特許 7231489 データ伝送方法及びデータ転送装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-02-20

(45)【発行日】2023-03-01

(54)【発明の名称】データ伝送方法及びデータ転送装置

(51)【国際特許分類】

   H04L 12/28 20060101AFI20230221BHJP

   G06F 13/37 20060101ALI20230221BHJP

   G06F 13/362 20060101ALI20230221BHJP

   G06F 13/38 20060101ALI20230221BHJP

【ＦＩ】

H04L12/28 400

G06F13/37 Z

G06F13/362 520Z

G06F13/38 350

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019106971

(22)【出願日】2019-06-07

(65)【公開番号】P2020202450

(43)【公開日】2020-12-17

【審査請求日】2022-05-06

(73)【特許権者】

【識別番号】000191238

【氏名又は名称】日清紡マイクロデバイス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 裕樹

【審査官】羽岡 さやか

(56)【参考文献】

【文献】特開平５－６７０２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１１７１３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／１６９７５６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－１０８２８０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｌ １２／２８

Ｇ０６Ｆ １３／３７

Ｇ０６Ｆ １３／３６２

Ｇ０６Ｆ １３／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一方がスタート信号出力用となり他方がデータ信号入力用となる第１ポート及び第２ポートと正順設定信号又は逆順設定信号の出力用の第３ポートを備えるマスターデバイスの前記第１ポートと前記第２ポートの間に、データ信号入出力用の第４ポート及び第５ポートとセレクト信号入力用の第６ポートを有するスレーブデバイスの前記第４ポートと前記第５ポートをＮ段（Ｎは２以上の正の整数）にわたってディジーチェーン接続し、１段目のスレーブデバイスの前記第４ポートを前記マスターデバイスの前記第１ポートに接続し、Ｎ段目のスレーブデバイスの前記第５ポートを前記マスターデバイスの前記第２ポートに接続し、前記マスターデバイスの前記第３ポートを各スレーブデバイスの第６ポートに共通接続し、
前記マスターデバイスの前記第３ポートから正順設定信号が出力するときは、前記スレーブデバイスは、前記第４ポートにスタート信号が入力するまでは前記第４ポートに入力するデータ信号を前記第５ポートにそのまま通過させ、前記第４ポートにスタート信号が入力すると所望のデータ信号を生成して前記第５ポートから出力すると共に続けて新たなスタート信号を生成して前記第５ポートから出力し、
前記マスターデバイスの前記第３ポートから逆順設定信号が出力するときは、前記スレーブデバイスは、前記第５ポートにスタート信号が入力するまでは前記第５ポートに入力するデータ信号を前記第４ポートにそのまま通過させ、前記第５ポートにスタート信号が入力すると所望のデータ信号を生成して前記第４ポートから出力すると共に続けて新たなスタート信号を生成して前記第４ポートから出力する、
ことを特徴とするデータ転送方法。

【請求項2】

一方がスタート信号出力用となり他方がデータ信号入力用となる第１ポート及び第２ポートと正順設定信号又は逆順設定信号の出力用の第３ポートを備えるマスターデバイスと、データ信号入出力用の第４ポート及び第５ポートと前記第３ポートに接続されるセレクタ信号入力用の第６ポートを有し、前記マスターデバイスの前記第１ポートと前記第２ポートの間に前記第４ポートと前記第５ポートを介してディジーチェーン接続されたＮ個（Ｎは２以上の正の整数）のスレーブデバイスと、を備えたデータ転送装置であって、
前記スレーブデバイスは、
前記第６ポートに前記正順設定信号が入力しているときは、前記第４ポートにスタート信号が入力するまでは前記第４ポートに入力するデータ信号を前記第５ポートにそのまま通過させ、前記第４ポートにスタート信号が入力すると所望のデータ信号を生成して前記第５ポートから出力すると共に続けて新たなスタート信号を生成して前記第５ポートから出力し、
前記第６ポートに前記逆順設定信号が入力しているときは、前記第５ポートにスタート信号が入力するまでは前記第５ポートに入力するデータ信号を前記第４ポートにそのまま通過させ、前記第５ポートにスタート信号が入力すると所望のデータ信号を生成して前記第４ポートから出力すると共に続けて新たなスタート信号を生成して前記第４ポートから出力する、
ことを特徴とするデータ転送装置。

【請求項3】

請求項２に記載のデータ転送装置において、
前記スレーブデバイスは、データ信号生成回路と入出力切替回路を備え、
前記データ信号生成回路は、入力ポートと出力ポートを備え、前記入力ポートにスタート信号が入力するまでは前記入力ポートに入力するデータ信号を前記出力ポートにそのまま通過させ、前記入力ポートにスタート信号が入力すると所望のデータ信号を生成して前記出力ポートから出力すると共に続けて新たなスタート信号を生成して前記出力ポートから出力し、
前記入出力切替回路は、前記第６ポートに前記正順設定信号が入力しているときは、前記入力ポートを前記第４ポートに接続すると共に前記出力ポートを前記第５ポートに接続し、前記第６ポートに前記逆順設定信号が入力しているときは、前記入力ポートを前記第５ポートに接続すると共に前記出力ポートを前記第４ポートに接続する、
ことを特徴とするデータ転送装置。

