(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信機能を備えたモジュールの複数が、少なくとも１線の信号伝達線路で構成されるバスに接続されるように構成されたシリアル通信システムにおいて、一のモジュールの送信部が前記バスを介して他のモジュールの受信部に接続されたとき、前記少なくとも１線を介してデータがシリアル伝送されるシリアル通信方法であって、
上記一のモジュールの送信部は、先頭部に配置された同期確立制御信号となるプリアンブルと、フレーム開始信号と、データと、最後尾に配置されたフレーム終了信号で構成される送信データフレームで上記信号伝達線路に送信データを送出し、前記送信データフレームの送信終了時に上記信号伝達線路を開放してハイインピーダンス状態とし、前記ハイインピーダンス状態の後上記送信データフレーム構成で次のデータを送出することで順次データを送出するように構成されており、
上記他のモジュールは、前記信号伝達線路を介して前記送信データが入力される受信部と、前記受信部の出力に接続されるデータ処理部と、上記フレーム終了信号の検出に応じて前記信号伝達線路の受信動作を制御する制御手段とを備えており、前記制御手段は、上記フレーム終了信号を検知したタイミングで、上記フレーム終了信号検出後の一定期間、前記受信部における受信動作を停止ないし受信データを無効にさせる制御を行うように構成されており、これにより前記フレーム終了後に前記ハイインピーダンス状態になった前記信号伝達線路に前記プリアンブルの電圧レベルに達するノイズが発生し前記受信部に入力された場合の誤動作が防止され構成であるシリアル通信方法。
【請求項２】
請求項１において、
上記送信部から送出される送信データフレームは、上記フレーム終了信号の後にパディングデータが付加された構成で送信し、パディングデータ送出後に上記信号伝達線路を開放する構成とすることで上記フレーム終了信号後も一定期間送信部からの出力を保持し、  上記他のモジュールにおいては、上記制御手段が上記受信部の受信動作を停止しあるいは受信データを無効する状態に至るまでの一定期間における前記受信部へのノイズ取り込みを防止するシリアル通信方法。
【請求項３】
一方向が少なくとも１線で構成される双方向バスと、前記バスに接続された通信機能を備えたモジュールの複数と、を有し、前記モジュール間は前記信号伝達線路のそれぞれを介してシリアル伝送される信号によってデータが伝送される双方向シリアル通信システムであって、
上記複数のモジュールは、それぞれ送信部及び受信部を有し、
上記送信部は、先頭部に配置された同期確立制御信号となるプリアンブルと、フレーム開始信号と、データと、最後尾に配置されたフレーム終了信号で構成される送信データフレームで上記信号伝達線路に送信データを送出し、前記送信データフレームの送信終了時に上記信号伝達線路を開放してハイインピーダンス状態とし、前記ハイインピーダンス状態の期間の後上記送信データフレーム構成で次のデータを送出することで順次データを送出するように構成されており、
上記他のモジュールは、上記信号伝達線路を介して上記送信データが入力される受信部と、前記受信部の出力に接続されるデータ処理部と、上記フレーム終了信号の検出に応じて前記受信部の受信動作を制御する制御手段とを備えており、前記制御手段は、上記フレーム終了信号を検知したタイミングで、上記フレーム終了信号検出後の一定期間、前記受信部における受信動作を停止ないし受信データを無効にする制御を行うように構成されており、これにより前記フレーム終了後に前記ハイインピーダンス状態になった前記信号伝達線路に前記プリアンブルの電圧レベルに達するノイズが発生し前記受信部に入力された場合の誤動作が防止される構成である双方向シリアル通信システム。
【請求項４】
請求項３において、
上記送信部から送出される送信データフレームは、上記フレーム終了信号の後にパディングデータが付加された構成で送信し、パディングデータ送出後に上記信号伝達線路を開放する構成とすることで上記フレーム終了信号後も一定期間送信部からの出力を保持し、  上記送信データを受信するモジュールにおいては、上記制御手段が上記受信部の受信動作を停止しあるいは受信データを無効にする状態に至るまでの一定期間における前記受信部へのノイズ取り込みを防止する双方向シリアル通信システム。
