特許 7430327 シリアル通信システム

(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】2024-02-02

(45)【発行日】2024-02-13

(54)【発明の名称】シリアル通信システム

(51)【国際特許分類】

   H04L 69/00 20220101AFI20240205BHJP

   G06F 13/38 20060101ALI20240205BHJP

【ＦＩ】

H04L69/00

G06F13/38 320A

G06F13/38 340D

G06F13/38 350

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020096065

(22)【出願日】2020-06-02

(65)【公開番号】P2021190911

(43)【公開日】2021-12-13

【審査請求日】2023-01-30

(73)【特許権者】

【識別番号】000203634

【氏名又は名称】多摩川精機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110423

【弁理士】

【氏名又は名称】曾我 道治

(74)【代理人】

【識別番号】100111648

【弁理士】

【氏名又は名称】梶並 順

(74)【代理人】

【識別番号】100212657

【弁理士】

【氏名又は名称】塚原 一久

(72)【発明者】

【氏名】牛草 遼平

【審査官】和平 悠希

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－２３２５０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０４３９０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１１５１４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１８００１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－３２５２１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０４０５８２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｌ １２／００－１２／６６

Ｈ０４Ｌ ４１／００－１０１／６９５

Ｇ０６Ｆ １３／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

マスタデバイス（１０）とスレーブデバイス（２０）との間で、複数の信号線を有する通信ライン（３０）を通して、通信フォーマットに従ってシリアル通信を行うシリアル通信システムであって、
前記複数の信号線のいずれかが前記通信フォーマットの切り替えを行うための切り替え信号を前記スレーブデバイス（２０）に供給し、前記通信フォーマットを切り替えるものであり、
前記マスタデバイス（１０）、前記スレーブデバイス（２０）、及び前記通信ライン（３０）のいずれかは、特定の端子部に対応するいずれかの前記信号線に対し、前記切り替え信号を供給する切り替え信号生成部を有し、
前記スレーブデバイス（２０）は、
複数の通信フォーマットに対応する通信部（２２）と、
前記複数の通信フォーマットのいずれか一つを選択する選択部（２３）と、
前記複数の信号線に対応する複数の端子部を通して、前記通信ライン（３０）と前記通信部（２２）との間で信号を通過させる入出力部（２４）とを備え、
前記入出力部（２４）中の前記複数の通信フォーマットにおいて送信のみに使用される前記端子部を前記特定の端子部として定め、
前記特定の端子部は、前記信号を送信する送信回路と、前記切り替え信号を受信する受信回路とを有し、前記送信回路は前記切り替え信号を読み込むときにオープン状態となり、
前記受信回路は、前記切り替え信号生成部から供給される前記切り替え信号を受信して前記選択部（２３）に供給し、
前記選択部（２３）は、前記特定の端子部を通して供給される前記切り替え信号に応じて選択を切り替える
シリアル通信システム。

【請求項2】

前記選択部（２３）は、前記切り替え信号を読み込み、前記複数の通信フォーマットの中から前記マスタデバイス（１０）の通信フォーマットに一致する通信フォーマットを選択する
請求項１に記載のシリアル通信システム。

【請求項3】

前記マスタデバイス（１０）はコントローラ、前記スレーブデバイス（２０）はセンシングデバイスであり、
前記コントローラと前記センシングデバイスとの間で前記シリアル通信を行う
請求項１または２に記載のシリアル通信システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、シリアル通信システムに関し、特に、マスタデバイスと、複数の通信フォーマットに対応するスレーブデバイスとの間のシリアル通信に関する。

【背景技術】

【0002】

マスタデバイスとスレーブデバイスとの間、具体的には、コントローラとセンシングデバイスとの間で、シリアル通信によりコマンドとデータとを送受信することが一般的に行われている。このような構成のシリアル通信システムは、特許文献１に記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００４－３１７２６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

以上の特許文献１には、マスタデバイスとスレーブデバイスの通信システムにおける通信の技術が開示されている。この通信システムにおいて通信データのモードを切り替える場合、通信ラインを介して、マスタデバイスからモード切り替え信号をスレーブデバイスに通知する必要がある。この場合、モード切り替え前から、スレーブデバイスがマスタデバイスを認識できている必要がある。すなわち、通信システム起動時の通信フォーマットが限定される問題がある。

【0005】

通信システム起動時の通信フォーマットを限定しないのであれば、通信ラインの信号線とは別に、モード設定専用の端子をスレーブデバイスに設けておいて、そのモード設定専用の端子によりスレーブデバイスのモード設定を行う必要がある。

【0006】

従って、通信システム起動時の通信フォーマットに影響されず、モード設定専用の端子を用いることなく、複数の通信フォーマットに対応するスレーブデバイスの通信フォーマットを、マスタデバイスの通信フォーマットに一致させて、マスタデバイスとスレーブデバイスとの間でシリアル通信を行えることが望まれている。

【0007】

本発明は、起動時の通信フォーマットに影響されず、モード設定専用の端子を用いることなく、マスタデバイスの通信フォーマットとスレーブデバイスの通信フォーマットとを一致させて、マスタデバイスとスレーブデバイスとの間でシリアル通信を行うことが可能なシリアル通信システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

