ”の区間は、受信イネーブル信号Ｅｂが“Ｈ”とならないように論理ゲート１１を設けている。
【０１２１】
以下に、図５の時刻ｔ１からｔ４までの動作について説明する。時刻ｔ５からｔ１０までは実施の形態１の時刻ｔ３からｔ８と同様であるため省略する。
【０１２２】
〈時刻ｔ１での動作〉
この時刻では、通信待機中である。
【０１２３】
第１の通信装置１０ａにおいては、送信イネーブル信号Ｅａには“Ｌ”、送信許可要求信号Ｇａも“Ｌ”が入力されているため、どのトランジスタもＯＮすることがない。そのため通信線２０には〔Ｂ〕の電圧がかかる。
【０１２４】
第２の通信装置１０ｂにおいては、送信許可信号Ｉｂに“Ｌ”が入力されているためトランジスタＱＮ１はＯＮしない。よって通信線２０の電圧が〔Ｂ〕である、そのため、受信クロックＣＫｂ、受信データＤｂ、受信イネーブル信号Ｅｂ、送信許可要求信号Ｇｂには“Ｌ”が出力される。
【０１２５】
〈時刻ｔ２での動作〉
この時刻では、第１の通信装置１０ａがクロックの立ち上がりで送信許可要求信号Ｇａを出力する。
【０１２６】
第１の通信装置１０ａにおいては、送信許可要求信号Ｇａに“Ｈ”が入力される。よってトランジスタＱＰ１がＯＮされ、通信線２０に〔Ｈ〕の電圧がかかる。
【０１２７】
第２の通信装置１０ｂでは、通信線２０の電圧が〔Ｂ〕から〔Ｈ〕になるため、すべてのバッファの出力が“Ｈ”を出力し、論理回路を介して、受信クロックＣＫｂ、送信許可要求信号Ｇｂが“Ｈ”になる。ここで、受信データＤｂも“Ｈ”になるが、受信イネーブル信号Ｅｂが“Ｌ”のため、受信データとしては意味を持たない。
【０１２８】
〈時刻ｔ３での動作〉
この時刻では、第１の通信装置１０ａの送信許可要求信号Ｇａを受けて、第２の通信装置１０ｂが送信許可信号Ｉｂを出力する。
【０１２９】
第１の通信装置１０ａにおいては、送信許可要求信号Ｇａに“Ｌ”が入力される。よってトランジスタＱＰ１がＯＦＦとなり、通信線２０に〔Ｂ〕の電圧がかかる。
【０１３０】
第２の通信装置１０ｂでは、通信線２０の電圧が〔Ｈ〕から〔Ｂ〕になるため、バッファｆ１５，ｆ１１，ｆ１２の出力が“Ｌ”を出力し、論理回路を介して、受信イネーブル信号Ｅｂ、送信許可要求信号Ｇｂが“Ｌ”になる。受信装置ｂ１に接続されたモジュールＭｂが受信可能状態であれば、送信許可信号Ｉｂに“Ｈ”が入力され、トランジスタＱＮ１がＯＮされ、通信線２０に〔Ｌ〕の電圧がかかる。受信可能状態でなければ、送信許可信号Ｉｂが“Ｌ”のまま通信を終わる。なお、図５に示したタイミングチャートにおいては、送信許可要求信号Ｇｂが“Ｈ”から“Ｌ”なる時刻と送信許可信号Ｉｂが“Ｌ”から“Ｈ”になる時刻が同一であるが、送信許可信号Ｉｂの信号変化が遅れてもかまわない。以下、受信可能状態の場合の説明を続ける。
【０１３１】
通信線２０の電圧が〔Ｂ〕から〔Ｌ〕になるため、第１の通信装置１０ａのバッファｆ１の出力が“Ｈ”を出力し、送信許可信号Ｉａが“Ｈ”になる。
【０１３２】
〈時刻ｔ４での動作〉
この時刻においては、送信許可信号Ｉａを確認の後、第１の通信装置１０ａがクロックの立ち上がりでデータ“０”を送信する。
【０１３３】
第２の通信装置１０ｂにおいては、送信許可信号Ｉｂが“Ｌ”になるため、トランジスタＱＮ１がＯＦＦになり、通信線２０に〔Ｂ〕の電圧がかかる。
【０１３４】
第１の通信装置１０ａにおいては、通信線２０の電圧が〔Ｌ〕から〔Ｂ〕になるため、バッファｆ１の出力が“Ｌ”になり、送信許可信号Ｉａが“Ｌ”になる。
【０１３５】
次に、送信クロックＣＫａには“Ｈ”が、送信データＤａには“Ｌ”が、送信イネーブル信号Ｅａには“Ｈ”が入力される。信号生成回路０１により、信号線ｎ２が“Ｌ”になり、〔Ｈ０〕の電圧が通信線２０にかかる。
【０１３６】
第２の通信装置１０ｂにおいては、通信線２０に〔Ｈ０〕の電圧がかかるため、バッファｆ１２，ｆ１３，ｆ１４の出力が“Ｈ”になり、受信クロックＣＫｂが“Ｈ”、受信データＤｂが“Ｌ”、受信イネーブル信号Ｅｂが“Ｈ”になる。
【０１３７】
以上のように本実施の形態によれば、実施の形態１の信号伝送方法に送信許可要求信号と送信許可信号を付加することにより、通信線１本で受信側が受信可能状態であることを確認した後で、データの送信ができる。このことにより、送信側においては、受信側が受信可能状態でないときに、データを無駄に送信することを防ぐことができる。また、受信側においては、送信許可要求信号を受信するまでは、受信待機状態にある必要がないため、省電力モードなどで動作させることができる。
【０１３８】
なお、本実施の形態では、２つの電圧により１ビットのデータを伝送したが、３以上の電圧を用いて複数ビットのデータとしてもよい。また、電圧レベルを高いほうから順に〔Ｈ〕，〔Ｈ１〕，〔Ｈ０〕，〔Ｂ〕，〔Ｌ１〕，〔Ｌ０〕，〔Ｌ〕としたが、同じデータを連続で送信する場合に電圧の変化が観測できれば、割り当てる電圧レベルの順番は自由に決めてもよい。
【０１３９】
（実施の形態３）
ところで、本発明の実施の形態２においては、受信側の第２の通信装置１０ｂから送信許可信号Ｉｂが返ってこない場合、受信側の第２の通信装置１０ｂが受信可能な状態でないと判断できるため、通信をやめるしかなかった。送信許可信号Ｉｂが返ってこない理由として、例えば、第１の通信装置１０ａからの送信許可要求信号Ｇａのドライブ時間が、第２の通信装置１０ｂの受信データの取り込みクロック周期に対し短すぎる場合などが考えられる。その場合、第１の通信装置１０ａからの送信許可要求信号Ｇａのドライブ時間を調節することにより、最適なタイミングで通信が可能となる。
【０１４０】
図７に本発明のタイミングチャートを示す。なお、説明の便宜上、実施の形態２の図５に示す構成と同一部分には同一符号を付して示している。
【０１４１】
ＰＷＭなどを用いて第１の通信装置１０ａの送信クロック周期を可変にする。図７のように、まず予め決められた送信クロック周期で送信許可要求信号Ｇａを送信する。送信許可信号Ｉａが返ってこなければ、送信クロック周期を少し長くして、再度、送信許可要求信号Ｇａを送信する。その動作を送信許可信号Ｉａが返ってくるまで続ける。送信許可信号Ｉａが返ってきた時点で、データの送信を開始する。なお、ノイズの影響などが送信許可信号と誤認識する場合があるときは、送信クロック周期を固定し、送信許可要求信号と送信許可信号のやり取りを数回繰り返した後、データの送信を開始してもよい。
【０１４２】
以上のように本実施の形態によれば、通信のための送信クロックを第１の通信装置１０ａが持つある周期から徐々に長くしていき、第２の通信装置１０ｂからの通信許可信号が返ってきたときの周期で通信を始めることにより、第２の通信装置１０ｂ側の受信タイミングに合わせた通信を実現することができる。これにより、製造プロセスのバラツキを考慮してマージンを取った設計をすることなく、通信装置間の通信が可能となる。
【０１４３】
また、この通信線に接続する受信機器は通信周波数を気にすることなく、設計が可能となる。
【０１４４】
（実施の形態４）
実施の形態１においては、単方向の通信しかできない。本発明の実施の形態４では、送信装置と受信装置と方向制御装置をそれぞれの通信装置に設けることにより、１本の通信線のみで双方向通信が可能となる。ここで、第１の通信装置１０ａと第２の通信装置１０ｂとは、例えば、ＬＳＩ内部の機能ブロック同士、ＬＳＩ内部の機能ブロックとデバッガなどの外部機器、エアコンの室外機と室内機などを指す。
【０１４５】
以下に本発明の実施の形態４について説明する。
【０１４６】
図８は、本発明の実施の形態４における信号伝送システムの概略図を示す。第１の通信装置１０ａと第２の通信装置１０ｂとそれぞれを結ぶ通信線２０からなる。
【０１４７】
