(57)【要約】【課題】電圧変換回路を必要とすることなく、電源電圧が異なる回路相互間を接続することが可能なインターフェース回路を提供する。【解決手段】Ｐ、ＮチャネルＦＥＴを制御するトレラント入力方式インターフェース回路において、高電位信号を出力する際、インターフェース回路を入力ポートとして機能させることによって、他の回路入力端部のプルアップ電位を出力信号として出力するように構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰチャネルＦＥＴとＮチャネルＦＥＴとを縦接続し、その接続点を入出力端とする入出力ポート部と、前記ＦＥＴを導通状態と非導通状態とにオン・オフ制御する入出力ポート制御部と、を備えたインターフェース回路において、当該インターフェース回路をトレラント入力方式の回路構成とし、当該インターフェース回路の電圧より高い他の回路に対して高電位信号を出力する際、前記入出力ポート部を入力ポートとして機能させると共に、接続された前記他の回路の入力端に印加されたプルアップ電位を出力信号として当該他の回路に供給するように前記入出力ポート制御部を構成したことを特徴とするインターフェース回路。
【請求項２】
前記インターフェース回路の入出力端にプルアップ抵抗と電流逆流防止用ダイオードとを備えたことを特徴とする請求項１記載のインターフェース回路。
【請求項３】
前記ＰチャネルＦＥＴとＮチャネルＦＥＴとを縦接続した入出力ポート部への電源接続ラインに電流逆流防止用ダイオードを備えたことを特徴とする請求項１又は２記載のインターフェース回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインターフェース回路に関し、詳細には、電圧変換回路を必要とすることなく、電源電圧が異なる回路相互間を接続することが可能なインターフェース回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器はデジタル化及び集積回路を多用した小型化が進んでおり、各種の機能の集積回路（ＩＣ）が安価に入手可能である。また、消費電流の低減や更なる小型化を目指して、電源電圧を低く設定する傾向がある。例えば、業務用無線通信機においても同様であり、特に、携帯型無線通機では電池容積の低減による小型化の要請から、回路の低電圧化が著しい。
【０００３】
一方、多種多様な機能をユーザの希望に応じて付加するサービスも行われており、そのために各機能をユニット化したオプションボードが用意されている。図６はオプションボードを付加した業務用無線通信機の構成例を示すブロック図であって、オプションボード６１は、コネクタ６２を介して装置本体６３と接続されている。業務用無線通信機６３の装置本体の構成は、よく知られているように、送信回路６４、受信回路６５、それらに接続されたアンテナ６６、上記送信回路６４、受信回路６５の音声入出力信号のデジタル処理を行うＤＳＰ（Digital Signal Processor）６７、その入出力アナログ信号の増幅や必要に応じて音声周波数帯域のフィルタリング等を行う音声回路６８、音声回路６８に接続されたマイクロフォン６９とスピーカ７０、装置全体の制御を行う制御マイクロコンピュータ（ＣＰＵ：制御マイコン）７１及び制御マイコン７１に付属するキー装置７２、液状ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal display）７３を備えている。なお、業務用無線通信機の構成と各ブロックについては既によく知られているので詳細な説明は省略するが、オプションボード６１は、通常、本体装置６３に備えたれたスロットと称する、コネクタ６２を備えたスペースに着脱できるようになっている。コネクタ６２を介して接続されたオプションボード６１と装置本体６３の例えば制御マイコン７１相互間は、インターフェース回路を介して信号等が授受される。
【０００４】
