特開 2024-93113 通信線からの信号を入力する装置および方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024093113

(43)【公開日】2024-07-09

(54)【発明の名称】通信線からの信号を入力する装置および方法

(51)【国際特許分類】

   H04L 25/03 20060101AFI20240702BHJP

【ＦＩ】

H04L25/03 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022209279

(22)【出願日】2022-12-27

(71)【出願人】

【識別番号】303046277

【氏名又は名称】旭化成エレクトロニクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】吉岡 智博

(72)【発明者】

【氏名】奥津 吉隆

【テーマコード（参考）】

5K029

【Ｆターム（参考）】

5K029AA03

5K029CC01

5K029HH08

5K029KK24

(57)【要約】      （修正有）

【課題】通信インタフェースが使用されうる広い範囲の電源電圧に対して入力電圧仕様を満たせる装置を提供する。
【解決手段】装置は、第１通信線（ＳＣＬ通信線）からの信号を入力する第１入力回路２００と、第２通信線（ＳＤＡ通信線）からの信号を入力する第２入力回路２１０と、基準電圧を生成する基準電圧生成回路２２０と、基準電圧と第１通信線の電圧とを比較する比較回路２３０と、を備える。第１入力回路及び第２入力回路は、比較回路の比較結果に応じて信号値の判定に用いる判定閾値を調整する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１通信線からの信号を入力する第１入力回路と、
第２通信線からの信号を入力する第２入力回路と、
基準電圧を生成する基準電圧生成回路と、
前記基準電圧と前記第１通信線の電圧とを比較する比較回路と
を備え、
前記第１入力回路および前記第２入力回路は、前記比較回路の比較結果に応じて信号値の判定に用いる判定閾値を調整する
装置。

【請求項2】

前記第２通信線からの信号の変化タイミングに応じて前記比較結果を取得する取得回路を備え、
前記第１入力回路および前記第２入力回路は、前記取得回路に取得された前記比較結果に応じて前記判定閾値を調整する
請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記取得回路は、前記第１通信線からの信号の電圧が第１電圧を超える期間中の前記第２通信線からの信号の変化タイミングに応じて前記比較結果を取得する請求項２に記載の装置。

【請求項4】

前記取得回路は、前記第１通信線からの信号の電圧が第１電圧を超える期間内に前記比較結果を取得する請求項２に記載の装置。

【請求項5】

前記取得回路は、前記第１通信線からの信号の電圧が第１電圧を超え、かつ前記第２通信線からの信号の電圧が第２電圧以下である期間内に前記比較結果を取得する請求項４に記載の装置。

【請求項6】

前記取得回路は、前記第１通信線からの信号の電圧が第１電圧を超える期間中の前記第２通信線からの信号の変化タイミングに応じて取得済の比較結果をリセットし、リセット後に前記比較回路の出力が立ち上がったことに応じて前記第１通信線の電圧が前記基準電圧を超えた旨の新たな比較結果を取得する請求項５に記載の装置。

【請求項7】

前記第１入力回路および前記第２入力回路のそれぞれの入力回路は、
前記第１通信線または前記第２通信線のうち対応する通信線の電圧に応じた信号値を、互いに異なる前記判定閾値を用いて検出する複数の入力検出器と、
前記比較回路の前記比較結果に応じて、前記複数の入力検出器のうちのいずれの入力検出器が出力した信号値を当該入力回路の出力とするかを選択する選択器と
を有する請求項１から６のいずれか一項に記載の装置。

【請求項8】

前記複数の入力検出器のうち前記選択器により出力が選択されなかった少なくとも１つの入力検出器は、信号値の検出動作を停止する請求項７に記載の装置。

【請求項9】

前記比較回路は、前記第１通信線からの信号の電圧が第１電圧を超える期間内の比較期間に比較動作を行い、前記比較期間以外の期間において比較動作を停止する請求項１に記載の装置。

【請求項10】

前記比較回路は、前記第１通信線からの信号の電圧が第１電圧を超え、かつ前記第２通信線からの信号の電圧が第２電圧以下である前記比較期間内に比較動作を行う請求項９に記載の装置。

【請求項11】

第１入力回路が、第１通信線からの信号を入力し、
第２入力回路が、第２通信線からの信号を入力し、
基準電圧生成回路が、基準電圧を生成し、
比較回路が、前記基準電圧と前記第１通信線の電圧とを比較し、
前記第１入力回路および前記第２入力回路が、前記比較回路の比較結果に応じて信号値の判定に用いる判定閾値を調整する
方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、通信線からの信号を入力する装置および方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、Ｉ^２Ｃ等のシリアルバスインタフェースが知られている。特許文献１には、Ｉ^２Ｃシリアル通信バスはＳＤＡ（Ｓｅｒｉａｌ Ｄａｔａ Ｌｉｎｅ）およびＳＣＬ（Ｓｅｒｉａｌ Ｃｌｏｃｋ Ｌｉｎｅ）の２つの双方向シリアルラインを用いること、ＳＤＡおよびＳＣＬラインのそれぞれはプルアップ抵抗を介してＶｄｄに接続されること、Ｖｄｄは典型的には１．２Ｖ～３．３Ｖであること等が記載されている（背景技術参照）。

【0003】

また、特許文献１には、ＳＤＡおよびＳＣＬ信号に応じた電圧をキャパシタＣ１に充電することによりＶｄｄに近い電圧Ｖｃａｐを生成すること、電圧Ｖｃａｐはシュミットトリガ２０８ａおよび２０８ｂの参照電圧を提供すること等が記載されている（第４～５欄参照）。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］ 米国特許第８６９８５４３号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

