(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両方向データ伝送チャンネル（５０）を介した位置測定装置（１０）と後続の電子機器（１００）の間のシリアルデータ伝送方法であって、
データ伝送が、データ伝送符号に応じて符号化されて、データフレーム（２００，３００）の形で行なわれ、それぞれ送信側のインタフェースユニット（４０，１４０）が、スタートシーケンス（２１０，３１０）によりデータ伝送を開始し、そのスタートシーケンスの符号化が、残余のデータフレーム（２２０，２３０，２４０；３３０，３４０）の符号化と少なくとも部分的に相違し、それぞれ受信側のインタフェースユニット（４０，１４０）が、このスタートシーケンス（２１０，３１０）の確認により、データ方向の逆転後のデータ伝送の開始を検知し、
異なる送信側インタフェースユニット（４０，１４０）から、送信側インタフェースユニット（４０，１４０）を識別するための互いに異なるスタートシーケンス（２１０，３１０）が送信される、
方法。
【請求項２】
インタフェースユニット（４０，１４０）が、通信ユニット（９０，１９０）、出力ユニット（８０，１８０）及び読出ユニット（７０，１７０）を有し、この通信ユニット（９０，１９０）において、
ソースコンポーネント（２０，３０，１１０）から供給される送信すべきデータ及び／又はコマンドから、部分データフレーム（２２０，２３０，２４０；３３０，３４０）を生成して、出力ユニット（８０，１８０）に出力し、
読出ユニット（７０，１７０）から供給される部分データフレーム（２２０，２３０，２４０；３３０，３４０）を処理して、この部分データフレーム（２２０，２３０，２４０；３３０，３４０）に含まれるコマンド及び／又はデータをアドレス指定された目標コンポーネント（２０，３０，１１０）に供給する、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
出力ユニット（８０，１８０）が、スタートシーケンス出力ユニット（８２，１８２）と符号化ユニット（８４，１８４）を有し、この符号化ユニット（８４，１８４）で、部分データフレーム（２２０，２３０，２４０；３３０，３４０）を符号化して、先ずスタートシーケンス出力ユニット（８２，１８２）がスタートシーケンス（２１０，３１０）を出力した後、符号化ユニット（８４，１８４）が部分データフレーム（２２０，２３０，２４０；３３０，３４０）を出力することによって、データフレーム（２００，３００）をデータ伝送チャンネル（５０）に出力する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
読出ユニット（７０，１７０）が、比較ユニット（７２，１７２）と復号化ユニット（７４，１７４）を有し、この比較ユニット（７２，１７２）が、データ伝送チャンネル（５０）を介して到来するデータフローをスタートシーケンス（２１０，３１０）と比較して、肯定的な比較結果を復号化ユニット（７４，１７４）に信号で伝え、その次に、復号化ユニット（７４，１７４）によって、部分データフレーム（２２０，２３０，２４０；３３０，３４０）を復号化して、通信ユニット（９０，１９０）に供給する、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
読出ユニット（７０，１７０）が、更に、同期ユニット（７６，１７６）を有し、この同期ユニットが、データ伝送チャンネル（５０）を介して到来するデータフローを供給されて、このデータフローを動作クロック信号（ＣＬＫ，ＡＣＬＫ）と同期させる、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
当該の符号化がビット符号化である、請求項１から５までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項７】
当該の符号化は、データフレーム（２００，３００）を伝送するデータフローが短いシンボル（Ｋ）と長いシンボル（Ｌ）の配列を有し、このデータフローでは、正規の符号化時に、常に偶数個の短いシンボル（Ｋ）が連続するマンチェスタ符号化であり、読出ユニット（７０，１７０）が、更に、シンボル判定器（７８，１７８）を有し、このシンボル判定器が、同期ユニット（７６，１７６）から同期データフローを供給されて、この同期データフロー内において短いシンボル（Ｋ）と長いシンボル（Ｌ）の配列を検出して、この情報だけを復号化のために復号化ユニット（７４，１７４）に転送する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
当該の残余のデータフレーム（２２０，２３０，２４０；３３０，３４０）の符号化との相違が、スタートシーケンス（２１０，３１０）において、二つの長いシンボル（Ｌ）の間の唯一つの短いシンボル（Ｋ）又は奇数個の連続する短いシンボル（Ｋ）が少なくとも一回出現することである、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
当該の符号化がビットグループ符号化であり、当該の残余のデータフレーム（２２０，２３０，２４０；３３０，３４０）の符号化との相違は、スタートシーケンス（２１０，３１０）が残余のデータフレーム（２２０，２３０，２４０；３３０，３４０）内で出現し得ない少なくとも一つのビットグループを有することである、請求項１から５までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項１０】