（１）この発明に係るシリアル通信システムは、マスタデバイスとスレーブデバイスとの間で、複数の信号線を有する通信ラインを通して、通信フォーマットに従ってシリアル通信を行うシリアル通信システムであって、複数の信号線のいずれかが通信フォーマットの切り替えを行うための切り替え信号をスレーブデバイスに供給し、通信フォーマットを切り替える。

【0009】

（２）この発明に係るシリアル通信システムは、マスタデバイスとスレーブデバイスとの間で、複数の信号線を有する通信ラインを通して、通信フォーマットに従ってシリアル通信を行うシリアル通信システムであって、スレーブデバイスは、複数の通信フォーマットに対応する通信部と、複数の通信フォーマットのいずれか一つを選択する選択部と、複数の信号線に対応する複数の端子部を通して、通信ラインと通信部との間で信号を通過させる入出力部とを有し、マスタデバイス、スレーブデバイス、及び通信ラインのいずれかは、特定の端子部に対応するいずれかの信号線に対し、切り替え信号を供給する切り替え信号生成部を有し、選択部は、特定の端子部を通して供給される切り替え信号に応じて選択を切り替える。

【0010】

（３）この発明に係るシリアル通信システムにおいて、スレーブデバイスは、複数の通信フォーマットにおいて送信のみに使用される端子部を特定の端子部として定め、特定の端子部は、信号を送信する送信回路と、切り替え信号を受信する受信回路とを有し、送信回路は切り替え信号を読み込むときにオープン状態となり、受信回路は、切り替え信号生成部から供給される切り替え信号を受信して選択部に供給する。

【0011】

（４）この発明に係るシリアル通信システムにおいて、選択部は、切り替え信号を読み込み、複数の通信フォーマットの中から、マスタデバイスの通信フォーマットに一致する通信フォーマットを選択する。
（５）この発明に係るシリアル通信システムにおいて、マスタデバイスはコントローラ、スレーブデバイスはセンシングデバイスであり、コントローラとセンシングデバイスとの間でシリアル通信を行う。

【発明の効果】

【0012】

この発明によれば、起動時の通信フォーマットに影響されず、モード設定専用の端子を用いることなく、スレーブデバイスの通信フォーマットとマスタデバイスの通信フォーマットとが一致し、マスタデバイスとスレーブデバイスとの間でシリアル通信を行うことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施の形態１におけるシリアル通信システムの構成を示す構成図である。

【図2】本発明の実施の形態１におけるスレーブデバイスの構成を示す構成図である。

【図3】本発明の実施の形態１におけるスレーブデバイスの他の構成を示す構成図である。

【図4】本発明の実施の形態１におけるスレーブデバイスの更に他の構成を示す構成図である。

【図5】本発明の実施の形態１におけるシリアル通信システムの構成を示す構成図である。

【図6】本発明の実施の形態１におけるマスタデバイスの構成を示す構成図である。

【図7】本発明の実施の形態１におけるマスタデバイスの他の構成を示す構成図である。

【図8】本発明の実施の形態１におけるマスタデバイスの更に他の構成を示す構成図である。

【図9】本発明の実施の形態１におけるマスタデバイスの更に他の構成を示す構成図である。

【図10】本発明の実施の形態１におけるスレーブデバイスの構成を示す構成図である。

【図11】本発明の実施の形態１におけるシリアル通信システムの通信設定処理シーケンスを示すタイミングチャートである。

【図12】本発明の実施の形態１におけるシリアル通信システムの通信設定処理シーケンスを示すタイミングチャートである。

【図13】本発明の実施の形態１におけるシリアル通信システムの構成を示す構成図である。

【図14】本発明の実施の形態１におけるスレーブデバイスの他の構成を示す構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明のシリアル通信システムの実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、各図において、同一部分には同一符号を付している。

【0015】

実施の形態１．
はじめに、本発明の実施の形態１において、シリアル通信システムの基本的な構成について、図１を参照して説明する。

【0016】

［シリアル通信システム１Ａの構成］
図１は、本発明の実施の形態１におけるシリアル通信システム１Ａの構成を示す構成図である。図１において、シリアル通信システム１Ａは、主に、マスタデバイス１０と、スレーブデバイス２０と、通信ライン３０とを備えている。

【0017】

マスタデバイス１０はコントローラ、スレーブデバイス２０はセンシングデバイスとして、マスタスレーブ型のシリアル通信システムを構成している。マスタデバイス１０は、スレーブデバイス２０に対してシリアル通信によりコマンドを送信する。コマンドを受信したスレーブデバイス２０は、制御対象の各種状態を検知して得たデータをシリアル通信によりマスタデバイス１０に送信する。

【0018】

マスタデバイス１０は、シリアル通信機能を備えたコントローラであり、主に、マスタ制御部１１と、通信部１２と、入出力部１３とを備えている。

【0019】

マスタ制御部１１は、スレーブデバイス２０からシリアル通信によりデータを読み出す際の各種制御を行う。通信部１２は、マスタ制御部１１の制御に基づいて、通信ライン３０を通して、スレーブデバイス２０内の通信部２２とシリアル通信を行う。

【0020】

入出力部１３は、通信ライン３０の複数の信号線に対応した複数の端子部として第１端子部１３１～第４端子部１３４を備え、第１端子部１３１～第４端子部１３４に通信ライン３０の複数の信号線が接続され、通信部１２と通信ライン３０との間で信号を通過させる。

