JP3587372B2 - シリアル通信方法及び装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディジタル信号をビット直列に送受信するシリアル通信方法及び装置に関し、特にボーレートや通信フォーマットなどのパラメータを変更する際に好適な通信プロトコルを改良する。
【０００２】
【従来の技術】
シリアル通信では、ディジタル信号のビット同期を取って通信する方式と、ビット同期は取らずに通信する方式とがある。以下、ビット同期は取らないで通信する非同期方式を例に挙げて説明する。非同期方式が採用されている例として、例えばパーソナルコンピュータとモデム間の通信が知られている。
【０００３】
この非同期方式では、キャラクタ毎の区切りを明確にするために、いわゆる調歩同期方式が用いられている。そして、パーソナルコンピュータ等のデータ端末から回線終端装置であるモデムを制御するのに、データ線を通してコマンドやステータスを送る方法が一般に用いられている。このコマンドは、調歩同期方式を前提としたＡＴコマンドが広く採用されている。
【０００４】
ＡＴコマンド方式では、例えば図５に示すように、通信開始時にアスキーコード（ＡＳＣＩＩ ｃｏｄｅ）の“Ａ”と“Ｔ”の２文字のコードを連続したものからなる制御データ４０をユーザデータ５０に前置してモデムに送信する。モデムは、制御データ４０の内容から後続するユーザデータ５０のボーレートとデータビット数（キャラクタ長）、パリティの有無など（以下、これらを総称して「通信フォーマット」という）を判定し、その判定結果に従ってユーザデータ５０の通信を行う。データ受信においても、通信データの先頭の制御データ４０を受信することによって、後続するユーザデータ５０の通信フォーマットを認識し、通信フォーマットに合致した受信、復調などを行う。
【０００５】
このように、シリアル通信では、送受信するユーザデータ５０のボーレートとデータビット数（キャラクタ長）やパリティの有無などの通信フォーマットを規定するために、ユーザデータ５０の前に制御データ４０を設けるようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のシリアル通信では、制御データによって通信の始めにボーレートや通信フォーマットなどのパラメータが設定されると、その通信が終了するまでパラメータは一定である。つまり、従来では、一旦通信を切断してからでないとパラメータの変更が行えず、通信の途中において任意に変更したりすることはできないという問題点がある。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、通信の途中でも制御データの設定を変更してボーレートなどのパラメータの変更を行うことが可能なシリアル通信方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、第１に、ビット直列に送受信するシリアル通信のデータ信号においてデータビットの高電位と低電位の間に中間電位を設け、この中間電位を含むデータ信号を送受信し、前記中間電位によってデータ種別を切り替えるシリアル通信方法を提供する。
第２に、前記データ種別として、通信内容のデータを含むユーザデータと、通信時のパラメータを示す制御データとを有し、これらのユーザデータと制御データとを前記中間電位によって切り替えることとする。
【０００９】
第３に、通信時のパラメータを示す制御データと通信内容のデータを含むユーザデータとを有するデータ信号をビット直列に送受信するシリアル通信方法であって、前記ユーザデータの送信後に、データ信号におけるデータビットで中間電位を少なくとも１ビット幅分の時間幅を持って出力し、この中間電位によって前記ユーザデータから前記制御データへのデータ種別の切り替えを行うシリアル通信方法を提供する。
第４に、前記中間電位の後の制御データによって通信時のパラメータの変更を指示し、変更したパラメータに基づいてユーザデータの送信を行うこととする。
【００１０】
第５に、通信時のパラメータを示す制御データと通信内容のデータを含むユーザデータとを有するデータ信号をビット直列に送受信するシリアル通信方法であって、受信したデータ信号においてデータビットで中間電位を検出し、この中間電位によって前記ユーザデータから前記制御データへのデータ種別の切り替えを行うシリアル通信方法を提供する。
第６に、前記中間電位の後のデータ信号を制御データとして識別し、この制御データの指示によって通信時のパラメータを変更してユーザデータの受信を行うこととする。
第７に、前記パラメータは、ボーレートと通信フォーマットの少なくともいずれか一方であるものとする。
【００１１】
第８に、通信時のパラメータを示す制御データと通信内容のデータを含むユーザデータとを有するデータ信号をビット直列に送受信するシリアル通信装置であって、データ信号におけるデータビットで中間電位を生成出力する中間電位出力手段と、前記ユーザデータの送信後に、前記中間電位出力手段からの中間電位を少なくとも１ビット幅分の時間幅を持って出力し、この中間電位によって前記ユーザデータから前記制御データへのデータ種別の切り替えを行うデータ送信制御手段とを備えたシリアル通信装置を提供する。
第９に、前記データ送信制御手段は、前記中間電位の後の制御データによって通信時のパラメータの変更を指示し、変更したパラメータに基づいてユーザデータの送信を行うこととする。
【００１２】
第１０に、通信時のパラメータを示す制御データと通信内容のデータを含むユーザデータとを有するデータ信号をビット直列に送受信するシリアル通信装置であって、入力されたデータ信号においてデータビットで中間電位を検出する中間電位検出手段と、前記中間電位が検出された場合に、この中間電位によって前記ユーザデータから前記制御データへのデータ種別の切り替えを行うデータ受信制御手段とを備えたシリアル通信装置を提供する。
第１１に、前記データ受信制御手段は、前記中間電位の後のデータ信号を制御データとして識別し、この制御データの指示によって通信時のパラメータを変更してユーザデータの受信を行うこととする。
第１２に、前記パラメータは、ボーレートと通信フォーマットの少なくともいずれか一方であるものとする。
【００１３】
