JP2005303632A - Data communications system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一つの送受信装置で生成した送信信号に基づいて他の送受信装置のメインクロック周波数を補正するようにしたデータ通信システムに関する。 The present invention relates to a data communication system in which a main clock frequency of another transmitting / receiving device is corrected based on a transmission signal generated by one transmitting / receiving device.
一般にマスタ側の送受信装置及び複数のスレーブ側の送受信装置が双方向で通信を行うデータ通信システムでは図8に示すように、各送受信装置6-1〜6-4が各々水晶発振子またはセラミック発振子7を搭載し、各送受信装置6-1〜6-4が各々の発振子の発信信号をメインクロックに用いて信号処理を行いデータ通信が行われる。水晶発振子やセラミック発振子は発振周波数の確度が高く温度依存性が小さいため、これらを各送受信装置のメインクロックに用い、発振周波数が互いに等しい発振子を各送受信装置6-1〜6-4に搭載することにより、通信部のソフトウエア処理を各送受信装置で共通化かつ簡略化しても、符号誤り率等が小さい伝送品質の高い通信を実現できる。 In general, in a data communication system in which a master-side transmission / reception device and a plurality of slave-side transmission / reception devices communicate bidirectionally, as shown in FIG. 8, each of the transmission / reception devices 6-1 to 6-4 is a crystal oscillator or a ceramic oscillation The transmitter / receiver 7 is mounted, and each of the transmission / reception devices 6-1 to 6-4 performs signal processing using a transmission signal of each oscillator as a main clock, thereby performing data communication. Since crystal oscillators and ceramic oscillators have high oscillation frequency accuracy and low temperature dependence, they are used as the main clocks of the respective transmission / reception devices. As a result, even if the software processing of the communication unit is shared and simplified by each transmission / reception device, it is possible to realize communication with a low transmission error and a low code error rate.
また、一般に、単一のキャリア信号を用いた半二重通信方式のデータ通信システムでは、図8に示すように、各送受信装置6-1〜6-4が各々水晶発振子またはセラミック発振子7を搭載し、各送受信装置6-1〜6-4が各々の発振子7の発振信号をキャリア信号に用いることによりデータ通信が行われる。水晶発振子やセラミック発振子は発振周波数の確度が高く温度依存性が小さいため、これらをキャリア信号生成用の発振子に用い、発振周波数が互いに等しい発振子を各送受信装置6-1〜6-4に搭載することにより、符号誤り率等が小さい伝送品質の高い通信を実現できる。(特許文献1、2参照)
しかし、水晶発振子やセラミック発振子は、LC発振回路やRC発振回路などと比較して非常に高価であるため、送受信装置一台ずつにこのような高価な部品を搭載することによってデータ通信システムの全体的なコストが高くなるという問題がある。 However, since crystal oscillators and ceramic oscillators are very expensive compared to LC oscillation circuits, RC oscillation circuits, and the like, a data communication system can be obtained by mounting such expensive components on each transmission / reception device. There is a problem that the overall cost of the system becomes high.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、水晶発振子やセラミック発振子の使用数を必要最小限に抑えつつ伝送品質の高いデータ通信システムを実現することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to realize a data communication system with high transmission quality while minimizing the number of crystal oscillators and ceramic oscillators used.