【0021】

以上の構成により、マスタデバイス１０は、通信部１２により定められたいずれか一の通信フォーマットにより、スレーブデバイス２０とシリアル通信を行う。

【0022】

スレーブデバイス２０は、シリアル通信機能を備えたセンシングデバイスであり、主に、センサＳと、信号処理部２１と、通信部２２と、選択部２３と、入出力部２４と、スレーブ制御部２５と、切り替え信号生成部２６とを備えている。

【0023】

センサＳは、制御対象の各種状態を検知して得たデータを信号処理部２１に供給する。信号処理部２１は、センサＳからのデータに各種の信号処理を施す。通信部２２は、複数の通信フォーマットに対応してシリアル通信することが可能であり、第１通信フォーマットに対応する第１フォーマット通信部２２１と、第２通信フォーマットに対応する第２フォーマット通信部２２２とを備えている。

【0024】

選択部２３は、切り替え信号に応じて、通信部２２における複数の通信部のいずれか一つ、すなわち、第１フォーマット通信部２２１と第２フォーマット通信部２２２とのいずれか一方を選択する。入出力部２４は、通信ライン３０の複数の信号線に対応した複数の端子部として第１端子部２４１～第４端子部２４４を備え、第１端子部２４１～第４端子部２４４に通信ライン３０の複数の信号線が接続され、選択部２３と通信ライン３０との間で信号を通過させる。スレーブ制御部２５は、スレーブデバイス２０内の各部を制御する。

【0025】

切り替え信号生成部２６は、入出力部２４中の特定の端子部に対応するいずれかの信号線に対し、マスタデバイス１０の通信フォーマットに対応して予め定められた電圧を切り替え信号として供給する。図１では、第４端子部２４４が特定の端子部に該当する具体例を示している。

【0026】

このシリアル通信システム１Ａにおいて、マスタデバイス１０の通信フォーマットが確定している状態で、ユーザは、マスタデバイス１０の通信フォーマットに従って、切り替え信号生成部２６の切り替え信号を後述するように設定しておく。そして、スレーブデバイス２０において、切り替え信号生成部２６から供給される切り替え信号を選択部２３が読み込み、選択部２３が通信部２２の選択を切り替える。

【0027】

以上のシリアル通信システム１Ａにおけるマスタデバイス１０とスレーブデバイス２０とのシリアル通信において、複数の通信フォーマットとして同期式ＳＰＩ通信と調歩同期式通信の２方式を具体例として、同期式ＳＰＩ通信信号を第１フォーマット通信信号として実線矢印で示し、調歩同期式通信信号を第２フォーマット通信信号として破線矢印で示している。また、切り替え信号を白抜き三角矢印で示している。この複数の通信フォーマットの信号の流れと切り替え信号との関係については、図２以降において説明する。

【0028】

ここで、スレーブデバイス２０における入出力部２４と切り替え信号生成部２６の構成について、図２を参照して説明する。図２は、本発明の実施の形態１におけるスレーブデバイス２０の構成を示す構成図である。

【0029】

入出力部２４は、第１端子部２４１と、第２端子部２４２と、第３端子部２４３と、第４端子部２４４とを備えている。
第１端子部２４１は、第１フォーマット通信信号を受信するため、受信回路としてのシュミットトリガ回路ＳＴを備えている。このシュミットトリガ回路ＳＴの入力には、プルアップ抵抗Ｒpuが接続されている。

【0030】

第２端子部２４２は、第１フォーマット通信信号を受信する受信回路としてのシュミットトリガ回路ＳＴと、第２フォーマット通信信号を送信する送信回路としてのバッファ回路ＢＵＦとを、入出力の方向が互いに逆向きになるように並列に備えている。すなわち、第２端子部２４２において、第１フォーマット通信信号を受信する受信回路のシュミットトリガ回路ＳＴの入力と、第２フォーマット通信信号を送信する送信回路のバッファ回路ＢＵＦの出力とが共に、通信ライン３０中の同じ通信線に接続されている。シュミットトリガ回路ＳＴの出力とバッファ回路ＢＵＦの入力とは、選択部２３に接続されている。ここで、シュミットトリガ回路ＳＴの入力には、プルアップ抵抗Ｒpuが接続されている。バッファ回路ＢＵＦは、シュミットトリガ回路ＳＴの受信時において、出力端子をオープンにできるようトライステートバッファにより構成されている。

【0031】

第３端子部２４３は、第１フォーマット通信信号と第２フォーマット通信信号とを受信するため、受信回路としてのシュミットトリガ回路ＳＴを備えている。このシュミットトリガ回路ＳＴの入力には、プルアップ抵抗Ｒpuが接続されている。

【0032】

第４端子部２４４は、シリアル通信において、第１フォーマット通信信号と第２フォーマット通信信号との送信のみに使用されるため、特定の端子部として切り替え信号を受信する受信回路が設けられる。このため、第４端子部２４４は、第１フォーマット通信信号と第２フォーマット通信信号とを送信する送信回路としてのバッファ回路ＢＵＦと、切り替え信号を受信する受信回路としてのシュミットトリガ回路ＳＴとを、入出力の方向が互いに逆向きになるように並列に備えている。すなわち、第４端子部２４４において、切り替え信号を受信する受信回路のシュミットトリガ回路ＳＴの入力と、第１フォーマット通信信号と第２フォーマット通信信号とを送信する送信回路のバッファ回路ＢＵＦの出力とが共に、通信ライン３０中の同じ通信線に接続されている。シュミットトリガ回路ＳＴの出力とバッファ回路ＢＵＦの入力とは、選択部２３に接続されている。