位置測定装置（１０）、後続の電子機器（１００）及び両方向データ伝送チャンネル（５０）を備え、両方向データ伝送チャンネル（５０）を介して位置測定装置（１０）と後続の電子機器（１００）の間でシリアルデータ伝送が行なわれる伝送装置であって、
位置測定装置（１０）及び後続の電子機器（１００）には、それぞれソースコンポーネント（２０，３０，１１０）から供給することが可能な送信すべきデータ及び／又はコマンドから、データフレーム（２００，３００）を生成して、データ伝送符号に応じて符号化し、データ伝送チャンネルに出力することが可能なインタフェースユニット（４０，１４０）が配備され、それぞれ送信側では、データ伝送がスタートシーケンス（２１０，３１０）により開始することが可能であり、そのスタートシーケンスの符号化が、残余のデータフレーム（２２０，２３０，２４０；３３０，３４０）の符号化と少なくとも部分的に相違し、それぞれ受信側では、インタフェースユニット（４０，１４０）において、このスタートシーケンス（２１０，３１０）の確認により、データ方向の逆転後のデータ伝送の開始を検知することが可能であり、
異なる送信側インタフェースユニット（４０，１４０）から、送信側インタフェースユニット（４０，１４０）を識別するための互いに異なるスタートシーケンス（２１０，３１０）が送信される、
装置。
【請求項１１】
インタフェースユニット（４０，１４０）が、通信ユニット（９０，１９０）、出力ユニット（８０，１８０）及び読出ユニット（７０，１７０）を有し、この通信ユニット（９０，１９０）において、
ソースコンポーネント（２０，３０，１１０）から供給することが可能な送信すべきデータ及び／又はコマンドから、部分データフレーム（２２０，２３０，２４０；３３０，３４０）を生成して、出力ユニット（８０，１８０）に出力することが可能であり、
読出ユニット（７０，１７０）から供給することが可能な部分データフレーム（２２０，２３０，２４０；３３０，３４０）を処理して、この部分データフレーム（２２０，２３０，２４０；３３０，３４０）に含まれるコマンド及び／又はデータをアドレス指定された目標コンポーネント（２０，３０，１１０）に供給することが可能である、
請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
出力ユニット（８０，１８０）が、スタートシーケンス出力ユニット（８２，１８２）と符号化ユニット（８４，１８４）を有し、この符号化ユニット（８４，１８４）で、部分データフレーム（２２０，２３０，２４０；３３０，３４０）を符号化することが可能であり、先ずスタートシーケンス出力ユニット（８２，１８２）がスタートシーケンス（２１０，３１０）を出力した後、符号化ユニット（８４，１８４）が部分データフレーム（２２０，２３０，２４０；３３０，３４０）を出力することによって、データフレーム（２００，３００）をデータ伝送チャンネル（５０）に出力することが可能である、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
読出ユニット（７０，１７０）が、比較ユニット（７２，１７２）と復号化ユニット（７４，１７４）を有し、この比較ユニット（７２，１７２）が、データ伝送チャンネル（５０）を介して到来するデータフローをスタートシーケンス（２１０，３１０）と比較して、肯定的な比較結果を復号化ユニット（７４，１７４）に信号で伝えることが可能であり、復号化ユニット（７４，１７４）によって、部分データフレーム（２２０，２３０，２４０；３３０，３４０）を復号化して、通信ユニット（９０，１９０）に供給することが可能である、請求項１１又は１２に記載の装置。
【請求項１４】
読出ユニット（７０，１７０）が、更に、同期ユニット（７６，１７６）を有し、この同期ユニットが、データ伝送チャンネル（５０）を介して到来するデータフローを供給されて、このデータフローを動作クロック信号（ＣＬＫ，ＡＣＬＫ）と同期させることが可能である、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
当該の符号化が、データフレーム（２００，３００）を伝送するデータフローが短いシンボル（Ｋ）と長いシンボル（Ｌ）の配列を有するマンチェスタ符号化であり、読出ユニット（７０，１７０）が、更に、シンボル判定器（７８，１７８）を有し、このシンボル判定器が、同期ユニット（７６，１７６）から同期データフローを供給されて、この同期データフロー内において短いシンボル（Ｋ）と長いシンボル（Ｌ）の配列を検出して、この情報だけを復号化のために復号化ユニット（７４，１７４）に転送することが可能である、請求項１４に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１に基づく両方向データ伝送チャンネルを介した位置測定装置と後続の電子機器の間のシリアルデータ伝送方法及び請求項１０に基づくそれに対応する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
位置測定装置は、例えば、自動化技術において、駆動制御の際に、後続の電子機器、例えば、数値制御部が、その駆動（例えば、工具又は加工物の送り）を制御するための制御サイクル用目標値を計算するのに必要な実際の位置値を検出するために用いられている。その位置測定装置がロータリエンコーダ又は角度測定器である場合、そのために、その装置は、例えば、モータのシャフトと直接的又は間接的に連結されている。測長器は、例えば、機械台とその機械台に対して相対的に位置決め可能な機械部分、例えば、移動可能な工具スライダとの間の直線的な動きを測定する。
