(57)【要約】【課題】マスター装置から出力すべき信号線数を増大させることなく、且つシリアルデータのビット数を増すことなく、マスター装置から複数のスレーブ装置に対してシリアルデータを選択的に伝送できるようにする。【解決手段】マスター装置は、伝送すべき相手側スレーブ装置のスレーブアドレスに応じてストローブ信号ＳＴＢのパルス幅を切り替える。スレーブ装置では、ストローブ信号ＳＴＢのパルス幅を測定するとともに、そのパルス幅に応じたスレーブアドレスと自身のスレーブアドレスとが一致するか否かを検知し、一致する時に、シリアルデータ信号ＳＤＡＴＡおよび同期クロック信号ＳＣＫによって取り込んだ所定ビット数のデータを確定する。【選択図】図６
2008186185.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリアルデータ信号を伝送するシリアルデータ信号線と、同期クロック信号を伝送する同期クロック信号線と、ストローブ信号を伝送するストローブ信号線と、によってそれぞれ接続され、伝送すべき前記シリアルデータ信号、該シリアルデータ信号に同期した同期クロック信号、および前記シリアルデータを確定するストローブ信号をそれぞれ出力するマスター装置と、前記同期クロック信号に同期して前記シリアルデータ信号の信号レベルを取り込み、前記ストローブ信号のタイミングまたは状態に応じて前記シリアルデータを確定するスレーブ装置との間でシリアルデータを伝送する方法であって、
前記マスター装置で、伝送すべき相手側であるスレーブ装置のスレーブアドレスに応じて前記ストローブ信号のパルス幅を切り替え、
前記スレーブ装置で、前記ストローブ信号のパルス幅を測定するとともに、該パルス幅に応じたスレーブアドレスと割り当てられたスレーブアドレスとが一致するとき、前記シリアルデータを確定することを特徴とするシリアルデータ伝送方法。
【請求項２】
シリアルデータ信号を伝送するシリアルデータ信号線と、同期クロック信号を伝送する同期クロック信号線と、ストローブ信号を伝送するストローブ信号線と、によってそれぞれ接続されたマスター装置およびスレーブ装置を有し、
伝送すべき前記シリアルデータ信号を出力するシリアルデータ信号出力手段と、前記シリアルデータ信号に同期した同期クロック信号を出力する同期クロック信号出力手段と、前記シリアルデータの範囲を確定するストローブ信号を出力するストローブ信号出力手段と、を前記マスター装置に備え、
前記同期クロック信号に同期して前記シリアルデータ信号の信号レベルを取り込むシリアルデータ入力手段と、前記ストローブ信号のタイミングまたは状態に応じて前記シリアルデータ入力手段により入力されたシリアルデータのビット長を確定するデータ確定手段と、を前記スレーブ装置に備えたシリアルデータ伝送システムにおいて、
伝送すべき相手側であるスレーブ装置のスレーブアドレスに応じて前記ストローブ信号のパルス幅を切り替えるアドレス設定手段を前記マスター装置に設け、
前記ストローブ信号のパルス幅を測定するとともに、該パルス幅に応じたスレーブアドレスと割り当てられたスレーブアドレスとが一致するとき、前記データ確定手段を有効にするストローブ信号重畳スレーブアドレス制御手段を前記スレーブ装置に設けたシリアルデータ伝送システム。
【請求項３】
前記シリアルデータ入力手段により入力されたシリアルデータに付加されているスレーブアドレスを抽出するとともに、当該スレーブアドレスが割り当てられたスレーブアドレスに一致するとき前記データ確定手段を有効にするシリアルデータ信号重畳スレーブアドレス制御手段と、
前記ストローブ信号のパルス幅を測定するとともに、該パルス幅が前記スレーブアドレスを示すパルス幅以外であるとき前記シリアルデータ信号重畳スレーブアドレス制御手段を有効にするスレーブアドレス制御切替手段と、を前記スレーブ装置に設けた請求項２に記載のシリアルデータ伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