本発明では、送信側から中間電位を出力することによって、受信側にユーザデータから制御データへのデータ種別の切り替えを通知する。そして、中間電位の後の制御データによって通信時のパラメータの変更を指示し、変更したパラメータに基づいてその後のユーザデータの送信を行う。受信側では、データ信号において中間電位を検出し、この中間電位によってユーザデータから制御データへのデータ種別の切り替えを認識する。そして、中間電位の後の制御データを解読し、この制御データの指定に基づいてパラメータを変更してその後のユーザデータの受信を行う。
これにより、シリアル通信の途中でもデータ種別を切り替えて制御データを送受信でき、この制御データの指示によってボーレートや通信フォーマットなどの通信時のパラメータを任意に変更することが可能となる。そして、変更したパラメータによってその後のユーザデータの送受信を行うことが可能である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るシリアル通信装置の構成を示すブロック図、図２は本実施形態によるユーザデータから制御データへの切り替えが判別できる信号方式のデータビット例を示す説明図である。なお、以下の説明では、シリアル通信のパラメータの例として、ボーレートや通信フォーマット（データビット数（キャラクタ長）、パリティの有無など）を用いることとする。
【００１５】
まず、図２を参照して本実施形態において用いるシリアル通信の信号方式を説明する。本実施形態では、ビット直列に送受信するデータ信号において、ユーザデータ２１の後に中間電位部２２を設け、この中間電位部２２によってデータ種別の切り替えを行い、続けて制御データ２３を配置する。中間電位部２２には、信号電位がデータビットの高電位“Ｈ”と低電位“Ｌ”に属さない中間電位が存在する。そして、制御データ２３は、ボーレート測定部２３１や通信フォーマット部２３２などを含む所定ビットパターンのデータで構成されている。
【００１６】
つまり、送信側は、ユーザデータ２１の送信後に、通信を切断することなく中間電位部２２を送出することにより、データ種別の切り替えを行う。この場合、ユーザデータ２１の後に再度制御データ２３を送る旨を受信側に通知する。受信側では、通信途中で中間電位部２２を検出すると、次は制御データ２３の受信であると認識することができ、制御データ２３から更新したボーレートや通信フォーマットを取得し、制御データ２３に後続する新たなパラメータによるユーザデータ２４の受信に備えることができる。この例では、中間電位部２２は、初めに１ビット幅の中間電位と、１ビット幅の低電位のスタートビットとを設け、その後に複数ビット幅の中間電位を設けたものとしている。
【００１７】
このように、本実施形態では、ボーレートや通信フォーマットを変更する場合に、その都度通信を切断することなく、通信途中において中間電位部２２及び制御データ２３を送信して任意に変更することができるようになっている。ここで、変更するのは、ボーレートと通信フォーマットの一方又は双方である。制御データ２３には、ボーレートと通信フォーマットの双方が規定されるので、ボーレートと通信フォーマットの一方を変更する場合には、ボーレートと通信フォーマットの他方は、前回と同じものということになる。
【００１８】
なお、図２の例では、中間電位部２２は初めの中間電位を１ビット幅で示したが、複数ビット分の幅を有するようにしてもよいし、任意のビットパターンにおいて検出可能な中間電位を適宜設定すればよい。また、図２の例では、中間電位部２２は制御データ２３に前置される場合を示したが、制御データ２３の一部として内部に挿入してもよい。
【００１９】
次に、図１を参照して本実施形態におけるシリアル通信装置の構成を説明する。シリアル通信装置１０は、シリアル通信制御手段１１、シリアル通信制御手段１１にバス１２を介して接続されるクロック管理手段１３、データ送信処理手段１４及びデータ受信処理手段１５を備えて構成される。
【００２０】
シリアル通信制御手段１１は、当該シリアル通信装置１０が扱うボーレート及び通信フォーマット、シリアル通信方式（非同期式、同期式）などのシリアル通信に係るプロトコル（各種パラメータを含む）を制御し、これに基づき搭載されている各手段に動作を指示し、シリアルデータ通信を実現する。
【００２１】
クロック管理手段１３は、シリアル通信制御手段１１の制御下に、データ送信処理手段１４とデータ受信処理手段１５に対するソースクロック１３１、１３２を発生をするとともに、データ受信処理手段１５の制御データ処理手段１５３でのボーレート測定に使用する測定用クロック１３３を発生する。これらのクロックの周波数は、例えば、クロック管理手段１３内部に備えるレジスタの設定値を変更することにより、可変制御できるようになっている。
【００２２】
データ送信処理手段１４は、Ｄ／Ａ変換または抵抗分割等によりデータビットで中間電位を出力する中間電位出力手段１４１と、“Ｈ”と“Ｌ”の通常電位の組み合わせからなる通常データ（ユーザデータ及び制御データ）を出力する通常データ出力手段１４２とを備えている。これにより、データ送信処理手段１４は、シリアル通信制御手段１１から指示されるボーレート及び通信フォーマットに従って制御データ、ユーザデータ、及び中間電位を含む送信データ信号１６を出力する。前記シリアル通信制御手段１１及びデータ送信処理手段１４によって、シリアル通信の送信時の動作制御を行うデータ送信制御手段が構成される。
【００２３】
データ受信処理手段１５は、入力する受信データ信号１７における電位を判別して中間電位を検出する中間電位検出手段に相当する中間電位判定処理手段１５１と、シリアル通信制御手段１１が制御するボーレート及び通信フォーマットに従って受信データ信号１７におけるユーザデータの受信処理を行い、このユーザデータをシリアル通信制御手段１１に転送するユーザデータ処理手段１５２と、受信データ信号１７における制御データからボーレート及び通信フォーマットを解読し、解読結果をシリアル通信制御手段１１に通知する制御データ処理手段１５３とを備えている。前記シリアル通信制御手段１１及びデータ受信処理手段１５によって、シリアル通信の受信時の動作制御を行うデータ受信制御手段が構成される。
【００２４】