通信インタフェースが使用されうる広い範囲の電源電圧に対して入力電圧仕様を満たせる装置を実現する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の第１の態様においては、第１通信線からの信号を入力する第１入力回路と、第２通信線からの信号を入力する第２入力回路と、基準電圧を生成する基準電圧生成回路と、基準電圧と第１通信線の電圧とを比較する比較回路とを備え、第１入力回路および第２入力回路は、比較回路の比較結果に応じて信号値の判定に用いる判定閾値を調整する装置を提供する。

【0006】

上記の装置は、第２通信線からの信号の変化タイミングに応じて比較結果を取得する取得回路を備えてよく、第１入力回路および第２入力回路は、取得回路に取得された比較結果に応じて判定閾値を調整してよい。

【0007】

上記のいずれかの装置において、取得回路は、第１通信線からの信号の電圧が第１電圧を超える期間中の第２通信線からの信号の変化タイミングに応じて比較結果を取得してよい。

【0008】

上記のいずれかの装置において、取得回路は、第１通信線からの信号の電圧が第１電圧を超える期間内に比較結果を取得してよい。

【0009】

上記のいずれかの装置において、取得回路は、第１通信線からの信号の電圧が第１電圧を超え、かつ第２通信線からの信号の電圧が第２電圧以下である期間内に比較結果を取得してよい。

【0010】

上記のいずれかの装置において、取得回路は、第１通信線からの信号の電圧が第１電圧を超える期間中の第２通信線からの信号の変化タイミングに応じて取得済の比較結果をリセットし、リセット後に比較回路の出力が立ち上がったことに応じて第１通信線の電圧が基準電圧を超えた旨の新たな比較結果を取得してよい。

【0011】

上記のいずれかの装置において、第１入力回路および第２入力回路のそれぞれの入力回路は、第１通信線または第２通信線のうち対応する通信線の電圧に応じた信号値を、互いに異なる判定閾値を用いて検出する複数の入力検出器と、比較回路の比較結果に応じて、複数の入力検出器のうちのいずれの入力検出器が出力した信号値を当該入力回路の出力とするかを選択する選択器とを有してよい。

【0012】

上記のいずれかの装置において、複数の入力検出器のうち選択器により出力が選択されなかった少なくとも１つの入力検出器は、信号値の検出動作を停止してよい。

【0013】

上記のいずれかの装置において、比較回路は、第１通信線からの信号の電圧が第１電圧を超える期間内の比較期間に比較動作を行い、比較期間以外の期間において比較動作を停止してよい。

【0014】

上記のいずれかの装置において、比較回路は、第１通信線からの信号の電圧が第１電圧を超え、かつ第２通信線からの信号の電圧が第２電圧以下である比較期間内に比較動作を行ってよい。

【0015】

本発明の第２の態様においては、第１入力回路が、第１通信線からの信号を入力し、第２入力回路が、第２通信線からの信号を入力し、基準電圧生成回路が、基準電圧を生成し、
比較回路が、基準電圧と第１通信線の電圧とを比較し、第１入力回路および第２入力回路が、比較回路の比較結果に応じて信号値の判定に用いる判定閾値を調整する方法を提供する。

【0016】

なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】通信線の電圧仕様の一例を示す。

【図2】本実施形態に係る装置２の構成を示す。

【図3】本実施形態に係る装置２の動作フローを示す。

【図4】本実施形態に係る装置２の動作タイミングを示す。

【図5】変形例に係る装置５０２の構成を示す。

【図6】変形例に係る取得回路６４０の構成を示す。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

【0019】

図１は、通信線の電圧仕様の一例を示す。本図の例においては、Ｉ^２ＣインタフェースのＳＤＡおよびＳＣＬ通信線を用いて伝送される信号の電圧仕様を示す。この電圧仕様においては、動作電圧Ｖ_ＤＤとして、１．２Ｖ系（図中ティピカル値が１．２Ｖ）、１．８Ｖ系（図中ティピカル値が１．８Ｖ）、および３．３Ｖ系（図中ティピカル値が３．３Ｖ）の３種類が定義されている。１．２Ｖ系、１．８Ｖ系、および３．３Ｖ系のそれぞれについて、許容されるＶ_ＤＤの最小電圧及び最大電圧が定められる。例えば１．２Ｖ系の場合、Ｖ_ＤＤは１．１０～１．３０Ｖの範囲内であることが求められる。

【0020】

ローレベル入力電圧Ｖ_ＩＬは、－０．１×Ｖ_ＤＤから０．３×Ｖ_ＤＤの範囲内であることが求められる。ハイレベル入力電圧Ｖ_ＩＨは０．７×Ｖ_ＤＤから１．１×Ｖ_ＤＤの範囲内であることが求められる。また、信号入力に用いるシュミットトリガの入力ヒステリシスＶ_ｈｙｓは、０．１×Ｖ_ＤＤ以上であることが求められる。

【0021】

Ｉ^２Ｃインタフェースは定電圧化が図られ１．８V系、２．０V系等が混在してきたが、近年は、低電圧化が進んでＩ^２Ｃインタフェースの１．２Ｖ化も進められている。したがって、Ｉ^２Ｃインタフェースを用いてデバイス間通信を行うシステムとしては、１．８Ｖ系のＶ_ＤＤを用いるシステム、および１．２Ｖ系のＶ_ＤＤを用いるシステムが混在している。このため、このようなシステムに用いるＩＣデバイスまたはＬＳＩデバイス等の装置は、１．８Ｖ系および１．２Ｖ系の両方のＩ^２Ｃインタフェースをサポートすることが望ましい。

【0022】

１．８Ｖ系および１．２Ｖ系の両方のＩ^２Ｃインタフェースをサポートする場合、ハイレベル入力電圧Ｖ_ＩＨの最小値（ＳＤＡおよびＳＣＬが論理Ｈの場合の最小電圧）は、０．７×１．１Ｖ（Ｖ_ＤＤの最小値）＝０．７７Ｖとなる。また、ローレベル入力電圧Ｖ_ＩＬの最大値（ＳＤＡおよびＳＣＬが論理Ｌの場合の最大電圧）は、０．３×１．９Ｖ（Ｖ_ＤＤの最大値）＝０．５７Ｖとなる。ここで、１．８Ｖ系および１．２Ｖ系の両方を同一入力ヒステリシスの入力バッファでサポートしようとすると、入力バッファの入力ヒステリシスＶ_ｈｙｓは、０．１×１．９Ｖ（Ｖ_ＤＤの最大値）＝０．１９Ｖとなる。