【０００３】
今日、有利には、絶対位置測定装置が用いられている。それらの装置は、絶対測定値を生成して、その測定値をデジタルインタフェース、大抵はシリアルデータインタフェースを介して位置測定装置から後続の電子機器に伝送している。しかし、それらの測定値が位置値（角度値又は直線的な位置値）である大抵の場合に、速度値又は加速度値、即ち、位置の時間的な変化を表す測定値を提供する位置測定装置が知られている。
【０００４】
位置測定装置を後続の電子機器、例えば、工作機械制御部と接続する際の過小評価できないコスト要素は、例えば、その動作に必要な電気接続線の数であり、その理由は、使用する高価なデータケーブルの価格を主に決定するからである。その理由から、両方向に動作するただ一つのデータ伝送チャンネルを介してデータ伝送を行なうシリアルインタフェースを採用することに益々移行している。そのようなシリアルインタフェースは、特許文献１に記載されている。位置測定装置と後続の電子機器の間の部分的に大きな間隔をブリッジできるようにするために、主伝送区間を介した信号伝送は、大抵差動方式により、例えば、ＲＳ−４８５標準に基づき行なわれている。その場合、信号伝送のために、単一の接続線対が必要である。データの送受信のために、位置測定装置と後続の電子機器には、それぞれ好適な線路送受信部が配備されている。
【０００５】
データ方向を逆転するために、送信する機器は、送信すべきデータフレームを完全に出力した後、その線路送信部を停止する。受信する機器は、そのデータフレームを完全に受信した後、線路送信部を作動して、それにより、送信する機器となり、再びデータフレームをデータ伝送チャンネルに出力する。主に接続線上の信号伝送時間によって決まる、一方の側での線路送信部の停止と他方の側での線路送信部の作動の間の時間期間において、接続線対は、接続される機器に対して高抵抗となり、従って、雑音信号に弱くなる。ここで、受信する機器がデータ方向の逆転後のデータ伝送の開始を確実に検知するために、送信する機器が、データフレームの開始時に、常に最初にスタートシーケンス（プリアンブル）を伝送している。しかし、不利な条件の下で信号反射がスタートシーケンスの誤検知を引き起こす可能性の有ることが分かった。
【０００６】
データ伝送区間が最適に終端されていない場合に、即ち、受信側での成端抵抗（終端抵抗）が、データ伝送チャンネルに使用されている接続線対の線路インピーダンスに最適に適合していない場合に、信号反射が起こる。その場合、受信器に到来する信号が反射されて、送信器に送り返される。ここで、データ方向の逆転が行なわれた場合、元の送信器が、反射された信号の受信器となる。その信号が、又もや偶然にスタートシーケンスのビットパターンを含んでいた場合、それは、データ伝送の開始として誤って解釈される可能性が有る。
【０００７】
この問題は、データ伝送から生じる信号反射が確実に減衰された場合に、初めて受信側のユニットの接続線受信部を作動することによって回避することができる。しかし、それは、アクセスサイクルの望ましくない延長を生じさせ、そのため、避けるべきである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際特許公開第２００９／１４９９６６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、データ伝送の開始を確実に検知できる、位置測定装置と後続の電子機器の間のデータ伝送方法を提供することである。
【００１０】
更に、本発明の課題は、データ伝送の開始を確実に検知可能な、位置測定装置と後続の電子機器の間のデータ伝送装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本課題は、請求項１による方法によって解決される。
【００１２】
両方向データ伝送チャンネルを介した位置測定装置と後続の電子機器の間のシリアルデータ伝送方法において、データ伝送が、データ伝送コードに応じて符号化されて、データフレームの形で行なわれ、それぞれ送信側のインタフェースユニットが、スタートシーケンスによりデータ伝送を開始して、そのスタートシーケンスの符号化が、残余のデータフレームの符号化と少なくとも部分的に相違し、それぞれ受信側のインタフェースユニットが、このスタートシーケンスの確認によりデータ方向の逆転後のデータ伝送の開始を検知する方法を提案する。
【００１３】
本課題は、請求項１０による装置によって解決される。
【００１４】
この場合、両方向データ伝送チャンネルを介した位置測定装置と後続の電子機器の間のシリアルデータ伝送装置において、位置測定装置と後続の電子機器の両方には、それぞれインタフェースユニットが配備され、このユニットでは、ソースコンポーネントから供給することが可能な送信すべきデータ及び／又はコマンドから、データフレームを生成して、データ伝送コードに応じて符号化し、データ伝送チャンネルに出力することが可能であり、それぞれ送信側では、スタートシーケンスによりデータ伝送を開始することが可能であり、そのスタートシーケンスの符号が、残余のデータフレームの符号と少なくとも部分的に相違し、それぞれ受信側では、インタフェースユニットで、このスタートシーケンスの確認によりデータ方向の逆転後のデータ伝送の開始を検知することが可能である装置を提案する。