前記中間電位判定処理手段１５１は、例えばウィンドウコンパレータなどからなる比較回路を備えて構成される。なお、ユーザデータ処理手段１５２と制御データ処理手段１５３には、両者に制御データ及びユーザデータを含むデータビットを入力してもよいし、制御データとユーザデータとを分離してそれぞれの処理手段に入力するようにしてもよい。
【００２５】
次に、以上のように構成された本実施形態のシリアル通信装置の動作を説明する。シリアル通信制御手段１１は、通信装置間で使用されるボーレート及び通信フォーマット、シリアル通信方式（同期、非同期）などのプロトコルを管理し、これから通信を行うプロトコルのパラメータに従ってクロック管理手段１３に指示を送り、ソースクロック１３１，１３２及び測定用クロック１３３を発生させる。データ送信処理手段１４とデータ受信処理手段１５は、これらのクロックに基づいてそれぞれデータの送信動作、受信動作を行い、結果としてシリアル通信制御手段１１で制御されるボーレート及び通信フォーマットによりシリアルデータの通信が実行される。
【００２６】
まず、シリアル通信装置１０からユーザデータを送信する場合について説明する。なお、このユーザデータの送信前に制御データによってボーレート及び通信フォーマットが指定されているものとする。シリアル通信制御手段１１は、データ送信処理手段１４に対して、送信データを出力する。データ送信処理手段１４は、通常データ出力手段１４２において、クロック管理手段１３からのソースクロック１３１に従って、シリアル通信制御手段１１により指定されたボーレート及び通信フォーマットのユーザデータを生成する。そして、データ送信処理手段１４から伝送路へシリアルに送信データ信号１６を送出する。データ送信後、データ送信処理手段１４はシリアル通信制御手段１１にユーザデータの送信が完了したことを通知する。
【００２７】
そして、ボーレートと通信フォーマットの一方又は双方を変更する場合、シリアル通信制御手段１１は、送信完了通知を受けた後にデータ送信処理手段１４に対してボーレート等のパラメータ変更を示す変更データを出力する。データ送信処理手段１４は、中間電位出力手段１４１において例えば１ビット幅の中間電位を生成し、通常データ出力手段１４２においてパラメータを変更したボーレート及び通信フォーマットを示す制御データを生成する。そして、データ送信処理手段１４から伝送路へシリアルに送信データ信号１６を送出する。このとき、中間電位（図２に示した中間電位部２２が対応する）の後に続いて制御データ（図２の制御データ２３が対応する）が送信される。データ送信後、データ送信処理手段１４はシリアル通信制御手段１１に中間電位及び制御データの送信が完了したことを通知する。
【００２８】
続いて、シリアル通信制御手段１１は、送信完了通知を受けた後に制御データの変更内容に応じてクロック管理手段１３で管理されるソースクロック１３１、１３２の周波数を変更し、データ送信処理手段１４とデータ受信処理手段１５に対し、ボーレートや通信フォーマットの変更を行う。これ以降は変更されたボーレート及び通信フォーマットでデータ通信を行う。データ送信処理手段１４は、通常データ出力手段１４２において前記変更したボーレート及び通信フォーマットによるユーザデータを生成して送信データ信号１６として出力する。これにより、データ送信処理手段１４から伝送路へボーレートや通信フォーマットが変更されたユーザデータ（図２のユーザデータ２４が対応する）が送信される。
【００２９】
図３はデータ送信時の動作手順を示すフローチャートである。シリアル通信でのデータ送信を行う場合は、まずステップＳ１１で、今回の通信で用いるボーレート及び通信フォーマットに従い、これを受信側に指定する制御データを生成して送信する。続いてステップＳ１２で、前記ボーレート及び通信フォーマットに従ってユーザデータを生成して送信する。そしてステップＳ１３で、ボーレートと通信フォーマットの少なくとも一方のパラメータを変更するか否かによって処理を分岐する。パラメータを変更しない場合は、ステップＳ１４で通信データの終了を判定し、通信が終了すると処理を終了する。通信データが終了せずに続く場合は、ステップＳ１２に戻ってユーザデータの送信処理を続ける。
【００３０】
パラメータを変更する場合は、ステップＳ１５で中間電位を生成して出力する。その後ステップＳ１６で、変更しようとするパラメータに従い、変更後のボーレート及び通信フォーマットを受信側に指定する制御データを生成して送信する。またステップＳ１７で、ソースクロックの周波数等を変更してボーレート及び／又は通信フォーマットの変更を行う。そして、ステップＳ１２に戻り、変更したボーレート及び通信フォーマットに従ってユーザデータを生成して送信する。再度パラメータの変更を行う場合は、ステップＳ１５〜Ｓ１７の処理を繰り返す。このような処理手順を通信データが終了するまで行う。
【００３１】
次に、シリアル通信装置１０でユーザデータを受信する場合について説明する。伝送路から入力した受信データ信号１７は、データ受信処理手段１５にシリアルに入力され、まず中間電位判定処理手段１５１により受信データ信号１７の電位が判別される。中間電位判定処理手段１５１は、受信データ信号１７に含まれるデータビットの中間電位を検出する。ここで、中間電位が検出されない場合は、シリアル通信制御手段１１は受信データ信号１７においてユーザデータ（図２のユーザデータ２１が対応する）が続いていると判断する。一方、中間電位（図２の中間電位部２２が対応する）が検出されると、その後に続く受信データ信号１７が制御データ（図２の制御データ２３が対応する）であると判定する。
【００３２】
中間電位が検出されなければ、ユーザデータ処理手段１５２によって、クロック管理手段１３で制御されるソースクロック１３２に基づき、シリアル通信制御手段１１で指定された通信フォーマットによって受信データ信号１７に対してユーザデータの受信処理を行う。そして、データ受信処理手段１５は、ユーザデータを受信処理したことをシリアル通信制御手段１１に通知する。シリアル通信制御手段１１は、この受信処理により得られたユーザデータをデータ受信処理手段１５からバス１２を介して取り込む。
【００３３】