第１の通信装置１０ａにはモジュールＭａ、送信装置ａ１、受信装置ａ２、方向制御装置ａ３が備えられている。送信装置ａ１は実施の形態１で説明した送信装置と同一のものであるため、説明は省略する。受信装置ａ２も送信装置ａ１と同様に実施の形態１で説明した受信装置と同一のものであるため、説明は省略する。ａ３は方向制御装置であり、リセット信号Ｒａ、送信開始送信終了信号Ｔａ、受信中信号ＪａによってモジュールＭａに接続されている。ＣＫａは送信クロック、Ｄａは送信データ、Ｅａは送信イネーブル信号であり、ＣＫａ′は受信クロック、Ｄａ′は受信データ、Ｅａ′は受信イネーブル信号である。
【０１４８】
第２の通信装置１０ｂにはモジュールＭｂ、送信装置ｂ２、受信装置ｂ１、方向制御装置ｂ３が備えられている。送信装置ｂ２は実施の形態１で説明した送信装置と同一のものであるため、説明は省略する。受信装置ｂ１も受信装置ａ２と同様に実施の形態１で説明した受信装置と同一のものであるため、説明は省略する。ｂ３は方向制御装置であり、リセット信号Ｒｂ、送信開始送信終了信号Ｔｂ、受信中信号ＪｂによってモジュールＭｂに接続されている。ＣＫｂ′は送信クロック、Ｄｂ′は送信データ、Ｅｂ′は送信イネーブル信号であり、ＣＫｂは受信クロック、Ｄｂは受信データ、Ｅｂは受信イネーブル信号である。
【０１４９】
図９は、通信線２０によるモジュールＭａとモジュールＭｂとの通信のタイミングチャートを示す。
【０１５０】
図９（ａ）は送信クロックＣＫａ、送信データＤａ、送信イネーブル信号Ｅａ、送信開始送信終了信号Ｔａ、受信中信号Ｊａの波形図を示す。送信開始送信終了信号Ｔａは送信イネーブル信号Ｅａが“Ｈ”になる前と“Ｌ”になった後に半サイクルだけ“Ｈ”になる。
【０１５１】
図９（ｂ）は送信クロックＣＫｂ′、送信データＤｂ′、送信イネーブル信号Ｅｂ′、送信開始送信終了信号Ｔｂ、受信中信号Ｊｂの波形図を示す。送信開始送信終了信号Ｔｂは送信イネーブル信号Ｅｂ′が“Ｈ”になる前と“Ｌ”になった後に半サイクルだけ“Ｈ”になる。
【０１５２】
図９（ｃ）は通信線２０の波形である。通信線２０は、７つの電圧レベルを伝送する。そのうち５つの電圧レベルに基準の電圧〔Ｂ〕、データ“０”に対応した電圧〔Ｈ０〕、データ“１”に対応した電圧〔Ｈ１〕、データ“０”に対応した電圧〔Ｌ０〕、データ“１”に対応した電圧〔Ｌ１〕を割り当てる。残り２つのレベルには、モジュールＭａの送信開始送信終了信号〔Ｈ〕、モジュールＭｂの送信開始送信終了信号〔Ｌ〕を割り当てる。ここで、〔Ｈ〕，〔Ｈ０〕，〔Ｈ１〕の電圧レベルは〔Ｂ〕より高く、〔Ｌ〕，〔Ｌ０〕，〔Ｌ１〕の電圧レベルは、〔Ｂ〕よりも低く設定する。また、通信線２０は〔Ｂ〕の電圧にプルアップされている。
【０１５３】
図１０は方向制御装置ａ３の詳細な回路図の一例を示している。方向制御装置ａ３は立ち上がりエッジで動作するフリップフロップＦＦ１と、〔Ｈ〕の電圧レベルをドライブするトランジスタＱＰ２と、〔Ｌ１〕と〔Ｌ〕の間の電圧を閾値とするバッファｆ２からなる。フリップフロップＦＦ１はリセット信号Ｒａが“Ｌ”になることよって“０”に初期化される。
【０１５４】
トランジスタＱＰ２は送信開始送信終了信号Ｔａに“Ｈ”が入力されるとＯＮされ、〔Ｈ〕の電圧が通信線２０にかかる。受信中信号Ｊａは、通信線２０がバッファｆ２の閾値電圧になるごとに値を反転する。
【０１５５】
図１１は方向制御装置ｂ３の詳細な回路図の一例を示している。方向制御装置ｂ３は立ち上がりエッジで動作するフリップフロップＦＦ２と、〔Ｌ〕の電圧レベルをドライブするトランジスタＱＮ２と、〔Ｈ〕と〔Ｈ１〕の間の電圧を閾値とするバッファｆ１６からなる。フリップフロップＦＦ２はリセット信号Ｒｂが“Ｌ”になることによって“０”に初期化される。トランジスタＱＮ２は送信開始送信終了信号Ｔｂに“Ｈ”が入力されるとＯＮされ、〔Ｌ〕の電圧が通信線２０にかかる。受信中信号Ｊｂは、通信線２０がバッファｆ１６の閾値電圧になるごとに値を反転する。
【０１５６】
以下に、図９の時刻ｔ１からｔ１３までの動作について説明する。なお、フリップフロップＦＦ１，ＦＦ２は初期化されているものとして説明する。実施の形態１と動作がほぼ同じになる箇所については、詳細な説明は省略する。
【０１５７】
〈時刻ｔ１での動作〉
この時刻では、モジュールＭａが送信開始送信終了信号Ｔａを出力する。
【０１５８】
方向制御装置ａ３においては、送信開始送信終了信号Ｔａに“Ｈ”が入力され、図１０のトランジスタＱＰ２がＯＮされ、通信線２０に〔Ｈ〕の電圧がかかる。
【０１５９】
方向制御装置ｂ３においては、通信線２０に〔Ｈ〕の電圧がかかるため、バッファｆ１６の出力が“Ｈ”になり、フリップフロップＦＦ２に“１”が保持され、受信中信号Ｊｂが“Ｈ”になる。
【０１６０】
〈時刻ｔ２での動作〉
この時刻では、モジュールＭａが送信開始送信終了信号Ｔａの出力をやめ、データ“０”を送信する。
【０１６１】
方向制御装置ａ３においては、送信開始送信終了信号Ｔａに“Ｌ”が入力されるため、図１０のトランジスタＱＰ２がＯＦＦされ、送信装置ａ１がデータ“０”を送信する。
【０１６２】
方向制御装置ｂ３においては、バッファｆ１６の出力が“Ｌ”になるが、フリップフロップＦＦ２に“１”が保持されているため、受信中信号Ｊｂの出力は“Ｈ”のままである。
【０１６３】
〈時刻ｔ３での動作〉
この時刻では、送信装置ａ１がデータ“１”を送信する。
【０１６４】
〈時刻ｔ４での動作〉
この時刻では、送信装置ａ１がデータ“１”を送信する。
【０１６５】
〈時刻ｔ５での動作〉
この時刻では、モジュールＭａが送信開始送信終了信号Ｔａを出力する。
【０１６６】
方向制御装置ａ３においては、送信開始送信終了信号Ｔａに“Ｈ”が入力され、図１０のトランジスタＱＰ２がＯＮされ、通信線２０に〔Ｈ〕の電圧がかかる。
【０１６７】
方向制御装置ｂ３においては、通信線２０に〔Ｈ〕の電圧がかかるため、バッファｆ１６の出力が“Ｈ”になり、フリップフロップＦＦ２に“０”が保持され、受信中信号Ｊｂが“Ｌ”になる。
【０１６８】
〈時刻ｔ６での動作〉
この時刻では、モジュールＭａが送信開始送信終了信号Ｔａの出力をやめる。
【０１６９】
方向制御装置ａ３においては、送信開始送信終了信号Ｔａに“Ｌ”が入力されるため、図１０のトランジスタＱＰ２がＯＦＦされ、通信線２０の電圧が〔Ｂ〕になる。
【０１７０】
方向制御装置ｂ３においては、バッファｆ１６の出力が“Ｌ”になるが、フリップフロップＦＦ２に“０”が保持されているため、受信中信号Ｊｂの出力は“Ｌ”のままである。
【０１７１】
〈時刻ｔ７での動作〉
この時刻では、通信待機状態である。
【０１７２】
〈時刻ｔ８での動作〉
この時刻では、モジュールＭｂが送信開始送信終了信号Ｔｂを出力する。
【０１７３】
方向制御装置ｂ３においては、送信開始送信終了信号Ｔｂに“Ｈ”が入力され、図１１のトランジスタＱＮ２がＯＮされ、通信線２０に〔Ｌ〕の電圧がかかる。
【０１７４】
方向制御装置ａ３においては、通信線２０に〔Ｌ〕の電圧がかかるため、バッファｆ２の出力が“Ｌ”になる、フリップフロップＦＦ２に“１”が保持され、受信中信号Ｊａが“Ｈ”になる。
【０１７５】
〈時刻ｔ９での動作〉
この時刻では、モジュールＭｂが送信開始送信終了信号Ｔｂの出力をやめ、データ“１”を送信する。
【０１７６】
方向制御装置ｂ３においては、送信開始送信終了信号Ｔｂに“Ｌ”が入力されるため、図１１のトランジスタＱＮ２がＯＦＦされ、送信装置ｂ２がデータ“１”を送信する。
【０１７７】
方向制御装置ａ３においては、バッファｆ２の出力が“Ｈ”になるが、フリップフロップＦＦ１に“１”が保持されているため、受信中信号Ｊａの出力は“Ｈ”のままである。
【０１７８】