【００１５】
本発明による方法及びそれに対応する装置の更なる利点及び詳細は、以下の実施例の記述から明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】両方向データ伝送チャンネルを介して相互接続された位置測定装置と後続の電子機器のブロック図
【図２】マンチェスタ符号化を説明する信号図
【図３】本発明による通信サイクルの信号図
【図４】位置測定装置のインタフェースユニットのブロック図
【図５】後続の電子機器のインタフェースユニットのブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、両方向データ伝送チャンネル５０を介して相互接続された位置測定装置１０と後続の電子機器１００のブロック図を図示している。
【００１８】
この位置測定装置１０は、位置検出ユニット２０と任意選択の処理ユニット３０の形の測定器コンポーネントを備えている。この位置検出ユニット２０は、デジタル位置値を生成するように好適に構成されている。そのために、このユニットは、例えば、測定目盛を備えた基準尺、それを走査する走査ユニット、及び測定目盛の走査により生成した走査ユニットの走査信号からデジタル位置値を演算する電子信号処理機器を有する。基準尺と走査ユニットは、周知の手法で互いに相対的に移動可能な形で配置されて、互いの位置を測定すべき機械部分と機械的に接続されている。この位置測定装置１０が、電気モータのシャフトの角度位置を測定すべきロータリエンコーダである場合、走査ユニット（又はロータリエンコーダの筐体）は、例えば、モータ筐体に取り付けられ、基準尺と回転ずれしない形で接続されたロータリエンコーダのシャフトは、軸継手を介して測定すべきモータシャフトと接続される。
【００１９】
特に、デジタル回路部分用の時間基準又は定義された時間パターンを提供するために、位置測定装置１０には、更に、クロック発生器３５が配置されている。それは、デジタル状態オートマトン、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラなどに供給される動作クロック信号ＣＬＫを提供する。
【００２０】
位置検出ユニット２０がベースとする物理的な走査方式は、本発明にとって重要ではない。そのため、光学式、磁気式、容量式又は誘導式走査方式とすることができる。走査ユニットの走査信号を位置値に処理するために必要な所要の処理工程に応じて、電子信号処理機器は、増幅、信号補正（オフセット、振幅、位相の補正）、補間、目盛周期の計数、Ａ／Ｄ変換などの処理工程を実行する機能ユニットを有する。
【００２１】
位置検出ユニット２０と処理ユニット３０の間で制御信号及び／又はデータを伝送するのに好適な信号線が配備されている。それらは、特に、位置検出ユニット２０で生成された位置値を処理ユニット３０に伝送する役割を果たす。
【００２２】
処理ユニット３０では、これらの位置値が、場合によっては、出力データを得るために更に処理される。そのために、処理ユニット３０で純粋にデジタル式に実行される、縮尺、データフォーマットの変更、エラー訂正などの処理工程が必要となる場合が有る。しかし、出力データは、位置値だけでなく、処理ユニット３０で順番に生成される複数の位置値から計算される速度値又は加速度値とすることもできる。
【００２３】
一方の後続の電子機器１００と他方の測定器コンポーネント２０，３０の通信のために、位置測定装置１０には、更に、インタフェースユニット４０が配置されている。特に、このインタフェースユニット４０を介して、後続の電子機器１００への出力データの伝送が行なわれる。これらの出力データは、処理ユニット３０又は位置検出ユニット２０の好適な信号線を介して、インタフェースユニット４０に送られる。このインタフェースユニット４０にも、動作クロック信号ＣＬＫが供給される。
【００２４】
位置測定装置１０のインタフェースユニット４０と後続の電子機器１００のそれに対応するインタフェースユニット１４０の間でコマンド及びデータを伝送する物理的な接続部は、両方向データ伝送チャンネル５０により構成される。そのために、位置測定装置１０では、データ伝送チャンネル５０に送受信ユニット６０が組み込まれ、後続の電子機器１００では、それに対応する送受信ユニット１６０が組み込まれており、それらは、又もやインタフェースケーブル６１を介して相互接続されている。この実施例では、送受信ユニット６０，１６０は、通常アース基準（単一端）信号として存在する、それぞれ送信すべきコマンド及び／又はデータを、例えば、広く普及しているＲＳ−４８５標準に対応する差動信号に変換するとともに、到来する差動信号からアース基準信号を生成するように好適に構成されている。これらの送受信ユニット６０，１６０の間の信号伝送のために、インタフェースケーブル６１には、接続線対５５が配備されている。この接続線対５５の両方の線は、通常互いに撚り合わせられており、その結果、雑音の影響、例えば、雑音電磁界が両方の線の信号を等しく妨害する。その評価のためには、信号の差分だけが重要となるので、この形式の信号誘導は、非常に雑音に強い。
【００２５】
有線接続式信号伝送に代わって、（グラスファイバケーブルを介した）光伝送又は無線インタフェースを用いたワイヤレス伝送を規定することもできる。
【００２６】