【請求項4】

請求項２に記載のデータ転送装置において、
前記スレーブデバイスは、データ信号生成回路と入出力切替回路と第１及び第２の遅延回路とスイッチを備え、
前記データ信号生成回路は、入力ポートと出力ポートを備え、前記入力ポートに入力するスタート信号を検出すると所望のデータ信号を生成して前記出力ポートから出力すると共に続けて新たなスタート信号を生成して前記出力ポートから出力し、
前記入出力切替回路は、前記第６ポートに前記正順設定信号が入力しているときは、前記入力ポートを前記第４ポートに接続すると共に前記出力ポートを前記第５ポートに接続し、前記第６ポートに前記逆順設定信号が入力しているときは、前記入力ポートを前記第５ポートに接続すると共に前記出力ポートを前記第４ポートに接続し、
前記第１の遅延回路は前記入力ポートに接続され、
前記第２の遅延回路は前記出力ポートに接続され、
前記スイッチは前記第１の遅延回路と前記第２の遅延回路の間に接続され、電源投入時にＯＮとなり、前記データ信号生成回路が前記スタート信号を検出するとＯＦＦとなる、
ことを特徴とするデータ転送装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ディジーチェーン接続されたＮ段（Ｎは２以上の正の整数）のスレーブデバイスで生成されたそれぞれのデータ信号を時系列的に順次マスターデバイスに取り込むデータ伝送方法及びデータ伝送装置に関する。

【背景技術】

【0002】

一般的に、マスターデバイスとスレーブデバイスは、ＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）やＩ２Ｃ等のインターフェースによって接続される。スレーブデバイスはマスターデバイスからのコマンドを受け取るためにチップセレクトポートやデバイスアドレスを有しており、マスターデバイスに対して複数個のスレーブデバイスを並列に接続することが可能になっている。これらのマスターデバイスと複数個のスレーブデバイスからなるデータ転送装置は特定のスレーブデバイスを選択して直接制御することができるが、配線数が多くなる。

【0003】

一方、ディジーチェーンを利用したデータ伝送装置は、Ｎ個のスレーブデバイスをデイジーチェーン接続してマスターデバイスの入力側と出力側の間に接続することにより、配線数の削減と構成の簡素化が可能となっている。マスターデバイスからスタート信号が出力されると、１段目のスレーブデバイスが当該のスレーブデバイスに割り当てられた対象の温度等の物理量を計測したデータ信号を生成する。２段目のスレーブデバイスは、１段目のスレーブデバイスで生成されたデータ信号を入力してそのまま３段目のスレーブデバイスに送る。３段目のスレーブデバイスは２段目のスレーブデバイスから入力したデータ信号をそのまま４段目のスレーブデバイスに送る。それ以降のスレーブデバイスも同様に動作することで、１段目のスレーブデバイスで生成されたデータ信号が最終のＮ段目のスレーブデバイスからマスターデバイスへ出力される。

【0004】

１段目のスレーブデバイスがデータ信号の出力を完了すると、１段目のスレーブデバイスは２段目のスレーブデバイスを動作させるためのスタート信号を出力する。これにより、２段目のスレーブデバイスが温度等の物理量を計測したデータ信号を生成する。３段目のスレーブデバイスは、２段目のスレーブデバイスで生成されたデータ信号を入力してそのまま４段目のスレーブデバイスに通過させる。更に後段のスレーブデバイスも同様に動作することで、２段目のスレーブデバイスの出力信号が最終のＮ段目のスレーブデバイスからマスターデバイスへ出力される。

【0005】

以上のデータ信号の生成とスタート信号の生成の動作が各段のスレーブデバイスにおいて繰り返されることで、Ｎ個のスレーブデバイスで生成されたＮ個のデータ信号が時系列的に順次マスターデバイスへ出力される。ディジーチェーン装置については、例えば特許文献１に記載がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１７－１２６８５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところが、ディジーチェーンを利用したデータ伝送装置では、１段目のスレーブデバイスから最終のＮ段目のスレーブデバイスにかけて順次データ信号を生成するため、スレーブデバイスが数百乃至数千段にも接続された場合には、マスターデバイスからスタート信号が出力してからスレーブデバイスがデータ信号を出力するまでの待ち時間が、後段のスレーブデバイスほど長くなってしまうという課題がある。

【0008】

本発明の目的は、スレーブデバイスが数百乃至数千段接続された場合でも、所望の段のスレーブデバイスで生成されたデータ信号の取り込みの待ち時間を少なくできるようにした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】