〈時刻ｔ１０での動作〉
この時刻では、送信装置ｂ２がデータ“０”を送信する。
【０１７９】
〈時刻ｔ１１での動作〉
この時刻では、送信装置ｂ２がデータ“１”を送信する。
【０１８０】
〈時刻ｔ１２での動作〉
この時刻では、モジュールＭｂが送信開始送信終了信号Ｔｂを出力する。
【０１８１】
方向制御装置ｂ３においては、送信開始送信終了信号Ｔｂに“Ｈ”が入力され、図１１のトランジスタＱＮ２がＯＮされ、通信線２０に〔Ｌ〕の電圧がかかる。
【０１８２】
方向制御装置ａ３においては、通信線２０に〔Ｌ〕の電圧がかかるため、バッファｆ２の出力が“Ｌ”になり、フリップフロップＦＦ１に“０”が保持され、受信中信号Ｊａが“Ｌ”になる。
【０１８３】
〈時刻ｔ１３での動作〉
この時刻では、モジュールＭｂが送信開始送信終了信号Ｔｂの出力をやめる。
【０１８４】
方向制御装置ｂ３においては、送信開始送信終了信号Ｔｂに“Ｌ”が入力されるため、図１１のトランジスタＱＮ２がＯＦＦされ、通信線２０の電圧が〔Ｂ〕になる。
【０１８５】
方向制御装置ａ３においては、バッファｆ２の出力が“Ｈ”になるが、フリップフロップＦＦ１に“０”が保持されているため、受信中信号Ｊｂの出力は“Ｌ”のままである。
【０１８６】
以上のように本実施の形態によれば、方向制御装置と送信装置と受信装置をそれぞれの通信装置に設けることにより、２つの通信装置間において通信線１本のみでデータとクロックの双方向通信が可能となる。但し、クロックは閾値電圧の関係で、他の信号よりも少し遅く変化する。そのため、受信側の信号には、ホールド条件を満たすためにクロック以外の信号に遅延をつけるためのバッファが必要になる。
【０１８７】
これにより、信号線数やピン数を減らすことができ、コストダウンを可能とする。また、クロックとデータのタイミングの合わせ込みも必要でなくなる。
【０１８８】
なお、本実施の形態では、３ビットずつのデータの送受信を例に説明したが、さらに多くのデータを送受信してもかまわない。また、用いた複数の電圧レベルについても、さらに多くの電圧レベルを用いて、複数ビットのデータとしてもよい。電圧レベルを高いほうから順に〔Ｈ〕，〔Ｈ１〕，〔Ｈ０〕，〔Ｂ〕，〔Ｌ１〕，〔Ｌ０〕，〔Ｌ〕としたが、同じデータを連続で送信する場合に電圧の変化が観測できれば、割り当てる電圧レベルの順番は自由に決めてもよい。
【０１８９】
（実施の形態５）
ところで、実施の形態４の方法では、それぞれの通信装置に対して、６つ以上の電圧レベルをドライブするトランジスタと６つ以上の電圧レベルを検知するバッファが必要である。本実施の形態５においては、それらのトランジスタやバッファを少なくした上で双方向通信を可能とする。
【０１９０】
図１２は本発明の実施の形態５における信号伝送システムの概略図を示す。
【０１９１】
第１の通信装置１０ａと第２の通信装置１０ｂとそれぞれを結ぶ通信線２０からなる。ここで、第１の通信装置１０ａと第２の通信装置１０ｂとは、例えば、ＬＳＩ内部の機能ブロック同士、ＬＳＩ内部の機能ブロックとデバッガなどの外部機器、エアコンの室外機と室内機を指す。
【０１９２】
第１の通信装置１０ａの中には、モジュールＭａ、送信装置ａ１、受信装置ａ２とそれらを結ぶ送信クロックＣＫａ、送信データＤａ、受信クロックＣＫａ′、受信データＤａ′からなる。第２の通信装置１０ｂも同様にモジュールＭｂ、送信装置ｂ２、受信装置ｂ１とそれらを結ぶ送信クロックＣＫｂ′、送信データＤｂ′、受信クロックＣＫｂ、受信データＤｂからなる。
【０１９３】
図１３は、通信線２０によるモジュールＭａとモジュールＭｂとの通信のタイミングチャートを示す。
【０１９４】
図１３（ａ）は送信クロックＣＫａと送信データＤａの波形である。図１３（ｄ）は送信クロックＣＫｂ′と送信データＤｂ′の波形である。
【０１９５】
図１３（ｃ）は図１３（ａ）と図１３（ｄ）の波形を複数の電圧レベルを用いて表した通信線２０の波形である。通信線２０は、５つの電圧レベルを伝送する。その５つの電圧レベルとして、基準の電圧〔Ｂ〕、送信データＤａのデータ“０”に対応した電圧〔Ｈ０〕、送信データＤａのデータ“１”に対応した電圧〔Ｈ１〕、送信データＤｂ′のデータ“０”に対応した電圧〔Ｌ０〕、送信データＤｂ′のデータ“１”に対応した電圧〔Ｌ１〕を割り当てる。ここで、〔Ｈ０〕，〔Ｈ１〕の電圧レベルは〔Ｂ〕より高く、〔Ｌ０〕，〔Ｌ１〕の電圧レベルは、〔Ｂ〕よりも低く設定する。例えば、〔Ｈ０〕，〔Ｈ１〕は第１の通信装置１０ａ側の送信、〔Ｌ０〕，〔Ｌ１〕は第２の通信装置１０ｂ側の送信に使用し、同時に送信することがないように交互に行うようにする。こうすることにより、電圧レベルを監視することでどちらが送信中であるかが分かり、送信のタイミングも分かる。ここでは、時刻ｔ１から時刻ｔ２までが第１の通信装置１０ａの送信、時刻ｔ３から時刻ｔ４までが第２の通信装置１０ｂの送信となっている。
【０１９６】
図１３（ｂ）は、受信データＤａ′と受信クロックＣＫａ′を示す。図１３（ｅ）は、受信データＤｂと受信クロックＣＫｂを示す。これらの波形は、通信線２０の複数の電圧レベルの信号をそれぞれの受信装置で変換したものである。
【０１９７】
図１４は、本発明の実施の形態５における信号伝送方法を実現するための詳細な回路図の一例を示す。
【０１９８】
第１の通信装置１０ａと１本の通信線２０と第２の通信装置１０ｂから構成されている。通信線２０は〔Ｂ〕の電圧にプルアップされている。
【０１９９】
第１の通信装置１０ａには、送信装置ａ１と受信装置ａ２が備わっている。
【０２００】
送信装置ａ１は〔Ｈ１〕の電圧をドライブするトランジスタと〔Ｈ０〕の電圧をドライブするトランジスタと信号生成回路０２からなる。信号生成回路０２は、入力された送信データＤａと送信クロックＣＫａから各トランジスタをＯＮ／ＯＦＦする信号を生成する。
【０２０１】
受信装置ａ２は、〔Ｂ〕と〔Ｌ１〕の間の電圧を閾値とするバッファｆ３、〔Ｌ１〕と〔Ｌ０〕の間の電圧を閾値とするバッファｆ４からなる。ＣＫａ′は受信クロック、Ｄａ′は受信データ信号である。ここで、第２の通信装置１０ｂが送信中のときに第１の通信装置１０ａからデータを送信することによる信号衝突を避けるために、信号生成回路０２において受信クロックＣＫａ′が“Ｈ”のときは、トランジスタがＯＮにならないように制御する（ＡＮＤゲートＡ１参照）。
【０２０２】
第２の通信装置１０ｂも第１の通信装置１０ａと同様に送信装置ｂ２と受信装置ｂ１から構成されている。送信装置ｂ２は、〔Ｌ１〕の電圧をドライブするトランジスタと〔Ｌ０〕の電圧をドライブするトランジスタと信号生成回路０３からなる。信号生成回路０３は、入力された送信データＤｂ′と送信クロックＣＫｂ′から各トランジスタをＯＮ／ＯＦＦする信号を生成する。
【０２０３】
受信装置ｂ１は、〔Ｈ１〕と〔Ｈ０〕の間の電圧を閾値とするバッファｆ１７、〔Ｈ０〕と〔Ｂ〕の間の電圧を閾値とするバッファｆ１８、およびバッファから送られてきた信号をデータに変換する論理回路からなる。Ｄｂは受信データ信号、ＣＫｂは受信クロックである。ここで、信号生成回路０２と同様に受信クロックＣＫｂを用いて信号衝突を避けている（ＡＮＤゲートＡ２参照）。
【０２０４】
以下に、図１３の時刻ｔ１から時刻ｔ１６までの動作について説明する。
【０２０５】
〈時刻ｔ１での動作〉
この時刻では第１の通信装置１０ａからデータ“１”の送信を開始する。
【０２０６】
第１の通信装置１０ａにおいては、送信データＤａよりデータ“１”が、送信クロックＣＫａは“Ｌ”から“Ｈ”が入力される。信号生成回路０２により、信号線ｎ６が“Ｈ”から“Ｌ”に、信号線ｎ７は“Ｈ”のままになり、〔Ｈ１〕の電圧が通信線２０にかかる。
【０２０７】
