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JP6201331B2 - Synchronous serial interface circuit - Google Patents

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JP6201331B2 JP2013027646A JP2013027646A JP6201331B2 JP 6201331 B2 JP6201331 B2 JP 6201331B2 JP 2013027646 A JP2013027646 A JP 2013027646A JP 2013027646 A JP2013027646 A JP 2013027646A JP 6201331 B2 JP6201331 B2 JP 6201331B2
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Description

本発明は同期シリアルインタフェース回路に関し、特に、複数のチャネルを有する同期シリアルインタフェース回路に関する。   The present invention relates to a synchronous serial interface circuit, and more particularly to a synchronous serial interface circuit having a plurality of channels.

同期シリアル通信は、クロックに同期してデータの送信または受信を行なうシリアル通信である。同期シリアルインタフェース(Synchronized Serial Interface:以下、「SSI」と略記する)は、工業用途として使用されるマスタとスレーブとの間の標準的なインタフェースとして広く使用されている。   Synchronous serial communication is serial communication in which data is transmitted or received in synchronization with a clock. A synchronous serial interface (hereinafter abbreviated as “SSI”) is widely used as a standard interface between a master and a slave used for industrial purposes.

たとえば特開平5−63754号公報(特許文献1)は、送信回路からのNRZ(Non Return to Zero)信号列をクロック信号列に同期させて受信回路にシリアルに伝送する信号伝送装置を開示する。この信号伝送装置は、水平および垂直パリティチェックを実行する。当該信号伝送装置は、さらに、ヘッダーの検知を示す信号と、受信エラー信号または受信終了信号とを発生させる。   For example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-63754 (Patent Document 1) discloses a signal transmission device that serially transmits an NRZ (Non Return to Zero) signal sequence from a transmission circuit to a reception circuit in synchronization with a clock signal sequence. This signal transmission device performs horizontal and vertical parity checks. The signal transmission device further generates a signal indicating detection of the header and a reception error signal or a reception end signal.

特開平5−63754号公報JP-A-5-63754

SSIでは、上位装置とのインタフェースとなるSSIインタフェース回路(マスター)がSSI対応機器(スレーブ)にクロックを出力する。SSI対応機器は、たとえばアブソリュートエンコーダあるいは測距センサである。スレーブは、そのクロックに同期して、データをマスタに送信する。したがって、SSIを利用したデータの取得の場合、1回のデータ取得に要する時間は、クロックの周期および、そのデータのサイズ(ビット数)により決定される。このため、データの更新も、そのデータ取得に要する時間以上の間隔で繰り返される。   In SSI, an SSI interface circuit (master) serving as an interface with a host device outputs a clock to an SSI compatible device (slave). The SSI-compatible device is, for example, an absolute encoder or a distance measuring sensor. The slave transmits data to the master in synchronization with the clock. Therefore, in the case of data acquisition using SSI, the time required for one data acquisition is determined by the clock cycle and the size (number of bits) of the data. For this reason, the update of data is also repeated at intervals equal to or longer than the time required for data acquisition.

SSIの実装では、通信制御のための機能モジュール(たとえばシリアル通信モジュールなど)を使うことが考えられる。また、SSIはシンプルなデータ交換手段である。したがって、機器のコストを下げるために、汎用的な入出力ポートを用いてSSIを実現することも考えられる。   In the implementation of SSI, it is conceivable to use a functional module (for example, a serial communication module) for communication control. SSI is a simple data exchange means. Therefore, in order to reduce the cost of equipment, it is conceivable to realize SSI using a general-purpose input / output port.

しかしながら汎用的な複数の入出力ポートの各々をSSIのチャネルとして用いる場合、チャネルごとに同期クロックの送出およびデータの取得を実行する必要がある。データの取得をシリーズに実行する(すなわち各チャネルの更新を順番に実行する)場合には、あるチャネルを更新するためには、(1チャネル分の更新間隔)×(チャネル数)で定まる時間間隔が必要となる。したがってチャネル数が多くなるほど、1チャネルの更新の間隔が長くなる。さらに、全てのチャネルを更新するために要する時間も長くなる。   However, when each of a plurality of general-purpose input / output ports is used as an SSI channel, it is necessary to execute transmission of a synchronous clock and acquisition of data for each channel. When data acquisition is executed in series (that is, update of each channel is executed in order), in order to update a certain channel, a time interval determined by (update interval for one channel) × (number of channels) Is required. Therefore, as the number of channels increases, the update interval for one channel becomes longer. Furthermore, the time required to update all the channels also becomes longer.

一方、時間を短縮するためにチャネルごとにシリアル通信モジュールを準備した場合には、チャネルの数と同数の通信モジュールが必要である。したがって、通信モジュールの数が増大するという課題がある。   On the other hand, when serial communication modules are prepared for each channel in order to shorten the time, the same number of communication modules as the number of channels are required. Therefore, there is a problem that the number of communication modules increases.