インターフェース回路例として、例えば、同一出願人に係る特許文献１が存する。特許文献１に開示された発明は、オプションボード接続用のコネクタ数を少なくする上で有用なもので、オプションボードと装置本体との間に、クロススイッチ回路（マトリックス回路）を介在させることによって、その時々に使用するオプションボードを選択的に装置本体（マザーボード）に接続するようにクロススイッチを制御するものである。また、マザーボードとその上に搭載するオプションボードとの接続関係については、例えば特許文献２を参照することができる。
【特許文献１】特開２００６−６６６６７公報
【特許文献２】特開２００６−２３６１８１公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように各種機能のオプションボードを設計する際、一般に多数市販されている汎用ＩＣを使用できれば、コストアップを抑えることができるが、業務用無線機のように、更なる省電力化と小型化が要請される回路では電源電圧を例えば、３．３Ｖに設定するのに対して、一般市販のＩＣでは５Ｖ仕様が多いのが現状である。
このように電源電圧が異なる場合には、データ等の授受におけるインターフェース回路での入出力電圧の変換が必要となる。図７は、装置本体の電源電圧値とオプションボードの電源電圧値が異なる場合の、インターフェース部分の従来の回路構成例を示す図であり、コネクタ６２を介して接続されたオプションボード６１の電源電圧値が一般的な５Ｖで、その入出力ポートは通常プルアップ抵抗７４により５Ｖの電源電圧が印加されており、他方の装置本体６３のマザーボード上の制御マイコン７１又はシリアルパラレル変換ＩＣ７５では、小型化や省電力化を図るため一般的な電源電圧値と異なる３．３Ｖの電源にプルアップ抵抗７６により電源電圧が印加されている。両者を直接接続することができない場合は、図７に示すように、いずれか一方に電圧変換回路７７を挿入している。
【０００６】
しかしながら、電源電圧変換回路の必要性は、小型化を妨げる要因となり、特に複数のオプションボードを備える必要がある場合はその問題点が顕著である。対応策として、マザーボード側の出力段部の回路構成として、ＰチャネルＦＥＴを搭載しないオープンドレイン方式の回路を、５Ｖの電源電圧でプルアップすれば正常にインターフェース可能であるが、オープンドレイン方式のＩＣは汎用製品として市場に流通していない場合があるので、安価な部品入手が困難である。
本発明はこのような従来のインターフェース回路に関する諸問題に鑑みてなされたものであって、電圧変換回路を必要とすることなく、電源電圧が異なる回路相互間を接続することが可能なインターフェース回路を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明はかかる課題を解決するために、請求項１記載のインターフェース回路では、ＰチャネルＦＥＴとＮチャネルＦＥＴとを縦接続し、その接続点を入出力端とする入出力ポート部と、前記ＦＥＴを導通状態と非導通状態とにオン・オフ制御する入出力ポート制御部と、を備えたインターフェース回路において、当該インターフェース回路をトレラント入力方式の回路構成とし、このインターフェース回路の電圧より高い他の回路に対して高電位信号を出力する際、前記入出力ポート部を入力ポートとして機能させると共に、接続された上記他の回路の入力端に印加されたプルアップ電位を出力信号として当該他の回路に供給するように入出力ポート制御部を構成したことを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明では、請求項１記載のインターフェース回路において、上記インターフェース回路の入出力端にプルアップ抵抗と電流逆流防止用ダイオードとを備えたことを特徴とする。
請求項３記載の発明では、請求項１又は２記載のインターフェース回路において、上記ＰチャネルＦＥＴとＮチャネルＦＥＴとを縦接続した入出力ポート部への電源接続ラインに電流逆流防止用ダイオードとを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は上述したように構成するので、夫々以下のような効果が得られる。即ち、請求項１記載の発明では、ＰチャネルＦＥＴとＮチャネルＦＥＴとを縦接続し、その接続点を入出力端とする入出力ポート部と、前記ＦＥＴを導通状態と非導通状態とにオン・オフ制御する入出力ポート制御部を備えたインターフェース回路において、このインターフェース回路を、電源電圧より高い電圧を入力しても正常に動作するトレラント入力方式の回路構成とし、インターフェース回路の電圧より高い他の回路に対して高電位信号を出力する際、入出力ポート部を入力ポートとして機能させると共に、接続された他の回路の入力端に印加されたプルアップ電位を出力信号としたので、他の回路をオプションボードとすることによって、電圧変換回路を用いることなく、オプションボードが必要とする高い電圧の出力を発生することが可能となる。