【0023】

したがって、１．８Ｖ系および１．２Ｖ系の両方を同一閾値および同一入力ヒステリシスの入力バッファでサポートしようとすると、ハイレベル入力電圧Ｖ_ＩＨの最小値０．７７Ｖとローレベル入力電圧Ｖ_ＩＬの最大値０．５７Ｖの間に０．２Ｖ（＝０．７７Ｖ－０．５７Ｖ）のマージンしかないにもかかわらず、入力ヒステリシスＶ_ｈｙｓを０．１９Ｖ持たせる必要が生じる。したがって、このような入力バッファを用いて１．８Ｖ系および１．２Ｖ系をサポートすることは困難である。

【0024】

図２は、本実施形態に係る装置２の構成を示す。装置２は、例えばＩＣデバイス、ＬＳＩデバイス、またはＭＣＭ（Ｍｕｌｔｉ－Ｃｈｉｐ Ｍｏｄｕｌｅ）等である。装置２は、他のＩＣデバイス等と通信するための通信インタフェースを備える。本実施形態に係る装置２は、このような通信インタフェースの一例として、シリアル通信インタフェースであるＩ^２Ｃインタフェース、またはＩ^２Ｃインタフェースの後継のインタフェース等をサポートする。装置２は、クロック通信線であるＩ^２ＣインタフェースのＳＣＬ通信線（「第１通信線」とも示す。）に接続される外部端子Ｐ＿ＳＣＬ（「第１外部端子」とも示す。）と、データ通信線であるＩ^２ＣインタフェースのＳＤＡ通信線（「第２通信線」とも示す。）に接続される外部端子Ｐ＿ＳＤＡ（「第２外部端子」とも示す。）とを備える。

【0025】

なお、本図においては説明の便宜上、装置２における、第１外部端子および第２外部端子から信号を受信する受信器に関する構成部分を示す。装置２は、第１外部端子および第２外部端子を介して他の装置に信号を送信する送信器を更に備えてよい。

【0026】

装置２は、第１外部端子および第２外部端子に加えて、電源端子および接地端子を備える４端子デバイスであってよい。このような装置２は、磁気センサ等のセンサデバイスであってよく、通信インタフェースを介して測定値を他の装置へと供給する。これに代えて、装置２は、より多くの端子を備えてよく、第１外部端子および第２外部端子を用いる通信インタフェースとは別に、他の装置と通信するための他の通信インタフェースを備えてもよい。

【0027】

本実施形態に係る装置２は、通信線の電圧を基準電圧と比較した結果に基づいて、入力回路の判定閾値を調整する機能を有する。これにより、装置２は、複数種類の電圧仕様に適応可能である。本実施形態に係る装置２は、一例としてＩ^２Ｃインタフェースにおける１．８Ｖ系および１．２Ｖ系の２種類の電圧仕様をサポートする。装置２は、第１入力回路２００と、第２入力回路２１０と、基準電圧生成回路２２０と、比較回路２３０と、取得回路２４０とを備える。

【0028】

第１入力回路２００は、第１外部端子に接続され、第１通信線からの信号を入力する。なお、本明細書において、以下「接続」とは特記しない限り「電気的な接続」を意味し、部品同士が電気的に直接接続されているものに限らず、他の部品が間に接続された電気的な間接接続であってもよいことを意味する。第１入力回路２００は、第１通信線からの信号の電圧値に応じた論理値を、第１通信線からの信号値ＳＣＬＩＮとして装置２内の内部の他の回路（不図示）へと出力する。第１入力回路２００は、入力検出器２０４と、入力検出器２０６ａ～ｂと、選択器２０８とを有する。

【0029】

入力検出器２０４は、第１外部端子に接続される。入力検出器２０４は、例えば入力バッファ回路であってよく、第１通信線の信号値がハイレベルであるか否かを検出する。ここで、入力検出器２０４は、第１通信線の電圧が閾値電圧（「第１電圧」とも示す。）を超えるか否かを検出する。この第１電圧は、複数種類の電圧仕様のいずれにおいても第１通信線の信号値がハイレベルであると検出できるような値に設定される。本実施形態において、入力検出器２０４は、１．８V系におけるローレベル電圧の最大値（０．３×１．９＝０．５７V）を超え、１．２V系におけるハイレベル電圧の最小値（０．７×１．１０＝０．７７V）未満である第１電圧を閾値電圧として有する。入力検出器２０４は、入力ヒステリシスを有しなくてよく、通信インタフェースで定められた入力ヒステリシス未満の入力ヒステリシスを有してよい。

【0030】

複数の入力検出器２０６ａ～ｂ（「入力検出器２０６」とも示す。）は、第１外部端子に接続される。複数の入力検出器２０６のそれぞれは、例えば入力バッファ回路であってよい。複数の入力検出器２０６は、第１通信線の電圧に応じた信号値を、互いに異なる判定閾値を用いて検出する。ここで、複数の入力検出器２０６のそれぞれは、複数種類の電圧仕様のそれぞれに対応して用意されてよく、対応する電圧仕様に応じた判定閾値を有する。