送受信ユニット６０，１６０のデータ方向は、それらに組み込まれたインタフェースユニット４０，１４０によって、送受信ユニット６０，１６０を作動又は停止することが可能な切換信号４２，１４２により設定することができる。データ方向を逆転する場合、伝送（データフレームの出力）が終了され、受信側のインタフェースユニット４０，１４０が、到来するデータフレームを完全に受信して、それにより送信準備完了となると直ちに、その送受信ユニット６０，１６０の線路送信部を作動した後、送信側のインタフェースユニット４０，１４０が、その送受信ユニット６０，１６０の線路送信部を停止する。
【００２７】
それぞれ送受信ユニット６０，１６０の入力には、線路終端部６５，１６５が配備されている。これらは、特に、データ方向を逆転している間、受信側で起こる信号反射を防止する役割を果たす。信号反射は、受信器（送受信ユニット６０，１６０）の入力インピーダンスが信号伝送に用いられる接続線対５５の線路インピーダンスと適合していない場合に発生する。実際には、大抵簡単なオーム抵抗が線路終端部６５，１６５として用いられ、その抵抗値は、接続線対５５のインピーダンスと一致する。そのため、撚り合わせた接続線対５５のインピーダンスが、例えば、１２０オームである場合、インタフェースケーブル６１の両端では、そのため、それぞれ送受信ユニット６０，１６０の入力では、両方の接続線が１２０オームの抵抗を用いてブリッジされる。しかし、受動部品（例えば、抵抗）の外に、能動部品を含むこともできる、より複雑な線路終端部６５，１６５も知られている。
【００２８】
この線路インピーダンスは多くの要素に依存するので、信号反射は、線路終端部６５，１６５により完全に防止できるのではなく、軽減（緩和）されるだけである。そのため、特に、データ方向の逆転によって、両方向に信号を伝送する両方向に動作するデータ伝送チャンネル５０の場合、信号反射が誤って正規のデータ伝送として検知されることを防止するのが肝要である。
【００２９】
後続の電子機器１００と位置測定装置１０の間の通信などの手法がインタフェースプロトコルにおいて規定される。この場合、しばしば所謂照会・応答方式が用いられる、即ち、通信サイクルにおいて、後続の電子機器１００（マスター）が、場合によっては、データを後に続けて、コマンドを位置測定装置１０（スレーブ）に送信し、この位置測定装置が、そのコマンドを処理して、場合によっては、要求されたデータを後続の電子機器１００に送信する。コマンドは、一般的に、例えば、処理ユニット３０のメモリセルの書込及び／又は読出用の書込及び／又は読出コマンドとすることができる。後続の電子機器１００への出力データとして位置値を要求するために、特別な位置要求コマンドを規定することができる。
【００３０】
後続の電子機器１００での全てのフローと同様に、位置測定装置１０へのアクセスも内部制御ユニット１１０により制御される。後続の電子機器１００が数値制御部又は自動化技術のそれ以外の制御機器である場合、制御ユニット１１０は、そのユニットが制御ループのために必要とする実際の位置値（実際のポジション値）を得るために、例えば、駆動に関して機械の機械的なコンポーネントを精確に位置決め（サーボ駆動）するために、インタフェースユニット１４０を介して、例えば、位置測定装置１０からの連続した位置値を要求する。
【００３１】
後続の電子機器１００にも、制御ユニット１１０とインタフェースユニット１４０の時間基準又は時間パターンを生成するために提供される動作クロック信号ＣＬＫを発生するクロック発生器１２０が配置されている。
【００３２】
コマンドとデータが、インタフェースユニット４０，１４０から、データ伝送プロトコルの定義に応じて構成されるデータフレームの形で伝送される。以下において、データフレームの幾つかの典型的なコンポーネントを列挙する。
【００３３】
（ａ）スタートシーケンス（プリアンブル）
スタートシーケンスは、データフレームの伝送を開始し、それぞれ受信側のユニットにコマンド及び／又はデータを待つべきことを信号で伝える役割を果たす。本発明では、スタートシーケンスは、信号反射が起こった場合でも、一義的に識別可能なように実現されている。
【００３４】
（ｂ）コマンド
コマンドは、標準的には、マスター（後続の電子機器１００）からスレーブ（位置測定装置１０）にのみ送られ、アクセスの種類、例えば、書込アクセス又は読出アクセスを信号で伝える。コマンドは、定義された長さ、例えば、８ビットを持つことができる。
【００３５】
（ｃ）受信データ
受信データは、マスター（後続の電子機器１００）からスレーブ（位置測定装置１０）に送信されるデータである。それらは、特に、読出コマンドの場合、如何なるメモリアドレスからデータを読み出すべきであるか、或いは書込コマンドの場合、書き込むデータの目標アドレスを示すアドレスを含むこともできる。
【００３６】
（ｄ）送信データ
送信データは、スレーブ（位置測定装置１０）からマスター（後続の電子機器１００）に伝送される（マスター（後続の電子機器１００）からコマンド毎に要求される）データである。特に、送信データは、位置測定装置１０で検出された測定値、例えば、位置値でもある。
【００３７】
（ｅ）エンドシーケンス（ポストアンブル）
エンドシーケンスは、データフレームの伝送を終了する。このシーケンスは、唯一つのビット（ストップビット）又は定義されたビット配列から構成することができる。
【００３８】
受信データ及び／又は送信データ、並びに場合によっては、エンドシーケンスは、更に、受信側での伝送エラーの検知を可能とするチェックサム（ＣＲＣ）を含むこともできる。
【００３９】