本発明は、少ない数の通信モジュールにより、1チャネルあたりのデータ更新間隔を増大させることなく複数チャネルのSSI通信を実現できる同期シリアルインタフェース回路を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a synchronous serial interface circuit capable of realizing SSI communication of a plurality of channels without increasing the data update interval per channel by a small number of communication modules.

ある局面において、この発明は、同期シリアルインタフェース回路であって、複数のチャネルを備える。各チャネルは、同期クロックを出力して、当該出力された同期クロックに同期して各チャネルに送られたデータを受信する。データの受信開始時に、複数のチャネルは、同期クロックを同時に立下げる。   In one aspect, the present invention is a synchronous serial interface circuit including a plurality of channels. Each channel outputs a synchronization clock and receives data sent to each channel in synchronization with the output synchronization clock. At the start of data reception, the plurality of channels simultaneously lower the synchronous clock.

好ましくは、複数のチャネルの各々は、データの受信開始時において、同期クロックを立下げてから同期クロックを立上げるまでの期間に、同期クロックの周波数を設定する。   Preferably, each of the plurality of channels sets the frequency of the synchronization clock during a period from when the synchronization clock is lowered to when the synchronization clock is raised at the start of data reception.

好ましくは、複数のチャネルは、同期クロックの周波数を互いに独立に設定可能である。   Preferably, the plurality of channels can set the frequency of the synchronous clock independently of each other.

好ましくは、同期シリアルインタフェース回路は、受信したデータを記憶する記憶部をさらに備える。各チャネルは、同期クロックを発生させる同期クロック発生部と、当該チャネルが受信すべきデータの長さに応じた期間、同期クロック発生部を動作させるクロック制御部と、データを受信して記憶部に受信したデータを転送するDMA制御部とを含む。   Preferably, the synchronous serial interface circuit further includes a storage unit that stores the received data. Each channel has a synchronous clock generator for generating a synchronous clock, a clock controller for operating the synchronous clock generator for a period according to the length of data to be received by the channel, And a DMA control unit for transferring the received data.

本発明によれば、少ない数の通信機能モジュールにより、1チャネルあたりのデータ更新間隔を増大させることなく複数チャネルのSSI通信を実現できる。   According to the present invention, SSI communication of a plurality of channels can be realized without increasing the data update interval per channel with a small number of communication function modules.

本発明の実施の形態に係るインタフェース回路を備えたモーション制御システムの概略的な構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the schematic structure of the motion control system provided with the interface circuit which concerns on embodiment of this invention. 2つのチャネルを有するSSI入力ユニットと、SSIエンコーダとの接続の例を示した図である。It is the figure which showed the example of the connection of the SSI input unit which has two channels, and an SSI encoder. 本発明の実施の形態に係るデータ伝送を模式的に説明した図である。It is the figure which demonstrated typically the data transmission which concerns on embodiment of this invention. 複数のチャネルでデータを受信する形態の一例を示したタイミングチャートである。It is the timing chart which showed an example of the form which receives data by a some channel. 本発明の実施の形態に係るSSI入力ユニットの機能を概略的に示したブロック図である。It is the block diagram which showed roughly the function of the SSI input unit which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るSSI入力ユニットの動作の一例を示すタイミング図である。It is a timing diagram which shows an example of operation | movement of the SSI input unit which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るSSI入力ユニットの動作の他の例を示すタイミング図である。It is a timing diagram which shows the other example of operation | movement of the SSI input unit which concerns on embodiment of this invention.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付して、それらについての詳細な説明は繰り返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will not be repeated.

図1は、本発明の実施の形態に係るインタフェース回路を備えたモーション制御システムの概略的な構成を示したブロック図である。図1を参照して、モーション制御システム1は、制御ユニット2と、通信ユニット3と、位置インタフェースユニット4と、モータドライバ5と、モータ6と、エンコーダ7Aと、SSIエンコーダ7Bとを含む。   FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a motion control system including an interface circuit according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, motion control system 1 includes a control unit 2, a communication unit 3, a position interface unit 4, a motor driver 5, a motor 6, an encoder 7A, and an SSI encoder 7B.

通信ユニット3は、LAN(Local Area Network)などのネットワークを介して制御ユニット2に接続される。一例として、通信ユニット3は、EtherCAT(登録商標)などを利用して制御ユニット2と通信するように構成される。   The communication unit 3 is connected to the control unit 2 via a network such as a LAN (Local Area Network). As an example, the communication unit 3 is configured to communicate with the control unit 2 using EtherCAT (registered trademark) or the like.

制御ユニット2は、位置インタフェースユニット4と協調して、モータドライバ5の位置決め制御あるいはモーション制御を実行する。制御ユニット2は、たとえばPLC(Programmable Logic Controller)により構成される。   The control unit 2 executes positioning control or motion control of the motor driver 5 in cooperation with the position interface unit 4. The control unit 2 is composed of, for example, a PLC (Programmable Logic Controller).