第２の通信装置１０ｂにおいては、通信線２０に〔Ｈ１〕の電圧がかかるため、バッファｆ１７，ｆ１８の出力が“Ｌ”から“Ｈ”になり、受信データＤｂ、受信クロックＣＫｂが共に“Ｌ”から“Ｈ”になる。受信クロックＣＫｂが“Ｈ”のため、送信クロックＣＫｂ′の入力にかかわらず、送信装置ｂ２のすべてのトランジスタはＯＮにならない。
【０２０８】
〈時刻ｔ２での動作〉
この時刻では第１の通信装置１０ａからデータ“１”の送信を終了する。
【０２０９】
第１の通信装置１０ａにおいては、送信クロックＣＫａが“Ｈ”から“Ｌ”になる。信号生成回路０２により、信号線ｎ６が“Ｌ”から“Ｈ”になり、通信線２０が〔Ｂ〕の電圧になる。
【０２１０】
第２の通信装置１０ｂにおいては、通信線２０が〔Ｂ〕の電圧になるため、バッファｆ１７，ｆ１８の出力が“Ｈ”から“Ｌ”になり、受信データＤｂ、受信クロックＣＫｂ共に“Ｈ”から“Ｌ”になる。受信クロックＣＫｂが“Ｌ”のため、送信クロックＣＫｂ′の入力条件により、送信装置ｂ２の各トランジスタはＯＮになり得る。
【０２１１】
〈時刻ｔ３での動作〉
この時刻では第２の通信装置１０ｂからデータ“０”の送信を開始する。
【０２１２】
第２の通信装置１０ｂにおいては、受信クロックＣＫｂが“Ｈ”から“Ｌ”になったのを確認した後、送信データＤｂ′よりデータ“０”が、送信クロックＣＫｂ′は“Ｌ”から“Ｈ”が入力される。信号生成回路０３により、信号線ｎ９が“Ｌ”から“Ｈ”に、信号線ｎ８は“Ｌ”のままになり、〔Ｌ０〕の電圧が通信線２０にかかる。
【０２１３】
第１の通信装置１０ａにおいては、通信線２０に〔Ｌ０〕の電圧かかるため、バッファｆ３，ｆ４の出力が“Ｈ”から“Ｌ”になり、受信データＤａ′が“Ｈ”から“Ｌ”になり、受信クロックＣＫａ′が“Ｌ”から“Ｈ”になる。受信クロックＣＫａ′が“Ｈ”のため、送信クロックＣＫａの入力にかかわらず、送信装置ａ１のすべてのトランジスタはＯＮにならない。
【０２１４】
〈時刻ｔ４での動作〉
この時刻では第２の通信装置１０ｂからデータ“０”の送信を終了する。
【０２１５】
第２の通信装置１０ｂにおいては、送信クロックＣＫｂ′が“Ｈ”から“Ｌ”になる。信号生成回路０３により、信号線ｎ９が“Ｈ”から“Ｌ”になり、通信線２０が〔Ｂ〕の電圧になる。
【０２１６】
第１の通信装置１０ａにおいては、通信線２０が〔Ｂ〕の電圧になるため、バッファｆ３，ｆ４の出力が“Ｌ”から“Ｈ”になり、受信データＤａ′が“Ｌ”から“Ｈ”になり、受信クロックＣＫａ′が“Ｈ”から“Ｌ”になる。受信クロックＣＫａ′が“Ｌ”のため、送信クロックＣＫａの入力条件により、送信装置ａ１の各トランジスタはＯＮになり得る。
【０２１７】
〈時刻ｔ５での動作〉
この時刻では第１の通信装置１０ａからデータ“１”の送信を開始する。
【０２１８】
時刻ｔ１の同様の動作をする。
【０２１９】
〈時刻ｔ６での動作〉
この時刻では第１の通信装置１０ａからデータ“１”の送信を終了する。
【０２２０】
時刻ｔ２と同様の動作をする。
【０２２１】
〈時刻ｔ７での動作〉
この時刻では第２の通信装置１０ｂからデータ“１”の送信を開始する。
【０２２２】
第２の通信装置１０ｂにおいては、受信クロックＣＫｂが“Ｈ”から“Ｌ”になったのを確認した後、送信データＤｂ′よりデータ“１”が、送信クロックＣＫｂ′は“Ｌ”から“Ｈ”が入力される。信号生成回路０３により、信号線ｎ８が“Ｌ”から“Ｈ”に、信号線ｎ９は“Ｌ”のままになり、〔Ｌ１〕の電圧が通信線２０にかかる。
【０２２３】
第１の通信装置１０ａにおいては、通信線２０に〔Ｌ１〕の電圧かかるため、バッファｆ３の出力が“Ｈ”から“Ｌ”になり、受信データＤａ′が“Ｈ”のままで、受信クロックＣＫａ′が“Ｌ”から“Ｈ”になる。受信クロックＣＫａ′が“Ｈ”のため、送信クロックＣＫａの入力にかかわらず、送信装置ａ１のすべてのトランジスタはＯＮにならない。
【０２２４】
〈時刻ｔ８での動作〉
この時刻では第２の通信装置１０ｂからデータ“１”の送信を終了する。
【０２２５】
第２の通信装置１０ｂにおいては、送信クロックＣＫｂ′が“Ｈ”から“Ｌ”になる。信号生成回路０３により、信号線ｎ８が“Ｈ”から“Ｌ”になり、通信線２０が〔Ｂ〕の電圧になる。
【０２２６】
第１の通信装置１０ａにおいては、通信線２０が〔Ｂ〕の電圧になるため、バッファｆ３の出力が“Ｌ”から“Ｈ”になり、受信データＤａ′が“Ｈ”のままで、受信クロックＣＫａ′が“Ｈ”から“Ｌ”になる。受信クロックＣＫａ′が“Ｌ”のため、送信クロックＣＫａの入力条件により、送信装置ａ１の各トランジスタはＯＮになり得る。
【０２２７】
〈時刻ｔ９での動作〉
この時刻では第１の通信装置１０ａからデータ“０”の送信を開始する。
【０２２８】
第１の通信装置１０ａにおいては、受信クロックＣＫａ′が“Ｈ”から“Ｌ”になったのを確認した後、送信データＤａより、データ“０”が、送信クロックＣＫａは“Ｌ”から“Ｈ”が入力される。信号生成回路０２により、信号線ｎ７が“Ｈ”から“Ｌ”に、信号線ｎ６は“Ｈ”のままになり、〔Ｈ０〕の電圧が通信線２０にかかる。
【０２２９】
第２の通信装置１０ｂにおいては、通信線２０に〔Ｈ０〕の電圧がかかるため、バッファｆ１７の出力が“Ｌ”のままで、バッファｆ１８の出力が“Ｌ”から“Ｈ”になり、受信データＤｂが“Ｌ”のままで、受信クロックＣＫｂが“Ｌ”から“Ｈ”になる。受信クロックＣＫｂが“Ｈ”のため、送信クロックＣＫｂ′の入力にかかわらず、送信装置ｂ２のすべてのトランジスタはＯＮにならない。
【０２３０】
〈時刻ｔ１０での動作〉
この時刻では第１の通信装置１０ａからデータ“０”の送信を終了する。
【０２３１】
第１の通信装置１０ａにおいては、送信クロックＣＫａが“Ｈ”から“Ｌ”になる。信号生成回路０２により、信号線ｎ７が“Ｌ”から“Ｈ”になり、通信線２０が〔Ｂ〕の電圧になる。
【０２３２】
第２の通信装置１０ｂにおいては、通信線２０が〔Ｂ〕の電圧になるため、バッファｆ１７の出力は“Ｌ”のままで、バッファｆ１８の出力が“Ｈ”から“Ｌ”になり、受信データＤｂが“Ｌ”のままで、受信クロックＣＫｂが“Ｈ”から“Ｌ”になる。受信クロックＣＫｂが“Ｌ”のため、送信クロックＣＫｂ′の入力条件により、送信装置ｂ２の各トランジスタはＯＮになり得る。
【０２３３】
〈時刻ｔ１１での動作〉
この時刻では第２の通信装置１０ｂからデータ“０”の送信を開始する。
【０２３４】
時刻ｔ３と同様の動作をする。
【０２３５】
〈時刻ｔ１２での動作〉
この時刻では第２の通信装置１０ｂからデータ“０”の送信を終了する。
【０２３６】
時刻ｔ４と同様の動作をする。
【０２３７】
〈時刻ｔ１３での動作〉
この時刻では第１の通信装置１０ａからデータ“０”の送信を開始する。
【０２３８】
時刻ｔ９と同様の動作をする。
【０２３９】
〈時刻ｔ１４での動作〉
この時刻では第１の通信装置１０ａからデータ“０”の送信を終了する。
【０２４０】
時刻ｔ１０と同様の動作をする。
【０２４１】
〈時刻ｔ１５での動作〉
この時刻では第２の通信装置１０ｂからデータ“１”の送信を開始する。
【０２４２】
時刻ｔ７と同様の動作をする。
【０２４３】
〈時刻ｔ１６での動作〉
この時刻では第２の通信装置１０ｂからデータ“１”の送信を終了する。
【０２４４】
時刻ｔ８と同様の動作をする。
【０２４５】
以上のように本実施の形態によれば、２つの通信装置間で１本の通信線のみで、双方向通信を行うことができる。但し、クロックは閾値電圧の関係で、他の信号よりも少し遅く変化する。そのため、受信側の信号には、ホールド条件を満たすためにクロック以外の信号に遅延をつけるためのバッファが必要になる。
【０２４６】
