(57)【要約】      （修正有）【課題】Ｉ２Ｃバスを延長可能としたＩ２Ｃバス延長装置を提供する。【解決手段】Ｉ２Ｃバス延長装置は、Ｉ２Ｃバス通信ケーブルと接続されるＩ２Ｃバス仕様駆動回路と電流駆動回路とが接続され、また、Ｉ２Ｃバス通信ケーブルと接続されるＩ２Ｃバス仕様駆動回路と差動通信回路とが接続される。【選択図】図１
0003218442.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
Ｉ２Ｃバスの駆動電流を増加させた回路を付加する事でＩ２Ｃバスを延長するＩ２Ｃバス延長装置。
【請求項２】
Ｉ２Ｃバスを差動信号で通信する回路を付加する事でＩ２Ｃバスを延長するＩ２Ｃバス延長装置
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本考案は、Ｉ２Ｃ（Ｉｎｔｅｒ−Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）バスを延長する。Ｉ２Ｃバスに関する。
【背景技術】
【０００２】Ｉ２Ｃバスは、ＳＤＡ（データ）、ＳＣＬ（クロック）の２本の信号線を用い、ＧＮＤから０．３×ＶＤＤ（電源電圧）以下をＬｏｗレベル、０．７×ＶＤＤ（電源電圧）以上をＨｉレベルとし、ＳＣＬの信号に同期したＳＤＡ信号のレベルにて、Ｂｉｔの判断を行い通信しており、Ｉ２Ｃバスの仕様では、ＳＤＡ、ＳＣＬ信号共に、４００ｋｂｐｓの通信速度の場合、３ｍＡの電流を最大値とし、ＳＤＡ、ＳＣＬの信号の立ち上り、立ち下り時間の状態遷移時間の仕様より、４００Ｋｂｐｓの通信では、ＳＤＡ、ＳＣＬ信号が接続できるケーブルや配線の容量が４００ｐＦ以内と規定されている。【０００３】この４００ｐＦの容量は、Ｉ２Ｃバスの仕様で、３ｍＡの電流で、ＳＤＡ、ＳＣＬの信号の立ち上り、立ち下り時間の仕様内に収める為の理論上の最大容量で、この容量を超えてしまうと、信号の立ち上り、立ち下り時間が仕様に収まらなくなり、通信が出来なく成る。【０００４】この為、ケーブルや配線を長くする場合、信号の立ち上り、立ち下り時間が長い仕様の通信速度が遅い設定を選択しなければ成らなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２６０１３８
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】「ＵＭ１０２０４  Ｉ２Ｃバス仕様およびユーザーマニュアル」ＮＸＰセミコンダクターズ
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】Ｉ２Ｃバスは、シンプルな構成で低消費電力のバスであり、同一プリント基板内での配線で有れば課題は発生しないが、機械装置等にＩ２Ｃバスを持つセンサー等を取り付ける場合、バスを延長する必要が有り、Ｉ２Ｃバスの仕様を満たした、ケーブル・配線の延長距離は、数十ｃｍと短く、機械装置等への取り付には限界があり、特にＩ２Ｃバスで接続されるセンサー等のデバイスの活用範囲が限られてしまう課題が有った。【０００８】Ｉ２Ｃバスを持つデバイスは、携帯電話やカーナビ、家電等の組み込み用のデバイスとして開発されており、低電圧、低電力で動作し、産業用での利用の為にケーブル・配線を延長して使用する事を想定していない為である。
【問題を解決する為の手段】
【０００９】請求項１の考案では、Ｉ２Ｃバスの仕様では、最大電流、及び、ＨｉからＬｏｗ、ＬｏｗからＨｉへの状態遷移時間が定められている、本考案では、状態遷移時間は、仕様に準ずるが、電流のみ増加させる電流駆動回路を送信側と受信側に付加回路として組み合わせる事で、Ｉ２Ｃバスに接続されたケーブルを延長する事を可能とする。