位置インタフェースユニット4は、位置決め制御あるいはモーション制御を行なうための位置データの入出力処理機能を持つユニットである。位置インタフェースユニット4は、通信ユニット3に接続されて、通信ユニット3およびネットワークを介して制御ユニット2と周期的に通信する。位置インタフェースユニット4から制御ユニット2へは、エンコーダ7A,7Bのカウント値が送られる。逆に制御ユニット2から位置インタフェースユニット4には、位置指令あるいは速度指令が送られる。   The position interface unit 4 is a unit having an input / output processing function of position data for performing positioning control or motion control. The position interface unit 4 is connected to the communication unit 3 and periodically communicates with the control unit 2 via the communication unit 3 and the network. From the position interface unit 4 to the control unit 2, the count values of the encoders 7A and 7B are sent. Conversely, a position command or a speed command is sent from the control unit 2 to the position interface unit 4.

位置インタフェースユニット4は、パルス出力ユニット4Aと、パルス入力ユニット4Bと、SSI入力ユニット4Cとを含む。制御ユニット2は、一定周期ごとにモーション演算を実行して、パルス出力ユニット4Aへの指令値を生成する。その指令値は、所定の通信周期ごとに、パルス出力ユニット4Aに送られる。パルス出力ユニット4Aは、この指令値に応じたパルス数および周波数を持つパルスを生成して、そのパルスをモータドライバ5に出力する。モータドライバ5は、パルス出力ユニット4Aからのパルスに応じてモータ6を駆動する。   The position interface unit 4 includes a pulse output unit 4A, a pulse input unit 4B, and an SSI input unit 4C. The control unit 2 performs a motion calculation at regular intervals, and generates a command value for the pulse output unit 4A. The command value is sent to the pulse output unit 4A every predetermined communication cycle. The pulse output unit 4 </ b> A generates a pulse having a pulse number and a frequency according to the command value and outputs the pulse to the motor driver 5. The motor driver 5 drives the motor 6 according to the pulse from the pulse output unit 4A.

エンコーダ7AおよびSSIエンコーダ7Bはモータ6の回転を検出する。パルス入力ユニット4Bは、エンコーダ7Aの出力するパルスを受けて、そのパルスを計数する。SSIエンコーダ7Bは、SSIインタフェースに対応したアブソリュートエンコーダである。SSI入力ユニット4Cは、本発明に係る「同期シリアルインタフェース回路」を実現する。具体的には、SSI入力ユニット4Cは、SSIエンコーダ7Bに同期クロックを出力する。SSIエンコーダ7Bは、そのクロックに同期して、パルスを出力する。SSI入力ユニット4Cは、SSIエンコーダ7Bからのデータを受信する。パルス入力ユニット4Bの計数値およびSSI入力ユニット4Cが受信したデータは、所定の通信周期で制御ユニット2へと送信される。   Encoder 7A and SSI encoder 7B detect the rotation of motor 6. The pulse input unit 4B receives the pulses output from the encoder 7A and counts the pulses. The SSI encoder 7B is an absolute encoder that supports the SSI interface. The SSI input unit 4C implements a “synchronous serial interface circuit” according to the present invention. Specifically, the SSI input unit 4C outputs a synchronous clock to the SSI encoder 7B. The SSI encoder 7B outputs a pulse in synchronization with the clock. The SSI input unit 4C receives data from the SSI encoder 7B. The count value of the pulse input unit 4B and the data received by the SSI input unit 4C are transmitted to the control unit 2 at a predetermined communication cycle.

なお、図1に示された構成では、SSI入力ユニット4CにSSIエンコーダ7B(アブソリュートエンコーダ)が接続される。しかしながら、アブソリュートエンコーダ以外にも、SSIインタフェースに対応したセンサをSSI入力ユニット4Cに接続することができる。このようなセンサの一例として、たとえばSSIインタフェースに対応した測距センサを挙げることができる。   In the configuration shown in FIG. 1, an SSI encoder 7B (absolute encoder) is connected to the SSI input unit 4C. However, in addition to the absolute encoder, a sensor corresponding to the SSI interface can be connected to the SSI input unit 4C. As an example of such a sensor, for example, a distance measuring sensor corresponding to an SSI interface can be cited.

本実施の形態において、SSI入力ユニット4Cはマスタユニットとしての機能を有し、SSIエンコーダ7Bはスレーブユニットとしての機能を有する。本発明の実施の形態に係るSSI入力ユニット4Cは、複数(たとえば2つ)のチャネルを有する。以下では、説明を簡単にするために、SSI入力ユニット4Cのチャネルの数を2とする。   In the present embodiment, the SSI input unit 4C has a function as a master unit, and the SSI encoder 7B has a function as a slave unit. The SSI input unit 4C according to the embodiment of the present invention has a plurality of (for example, two) channels. Hereinafter, in order to simplify the description, the number of channels of the SSI input unit 4C is assumed to be two.