これにより、信号数を減らすことができ、コストダウンを可能とする。クロック信号とデータ信号を１つの通信線で通信するため、従来のクロックとデータを用いたシリアル通信のようにクロックとデータのタイミングの合わせ込みが必要でなくなる。さらに、実施の形態４で説明した回路構成に比べて、通信のための電圧レベルをドライブするトランジスタと電圧レベルを検知するバッファの数が減少するため、省面積化を可能とする。
【０２４７】
なお、本実施の形態では２つの電圧により１ビットのデータとしたが、３以上の電圧を用いて複数ビットのデータとしてもよい。
【０２４８】
（実施の形態６）
ところで、実施の形態５においては、送信と受信を交互に行うため、送信データと受信データの数を合わせる必要があった。したがって、例えば、送信６ビット、受信４ビットの送受信は不可能であった。
【０２４９】
そこで、本実施の形態６では、“０”でもなく“１”でもない電圧レベルの信号（以下、“空データ”と呼ぶ）を送信することにより、通信装置間の送受信されるデータ数が異なっても通信できる。
【０２５０】
図１５、図１６、図１７を用いて説明する。なお、説明の便宜上、実施の形態５と同じ機能を有する部分には同一符号を付して示している。
【０２５１】
図１５は本発明の実施の形態６における信号伝送システムの概略図を示す。実施の形態５に対して、送信装置ａ１に送信イネーブル信号Ｅａ、受信装置ａ２に受信イネーブル信号Ｅａ′、送信装置ｂ２に送信イネーブル信号Ｅｂ′、受信装置ｂ１に受信イネーブル信号Ｅｂを付加したものである。
【０２５２】
図１６は、通信線２０によるモジュールＭａとモジュールＭｂとの通信のタイミングチャートを示す。
【０２５３】
図１６（ａ）は送信クロックＣＫａと送信データＤａと送信イネーブル信号Ｅａの波形である。図１６（ｄ）は送信クロックＣＫｂ′と送信データＤｂ′と送信イネーブル信号Ｅｂ′の波形である。
【０２５４】
図１６（ｃ）は図１６（ａ）と図１６（ｄ）の波形を複数の電圧レベルを用いて表した通信線２０の波形である。通信線２０は、７つの電圧レベルを伝送する。そのうちの５つの電圧レベルに基準の電圧〔Ｂ〕、送信データＤａのデータ“０”に対応した電圧〔Ｈ０〕、送信データＤａのデータ“１”に対応した電圧〔Ｈ１〕、送信データＤｂ′のデータ“０”に対応した電圧〔Ｌ０〕、送信データＤｂ′のデータ“１”に対応した電圧〔Ｌ１〕を割り当てる。さらに、残り２つのレベルに送信イネーブル信号Ｅａに対応した電圧〔Ｈ〕、送信イネーブル信号Ｅｂ′に対応した電圧〔Ｌ〕を割り当てる。ここで、〔Ｈ〕，〔Ｈ０〕，〔Ｈ１〕の電圧レベルは〔Ｂ〕より高く、〔Ｌ〕，〔Ｌ０〕，〔Ｌ１〕の電圧レベルは、〔Ｂ〕よりも低く設定する。
【０２５５】
例えば、〔Ｈ〕，〔Ｈ０〕，〔Ｈ１〕は第１の通信装置１０ａ側の送信、〔Ｌ〕，〔Ｌ０〕，〔Ｌ１〕は第２の通信装置１０ｂ側の送信に使用し、同時に送信することがないように交互に行うようにする。こうすることにより、電圧レベルを監視することでどちらが送信中であるかが分かり、受信後の送信のタイミングも分かる。ここでは、時刻ｔ１から時刻ｔ２までが第１の通信装置１０ａの送信、時刻ｔ３から時刻ｔ４までが第２の通信装置１０ｂの送信となっている。図１６（ｂ）は、受信データＤａ′と受信クロックＣＫａ′と受信イネーブル信号Ｅａ′を示す。図１６（ｅ）は、受信データＤｂと受信クロックＣＫｂと受信イネーブル信号Ｅｂを示す。これらの波形は、通信線２０の複数の電圧レベルの信号をそれぞれの受信装置で変換したものである。
【０２５６】
図１７は、本発明の実施の形態６における信号伝送方法を実現するための詳細な回路図の一例を示す。
【０２５７】
第１の通信装置１０ａと１本の通信線２０と第２の通信装置１０ｂから構成されている。通信線２０は〔Ｂ〕の電圧にプルアップされている。
【０２５８】
第１の通信装置１０ａには、送信装置ａ１と受信装置ａ２が備わっている。
【０２５９】
送信装置ａ１は、〔Ｈ〕の電圧をドライブするトランジスタと、〔Ｈ１〕の電圧をドライブするトランジスタと、〔Ｈ０〕の電圧をドライブするトランジスタと、信号生成回路０４からなる。信号生成回路０４は、入力された送信データＤａと送信クロックＣＫａと送信イネーブル信号Ｅａから各トランジスタをＯＮ／ＯＦＦする信号を生成する。さらに、複数のトランジスタを同時にＯＮしないように制御している（ＡＮＤゲートＡ１参照）。
【０２６０】
受信装置ａ２は、〔Ｂ〕と〔Ｌ１〕の間の電圧を閾値とするバッファｆ３、〔Ｌ１〕と〔Ｌ０〕の間の電圧を閾値とするバッファｆ４、〔Ｌ０〕と〔Ｌ〕の間の電圧を閾値とするバッファｆ５からなる。ＣＫａ′は受信クロック、Ｄａ′は受信データ、Ｅａ′は受信イネーブル信号である。
【０２６１】
第２の通信装置１０ｂも第１の通信装置１０ａと同様に送信装置ｂ２と受信装置ｂ１から構成されている。送信装置ｂ２は、〔Ｌ１〕の電圧をドライブするトランジスタと、〔Ｌ０〕の電圧をドライブするトランジスタと、〔Ｌ〕の電圧をドライブするトランジスタと、信号生成回路０５からなる。信号生成回路０５は、入力された送信データＤｂ′と送信クロックＣＫｂ′と送信イネーブル信号Ｅｂ′から各トランジスタをＯＮ／ＯＦＦする信号を生成する。さらに、信号生成回路０４と同様に、複数のトランジスタを同時にＯＮしないように制御している（ＡＮＤゲートＡ２参照）。
【０２６２】
受信装置ｂ１は、〔Ｈ〕と〔Ｈ１〕の間の電圧を閾値とするバッファｆ１９、〔Ｈ１〕と〔Ｈ０〕の間の電圧を閾値とするバッファｆ１７、〔Ｈ０〕と〔Ｂ〕の間の電圧を閾値とするバッファｆ１８と、バッファから送られてきた信号をデータに変換する論理回路からなる。Ｄｂは受信データ、ＣＫｂは受信クロック、Ｅｂは受信イネーブル信号である。
【０２６３】
以下に、図１６の時刻ｔ１から時刻ｔ１６までの動作について説明する。
【０２６４】
〈時刻ｔ１での動作〉
この時刻では第１の通信装置１０ａからデータ“１”の送信を開始する。
【０２６５】
第１の通信装置１０ａにおいては、送信データＤａよりデータ“１”が、送信クロックＣＫａ、送信イネーブル信号Ｅａには“Ｌ”から“Ｈ”が入力される。信号生成回路０４により、信号線ｎ６が“Ｈ”から“Ｌ”に、信号線ｎ７，ｎ１０は“Ｈ”のままになり、〔Ｈ１〕の電圧が通信線２０にかかる。よって、受信クロックＣＫａ′が“Ｌ”、受信データＤａ′が“Ｈ”、受信イネーブル信号Ｅａ′が“Ｈ”となる。
【０２６６】
第２の通信装置１０ｂにおいては、通信線２０に〔Ｈ１〕の電圧がかかるため、バッファｆ１７，ｆ１８の出力が“Ｌ”から“Ｈ”になり、受信データＤｂ、受信クロックＣＫｂが“Ｌ”から“Ｈ”になる。また、受信イネーブル信号Ｅｂは“Ｈ”である。受信クロックＣＫｂが“Ｈ”のため、送信クロックＣＫｂ′の入力にかかわらず、送信装置ｂ２のすべてのトランジスタはＯＮにならない。
【０２６７】
〈時刻ｔ２での動作〉
この時刻では第１の通信装置１０ａからデータ“１”の送信を終了する。
【０２６８】
第１の通信装置１０ａにおいては、送信クロックＣＫａが“Ｈ”から“Ｌ”になる。信号生成回路０４により、信号線ｎ６が“Ｌ”から“Ｈ”になり、通信線２０が〔Ｂ〕の電圧になる。
【０２６９】
第２の通信装置１０ｂにおいては、通信線２０が〔Ｂ〕の電圧になるため、バッファｆ１７，ｆ１８の出力が“Ｈ”から“Ｌ”になり、受信データＤｂ、受信クロックＣＫｂが“Ｈ”から“Ｌ”になる。受信クロックＣＫｂが“Ｌ”のため、送信クロックＣＫｂ′の入力条件により、送信装置ｂ２の各トランジスタはＯＮになり得る。
【０２７０】
〈時刻ｔ３での動作〉
この時刻では第２の通信装置１０ｂからデータ“０”の送信を開始する。
【０２７１】