【0033】

第４端子部２４４のシュミットトリガ回路ＳＴの入力には、プルアップ抵抗Ｒpuが接続されている。シュミットトリガ回路ＳＴは、受信した切り替え信号を、選択部２３に供給する。第４端子部２４４のシュミットトリガ回路ＳＴは、入力にプルアップ抵抗Ｒpuが接続され、出力は切り替え信号を選択部２３に供給する。
この第４端子部２４４は、異なる複数の通信フォーマットのシリアル通信において送信のみに使用されるため、送信回路としてのバッファ回路ＢＵＦＦはトライステートバッファで構成されており、トライステートバッファの出力端子を、切り替え信号の読み込み時のみ出力端子をオープン状態とする。これにより、受信回路のシュミットトリガ回路ＳＴは、切り替え信号以外の信号を受信することがなく、従って他の信号を切り替え信号と誤認する可能性がなく、切り替え信号の取り扱いに適している。

【0034】

切り替え信号生成部２６は、マスタデバイス１０の通信フォーマットに対応して予め定められた電圧を切り替え信号として生成し、第４端子部２４４に供給する。図２に示される切り替え信号生成部２６は、プルアップ抵抗Ｒsetupにより生成されるＨレベル電圧を、切り替え信号として第４端子部２４４に供給する。ここで、シュミットトリガ回路ＳＴの入力に接続されたプルアップ抵抗Ｒpuと、第４端子部２４４に接続されたプルアップ抵抗Ｒsetupとの抵抗値の関係を、Ｒpu≫Ｒsetup と設定することで、トライステートバッファの出力端子がオープン状態のときに、Ｈレベルの切り替え信号がシュミットトリガ回路ＳＴに正しく読み込まれる。

【0035】

選択部２３は、入出力部２４を通して切り替え信号生成部２６から供給されるＨレベルの切り替え信号を読み込み、第１フォーマット通信部２２１と第２フォーマット通信部２２２とのいずれか一方を選択する。この結果、マスタデバイス１０の通信フォーマットと、スレーブデバイス２０の通信フォーマットが一致する。

【0036】

次に、スレーブデバイス２０における切り替え信号生成部２６の他の構成について、図３を参照して説明する。図３は、本発明の実施の形態１におけるスレーブデバイス２０の他の構成を示す構成図である。

【0037】

図３に示される切り替え信号生成部２６は、プルダウン抵抗Ｒsetdownにより生成されるＬレベル電圧を、切り替え信号として第４端子部２４４に供給する。ここで、シュミットトリガ回路ＳＴの入力に接続されたプルアップ抵抗Ｒpuと、第４端子部２４４に接続されたプルダウン抵抗Ｒsetdownとの抵抗値の関係を、Ｒpu≫Ｒsetdown と設定することで、トライステートバッファの出力端子がオープン状態のときに、Ｌレベルの切り替え信号がシュミットトリガ回路ＳＴに正しく読み込まれる。

【0038】

そして、選択部２３は、入出力部２４を通して切り替え信号生成部２６から供給されるＬレベルの切り替え信号を読み込み、第１フォーマット通信部２２１と第２フォーマット通信部２２２とのいずれか他方を選択する。この結果、マスタデバイス１０の通信フォーマットと、スレーブデバイス２０の通信フォーマットが一致する。

【0039】

次に、スレーブデバイス２０における切り替え信号生成部２６の更に他の構成について、図４を参照して説明する。図４は、本発明の実施の形態１におけるスレーブデバイス２０の更に他の構成を示す構成図である。

【0040】

図４に示される切り替え信号生成部２６は、プルアップ抵抗Ｒsetupと、プルダウン抵抗Ｒsetdownと、スイッチ２６ａを備えている。スイッチ２６ａにおいて、共通端子ＣＯＭは第４端子部２４４に接続され、Ａ１端子はプルアップ抵抗Ｒsetupに接続され、Ａ２端子はプルダウン抵抗Ｒsetdownに接続され、ＮＣ端子は未接続のオープン状態である。プルアップ抵抗Ｒpuと、プルダウン抵抗Ｒsetdownと、プルアップ抵抗Ｒsetupとの抵抗値の関係は、図２及び図３における説明と同様とする。ユーザは、マスタデバイス１０の通信フォーマットが確定している状態で、マスタデバイス１０の通信フォーマットに従って、切り替え信号生成部２６の切り替え信号を設定する。

【0041】

ここで、切り替え信号生成部２６は、スイッチ２６ａのＣＯＭ端子とＡ１端子とが接続されると、プルアップ抵抗Ｒsetupにより生成されるＨレベル電圧を、切り替え信号として第４端子部２４４に供給する。切り替え信号生成部２６は、スイッチ２６ａのＣＯＭ端子とＡ２端子とが接続されると、プルダウン抵抗Ｒsetdownにより生成されるＬレベル電圧を、切り替え信号として第４端子部２４４に供給する。一方、切り替え信号生成部２６は、スイッチ２６ａのＣＯＭ端子とＮＣ端子とが接続されると、切り替え信号を第４端子部２４４に供給しない。