従来の一般的な３線同期式シリアルデータ伝送装置について図１を基に説明する。
一般に、３線同期式シリアルデータ伝送装置は図１（Ａ）に示すように、シリアルデータ信号ＳＤＡＴＡを伝送するシリアルデータ線、同期クロック信号ＳＣＫを伝送する同期クロック信号線と、ストローブ信号ＳＴＢを伝送するストローブ信号線とによってマスター装置１０とスレーブ装置２０とが接続されている。図１（Ｂ），（Ｃ）は図１（Ａ）に示した装置を用いてシリアルデータ伝送を行うための２つタイプのタイミングチャートである。図１（Ｂ），（Ｃ）のいずれのタイプでも、マスター装置１０は、伝送すべきシリアルデータ信号を出力するとともに、そのシリアルデータ信号に同期した同期クロック信号ＳＣＫを出力する。
【０００２】
図１（Ｂ）のタイプでは、所定ビット数のシリアルデータを出力した後、ストローブ信号ＳＴＢを１クロック分出力する。また図１（Ｃ）のタイプではシリアルデータ信号ＳＤＡＴＡを出力している間、ストローブ信号ＳＴＢをハイレベルに保持する。
【０００３】
スレーブ装置２０では同期クロック信号ＳＣＫの立ち上がりタイミングでのシリアルデータ信号ＳＤＡＴＡの状態（信号レベル）を取り込む。そして、図１（Ｂ）のタイプではストローブ信号ＳＴＢが立ち上がった時、それまでに取り込んでいる所定ビット数のデータ列を確定する。また図１（Ｃ）のタイプではストローブ信号ＳＴＢがハイレベルである間、シリアルデータを順次取り込み、ローレベルとなった時にその取り込みを終了する。
【０００４】
図１に示した例は単一のマスター装置１０と単一のスレーブ装置２０との間でシリアルデータ伝送を行うものであるが、単一のマスター装置と複数のスレーブ装置との間でそれぞれシリアルデータ伝送を行う方法として従来２つの方法が採られている。
【０００５】
図２は第１の方法を示すものである。図２（Ａ）に示すように、マスター装置１０に対して、この例では３つのスレーブ装置２０ａ，２０ｂ，２０ｃを、シリアルデータ信号ＳＤＡＴＡおよび同期クロック信号ＳＣＫを共通接続し、ストローブ信号ＳＴＢａ，ＳＴＢｂ，ＳＴＢｃをスレーブ装置２０ａ，２０ｂ，２０ｃにそれぞれ接続している。すなわち、この方法は、図２（Ｂ）に示すように伝送すべきスレーブ装置に対してシリアルデータ信号ＳＤＡＴＡおよび同期クロック信号ＳＣＫを用いてデータの出力を行うとともに伝送すべきスレーブ装置に対してストローブ信号ＳＴＢａ〜ＳＴＢｃのいずれかを出力する。図２（Ｂ）に示した例ではスレーブ装置２０ａに対して３ビットのシリアルデータ０１０が伝送され、スレーブ装置２０ｂに対して６ビットのシリアルデータ０１００１０が伝送され、スレーブ装置２０ｃに対して７ビットのシリアルデータ０１０１１００が伝送される。
【０００６】
図３は第２の方法について示す図である。図３（Ａ）に示すようにマスター装置１１と３つのスレーブ装置２１ａ〜２１ｃとの間は、シリアルデータ信号ＳＤＡＴＡ、同期クロック信号ＳＣＫおよびストローブ信号ＳＴＢのそれぞれの信号線で共通に接続している。この方法は、図３（Ｂ）に示すように、シリアルデータ信号ＳＤＡＴＡにスレーブ装置のアドレス情報を付加して伝送するものである。この例ではスレーブ装置２１ａに対してスレーブアドレス“０１”、スレーブ装置２１ｂに対してスレーブアドレス“１０”、スレーブ装置２１ｃに対してスレーブアドレス“１１”がそれぞれ予め割り当てられている。
【０００７】
マスター装置１１が図３（Ｂ）のようにシリアルデータを伝送することによって、スレーブ装置２１ａはストローブ信号ＳＴＢの立ち上がりを測定した後、シリアルデータ信号ＳＤＡＴＡからスレーブアドレスを抽出して、そのスレーブアドレスが自身のスレーブアドレス“０１”と一致したことを検知し、既に受信しているシリアルデータからデータ部分の“０１０”を取り出すことになる。またスレーブ装置２１ｂは、シリアルデータ信号ＳＤＡＴＡから抽出したスレーブアドレスが自身のスレーブアドレス“１０”と一致したことを検知し、シリアルデータからデータ部分の“０１００１０１０”を取り出すことになる。同様にスレーブ装置２１ｃは、シリアルデータ信号ＳＤＡＴＡから抽出したスレーブアドレスが自身のスレーブアドレス“１１”と一致したことを検知し、シリアルデータからデータ部分の“０１０１１００”を取り出すことになる。