第２の通信装置１０ｂにおいては、受信クロックＣＫｂが“Ｈ”から“Ｌ”になったのを確認した後、送信データＤｂ′よりデータ“０”が、送信クロックＣＫｂ′、送信イネーブル信号Ｅｂ′に“Ｌ”から“Ｈ”が入力される。信号生成回路０５により、信号線ｎ９が“Ｌ”から“Ｈ”に、信号線ｎ８は“Ｌ”のままになり、〔Ｌ０〕の電圧が通信線２０にかかる。
【０２７２】
第１の通信装置１０ａにおいては、通信線２０に〔Ｌ０〕の電圧かかるため、バッファｆ３，ｆ４の出力が“Ｈ”から“Ｌ”になり、受信データＤａ′が“Ｈ”から“Ｌ”になり、受信クロックＣＫａ′が“Ｌ”から“Ｈ”になり、受信イネーブル信号Ｅａ′は“Ｈ”のままである。受信クロックＣＫａ′が“Ｈ”のため、送信クロックＣＫａの入力にかかわらず、送信装置ａ１のすべてのトランジスタはＯＮにならない。
【０２７３】
〈時刻ｔ４での動作〉
この時刻では第２の通信装置１０ｂからデータ“０”の送信を終了する。
【０２７４】
第２の通信装置１０ｂにおいては、送信クロックＣＫｂ′が“Ｈ”から“Ｌ”になる。信号生成回路０５により、信号線ｎ９が“Ｈ”から“Ｌ”になり、通信線２０が〔Ｂ〕の電圧になる。
【０２７５】
第１の通信装置１０ａにおいては、通信線２０が〔Ｂ〕の電圧になるため、バッファｆ３，ｆ４の出力が“Ｌ”から“Ｈ”になり、受信データＤａ′が“Ｌ”から“Ｈ”になり、受信クロックＣＫａ′が“Ｈ”から“Ｌ”になる。受信クロックＣＫａ′が“Ｌ”のため、送信クロックＣＫａの入力条件により、送信装置ａ１の各トランジスタはＯＮになり得る。
【０２７６】
〈時刻ｔ５での動作〉
この時刻では第１の通信装置１０ａからデータ“１”の送信を開始する。
【０２７７】
時刻ｔ１の同様の動作をする。
【０２７８】
〈時刻ｔ６での動作〉
この時刻では第１の通信装置１０ａからデータ“１”の送信を終了する。
【０２７９】
時刻ｔ２と同様の動作をする。
【０２８０】
〈時刻ｔ７での動作〉
この時刻では第２の通信装置１０ｂからデータ“１”の送信を開始する。
【０２８１】
第２の通信装置１０ｂにおいては、受信クロックＣＫｂが“Ｈ”から“Ｌ”になったのを確認した後、送信データＤｂ′よりデータ“１”が、送信クロックＣＫｂ′は“Ｌ”から“Ｈ”が入力される。信号生成回路０５により、信号線ｎ８が“Ｌ”から“Ｈ”に、信号線ｎ９は“Ｌ”のままになり、〔Ｌ１〕の電圧が通信線２０にかかる。
【０２８２】
第１の通信装置１０ａにおいては、通信線２０に〔Ｌ１〕の電圧かかるため、バッファｆ３の出力が“Ｈ”から“Ｌ”になり、受信データＤａ′が“Ｈ”のままで、受信クロックＣＫａ′が“Ｌ”から“Ｈ”になる。受信クロックＣＫａ′が“Ｈ”のため、送信クロックＣＫａの入力にかかわらず、送信装置ａ１のすべてのトランジスタはＯＮにならない。
【０２８３】
〈時刻ｔ８での動作〉
この時刻では第２の通信装置１０ｂからデータ“１”の送信を終了する。
【０２８４】
第２の通信装置１０ｂにおいては、送信クロックＣＫｂ′が“Ｈ”から“Ｌ”になる。信号生成回路０５により、信号線ｎ８が“Ｈ”から“Ｌ”になり、通信線２０が〔Ｂ〕の電圧になる。
【０２８５】
第１の通信装置１０ａにおいては、通信線２０が〔Ｂ〕の電圧になるため、バッファｆ３の出力が“Ｌ”から“Ｈ”になり、受信データＤａ′が“Ｈ”のままで、受信クロックＣＫａ′が“Ｈ”から“Ｌ”になる。受信クロックＣＫａ′が“Ｌ”のため、送信クロックＣＫａの入力条件により、送信装置ａ１の各トランジスタはＯＮになり得る。
【０２８６】
〈時刻ｔ９での動作〉
この時刻では第１の通信装置１０ａから空データの送信を開始する。
【０２８７】
第１の通信装置１０ａにおいては、受信クロックＣＫａ′が“Ｈ”から“Ｌ”になったのを確認した後、送信クロックＣＫａは“Ｌ”から“Ｈ”が入力される。送信イネーブル信号Ｅａは“Ｌ”が入力されているため、信号生成回路０４により信号線ｎ１０が“Ｈ”から“Ｌ”になり、〔Ｈ〕の電圧が通信線２０にかかる。
【０２８８】
第２の通信装置１０ｂにおいては、通信線２０に〔Ｈ〕の電圧がかかるため、バッファｆ１７，ｆ１８，ｆ１９の出力が“Ｌ”から“Ｈ”になり、受信クロックＣＫｂが“Ｌ”から“Ｈ”になり、受信イネーブル信号Ｅｂが“Ｈ”から“Ｌ”になる。ここで、受信イネーブル信号Ｅｂが“Ｌ”のため、受信データＤｂのデータは空データであるので説明はしない。受信クロックＣＫｂが“Ｈ”のため、送信クロックＣＫｂ′の入力にかかわらず、送信装置ｂ２のすべてのトランジスタはＯＮにならない。
【０２８９】
〈時刻ｔ１０での動作〉
この時刻では第１の通信装置１０ａから空データの送信を終了する。
【０２９０】
第１の通信装置１０ａにおいては、送信クロックＣＫａが“Ｈ”から“Ｌ”になる。信号生成回路０４により、信号線ｎ１０が“Ｌ”から“Ｈ”になり、通信線２０が〔Ｂ〕の電圧になる。
【０２９１】
第２の通信装置１０ｂにおいては、通信線２０が〔Ｂ〕の電圧になるため、バッファｆ１７，ｆ１８，ｆ１９の出力が“Ｈ”から“Ｌ”になり、受信クロックＣＫｂが“Ｈ”から“Ｌ”になり、受信イネーブル信号Ｅｂが“Ｌ”から“Ｈ”になる。受信クロックＣＫｂが“Ｌ”のため、送信クロックＣＫｂ′の入力条件により、送信装置ｂ２の各トランジスタはＯＮになり得る。
【０２９２】
〈時刻ｔ１１での動作〉
この時刻では第２の通信装置１０ｂからデータ“０”の送信を開始する。
【０２９３】
時刻ｔ３と同様の動作をする。
【０２９４】
〈時刻ｔ１２での動作〉
この時刻では第２の通信装置１０ｂからデータ“０”の送信を終了する。
【０２９５】
時刻ｔ４と同様の動作をする。
【０２９６】
〈時刻ｔ１３での動作〉
この時刻では第１の通信装置１０ａから空データの送信を開始する。
【０２９７】
時刻ｔ９と同様の動作をする。
【０２９８】
〈時刻ｔ１４での動作〉
この時刻では第１の通信装置１０ａから空データの送信を終了する。
【０２９９】
時刻ｔ１０と同様の動作をする。
【０３００】
〈時刻ｔ１５での動作〉
この時刻では第２の通信装置１０ｂから空データの送信を開始する。
【０３０１】
第２の通信装置１０ｂにおいては、受信クロックＣＫｂが“Ｈ”から“Ｌ”になったのを確認した後、送信クロックＣＫｂ′は“Ｌ”から“Ｈ”が入力される。送信イネーブル信号Ｅｂ′は“Ｌ”が入力されているため、信号生成回路０５により信号線ｎ１１が“Ｌ”から“Ｈ”になり、〔Ｌ〕の電圧が通信線２０にかかる。
【０３０２】
第１の通信装置１０ａにおいては、通信線２０に〔Ｌ〕の電圧がかかるため、バッファｆ３，ｆ４，ｆ５の出力が“Ｈ”から“Ｌ”になり、受信クロックＣＫａ′が“Ｌ”から“Ｈ”になり、受信イネーブル信号Ｅａ′が“Ｈ”から“Ｌ”になる。ここで、受信イネーブル信号Ｅａ′が“Ｌ”のため、受信データＤａ′のデータは空データであるので説明はしない。
【０３０３】
〈時刻ｔ１６での動作〉
この時刻では第２の通信装置１０ｂから空データの送信を終了する。
【０３０４】
第２の通信装置１０ｂにおいては、送信クロックＣＫｂ′が“Ｈ”から“Ｌ”になる。信号生成回路０５により、信号線ｎ１１が“Ｈ”から“Ｌ”になり、通信線２０が〔Ｂ〕の電圧になる。
【０３０５】
第１の通信装置１０ａにおいては、通信線２０が〔Ｂ〕の電圧になるため、バッファｆ３，ｆ４，ｆ５の出力は“Ｌ”から“Ｈ”になり、受信クロックＣＫａ′が“Ｈ”から“Ｌ”になり、受信イネーブル信号Ｅａ′が“Ｌ”から“Ｈ”になる。
【０３０６】
以上のように本実施の形態によれば、実施の形態５に対して、空データを意味する電圧レベルを設けることにより、送信イネーブル信号、受信イネーブル信号を伝送でき、そのイネーブルによって必要なデータであるかを判断することが可能である。そうすることにより、送信データと受信データの数が異なっても、データ数の差分だけ意味を持たないデータを送信することにより、データの送受信ができる。
【０３０７】
