(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスター部の動作とは非同期的にスレーブ部で発生するデータをシリアルにマスター部に送信するシリアルデータ通信方法において、
前記スレーブ部からのデータ送信要求を非同期的に前記マスター部に送信し、
前記スレーブ部からのデータは、同期式通信の開始を通知する固定パターン信号に引き続く同期通信データで構成され、前記固定パターン信号にはスレーブ部を認識する情報が含まれていて、
前記マスター部は、前記固定パターン信号を非同期で受信し、固定パターン信号が正常と認識すると、固定パターン信号から認識したスレーブ部に対して同期式通信を行うためのクロック信号を送信し、
前記クロック信号を受けたスレーブ部は、クロック信号に同期して前記同期通信データを前記マスター部に送信する、
ことを特徴とするシリアルデータ通信方法。
【請求項２】
前記固定パターン信号は、スタートビット並びにストップビットを有する請求項１記載のシリアルデータ通信方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マスターとスレーブ関係にある機器間のシリアルデータ通信方法の改善に関する。
【０００２】
【従来の技術】
機器間通信、とりわけＡＤコンバータからのデータを受信する場合のように、スレーブ側から非同期でデータの受信を行う場合、もっとも簡易的な方式としてシリアルの非同期式通信が考えられる。
【０００３】
図３は、シリアルの非同期式通信の概念を説明する機能ブロック図であり、１はマスター部、２はマスター部にデータを送信するスレーブ部である。３は非同期の通信データである。マスター部１は、スレーブ部２からのデータ受信開始を非同期通信データ３のスタートビットを検出することで認識し、一連のデータの終りをストップビットで認識する。
【発明が解決しようとする課題】
図３の場合、非同期通信であることの性質上、一定のデータにスタートビットストップビットを付加する必要があり（一般的には、１スタートビット／８データビット／１パリティビット／１ストップビット）、実現手段上簡易であるが、送信データ以外のデータの付加が必要であり、伝送効率が落ちる。
【０００４】
この問題の解決手段としては、図４に示す同期式通信を使用すれば伝送効率を上げることが出来る。図４において、スレーブ部２よりマスター部１にクロック信号４が送信され、このクロック信号に同期してスレーブ部２側から同期通信データ５をマスター部１に送信する。
【０００５】
この同期式通信の問題点は、スレーブ部２よりクロック信号をマスター部１に送信することが必要であり、スレーブ部２側に比較的高価なクロック発生器を準備する必要がある。これは、スレーブ部が複数で構成されたシステムの場合、コストアップの大きな要因となる。
【０００６】
さらに、マスター部１は、スレーブ部２からのデータをクロック信号にしたがって常に受信している必要があり、相互に同期関係のないスレーブ部が複数で構成されたシステムでは、マスター側の信号処理が複雑となる。
【０００７】
さらに、スレーブ部からのクロック信号は常時送信状態となるので、周辺環境へのノイズ放射対策が必要となり、スレーブ部が複数で構成されたシステムの場合、コストアップの大きな要因となる。
【０００８】
本発明の目的は、スレーブ部からのデータの開始が、マスター部の動作とは非同期で始まるシステムにおいて、クロック信号をマスター部側から供給することで同期式通信によりデータを受信することにより、伝送効率を上げて安価なシステム構築を可能とする、シリアルデータ通信方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために、本発明のうち請求項１記載発明の特徴は、
マスター部の動作とは非同期的にスレーブ部で発生するデータをシリアルにマスター部に送信するシリアルデータ通信方法において、
前記スレーブ部からのデータ送信要求を非同期的に前記マスター部に送信し、
前記スレーブ部からのデータは、同期式通信の開始を通知する固定パターン信号に引き続く同期通信データで構成され、前記固定パターン信号にはスレーブ部を認識する情報が含まれていて、
前記マスター部は、前記固定パターン信号を非同期で受信し、固定パターン信号が正常と認識すると、固定パターン信号から認識したスレーブ部に対して同期式通信を行うためのクロック信号を送信し、
前記クロック信号を受けたスレーブ部は、クロック信号に同期して前記同期通信データを前記マスター部に送信する、
ことを特徴とするシリアルデータ通信方法にある。
【００１０】
請求項２記載発明の特徴は、
前記固定パターン信号は、スタートビット並びにストップビットを有する請求項１記載のシリアルデータ通信方法にある。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施態様を、図面を用いて説明する。図１は複数のスレーブ部を有するデータ収集システムに本発明を適用した例を示す機能ブロック図である。
マスター部１において、６はマルチプレクサ（ＭＵＸ）手段であり、複数のスレーブ部２ａ, ２ｂ, …からのデータ受信のインターフェイスである。７はクロック発生器であり、マルチプレクサ６介してデータ受信対象となったスレーブ部にクロック信号を送信する。