【0042】

そして、選択部２３は、入出力部２４を通して切り替え信号生成部２６から供給されるＨレベルまたはＬレベルの切り替え信号を読み込み、第１フォーマット通信部２２１と第２フォーマット通信部２２２とのいずれかを選択する。この結果、マスタデバイス１０の通信フォーマットと、スレーブデバイス２０の通信フォーマットが一致する。

【0043】

［シリアル通信システム１Ｂの構成］
次に、本発明の実施の形態１におけるシリアル通信システム１Ｂの構成について、図５を参照して説明する。図５は、本発明の実施の形態１におけるシリアル通信システム１Ｂの構成を示す構成図である。図５に示すシリアル通信システム１Ｂについて、図１に示したシリアル通信システム１Ａと同一物には同一符号を付すことで、重複した説明を省略し、異なる部分について説明する。

【0044】

図５に示すシリアル通信システム１Ｂでは、マスタデバイス１０内に、切り替え信号生成部１４を備えている。切り替え信号生成部１４は、通信ライン３０を通してスレーブデバイス２０の第４端子部２４４に切り替え信号を供給するため、スレーブデバイス２０の第４端子部２４４に対応するマスタデバイス１０の第４端子部１３４に、予め定められた電圧を切り替え信号として生成して供給する。なお、図５において、図１と同様に第４端子部２４４が特定の端子部に該当する具体例を示している。ここで、マスタ制御部１１またはユーザは、マスタデバイス１０の通信フォーマットに従って、切り替え信号生成部１４の切り替え信号を設定する。

【0045】

次に、マスタデバイス１０における切り替え信号生成部１４の構成について、図６を参照して説明する。図６は、本発明の実施の形態１におけるマスタデバイス１０の構成を示す構成図である。

【0046】

マスタデバイス１０は、シリアル通信機能を備えたコントローラであり、主に、マスタ制御部１１と、通信部１２と、入出力部１３と、切り替え信号生成部１４とを備えている。入出力部１３は、第１端子部１３１と、第２端子部１３２と、第３端子部１３３と、第４端子部１３４とを備えており、図２以降に示す入出力部２４と同様に、シュミットトリガ回路ＳＴとバッファ回路ＢＵＦとにより構成されている。

【0047】

切り替え信号生成部１４は、マスタデバイス１０の通信フォーマットに対応して予め定められた電圧を切り替え信号として生成する。図６に示される切り替え信号生成部１４は、プルアップ抵抗Ｒsetupにより生成されるＨレベル電圧を、切り替え信号として第４端子部１３４に供給する。第４端子部１３４に供給された切り替え信号は、通信ライン３０を通り、スレーブデバイス２０の第４端子部２４４に供給される。

【0048】

例えば、マスタデバイス１０において通信部１２が第２フォーマットである場合、切り替え信号生成部１４は、Ｈレベルの電圧を切り替え信号として、第４端子部１３４から通信ライン３０を通してスレーブデバイス２０に送出する。

【0049】

次に、マスタデバイス１０における切り替え信号生成部１４の他の構成について、図７を参照して説明する。図７は、本発明の実施の形態１におけるマスタデバイス１０の他の構成を示す構成図である。

【0050】

図７に示される切り替え信号生成部１４は、プルダウン抵抗Ｒsetdownにより生成されるＬレベル電圧を、切り替え信号として第４端子部１３４に供給する。第４端子部１３４に供給された切り替え信号は、通信ライン３０を通り、スレーブデバイス２０の第４端子部２４４に供給される。

【0051】

例えば、マスタデバイス１０において通信部１２が第１フォーマットである場合、切り替え信号生成部１４は、Ｌレベルの電圧を切り替え信号として、第４端子部１３４から通信ライン３０を通してスレーブデバイス２０に送出する。

【0052】

次に、マスタデバイス１０における切り替え信号生成部１４の更に他の構成について、図８を参照して説明する。図８は、本発明の実施の形態１におけるマスタデバイス１０の更に他の構成を示す構成図である。

【0053】

図８に示される切り替え信号生成部１４は、プルアップ抵抗Ｒsetupと、プルダウン抵抗Ｒsetdownと、スイッチ調整部１４ａと、スイッチ１４ｂとを備えている。スイッチ１４ｂにおいて、共通端子ＣＯＭは第４端子部１３４に接続され、Ａ１端子はプルアップ抵抗Ｒsetupに接続され、Ａ２端子はプルダウン抵抗Ｒsetdownに接続され、ＮＣ端子は未接続のオープン状態である。

【0054】

ここで、切り替え信号生成部１４は、スイッチ調整部１４ａの調整により、スイッチ１４ｂのＣＯＭ端子とＡ１端子とが接続されると、プルアップ抵抗Ｒsetupにより生成されるＨレベル電圧を、切り替え信号として第４端子部１３４に供給する。切り替え信号生成部１４は、スイッチ１４ｂのＣＯＭ端子とＡ２端子とが接続されると、プルダウン抵抗Ｒsetdownにより生成されるＬレベル電圧を、切り替え信号として第４端子部１３４に供給する。一方、切り替え信号生成部１４は、スイッチ１４ｂのＣＯＭ端子とＮＣ端子とが接続されると、切り替え信号を第４端子部１３４に供給しない。