前述した目的を達成するため、本発明に係るデータ通信システムは、
マスタ側の送受信装置及び複数のスレーブ側の送受信装置が双方向で通信を行うデータ通信システムにおいて、
マスタ側の送受信装置は、
周波数確度の高いメインクロック信号を生成するメインクロック生成部と、
前記メインクロック生成部によって生成されるメインクロック信号を定数Cに応じて分周することにより送信データの伝送レートを設定するデータレート設定部と、
受信信号を受信し信号処理する信号処理部と、
スレーブ側の送受信装置からの受信信号に含まれるスレーブ側のメインロック周波数情報を読み取るSMC周波数情報検出部と、
スレーブ側のメインロック周波数情報を元に、該当するスレーブ側の送受信装置のメインロック周波数をマスタと同じ周波数に調整するための調整信号を生成するSMC調整信号生成部と、
前記データレート設定部及び前記SMC調整信号生成部で生成された信号を元に送信データを生成する送信データ生成部と、を持ち、
複数のスレーブ側の送受信装置は、
受信信号を受信し信号処理する信号処理部と、
マスタ側の送受信装置からの受信信号に含まれるSMC調整信号を検出するSMC調整信号検出部と、
前記SMC調整信号検出部にて検出された前記SMC調整信号を元に自送受信装置のメインクロック周波数をマスタと同じに調整するための調整信号を生成するメインロック調整部と、
自送受信装置のメインロック周波数を前記メインロック調整部からの調整信号に合わせて調整可能なマスタ側のメインクロック生成部よりも周波数確度及び周波数安定度の低いメインロック生成部と、
前記メインロック生成部によって生成されるメインロック信号を定数Cに応じて分周することにより送信データの伝送レートを設定するデータレート設定部と、
前記データレート設定部で設定された伝送レートで送信データを生成する送信データ生成部と、
を有することを特徴とするデータ通信システム。
In order to achieve the above-described object, a data communication system according to the present invention includes:
In a data communication system in which a master-side transceiver device and a plurality of slave-side transceiver devices communicate bidirectionally,
The transmitting / receiving device on the master side
A main clock generator for generating a main clock signal with high frequency accuracy;
A data rate setting unit that sets a transmission rate of transmission data by dividing the main clock signal generated by the main clock generation unit according to a constant C;
A signal processing unit for receiving and processing a received signal;
An SMC frequency information detection unit that reads main lock frequency information on the slave side included in the received signal from the transmission / reception device on the slave side;
An SMC adjustment signal generator that generates an adjustment signal for adjusting the main lock frequency of the corresponding transmission / reception device on the slave side to the same frequency as the master, based on the main lock frequency information on the slave side;
A transmission data generation unit that generates transmission data based on the signals generated by the data rate setting unit and the SMC adjustment signal generation unit,
Multiple slave side transceivers
A signal processing unit for receiving and processing a received signal;
An SMC adjustment signal detection unit that detects an SMC adjustment signal included in a reception signal from a master-side transmission / reception device;
A main lock adjustment unit that generates an adjustment signal for adjusting the main clock frequency of the own transmission / reception device to be the same as that of the master based on the SMC adjustment signal detected by the SMC adjustment signal detection unit;
A main lock generator having a lower frequency accuracy and frequency stability than the main clock generator on the master side, which can adjust the main lock frequency of the own transmission / reception device according to the adjustment signal from the main lock adjustment unit;
A data rate setting unit that sets a transmission rate of transmission data by dividing the main lock signal generated by the main lock generation unit according to a constant C;
A transmission data generation unit that generates transmission data at a transmission rate set by the data rate setting unit;
A data communication system comprising:
前述した目的を達成するため、本発明に係るデータ通信システムは、
マスタ側の送受信装置及び複数のスレーブ側の送受信装置が、単一のキャリア信号を用いて変復調を行い、双方向で通信を行うデータ通信システムにおいて、マスタ側の送受信装置には、
周波数確度の高いメインクロック信号を生成するメインクロック生成部と、
前記メインクロック生成部によって生成されるメインクロック信号を定数Cに応じて分周することにより送信データの伝送レートを設定するデータレート設定部と、
前記メインクロック生成部によって生成されるメインクロック信号を信号処理してキャリア信号を生成するキャリア信号生成部と、
変調された受信信号を復調する復調部と、
復調された受信信号を信号処理する信号処理部と、
スレーブ側の送受信装置からの受信信号に含まれるスレーブ側のメインクロック周波数情報を読み取るSMC周波数情報検出部と、
スレーブ側のメインクロック周波数情報を元に、該当するスレーブ側の送受信装置のメインクロック周波数をマスタと同じ周波数に調整するための調整信号を生成するSMC調整信号生成部と、
前記データレート設定部及び前記SMC調整信号生成部で生成された信号を元に送信データを生成する送信データ生成部と、
前記送信データ生成部及び前記キャリア信号生成部で生成された信号を元に変調された送信信号を生成する変調部と、を持ち、
複数のスレーブ側の送受信装置は、
変調された受信信号を復調する復調部と、
復調された受信信号を信号処理する信号処理部と、
マスタ側の送受信装置からの受信信号に含まれるSMC調整信号を検出するSMC調整信号検出部と、
前記SMC調整信号検出部にて検出された前記SMC調整信号を元に、自送受信装置のメインクロック周波数をマスタと同じに調整するための調整信号を生成するメインクロック調整部と、
自送受信装置のメインクロック周波数を前記メインクロック調整部からの調整信号に合わせて調整可能なマスタ側のメインクロック生成部よりも周波数確度及び周波数安定度の低いメインクロック生成部と、
前記メインクロック生成部によって生成されるメインクロック信号を定数Cに応じて分周することにより送信データの伝送レートを設定するデータレート設定部と、
前記データレート設定部で設定された伝送レートで送信データを生成する送信データ生成部と、
前記メインクロック生成部によって生成されるメインクロック信号を信号処理してキャリア信号を生成するキャリア信号生成部と、
前記送信データ生成部及びキャリア信号生成部で生成された信号を元に変調された送信信号を生成する変調部と、
を有することを特徴としている。
In order to achieve the above-described object, a data communication system according to the present invention includes:
In a data communication system in which a master-side transmission / reception device and a plurality of slave-side transmission / reception devices perform modulation / demodulation using a single carrier signal and perform bidirectional communication, the master-side transmission / reception device includes:
A main clock generator for generating a main clock signal with high frequency accuracy;