図2は、2つのチャネルを有するSSI入力ユニット4Cと、SSIエンコーダとの接続の例を示した図である。図2を参照して、SSI入力ユニット4Cは、2つのチャネル(図2では、「1CH」および「2CH」と示す)を有する。一方のチャネル(1CH)からSSIエンコーダ7B1に同期クロックCLK1が送信される。SSIエンコーダ7B1は、同期クロックCLK1に同期して、SSI入力ユニット4CにデータD1を送信する。   FIG. 2 is a diagram illustrating an example of connection between an SSI input unit 4C having two channels and an SSI encoder. Referring to FIG. 2, SSI input unit 4C has two channels (indicated as “1CH” and “2CH” in FIG. 2). The synchronous clock CLK1 is transmitted from one channel (1CH) to the SSI encoder 7B1. The SSI encoder 7B1 transmits data D1 to the SSI input unit 4C in synchronization with the synchronous clock CLK1.

同様に、他方のチャネル(2CH)からSSIエンコーダ7B2に同期クロックCLK2が送信される。SSIエンコーダ7B2は、同期クロックCLK2に同期して、SSI入力ユニット4CにデータD2を送信する。なお、多くの場合、クロックの伝送およびデータの伝送の各々には、ツイストペア線が使用される。   Similarly, the synchronous clock CLK2 is transmitted from the other channel (2CH) to the SSI encoder 7B2. The SSI encoder 7B2 transmits data D2 to the SSI input unit 4C in synchronization with the synchronous clock CLK2. In many cases, a twisted pair line is used for clock transmission and data transmission.

図2に示された構成では、SSI入力ユニット4Cが有する2つのチャネルの全てが使用される。ただしこのように制限されるものではない。1つのチャネルのみが使用されてもよい。   In the configuration shown in FIG. 2, all of the two channels of the SSI input unit 4C are used. However, it is not limited in this way. Only one channel may be used.

図3は、本発明の実施の形態に係るデータ伝送を模式的に説明した図である。図3を参照して、時刻t1以前では、同期クロックおよびデータがともにH(論理ハイ)レベルである。   FIG. 3 is a diagram schematically illustrating data transmission according to the embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, before the time t1, both the synchronous clock and the data are at the H (logic high) level.

時刻t1においてSSI入力ユニット4Cは、同期クロックをHレベルからL(論理ロー)レベルへと立下がる。これによりSSIエンコーダ7B(図1を参照)からのデータ転送が開始される。その後、同期クロックの立上がりまたは立下り(いずれであってもよい)に同期して、SSIエンコーダ7Bから1ビットずつデータが出力される。SSI入力ユニット4Cは、1ビットずつデータを受信する。すなわちSSI入力ユニット4CとSSIエンコーダ7Bとの間でシリアル通信が行なわれる。時刻t2においてデータの転送が終了すると、同期クロックおよびデータがともにH(論理ハイ)レベルとなる。   At time t1, the SSI input unit 4C falls the synchronization clock from the H level to the L (logic low) level. As a result, data transfer from the SSI encoder 7B (see FIG. 1) is started. Thereafter, data is output bit by bit from the SSI encoder 7B in synchronization with the rising or falling edge of the synchronous clock (whichever is acceptable). The SSI input unit 4C receives data bit by bit. That is, serial communication is performed between the SSI input unit 4C and the SSI encoder 7B. When the data transfer ends at time t2, both the synchronous clock and the data become H (logic high) level.

ここで、図2に示されるように、SSI入力ユニット4Cは、2つのSSIエンコーダ7B1,7B2からデータを受ける。たとえば図4に示されるように、SSI入力ユニット4Cが、1番目のチャネル(1CH)でSSIエンコーダ7B1からのデータD1を取得し、次に、2番目のチャネル(2CH)でSSIエンコーダ7B2からのデータD2を取得する方法が考えられる。しかしながら、データの取得がシリーズに実行されるため、各チャネルの更新間隔が増大する。   Here, as shown in FIG. 2, the SSI input unit 4C receives data from the two SSI encoders 7B1 and 7B2. For example, as shown in FIG. 4, the SSI input unit 4C acquires the data D1 from the SSI encoder 7B1 on the first channel (1CH), and then from the SSI encoder 7B2 on the second channel (2CH). A method for obtaining the data D2 is conceivable. However, since data acquisition is performed in series, the update interval of each channel increases.

さらに、SSIエンコーダ7B1においてデータが生成される時刻と、SSIエンコーダ7B2においてデータが生成される時刻とが異なる。言い換えると、SSIエンコーダ7B1からのデータとSSIエンコーダ7B2のデータとの間では、検出時刻が異なっている。システムによっては、複数のSSIエンコーダでの検出時刻を同じにすることが求められることも考えられる。   Furthermore, the time at which data is generated at the SSI encoder 7B1 is different from the time at which data is generated at the SSI encoder 7B2. In other words, the detection time differs between the data from the SSI encoder 7B1 and the data from the SSI encoder 7B2. Depending on the system, it may be required that the detection times of a plurality of SSI encoders be the same.