【0055】

マスタ制御部１１は、通信部１２の通信フォーマットに応じて、スイッチ調整部１４ａを介してスイッチ１４ｂの接続状態を切り替える。そして、切り替え信号生成部１４は、マスタデバイス１０の通信フォーマットに従って、ＨレベルまたはＬレベルの切り替え信号を生成する。この切り替え信号は、第４端子部１３４から通信ライン３０を経由し、スレーブデバイス２０の第４端子部２４４に供給される。

【0056】

次に、マスタデバイス１０における切り替え信号生成部１４の更に他の構成について、図９を参照して説明する。図９は、本発明の実施の形態１におけるマスタデバイス１０の更に他の構成を示す構成図である。

【0057】

図９に示される切り替え信号生成部１４は、プルアップ可変抵抗ＶＲsetupと、プルダウン可変抵抗ＶＲsetdownと、抵抗調整部１４ｃとを備えている。プルアップ可変抵抗ＶＲsetupとプルダウン可変抵抗ＶＲsetdownとの接続点は第４端子部１３４に接続されている。

【0058】

ここで、切り替え信号生成部１４は、マスタ制御部１１からの指示に基づいた抵抗調整部１４ｃの調整により、抵抗値がＶＲsetup≪ＶＲsetdownと設定されると、接続点に生じるＨレベル電圧を切り替え信号として第４端子部１３４に供給する。切り替え信号生成部１４は、マスタ制御部１１からの指示に基いた抵抗調整部１４ｃの調整により、抵抗値がＶＲsetup≫ＶＲsetdownと設定されると、接続点に生じるＬレベル電圧を切り替え信号として第４端子部１３４に供給する。

【0059】

マスタ制御部１１は、通信部１２の通信フォーマットに応じて、抵抗調整部１４ｃを介してプルアップ可変抵抗ＶＲsetupとプルダウン可変抵抗ＶＲsetdownとの抵抗値を調整する。そして、切り替え信号生成部１４は、マスタデバイス１０の通信フォーマットに従って、ＨレベルまたはＬレベルの切り替え信号を生成する。この切り替え信号は、第４端子部１３４から通信ライン３０を経由し、スレーブデバイス２０の第４端子部２４４に供給される。

【0060】

シリアル通信システム１Ｂにおいて、切り替え信号を生成する切り替え信号生成部１４がマスタデバイス１０に存在する場合のスレーブデバイス２０の構成について、図１０を参照して説明する。図１０は、本発明の実施の形態１におけるスレーブデバイス２０の構成を示す構成図である。

【0061】

図５～図９に示したように、シリアル通信システム１Ｂではマスタデバイス１０内に切り替え信号生成部１４を備えている。このため、スレーブデバイス２０側には、切り替え信号生成部を設ける必要がない。

【0062】

シリアル通信システム１Ｂにおけるスレーブデバイス２０は、図１０に示すように、選択部２３は、通信ライン３０および入出力部２４を通して切り替え信号生成部１４から供給されるＨレベルまたはＬレベルの切り替え信号を読み込み、第１フォーマット通信部２２１と第２フォーマット通信部２２２とのいずれかを選択する。この結果、マスタデバイス１０の通信フォーマットと、スレーブデバイス２０の通信フォーマットが一致する。

【0063】

［通信設定処理シーケンス（１）］
次に、本発明の実施の形態１におけるシリアル通信システム１Ａ及び１Ｂにおけるスレーブデバイス２０の通信設定処理シーケンスについて、第１フォーマットとしての同期式ＳＰＩ通信の場合を、図１１を参照して説明する。図１１は、本発明の実施の形態１におけるシリアル通信システムの通信設定処理シーケンスを示すタイミングチャートである。

【0064】

図１１の（ａ）は、スレーブデバイス２０の電源電圧を示している。この電源は、スレーブデバイス２０内に電源回路を有していてもよいし、マスタデバイス１０から通信ライン３０を通して受電してもよい。

【0065】

図１１の（ａ）に示すように電源電圧が上昇し閾値を超えると、図１１の（ｂ）に示すようにロジック回路部に供給されるロジック動作電圧が少し遅れて上昇し始める。この時点で、スレーブ制御部２５と図１１の（ｅ１）～（ｅ４）に示す第１端子部２４１～第４端子部２４４とは、図１１の（ｄ）に示すように通信機能がリセット状態になっている。リセット状態では、第２端子部２４２と第４端子部２４４において、トライステートバッファの出力端子をオープン状態とする。

【0066】

図１１の（ｂ）に示すロジック動作電圧が上昇し、リセット解除電圧以上になると、スレーブ制御部２５は、各部に対して図１１の（ｃ）に示すパワーオンリセットＰＯＲを実行する。

【0067】

このパワーオンリセットを受けて、各部は図１１の（ｄ）に示すように特定端子部読み込み状態になる。この特定端子部読み込み状態において、スレーブ制御部２５は、第４端子部２４４のトライステートバッファの出力端子をオープン状態に制御する。そして、選択部２３は、図１１の（ｅ４）に示す第４端子部２４４からのＬレベルの切り替え信号を読み込む。