本発明では、データフレームは、符号化しない形態（そのため、それぞれ伝送すべきビットの値を定義された信号期間の間のそれに対応する信号レベルを用いて表す形態）ではなく、符号化した形態で伝送される。この目的のために、送信側では、データフローの形でデータ伝送チャンネル５０を介して伝送する前に、伝送すべきデータフレームに符号化規則を適用する。それと同様に、受信側では、到来するデータフローに復号化規則を適用して、再び元のデータフレームを取得する。
【００４０】
特に有利な符号化は、伝送すべきビットを信号エッジの形で符号化するマンチェスタ符号化の様々な変化形態である。図２に図示されたマンチェスタ符号化の場合、例えば、論理値「０」は、立ち上り信号エッジにより置き換えられ、論理値「１」は、立ち下り信号エッジにより置き換えられる。それによって、上述した伝送すべきビット配列「０１０１０００」から、符号化ビット配列「０１１００１１００１０１０１」が得られる。その利点は、一方では、伝送すべきビット毎に必ず起こるレベル変化によって、データ伝送の検証が可能になり、他方では、符号化ビット配列が定常成分を持たず、それにより、変調方法により、符号化ビット配列と供給電圧を同じ接続線対５５を介して伝送可能になることである。
【００４１】
このマンチェスタ符号化によって、符号化したデータフローに関して、時間長ＴＫの短いシンボルＫと時間長ＴＬの長いシンボルＬの配列が得られる。このデータ伝送を検証するために、例えば、正規の符号化では、短いシンボルＫが常に対となって出現するか、或いは偶数個の短いシンボルＫが出現するとの事実を利用することができる。従って、単一の短いシンボルＫ又は奇数個の連続した短いシンボルＫの出現は、残余のデータフレームの符号化と相違することを意味する。
【００４２】
マンチェスタ符号化の図２に図示された変化形態の外に、当然のことながら、論理レベルに対する信号エッジの逆の割り当ても可能である。同様に、差動マンチェスタ符号化が適している。
【００４３】
図３は、例えば、本発明による後続の電子機器１００と位置測定装置１０の間の通信サイクルを図示している。この場合、後続の電子機器１００は、先ずは第一のデータフレーム２００を位置測定装置１０に伝送し、次に、タイムスロットＳ１において、データ伝送チャンネル５０のデータ方向が切り換えられて、位置測定装置１０が、第一のデータフレーム２００に対する応答として、第二のデータフレーム３００を後続の電子機器１００に伝送する。そのため、この例では、後続の電子機器１００が、データを要求するマスターとして動作し、位置測定装置１０が、マスターからの要求に対する応答としてデータを送信するスレーブとして動作する。これらのデータフレーム２００，３００の伝送は、マンチェスタ符号化して行なわれる。
【００４４】
タイムスロットＳ１は、主にデータ伝送チャンネル５０を通る信号の伝送時間、特に、インタフェースケーブル６１を通るケーブル通過時間によって決まる。その理由は、確かに後続の電子機器１００の送受信ユニット１６０が、第一のデータフレーム２００の送信直後に送信動作から受信動作に切り換わることができるが、位置測定装置１０の送受信ユニット６０の切換は、（ケーブル通過時間だけ遅れて）第一のデータフレーム２００を完全に受信した後に漸く実行できるからである。
【００４５】
この第一のデータフレーム２００は、コマンド２２０が後に続くスタートシーケンス２１０により開始される。そして、任意選択として、第一のデータフレーム２００をエンドシーケンス２４０により終了する前に、（位置測定装置１０の視点から見て）受信データ２３０を伝送することができる。このコマンド２２０は、例えば、位置値を生成して、後続の電子機器１００に伝送することを位置測定装置１０に要求する位置要求コマンドとすることができる。
【００４６】
同様に、第二のデータフレーム３００は、スタートシーケンス３１０により開始される。位置測定装置１０がスレーブとして動作するので、第二のデータフレーム３００は、送信データ３３０だけを含むが、コマンドを含まない。第二のデータフレーム３００は、又もやエンドシーケンス３４０により終了する。この送信データ３３０は、例えば、位置要求コマンドに対して生成された位置値及び付加データを含むことができる。付加データは、例えば、位置測定装置１０に配備された追加センサ（例えば、温度センサ）の評価により得られるデータであるが、ステータス情報又は任意のメモリ内容とすることもできる。
【００４７】
エンドシーケンス３４０の伝送後、別のタイムスロットＳ２において、再びデータ方向が切り換えられ、その結果、後続の電子機器１００が、再び第一のデータフレーム２００を送信することができる。
【００４８】
特に、位置測定装置１０の位置値が、サーボ駆動用の実際の位置値などとして必要な場合、図３に図示されている通り、通信サイクルが短い時間間隔で順番に続く。そのため、冒頭で述べたスタートシーケンスを誤検知する虞は、第一のデータフレーム２００の終わりと第二のデータフレーム３００の始まりの間だけでなく、第二のデータフレーム３００の終わりと（それに続く通信サイクルの）第一のデータフレーム２００の始まりの間にも生じる。
【００４９】
本発明では、データフレーム２００，３００のスタートシーケンス２１０，３１０は、それらの符号化が、データフレーム２００，３００の残余のブロック（コマンド２２０、受信データ２３０、エンドシーケンス２４０又は送信データ３３０、エンドシーケンス３４０）の符号化と少なくとも部分的に相違するように構成される。ここで、信号反射により引き起こされるデータフローが、その信号伝送のベースとなるマンチェスタ符号化を有することによって、スタートシーケンス２１０，３１０が、正にマンチェスタ符号化と相違する符号化によって一義的に検知することが可能となる。