【００１０】
請求項２記載の発明では、請求項１記載のインターフェース回路において、上記インターフェース回路の入出力端にプルアップ抵抗と電流逆流防止用ダイオードとを備えたので、オプションボード等の他の回路から、インターフェース回路の電源電圧を越える入力電圧が供給されても、それがプルアップ抵抗ラインに逆流することを防止するので、高電位がプルアップ抵抗ラインに逆流した場合に不具合が生じる場合であっても、本発明を正常に機能させることが可能となる。
【００１１】
請求項３記載の発明では、請求項１又は２記載のインターフェース回路において、上記ＰチャネルＦＥＴとＮチャネルＦＥＴとを縦接続した入出力ポート部への電源接続ラインに電流逆流防止用ダイオードとを備えたので、オプションボード等の他の回路から、インターフェース回路の電源電圧を越える入力電圧が供給されても、それが電源ラインに逆流することを防止するので、高電位が電源に逆流した場合に不具合が生じる場合であっても、本発明を正常に機能させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を図示した実施態様例を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１は、本発明に係るインターフェース回路の一実施態様例を示すブロック図である。この例に示すインターフェース回路は、ＰチャネルＦＥＴ１とＮチャネルＦＥＴ２とを縦接続し、その接続点３を入出力端とする入出力ポート部４と、上記二つのＦＥＴ１、２を導通状態と非導通状態とにオン・オフ制御する入出力ポート制御部５とを備えたものである。また、インターフェース回路の入力ポート部４は、入出力端（接続点）３と３．３Ｖの電源ライン６との間を接続するダイオード等の付加回路がなく、電源電圧より高い電圧が入力しても正常に動作するトレラント入力方式の回路構成としたことが特徴の一つである。更に、上記入出力ポート制御部５は、出力データと出力制御信号とを入力するＮＡＮＤ回路７と、出力制御信号の極性を反転するＮＯＴ回路（インバーター回路）８と、このＮＯＴ回路出力と出力データとを入力とするＮＯＲ回路９とを備え、上記ＮＡＮＤ回路７の出力とＮＯＲ回路９の出力とを、入出力ポート４のＰチャネルＦＥＴ１のゲートと、ＮチャネルＦＥＴ２のゲートに夫々供給するように構成している。
【００１３】
更に、入出力端（接続点）３には電源ライン６との間に逆流防止のダイオード１０とプルアップ抵抗１１との直列回路が接続され、コネクタ１２を介して、５Ｖ電源ラインから５Ｖ電圧が抵抗１３によりプルアップされたオプションボード側回路に接続されるようになっている。なお、必要に応じて入出力ポート部４のＰチャネルＦＥＴと電源ライン接続部に、電流の逆流を防止するためのダイオードを挿入しておく。このダイオードの存在によって、ＦＥＴ１がオン状態において、オプションボードから供給される高電位によって、電流が電源ライン側に逆流しないようにするものである。但し、入出力ポート部４を構成するＩＣによっては、このような機能を果たすダイオード等が含まれるものがあるので、その場合は不要である。
【００１４】
この回路の基本的な動作は、ＰチャネルとＮチャネルＦＥＴ１、２をオン・オフ制御し、出力データが“ＨＩＧＨ”のときに出力データのビット値を入出力端（接続点）３に出力し、出力データが“ＬＯＷ”のときは、二つのＦＥＴのいずれもオフとなり、従って出力データ値が変化してもそれが入出力端（接続点）３に出力されず、コネクタ１２を介して供給されるオプションボードから供給される信号が入力信号として取り込まれる。