中間電位判定処理手段１５１で中間電位が検出されると、制御データ処理手段１５３によって受信データ信号１７に対して制御データの受信処理を行い、制御データを解読する。この解読では、制御データ内に設けてあるボーレート測定部２３１（図２参照）にクロック管理手段１３からの測定用クロック１３３を適用してボーレート測定部２３１の長さによりボーレートを測定し、また通信フォーマット部２３２（図２参照）のデータ内容から通信フォーマットを取得することが行われる。
【００３４】
解読したボーレートや通信フォーマットは、データ受信処理手段１５からシリアル通信制御手段１１へ通知される。シリアル通信制御手段１１は、解読されたボーレートや通信フォーマットを用いて、クロック管理手段１３で制御されるソースクロック１３１、１３２の周波数を変更し、データ送信処理手段１４とデータ受信処理手段１５に対して指示を送ってボーレートや通信フォーマットの変更を行う。
【００３５】
これにより、その後に入力される受信データ信号１７は変更されたボーレートや通信フォーマットに従ったユーザデータ（図２のユーザデータ２４が対応する）であるが、データ受信処理手段１５では、ユーザデータ処理手段１５２によって支障なくパラメータ変更に追従してユーザデータの受信処理を行うことが可能である。
【００３６】
図４はデータ受信時の動作手順を示すフローチャートである。シリアル通信でのデータ受信を行う場合は、まずステップＳ２１で、制御データを受信し、送信側で指定されたボーレート及び通信フォーマットを判定して設定する。続いてステップＳ２２で、前記ボーレート及び通信フォーマットに従ってユーザデータの受信処理を行い、ユーザデータを取得する。ここでステップＳ２３で、中間電位が検出されたか否かを判定し、中間電位が検出されない場合は、ステップＳ２４で通信データの終了を判定し、通信が終了すると処理を終了する。通信データが終了せずに続く場合は、ステップＳ２２に戻ってユーザデータの受信処理を続ける。
【００３７】
中間電位が検出された場合は、ステップＳ２５で中間電位部の後に続く制御データを受信して解読を行う。この制御データの解読により、送信側で指定されたパラメータ変更後のボーレート及び通信フォーマットを判定し、ステップＳ２６でソースクロックの周波数等を変更してボーレート及び／又は通信フォーマットの変更を行う。そして、ステップＳ２２に戻り、変更されたボーレート及び通信フォーマットに従ってユーザデータの受信処理を行う。再度中間電位が検出されてパラメータの変更指示がなされた場合は、ステップＳ２５〜Ｓ２６の処理を繰り返す。このような処理手順を通信データが終了するまで行う。
【００３８】
このように、本実施形態では、通信データにおいて受信側がユーザデータから制御データへの切り替えを識別できる中間電位を送出する信号方式を用いることにより、通信途中でも円滑にパラメータ変更のために内容を変更した制御データを送信できるので、通信をその都度切断することなく、シリアル通信中に制御データの設定を変更してボーレートや通信フォーマットなどの変更を行うことができる。
【００３９】
なお、シリアル通信には、同期方式と非同期方式とがあるが、本発明は、いずれの方式にも適用できるものである。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、通信の途中でも制御データの設定を変更してボーレートなどのパラメータの変更を行うことが可能なシリアル通信方法及び装置を提供できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るシリアル通信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態によるユーザデータから制御データへの切り替えが判別できる信号方式のデータビット例を示す説明図である。
【図３】本実施形態におけるデータ送信時の動作手順を示すフローチャートである。
【図４】本実施形態におけるデータ受信時の動作手順を示すフローチャートである。
【図５】シリアル通信で用いられるＡＴコマンド方式のデータビット例を示す説明図である。
【符号の説明】
１０ シリアル通信装置
１１ シリアル通信制御手段
１２ バス
１３ クロック管理手段
１４ データ送信処理手段
１５ データ受信処理手段
１６ 送信データ信号
１７ 受信データ信号
２１，２４ ユーザデータ
２２ 中間電位部
２３ 制御データ
１３１，１３２ ソースクロック
１３３ 測定用クロック
１４１ 中間電位出力手段
１４２ 通常データ出力手段
１５１ 中間電位判定処理手段
１５２ ユーザデータ処理手段
１５３ 制御データ処理手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディジタル信号をビット直列に送受信するシリアル通信方法及び装置に関し、特にボーレートや通信フォーマットなどのパラメータを変更する際に好適な通信プロトコルを改良する。
【０００２】
【従来の技術】
シリアル通信では、ディジタル信号のビット同期を取って通信する方式と、ビット同期は取らずに通信する方式とがある。以下、ビット同期は取らないで通信する非同期方式を例に挙げて説明する。非同期方式が採用されている例として、例えばパーソナルコンピュータとモデム間の通信が知られている。
【０００３】
この非同期方式では、キャラクタ毎の区切りを明確にするために、いわゆる調歩同期方式が用いられている。そして、パーソナルコンピュータ等のデータ端末から回線終端装置であるモデムを制御するのに、データ線を通してコマンドやステータスを送る方法が一般に用いられている。このコマンドは、調歩同期方式を前提としたＡＴコマンドが広く採用されている。
【０００４】
ＡＴコマンド方式では、例えば図５に示すように、通信開始時にアスキーコード（ＡＳＣＩＩ ｃｏｄｅ）の“Ａ”と“Ｔ”の２文字のコードを連続したものからなる制御データ４０をユーザデータ５０に前置してモデムに送信する。モデムは、制御データ４０の内容から後続するユーザデータ５０のボーレートとデータビット数（キャラクタ長）、パリティの有無など（以下、これらを総称して「通信フォーマット」という）を判定し、その判定結果に従ってユーザデータ５０の通信を行う。データ受信においても、通信データの先頭の制御データ４０を受信することによって、後続するユーザデータ５０の通信フォーマットを認識し、通信フォーマットに合致した受信、復調などを行う。
【０００５】