【0068】

一定の特定端子部読み込み状態の期間が経過すると、図１１の（ｄ）に示すように通信機能は端子設定反映状態になる。ここで、選択部２３は、読み込んだＬレベルの切り替え信号に応じて、第１フォーマット通信部２２１を選択する。そして、スレーブ制御部２５は、端子設定反映として、図１１の（ｅ１）に示す第１端子部２４１にはＳＣＫ（ＩＮ）を設定し、図１１の（ｅ２）に示す第２端子部２４２にはＳＣＳＢ（ＩＮ）を設定し、図１１の（ｅ３）に示す第３端子部２４３にはＳＩ（ＩＮ）を設定し、図１１の（ｅ４）に示す第４端子部２４４にはＳＯ（ＯＵＴ）を設定する。ここで、スレーブ制御部２５は、入力に設定された第２端子部２４２のトライステートバッファの出力端子をオープン状態とする。一方、スレーブ制御部２５は、出力に設定された第４端子部２４４のトライステートバッファＢＵＦ出力端子を出力状態とする。

【0069】

［通信設定処理シーケンス（２）］
次に、本発明の実施の形態１におけるシリアル通信システム１Ａ及び１Ｂにおけるスレーブデバイス２０の通信設定処理シーケンスについて、第２フォーマットとしての調歩同期式通信の場合を、図１２を参照して説明する。図１２は、本発明の実施の形態１におけるシリアル通信システムの通信設定処理シーケンスを示すタイミングチャートである。

【0070】

図１２の（ａ）に示すように電源電圧が上昇し閾値を超えると、図１２の（ｂ）に示すようにロジック回路部に供給されるロジック動作電圧が少し遅れて上昇し始める。この時点で、スレーブ制御部２５と図１２の（ｅ１）～（ｅ４）に示す第１端子部２４１～第４端子部２４４とは、図１２の（ｄ）に示すように通信機能がリセット状態になっている。リセット状態では、第２端子部２４２と第４端子部２４４において、トライステートバッファの出力端子をオープン状態とする。

【0071】

図１２の（ｂ）に示すロジック動作電圧が上昇し、リセット解除電圧以上になると、
スレーブ制御部２５は、各部に対して図１２の（ｃ）に示すパワーオンリセットＰＯＲを実行する。

【0072】

このパワーオンリセットを受けて、各部は図１２の（ｄ）に示すように特定端子部読み込み状態になる。この特定端子部読み込み状態において、スレーブ制御部２５は、第４端子部２４４のトライステートバッファの出力端子をオープン状態とする。そして、選択部２３は、図１２の（ｅ４）に示す第４端子部２４４からのＨレベルの切り替え信号を読み込む。

【0073】

一定の特定端子部読み込み状態の期間が経過すると、図１２の（ｄ）に示すように通信機能は端子設定反映状態になる。ここで、選択部２３は、読み込んだＨレベルの切り替え信号に応じて第２フォーマット通信部２２２を選択する。

【0074】

すなわち、スレーブ制御部２５は、端子設定反映として、図１２の（ｅ１）に示す第１端子部２４１は未設定とし、図１２の（ｅ２）に示す第２端子部２４２にはＴＸＥＮ（ＯＵＴ）を設定し、図１２の（ｅ３）に示す第３端子部２４３にはＲＸ（ＩＮ）を設定し、図１２の（ｅ４）に示す第４端子部２４４にはＴＸ（ＯＵＴ）を設定する。ここで、スレーブ制御部２５は、出力に設定された第２端子部２４２と第４端子部２４４とのトライステートバッファＢＵＦの出力端子を出力状態とする。

【0075】

［シリアル通信システム１Ｃの構成］
次に、本発明の実施の形態１におけるシリアル通信システム１Ｃの構成について、図１３を参照して説明する。図１３は、本発明の実施の形態１におけるシリアル通信システム１Ｂの構成を示す構成図である。図１３に示すシリアル通信システム１Ｃについて、図１に示したシリアル通信システム１Ａと同一物には同一符号を付すことで、重複した説明を省略し、異なる部分について説明する。

【0076】

図１３に示すシリアル通信システム１Ｃでは、通信ライン３０に接続可能ないずれかの位置に中継装置４０を設け、この中継装置４０内に切り替え信号生成部４１を備えている。切り替え信号生成部４１は、通信ライン３０を通してスレーブデバイス２０の第４端子部２４４に切り替え信号を供給するため、スレーブデバイス２０の第４端子部２４４に対応する通信ライン３０の信号線に、予め定められた電圧を切り替え信号として生成して供給する。

【0077】

切り替え信号生成部４１の構成は、既に説明した切り替え信号生成部１４及び切り替え信号生成部２６の構成と同等の構成を用いることが可能である。このシリアル通信システム１Ｃにおいて、マスタデバイス１０の通信フォーマットが確定している状態で、ユーザは、マスタデバイス１０の通信フォーマットに従って、切り替え信号生成部４１の切り替え信号を設定する。そして、スレーブデバイス２０において、切り替え信号生成部４１から供給される切り替え信号を選択部２３が読み込む。選択部２３は、入出力部２４を通して切り替え信号生成部４１から供給される切り替え信号を読み込み、第１フォーマット通信部２２１と第２フォーマット通信部２２２とのいずれか一方を選択する。この結果、マスタデバイス１０の通信フォーマットと、スレーブデバイス２０の通信フォーマットが一致する。