これらの課題を解決するための1つの案として、複数のチャネルがそれぞれ複数のデータをパラレルに受信することが考えられる。パラレルのデータ受信を実現するために、複数のSSI入力ユニットを設けることが考えられる。しかしながら、チャネルの数と同数のSSI入力ユニットが必要となるので、SSI入力ユニットの数が増大する。   As one proposal for solving these problems, it is conceivable that each of a plurality of channels receives a plurality of data in parallel. In order to realize parallel data reception, it is conceivable to provide a plurality of SSI input units. However, since the same number of SSI input units as the number of channels is required, the number of SSI input units increases.

SSI入力ユニットの数を減らすために、1つのSSI入力ユニットに複数のチャネルを備えることが考えられる。この場合、たとえば、そのSSI入力ユニットの内部でクロックを複数のチャネルに分配することが考えられる。しかしながらデータの伝送速度は、クロック周波数により決定される。このため、データ伝送速度をチャネルごとに異ならせることが困難である。   In order to reduce the number of SSI input units, it is conceivable to provide a plurality of channels in one SSI input unit. In this case, for example, it is conceivable to distribute the clock to a plurality of channels within the SSI input unit. However, the data transmission rate is determined by the clock frequency. For this reason, it is difficult to vary the data transmission rate for each channel.

この実施の形態によれば、SSI入力ユニット4Cは、チャネルごとに異なるデータ転送速度を達成することができる。さらに、SSI入力ユニット4Cは、2つのチャネルの間でデータ転送の開始を同期させることができる。すなわち、同じ時刻における検出結果をSSIエンコーダ7B1とSSIエンコーダ7B2とから受けることができる。このような処理について以下に説明する。   According to this embodiment, the SSI input unit 4C can achieve different data transfer rates for each channel. Furthermore, the SSI input unit 4C can synchronize the start of data transfer between the two channels. That is, the detection result at the same time can be received from the SSI encoder 7B1 and the SSI encoder 7B2. Such processing will be described below.

図5は、本発明の実施の形態に係るSSI入力ユニット4Cの機能を概略的に示したブロック図である。図5を参照して、SSI入力ユニット4Cは、トリガ発生部11と、データ受信部12,13と、記憶部14と、I/O部15とを含む。   FIG. 5 is a block diagram schematically showing functions of the SSI input unit 4C according to the embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, SSI input unit 4 </ b> C includes a trigger generation unit 11, data reception units 12 and 13, a storage unit 14, and an I / O unit 15.

トリガ発生部11は、たとえば所定の周期でトリガ信号Strを発生させる。この周期は、たとえば制御ユニット2(図1を参照)と位置インタフェースユニット4(図1を参照)との間の通信周期に従って決定される。トリガ信号Strは、データ受信部12,13に送られる。   The trigger generator 11 generates the trigger signal Str at a predetermined cycle, for example. This cycle is determined, for example, according to the communication cycle between the control unit 2 (see FIG. 1) and the position interface unit 4 (see FIG. 1). The trigger signal Str is sent to the data receiving units 12 and 13.

データ受信部12は、同期クロックCLK1を出力して、SSIエンコーダ7B1(図2参照)からデータD1を受ける。データ受信部12は、同期クロック発生部21Aと、クロック制御部22Aと、DMA(Dynamic Access Memory)制御部(DMAC)24Aとを含む。   The data receiver 12 outputs a synchronous clock CLK1 and receives data D1 from the SSI encoder 7B1 (see FIG. 2). The data receiver 12 includes a synchronous clock generator 21A, a clock controller 22A, and a DMA (Dynamic Access Memory) controller (DMAC) 24A.

同期クロック発生部21Aは、パルス列を発生させる。このパルス列が、同期クロックCLK1として同期クロック発生部21Aから出力される。たとえば同期クロック発生部21Aは、タイマあるいはカウンタにより実現可能である。   The synchronous clock generation unit 21A generates a pulse train. This pulse train is output from the synchronous clock generator 21A as the synchronous clock CLK1. For example, the synchronous clock generation unit 21A can be realized by a timer or a counter.

クロック制御部22Aは、トリガ信号Strに応答して、同期クロック発生部21Aを制御して、同期クロックCLK1の発生および停止を制御する。なお、クロック制御部22Aは、記憶部14に記憶された同期クロックCLK1の周期の設定値を読出して、その設定値を同期クロック発生部21Aにロードしてもよい。   The clock control unit 22A controls the generation and stop of the synchronous clock CLK1 by controlling the synchronous clock generation unit 21A in response to the trigger signal Str. Note that the clock control unit 22A may read the set value of the period of the synchronous clock CLK1 stored in the storage unit 14 and load the set value into the synchronous clock generation unit 21A.