【0009】

上記目的を達成するために、請求項１にかかる発明は、一方がスタート信号出力用となり他方がデータ信号入力用となる第１ポート及び第２ポートと正順設定信号又は逆順設定信号の出力用の第３ポートを備えるマスターデバイスの前記第１ポートと前記第２ポートの間に、データ信号入出力用の第４ポート及び第５ポートとセレクト信号入力用の第６ポートを有するスレーブデバイスの前記第４ポートと前記第５ポートをＮ段（Ｎは２以上の正の整数）にわたってディジーチェーン接続し、１段目のスレーブデバイスの前記第４ポートを前記マスターデバイスの前記第１ポートに接続し、Ｎ段目のスレーブデバイスの前記第５ポートを前記マスターデバイスの前記第２ポートに接続し、前記マスターデバイスの前記第３ポートを各スレーブデバイスの第６ポートに共通接続し、前記マスターデバイスの前記第３ポートから正順設定信号が出力するときは、前記スレーブデバイスは、前記第４ポートにスタート信号が入力するまでは前記第４ポートに入力するデータ信号を前記第５ポートにそのまま通過させ、前記第４ポートにスタート信号が入力すると所望のデータ信号を生成して前記第５ポートから出力すると共に続けて新たなスタート信号を生成して前記第５ポートから出力し、前記マスターデバイスの前記第３ポートから逆順設定信号が出力するときは、前記スレーブデバイスは、前記第５ポートにスタート信号が入力するまでは前記第５ポートに入力するデータ信号を前記第４ポートにそのまま通過させ、前記第５ポートにスタート信号が入力すると所望のデータ信号を生成して前記第４ポートから出力すると共に続けて新たなスタート信号を生成して前記第４ポートから出力する、ことを特徴とする。

【0010】

請求項２にかかる発明は、一方がスタート信号出力用となり他方がデータ信号入力用となる第１ポート及び第２ポートと正順設定信号又は逆順設定信号の出力用の第３ポートを備えるマスターデバイスと、データ信号入出力用の第４ポート及び第５ポートと前記第３ポートに接続されるセレクタ信号入力用の第６ポートを有し、前記マスターデバイスの前記第１ポートと前記第２ポートの間に前記第４ポートと前記第５ポートを介してディジーチェーン接続されたＮ個（Ｎは２以上の正の整数）のスレーブデバイスと、を備えたデータ転送装置であって、前記スレーブデバイスは、前記第６ポートに前記正順設定信号が入力しているときは、前記第４ポートにスタート信号が入力するまでは前記第４ポートに入力するデータ信号を前記第５ポートにそのまま通過させ、前記第４ポートにスタート信号が入力すると所望のデータ信号を生成して前記第５ポートから出力すると共に続けて新たなスタート信号を生成して前記第５ポートから出力し、前記第６ポートに前記逆順設定信号が入力しているときは、前記第５ポートにスタート信号が入力するまでは前記第５ポートに入力するデータ信号を前記第４ポートにそのまま通過させ、前記第５ポートにスタート信号が入力すると所望のデータ信号を生成して前記第４ポートから出力すると共に続けて新たなスタート信号を生成して前記第４ポートから出力する、ことを特徴とする。

【0011】

請求項３にかかる発明は、請求項２に記載のデータ転送装置において、前記スレーブデバイスは、データ信号生成回路と入出力切替回路を備え、前記データ信号生成回路は、入力ポートと出力ポートを備え、前記入力ポートにスタート信号が入力するまでは前記入力ポートに入力するデータ信号を前記出力ポートにそのまま通過させ、前記入力ポートにスタート信号が入力すると所望のデータ信号を生成して前記出力ポートから出力すると共に続けて新たなスタート信号を生成して前記出力ポートから出力し、前記入出力切替回路は、前記第６ポートに前記正順設定信号が入力しているときは、前記入力ポートを前記第４ポートに接続すると共に前記出力ポートを前記第５ポートに接続し、前記第６ポートに前記逆順設定信号が入力しているときは、前記入力ポートを前記第５ポートに接続すると共に前記出力ポートを前記第４ポートに接続する、ことを特徴とする。