A data rate setting unit that sets a transmission rate of transmission data by dividing the main clock signal generated by the main clock generation unit according to a constant C;
A carrier signal generation unit that generates a carrier signal by performing signal processing on the main clock signal generated by the main clock generation unit;
A demodulator that demodulates the modulated received signal;
A signal processing unit that processes the demodulated received signal;
An SMC frequency information detector that reads main clock frequency information on the slave side included in the received signal from the transmission / reception device on the slave side;
An SMC adjustment signal generation unit that generates an adjustment signal for adjusting the main clock frequency of the corresponding transmission / reception device on the slave side to the same frequency as the master, based on the main clock frequency information on the slave side;
A transmission data generation unit that generates transmission data based on signals generated by the data rate setting unit and the SMC adjustment signal generation unit;
A modulation unit that generates a transmission signal modulated based on the signal generated by the transmission data generation unit and the carrier signal generation unit, and
Multiple slave side transceivers
A demodulator that demodulates the modulated received signal;
A signal processing unit that processes the demodulated received signal;
An SMC adjustment signal detection unit that detects an SMC adjustment signal included in a reception signal from a master-side transmission / reception device;
Based on the SMC adjustment signal detected by the SMC adjustment signal detection unit, a main clock adjustment unit that generates an adjustment signal for adjusting the main clock frequency of the own transmitting / receiving device to be the same as that of the master,
A main clock generator having a lower frequency accuracy and frequency stability than the main clock generator on the master side, which can adjust the main clock frequency of the own transmission / reception device according to the adjustment signal from the main clock adjustment unit;
A data rate setting unit that sets a transmission rate of transmission data by dividing the main clock signal generated by the main clock generation unit according to a constant C;
A transmission data generation unit that generates transmission data at a transmission rate set by the data rate setting unit;
A carrier signal generation unit that generates a carrier signal by performing signal processing on the main clock signal generated by the main clock generation unit;
A modulation unit that generates a transmission signal modulated based on the signals generated by the transmission data generation unit and the carrier signal generation unit;
It is characterized by having.
前述した目的を達成するため、本発明に係るデータ通信システムは、
単一のキャリア信号を用いて複数の送受信装置が相互に半二重通信を行うデータ通信システムにおいて、
前記複数の送受信装置のうちの一つの装置がマスタ装置として、他の装置がスレーブ装置として各々機能し、
前記マスタ装置は、
水晶発振子やセラミック発振子によりメインクロック信号を発振するメインクロック発生部と、
前記メインクロック信号からキャリア信号を生成するキャリア信号発生部と、
受信信号に基づいて、その受信信号の送信元スレーブ装置が生成しているキャリア信号の周波数を算出するキャリア周波数算出部と、
前記キャリア周波数算出部により算出された周波数に基づいてキャリア調整信号を生成する調整信号生成部と、
前記キャリア調整信号を前記送信元スレーブ装置に送信する送信部と、を備え、
前記スレーブ装置は、
入力信号電圧に応じた発振周波数でクロック信号を発振するクロック生成部と、
前記クロック信号からキャリア信号を生成するキャリア信号生成部と、
前記キャリア調整信号を受信する受信部と、
前記キャリア調整信号に基づいて、前記クロック生成部の発振周波数を前記マスタ装置のメインクロック発生部の発振周波数と一致させるように前記クロック生成部の入力信号電圧を調整するクロック調整部と、を備えたことを特徴としている。
In order to achieve the above-described object, a data communication system according to the present invention includes:
In a data communication system in which a plurality of transmission / reception devices perform half-duplex communication with each other using a single carrier signal,
One of the plurality of transmission / reception devices functions as a master device, and other devices function as slave devices,
The master device is
A main clock generator that oscillates a main clock signal using a crystal oscillator or a ceramic oscillator;
A carrier signal generator for generating a carrier signal from the main clock signal;
Based on the received signal, a carrier frequency calculating unit that calculates the frequency of the carrier signal generated by the transmission source slave device of the received signal;
An adjustment signal generator that generates a carrier adjustment signal based on the frequency calculated by the carrier frequency calculator;
A transmission unit for transmitting the carrier adjustment signal to the transmission source slave device,
The slave device is
A clock generator for oscillating a clock signal at an oscillation frequency corresponding to the input signal voltage;
A carrier signal generator for generating a carrier signal from the clock signal;
A receiver for receiving the carrier adjustment signal;
A clock adjustment unit that adjusts the input signal voltage of the clock generation unit based on the carrier adjustment signal so that the oscillation frequency of the clock generation unit matches the oscillation frequency of the main clock generation unit of the master device. It is characterized by that.