このように、シリアル通信では、送受信するユーザデータ５０のボーレートとデータビット数（キャラクタ長）やパリティの有無などの通信フォーマットを規定するために、ユーザデータ５０の前に制御データ４０を設けるようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のシリアル通信では、制御データによって通信の始めにボーレートや通信フォーマットなどのパラメータが設定されると、その通信が終了するまでパラメータは一定である。つまり、従来では、一旦通信を切断してからでないとパラメータの変更が行えず、通信の途中において任意に変更したりすることはできないという問題点がある。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、通信の途中でも制御データの設定を変更してボーレートなどのパラメータの変更を行うことが可能なシリアル通信方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、第１に、ビット直列に送受信するシリアル通信のデータ信号においてデータビットの高電位と低電位の間に中間電位を設け、この中間電位を含むデータ信号を送受信し、前記中間電位によってデータ種別を切り替えるシリアル通信方法を提供する。
第２に、前記データ種別として、通信内容のデータを含むユーザデータと、通信時のパラメータを示す制御データとを有し、これらのユーザデータと制御データとを前記中間電位によって切り替えることとする。
【０００９】
第３に、通信時のパラメータを示す制御データと通信内容のデータを含むユーザデータとを有するデータ信号をビット直列に送受信するシリアル通信方法であって、前記ユーザデータの送信後に、データ信号におけるデータビットで中間電位を少なくとも１ビット幅分の時間幅を持って出力し、この中間電位によって前記ユーザデータから前記制御データへのデータ種別の切り替えを行うシリアル通信方法を提供する。
第４に、前記中間電位の後の制御データによって通信時のパラメータの変更を指示し、変更したパラメータに基づいてユーザデータの送信を行うこととする。
【００１０】
第５に、通信時のパラメータを示す制御データと通信内容のデータを含むユーザデータとを有するデータ信号をビット直列に送受信するシリアル通信方法であって、受信したデータ信号においてデータビットで中間電位を検出し、この中間電位によって前記ユーザデータから前記制御データへのデータ種別の切り替えを行うシリアル通信方法を提供する。
第６に、前記中間電位の後のデータ信号を制御データとして識別し、この制御データの指示によって通信時のパラメータを変更してユーザデータの受信を行うこととする。
第７に、前記パラメータは、ボーレートと通信フォーマットの少なくともいずれか一方であるものとする。
【００１１】
第８に、通信時のパラメータを示す制御データと通信内容のデータを含むユーザデータとを有するデータ信号をビット直列に送受信するシリアル通信装置であって、データ信号におけるデータビットで中間電位を生成出力する中間電位出力手段と、前記ユーザデータの送信後に、前記中間電位出力手段からの中間電位を少なくとも１ビット幅分の時間幅を持って出力し、この中間電位によって前記ユーザデータから前記制御データへのデータ種別の切り替えを行うデータ送信制御手段とを備えたシリアル通信装置を提供する。
第９に、前記データ送信制御手段は、前記中間電位の後の制御データによって通信時のパラメータの変更を指示し、変更したパラメータに基づいてユーザデータの送信を行うこととする。
【００１２】
第１０に、通信時のパラメータを示す制御データと通信内容のデータを含むユーザデータとを有するデータ信号をビット直列に送受信するシリアル通信装置であって、入力されたデータ信号においてデータビットで中間電位を検出する中間電位検出手段と、前記中間電位が検出された場合に、この中間電位によって前記ユーザデータから前記制御データへのデータ種別の切り替えを行うデータ受信制御手段とを備えたシリアル通信装置を提供する。
第１１に、前記データ受信制御手段は、前記中間電位の後のデータ信号を制御データとして識別し、この制御データの指示によって通信時のパラメータを変更してユーザデータの受信を行うこととする。
第１２に、前記パラメータは、ボーレートと通信フォーマットの少なくともいずれか一方であるものとする。
【００１３】
本発明では、送信側から中間電位を出力することによって、受信側にユーザデータから制御データへのデータ種別の切り替えを通知する。そして、中間電位の後の制御データによって通信時のパラメータの変更を指示し、変更したパラメータに基づいてその後のユーザデータの送信を行う。受信側では、データ信号において中間電位を検出し、この中間電位によってユーザデータから制御データへのデータ種別の切り替えを認識する。そして、中間電位の後の制御データを解読し、この制御データの指定に基づいてパラメータを変更してその後のユーザデータの受信を行う。
これにより、シリアル通信の途中でもデータ種別を切り替えて制御データを送受信でき、この制御データの指示によってボーレートや通信フォーマットなどの通信時のパラメータを任意に変更することが可能となる。そして、変更したパラメータによってその後のユーザデータの送受信を行うことが可能である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るシリアル通信装置の構成を示すブロック図、図２は本実施形態によるユーザデータから制御データへの切り替えが判別できる信号方式のデータビット例を示す説明図である。なお、以下の説明では、シリアル通信のパラメータの例として、ボーレートや通信フォーマット（データビット数（キャラクタ長）、パリティの有無など）を用いることとする。
【００１５】
まず、図２を参照して本実施形態において用いるシリアル通信の信号方式を説明する。本実施形態では、ビット直列に送受信するデータ信号において、ユーザデータ２１の後に中間電位部２２を設け、この中間電位部２２によってデータ種別の切り替えを行い、続けて制御データ２３を配置する。中間電位部２２には、信号電位がデータビットの高電位“Ｈ”と低電位“Ｌ”に属さない中間電位が存在する。そして、制御データ２３は、ボーレート測定部２３１や通信フォーマット部２３２などを含む所定ビットパターンのデータで構成されている。