【0012】

請求項４にかかる発明は、請求項２に記載のデータ転送装置において、前記スレーブデバイスは、データ信号生成回路と入出力切替回路と第１及び第２の遅延回路とスイッチを備え、前記データ信号生成回路は、入力ポートと出力ポートを備え、前記入力ポートに入力するスタート信号を検出すると所望のデータ信号を生成して前記出力ポートから出力すると共に続けて新たなスタート信号を生成して前記出力ポートから出力し、前記入出力切替回路は、前記第６ポートに前記正順設定信号が入力しているときは、前記入力ポートを前記第４ポートに接続すると共に前記出力ポートを前記第５ポートに接続し、前記第６ポートに前記逆順設定信号が入力しているときは、前記入力ポートを前記第５ポートに接続すると共に前記出力ポートを前記第４ポートに接続し、前記第１の遅延回路は前記入力ポートに接続され、前記第２の遅延回路は前記出力ポートに接続され、前記スイッチは前記第１の遅延回路と前記第２の遅延回路の間に接続され、電源投入時にＯＮとなり、前記データ信号生成回路が前記スタート信号を検出するとＯＦＦとなる、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、１段目のスレーブデバイスからＮ段目のスレーブデバイスにかけて順次データ信号を生成する正順モードと、Ｎ段目のスレーブデバイスから１段目のスレーブデバイスにかけて順次データ信号を生成する逆順モードの一方を、選択することができるので、スレーブデバイスが数百乃至数千段にわたって接続された場合でも、所望の段のスレーブデバイスで生成されたデータ信号の取り込みの待ち時間を少なくできる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本実施例のデータ伝送装置の正順モードの信号の流れを示すブロック図である。

【図2】図１のデータ伝送装置の正順モードの動作波形図である。

【図3】図１のデータ伝送装置のスレーブデバイスの回路図である。

【図4】図１のデータ伝送装置のスレーブデバイスの動作のフローチャートである。

【図5】図３のスレーブデバイスの温度センサの温度計測回路の回路図である。

【図6】図５の温度計測回路の動作波形図である。

【図7】図３のスレーブデバイスの温度センサのスタート信号検出回路の回路図である。

【図8】図７のスタート信号検出回路の動作波形図である。

【図9】本実施例のデータ伝送装置の逆順モードの信号の流れを示すブロック図である。

【図10】図９のデータ伝送装置の逆順モードの動作波形図である。

【図11】別の実施例のスレーブデバイスの回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

＜実施例＞
図１にディジーチェーンを利用したデータ伝送装置の接続構成を示す。１０はマスターデバイスであり、一方がスタート信号ＳＴＡＲＴを出力し他方がデータ信号ＤＡＴＡの入力を行うポートＰ１，Ｐ２と、正順モード設定又は逆順モード設定を行うセレクト信号ＳＥＬの出力用のポートＰ３を備える。２０－１、２０－２、・・・、２０－ＮはＮ段（Ｎは２以上の正の整数）に縦続接続されたスレーブデバイスであり、スタート信号ＳＴＡＲＴやデータ信号ＤＡＴＡの入出力を行う入出力ポートＰ４，Ｐ５を介して縦続接続され、セレクト信号ＳＥＬが入力する入力ポートＰ６を備える。

【0016】

１段目のスレーブデバイス２０－１は、ポートＰ４がマスターデバイス１０のポートＰ１に接続され、ポートＰ６がマスターデバイス１０のポートＰ３に接続されている。スレーブデバイス２０－２、２０－３、・・・、２０－Ｎ－１は、ポートＰ４が前段のスレーブデバイスのポートＰ５に接続され、ポートＰ５が後段のスレーブデバイスのポートＰ４に接続され、ポートＰ６がマスターデバイス１０のポートＰ３に接続されている。Ｎ段目のスレーブデバイス２０－Ｎは、ポートＰ５がマスターデバイス１０のポートＰ２に接続され、ポートＰ６がマスターデバイス１０のポートＰ３に接続されている。

【0017】

図３に、上記したスレーブデバイス２０－１、２０－２、・・・、２０－Ｎとして共通使用されるスレーブデバイス２０の内部構成を示す。２１はデータ信号生成回路としての温度センサであり、入力ポートＩＮにスタート信号ＳＴＡＲＴが入力したことを検出すると対象物の温度計測を開始し、その計測が完了すると生成したデータ信号ＤＡＴＡを出力ポートＯＵＴから出力し、続けて次段のスレーブデバイスのためのスタート信号ＳＴＡＲＴを生成して出力ポートＯＵＴから出力する。スタート信号ＳＴＡＲＴよりもデータ信号ＤＡＴＡが先に入力したときは、そのデータ信号ＤＡＴＡをそのまま通過させて出力ポートＯＵＴから出力する。

【0018】

２２は入出力切替回路であり、ポートＰ６に入力するセレクト信号ＳＥＬが正順設定を示す“Ｈ”になることによって、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の接点をａ側に切り替えて、ポートＰ４から入力する信号を温度センサ２１の入力ポートＩＮに入力させ、温度センサ２１の出力ポートＯＵＴから出力する信号をポートＰ５に出力する。また、ポートＰ６に入力するセレクト信号ＳＥＬが逆順設定を示す“Ｌ”になることによって、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の接点をｂ側に切り替えて、ポートＰ５から入力する信号を温度センサ２１の入力ポートＩＮに入力させ、温度センサ２１の出力ポートＯＵＴから出力する信号をポートＰ４に出力する。