【０００８】
このようにシリアルデータにスレーブアドレスを含めて伝送するようにする方式は特許文献１にも開示されている。但し、特許文献１ではマスターイン信号ＭＩＳＯを送信するための信号線を用いて合計４線式でデータ伝送を行うものである。
【特許文献１】特許第３４５９０７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、図２に示したような、スレーブ装置ごとにストローブ信号を用意する構成では、スレーブ装置を増すごとにマスター装置から出力する信号線数が増えてしまう。そのためマスター装置の構成および配線の占有面積等が増大するという問題がある。
【００１０】
また図３に示したような、シリアルデータ信号にスレーブアドレスを含める方式ではスレーブアドレスのビット数分だけシリアルデータの全体のビット数が増えてデータ伝送効率（転送レート）が低下するという問題がある。
【００１１】
そこでこの発明の目的は、マスター装置から出力すべき信号線数を増大させることなく、且つシリアルデータのビット数を増すことなく、マスター装置から複数のスレーブ装置に対してシリアルデータを選択的に伝送できるようにしたシリアルデータ伝送方法およびそのシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
（１）この発明は、シリアルデータ信号を伝送するシリアルデータ信号線と、同期クロック信号を伝送する同期クロック信号線と、ストローブ信号を伝送するストローブ信号線と、によってそれぞれ接続され、伝送すべき前記シリアルデータ信号、該シリアルデータ信号に同期した同期クロック信号、および前記シリアルデータを確定するストローブ信号をそれぞれ出力するマスター装置と、前記同期クロック信号に同期して前記シリアルデータ信号の信号レベルを取り込み、前記ストローブ信号のタイミングまたは状態に応じて前記シリアルデータを確定するスレーブ装置との間でシリアルデータを伝送する方法であって、
前記マスター装置で、伝送すべき相手側であるスレーブ装置のスレーブアドレスに応じて前記ストローブ信号のパルス幅を切り替え、
前記スレーブ装置で、前記ストローブ信号のパルス幅を測定するとともに、該パルス幅に応じたスレーブアドレスとスレーブ装置に割り当てられたスレーブアドレスとが一致するとき、前記シリアルデータを確定することを特徴としている。
【００１３】
また、従来のスレーブアドレス制御のために、シリアルデータに付加されているスレーブアドレスを抽出するとともに、そのスレーブアドレスが自身に割り当てられたスレーブアドレスに一致する時にデータ確定手段を有効にするシリアルデータ信号重畳スレーブアドレス制御手段と、ストローブ信号のパルス幅を測定するとともに、そのパルス幅がスレーブアドレスを示すパルス幅以外であるときシリアルデータ信号重畳スレーブアドレス制御手段を有効にするスレーブアドレス制御切替手段とを設ける。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、マスター装置は伝送すべき相手側のスレーブ装置のスレーブアドレスに応じてストローブ信号のパルス幅を切り替えるだけでよく、またスレーブ装置はストローブ信号のパルス幅を測定するとともにそのパルス幅に応じたスレーブアドレスが自身に割り当てられているスレーブアドレスと一致する時に、取り込んだシリアルデータを確定すればよいので、１つのマスター装置から複数のスレーブ装置に対してシリアルデータを伝送する際にシリアルデータ信号、同期クロック信号、ストローブ信号のそれぞれを伝送する３つの信号線を共通接続するだけでよく、信号線数が増すことがない。またシリアルデータにスレーブアドレスを重畳する必要がないのでデータ伝送効率が低下することもない。