DMAC23Aは、同期クロック発生部21Aが発生させたクロックに同期してデータD1を1ビットずつ取得して、そのビットを記憶部14へと送信する。DMACを用いることにより、高速(たとえばMHzオーダー)のデータ伝送にも対応することができる。   The DMAC 23A acquires the data D1 bit by bit in synchronization with the clock generated by the synchronous clock generation unit 21A, and transmits the bit to the storage unit 14. By using the DMAC, it is possible to cope with high-speed (for example, MHz order) data transmission.

データ受信部13は、同期クロックCLK1に代えて同期クロックCLK2を送信する点、およびデータD1に代えてデータD2を受ける点においてデータ受信部12と異なる。データ受信部13は、同期クロック発生部21Bと、クロック制御部22Bと、DMAC24Bとを含む。データ受信部13の各部分の機能は、データ受信部12の対応する部分の機能と同じであるので以後の詳細な説明は繰り返さない。   Data receiving unit 13 is different from data receiving unit 12 in that it transmits synchronous clock CLK2 instead of synchronous clock CLK1 and receives data D2 instead of data D1. The data receiver 13 includes a synchronous clock generator 21B, a clock controller 22B, and a DMAC 24B. Since the function of each part of data receiving unit 13 is the same as the function of the corresponding part of data receiving unit 12, the following detailed description will not be repeated.

記憶部14は、同期クロックCLK1,CLK2の周波数に関する設定値、同期クロックのパルスの数に関する設定値を記憶する。記憶部14は、揮発性メモリおよび不揮発性メモリのいずれでもよい。たとえば記憶部14が揮発性メモリであれば、SSI入力ユニット4Cの起動時に、制御ユニット2から、ネットワークおよび通信ユニット3(いずれも図1を参照)を介してSSI入力ユニット4Cの記憶部14に上記の設定値が入力される。   The storage unit 14 stores setting values related to the frequencies of the synchronous clocks CLK1 and CLK2, and setting values related to the number of pulses of the synchronous clock. The storage unit 14 may be either a volatile memory or a nonvolatile memory. For example, if the storage unit 14 is a volatile memory, when the SSI input unit 4C is activated, it is transferred from the control unit 2 to the storage unit 14 of the SSI input unit 4C via the network and the communication unit 3 (both see FIG. 1). The set value is input.

I/O部15は、たとえば図1に示す制御ユニット2からの命令を受けるとともに、取得したデータD1,D2を、制御ユニット2へと送信する。なお、SSI入力ユニット4Cは、データD1,D2に適切な処理を施して、その処理後のデータを制御ユニット2へと送信してもよい。   For example, the I / O unit 15 receives a command from the control unit 2 illustrated in FIG. 1 and transmits the acquired data D1 and D2 to the control unit 2. The SSI input unit 4C may perform appropriate processing on the data D1 and D2 and transmit the processed data to the control unit 2.

なお、図5は、1つの実施の形態に係る構成を示すものであり、SSI入力インタフェースの構成を限定するものではない。たとえば複数の機能ブロックを1つに統合してもよい。逆に1つの機能ブロックを複数の機能ブロックに分割することも可能である。   FIG. 5 shows a configuration according to one embodiment, and does not limit the configuration of the SSI input interface. For example, a plurality of functional blocks may be integrated into one. Conversely, one functional block can be divided into a plurality of functional blocks.

図6は、本発明の実施の形態に係るSSI入力ユニット4Cの動作の一例を示すタイミング図である。図5および図6を参照して、まず、時刻t10においてトリガ発生部11がトリガ信号Strを発生させる。同期クロック発生部21A,21B,クロック制御部22A,22Bはトリガ信号Strに応じてスタートされ、同期クロックCLK1,CLK2をそれぞれHレベルからLレベルへと変化させる。これにより、時刻t11において、同期クロックCLK1,CLK2が同時に立下がる。   FIG. 6 is a timing chart showing an example of the operation of the SSI input unit 4C according to the embodiment of the present invention. Referring to FIGS. 5 and 6, first, trigger generation unit 11 generates trigger signal Str at time t10. The synchronous clock generators 21A and 21B and the clock controllers 22A and 22B are started in response to the trigger signal Str and change the synchronous clocks CLK1 and CLK2 from H level to L level, respectively. As a result, the synchronous clocks CLK1 and CLK2 fall simultaneously at time t11.

時刻t11から時刻t12までの間の期間に同期クロックCLK1,CLK2の周波数が設定される。この例では、同期クロックCLK1,CLK2の周波数は同じである。したがって時刻t12以後、同期クロックCLK1,CLK2は同じ周期で変化する。   The frequency of the synchronous clocks CLK1 and CLK2 is set during a period from time t11 to time t12. In this example, the frequencies of the synchronous clocks CLK1 and CLK2 are the same. Therefore, after time t12, the synchronous clocks CLK1 and CLK2 change in the same cycle.