【0019】

図４に温度センサ２１の動作のフローチャートを示す。温度センサ２１は、入力ポートＩＮに入力したスタート信号ＳＴＡＲＴが検出され（Ｓ１－Ｙ）と温度計測を開始し（Ｓ２）、その温度計測が完了する（Ｓ３－Ｙ）と出力ポートＯＵＴから計測した値を示すデータ信号ＤＡＴＡを出力し（Ｓ４）、続けて次段のスレーブデバイスのためのスタート信号ＳＴＡＲＴをワンショットマルチ等により生成して同じ出力ポートＯＵＴから出力する（Ｓ５）。入力ポートＩＮにスタート信号ＳＴＡＲＴが入力しないとき（Ｓ１－Ｎ）は、入力ポートＩＮをスルーするので、データ信号ＤＡＴＡを受信するとそれをそのまま出力ポートＯＵＴに通過させる。

【0020】

図５に温度センサ２１の温度計測部２１１の構成を示す。２１１１は基準値生成回路であり、固定抵抗Ｒ１、キャパシタＣ１、リセットスイッチＳＷ３、電流がＩ１の電流源Ｉ１、閾値電圧Ｖｔｈ１が設定されたコンパレータＣＰ１、及び反転バッファ回路Ｂ１を備える。

【0021】

この基準値生成回路２１１１では、スタート信号ＳＴＡＲＴが検出されるとスイッチＳＷ３がＯＮ→ＯＦＦに切り替わり、電流源Ｉ１の電流Ｉ１によってキャパシタＣ１の充電が開始し、その充電電圧Ｖｒが時間経過とともに上昇する。そして、その充電電圧Ｖｒが閾値電圧Ｖｔｈ１を超えると、コンパレータＣＰ１の出力電圧が“Ｈ”→“Ｌ”に変化し、反転バッファ回路Ｂ１の出力電圧Ｖｒｒが“Ｌ”→“Ｈ”に変化する。スイッチＳＷ３は出力電圧Ｖｒｒが“Ｈ”になった後にＯＮしてキャパシタＣ１の電荷を放電する。

【0022】

２１１２は計測信号生成回路であり、温度が高くなるほど抵抗値が小さくなる温度抵抗Ｒ２、キャパシタＣ２（＝Ｃ１）、リセットスイッチＳＷ４、電流Ｉ２の電流源Ｉ２（＝Ｉ１）、閾値電圧Ｖｔｈ２（＝Ｖｔｈ１）が設定されたコンパレータＣＰ２、反転バッファ回路Ｂ２を備える。

【0023】

この計測値生成回路２１１２では、スタート信号ＳＴＡＲＴが検出されるとスイッチＳＷ４がＯＮ→ＯＦＦに切り替わり、電流源Ｉ２の電流Ｉ２によってキャパシタＣ２の充電が開始し、その充電電圧Ｖｓが時間経過とともに上昇する。そして、その充電電圧Ｖｓが閾値電圧Ｖｔｈ２を超えると、コンパレータＣＰ２の出力電圧が“Ｈ”→“Ｌ”に変化し、反転バッファ回路Ｂ２の出力電圧Ｖｓｓが“Ｌ”→“Ｈ”に変化する。スイッチＳＷ４は出力電圧Ｖｓｓが“Ｈ”になった後にＯＮしてキャパシタＣ２の電荷を放電する。

【0024】

２１１３はＴＤＣ(Time to Digital Converter)回路であり、反転バッファ回路Ｂ１の出力電圧Ｖｒｒの立上りタイミングから反転バッファ回路Ｂ２の出力電圧Ｖｓｓの立上りタイミングまでの時間を高分解能のデジタルシリアル信号に変換した温度計測結果のデータ信号ＤＡＴＡを作成する。

【0025】

図６に図５で説明した温度センサ２１の温度計測回路２１１の動作波形を示す。スタート信号ＳＴＡＲＴが時刻ｔａにおいて検出されると、スイッチＳＷ３，ＳＷ４は同時にＯＮ→ＯＦＦに切り替わり、同時に電流Ｉ１，Ｉ２によるキャパシタＣ１，Ｃ２への充電が開始される。

【0026】

固定抵抗Ｒ１の抵抗値は温度抵抗Ｒ２の抵抗値に比べて高い値に設定されている。このため、キャパシタＣ１への充電電流がキャパシタＣ２への充電電流よりも多くなって、電圧Ｖｒは電圧Ｖｓよりも立上り傾斜が大きくなり、時刻ｔｂで電圧Ｖｒが閾値電圧Ｖｔｈ１を超える。このため、電圧Ｖｒｒはその時刻ｔｂで“Ｌ”→“Ｈ”に変化する。