上記のように構成されたデータ通信システムでは、マスタ装置は、スレーブ装置から受信した受信信号に基づいて、その受信信号の送信元スレーブ装置が生成しているキャリア信号の周波数を算出し、その周波数に基づいてキャリア調整信号を生成し、そのキャリア調整信号を送信元スレーブ装置に送信する。スレーブ装置は、マスタ装置から受信したキャリア調整信号に基づいて、自装置内のメインクロック生成部の入力信号電圧を調整することにより、自装置内のメインクロック生成部の発振周波数をマスタ装置のメインクロック発生部の発振周波数と一致させる。 In the data communication system configured as described above, the master device calculates the frequency of the carrier signal generated by the transmission source slave device of the received signal based on the received signal received from the slave device, and the frequency Based on the above, a carrier adjustment signal is generated, and the carrier adjustment signal is transmitted to the transmission source slave device. The slave device adjusts the input signal voltage of the main clock generation unit in its own device based on the carrier adjustment signal received from the master device, so that the oscillation frequency of the main clock generation unit in its own device is adjusted to the main frequency of the master device. Match the oscillation frequency of the clock generator.
本発明のデータ通信システムは、基準となるキャリア信号を生成するための水晶発振子またはセラミック発振子をマスタ装置が備えていれば、各スレーブ装置に搭載する発振手段としてRC発振回路やLC発振回路といった安価な発振回路を使用できるので、水晶発振子やセラミック発振子の使用数を必要最小限に抑えて低コストで実現できる。 In the data communication system of the present invention, if the master device includes a crystal oscillator or a ceramic oscillator for generating a reference carrier signal, an RC oscillation circuit or an LC oscillation circuit can be used as an oscillation means mounted on each slave device. Therefore, it can be realized at a low cost by minimizing the number of crystal oscillators and ceramic oscillators used.
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための最良の形態を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。 The present invention has been briefly described above. Furthermore, the details of the present invention will be further clarified by reading through the best mode for carrying out the invention described below with reference to the accompanying drawings.
以下、本発明に係る好適な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は本発明にかかるデータ通信システムの構成例を示す概念図であり、相互に通信可能に接続された複数(図示の例では4つ)の送受信装置1-1、1-2、1-3、1-4のうちの一つの送受信装置1-1がマスタ装置100として機能し、他の装置がスレーブ装置200として各々機能するシステム構成例を示している。このデータ通信システムは、電力線通信(PLC(Power Line Communication))を用いたLIN(Local Interconnect Network)プロトコルによる車載通信システムの一部を成すものであり、車載機器に電力を供給するための電力線2を信号伝送路に利用して、車載機器を制御するためのデータ通信を行う。LINプロトコルによる通信では、フレームのヘッダ(ID- Field)の前に、プリアンブルとしてシンクフィールド(Synch-Field)およびシンクブレイク(Synch-Break)が送信される(図2参照)。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a configuration example of a data communication system according to the present invention, and a plurality of (four in the illustrated example) transmission / reception devices 1-1, 1-2, 1- connected to be communicable with each other. 3 shows an example of a system configuration in which one transmission / reception device 1-1 of 1-4 is functioning as the
図3は本発明にかかるデータ通信システムにおけるマスタ装置とスレーブ装置の構成例を示すブロック図である。 FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of a master device and a slave device in the data communication system according to the present invention.