【００１５】
また、前記シリアルデータ信号重畳スレーブアドレス制御手段を設けたことにより、シリアルデータにスレーブアドレスが重畳されている従来方式のスレーブアドレス制御の信号に対しても適用でき、且つスレーブアドレス制御切替手段により、ストローブ信号のパルス幅によってスレーブアドレスを制御する方式との切替を的確に行うことができる。したがってこの両方式のスレーブアドレス制御を行うマスター装置をセレクタ等によって切り替える場合にもそのまま対応できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
《第１の実施形態》
第１の実施形態に係るシリアルデータ伝送方法およびシステムについて図４〜図７を参照して説明する。
図４はそのシリアルデータ伝送方法およびシステムに適用するマスター装置の構成を示すブロック図、図５はそのスレーブ装置の構成を示すブロック図である。
【００１７】
図４に示すように、マスター装置１２は、パラレル／シリアル変換回路１２１、同期クロック信号生成回路１２２、ストローブ信号生成回路１２３、およびスレーブアドレス／ストローブパルス変換回路１２４を備えている。
【００１８】
パラレル／シリアル変換回路１２１はスレーブ装置に対して送出すべきデータおよびビット数をホスト装置からパラレルで入力し、それをシリアル信号に変換してシリアルデータ信号ＳＤＡＴＡとして出力する。
【００１９】
同期クロック信号生成回路１２２はホスト装置から伝送速度のデータを入力し、スレーブ装置に対して送出すべきビット数に応じた数の同期クロック信号ＳＣＫを出力するとともにパラレル／シリアル変換回路１２１およびストローブ信号生成回路１２３に対して同期クロック信号を与える。
【００２０】
スレーブアドレス／ストローブパルス変換回路１２４は、データを送出すべきスレーブ装置のスレーブアドレスをホスト装置から入力し、それに応じたパルス幅のパルス信号をストローブ信号生成回路１２３へ与える。このパルス幅は同期クロック信号のクロック数の所定個数分に相当する時間であり、ストローブ信号生成回路１２３は上記スレーブアドレスに対応するパルス幅だけハイレベルを保持するストローブ信号ＳＴＢを出力する。
【００２１】
図６は上記マスター装置１２から出力される３つの信号のタイミングチャートである。図６において同期クロック信号ＳＣＫに付した数値１〜Ｎは同期クロック信号のクロック数を表していて、この例ではＮ個の同期クロックを出力する。シリアルデータ信号ＳＤＡＴＡは時系列順に０１・・・１１００１００１０１１０のシリアルデータを出力する。ストローブ信号ＳＴＢは同期クロック信号ＳＣＫの最後のクロック（クロック番号１）の立ち上がりタイミングでは必ずハイレベルであり、スレーブアドレスに応じて、このハイレベルの幅（パルス幅）が変化する。この図６に示す例では、ストローブ信号ＳＴＢのパルス幅は同期クロック信号のクロック数８個分である。
【００２２】
図５に示すように、スレーブ装置２２は、シフトレジスタ２２１、データ確定バッファ２２２、パルス幅測定回路２２３、およびスレーブアドレス検出回路２２４を備えている。
シフトレジスタ２２１はシリアルデータ信号ＳＤＡＴＡを同期クロック信号ＳＣＫに同期して、すなわち同期クロック信号ＳＣＫの立ち上がりタイミングで、シリアルデータ信号ＳＤＡＴＡの信号レベルを順次格納する。
【００２３】
パルス幅測定回路２２３は、ストローブ信号ＳＴＢと同期クロック信号ＳＣＫを入力してストローブ信号ＳＴＢのパルス幅を測定する。すなわちストローブ信号ＳＴＢがハイレベルである間、同期クロックの立ち上がり回数をカウントする。
【００２４】
スレーブアドレス検出回路２２４はパルス幅測定回路２２３により測定されたパルス幅に相当するスレーブアドレスが自身に予め定められたスレーブアドレスと一致するか否かを検知する。このスレーブアドレス検出回路２２４およびパルス幅測定回路２２３がこの発明に係る「ストローブ信号重畳スレーブアドレス制御手段」に相当する。