【0031】

本実施形態において、入力検出器２０６ａは、１．８Ｖ系に用いられ、ローレベル電圧の最大値（例えば０．３×１．９＝０．５７Ｖ）を超え、ハイレベル電圧の最小値（例えば０．７×１．７＝１．１９Ｖ）未満の判定閾値を有する。また、入力検出器２０６ｂは、１．２Ｖ系に用いられ、ローレベル電圧の最大値（例えば０．３×１．３０＝０．３９Ｖ）を超え、ハイレベル電圧の最小値（例えば０．７×１．１０＝０．７７Ｖ）未満の判定閾値を有する。入力検出器２０６ａ～ｂは、通信インタフェースの電圧仕様を満たす入力ヒステリシスを有する。

【0032】

選択器２０８は、取得回路２４０と、複数の入力検出器２０６とに接続される。選択器２０８は、比較回路２３０の比較結果に応じて、複数の入力検出器２０６のうちのいずれの入力検出器２０６が出力した信号値を第１入力回路２００の出力とするかを選択する。本実施形態において、選択器２０８は、取得回路２４０から論理Ｈの比較結果を受信したことに応じて入力検出器２０６ａを選択し、論理Ｌの比較結果を受信したことに応じて入力検出器２０６ｂを選択する。

【0033】

第２入力回路２１０は、第２外部端子に接続され、第２通信線からの信号を入力する。第２入力回路２１０は、第２通信線からの信号の電圧値に応じた論理値を、第２通信線からの信号値ＳＤＡＩＮとして装置２内の他の回路（不図示）へと出力する。第２入力回路２１０は、入力検出器２１４と、入力検出器２１６ａ～ｂと、選択器２１８とを有する。

【0034】

入力検出器２１４は、第２外部端子に接続される。入力検出器２１４は、例えば入力バッファ回路であってよく、第２通信線の信号値がハイレベルであるか否かを検出する。ここで、入力検出器２１４は、第２通信線の電圧が閾値電圧（「第２電圧」とも示す。）を超えるか否かを検出する。この第２電圧は、複数種類の電圧仕様のいずれにおいても第２通信線の信号値がローレベルであると検出できるような値に設定される。本実施形態において、入力検出器２１４は、１．８V系におけるローレベル電圧の最大値（０．３×１．９＝０．５７V）を超え、１．２V系におけるハイレベル電圧の最小値（０．７×１．１０＝０．７７V）未満である第２電圧を閾値電圧として有する。なお、第２電圧は、第１電圧と同じであってよく、異なってもよい。入力検出器２１４は、入力ヒステリシスを有しなくてよく、通信インタフェースで定められた入力ヒステリシス未満の入力ヒステリシスを有してよい。

【0035】

複数の入力検出器２１６ａ～ｂ（「入力検出器２１６」とも示す。）は、第２外部端子に接続される。複数の入力検出器２１６は、第２通信線の電圧に応じた信号値を、互いに異なる判定閾値を用いて検出する。複数の入力検出器２１６は、複数の入力検出器２０６と同様の機能および構成を有するから、以下相違点を除き説明を省略する。

【0036】

選択器２１８は、取得回路２４０と、複数の入力検出器２１６とに接続される。選択器２１８は、比較回路２３０の比較結果に応じて、複数の入力検出器２１６のうちのいずれの入力検出器２１６が出力した信号値を第２入力回路２１０の出力とするかを選択する。本実施形態において、選択器２１８は、取得回路２４０から論理Ｈの比較結果を受信したことに応じて入力検出器２１６ａを選択し、論理Ｌの比較結果を受信したことに応じて入力検出器２１６ｂを選択する。

【0037】

基準電圧生成回路２２０は、基準電圧を生成する。基準電圧生成回路２２０は、基準電圧として、第１通信線の電圧に基づいて、通信インタフェースが複数種類の電圧仕様のいずれで動作しているかを判別するための閾値電圧を生成する。ここで、第１通信線および第２通信線は、通信インタフェースの電圧仕様に応じた電圧（例えば１．８Ｖまたは１．２Ｖ）でプルアップされ、ハイレベルの安定状態においては電圧仕様に応じた電圧とほぼ同じ電圧になる。したがって、本実施形態に係る基準電圧生成回路２２０は、１．２Ｖ系の最大電圧１．３０Ｖより高く、１．８Ｖ系の最小電圧１．７０Ｖより低い電圧（例えば１．４Ｖ）を閾値電圧とする。

【0038】

比較回路２３０は、第１外部端子および基準電圧生成回路２２０に接続される。比較回路２３０は、基準電圧と第１通信線の電圧とを比較する。本実施形態において、比較回路２３０は、第１通信線の電圧が基準電圧を超える場合に論理Ｈ（ハイ）、第１通信線の電圧が基準電圧以下の場合に論理Ｌ（ロー）の比較結果を出力する。

【0039】

取得回路２４０は、第１入力回路２００、第２入力回路２１０、および比較回路２３０に接続される。取得回路２４０は、予め定められたタイミングに応じて比較回路２３０が出力する比較結果を取得する。取得回路２４０は、タイミング検出回路２４４と、記憶回路２４８とを有する。

【0040】

タイミング検出回路２４４は、第１入力回路２００内の入力検出器２０４と、第２入力回路２１０内の入力検出器２１４とに接続される。タイミング検出回路２４４は、入力検出器２０４が検出した第１通信線の信号値および入力検出器２１４が検出した第２通信線の信号値を用いて、比較回路２３０が出力する比較結果を取得するタイミングを決定する。タイミング検出回路２４４は、第１通信線の信号値および第２通信線の信号値の関係から、通信インタフェースの仕様上第１通信線の信号値が必ずハイレベルとなるタイミングを比較結果の取得タイミングとして決定してよい。タイミング検出回路２４４は、このような取得タイミングを、入力検出器２０４が検出した第１通信線の信号値および入力検出器２１４が検出した第２通信線の信号値の論理演算により決定してよい。取得回路２４０による取得タイミングの決定方法については後述する。