マスタ装置100は、水晶発振子101を内蔵したメインクロック生成部102を備えている。メインクロック生成部102は、水晶発振子101の発信信号をメインクロック信号CLK_M(周波数fm)として出力する。メインクロック信号CLK_Mは、データレート設定部104に入力される。データレート設定部104は、メインクロック信号CLK_Mを定数Cに応じて分周することにより送信データの伝送レートを設定する。その設定値は送信データ生成部105に入力される。
The
SMC周波数情報検出部120は、受信信号に含まれるスレーブ装置100側のメインロック周波数情報を読み取り、その情報をSMC調整信号生成部121に与える。尚、『SMC』とは『スレーブ装置に搭載のメインクロック』の略称である。
The SMC frequency
SMC調整信号生成部121は、SMC周波数情報検出部120から与えられたメインロック周波数情報を元に、該当するスレーブ装置100側のメインロック周波数fsをマスタ装置100と同じ周波数に調整するための調整信号を生成し、それを送信データ生成部105に与える。
The SMC adjustment
送信データ生成部105は、データレート設定部104による設定値及びSMC調整信号生成部で生成された調整信号を元に送信データTX_Mを生成する。送信データTX_Mは電力線2に送出される。
The transmission
一方、電力線2を介してスレーブ装置200から送られてきた信号は信号処理部109に入力され信号処理される。
On the other hand, a signal transmitted from the
スレーブ装置200は、可変容量ダイオードを用いたRC発振回路またはLC発振回路からなるVCOをメインクロック生成部209として備えている。スレーブ装置200では、電力線2を介して送られてきた信号Rx_Sが、信号処理部203およびSMC調整信号検出部250でに入力される。信号処理部203は受信信号Rx_Sを処理する。
The
SMC調整信号検出部250は、マスタ装置100からの受信信号に含まれるSMC調整信号を検出し、それをメインロック調整部205に与える。
The SMC adjustment
メインロック調整部205は、SMC調整信号を元に自スレーブ装置200のメインクロック周波数fsをマスタ装置100のメインクロック周波数fmと同じに調整するための調整信号を生成し、それをメインロック生成部209に与える。
The main
メインロック生成部209は、メインロック調整部205からの調整信号に合わせてメインロック周波数を調整しつつ、生成したメインロック信号CLK_Sをデータレート設定部207に送る。
The main
データレート設定部207は、メインロック生成部209によって生成されたメインロック信号CLK_Sを定数Cに応じて分周することにより送信データの伝送レートを設定し、それを送信データ生成部212に送る。
The data
送信データ生成部212は、データレート設定部207で設定された伝送レートで送信データTX_Sを生成する。
The transmission
図4は本発明にかかるデータ通信システムにおけるマスタ装置とスレーブ装置の別の構成例を示すブロック図である。 FIG. 4 is a block diagram showing another configuration example of the master device and the slave device in the data communication system according to the present invention.