【請求項５】
請求項３または４において、
上記バスは、２線式信号伝達線路で構成され差動シリアル信号を伝達するものであり、  上記送信部は、上記バスに差動シリアル信号を出力し、
前記送信データを受信するモジュールにおいて、上記受信部は差動シリアル信号を受信する差動入力回路であり、前記制御手段は前記フレーム終了信号が検出されたタイミングで受信イネーブル信号を出力し上記受信イネーブル信号により前記受信部の受信動作を停止させる制御を行うものである双方向シリアル通信システム。
【請求項６】
一つの主制御モジュールと、上記主制御モジュールの制御下で所定の動作を実行する複数の機能モジュールと、上記モジュール間を接続し送信側モジュールから受信側モジュールにデータを伝送する双方向シリアルバス通信路とを搭載した自動販売機であって、
上記モジュールのそれぞれは送信部及び受信部を備え、
上記送信部は、先頭部に配置された同期確立制御信号となるプリアンブルと、フレーム開始信号と、データと、最後尾に配置されたフレーム終了信号で構成される送信データフレームで上記通信路に送信データを送出し、前記送信データフレームの送信終了時に上記信号通信路を開放してハイインピーダンス状態とし、前記ハイインピーダンス状態の期間の後上記送信データフレーム構成で次のデータを送出することで順次データを送出するように構成されており、
上記モジュールのそれぞれは、上記送信データが入力される前記受信部と、前記受信部で受信したデータに関連する機能を実行する制御部と、上記フレーム終了信号の検出に応じて受信動作を制御する制御手段を有し、上記制御手段は、上記フレーム終了信号を検知したタイミングで、上記フレーム終了信号検出後の一定期間、前記受信部での受信動作を停止しあるいは受信データを無効にする制御を行うように構成されており、これにより前記フレーム終了後に前記ハイインピーダンス状態になった前記バス通信路に前記プリアンブルの電圧レベルに達するノイズが発生し前記受信部に入力された場合の誤動作が防止される構成である自動販売機。
【請求項７】
請求項６において、
上記送信部から送出される送信データフレームは、上記フレーム終了信号の後にパディングデータが付加された構成で送信し、パディングデータ送出後に上記通信路を開放する構成とすることで上記フレーム終了信号後も一定期間送信部からの出力を保持し、
上記送信データを受信するモジュールにおいて、上記制御手段が上記フレーム終了信号の検知後上記受信回路の受信動作が停止しあるいは受信データを無効する状態に至るまでの一定期間における前記受信部へのノイズ取り込みを防止するように構成された自動販売機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリアル通信方法及び双方向リアル通信システムに関し、例えばＥＩＡ−４８５（ＲＳ−４８５規格）に適合したシリアル通信方法及び双方向リアル通信に利用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＥＩＡ−４８５（ＲＳ−４８５規格）は、ドライバとレシーバの電気的特性を定めたものである。データプロトコルについては規定も推奨もしていない。この規格は、高速データ通信速度が可能であり、ツイストペアを用いた平衡型伝送路を採用することにより、比較的遠距離（４０００フィート）の通信が可能である。このようなシリアル通信方法に関しては、例えば２００６年１月、ＣＱ出版社発行の「デジタル・データ伝送路技術入門」がある。
【非特許文献１】２００６年１月、ＣＱ出版社発行「デジタル・データ伝送路技術入門」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本願発明者は、自動販売機の開発において、自動販売機に搭載された各モジュールのデータ通信にシリアルおよび差動シリアル通信方式を検討した。バス接続による双方向シリアル通信は配線が少なく済み、自動販売機内のような狭い空間において非常に有効な案である。つまり、従来より比較的低速な転送レートで、バス接続による双方向シリアル通信がモジュール問で行われていた。低速なデータ通信では不要反射によるノイズの影響が小さく、反射ノイズの対策をしない場合でもプリアンブルが誤検出されることはない。しかしながら、近年各モジュールの性能向上により、モジュール間のデータ転送量が増大しており通信速度が高速化している。高速なデータ通信では、不要反射がデータ通信に与える影響が大きく動作が不安定になる。