【0041】

記憶回路２４８は、比較回路２３０およびタイミング検出回路２４４に接続される。記憶回路２４８は、フリップフロップ、レジスタ、またはメモリ等であってよく、比較回路２３０が出力する比較結果を、タイミング検出回路２４４により決定された取得タイミングで取得して記憶する。本図の例においては、記憶回路２４８はフリップフロップであり、Ｄ端子に入力される比較結果を、タイミング検出回路２４４からのタイミング信号の立ち上がりに応じてサンプリングして、Ｑ端子から出力する。

【0042】

これにより、第１入力回路２００および第２入力回路２１０は、取得回路２４０を介して受け取った比較回路２３０による比較結果に応じて第１入力回路２００および第２入力回路２１０内の入力検出器を切り替えることにより、信号値の判定に用いる判定閾値を調整することができる。より具体的には、第１入力回路２００および第２入力回路２１０は、第１通信線の電圧が基準電圧を超える場合に、複数種類の電圧仕様のうちより高い電圧を用いる電圧仕様（本図の例においては１．８Ｖ系）の入力検出器２０６ａおよび入力検出器２１６ａを選択する。また、第１入力回路２００および第２入力回路２１０は、第１通信線の電圧が基準電圧を以下の場合に、複数種類の電圧仕様のうちより低い電圧を用いる電圧仕様（本図の例においては１．２Ｖ系）の入力検出器２０６ｂおよび入力検出器２１６ｂを選択する。したがって、装置２は、同一閾値の入力回路では複数種類の電圧仕様をサポートできない場合であっても、通信インタフェースが複数種類の電圧仕様のいずれで使用されるかを判定して入力回路の判定閾値を調整することにより、その電圧仕様をサポートすることができる。

【0043】

以上に加えて、記憶回路２４８は、比較結果が有効か否かを示す比較結果有効フラグを格納し、第１入力回路２００および第２入力回路２１０へと出力してもよい。例えば、記憶回路２４８は、装置２の電源投入後またはリセット後等においては、比較回路２３０による比較がまだ行われていないことから、比較結果有効フラグを「無効」を示す値とする。記憶回路２４８は、比較回路２３０の比較結果の取得をタイミング検出回路２４４から指示されたこと（例えばタイミング検出回路２４４から取得タイミングを受け取ったこと）に応じて、比較結果有効フラグを「有効」を示す値とする。

【0044】

第１入力回路２００および第２入力回路２１０内の選択器２０８および選択器２１８は、比較結果有効フラグが「無効」を示す場合には、入力検出器２０４および入力検出器２１４の出力を選択する。第１入力回路２００および第２入力回路２１０内の選択器２０８および選択器２１８は、比較結果有効フラグが「有効」を示す場合には、比較回路２３０の比較結果に応じて入力検出器２０６ａおよび入力検出器２１６ａの出力、または入力検出器２０６ｂおよび入力検出器２１６ｂの出力を選択する。これにより、装置２は、複数種類の電圧仕様のうちいずれが用いられているかをまだ判定していない状態において、入力検出器２０４および入力検出器２１４を用いて第１外部端子および第２外部端子の信号値を使用することができる。

【0045】

また、装置２は、比較回路２３０の比較結果に応じて選択器２０８および選択器２１８の出力を選択することにより通信インタフェースの電圧仕様を自動的に選択する機能に加えて、電圧仕様の自動選択機能を無効化して電圧仕様を固定的に設定する機能を有してよい。例えば、装置２は、通信インタフェースの電圧指定値と、自動選択機能が有効か否かを示す自動設定有効フラグの値とに基づいて、自動選択機能を有効とするか否か、および自動選択機能を無効とする場合にどの電圧仕様を選択するかを設定してよい。

【0046】

例えば、自動設定有効フラグが「有効」を示す場合には、選択器２０８は、上述のように、比較回路２３０の比較結果（記憶回路２４８に記憶された比較結果）に応じて複数の入力検出器２０６（またはこれに加えて入力検出器２０４）のいずれの入力検出器が出力した信号値を第１入力回路２００の出力とするかを選択する。同様にして、選択器２１８は、複数の入力検出器２１６（またはこれに加えて入力検出器２１４）のいずれの入力検出器が出力した信号値を第２入力回路２１０の出力とするかを選択する。

【0047】

自動設定有効フラグが「無効」を示す場合には、選択器２０８は、電圧指定値に応じて複数の入力検出器２０６（またはこれに加えて入力検出器２０４）のいずれの入力検出器が出力した信号値を第１入力回路２００の出力とするかを選択する。同様にして、選択器２１８は、複数の入力検出器２１６（またはこれに加えて入力検出器２１４）のいずれの入力検出器が出力した信号値を第２入力回路２１０の出力とするかを選択する。ここで、電圧指定値は、複数の入力検出器２０６（またはこれに加えて入力検出器２０４）のいずれかを指定する選択値であってもよい。

【0048】

装置２は、電圧指定値および自動設定有効フラグを記憶回路２４８または内部の他のレジスタ等に格納してよい。装置２は、通信インタフェースまたは他のインタフェースを介して他の装置から電圧指定値および自動設定有効フラグを受け取って、内部に格納してよい。なお、装置２は、装置２の電源投入後またはリセット後等においては自動設定有効フラグを「有効」としてよい。

【0049】

この場合、他の装置は、装置２内での電圧仕様の自動設定が完了したことに応じて、通信インタフェースを介して記憶回路２４８の比較結果を読み出し、通信インタフェースを介して比較結果に応じた電圧指定値を装置２に設定して装置２の自動設定有効フラグを「無効」に設定してよい。これにより、第１入力回路２００および第２入力回路２１０は、一旦自動選択機能で選択された入力検出器の出力を、他の装置による設定以後に固定的に出力し続けることができる。

【0050】

なお、通信インタフェースの電圧仕様が既知である場合には、他の装置は、装置２の記憶回路２４８に格納された比較結果を読み出すこと無しに、通信インタフェースを介して電圧指定値を装置２に設定して自動設定有効フラグを「無効」に設定してもよい。これにより、装置２は、電圧仕様が自動設定済の通信インタフェースを介して、電圧指定値を正しく受け取ることができる。