このインターフェース回路は、以上のように動作するものであるが本発明では、電圧より高い他の回路に対して高電位信号を出力する際、前記入出力ポート部を入力ポートとして機能させることによって、二つのＦＥＴを共にオフ状態にし、出力データが“ＨＩＧＨ”のときは、接続されたオプションボード（他の回路）の入力端に印加されたプルアップ電位を出力信号としてオプションボードに供給するように入出力ポート制御部５を制御するものである。
【００１５】
図２は入出力ポート制御部５に含まれている各ゲート回路の動作を説明する図であり、（ａ）はＮＡＮＤ回路７、（ｂ）はＮＯＲ回路９の真理値表である。これらの動作は周知であるので詳細な説明は省略するが、結果的に、この入出力ポート制御部５は図３に示すように動作する。図３に示すように、出力制御信号が、“Ｌ”（“ＬＯＷ”以下同様）のときは、出力データ値に拘わらず、ＰチャネルＦＥＴ１もＮチャネルＦＥｔ２も共にオフ（ＯＦＦ）となり、上述したようにインターフェース回路側の出力データ値が入出力ラインから遮断され、オプションボード側の端子の電位が取り込まれる。なお、入力状態でオプションボードの出力が“Ｌ”のときは、インターフェース側の端子のプルアップ電位はオプションボード側で接地されるので、インターフェース回路側では“Ｌ”が認識される。
【００１６】
一方、出力制御信号が“Ｈ”（“ＨＩＧＨ”以下同様）のときは、出力データ値が“Ｈ”のときＰチャネルＦＥＴ１がオン状態、ＮチャネルＦＥＴ２がオフ状態となるので、入出力端（接続点）３は高電位に保たれ、また、出力制御信号が“Ｈ”で出力データ値が“Ｌ”のときはＰチャネルＦＥＴ１がオフ状態、ＮチャネルＦＥＴ２がオン状態となるので、入出力端（接続点）３は接地電位（“Ｌ”）となる。図１に示した回路の動作は以上説明したとおりであるので、オプションボードの電源電圧が、装置本体のインターフェース回路側の電源電圧３．３Ｖと同一の場合は、図３に示したように二つのＦＥＴを制御すればよいが、オプションボードの電源電圧が上述したように５Ｖの場合は、特殊な制御を行う。
【００１７】
図４は上述した入出力ポート制御部５の制御をどのように動作させるかを決定する際の手順を示すフロー図である。まず、手順がスタートすると（ｓｔ．１）、装置本体側のインターフェース回路の電源電圧値とオプションボード側の電源電圧値との大小関係を確認する。両者の電圧が３．３Ｖと５Ｖのように異なる場合は、図４の左ルートに進み、５Ｖのオプションボードを接続する旨の設定を行う（ｓｔ．２）。この状態で、オプションボードに対する出力データを“Ｈ”にする場合は、入出力ポート制御部５を入力状態に制御する（ｓｔ．３）。このように出力制御を通常の逆にする点が、本発明の特徴と云うことができる。このとき、図３の真理値表からも明らかなように、出力制御信号を“Ｌ”にすると、二つのＦＥＴ１、２は共にオフ状態となるから、装置本体側の出力データ値とは切り離され、オプションボード側の回路端子の電位がそのまま現れることになる。従って、このときオプションボード側の端子に図１に示すようにプルアップ抵抗１３を介する等によってオプションボード側の電源電圧が印加されていれば、その電位が伝達されることになる。また、上記ステップｓｔ．２において、装置本体側からオプションボードに対して“Ｌ”を出力する場合は、従来通り入出力ポート制御部５を出力状態（出力制御信号を“Ｈ”）とすれば、そのときの出力データ“Ｌ”によって、ＰチャネルＦＥＴ１がオフ、ＮチャネルＦＥＴ２がオンとなり、入出力端３が接地電位になるので、オプションボードに“Ｌ”が伝達されることになる。
【００１８】
一方、図４において、装置本体とオプションボードの電源電圧が同一の場合は、その旨を上述したように両者の電源電圧が同一である旨を設定する（ｓｔ．５）。この場合は、従来のものと何等変わるところがないので、装置本体からインターフェース回路を介してオプションボード側に“Ｈ”を出力する場合は、入出力ポート制御部５を出力状態（出力制御信号を“Ｈ”）とすればよいが、上記ｓｔ．３と同じように、入出力ポート制御部５を入力状態に制御することも可能であることが理解できるであろう（ｓｔ．６）。また、上記ステップｓｔ．５において、装置本体側からオプションボードに対して“Ｌ”を出力する場合は、従来通り入出力ポート制御部５を出力状態（出力制御信号を“Ｈ”）とすれば、そのときの出力データ“Ｌ”によって、ＰチャネルＦＥＴ１がオフ、ＮチャネルＦＥＴ２がオンとなり、入出力端３が接地電位になるので、両者の電源電圧に関係なく、オプションボードに“Ｌ”が伝達されることになる。