【0027】

一方、電圧Ｖｓは、温度が低いときは温度抵抗Ｒ２の抵抗値が大きくなるので、キャパシタＣ２への充電電流が多くなり、例えば時刻ｔｃで閾値電圧Ｖｔｈ２を超えて電圧Ｖｓｓが“Ｌ”→“Ｈ”に変化する。温度が高いときは温度抵抗Ｒ２の抵抗値が小さくなるので、キャパシタＣ２への充電電流が少なくなり、例えば時刻ｔｄで閾値電圧Ｖｔｈ２を超えて電圧Ｖｓｓが“Ｌ”→“Ｈ”に変化する。

【0028】

したがって、温度が低いときは時刻ｔｂ～ｔｃまでの時間Ｔ１がＴＤＣ回路２１１３によってデータ信号ＤＡＴＡに変換され、温度が高いときは時刻ｔｂ～ｔｄまでの時間Ｔ２がデータ信号ＤＡＴＡに変換されることになる。このようにして温度センサ２１は計測したシリアルのデータ信号ＤＡＴＡを出力ポートＯＵＴから出力する。

【0029】

図７にスタート信号検出回路２１２を示す。入力ポートＩＮＡは温度センサ２１の入力ポートＩＮに接続され、出力ポートＴＲＧの信号は図５で説明した温度計測回路２１１のスイッチＳＷ３，ＳＷ４の制御用となる。Ｂ３～Ｂ１０は反転バッファ回路、２１２１は抵抗Ｒ３とキャパシタＣ３で構成される積分回路、２１２２はＤＦＦ回路、２１２３はＯＲゲートである。

【0030】

このスタート信号検出回路２１２は、入力ポートＩＮＡにスタート信号ＳＴＡＲＴが入力すると、積分回路２１２１で積分されたノードＮ１の電圧を反転した電圧が反転インバータＢ１０から出力する。

【0031】

このとき、スタート信号ＳＴＡＲＴが図８（ａ）に示すように規定のパルス幅の場合は、ノードＮ１の電圧が反転バッファ回路Ｂ１０の閾値ＶＴｈ１０に到達しないので、反転バッファ回路Ｂ１０の出力電圧は“Ｌ”のままであり、スタート信号ＳＴＡＲＴが立ち下がるとき、反転バッファ回路Ｂ９の出力電圧でＣＫ端子が“Ｈ”になっても、ＤＦＦ回路２１２２のＱ端子の電圧ＳＴＯＰは“Ｌ”のままとなる。ＯＲゲート２１２３には、スタート信号ＳＴＡＲＴを反転バッファ回路Ｂ３～Ｂ８によりΔｔだけ遅延した信号ＩＮＢが“Ｌ”として入力するので、ＯＲゲート２１２３の出力ポートＴＲＧの信号が“Ｌ”になる。ＴＲＧ＝“Ｌ”は、スタート信号ＳＴＡＲＴを検出した信号であり、温度計測回路２１１のスイッチＳＷ３，ＳＷ４をＯＦＦさせる。

【0032】

一方、スタート信号ＳＴＡＲＴが図８（ｂ）に示すように規定のパルス幅よりも長い場合は、ノードＮ１の電圧が反転バッファ回路Ｂ１０の閾値電圧Ｖｔｈ１０よりも低下するので、反転バッファ回路Ｂ１０の出力電圧は“Ｈ”になり、反転バッファ回路Ｂ９の出力電圧でＣＫ端子が“Ｈ”になったとき、ＤＦＦ回路２１２２のＱ端子の電圧ＳＴＯＰは“Ｈ”になる。ＯＲゲート２１２３には、スタート信号ＳＴＡＲＴを反転バッファ回路Ｂ３～Ｂ８によりΔｔだけ遅延した信号ＩＮＢが“Ｌ”として入力するが、ＯＲゲート２１２３の出力ポートＴＲＧの信号は“Ｈ”から変化しない。つまり、正規のスタート信号ＳＴＡＲＴは検出されない。

【0033】

さて、マスターデバイス１０が、そのポートＰ３からセレクト信号ＳＥＬとして正順設定を示す“Ｈ”を出力したときは、スレーブデバイス２０－１、２０－２、・・・、２０－Ｎの入出力切替回路２２のスイッチＳＷ１，ＳＷ２の接点がａ側に切り替えられる。このときは、図１に示すような信号の流れとなり、図２に示すように、ポートＰ１からスタート信号ＳＴＡＲＴを出力すると、スレーブデバイス２０－１のポートＰ４に入力する。