【0051】

図３は、本実施形態に係る装置２の動作フローを示す。Ｓ３００において、第１通信線および第２通信線は、信号値が論理Ｈとなり、電圧がハイレベルとなる。例えばＩ^２Ｃインタフェースの場合、各通信線は、プルアップ抵抗を介して電圧仕様に応じた電源電圧Ｖ_ＤＤ（１．８Ｖ系であれば１．８Ｖ、１．２Ｖ系であれば１．２Ｖ）にプルアップされる。第１通信線および第２通信線に接続されたいずれの装置も通信を開始していない状態において、全ての装置は、各通信線を開放するので、各通信線の電圧は電源電圧Ｖ_ＤＤまで上昇する。

【0052】

これにより、第１通信線からの信号の電圧は第１電圧を超えるので、入力検出器２０４は、論理Hを出力する。また、第２通信線からの信号の電圧は第２電圧を超えるので、入力検出器２１４は、論理Ｈを出力する。

【0053】

Ｓ３１０において、取得回路２４０内のタイミング検出回路２４４は、入力検出器２０４が検出した第１通信線の信号値および入力検出器２１４が検出した第２通信線の信号値を用いて、比較回路２３０が出力する比較結果を取得するタイミングを決定する。本実施形態において、タイミング検出回路２４４は、入力検出器２１４の出力を用いて第２通信線からの信号が変化するまで待ち（Ｓ３１０でＮｏ）、第２通信線からの信号の変化タイミングに応じて比較結果の取得タイミングを決定する（Ｓ３１０のＹｅｓ）。

【0054】

Ｓ３２０において、取得回路２４０内の記憶回路２４８は、タイミング検出回路２４４が決定した取得タイミングにおいて、比較回路２３０が基準電圧と第１通信線の電圧とを比較した比較結果を取得する。ここで、Ｉ^２Ｃインタフェースにおいては、第１通信線からの信号が論理Ｈである期間中に第２通信線からの信号が論理Ｈから論理Ｌへと変化することにより開始条件（Ｓｔａｒｔ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）となり、通信が開始される。したがって、第１通信線からの信号が論理Ｈである期間中に第２通信線からの信号が論理Ｈから論理Ｌへと変化する変化タイミングは、Ｉ^２Ｃインタフェースの仕様上第１通信線の信号値が必ずハイレベルとなるタイミングである。そこで、本実施形態に係る取得回路２４０は、第１通信線からの信号の電圧が第１電圧を超える期間中の第２通信線からの信号の変化タイミングに応じて比較結果を取得する。

【0055】

Ｓ３３０、Ｓ３４０、およびＳ３５０において、第１入力回路２００および第２入力回路２１０は、取得回路２４０に取得された比較結果に応じて判定閾値を調整する。第１通信線の電圧（図中「ＳＣＬ電圧」）が基準電圧（例えば１．４Ｖ）を超える旨の比較結果が取得された場合（Ｓ３３０のＹｅｓ）、第１入力回路２００内の選択器２０８および第２入力回路２１０内の選択器２１８は、入力検出器２０６ａおよび入力検出器２１６ａ（「第１入力検出器」とも示す。）が出力した信号値を第１入力回路２００および第２入力回路２１０の出力として選択する。第１通信線の電圧が基準電圧以下である旨の比較結果が取得された場合（Ｓ３３０のＮｏ）、第１入力回路２００内の選択器２０８および第２入力回路２１０内の選択器２１８は、入力検出器２０６ｂおよび入力検出器２１６ｂ（第２入力検出器）が出力した信号値を第１入力回路２００および第２入力回路２１０の出力として選択する。これにより、第１入力回路２００および第２入力回路２１０は、判定閾値を調整することができる。

【0056】

Ｓ３６０において、第１入力回路２００および第２入力回路２１０は、調整後の判定閾値を用いて、第２通信線の信号値が論理Ｌであり、かつ第１通信線の信号値が論理Ｈから論理Ｌとなったことを検出する（Ｓ３６０のＹｅｓ）。これにより、信号ＳＣＬＩＮおよびＳＤＡＩＮを受け取る装置２内の他の回路は、開始条件の期間が終了したと判断する。Ｓ３７０において、第１入力回路２００および第２入力回路２１０は、調整後の判定閾値を用いて第１通信線および第２通信線の信号値を検出し、装置２内の他の回路は、第１入力回路２００からの信号ＳＣＬＩＮおよび第２入力回路２１０からのＳＤＡＩＮを用いてデータを受信する。

【0057】

図４は、本実施形態に係る装置２の動作タイミングを示す。時刻ｔ１より前は、第１通信線の電圧が第１電圧を超え（論理Ｈ）、第２通信線の電圧が第２電圧を超える（論理Ｈ）状態である（図３のＳ３００に対応）。時刻ｔ１において、第２通信線からの信号が論理Ｈから論理Ｌへと変化して開始条件の期間となると（Ｓ３１０のＹｅｓに対応）、取得回路２４０は、比較回路２３０による比較結果を取得する（Ｓ３２０）。第１入力回路２００および第２入力回路２１０は、取得された比較結果に応じて判定閾値を調整する（Ｓ３３０、Ｓ３４０、およびＳ３５０）。

【0058】

時刻ｔ２において第１信号線からの信号が論理Ｈから論理Ｌへと変化すると、開始条件の期間は終了する（Ｓ３６０のＹｅｓ）。時刻ｔ２以降で第１通信線および第２通信線を用いたデータ転送が行われ、第１入力回路２００および第２入力回路２１０は、調整された判定閾値を用いて第１通信線および第２通信線の信号を受け取って、信号ＳＣＬＩＮおよびＳＤＡＩＮとして装置２内の他の回路へと出力する。時刻ｔ３において、第１通信線からの信号が論理Ｈである期間中に第２通信線からの信号が論理Ｌから論理Ｈへと立ち上がると、終了条件（Ｓｔｏｐ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）となり、データ転送は終了する。