【００２５】
データ確定バッファ２２２は、スレーブアドレス検出回路２２４の出力が有効である状態でストローブ信号ＳＴＢの立ち下がりのタイミングでシフトレジスタ２２１のデータを確定し、バッファに格納するとともに出力する。それ以外の条件ではデータを確定しない。
【００２６】
図７は１つのマスター装置に複数のスレーブ装置を接続した回路構成と３つの信号線のタイミングチャートを示すものである。
【００２７】
１つのマスター装置に複数のスレーブ装置を接続する際、図７（Ａ）に示すように、シリアルデータ信号ＳＤＡＴＡ、同期クロック信号ＳＣＫ、およびストローブ信号ＳＴＢを共通にバス接続する。スレーブ装置２２ａ，２２ｂ・・・２２ｍは、図７（Ｂ）のＳＤａで示す一連の信号によってそれらのシフトレジスタ２２１に３ビットのシリアルデータ０１０をバッファリングする。この例ではストローブ信号ＳＴＢのパルス幅が１（同期クロック信号ＳＣＫの１クロック分）であるので、このストローブ信号ＳＴＢの立ち下がりタイミングで、スレーブ装置２２ａのデータ確定バッファ２２２は３ビットのデータ０１０を確定する。
【００２８】
続いて、スレーブ装置２２ａ，２２ｂ・・・２２ｍは、図７（Ｂ）のＳＤｂで示す一連の信号によってそれらのシフトレジスタ２２１に６ビットのシリアルデータ０１００１０をバッファリングする。この例ではストローブ信号ＳＴＢのパルス幅が２（同期クロック信号ＳＣＫの２クロック分）であるので、このストローブ信号ＳＴＢの立ち下がりタイミングで、スレーブ装置２２ｂのデータ確定バッファ２２２は６ビットのデータ０１００１０を確定する。
【００２９】
その後、スレーブ装置２２ａ，２２ｂ・・・２２ｍは、図７（Ｂ）のＳＤｍで示す一連の信号によってそれらのシフトレジスタ２２１に７ビットのシリアルデータ０１０１１００をバッファリングする。この例ではストローブ信号ＳＴＢのパルス幅が３（同期クロック信号ＳＣＫの３クロック分）であるので、このストローブ信号ＳＴＢの立ち下がりタイミングで、スレーブ装置２２ｍのデータ確定バッファ２２２は７ビットのデータ０１０１１００を確定する。
【００３０】
《第２の実施形態》
第２の実施形態に係るシリアルデータ伝送方法およびシステムについて図８・図９を参照して説明する。
図８は、従来方式のスレーブアドレス制御を行うマスター装置とこの発明に係るマスター装置とが混在するシリアルデータ伝送システムの構成図である。マスター装置１２はストローブ信号にスレーブアドレス情報を載せる本発明に係るマスター装置、マスター装置１１ｂ，１１ｃはシリアルデータにスレーブアドレスを付加する従来のマスター装置である。これらのマスター装置をセレクタ３０に接続している。セレクタ３０はこれらのマスター装置から出力される３線の信号をそれぞれ入力し、いずれか１つを選択出力する。スレーブ装置２３ａ，２３ｂ，２３ｃはセレクタ３０から出力されるシリアルデータ信号ＳＤＡＴＡ、同期クロック信号ＳＣＫ、およびストローブ信号ＳＴＢを共通に入力する。
【００３１】
図９は、図８に示したスレーブ装置２３ａ〜２３ｃのうち１つの構成を示すブロック図である。いずれのスレーブ装置２３ａ〜２３も同一構成である。このスレーブ装置２３は、シフトレジスタ２３１、データ確定バッファ２３２、パルス幅測定回路２３３、スレーブアドレス検出回路２３４、伝送方法識別回路２３５、および従来方法データ処理回路２３６を備えている。
【００３２】
この図９に示すスレーブ装置２３は、図５に示したスレーブ装置２２に伝送方法識別回路２３５、および従来方法データ処理回路２３６を設けたものである。
シフトレジスタ２３１はシリアルデータ信号ＳＤＡＴＡを同期クロック信号ＳＣＫに同期して、すなわち同期クロック信号ＳＣＫの立ち上がりタイミングで、シリアルデータ信号ＳＤＡＴＡの信号レベルを順次格納する。
【００３３】