【０００４】
複数台のモジュールを接続した環境で通信の評価を行った際、上記不要反射ノイズが増大し、受信側モジュールでプリアンブルの誤検出が発生するという問題に直面した。すなわち、信号の不要反射を防ぐために正確にインピーダンス整合を試みたが、図７の波形図に示したように、送信イネーブル信号ＳＥＮをロウレベル（オフ）にして伝送路をハイインピーダンス状態にする際に不要反射ノイズは抑え切ることは難しいことが判明した。その原因は、ハイインピーダンス状態における伝送路の微妙な電圧変化（反射ノイズ発生期間）がレシーバの受信感度レベルに達し、受信イネーブル信号ＲＥＮのハイレベル固定により受信状態になる他の受信側モジュールにおいて受信データＤＲにパルスが発生してしまうことが判った。したがって、これ以上不要反射ノイズを改善することは技術的に難しいことが判明した。
【０００５】
この発明の目的は、簡単な構成で高速化を図りつつ誤動作を防止したシリアル通信方法及び双方向リアル通信システムを提供することにある。ここの発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願において開示される１つの実施例は、以下の通りである。双方向シリアル通信システムは、第１モジュールと、第２モジュールと、上記第１モジュール及び第２モジュールが接続される幹線バスとを有する。上記第１及び第２モジュールは、それぞれ送信部及び受信部をそれぞれ有する。上記送信部は、送信データの先頭部にプリアンブルを有し、上記送信データの最後尾にフレーム終了信号を挿入して信号伝達線路をハイインピーダンス状態にする。上記受信部は、上記終了信号を検知し、一定期間受信回路の受信動作を停止ないし受信データを無効にする。
【発明の効果】
【０００７】
不要反射ノイズが発生しても、かかる期間では受信部では受信動作が停止ないし受信データを無効にすることにより、簡単な構成で高速化を図りつつ誤動作を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図３には、この発明が適用される双方向シリアル通信システムの一実施例のブロック図が示されている。幹線バスに対して、モジュールＭＯＪ１ないしＭＯＪ４が接続される。これらのモジュールＭＯＪ１〜ＭＯＪ４の相互においてシリアルデータ通信が行われる。特に制限されないが、この実施例の双方向シリアル通信システムは、自動販売機に搭載されるものであり、モジュールＭＯＪ１は、マイクロコンピュータ等のような主制御モジュールであり、モジュールＭＯＪ２ないしＭＯＪ４は、上記主制御モジュールＭＯＪ１の制御下で所定の動作を実行する複数の機能モジュールである。
【０００９】
幹線バス（通信線路）上に、上記主制御モジュールＭＯＪ１と、代表として例示的に示された周辺モジュールＭＯＪ２〜ＭＯＪ４が接続された構成となっている。この幹線バスに接続された周辺モジュールＭＯＪ２〜ＭＯＪ４の中には、例えば、金銭識別部、金額表示部、ベンド部、ユーザ入力部等が含まれる。特に制限されないが、コンテンツ表示部や通信部も含ませるようにしてもよい。
【００１０】
上記金銭識別部は、自動販売機に投入された金銭を識別する機能を備える。上記金額表示部は、この識別された金銭を表示する機能を備える。上記ユーザ入力部は、自動販売機のボタンを代表とするユーザインタフェースを制御する機能を備える。上記ベンド部は、この押されたボタンに対応する商品を排出する機能を備える。上記通信部は、例えば有線ＬＡＮ（Local Area Network）や無線ＬＡＮ等によって、外部からデータを取得し、又は外部に対してデータを送信する機能を担う。上記コンテンツ表示部は、この取得したコンテンツデータ（例えば宣伝広告、ニュース等）を表示する機能を担う。主制御モジュールＭＯＪ１は、例えば通信線路ＬＮの占有権の管理や周辺モジュールの管理などを含めて自動販売機全体を制御する。
【００１１】