【００１９】
なお、上記ｓｔ．２及びｓｔ．５における設定は、例えば図６に示したブロック図においては、制御マイコン７１に付属するキー装置７２から制御マイコン（ＣＰＵ）７１に入力するか、あるいは図示を省略したプリセット式のディップスイッチを操作して制御マイコン（ＣＰＵ）に認識させることが考えられる。制御マイコン（ＣＰＵ）７１には、種々の場合に対応できるようにプログラムが収納されており、夫々の設定に応じて、既に説明したような入出力ポート制御を行うように構成されている。
【００２０】
図５は、装置本体側とオプションボード側の電源電圧値が共に３．３Ｖの場合のインターフェース回路の構成例を示すブロック図であり、図１に示した構成と異なるところは、オプションボードが電源電圧３．３Ｖである点が相違するのみであるので、詳細な説明は省略する。このように、本発明は、回路構成上は、インターフェース回路をトレラント方式にする点以外は、入出力ポート制御部５の制御によって対応可能であるので簡単な手法で、電源電圧が異なるオプションボードとのインターフェース処理を、従来のように電圧変換回路を使用することなく実施することが可能である。しかも、インターフェースすべきオプションボードが多数になる場合であっても、その時々に使用するオプションボードの電源電圧に対応してソフトウエア的に設定可能である。
【００２１】
本発明は、以上説明した実施態様例に限定される必要はなく種々変形が可能である。例えば、本発明を利用する装置は無線通信装置に限ることなく、あらゆる電子装置に適用可能であることは云うまでもない。また、入出力ポート制御部の構成は、同様のロジック制御が可能であれば、如何なる回路であってもよく、またＦＥＴに限らず、同様の動作をする他の回路素子によって代替できることは勿論である。
また、電源電圧の大小関係は上記実施例に限らず、オプションボード側電圧が装置本体側の電圧より低い場合においても利用可能であり、その場合は、オプションボード側に上述したインターフェース機能を持たせることもできよう。
更に、上述したインターフェース回路機能の処理をプログラム化し、あらかじめＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に書き込んでおき、コンピュータに搭載したＣＤ−ＲＯＭドライブのような媒体駆動装置に、このＣＤ−ＲＯＭ等を装着して、これらのプログラムをコンピュータのメモリあるいは記憶装置に格納し実行することによって、本発明の目的が達成されるように構成することも可能であろう。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施態様例を示すインターフェース回路のブロック図である。
【図２】本発明の実施態様例の動作を説明するための図で、（ａ）はＮＡＮＤ回路の入出力関係を示す真理値図、（ｂ）はＮＯＲ回路の入出力関係を示す真理値図である。
【図３】本発明の実施態様例の動作を説明するための真理値（論理値）図である。
【図４】本発明の実施態様例の処理状態を説明するフローチャートである。
【図５】本発明の他の実施態様例を示すインターフェース回路のブロック図である。
【図６】本発明を適用する装置の一例としてのオプションボードを備えた無線通信装置のブロック図である。
【図７】従来のインターフェース回路を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  ＰチャネルＦＥＴ、２  ＮチャネルＦＥＴ、３  受信入出力端、４  入出力ポート、５  入出力制御部、６  電源ライン、７  ＮＡＮＤ回路、８  ＮＯＴ回路、９  ＮＯＲ回路、１０、１４  逆流防止用ダイオード、１１、１３  プルアップ抵抗、７１  制御マイコン（ＣＰＵ）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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