【0078】

［スレーブデバイス２０の他の構成］
次に、本発明の実施の形態１におけるシリアル通信システム１Ａ～１Ｃに含まれるスレーブデバイス２０の他の構成について、図１４を参照して説明する。図１４は、本発明の実施の形態１におけるスレーブデバイス２０の他の構成を示す構成図である。図１～５、１０及び１３に示した通信部２２と同一物には同一符号を付すことで、重複した説明を省略し、異なる部分について説明する。

【0079】

図１４に示すスレーブデバイス２０において、通信部２２と入出力部２４は、選択部２３を介さず接続されている。図１４に示す通信部２２は、通信処理部２２３と、選択部２２４と、第１フォーマットルール部２２５と、第２フォーマットルール部２２６とを備えている。

【0080】

通信処理部２２３は、第１フォーマットルール部２２５に保持されている第１通信フォーマット用のルール、または、第２フォーマットルール部２２６に保持されている第２通信フォーマット用のルールのいずれかについて、選択部２２４で選択されたフォーマットを適用することで、シリアル通信を行うことが可能に構成されている。

【0081】

選択部２２４には、第４端子部２４４に供給されるＨレベルまたはＬレベルの切り替え信号が供給される。

【0082】

選択部２２４は、切り替え信号が供給されると、第１フォーマットルール部２２５と第２フォーマットルール部２２６とのいずれか一方を選択し、第１通信フォーマット用のルールまたは第２通信フォーマット用のルールのいずれか一方を通信処理部２２３に供給する。

【0083】

この結果、通信処理部２２３は、供給された通信フォーマットのルールが適用されることで、マスタデバイス１０の通信部１２と一致した通信フォーマットでシリアル通信をすることができる。

【0084】

［実施の形態により得られる効果］
この実施の形態１に係るシリアル通信システム１Ａ～１Ｃによれば、切り替え信号生成部１４、２６、及び４１が、スレーブデバイス２０の特定の端子部に対応するいずれかの信号線に対して切り替え信号を供給し、スレーブデバイス２０が切り替え信号に応じて通信部２２の複数の通信フォーマットのいずれか一つを選択することで、マスタデバイス１０とスレーブデバイス２０とは共通の通信フォーマットによりシリアル通信を行うことが可能になる。そして、起動時の通信フォーマットに影響されず、モード設定専用の端子を用いることなく、スレーブデバイス２０の通信フォーマットをマスタデバイス１０の通信フォーマットに一致させることが可能になる。

【0085】

この実施の形態１に係るシリアル通信システム１Ａ～１Ｃによれば、切り替え信号生成部１４、２６、及び４１は、通信ライン３０に接続されるスレーブデバイス２０の第１端子部２４１～第４端子部２４４のうち、異なる複数の通信フォーマットにおいて送信のみに使用される特定の端子部に切り替え信号を供給し、また切り替え信号の読み込み時にのみトライステートバッファの出力端子をオープンとするため、特定の端子部は切り替え信号以外の信号を受信することがなく、他の信号を切り替え信号と誤認する可能性がない。このため、モード設定専用の端子が不要であるだけでなく、モード切り替え時の安全性も向上する。

【0086】

この実施の形態１に係るシリアル通信システム１Ａ～１Ｃによれば、スレーブデバイス２０は、複数の通信フォーマットに対応することができるため、各種の通信フォーマットを使用するマスタデバイス１０との組み合わせにおいて使用することが可能になる。

【0087】

この実施の形態１に係るシリアル通信システム１Ａ～１Ｃによれば、マスタデバイス１０をコントローラに適用し、スレーブデバイス２０をセンシングデバイスに適用することで、コントローラとセンシングデバイスとの間で共通の通信フォーマットによりシリアル通信を行うことが可能なセンシングシステムを実現することができる。

【0088】

［その他の実施の形態］
以上の実施の形態１の説明において、第４端子部２４４を特定の端子部として説明したが、これに限定されず、使用予定の複数の通信フォーマットのシリアル通信において送信のみに使用される端子部を特定の端子部と設定することができる。

【0089】

以上の実施の形態１のシリアル通信システム１Ａ～１Ｃの説明では、複数の通信フォーマットとして同期式ＳＰＩ通信と調歩同期式通信の２方式を具体例としたが、これに限定されず、同期式Ｉ２Ｃ通信、その他各種の同期式通信と非同期式通信において以上の実施の形態１のシリアル通信システム１Ａ～１Ｃを適用することが可能である。

【0090】

以上の実施の形態１の説明において、図１１と図１２では、シリアル通信システム１Ａ～１Ｃの起動時においてパワーオンリセット後に通信フォーマットを選択する具体例を示したが、これに限定されず、起動時以外の任意のタイミングに切り替え信号を読み込むことにより通信フォーマットを切り替えることも可能である。また、ＨレベルとＬレベルの切り替え信号を示したが、これ以外の中間レベルの切り替え信号を用いることも可能である。

【符号の説明】

【0091】

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ シリアル通信システム、１０ マスタデバイス、１１ マスタ制御部、１２ 通信部、１３ 入出力部、２０ スレーブデバイス、２１ 信号処理部、２２ 通信部、２３ 選択部、２４ 入出力部、３０ 通信ライン、４０ 中継装置、Ｓ センサ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】