【0059】

その後、時刻ｔ１'において、第２通信線からの信号が論理Ｈから論理Ｌへと変化して次の開始条件の期間となると、取得回路２４０は、比較回路２３０による比較結果を取得する。そして、第１入力回路２００および第２入力回路２１０は、新たに取得された比較結果に応じて判定閾値を調整する。

【0060】

本実施形態に係る取得回路２４０は、第１通信線からの信号の電圧が第１電圧を超える期間中の第２通信線からの信号の変化タイミングに応じて、比較回路２３０の比較結果を取得する。これは、記憶回路２４８が第２通信線からの信号の変化タイミングと同時またはほぼ同時に比較回路２３０の比較結果を取得することに限られない。例えば、記憶回路２４８は、変化タイミングに応じて、予め定められた遅延時間の後時刻ｔ２またはそれより前に、比較結果を取得してもよい。

【0061】

また、本実施形態に係る取得回路２４０は、第１通信線からの信号の電圧が第１電圧を超え、かつ第２通信線からの信号の電圧が第２電圧以下である期間内に比較結果を取得してよい。例えば、取得回路２４０は、図中の時刻ｔ１からｔ２までの間の任意のタイミングで比較結果を取得してよい。例えばタイミング検出回路２４４は、「（入力検出器２０４の出力論理値） ＡＮＤ ＮＯＴ（入力検出器２１４の出力論理値）」の立ち上がりタイミングを比較結果の取得タイミングとして出力してよく、この立ち上がりタイミングを予め定められた時間遅延させて比較結果の取得タイミングとして出力してよい。

【0062】

また、取得回路２４０は、第１通信線が論理Ｈから論理Ｌへと立ち下がる前または直前の第１通信線の電圧に応じた比較結果を取得してもよい。例えば、タイミング検出回路２４４は、「（入力検出器２０４の出力論理値） ＡＮＤ ＮＯＴ（入力検出器２１４の出力論理値）」の立ち下がりタイミングを比較結果の取得タイミングとして出力してよく、記憶回路２４８は、取得タイミングにおいて、比較回路２３０からの比較結果を予め定められた遅延時間遅延させた値を取得してよい。

【0063】

なお、通信インタフェースの仕様に応じて、取得回路２４０は、第１通信線からの信号の電圧が第１電圧を超える期間内に比較結果を取得する取得タイミングを決定してよい。例えば、取得回路２４０は、通信インタフェースの仕様によっては、第２通信線が論理Ｌから論理Ｈへと立ち上がる変化タイミングに応じて、比較回路２３０の比較結果を取得してもよい。

【0064】

図５は、図２の装置２の変形例に係る装置５０２の構成を示す。本図において、図２の装置２と同様の機能および構成を有する構成要素については同一の符号を付し、以下相違点を除いて説明を省略する。

【0065】

装置５０２は、取得回路２４０に代えて取得回路５４０を備える。取得回路５４０は、取得回路２４０の機能に加えて、比較回路２３０による比較動作の停止、入力検出器２０４および入力検出器２１４による信号の検出動作の停止、並びに入力検出器２０６ａ～ｂおよび入力検出器２１６ａ～ｂによる信号の検出動作の停止を指示する機能を有する。取得回路５４０は、これらの機能のうちのいずれか１つまたは２以上を有してもよい。取得回路５４０は、タイミング検出回路５４４と、記憶回路５４８とを有する。

【0066】

タイミング検出回路５４４は、第１入力回路２００内の入力検出器２０４と、第２入力回路２１０内の入力検出器２１４とに接続される。タイミング検出回路５４４は、第１通信線からの信号の電圧が第１電圧を超える期間内の比較期間に比較動作を行うことを比較回路２３０に指示する。タイミング検出回路５４４は、比較期間以外の期間においては、比較動作を停止することを比較回路２３０に指示する。比較回路２３０は、タイミング検出回路５４４からの指示を受けて、比較動作を実行および停止する。

【0067】

タイミング検出回路５４４は、第１通信線からの信号の電圧が第１電圧を超える期間全体またはその一部である比較期間に比較動作を行うことを比較回路２３０に指示してよい。これに代えて、タイミング検出回路５４４は、第１通信線からの信号の電圧が第１電圧を超え、かつ第２通信線からの信号の電圧が第２電圧以下である期間全体またはその一部である比較期間に比較動作を行うことを比較回路２３０に指示してよい。また、タイミング検出回路５４４は、記憶回路５４８が比較結果の取得を終えた後に比較期間を終了させてもよい。

【0068】

比較回路２３０は、比較動作の停止中には、比較動作を実行する通常モードと比較して消費電力が小さい低消費電力モードに遷移してよい。これに代えて、比較回路２３０は、比較動作の停止中は電源オフとされてもよい。

【0069】

また、タイミング検出回路５４４は、タイミング検出回路２４４と同様に、入力検出器２０４が検出した第１通信線の信号値および入力検出器２１４が検出した第２通信線の信号値を用いて、比較回路２３０が出力する比較結果を取得するタイミングを決定する。タイミング検出回路５４４は、比較期間の開始から予め定められたマージン時間の経過後の、比較結果の値が安定するタイミングを取得タイミングとして決定してよい。

【0070】

記憶回路５４８は、比較回路２３０およびタイミング検出回路５４４に接続される。記憶回路５４８は、記憶回路２４８と同様に、比較回路２３０が出力する比較結果を、タイミング検出回路２４４により決定された取得タイミングで取得して記憶する。