【0034】

よって、スレーブデバイス２０－１の温度センサ２１のスイッチＳＷ３，ＳＷ４が、スタート信号ＳＴＡＲＴが立ち下がる時刻ｔ２（＝ｔａ）でＯＦＦになって、温度計測が開始される。そして、時刻ｔ３において温度計測が完了すると、生成されたデータ信号ＤＡＴＡ１が温度センサ２１の出力ポートＯＵＴから入出力切替回路２２を経由してポートＰ５から時刻ｔ４までの期間だけシリアルに出力する。このデータ信号ＤＡＴＡ１は、スレーブデバイス２０－２、・・・、２０－Ｎをそのまま通過して、マスターデバイス１０のポートＰ２に入力する。また、温度センサ２１では、このデータ信号ＤＡＴＡ１に続いて、時刻ｔ５～ｔ６の間にスタート信号ＳＴＡＲＴが生成されて、出力ポートＯＵＴから入出力切替回路２２を経由して、スレーブデバイス２０－１のポートＰ５から出力する。

【0035】

スレーブデバイス２０－２は、スレーブデバイス２０－１から出力されたスタート信号ＳＴＡＲＴがポートＰ４に入力することで、スレーブデバイス２０－１と同様に温度計測を行って、データ信号ＤＡＴＡ２を出力する。このデータ信号ＤＡＴＡ２は、スレーブデバイス２０－３、・・・、２０－Ｎをそのまま通過して、マスターデバイス１０のポートＰ２に入力する。また、このデータ信号ＤＡＴＡ２に続いて、スタート信号ＳＴＡＲＴが同様に温度センサ２１の出力ポートＯＵＴから入出力切替回路２２を経由してポートＰ５から出力する。

【0036】

以下同様にして、スレーブデバイス２０－３、・・・、２０－Ｎおいて、順次温度の計測結果を示すデータ信号ＤＡＴＡ３、・・・、ＤＡＴＡＮが生成されて、マスターデバイス１０のポートＰ２に入力することで、Ｎ段のスレーブデバイス２０－１、２０－２、・・・、２０－Ｎで計測されたＮ個の温度計測データ信号ＤＡＴＡ１、・・・、ＤＡＴＡＮが順次マスターデバイス１０に取り込まれる。最終段のスレーブデバイス２０－Ｎから出力してマスターデバイス１０のポートＰ２に入力するスタート信号ＳＴＡＲＴは、マスターデバイス１０で無視される。

【0037】

以上から、スレーブデバイス２０－１、２０－２、・・・、２０－Ｎを伸ばして、例えば人体の所要の体内に挿入しておけば、当該所要の体内の温度分布を得ることができる。

【0038】

次に、マスターデバイス１０が、そのポートＰ３からセレクト信号ＳＥＬとして逆順設定を示す“Ｌ”を出力したときは、スレーブデバイス２０－１、２０－２、・・・、２０－Ｎの入出力切替回路２２のスイッチＳＷ１，ＳＷ２の接点がｂ側に切り替えられる。このときは、図９に示すような信号と流れとなり、図１０に示すように、マスターデバイス１０のポートＰ２からスタート信号ＳＴＡＲＴが出力し、スレーブデバイス２０－ＮのポートＰ５に入力する。

【0039】

よって、スレーブデバイス２０－Ｎの温度センサ２１のスイッチＳＷ３，ＳＷ４がスタート信号ＳＴＡＲＴが立ち下がる時刻ｔ２２（＝ｔａ）でＯＦＦになって温度計測が開始される。そして、時刻ｔ２３において温度計測が完了すると、生成されたデータ信号ＤＡＴＡＮが温度センサ２１の出力ポートＯＵＴから入出力切替回路２２を経由してポートＰ４から時刻ｔ２４までの期間だけシリアルに出力する。このデータ信号ＤＡＴＡＮは、スレーブデバイス２０－Ｎ－１、・・・、２０－１をそのまま通過して、マスターデバイス１０のポートＰ１に入力する。また、このデータ信号ＤＡＴＡＮに続いて、時刻ｔ２５～ｔ２６の間にスタート信号ＳＴＡＲＴが同様に温度センサ２１の出力ポートＯＵＴから入出力切替回路２２を経由して、ポートＰ４から出力する。

【0040】

スレーブデバイス２０－Ｎ－１は、スレーブデバイス２０－Ｎから出力されたスタート信号ＳＴＡＲＴがポートＰ５に入力することで、スレーブデバイス２０－Ｎと同様に温度計測を行って、データ信号ＤＡＴＡＮ－１を出力する。このデータ信号ＤＡＴＡＮ－１は、スレーブデバイス２０－Ｎ－２、・・・、２０－１をそのまま通過して、マスターデバイス１０のポートＰ１に入力する。また、このデータ信号ＤＡＴＡＮ－１に続いて、スタート信号ＳＴＡＲＴが同様に温度センサ２１の出力ポートＯＵＴから入出力切替回路２２を経由してポートＰ４から出力する。