【００５０】
この例では、符号化の違いは、領域Ｘにおいて、マンチェスタ符号化の符号化規則に反して信号エッジが出現しないことである。そのため、領域Ｘには、論理値「０」も、論理値「１」も割り当てることができない。図３に図示されている通り、二つの領域Ｘの間に、一つの信号エッジが出現することが、その場合、異なる符号化にも関わらず、伝送の周波数スペクトルに影響を与えないので、特に有利である。
【００５１】
マンチェスタ符号化したデータフローでは、常に偶数個の連続する短いシンボルＫが出現するが、ここで述べた符号化の違いが、幾つかの短いシンボルＫ及び／又は奇数個の連続する短いシンボルＫを発生させるので、データフローを評価する場合、この種の符号化の違いは特に容易に検知できる。
【００５２】
図４は、本発明による位置測定装置１０のインタフェースユニット４０のブロック図を図示している。このユニットは、読出ユニット７０、出力ユニット８０及び通信ユニット９０を有する。
【００５３】
この読出ユニット７０は、到来するデータフローを読み出して処理する役割を果たす。そのために、このユニットは、到来するデータフローを供給される比較ユニット７２を有する。この比較ユニットは、データフローの内容を有効なスタートシーケンスと比較して、肯定的な比較結果の場合、即ち、有効なスタートシーケンス２１０が、そのため、第一のデータフレーム２００の到来が検知された場合、ここで、第一のデータフレーム２００を処理すべきことを復号化ユニット７４に信号で伝える。この復号化ユニット７４は、残余の部分データフレーム（コマンド２２０、受信データ２３０、エンドシーケンス２４０）を復号化して、その内容（コマンド２２０と、場合によっては、受信データ２３０）を復号化した形で通信ユニット９０に出力する。
【００５４】
第一のデータフレーム２００の符号化と物理的な伝送形態に応じて、比較ユニット７２と復号化ユニット７４でのデータフローの評価前に、前処理を必要とする場合が有る。このような到来するデータフローと電子測定機器がベースとする時間パターンが異なる場合、同期ユニット７６において、先ずはデータフローを位置測定装置１０の動作クロック信号ＣＬＫと同期させる。この結果得られた同期データフローは、シンボル判定器７８に供給され、このシンボル判定器は、同期データフロー内の短いシンボルＫと長いシンボルＬの配列を検出して、この情報だけを復号化のために復号化ユニット７４に転送する。データ伝送チャンネル５０を介して到来するデータフローの内容は、この前処理によって変化しない。
【００５５】
この通信ユニット９０は、それぞれアドレス指定された目標コンポーネント（例えば、位置検出ユニット２０、処理ユニット３０等）にコマンド２２０と、場合によっては、受信データ２３０とを転送する。更に、この通信ユニット９０は、例えば、位置検出ユニット２０又は処理ユニット３０から、送信データ３３０を受け取って、又もや（この場合、送信データ３３０とエンドシーケンス３４０を含む）部分データフレームを生成して、それをインタフェースユニット４０の出力ユニット８０に出力する。このデータ方向では、処理ユニット３０及び／又は位置検出ユニット２０は、データ伝送に関するソースコンポーネントとして動作する。
【００５６】
この出力ユニット８０では、部分データフレーム３３０，３４０が符号化ユニット８４で符号化される。データフレーム３００を出力するために、先ずはスタートシーケンス出力ユニット８２から、未だ欠落している本発明によるスタートシーケンス３１０が出力され、その次に、符号化ユニット８４から、送信データ３３０とエンドシーケンス３４０から成る部分データフレームが出力される。
【００５７】
出力ユニット８０においても、選定された符号化又は物理的な伝送形態に応じて、スタートシーケンス出力ユニット８２及び符号化ユニット８４から出力された、第二のデータフレーム３００を表すデータフローの更なる処理を行なうことができる。そのため、伝送ユニット８６において、例えば、両方向データ伝送チャンネル５０を介して後続の電子機器１００に出力する前に、この例では、短いシンボルＫと長いシンボルＬの配列として出現するデータフローのデータ伝送速度を設定することができる。
【００５８】
図５は、本発明による位置測定装置１０のインタフェースユニット４０と対を成すユニットとして、後続の電子機器１００のそれに対応するインタフェースユニット１４０のブロック図を図示している。
【００５９】
これらのインタフェースユニット４０，１４０は、互いに対称的に構成されており、従って、インタフェースユニット４０の各ユニットは、インタフェースユニット１４０のユニットに対応している。そのため、インタフェースユニット１４０も、比較ユニット１７２と復号化ユニット１７４を備えた読出ユニット１７０を有する。更に、選定された符号化に応じて、同期ユニット１７６とシンボル判定器１７８を配備することもできる。同様に、スタートシーケンス出力ユニット１８２、符号化ユニット１８４及び伝送ユニット１８６を備えた出力ユニット１８０が存在する。制御ユニット１１０のコマンド２２０も第一のデータフレーム２００に統合しなければならない一方、位置測定装置１０から到来する第二のデータフレーム３００が処理すべきコマンドを含まないという点において、通信ユニット１９０だけが通信ユニット９０と異なる。その理由は、この実施例がマスター・スレーブシステムである、即ち、マスター（後続の電子機器１００）だけが通信サイクルを始動し、スレーブ（位置測定装置１０）は到来するコマンドだけを処理するからである。