従来方法データ処理回路２３６は、伝送方法識別回路２３５によってマスター装置の伝送方法が従来方法であるものと判断された場合、マスター側の伝送方法に適した処理を行う。例えばシリアルデータの最後の３ビットがスレーブアドレス識別ビットであるなら、アドレス識別処理を行い、自分宛のデータ部分だけをデータ確定バッファ２３２へ出力する。一方、伝送方法識別回路２３５によってマスター装置の伝送方法が本発明のものと判断した場合には、処理を施さずにシフトレジスタ２３１から入力されたデータをスルーしてデータ確定バッファ２３２へ出力する。
【００３４】
データ確定バッファ２３２は、伝送方法識別回路２３５によってマスター装置の伝送方法が従来方法のものと識別された場合、もしくは伝送方法識別回路２３５によってマスター装置の伝送方法が本発明のものと識別されて且つスレーブアドレス検出回路２３４によって自スレーブ装置宛と判断された場合は、ストローブ信号ＳＴＢの立下りで、従来方法データ処理回路２３６からのデータを確定し、バッファに格納するとともに出力する。それ以外の場合、すなわち、伝送方法識別回路２３５によってマスター装置の伝送方法が本発明のものと識別されたが、スレーブアドレス検出回路２３４が他スレーブ装置宛と判断された場合は、従来方法データ処理回路２３６からの出力を確定しない。
【００３５】
パルス幅測定回路２３３は、ストローブ信号ＳＴＢと同期クロック信号ＳＣＫを入力してストローブ信号ＳＴＢがハイレベルである間、同期クロック信号の立ち上がり回数をカウントする。
【００３６】
伝送方法識別回路２３５は、パルス幅測定回路２３３のカウント値が０もしくは同期クロック信号ＳＣＫのクロック数に等しい場合は、マスター装置の伝送方法が従来の伝送方法であるものと判断し、従来方法データ処理回路２３６、データ確定バッファ２３２へアクティブ信号を出力する。等しくない場合には、本発明の伝送方法と識別し、従来方法データ処理回路２３６、データ確定バッファ２３２へノンアクティブ信号を出力する。
【００３７】
このようにしてシリアルデータにスレーブアドレスを付加した従来方式のマスター装置との間でもシリアルデータの伝送を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】従来の３線式シリアルデータ伝送方法を示す図である。
【図２】第１の従来方式で単一のマスター装置と複数のスレーブ装置との間でシリアルデータ伝送を行う構成を示す図である。
【図３】第２の従来方式で単一のマスター装置と複数のスレーブ装置との間でシリアルデータ伝送を行う構成を示す図である。
【図４】第１の実施形態に係るシリアルデータ伝送方法およびシステムに係るマスター装置の構成を示すブロック図である。
【図５】同システムに係るスレーブ装置の構成を示すブロック図である。
【図６】３線の各出力信号のタイミングチャートである。
【図７】単一のマスター装置と複数のスレーブ装置との間でシリアルデータ伝送を行うための構成およびタイミングチャートである。
【図８】第２の実施形態に係るシリアルデータ伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図９】同システムに用いるスレーブ装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０〜１２−マスター装置
２０〜２３−スレーブ装置
３０−セレクタ
ＳＣＫ−同期クロック信号
ＳＤＡＴＡ−シリアルデータ信号
ＳＴＢ−ストローブ信号
【図１】
2008186185.tif 000003
【図２】
2008186185.tif 000004
【図３】
2008186185.tif 000005
【図４】
2008186185.tif 000006
【図５】
2008186185.tif 000007
【図６】
2008186185.tif 000008
【図７】
2008186185.tif 000009
【図８】
2008186185.tif 000010
【図９】
2008186185.tif 000011