【００１０】Ｉ２Ｃバスの通信速度が４００Ｋｂｐｓの場合、延長するケーブルの最大静電容量が４００ｐＦと規定されており、これは、３ｍＡの電流でＩ２Ｃバス仕様の状態遷移時間内に状態遷移を完了できる最大容量が４００ｐＦであるからである、電流駆動回路を付加荷回路とし、ケーブルの両端に設置し、３ｍＡを超える電流でケーブルに対し急速充放電を行う付加回路を設けることで、ケーブルを延長し、ケーブル容量が増加してもＩ２Ｃバスの状態遷移時間内に状態遷移を行うことできケーブルを延長できる。
【００１１】請求項２の考案では、Ｉ２Ｃバスを差動通信に変換する付加回路と組み合わせ、差動通信の電位変化を用いて通信する事により、Ｉ２Ｃバスの状態遷移時間の仕様、及びケーブルの容量を考慮する事なく、ケーブル延長を行う。
【００１２】上位のＣＰＵ等に、差動通信を行う回路を付加し、延長されたケーブルを接続し、ケーブル内は差動通信を行い、差動通信で得た信号をＩ２Ｃバスの仕様の信号に変換する付加回路を設け、付加回路とＩ２Ｃ通信機能を持つデバイスとは、通常のＩ２Ｃバスの仕様を満足した状態で接続し通信を行う。
【考案を実施するための形態】
【００１３】以下に、本考案の実施の形態について図１を参照しながら説明する。
【００１４】図１が本考案の実施の形態に係る請求項１、請求項２の構成図である。
【００１５】請求項１では、図１の▲４▼に電流駆動回路とＩ２Ｃバス仕様の回路が組み合わされた付加回路が、請求項２では、差動通信回路とＩ２Ｃバス仕様の回路が組み合わされた付加回路で構成され、図１の▲２▼には、図１の▲４▼が電流駆動回路の場合は、電流駆動回路が、差動通信回路の場合は、差動通信回路を設け、延長されたケーブルを介して、それぞれ上位ＣＰＵ等に接続する。
【００１６】図１の▲２▼は、請求項１では、Ｉ２Ｃバス仕様の信号を受け、電流駆動回路を経て、ケーブルで接続され、▲４▼の電流駆動回路を経て、Ｉ２Ｃバス仕様の信号に変換されＩ２Ｃバス仕様のＩ２Ｃデバイスに接続され、請求項２では、図３の▲９▼の構成で、上位ＣＰＵからの通信信号を差動信号に変換し、延長ケーブルに接続され、▲４▼の差動通信回路を経て、Ｉ２Ｃバス仕様駆動回路を介してＩ２Ｃデバイスに接続される。
【００１７】図２は、図１の▲４▼、▲５▼、▲６▼部の詳細を表した図である。▲４▼の部分の付加回路は、▲７▼のＩ２Ｃバス仕様の駆動回路が請求項１、請求項２共に接続され、▲８▼の回路が、請求項１と請求項２で異なり、請求項１では、電流駆動回路、請求項２では差動通信回路となる。
【００１８】請求項１、請求項２共に、▲４▼の付加回路と接続されるケーブル▲３▼の部分で接続距離の延長を行う。
【００１９】この様に、請求項１では、ケーブル▲３▼は電流駆動信号が流れ、請求項２では差動通信信号が流れて双方向通信を実施する。
【００２０】請求項１の電流駆動、請求項２の差動通信のどちらを選択し、ケーブル延長を実施する判断は、図１の▲１▼のＣＰＵの仕様により選択を実現する。
【符号の説明】
【００２１】▲１▼上位ＣＰＵ
▲２▼電流駆動又は差動通信付加回路ＣＰＵ側
▲３▼通信ケーブル
▲４▼電流駆動又は差動通信付加回路Ｉ２Ｃデバイス側
▲５▼Ｉ２Ｃ通信ケーブル
▲６▼Ｉ２Ｃデバイス
▲７▼Ｉ２Ｃバス仕様駆動回路
▲８▼電流駆動又は差動通信付加回路
▲９▼差動通信回路
【図１】
0003218442.tif 000003
【図２】
0003218442.tif 000004
【図３】