【0041】

以下同様にして、スレーブデバイス２０－Ｎ－２、・・・、２０－１おいて、順次温度の計測結果を示すデータ信号ＤＡＴＡＮ－２、・・・、ＤＡＴＡ１が生成されて、マスターデバイス１０のポートＰ１に入力することで、Ｎ段のスレーブデバイス２０－Ｎ、２０－Ｎ－１、・・・、２０－１で計測されたＮ個の温度計測データ信号ＤＡＴＡＮ－２、・・・、ＤＡＴＡ１が順次マスタスレーブ１０に取り込まれる。初段のスレーブデバイス２０－１から出力してマスターデバイス１０のポートＰ１に入力するスタート信号ＳＴＡＲＴは無視される。

【0042】

以上から、スレーブデバイス２０－１、２０－２、・・・、２０－Ｎを伸ばして、例えば人体の所要の体内に挿入しておけば、当該所要の体内の温度分布を図１、図２で説明した場合と逆並びのデータ信号として得ることができる。

【0043】

以上のように、セレクト信号ＳＥＬを“Ｈ”に設定すれば、スレーブデバイス２０－１、２０－２、・・・、２０－Ｎの順（正順）で計測した温度のデータ信号ＤＡＴＡ１、ＤＡＴＡ２、・・・、ＤＡＴＡＮがマスターデバイス１０に順次取り込まれる。また、セレクト信号ＳＥＬを“Ｌ”に設定すれば、スレーブデバイス２０－Ｎ、２０－Ｎ－１、・・・、２０－１の順（逆順）で計測した温度のデータ信号ＤＡＴＡＮ、ＤＡＴＡＮ－１、・・・、ＤＡＴＡ１がマスターデバイス１０に順次取り込まれる。

【0044】

したがって、初段から中段にかけてのスレーブデバイスで計測したデータ信号を早期に取り込む必要があるときは、セレクト信号ＳＥＬを“Ｈ”に設定すればよく、終段から中段にかけてのスレーブデバイスで計測したデータ信号を早期に取り込む必要があるときは、セレクト信号ＳＥＬを“Ｌ”に設定すればよい。以上から、スレーブデバイスが数百乃至数千段接続された場合でも、所望の段で計測されたデータ信号を取得するまでの待ち時間を少なくできる利点がある。

【0045】

＜別の実施例＞
図１１に別の実施例のスレーブデバイス２０Ａの構成を示す。図３の構成のスレーブデバイス２０では図４で説明したように、前段のスレーブデバイスからデータ信号ＤＡＴＡが到来するとそのまま温度センサ２１内をスルーするようにしていたが、図１１では温度センサ２１Ａにデータ信号ＤＡＴＡスルー用の経路を設けず、スイッチＳＷ５でデータＤＡＴＡスルー用の経路を実現している。図１１のスレーブデバイス２０Ａは、ポートＰ４に双方向で同じ遅延時間の遅延回路２３を接続し、ポートＰ５にも同様に双方向で同じ遅延時間の遅延回路２４を接続し、遅延回路２３，２４の間にスイッチＳＷ５を接続している。

【0046】

スイッチＳＷ５は電源投入でＯＮになり、温度センサ２１Ａ内のスタート信号検出回路２１２によってスタート信号ＳＴＡＲＴの終端が検出されると、ＯＦＦになるように制御される。

【0047】

この結果、例えばポートＰ４からスタート信号ＳＴＡＲＴが入力したとき、温度センサ２１Ａ内の図７で説明したスタート信号検出回路２１２でそのスタート信号ＳＴＡＲＴの終端が検知されるとスイッチＳＷ５がＯＦＦになるので、スタート信号ＳＴＡＲＴの到来からスイッチＳＷ５がＯＦＦするまでの時間よりも長い時間、つまりスタート信号ＳＴＡＲＴのパルス幅の時間よりも長い遅延時間を遅延回路２３に設定しておけば、ポートＰ４に入力したスタート信号ＳＴＡＲＴがスイッチＳＷ５を経由して当該のスレーブデバイスの後段のスレーブデバイスにスルーすることが阻止される。

【0048】

ポートＰ５からスタート信号ＳＴＡＲＴが入力したときは、当該のスレーブデバイスでスタート信号ＳＴＡＲＴが検出されたときは、スタート信号ＳＴＡＲＴが遅延回路２４から出力する前にスイッチＳＷ５がＯＦＦになって、当該のスレーブデバイスの前段のスレーブデバイスにスルーすることが阻止される。

【0049】

以上から、データ信号ＤＡＴＡのスルー用にスイッチＳＷ５を設けていても、当該のスレーブデバイスに入力したスタート信号ＳＴＡＲＴは当該のスレーブデバイスのみで処理され、隣接するスレーブデバイスにスルーすることはない。

【符号の説明】

【0050】

１０：マスターデバイス
２０，２０Ａ，２０－１，・・・，２０－Ｎ：スレーブデバイス
２１，２１Ａ：温度センサ、２１１：温度計測回路、２１１１：基準値生成回路、２１１２：計測値生成回路、２１１３：ＴＤＣ回路、２１２：スタート信号検出回路
２２：入出力切替回路
２３，２４：遅延回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】