このようなバス接続方式では接続されるモジュールが増えると、幹線バス上においてバス開放時に幹線バスがハイインピーダンス状態になる際に不要反射ノイズが発生する。この不要反射ノイズは、正確にインピーダンス整合を行ったとして、幹線バスがハイインピーダンス状態にされてしまうのでインピーダンス整合だけでは限界があり、その発生規則を想定することが難しくなる。したがって、反射ノイズをプリアンブルとして誤検出しまう可能性があり、誤動作の原因となる。
【００１２】
図１には、この発明に係るシリアル通信システムの一実施例のブロック図が示されている。同図には、１つの送信側モジュールと３つの受信側モジュール１ないし３が代表として例示的に示されている。１つの受信側モジュール１は、受信系回路のブロック構成が代表として例示的に示されている。他の受信側モジール２と３については、上記受信モジュール１と同様な構成であるのでブラックボックスで示されている。この実施例では、特に制限されないが、約１０．４ＭＨｚのような高速データ通信に向けられている。
【００１３】
送信側モジュールは、送信イネーブル信号ＳＥＮのオフ（ロウレベル）によりドライバＳＤが出力ハイインピーダンス状態となる。これにより、送信終了により幹線バスはハイインピーダンス状態になり、前記のような不要反射ノイズが発生してしまう。この実施例では、受信モジュール内に、データ受信部の他にＥＯＦパターン検出部が設けられ、このＥＯＦパターン検出信号によりそれにより受信イネーブル制御部を介して受信イネーブル信号ＲＥＮをロウレベルにする。レシーバＲＶは、上記受信イネーブル信号ＲＥＮがオフ（ロウレベル）になると、出力ハイインピーダンス状態となり、受信データ線ＤＲをハイインピーダンス状態にするが、プルアップ抵抗ＲＰが設けられており、ハイレベルの固定状態になる。
【００１４】
したがって、送信側モジュールの送信終了に伴い前記のように幹線バスに不要反射ノイズが発生しても、受信モジュール側においては、終了直前に出力されたＥＯＦの検出信号により、レシーバＲＶの出力信号はハイレベルに固定されているため、データ受信部やプリアンブルパターン検出部には上記不要反射ノイズに対応したパルスが伝わらない。これにより、受信側モジュールにおける上記プリアンブルパターン検出部において、幹線バスに発生した不要反射ノイズをプリアンブルとして誤検出しまうことによる誤動作を防止することができる。
【００１５】
図２には、この発明に係るシリアル通信方法の説明図が示されている。同図には、幹線バスに伝えられるデータ信号及び送信側モジュールの送信イネーブル信号及び受信モジュール側の受信イネーブル信号が代表として例示的に示されている。送信側モジールにおいて送信動作が開始されるときには、送信イネーブル信号ＳＥＮがハイレベルとなり、前記ドライバＳＤを通してプリアンブル−ＳＦＤ−データ−ＥＯＦを出力し、上記送信イネーブル信号ＳＥＮのロウレベルにより幹線バスをハイインピーダンス状態とする。ここで、プリアンブルは、受信側モジュールの同期確立用制御信号である。ＳＦＤ（Start Frame Delimiter)は、プリアンブルの終了とデータ部の先頭に設けられるデータ部の始まりの検出に用いられる。ＥＯＦ（End Of Frame) は、フレーム終了信号である。
【００１６】
受信側モジュールでは、受信イネーブル信号ＲＥＮがハイレベルにされており、上記ＥＯＦ検出タイミングで一定期間ロウレベル（オフ）にされる。これにより、レシーバＲＶの出力信号はハイレベルに固定されているため、データ受信部には上記不要反射ノイズに対応したパルスが伝わらない。例えば、送信側モジュールにおいて、ＥＯＦ（End Of Frame) 信号の後に送信イネーブル信号ＳＥＮをロウレベルにしてドライバを出力ハイインピーダンスにするため、受信側モジュールにおいて上記ＥＯＦ検出からレシーバＲＶの出力をハイインピーダンスにするまでの短い時間に、不要反射ノイズを取り込んだとしても少ないパルス数にすぎないからプリアンブルと誤認識することはない。
【００１７】