0003218442.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成30年7月23日(2018.7.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
Ｉ２Ｃバス通信ケーブルと接続されるＩ２Ｃバス仕様駆動回路と電流駆動回路とが接続されたＩ２Ｃバス延長装置。
【請求項２】
Ｉ２Ｃバス通信ケーブルと接続されるＩ２Ｃバス仕様駆動回路と差動通信回路とが接続されたＩ２Ｃバス延長装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本考案は、Ｉ２Ｃ（Ｉｎｔｅｒ−Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）バスを延長する。Ｉ２Ｃバスに関する。
【背景技術】
【０００２】Ｉ２Ｃバスは、ＳＤＡ（データ）、ＳＣＬ（クロック）の２本の信号線を用い、ＧＮＤから０．３×ＶＤＤ（電源電圧）以下をＬｏｗレベル、０．７×ＶＤＤ（電源電圧）以上をＨｉレベルとし、ＳＣＬの信号に同期したＳＤＡ信号のレベルにて、Ｂｉｔの判断を行い通信しており、Ｉ２Ｃバスの仕様では、ＳＤＡ、ＳＣＬ信号共に、４００ｋｂｐｓの通信速度の場合、３ｍＡの電流を最大値とし、ＳＤＡ、ＳＣＬの信号の立ち上り、立ち下り時間の状態遷移時間の仕様より、４００Ｋｂｐｓの通信では、ＳＤＡ、ＳＣＬ信号が接続できるケーブルや配線の容量が４００ｐＦ以内と規定されている。【０００３】この４００ｐＦの容量は、Ｉ２Ｃバスの仕様で、３ｍＡの電流で、ＳＤＡ、ＳＣＬの信号の立ち上り、立ち下り時間の仕様内に収める為の理論上の最大容量で、この容量を超えてしまうと、信号の立ち上り、立ち下り時間が仕様に収まらなくなり、通信が出来なく成る。【０００４】この為、ケーブルや配線を長くする場合、信号の立ち上り、立ち下り時間が長い仕様の通信速度が遅い設定を選択しなければ成らなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２６０１３８
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】「ＵＭ１０２０４  Ｉ２Ｃバス仕様およびユーザーマニュアル」ＮＸＰセミコンダクターズ
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】Ｉ２Ｃバスは、シンプルな構成で低消費電力のバスであり、同一プリント基板内での配線で有れば課題は発生しないが、機械装置等にＩ２Ｃバスを持つセンサー等を取り付ける場合、バスを延長する必要が有り、Ｉ２Ｃバスの仕様を満たした、ケーブル・配線の延長距離は、数十ｃｍと短く、機械装置等への取り付には限界があり、特にＩ２Ｃバスで接続されるセンサー等のデバイスの活用範囲が限られてしまう課題が有った。【０００８】Ｉ２Ｃバスを持つデバイスは、携帯電話やカーナビ、家電等の組み込み用のデバイスとして開発されており、低電圧、低電力で動作し、産業用での利用の為にケーブル・配線を延長して使用する事を想定していない為である。
【課題を解決する為の手段】
【０００９】請求項１の考案では、Ｉ２Ｃバスの仕様では、最大電流、及び、ＨｉからＬｏｗ、ＬｏｗからＨｉへの状態遷移時間が定められている、本考案では、状態遷移時間は、仕様に準ずるが、電流のみ増加させる電流駆動回路を送信側と受信側に付加回路として組み合わせる事で、Ｉ２Ｃバスに接続されたケーブルを延長する事を可能とする。