【００１６】
つまり、送信側は、ユーザデータ２１の送信後に、通信を切断することなく中間電位部２２を送出することにより、データ種別の切り替えを行う。この場合、ユーザデータ２１の後に再度制御データ２３を送る旨を受信側に通知する。受信側では、通信途中で中間電位部２２を検出すると、次は制御データ２３の受信であると認識することができ、制御データ２３から更新したボーレートや通信フォーマットを取得し、制御データ２３に後続する新たなパラメータによるユーザデータ２４の受信に備えることができる。この例では、中間電位部２２は、初めに１ビット幅の中間電位と、１ビット幅の低電位のスタートビットとを設け、その後に複数ビット幅の中間電位を設けたものとしている。
【００１７】
このように、本実施形態では、ボーレートや通信フォーマットを変更する場合に、その都度通信を切断することなく、通信途中において中間電位部２２及び制御データ２３を送信して任意に変更することができるようになっている。ここで、変更するのは、ボーレートと通信フォーマットの一方又は双方である。制御データ２３には、ボーレートと通信フォーマットの双方が規定されるので、ボーレートと通信フォーマットの一方を変更する場合には、ボーレートと通信フォーマットの他方は、前回と同じものということになる。
【００１８】
なお、図２の例では、中間電位部２２は初めの中間電位を１ビット幅で示したが、複数ビット分の幅を有するようにしてもよいし、任意のビットパターンにおいて検出可能な中間電位を適宜設定すればよい。また、図２の例では、中間電位部２２は制御データ２３に前置される場合を示したが、制御データ２３の一部として内部に挿入してもよい。
【００１９】
次に、図１を参照して本実施形態におけるシリアル通信装置の構成を説明する。シリアル通信装置１０は、シリアル通信制御手段１１、シリアル通信制御手段１１にバス１２を介して接続されるクロック管理手段１３、データ送信処理手段１４及びデータ受信処理手段１５を備えて構成される。
【００２０】
シリアル通信制御手段１１は、当該シリアル通信装置１０が扱うボーレート及び通信フォーマット、シリアル通信方式（非同期式、同期式）などのシリアル通信に係るプロトコル（各種パラメータを含む）を制御し、これに基づき搭載されている各手段に動作を指示し、シリアルデータ通信を実現する。
【００２１】
クロック管理手段１３は、シリアル通信制御手段１１の制御下に、データ送信処理手段１４とデータ受信処理手段１５に対するソースクロック１３１、１３２を発生をするとともに、データ受信処理手段１５の制御データ処理手段１５３でのボーレート測定に使用する測定用クロック１３３を発生する。これらのクロックの周波数は、例えば、クロック管理手段１３内部に備えるレジスタの設定値を変更することにより、可変制御できるようになっている。
【００２２】
データ送信処理手段１４は、Ｄ／Ａ変換または抵抗分割等によりデータビットで中間電位を出力する中間電位出力手段１４１と、“Ｈ”と“Ｌ”の通常電位の組み合わせからなる通常データ（ユーザデータ及び制御データ）を出力する通常データ出力手段１４２とを備えている。これにより、データ送信処理手段１４は、シリアル通信制御手段１１から指示されるボーレート及び通信フォーマットに従って制御データ、ユーザデータ、及び中間電位を含む送信データ信号１６を出力する。前記シリアル通信制御手段１１及びデータ送信処理手段１４によって、シリアル通信の送信時の動作制御を行うデータ送信制御手段が構成される。
【００２３】
データ受信処理手段１５は、入力する受信データ信号１７における電位を判別して中間電位を検出する中間電位検出手段に相当する中間電位判定処理手段１５１と、シリアル通信制御手段１１が制御するボーレート及び通信フォーマットに従って受信データ信号１７におけるユーザデータの受信処理を行い、このユーザデータをシリアル通信制御手段１１に転送するユーザデータ処理手段１５２と、受信データ信号１７における制御データからボーレート及び通信フォーマットを解読し、解読結果をシリアル通信制御手段１１に通知する制御データ処理手段１５３とを備えている。前記シリアル通信制御手段１１及びデータ受信処理手段１５によって、シリアル通信の受信時の動作制御を行うデータ受信制御手段が構成される。
【００２４】
前記中間電位判定処理手段１５１は、例えばウィンドウコンパレータなどからなる比較回路を備えて構成される。なお、ユーザデータ処理手段１５２と制御データ処理手段１５３には、両者に制御データ及びユーザデータを含むデータビットを入力してもよいし、制御データとユーザデータとを分離してそれぞれの処理手段に入力するようにしてもよい。
【００２５】
次に、以上のように構成された本実施形態のシリアル通信装置の動作を説明する。シリアル通信制御手段１１は、通信装置間で使用されるボーレート及び通信フォーマット、シリアル通信方式（同期、非同期）などのプロトコルを管理し、これから通信を行うプロトコルのパラメータに従ってクロック管理手段１３に指示を送り、ソースクロック１３１，１３２及び測定用クロック１３３を発生させる。データ送信処理手段１４とデータ受信処理手段１５は、これらのクロックに基づいてそれぞれデータの送信動作、受信動作を行い、結果としてシリアル通信制御手段１１で制御されるボーレート及び通信フォーマットによりシリアルデータの通信が実行される。
【００２６】
まず、シリアル通信装置１０からユーザデータを送信する場合について説明する。なお、このユーザデータの送信前に制御データによってボーレート及び通信フォーマットが指定されているものとする。シリアル通信制御手段１１は、データ送信処理手段１４に対して、送信データを出力する。データ送信処理手段１４は、通常データ出力手段１４２において、クロック管理手段１３からのソースクロック１３１に従って、シリアル通信制御手段１１により指定されたボーレート及び通信フォーマットのユーザデータを生成する。そして、データ送信処理手段１４から伝送路へシリアルに送信データ信号１６を送出する。データ送信後、データ送信処理手段１４はシリアル通信制御手段１１にユーザデータの送信が完了したことを通知する。
【００２７】