同期クロックの1周期ごとに1ビットのデータが取得される。図6に示されるように、この例ではデータD1,D2の長さが異なる。すなわち、データD1のビット数は5であり、データD2のビット数は8である。時刻t13において、データD1の転送(SSI入力ユニット4CによるデータD1の取得)が終了する。クロック制御部22Aは、同期クロック発生部21Aをオフにする。したがって、時刻t12以後、同期クロックCLK1はHレベルとなる。その後、時刻t14において、データD2の転送が終了する。クロック制御部22Bは、同期クロック発生部21Bをオフにする。時刻t14以後、同期クロックCLK2はHレベルとなる。   One bit of data is acquired for each period of the synchronous clock. As shown in FIG. 6, the lengths of the data D1 and D2 are different in this example. That is, the number of bits of the data D1 is 5, and the number of bits of the data D2 is 8. At time t13, the transfer of data D1 (acquisition of data D1 by SSI input unit 4C) ends. The clock control unit 22A turns off the synchronous clock generation unit 21A. Therefore, after time t12, the synchronous clock CLK1 becomes H level. Thereafter, at time t14, the transfer of the data D2 is completed. The clock control unit 22B turns off the synchronous clock generation unit 21B. After time t14, the synchronous clock CLK2 becomes H level.

その後、時刻t15においてトリガ発生部11がトリガ信号Strを再び発生させる。同期クロック発生部21A,21B,クロック制御部22A,22Bは、トリガ信号Strに応じてスタートされ、同期クロックCLK1,CLK2をそれぞれHレベルからLレベルへと変化させる。したがって時刻t16において、同期クロックCLK1,CLK2が同時に立下がる。時刻t21以後のデータD1,D2の転送に関しては、上記の処理と同様であるので以後の説明は繰り返さない。   Thereafter, at time t15, the trigger generator 11 generates the trigger signal Str again. The synchronous clock generators 21A and 21B and the clock controllers 22A and 22B are started in response to the trigger signal Str and change the synchronous clocks CLK1 and CLK2 from H level to L level, respectively. Therefore, synchronous clocks CLK1 and CLK2 fall at the same time at time t16. Since the transfer of data D1 and D2 after time t21 is the same as the above processing, the following description will not be repeated.

図7は、本発明の実施の形態に係るSSI入力ユニットの動作の他の例を示すタイミング図である。図6と図7とを参照して、時刻t20〜t24の各々におけるSSI入力ユニット4Cの動作は、それぞれ、時刻t10〜時刻t14の各々におけるSSI入力ユニット4Cの動作に対応する。つまり、時刻t20において、トリガ発生部11は、トリガ信号Strを発生させる。応じて時刻t21において、同期クロックCLK1,CLK2が同時に立下がる。たとえば、信号Strに応じて、同期クロック発生部21A,21Bは起動され、ある一定の時間を計測する。その時間計測が終了した時刻が時刻t21である。そして、時刻t21から時刻t22までの間に同期クロックCLK1,CLK2の周波数が設定される。図7に示された例では、同期クロックCLK1,CLK2の周波数が異なる。具体的には、同期クロックCLK2の周波数が同期クロックCLK1の周波数よりも低い。   FIG. 7 is a timing chart showing another example of the operation of the SSI input unit according to the embodiment of the present invention. With reference to FIG. 6 and FIG. 7, the operation of SSI input unit 4C at each of times t20 to t24 corresponds to the operation of SSI input unit 4C at each of times t10 to t14. That is, at time t20, the trigger generator 11 generates the trigger signal Str. Accordingly, synchronous clocks CLK1 and CLK2 fall simultaneously at time t21. For example, according to the signal Str, the synchronous clock generators 21A and 21B are activated and measure a certain time. The time when the time measurement ends is time t21. Then, the frequencies of the synchronous clocks CLK1 and CLK2 are set between time t21 and time t22. In the example shown in FIG. 7, the frequencies of the synchronous clocks CLK1 and CLK2 are different. Specifically, the frequency of the synchronous clock CLK2 is lower than the frequency of the synchronous clock CLK1.

SSIエンコーダ7Bでは、データの確定にある程度の時間が必要である。したがって、図7に示されるように、同期クロックCLK1,CLK2が時刻t21において一旦立下げられる。そして、その後に同期クロックCLK1,CLK2の周波数が設定される。同期クロック発生部21A,21Bは、その設定された周波数のクロックを出力する。上記のように、クロックを発生させる手段は特に限定されず、たとえばタイマによってクロックを発生させてもよい。   The SSI encoder 7B requires a certain amount of time to determine data. Therefore, as shown in FIG. 7, synchronous clocks CLK1 and CLK2 are once lowered at time t21. Thereafter, the frequencies of the synchronous clocks CLK1 and CLK2 are set. The synchronous clock generators 21A and 21B output a clock having the set frequency. As described above, the means for generating the clock is not particularly limited, and the clock may be generated by a timer, for example.

なお、図7では、図示の便宜のため、データD2を4ビットのデータとして表現している。しかしデータD2のビット数はこのように限定されるものではない。   In FIG. 7, for the convenience of illustration, the data D2 is expressed as 4-bit data. However, the number of bits of the data D2 is not limited in this way.