【００１４】
図１の構成では、複数のスレーブ部２ａ, ２ｂ, …からのデータ５ａ, ５ｂ, …の開始が、マスター部１の動作とは非同期で（スレーブ側の任意のタイミングで開始される）始まる、例えば、ＡＤコンバータが自発的にＡＤ処理し、処理が完了したタイミングでマスターに任意のタイミングでデータを送信するようなシステムを形成している。
【００１５】
４ａ, ４ｂ, …は、図４で説明したクロック信号とは逆方向に、マスター部１からスレーブ部２ａ, ２ｂ, …に送信されるクロック信号であり、各スレーブはこのクロック信号に同期して同期通信データ５ａ, ５ｂ, …をマスター部に送信する。
【００１６】
マスター部１からスレーブ部２ａ, ２ｂ, …に送信されるクロック信号４ａ, ４ｂ, …は、各スレーブ部２ａ, ２ｂ, …より送信される同期固定用パターン信号を受信したときに送信が開始される。
【００１７】
図２（Ａ）は、スレーブ部２からマスター部１へ送信される同期固定用パターン信号８並びにそれに引き続く同期通信データ５の波形図である。図２（Ｂ）は、マスター部１からスレーブ部２に送信されるクロック信号４の波形図である。
【００１８】
同期固定用パターン信号８において、８１はその先頭の付加されるスタートビット、８２はパターン信号の最後に付加されるストップビットである。同期固定用パターン信号７には、スレーブ部を認識する情報が含まれる。
各スレーブ部は、マスター部にデータを送信開始するタイミングｔ１になると、スタート／ストップビット付の固定パターン信号８を送出する。
【００１９】
マスターはこのデータを非同期通信で受信し、異常の場合、ノイズ゛等の情報と判断し、以降のデータは使用しない。正常に固定パターン信号を認識すると、認識したスレーブ部に対してのみ、時刻ｔ２のストップビットの終了タイミングよりクロック信号４をスレーブ部に送信し、同期式通信でデータを収集する。マスター部１は、データ収集を完了するタイミングｔ３でクロック信号４の送信を停止する。
【００２０】
本発明は、マスター部とスレーブ部が１：１の場合でも適用できることは勿論であるが、図１の実施例のように、マスター部とスレーブ部が１：ｎの関係にあり、スレーブ側が送信開始したい任意のタイミング゛で送信開始を決定できるシステムを構築する場合に特に有用である。
【００２１】
本発明では、マスター部はデータ送信の要求のあったにスレーブ部のみにデータ送信期間のみクロック信号を送ればよく、１：ｎの関係では従来の同期式通信のように全てのスレーブ部よりクロック信号を常時送信する構成に比較してシステムがシンプルで経済的となる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば以下の効果が得られる
（１）データの収集を同期式で行うことで、データ伝送効率を上げることが可能となる。
（２）マスター部とスレーブ部間の通信ポートは、データポートとクロック信号ポートの２ポートのみで、スレーブのデータ伝送開始タイミングに合わせてデータをシリアル同期式で収集可能であり、その他の制御線RDY、CS等の制御ポートを必要としない。
【００２３】
（３）スレーブ機器が複数台あっても、マルチプレクサ手段によりクロック発生器はマスター側に１個あればよいため、安価なシステムを構築することができる。
（４）クロック信号は、データの伝送時のみスレーブ側に送信するため、消費電力を抑えることが可能である。
【００２４】
（５）クロック信号は、データの伝送時のみスレーブ側に送信するため、ノイズ゛の放射も抑えることが可能である。
（６）データの処理は、同期式でデータを伝送している時のみであるため、データの始まりを検出するための不要なポーリングの必要はなく、不要なパフォーマンスを抑えられる。
【００２５】
（７）固定パターン信号を非同期式で受信することで、データの開始を正確に捕らえることが可能である。
（８）一般的には１チップマイコンによりシステムを構築するが、通常１チップマイコンは、同期式通信機能、非同期式通信機能を独立して多チャンネルサポートしている場合が多いため、安易に本発明を適用したシステムの構築が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】複数のスレーブ部有するデータ収集システムに本発明を適用した例を示す機能ブロック図である。
【図２】（Ａ）は、スレーブ部からマスター部へ送信される同期固定用パターン信号並びにそれに引き続く同期通信データの波形図、（Ｂ）は、マスター部からスレーブ部に送信されるクロック信号の波形図である。
【図３】シリアルの非同期式通信の概念を説明する機能ブロック図である。
【図４】シリアルの非同期式通信の概念を説明する機能ブロック図である。
【符号の説明】
１  マスター部
２ａ, ２ｂ, …  スレーブ部
４ａ, ４ｂ, …  クロック信号
５ａ, ５ｂ, …  同期通信データ
６  マルチプレクサ手段
７  クロック発生器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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