【００６０】
しかし、各参加機器がコマンドを送信するとともに、受信して処理することもできるデータ伝送装置も知られている。そのような装置では、両方の通信ユニット４０，１４０を完全に同じ形で実現することができる。
【００６１】
この制御ユニット１１０は、後続の電子機器１００の側では、データ方向に応じて、ソースコンポーネントとして、或いは目標コンポーネントとして動作する。
【００６２】
同様に、三つ以上の参加機器がデータ伝送チャンネル５０を介して通信するデータ伝送装置が知られている。
【００６３】
データフレーム２００，３００が何れの参加機器１０，１００から由来するのかを識別可能とするために、一般的にデータフレーム２００，３００が、特に、残余のデータフレーム２００，３００の符号化との様々な相違形態により、互いに異なるスタートシーケンス２１０，３１０を有することが有利である。
【００６４】
前述したマンチェスタ符号化の外に、本発明の範囲内では、例えば、ＭＬＴ−３符号又はＲＺ（リターンツーゼロ）符号などのそれ以外のビット符号化を採用することも可能である。ビット符号化との用語は、伝送すべき各ビットを個々に符号化して伝送する符号であると解釈する。そのため、マンチェスタ符号化では、各ビットは、立ち上り又は立ち下り信号エッジとして伝送される、即ち、０−１配列又は１−０配列として伝送が行なわれる。ＭＬＴ−３符号化では、論理値「０」の伝送が一定の信号レベルにより符号化され、論理値「１」の伝送が信号レベルの変化により符号化される。ＲＺ符号では、正又は負の電圧パルスによりビットが伝送され、二つのビットの間の電圧は、常に中立の電圧値（「ゼロ」）に戻る。
【００６５】
更に、ビットグループ符号化、即ち、ｎビット（ｎ＞１）のグループをそれぞれｍビット（ｍ＞ｎ）のグループに置き換える符号を採用することもできる。ビットグループ符号化は、通常データフローの定常成分の極めて少ない伝送を実現するために用いられる。更に、ビットグループ符号化では、目的通りビット変化を強制することができ、そのことは、受信側でのクロック復元を容易にする。その典型的な例は、４ビットのグループを５ビットのグループに置き換える４ｂ５ｂ符号化である。この場合、残余のデータフレーム（即ち、それぞれスタートシーケンス２１０，３１０を除く第一のデータフレーム２００又は第二のデータフレーム３００から成る、通信ユニット９０，１９０で生成される部分データフレーム）の符号化のために必要でないビットグループは、スタートシーケンス２１０，３１０のために使用することができる。この場合、残余のデータフレーム内において、二つのグループの間の伝送領域内にも起こり得ない少なくとも一つのグループがスタートシーケンス２１０，３１０内に存在することを保証しなければならない。
【００６６】
最後に、例えば、データフレームを先ずビットグループ符号化（４ｂ５ｂ）した後ビット符号化（ＭＬＴ−３）することによって、ビット符号化とビットグループ符号化を組み合わせることも可能である。如何なる場合でも、スタートシーケンス２１０，３１０の符号化が残余のデータフレームの符号化と相違することが重要である。
【符号の説明】
【００６７】
１０    位置測定装置
２０    位置検出ユニット
３０    処理ユニット
３５    クロック発生器
４０    インタフェースユニット
４２    切換信号
５０    両方向データ伝送チャンネル
５５    接続線対
６０    送受信ユニット
６１    インタフェースケーブル
６５    線路終端部
７０    読出ユニット
７２    比較ユニット
７４    復号化ユニット
７６    同期ユニット
７８    シンボル判定器
８０    出力ユニット
８２    スタートシーケンス出力ユニット
８４    符号化ユニット
８６    伝送ユニット
９０    通信ユニット
１００    後続の電子機器
１１０    制御ユニット
１２０    クロック発生器
１４０    インタフェースユニット
１４２    切換信号
１６０    送受信ユニット
１６５    線路終端部
１７０    読出ユニット
１７２    比較ユニット
１７４    復号化ユニット
１７６    同期ユニット
１７８    シンボル判定器
１８０    出力ユニット
１８２    スタートシーケンス出力ユニット
１８４    符号化ユニット
１８６    伝送ユニット
１９０    通信ユニット
２００    第一のデータフレーム
２１０    スタートシーケンス
２２０    コマンド
２３０    受信データ
２４０    エンドシーケンス
３００    第二のデータフレーム
３１０    スタートシーケンス
３３０    送信データ
３４０    エンドシーケンス
ｔ    時間
ＣＬＫ    動作クロック信号
ＡＣＬＫ  動作クロック信号
Ｋ    短いシンボル
Ｌ    長いシンボル
Ｓ１    タイムスロット
Ｓ２    タイムスロット
ＴＫ    短いシンボルの時間長
ＴＬ    長いシンボルの時間長
Ｘ    符号化規則に反する領域
【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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