【００１０】Ｉ２Ｃバスの通信速度が４００Ｋｂｐｓの場合、延長するケーブルの最大静電容量が４００ｐＦと規定されており、これは、３ｍＡの電流でＩ２Ｃバス仕様の状態遷移時間内に状態遷移を完了できる最大容量が４００ｐＦであるからである、電流駆動回路を付加荷回路とし、ケーブルの両端に設置し、３ｍＡを超える電流でケーブルに対し急速充放電を行う付加回路を設けることで、ケーブルを延長し、ケーブル容量が増加してもＩ２Ｃバスの状態遷移時間内に状態遷移を行うことできケーブルを延長できる。
【００１１】請求項２の考案では、Ｉ２Ｃバスを差動通信に変換する付加回路と組み合わせ、差動通信の電位変化を用いて通信する事により、Ｉ２Ｃバスの状態遷移時間の仕様、及びケーブルの容量を考慮する事なく、ケーブル延長を行う。
【００１２】上位のＣＰＵ等に、差動通信を行う回路を付加し、延長されたケーブルを接続し、ケーブル内は差動通信を行い、差動通信で得た信号をＩ２Ｃバスの仕様の信号に変換する付加回路を設け、付加回路とＩ２Ｃ通信機能を持つデバイスとは、通常のＩ２Ｃバスの仕様を満足した状態で接続し通信を行う。
【課題を実施するための形態】
【００１３】以下に、本考案の実施の形態について図１を参照しながら説明する。
【００１４】図１が本考案の実施の形態に係る請求項１、請求項２の構成図である。
【００１５】請求項１では、図１の▲４▼に電流駆動回路とＩ２Ｃバス仕様の回路が組み合わされた付加回路が、請求項２では、差動通信回路とＩ２Ｃバス仕様の回路が組み合わされた付加回路で構成され、図１の▲２▼には、図１の▲４▼が電流駆動回路の場合は、電流駆動回路が、差動通信回路の場合は、差動通信回路を設け、延長されたケーブルを介して、それぞれ上位ＣＰＵ等に接続する。
【００１６】図１の▲２▼は、請求項１では、Ｉ２Ｃバス仕様の信号を受け、電流駆動回路を経て、ケーブルで接続され、▲４▼の電流駆動回路を経て、Ｉ２Ｃバス仕様の信号に変換されＩ２Ｃバス仕様のＩ２Ｃデバイスに接続され、請求項２では、図３の▲９▼の構成で、上位ＣＰＵからの通信信号を差動信号に変換し、延長ケーブルに接続され、▲４▼の差動通信回路を経て、Ｉ２Ｃバス仕様駆動回路を介してＩ２Ｃデバイスに接続される。
【００１７】図２は、図１の▲４▼、▲５▼、▲６▼部の詳細を表した図である。▲４▼の部分の付加回路は、▲７▼のＩ２Ｃバス仕様の駆動回路が請求項１、請求項２共に接続され、▲８▼の回路が、請求項１と請求項２で異なり、請求項１では、電流駆動回路、請求項２では差動通信回路となる。
【００１８】請求項１、請求項２共に、▲４▼の付加回路と接続されるケーブル▲３▼の部分で接続距離の延長を行う。
【００１９】この様に、請求項１では、ケーブル▲３▼は電流駆動信号が流れ、請求項２では差動通信信号が流れて双方向通信を実施する。
【００２０】請求項１の電流駆動、請求項２の差動通信のどちらを選択し、ケーブル延長を実施する判断は、図１の▲１▼のＣＰＵの仕様により選択を実現する。
【考案の効果】
【００２１】本考案は、数十ｃｍの距離しか延長できなかったＩ２Ｃバスを数十ｍの距離まで延長可能とした。
【図面の簡単な説明】
【図１】全体構成図である。
【図２】図１の▲４▼、▲５▼、▲６▼の詳細構成図である
【図３】図１の▲１▼、▲２▼の詳細構成図である。
【符号の説明】
【００２１】▲１▼上位ＣＰＵ
▲２▼電流駆動又は差動通信付加回路ＣＰＵ側
▲３▼通信ケーブル
▲４▼電流駆動又は差動通信付加回路Ｉ２Ｃデバイス側
▲５▼Ｉ２Ｃ通信ケーブル
▲６▼Ｉ２Ｃデバイス
▲７▼Ｉ２Ｃバス仕様駆動回路
▲８▼電流駆動又は差動通信付加回路
▲９▼差動通信回路