そして、ボーレートと通信フォーマットの一方又は双方を変更する場合、シリアル通信制御手段１１は、送信完了通知を受けた後にデータ送信処理手段１４に対してボーレート等のパラメータ変更を示す変更データを出力する。データ送信処理手段１４は、中間電位出力手段１４１において例えば１ビット幅の中間電位を生成し、通常データ出力手段１４２においてパラメータを変更したボーレート及び通信フォーマットを示す制御データを生成する。そして、データ送信処理手段１４から伝送路へシリアルに送信データ信号１６を送出する。このとき、中間電位（図２に示した中間電位部２２が対応する）の後に続いて制御データ（図２の制御データ２３が対応する）が送信される。データ送信後、データ送信処理手段１４はシリアル通信制御手段１１に中間電位及び制御データの送信が完了したことを通知する。
【００２８】
続いて、シリアル通信制御手段１１は、送信完了通知を受けた後に制御データの変更内容に応じてクロック管理手段１３で管理されるソースクロック１３１、１３２の周波数を変更し、データ送信処理手段１４とデータ受信処理手段１５に対し、ボーレートや通信フォーマットの変更を行う。これ以降は変更されたボーレート及び通信フォーマットでデータ通信を行う。データ送信処理手段１４は、通常データ出力手段１４２において前記変更したボーレート及び通信フォーマットによるユーザデータを生成して送信データ信号１６として出力する。これにより、データ送信処理手段１４から伝送路へボーレートや通信フォーマットが変更されたユーザデータ（図２のユーザデータ２４が対応する）が送信される。
【００２９】
図３はデータ送信時の動作手順を示すフローチャートである。シリアル通信でのデータ送信を行う場合は、まずステップＳ１１で、今回の通信で用いるボーレート及び通信フォーマットに従い、これを受信側に指定する制御データを生成して送信する。続いてステップＳ１２で、前記ボーレート及び通信フォーマットに従ってユーザデータを生成して送信する。そしてステップＳ１３で、ボーレートと通信フォーマットの少なくとも一方のパラメータを変更するか否かによって処理を分岐する。パラメータを変更しない場合は、ステップＳ１４で通信データの終了を判定し、通信が終了すると処理を終了する。通信データが終了せずに続く場合は、ステップＳ１２に戻ってユーザデータの送信処理を続ける。
【００３０】
パラメータを変更する場合は、ステップＳ１５で中間電位を生成して出力する。その後ステップＳ１６で、変更しようとするパラメータに従い、変更後のボーレート及び通信フォーマットを受信側に指定する制御データを生成して送信する。またステップＳ１７で、ソースクロックの周波数等を変更してボーレート及び／又は通信フォーマットの変更を行う。そして、ステップＳ１２に戻り、変更したボーレート及び通信フォーマットに従ってユーザデータを生成して送信する。再度パラメータの変更を行う場合は、ステップＳ１５〜Ｓ１７の処理を繰り返す。このような処理手順を通信データが終了するまで行う。
【００３１】
次に、シリアル通信装置１０でユーザデータを受信する場合について説明する。伝送路から入力した受信データ信号１７は、データ受信処理手段１５にシリアルに入力され、まず中間電位判定処理手段１５１により受信データ信号１７の電位が判別される。中間電位判定処理手段１５１は、受信データ信号１７に含まれるデータビットの中間電位を検出する。ここで、中間電位が検出されない場合は、シリアル通信制御手段１１は受信データ信号１７においてユーザデータ（図２のユーザデータ２１が対応する）が続いていると判断する。一方、中間電位（図２の中間電位部２２が対応する）が検出されると、その後に続く受信データ信号１７が制御データ（図２の制御データ２３が対応する）であると判定する。
【００３２】
中間電位が検出されなければ、ユーザデータ処理手段１５２によって、クロック管理手段１３で制御されるソースクロック１３２に基づき、シリアル通信制御手段１１で指定された通信フォーマットによって受信データ信号１７に対してユーザデータの受信処理を行う。そして、データ受信処理手段１５は、ユーザデータを受信処理したことをシリアル通信制御手段１１に通知する。シリアル通信制御手段１１は、この受信処理により得られたユーザデータをデータ受信処理手段１５からバス１２を介して取り込む。
【００３３】
中間電位判定処理手段１５１で中間電位が検出されると、制御データ処理手段１５３によって受信データ信号１７に対して制御データの受信処理を行い、制御データを解読する。この解読では、制御データ内に設けてあるボーレート測定部２３１（図２参照）にクロック管理手段１３からの測定用クロック１３３を適用してボーレート測定部２３１の長さによりボーレートを測定し、また通信フォーマット部２３２（図２参照）のデータ内容から通信フォーマットを取得することが行われる。
【００３４】
解読したボーレートや通信フォーマットは、データ受信処理手段１５からシリアル通信制御手段１１へ通知される。シリアル通信制御手段１１は、解読されたボーレートや通信フォーマットを用いて、クロック管理手段１３で制御されるソースクロック１３１、１３２の周波数を変更し、データ送信処理手段１４とデータ受信処理手段１５に対して指示を送ってボーレートや通信フォーマットの変更を行う。
【００３５】
これにより、その後に入力される受信データ信号１７は変更されたボーレートや通信フォーマットに従ったユーザデータ（図２のユーザデータ２４が対応する）であるが、データ受信処理手段１５では、ユーザデータ処理手段１５２によって支障なくパラメータ変更に追従してユーザデータの受信処理を行うことが可能である。
【００３６】
図４はデータ受信時の動作手順を示すフローチャートである。シリアル通信でのデータ受信を行う場合は、まずステップＳ２１で、制御データを受信し、送信側で指定されたボーレート及び通信フォーマットを判定して設定する。続いてステップＳ２２で、前記ボーレート及び通信フォーマットに従ってユーザデータの受信処理を行い、ユーザデータを取得する。ここでステップＳ２３で、中間電位が検出されたか否かを判定し、中間電位が検出されない場合は、ステップＳ２４で通信データの終了を判定し、通信が終了すると処理を終了する。通信データが終了せずに続く場合は、ステップＳ２２に戻ってユーザデータの受信処理を続ける。
【００３７】