マスタ装置100は、水晶発振子101を内蔵したメインクロック生成部102を備えている。メインクロック生成部102は、水晶発振子101の発信信号をメインクロック信号CLK_M(周波数fm)として出力する。メインクロック信号CLK_Mは、データレート設定部104とキャリア信号生成部103とに入力される。データレート設定部104は、メインクロック信号CLK_Mを定数Cに応じて分周することにより送信データの伝送レートを設定する。その設定値は送信データ生成部105に入力される。
The
キャリア信号生成部103は、メインクロック生成部101によって生成されるメインクロック信号CLK_Mを信号処理してキャリア信号C_Mを生成する。
The carrier
電力線2を介してスレーブ装置200から送られてきた信号は、帯域フィルタ107を通して復調部108に入力される。復調部108で復調された受信信号は、信号処理部109およびSMC周波数情報検出部120に入力される。信号処理部109は、受信信号を信号処理する。
A signal transmitted from the
SMC周波数情報検出部120は、受信信号に含まれるスレーブ装置100側のメインロック周波数情報を読み取り、その情報をSMC調整信号生成部121に与える。
The SMC frequency
SMC調整信号生成部121は、SMC周波数情報検出部120から与えられたメインロック周波数情報を元に、該当するスレーブ装置100側のメインロック周波数fsをマスタ装置100と同じ周波数に調整するための調整信号を生成し、それを送信データ生成部105に与える。
The SMC adjustment
送信データ生成部105は、データレート設定部104による設定値及びSMC調整信号生成部121で生成された調整信号を元に送信データTX_Mを生成する。送信データTX_M及びキャリア信号C_Mは、変調部106に送られる。
The transmission
変調部106は、キャリア信号C_Mを送信データTx_Mに応じて変調する。変調部106の出力信号は帯域フィルタ107を通して電力線2に送出される。
The
スレーブ装置200は、可変容量ダイオードを用いたRC発振回路またはLC発振回路からなるVCOをメインクロック生成部209として備えている。スレーブ装置200では、電力線2を介して送られてきた信号が、帯域フィルタ201を通して復調部202に入力される。復調部202は、受信信号Rxを復調する(図7参照)。復調された受信信号Rx_Sは、信号処理部203およびSMC周波数情報検出部250に入力される。信号処理部203は受信信号Rx_Sを処理する。
The
SMC周波数情報検出部250は、受信信号Rx_Sに含まれるSMC調整信号を検出する。
The SMC frequency
メインクロック調整部251は、SMC周波数情報検出部250により検出されたSMC調整信号を元に、自スレーブ装置200のメインクロック周波数fsをマスタ装置100のメインクロック周波数fmと同じに調整するための調整信号を生成する。生成された調整信号はメインクロック生成部209に送られる。
Based on the SMC adjustment signal detected by the SMC frequency
メインクロック生成部209は、自スレーブ装置200のメインクロック周波数fsをメインクロック調整部251からの調整信号に合わせて調整しつつ、メインクロック信号CLK_S(fs)を生成する。生成されたメインクロック信号CLK_S(fs)はデータレート設定部210とキャリア信号生成部211とに送られる。
The main
データレート設定部210は、メインクロック生成部209によって生成されたメインクロック信号CLK_S(fs)を定数Cに応じて分周することにより送信データTX_Sの伝送レートを設定する。その設定値は送信データ生成部212に渡される。
The data
送信データ生成部212は、データレート設定部210で設定された伝送レートで送信データTX_Sを生成する。キャリア信号生成部211は、メインクロック生成部209によって生成されるメインクロック信号CLK_Sを信号処理してキャリア信号C_Sを生成する。送信データTX_Sおよびキャリア信号C_Sは変調部213に送られる。
The transmission
変調部213は、キャリア信号C_Mを送信データTx_Mに応じて変調する。変調部213の出力信号は帯域フィルタ201を通して電力線2に送出される。
The
図5は本発明にかかるデータ通信システムにおけるマスタ装置とスレーブ装置のさらに別の構成例を示すブロック図である。 FIG. 5 is a block diagram showing still another configuration example of the master device and the slave device in the data communication system according to the present invention.
マスタ装置100は、水晶発振子101を内蔵したメインクロック生成部102を備えている。メインクロック生成部102は、水晶発振子101の発信信号をメインクロック信号CLK_M(周波数fm)として出力する。メインクロック信号CLK_Mは、キャリア信号生成部103とデータレート設定部104とに入力される。キャリア信号生成部103は、メインクロック信号CLK_Mを分周することにより所定周波数fcmのキャリア信号C_Mを生成する。
The
データレート設定部104は、メインクロック信号CLK_Mを定数Cで分周する。その設定値は送信データ生成部105に入力される。
The data
変調部106は、キャリア信号C_Mを送信データTx_Mに応じて変調する。変調部106の出力信号は帯域フィルタ107を通して電力線2に送出される。
The