図４には、この発明に係るシリアル通信システムの他の一実施例のブロック図が示されている。この実施例は、ＥＩＡ−４８５（ＲＳ−４８５規格）に向けられている。つまり、差動シリルアル線による送信側モジュールと受信側モジュール１ないし３で構成される。このような差動シリアル線による幹線バス、及びそれに対応したドライバＳＤ，レシーバＲＶであることの他は、前記図１の実施例と同様である。この実施例の差動シリアル信号線を使用した通信は、シリアル信号線の通信に比べノイズ耐性が高いため、長距離の転送も可能になり、高いノイズ耐性が要求される自動販売機には好適なものとなる。
【００１８】
図５には、この発明に係るシリアル通信方法の他の説明図が示されている。この実施例は、前記図２の実施例の変形例であり、ＥＯＦ（End Of Frame）の後にパディングデータ（ＰＡＤ）が挿入される。つまり、送信側モジールにおいて送信動作が開始されるときには、送信イネーブル信号ＲＥＮがハイレベルとなり、前記ドライバを通してプリアンブル−ＳＦＤ−データ−ＥＯＦ−ＰＡＤを出力し、上記送信イネーブル信号ＲＥＮのロウレベルにより幹線バスをハイインピーダンス状態とする。
【００１９】
受信側モジュールでは、受信イネーブル信号ＲＥＮがハイレベルにされており、上記ＥＯＦ検出タイミングで一定期間ロウレベル（オフ）にされる。これにより、レシーバＲＶの出力信号はハイレベルに固定されているため、データ受信部には上記不要反射ノイズに対応したパルスが伝わらない。特に、送信側モジュールにおいて、ＥＯＦ（End Of Frame) 信号の後にパディングデータ（ＰＡＤ）を挿入して、ドライバを出力ハイインピーダンスにするため、受信側モジュールにおいて上記ＥＯＦ検出からレシーバＲＶの出力をハイインピーダンスにするまでの短い時間があったとしても、その間に不要反射ノイズを取り込んでしまうことを防止できる。これにより、確実で高速なデータ通信が可能になる。
【００２０】
図６は、前記図５のシリアル通信方法による動作波形図が示されている。送信イネーブル信号ＳＥＮは、ＥＯＦパターン出力後にパディングデータＰＡＤを出力する出力保持期間を有する。この期間において、受信側モジュールでは、ＥＯＦ検出動作を行って受信イネーブル信号ＲＥＮをロウレベルにしてレシーバＲＶの出力信号をプルアップ抵抗ＲＰによりハイレベルに固定することができる。したがって、反射ノイズが発生しても受信側モジュールにおいては、受信イネーブル信号ＲＥＮのロウレベルにより上記反射ノイズを取り込まなくすることができる。この受信イネーブル信号ＲＥＮは、一定期間経過後ハイレベルに戻して次フレーム待ち状態となる。
【００２１】
以上本発明者によってなされた発明を、前記実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。受信イネーブル信号を形成する受信イネーブル制御部は、例えば当該モジュール自身が送信モードになる場合等において、受信イネーブル信号をロウレベルにする機能を有する。通信データ形式としては、データの先頭部にプリアンブルを、最後尾にはＥＯＦを有するものであればよい。ＥＯＦパターン検出回路、プリアンブル検出回路及びデータ受信部の具体的構成は、通信データ形式に対応した種々の実施形態を採ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
この発明は、自動販売機等に向けた各種シリアル通信方法及び双方向リアル通信システムに広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】この発明に係るシリアル通信システムの一実施例のブロック図である。
【図２】この発明に係るシリアル通信方法の説明図である。
【図３】この発明が適用される双方向シリアル通信システムの一実施例のブロック図である。
【図４】この発明に係るシリアル通信システムの他の一実施例のブロック図である。
【図５】この発明に係るシリアル通信方法の他の説明図である。
【図６】図６のシリアル通信方法による動作波形図である。
【図７】本願発明に先立って検討されたシリアル通信方法による動作波形図である。
【符号の説明】
【００２４】
ＭＯＪ１…主制御モジュール、ＭＯＪ２〜ＭＯＪ４…機能モジュール、ＳＤ…ドライバ、ＲＶ…レシーバ、ＲＰ…プルアップ抵抗、
【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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