また、互いに空データを送受信したときに通信を終了するような構成にしてもよい。
【０３０８】
なお、本実施の形態では、空データの電圧レベルは一番低い電圧と一番高い電圧に割り当てたが、任意に設定してもよい。
【０３０９】
（実施の形態７）
また、実施の形態５においては、送信と受信を交互に行うため、送信が完了しない限り、受信はできない。例えば、第１の通信装置１０ａから送信し、第２の通信装置１０ｂが受信して、その後、第２の通信装置１０ｂからの送信がある場合を考える。この場合、第１の通信装置１０ａからの送信が完了しない限り、第２の通信装置１０ｂからの送信つまり第１の通信装置１０ａの受信動作は行われない。このことを利用して、本実施の形態７では、意図的に送信を完了させないことにより、次の受信動作を遅らせることを可能とする。
【０３１０】
図１８と図１９を用いて以下に説明する。なお、説明の便宜上、実施の形態５と同じ機能を有する部分には同一符号を付して示している。
【０３１１】
図１８は本発明の実施の形態７における信号伝送システムの概略図を示す。実施の形態５の図１２に対して、モジュールＭａの構成を詳細に示している。モジュールＭａは、送信部ａ１１と受信部ａ１２からなる。
【０３１２】
ビジー信号Ｓｚは、受信部ａ１２の受信バッファが一杯になると“Ｈ”になり、受信バッファに空きができると“Ｌ”になる。
【０３１３】
図１９は、送信クロックＣＫａと送信データＤａとビジー信号Ｓｚのタイミングチャートを示す。図１９（ａ）は、実施の形態５で入力される送信クロックＣＫａ、送信データＤａを示す。図１９（ｂ）は受信部ａ１２から出力されるビジー信号Ｓｚと、本実施の形態で出力される送信クロックＣＫａ、送信データＤａを示す。
【０３１４】
例えば、時刻ｔ１でモジュールＭａの受信部ａ１２の受信バッファが一杯になると、ビジー信号Ｓｚに“Ｈ”が出力される。ビジー信号Ｓｚが“Ｈ”で、モジュールＭａから送信が行われるときに、送信部ａ１１より図１９（ｂ）に示すような送信クロックＣＫａ、送信データＤａのような波形が出力される。時刻ｔ２では受信バッファに空きができたため、ビジー信号Ｓｚが“Ｌ”になり、モジュールＭｂから受信動作が開始される。
【０３１５】
以上のように本実施の形態によれば、送信部ａ１１の送信クロックＣＫａと送信データＤａを図１９（ｂ）のように制御することにより、ビジー信号Ｓｚが“Ｌ”になるまでモジュールＭａの送信動作が行われるため、モジュールＭｂの送信動作が開始されない。つまり、モジュールＭａの受信動作が開始されないため、送信側で受信を待たせることが可能となる。なお、ビジー信号Ｓｚは、受信バッファが一杯になったときに“Ｈ”にしたが、他の要因で“Ｈ”にしてもかまわない。
【０３１６】
（実施の形態８）
本発明の実施の形態８では、実施の形態５の双方向の信号伝送方法を用いて、通信エラー検出機能を備えた単方向シリアル通信を通信線１本のみで実現するものである。
【０３１７】
図２０、図２１、図２２、図２３を用いて以下に説明する。なお、説明の便宜上、実施の形態５と同じ機能を有する部分には同一符号を付して示している。
【０３１８】
図２０は、本発明の実施の形態８における信号伝送システムの概略図を示す。実施の形態５の図１２に対して、モジュールＭａと送信装置ａ１、受信装置ａ２との間に機能ブロックａ４を、モジュールＭｂと送信装置ｂ２、受信装置ｂ１との間に機能ブロックｂ４を付加したものである。Ｋａは、機能ブロックａ４とモジュールＭａをつないでおり、通信エラーを示す信号である。Ｕａは、モジュールＭａと送信装置ａ１をつないでおり、第２の通信装置１０ｂに通信エラーを出力する信号である。Ｕｂは、モジュールＭｂと受信装置ｂ１をつないでおり、第１の通信装置１０ａから出力された通信エラー信号をモジュールＭｂに入力する信号である。
【０３１９】
図２１は、通信線２０によるモジュールＭａとモジュールＭｂとの通信のタイミングチャートを示す。
【０３２０】
図２１（ａ）は送信クロックＣＫａ、送信データＤａ、受信クロックＣＫａ′、受信データＤａ′、通信エラー信号Ｋａの波形を示す。ＣＫａはモジュールＭａの送信クロックで、ＣＫａ′はモジュールＭａの受信クロックである。ＤａはモジュールＭａの送信データであり、Ｄａ′はモジュールＭａの受信データである。受信データＤａ′は正しく送受信されていれば、半サイクル遅れて送信データＤａのデータが入力される。図２１（ｂ）は通信線２０の波形を示す。通信線２０は実施の形態５で説明したとおりである。但し、通信エラー信号については、この実施の形態では仮に〔Ｈ〕のレベルに割り当てることにする。図２１（ｃ）は、送信クロックＣＫｂ′、送信データＤｂ′、受信クロックＣＫｂ、受信データＤｂ、通信エラー信号Ｕｂの波形を示す。ＣＫｂはモジュールＭｂの受信クロック、ＤｂはモジュールＭｂの受信データであり、ＣＫｂ′はモジュールＭｂの送信クロック、Ｄｂ′は機能ブロックｂ４の送信データ、Ｕｂは受信装置ｂ１が出力する通信エラー信号である。送信データＤｂ′は、受信データＤｂで受信したデータを半サイクル遅れて送信する。
【０３２１】
図２２は、機能ブロックａ４の詳細な回路図の一例を示している。立ち上がりエッジで動作するフリップフロップＦＦ３と論理回路からなる。モジュールＭａが送信したデータをフリップフロップＦＦ３で一時的に保持しておき、モジュールＭａが受信したデータと比較することにより、通信エラー信号Ｋａを生成している。
【０３２２】
図２３は、機能ブロックｂ４の詳細な回路図の一例を示している。立ち上がりエッジで動作するフリップフロップＦＦ４からなる。第２の通信装置１０ｂが受信したデータを一時的に保持しておき、保持したデータを送信データＤｂ′へ出力する。送信クロックＣＫｂ′はモジュールＭｂのクロックである。
【０３２３】
以下に、図２１の時刻ｔ１からｔ１４までの動作について説明する。
【０３２４】
〈時刻ｔ１での動作〉
モジュールＭａにおいては、送信クロックＣＫａに“Ｈ”、送信データＤａにデータ“１”が出力される。
【０３２５】
機能ブロックｂ４においては、受信クロックＣＫｂに“Ｈ”、受信データＤｂにデータ“１”が入力される。
【０３２６】
〈時刻ｔ２での動作〉
モジュールＭａにおいては、送信クロックＣＫａに“Ｌ”が入力される。
【０３２７】
機能ブロックａ４においては、フリップフロップＦＦ３がデータ“１”を保持する。
【０３２８】
機能ブロックｂ４においては、フリップフロップＦＦ４がデータ“１”を保持する。
【０３２９】
〈時刻ｔ３での動作〉
モジュールＭｂにおいては、データを受信したことを確認した後、送信クロックＣＫｂ′に“Ｈ”が出力される。
【０３３０】
機能ブロックｂ４においては、送信データＤｂ′にフリップフロップＦＦ４に保持したデータ“１”が出力される。
【０３３１】
機能ブロックａ４においては、受信クロックＣＫａ′に“Ｈ”、受信データＤａ′にデータ“１”が入力される。入力されたデータ“１”とフリップフロップＦＦ３に保持されたデータ“１”の比較を行った結果、同値であるため通信エラー信号Ｋａに“Ｌ”が出力される。
【０３３２】
〈時刻ｔ４での動作〉
モジュールＭｂにおいては、送信クロックＣＫｂ′に“Ｌ”が出力される。
【０３３３】
機能ブロックｂ４においては、送信データＤｂ′が“Ｌ”になる。
【０３３４】
機能ブロックａ４においては、受信クロックＣＫａ′に“Ｌ”が入力される。
【０３３５】
〈時刻ｔ５での動作〉
モジュールＭａにおいては、受信クロックＣＫａ′が“Ｌ”になったことを確認した後、送信クロックＣＫａに“Ｈ”、送信データＤａにデータ“０”が出力される。
【０３３６】
機能ブロックｂ４においては、受信クロックＣＫｂに“Ｈ”、受信データＤｂにデータ“０”が入力される。
【０３３７】
〈時刻ｔ６での動作〉