中間電位が検出された場合は、ステップＳ２５で中間電位部の後に続く制御データを受信して解読を行う。この制御データの解読により、送信側で指定されたパラメータ変更後のボーレート及び通信フォーマットを判定し、ステップＳ２６でソースクロックの周波数等を変更してボーレート及び／又は通信フォーマットの変更を行う。そして、ステップＳ２２に戻り、変更されたボーレート及び通信フォーマットに従ってユーザデータの受信処理を行う。再度中間電位が検出されてパラメータの変更指示がなされた場合は、ステップＳ２５〜Ｓ２６の処理を繰り返す。このような処理手順を通信データが終了するまで行う。
【００３８】
このように、本実施形態では、通信データにおいて受信側がユーザデータから制御データへの切り替えを識別できる中間電位を送出する信号方式を用いることにより、通信途中でも円滑にパラメータ変更のために内容を変更した制御データを送信できるので、通信をその都度切断することなく、シリアル通信中に制御データの設定を変更してボーレートや通信フォーマットなどの変更を行うことができる。
【００３９】
なお、シリアル通信には、同期方式と非同期方式とがあるが、本発明は、いずれの方式にも適用できるものである。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、通信の途中でも制御データの設定を変更してボーレートなどのパラメータの変更を行うことが可能なシリアル通信方法及び装置を提供できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るシリアル通信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態によるユーザデータから制御データへの切り替えが判別できる信号方式のデータビット例を示す説明図である。
【図３】本実施形態におけるデータ送信時の動作手順を示すフローチャートである。
【図４】本実施形態におけるデータ受信時の動作手順を示すフローチャートである。
【図５】シリアル通信で用いられるＡＴコマンド方式のデータビット例を示す説明図である。
【符号の説明】
１０ シリアル通信装置
１１ シリアル通信制御手段
１２ バス
１３ クロック管理手段
１４ データ送信処理手段
１５ データ受信処理手段
１６ 送信データ信号
１７ 受信データ信号
２１，２４ ユーザデータ
２２ 中間電位部
２３ 制御データ
１３１，１３２ ソースクロック
１３３ 測定用クロック
１４１ 中間電位出力手段
１４２ 通常データ出力手段
１５１ 中間電位判定処理手段
１５２ ユーザデータ処理手段
１５３ 制御データ処理手段
Claims (5)
- ビット直列に送受信するシリアル通信のデータ信号においてデータビットの高電位と低電位の間に中間電位を設け、この中間電位を含むデータ信号を送受信し、前記中間電位によってデータ種別を切り替えるシリアル通信方法であって、
前記データ種別として、通信内容のデータを含むユーザデータと、ボーレートと通信フォーマットの少なくともいずれか一方である通信時のパラメータを示す制御データとを有し、これらのユーザデータと制御データとを前記中間電位によって切り替えることを特徴とするシリアル通信方法。 - 通信時のパラメータを示す制御データと通信内容のデータを含むユーザデータとを有するデータ信号をビット直列に送受信するシリアル通信方法であって、
前記ユーザデータの送信後に、データ信号におけるデータビットで中間電位を少なくとも１ビット幅分の時間幅を持って出力し、この中間電位によって前記ユーザデータから前記制御データへのデータ種別の切り替えを行い、
前記通信時のパラメータとしてボーレートと通信フォーマットの少なくともいずれか一方を示す制御データを生成し、前記中間電位の後に続いてこの制御データを送信して通信時のパラメータの変更を指示し、その後は変更したパラメータに基づいてユーザデータの送信を行うことを特徴とするシリアル通信方法。 - 通信時のパラメータを示す制御データと通信内容のデータを含むユーザデータとを有するデータ信号をビット直列に送受信するシリアル通信方法であって、
受信したデータ信号においてデータビットで中間電位を検出し、この中間電位によって前記ユーザデータから前記制御データへのデータ種別の切り替えを行い、
前記中間電位の後に続くデータ信号を制御データとして識別し、この制御データにおいて、前記通信時のパラメータとしてボーレートと通信フォーマットの少なくともいずれか一方を解読し、解読したパラメータによって通信時のパラメータを変更し、その後は変更したパラメータに基づいてユーザデータの受信を行うことを特徴とするシリアル通信方法。 - 通信時のパラメータを示す制御データと通信内容のデータを含むユーザデータとを有するデータ信号をビット直列に送受信するシリアル通信装置であって、
データ信号におけるデータビットで中間電位を生成出力する中間電位出力手段と、
前記ユーザデータの送信後に、前記中間電位出力手段からの中間電位を少なくとも１ビット幅分の時間幅を持って出力し、この中間電位によって前記ユーザデータから前記制御データへのデータ種別の切り替えを行い、前記通信時のパラメータとしてボーレートと通信フォーマットの少なくともいずれか一方を示す制御データを生成し、前記中間電位の後に続いてこの制御データを送信して通信時のパラメータの変更を指示し、以降は変更したパラメータに基づいてユーザデータの送信を行うデータ送信制御手段とを備えたことを特徴とするシリアル通信装置。 - 通信時のパラメータを示す制御データと通信内容のデータを含むユーザデータとを有するデータ信号をビット直列に送受信するシリアル通信装置であって、
入力されたデータ信号においてデータビットで中間電位を検出する中間電位検出手段と、
前記中間電位が検出された場合に、この中間電位によって前記ユーザデータから前記制御データへのデータ種別の切り替えを行い、前記中間電位の後に続くデータ信号を制御データとして識別し、この制御データにおいて、前記通信時のパラメータとしてボーレートと通信フォーマットの少なくともいずれか一方を解読し、解読したパラメータによって通信時のパラメータを変更し、その後は変更したパラメータに基づいてユーザデータの受信 を行うデータ受信制御手段とを備えたことを特徴とするシリアル通信装置。
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