このように本発明の実施の形態によれば、複数のチャネルでのデータ受信時において、同期クロックを同時に立下げる。これにより、2つのチャネルの間でデータ転送の開始を同期させることができる。すなわち、同じ時刻における検出結果をSSIエンコーダ7B1とSSIエンコーダ7B2とから受けることができる。   As described above, according to the embodiment of the present invention, the synchronous clock is simultaneously lowered at the time of data reception on a plurality of channels. Thereby, the start of data transfer can be synchronized between the two channels. That is, the detection result at the same time can be received from the SSI encoder 7B1 and the SSI encoder 7B2.

さらに本発明の実施の形態によれば、同期クロックを生成する機能ブロックが互いに独立している。これにより複数のチャネルでのデータ受信をパラレルに実行することができる。したがって、各チャネルにおいてデータ更新間隔を短縮することができる。   Furthermore, according to the embodiment of the present invention, the functional blocks that generate the synchronous clock are independent of each other. Thus, data reception on a plurality of channels can be executed in parallel. Therefore, the data update interval can be shortened in each channel.

さらに、本発明の実施の形態によれば、複数のチャネルの間で同期クロックの周波数を異ならせることができる。これにより、チャネル間でデータ伝送速度が異なる場合にも、1つのユニットでデータを受信することができる。したがって、高機能(したがって高価な)マイクロコンピュータを使用したり、複数の入力ユニットを設けたりするといった方法を採用することに起因するコストアップを抑えることができる。   Furthermore, according to the embodiment of the present invention, the frequency of the synchronous clock can be varied among a plurality of channels. As a result, even when the data transmission speed differs between channels, data can be received by one unit. Accordingly, it is possible to suppress an increase in cost due to the use of a method of using a high-function (and therefore expensive) microcomputer or providing a plurality of input units.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time must be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

1 モーション制御システム、2 制御ユニット、3 通信ユニット、4 位置インタフェースユニット、4A パルス出力ユニット、4B パルス入力ユニット、4C SSI入力ユニット、5 モータドライバ、6 モータ、7A エンコーダ、7B,7B1,7B2 SSIエンコーダ、11 トリガ発生部、12,13 データ受信部、14 記憶部、15 I/O部、21A,21B 同期クロック発生部、22A,22B クロック制御部。   1 motion control system, 2 control unit, 3 communication unit, 4 position interface unit, 4A pulse output unit, 4B pulse input unit, 4C SSI input unit, 5 motor driver, 6 motor, 7A encoder, 7B, 7B1, 7B2 SSI encoder , 11 Trigger generating unit, 12, 13 Data receiving unit, 14 Storage unit, 15 I / O unit, 21A, 21B Synchronous clock generating unit, 22A, 22B Clock control unit.

Claims (3)

同期シリアルインタフェース回路であって、
複数のチャネルを備え、
各前記チャネルは、同期クロックを出力して、当該出力された同期クロックに同期して各前記チャネルに送られたデータを受信し、
データの受信開始時に、前記複数のチャネルは、前記同期クロックを同時に立下げ、
前記複数のチャネルの各々は、前記データの受信開始時において、前記同期クロックを立下げてから前記同期クロックを立上げるまでの期間に、前記同期クロックの周波数を設定し、前記複数のチャネルは、前記同期クロックを同時に立ち上げる、同期シリアルインタフェース回路。
A synchronous serial interface circuit,
With multiple channels,
Each of the channels outputs a synchronization clock, receives data sent to each of the channels in synchronization with the output synchronization clock,
At start of reception of data, the plurality of channels, the synchronous clock simultaneously Tatsuka up,
Each of the plurality of channels sets the frequency of the synchronization clock during a period from when the synchronization clock is lowered to when the synchronization clock is raised at the start of reception of the data. A synchronous serial interface circuit for simultaneously raising the synchronous clock ;
前記複数のチャネルは、前記同期クロックの周波数を互いに独立に設定可能である、請求項1に記載の同期シリアルインタフェース回路。 The synchronous serial interface circuit according to claim 1, wherein the plurality of channels can set the frequency of the synchronous clock independently of each other. 前記同期シリアルインタフェース回路は、
前記受信したデータを記憶する記憶部をさらに備え、
各前記チャネルは、
前記同期クロックを発生させる同期クロック発生部と、
当該チャネルが受信すべきデータの長さに応じた期間、前記同期クロック発生部を動作させるクロック制御部と、
前記データを受信して前記記憶部に前記受信したデータを転送するDMA制御部とを含む、請求項1または請求項2に記載の同期シリアルインタフェース回路。
The synchronous serial interface circuit includes:
A storage unit for storing the received data;
Each said channel is
A synchronous clock generator for generating the synchronous clock;
A clock controller for operating the synchronous clock generator for a period according to the length of data to be received by the channel;
The synchronous serial interface circuit according to claim 1 , further comprising: a DMA control unit that receives the data and transfers the received data to the storage unit.
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