モジュールＭａにおいては、送信クロックＣＫａに“Ｌ”が入力される。
【０３３８】
機能ブロックａ４においては、フリップフロップＦＦ３がデータ“０”を保持する。
【０３３９】
機能ブロックｂ４においては、フリップフロップＦＦ４がデータ“０”を保持する。
【０３４０】
〈時刻ｔ７での動作〉
モジュールＭｂにおいては、データを受信したことを確認した後、送信クロックＣＫｂ′に“Ｈ”が出力される。
【０３４１】
機能ブロックｂ４においては、送信データＤｂ′にフリップフロップＦＦ４に保持したデータ“０”が出力される。
【０３４２】
機能ブロックａ４においては、受信クロックＣＫａ′に“Ｈ”、受信データＤａ′にデータ“０”が入力される。入力されたデータ“０”とフリップフロップＦＦ３に保持されたデータ“０”の比較を行った結果、同値であるため通信エラー信号Ｋａに“Ｌ”が出力される。
【０３４３】
〈時刻ｔ８での動作〉
時刻ｔ４と同様の動作をする。
【０３４４】
〈時刻ｔ９での動作〉
時刻ｔ１と同様の動作をする。
【０３４５】
〈時刻ｔ１０での動作〉
モジュールＭａにおいては、送信クロックＣＫａに“Ｌ”が出力される。
【０３４６】
機能ブロックａ４においては、フリップフロップＦＦ３がデータ“１”を保持する。
【０３４７】
機能ブロックｂ４においては、本来ならばフリップフロップＦＦ４がデータ“１”を保持するはずであるが、ノイズなどの影響によりデータ“０”を保持する。つまり通信エラーが起こったとする。
【０３４８】
〈時刻ｔ１１での動作〉
モジュールＭｂにおいては、データを受信したことを確認した後、送信クロックＣＫｂ′に“Ｈ”が出力される。
【０３４９】
機能ブロックｂ４においては、送信データＤｂ′にフリップフロップＦＦ４に保持したデータ“０”が出力される。
【０３５０】
機能ブロックａ４においては、受信クロックＣＫａ′に“Ｈ”、受信データＤａ′にデータ“０”が入力される。入力されたデータ“０”とフリップフロップＦＦ３に保持されたデータ“１”の比較を行った結果、違う値であるため通信エラー信号Ｋａに“Ｈ”が出力される。そのためモジュールＭａで通信エラーを認識する。通信エラーが起こらないときはそのまま通信を続ける。
【０３５１】
〈時刻ｔ１２での動作〉
時刻ｔ４と同様の動作をする。
【０３５２】
〈時刻ｔ１３での動作〉
モジュールＭａにおいては、受信クロックＣＫａ′が“Ｌ”になったことを確認した後、送信クロックＣＫａに“Ｈ”、通信エラー信号Ｕａに“Ｈ”が出力される。
【０３５３】
モジュールＭｂにおいては、受信クロックＣＫｂに“Ｈ”、通信エラー信号Ｕｂに“Ｈ”が入力される。
【０３５４】
〈時刻ｔ１４での動作〉
モジュールＭａにおいては、送信クロックＣＫａに“Ｌ”が出力される。
【０３５５】
モジュールＭｂにおいては、受信クロックＣＫｂが“Ｌ”になり、通信エラー信号Ｕｂが“Ｌ”になる。
【０３５６】
通信エラー信号がモジュールＭｂで確認されたため、通信を終了する。
【０３５７】
以上のように本実施の形態によれば、通信線１本のみで送信データを送信側で１ビットずつ逐一比較することができる。これにより、従来行われていたパリティによる通信チェックにおいては２ビット以上の偶数個数の誤りは検出できなかったが、本実施の形態の方法では検出できるようになる。また、逐一確認し通信エラーを検出すれば、直ちに通信をやめるため、無駄データを送信することがない。
【産業上の利用可能性】
【０３５８】
本発明にかかる技術は、１本の通信線のみで、消費電力を抑えた信号伝送、双方向による信号伝送、双方向信号伝送による種々の機能、通信エラー検出が可能になるので、２つ以上の論理回路または機能ブロック間で、単方向または双方向に、データ、クロック、制御信号等を伝送する信号伝送方法、信号伝送システム、信号伝送装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０３５９】
【図１】本発明の実施の形態１における信号伝送システムの概略図
【図２】本発明の実施の形態１における信号伝送システムの動作を示すタイミングチャート
【図３】本発明の実施の形態１における信号伝送システムの詳細な回路図
【図４】本発明の実施の形態２における信号伝送システムの概略図
【図５】本発明の実施の形態２における信号伝送システムの動作を示すタイミングチャート
【図６】本発明の実施の形態２における信号伝送システムの詳細な回路図
【図７】本発明の実施の形態３における信号伝送システムの動作を示すタイミングチャート
【図８】本発明の実施の形態４における信号伝送システムの概略図
【図９】本発明の実施の形態４における信号伝送システムの動作を示すタイミングチャート
【図１０】本発明の実施の形態４における送信側の方向制御装置の詳細な回路図
【図１１】本発明の実施の形態４における受信側の方向制御装置の詳細な回路図
【図１２】本発明の実施の形態５における信号伝送システムの概略図
【図１３】本発明の実施の形態５における信号伝送システムの動作を示すタイミングチャート
【図１４】本発明の実施の形態５における信号伝送システムの詳細な回路図
【図１５】本発明の実施の形態６における信号伝送システムの概略図
【図１６】本発明の実施の形態６における信号伝送システムの動作を示すタイミングチャート
【図１７】本発明の実施の形態６における信号伝送システムの詳細な回路図
【図１８】本発明の実施の形態７における信号伝送システムの概略図
【図１９】本発明の実施の形態７における信号伝送システムの動作を示すタイミングチャート
【図２０】本発明の実施の形態８における信号伝送システムの概略図
【図２１】本発明の実施の形態８における信号伝送システムの動作を示すタイミングチャート
【図２２】本発明の実施の形態８における送信側の機能ブロックの詳細な回路図
【図２３】本発明の実施の形態８における受信側の機能ブロックの詳細な回路図
【符号の説明】
【０３６０】
０１，０２，０３，０４，０５  信号生成回路
１０ａ  第１の通信装置
１０ｂ  第２の通信装置
２０  複数レベルの電圧を伝送する通信線
ａ１，ｂ２  送信装置
ａ２，ｂ１  受信装置
ａ３，ｂ３  方向制御装置
ａ４，ｂ４  機能ブロック
ａ１１  送信部
ａ１２  受信部
Ｍａ，Ｍｂ  モジュール
【図１】
2006303605.tif 000003
【図２】
2006303605.tif 000004
【図３】
2006303605.tif 000005
【図４】
2006303605.tif 000006
【図５】
2006303605.tif 000007
【図６】
2006303605.tif 000008
【図７】
2006303605.tif 000009
【図８】
2006303605.tif 000010
【図９】
2006303605.tif 000011
【図１０】
2006303605.tif 000012
【図１１】
2006303605.tif 000013
【図１２】
2006303605.tif 000014
【図１３】
2006303605.tif 000015
【図１４】
2006303605.tif 000016
【図１５】
2006303605.tif 000017
【図１６】
2006303605.tif 000018
【図１７】
2006303605.tif 000019
【図１８】
2006303605.tif 000020
【図１９】
2006303605.tif 000021
【図２０】
2006303605.tif 000022
【図２１】
2006303605.tif 000023
【図２２】
2006303605.tif 000024
【図２３】
2006303605.tif 000025