【0071】

複数の入力検出器２０６および複数の入力検出器２１６は、記憶回路５４８からの比較結果に応じて信号の検出動作を行うか否かを切り替えてよい。複数の入力検出器２０６のうち選択器２０８により出力が選択されなかった少なくとも１つの入力検出器２０６と、複数の入力検出器２１６のうち選択器２１８により出力が選択されなかった少なくとも１つの入力検出器２１６とは、信号値の検出動作を停止してよい。各入力検出器２０６および各入力検出器２１６は、信号値の検出動作の停止中には、信号値の検出動作を実行する通常モードと比較して消費電力が小さい低消費電力モードに遷移してよい。これに代えて、各入力検出器２０６および各入力検出器２１６は、信号値の検出動作の停止中は電源オフとされてもよい。

【0072】

入力検出器２０４および入力検出器２１４は、記憶回路５４８からの比較結果に応じて信号値の検出動作を行うか否かを切り替えてよい。入力検出器２０４および入力検出器２１４は、選択器２０８および選択器２１８により選択されている場合に信号値の検出動作を実行し、選択器２０８および選択器２１８により選択されていない場合には信号値の検出動作を停止してよい。入力検出器２０４および入力検出器２１４は、取得回路５４０の指示に応じて、通信インタフェースから終了条件を示す信号を受け取ったことに応じて信号値の検出動作を開始し、記憶回路５４８による比較結果の取得タイミングの後、または通信インタフェースからの開始条件の終了後に信号値の検出動作を停止してよい。

【0073】

入力検出器２０４および入力検出器２１４は、信号値の検出動作の停止中には、信号値の検出動作を実行する通常モードと比較して消費電力が小さい低消費電力モードに遷移してよい。これに代えて、入力検出器２０４および入力検出器２１４は、信号値の検出動作の停止中は電源オフとされてもよい。

【0074】

図６は、変形例に係る取得回路６４０の構成を示す。取得回路６４０は、図２の取得回路２４０の変形例であるから、以下相違点を除き説明を省略する。

【0075】

取得回路６４０は、記憶回路６４８およびリセット回路６４４を有する。記憶回路６４８は、図２の記憶回路２４８の代わりに用いられる。記憶回路６４８は、一例としてセット－リセット型フリップフロップであり、セット入力Ｓの立ち上がりでセットされて出力Ｑを論理Ｈとし、リセット入力Ｒの立ち上がりでリセットされて出力Ｑを論理Ｌとする。

【0076】

リセット回路６４４は、図２のタイミング検出回路２４４の代わりに用いられる。リセット回路６４４は、第１通信線からの信号の電圧が第１電圧を超える期間中の第２通信線からの信号の変化タイミングに応じて立ち上がる信号を記憶回路６４８のリセット入力Ｒに入力する。これにより、記憶回路６４８は、取得済の比較結果（前回の比較結果）をリセットして出力を論理Ｌとする。例えば、リセット回路６４４は、「（入力検出器２０４の出力論理値） ＡＮＤ ＮＯＴ（入力検出器２１４の出力論理値）」の立ち上がりタイミングに応じて予め定められた時間幅のパルスを出力する回路により構成されてよい。

【0077】

ここで、記憶回路６４８は、リセット後に比較回路２３０の出力（すなわち記憶回路６４８のセット入力Ｓ）が立ち上がったことに応じて第１通信線の電圧が基準電圧を超えた旨の新たな比較結果（論理Ｈの比較結果）を取得する。記憶回路６４８は、リセット後に比較回路２３０の出力が立ち上がらず論理Ｌのままであった場合には新たな比較結果を取得せず、その結果として第１通信線の電圧が基準電圧以下であった旨を示す比較結果（論理Ｌの比較結果）を出力する。

【0078】

以上に示した装置２および装置５０２によれば、通信インタフェースの２種類の電圧仕様のうち使用されている電圧仕様に応じて入力回路の判定閾値を調整することができる。３種類以上の電圧仕様をサポートするために、基準電圧生成回路２２０は、複数種類の電圧仕様の境界に応じた複数の閾値電圧を生成してよい。１または複数の比較回路２３０は、基準電圧生成回路２２０からの複数の閾値電圧を用いて、第１通信線の電圧が複数種類の電圧仕様に対応する複数の電圧範囲のいずれに属するかを示す比較結果を出力してよい。第１入力回路２００および第２入力回路２１０は、複数種類の電圧仕様のそれぞれに対応する入力検出器２０６および入力検出器２１６を有してよい。選択器２０８および選択器２１８は、比較回路２３０による比較結果に応じて信号値の判定に用いる入力検出器２０６および入力検出器２１６を選択してよい。

【0079】

また、以上に示した装置２または装置５０２は、通信インタフェースとしてシリアルインタフェースを用いる。これに代えて、装置２または装置５０２は、通信インタフェースとしてパラレルインタフェースを用いてもよい。この場合、通信インタフェースは、１または２以上の第１通信線と、２以上の第２通信線とを有してよい。装置２または装置５０２は、通信インタフェースの仕様上、第１通信線からの信号の電圧が第１電圧を超える期間を各第１通信線および各第２通信線の信号値に基づいて特定し、そのタイミングにおける比較回路２３０の比較結果に応じて信号値の判定に用いる入力検出器２０６および入力検出器２１６を選択してよい。

【0080】

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

【0081】

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

【符号の説明】

【0082】

２ 装置
２００ 第１入力回路
２０４ 入力検出器
２０６ａ～ｂ 入力検出器
２０８ 選択器
２１０ 第２入力回路
２１４ 入力検出器
２１６ａ～ｂ 入力検出器
２１８ 選択器
２２０ 基準電圧生成回路
２３０ 比較回路
２４０ 取得回路
２４４ タイミング検出回路
２４８ 記憶回路
５０２ 装置
５４０ 取得回路
５４４ タイミング検出回路
５４８ 記憶回路
６４０ 取得回路
６４４ リセット回路
６４８ 記憶回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】