一方、電力線2を介してスレーブ装置200から送られてきた信号Rxは、帯域フィルタ107を通して復調部108に入力される。復調部108は、受信信号Rxを復調する(図7参照)。復調部108で復調された受信信号Rx_Mは、信号処理部109とデータレート計測部110とに入力される。信号処理部109は、受信信号に応じた負荷制御処理等を実行する。
On the other hand, the signal Rx transmitted from the
キャリア周波数算出部111は、データレート計測部110によって求められたデータレートysに基づいて、送信元スレーブ装置200のキャリア信号C_Sの周波数fcsを算出する。キャリア周波数算出部111の出力はキャリア調整信号生成部112に入力される。
The carrier
キャリア調整信号生成部112は、キャリア周波数算出部111による算出値に基づいてキャリア調整信号Cregを生成する。キャリア調整信号生成部112の出力は、送信データ生成部105に入力される。送信データ生成部105は、送信元スレーブ装置200宛のキャリア調整信号Cregを含む送信データTx_Mを生成する。このキャリア調整信号Cregを含む送信データTx_Mが、変調部106、帯域フィルタ107および電力線2を経て送信元スレーブ装置200に送信される。
The carrier
スレーブ装置200は、可変容量ダイオードを用いたRC発振回路またはLC発振回路からなるVCOをメインクロック生成部206として備えている。スレーブ装置200では、電力線2を介して送られてきた信号が、帯域フィルタ201を通して復調部202に入力される。復調部202は、受信信号Rxを復調する。復調された受信信号Rx_Sは、信号処理部203およびメインクロック状態検出部204に入力される。信号処理部203は、受信信号Rx_Sに応じて負荷制御処理などを実行する。
The
クロック状態検出部204は、受信信号Rx_S中のキャリア調整信号Cregを解析し、その解析結果に応じた制御信号を生成し出力する。この制御信号は、クロック生成部206の発振周波数fsをマスタ装置100のメインクロック生成部102の発振周波数と一致させるべくキャリア調整信号Cregに基づいて生成される。メインクロック状態検出部204の出力はメインクロック周波数調整部205に入力される。
The clock
メインクロック周波数調整部205は、メインクロック状態検出部204からの制御信号に応じた電圧の信号を出力する。メインクロック周波数調整部205の出力は、メインクロック生成部206に入力される。
The main clock
クロック生成部206は、クロック周波数調整部205からの入力信号電圧に応じた周波数fsのクロック信号CLK_Sを出力する。クロック生成部206の入力信号電圧がマスタ装置100からのキャリア調整信号Cregに応じて調整されることにより、クロック生成部206により生成されるクロック信号CLK_Sの周波数fsがマスタ装置100のメインクロック生成部102により生成されるクロック信号CLK_Mの周波数fmと一致するように調整される。クロック生成部206から出力されたクロック信号CLK_Sは、データレート設定部207とキャリア信号生成部208とに入力される。
The
データレート設定部207は、クロック生成部206により生成されたクロック信号CLK_Sを定数Cに応じて分周することによって、送信データレートを設定する。その設定値は送信データ生成部208に入力される。送信データ生成部208は、送信データTx_Sを生成する。キャリア信号生成部208は、クロック信号CLK_Sを分周することにより所定周波数fcs(=fcm)のキャリア信号C_Sを生成する。キャリア信号C_Sおよび送信データTx_Sは変調部209に送られる。変調部209は、キャリア信号C_Sを送信データTx_Sに応じて変調する。変調部209の出力信号は帯域フィルタ201を通して電力線2に送出される。
The data
上記のように、この実施形態例のデータ通信システムでは、マスタ装置100は、スレーブ装置200から受信した受信信号Rx_Mに基づいて、その受信信号Rx_Mの送信元スレーブ装置200が生成しているメインクロック周波数を算出し、その周波数fcsに基づいてキャリア調整信号Cregを生成する。各スレーブ装置200は、マスタ装置100から受信したキャリア調整信号Cregに基づいて、自装置内のクロック生成部206の入力信号電圧を調整することにより、自装置内のメインクロック生成部206の発振周波数fsをマスタ装置100のメインクロック発生部102の発振周波数fmと一致させる。
As described above, in the data communication system according to this embodiment, the
したがって、このデータ通信システムによれば、各スレーブ装置200のメインクロック生成部206にRC発振回路やLC発振回路といった安価なものを使用しつつ、各スレーブ装置200のクロック信号CLK_Sを、高価な水晶振動子101を備えたマスタ装置100のメインクロック信号CLK_Mと一致させることができるので、全ての送受信装置に水晶振動子101を搭載した場合と同等に伝送品質の高いデータ通信システムを安価に実現できる。
Therefore, according to this data communication system, the clock signal CLK_S of each
なお、各スレーブ装置200のメインクロック信号調整処理は、実際の負荷制御等を行うデータ通信中に、順次、調整を行うことが可能である。
The main clock signal adjustment processing of each
尚、本発明は、前述した形態例に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、前述した形態例における各構成要素の形態、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications, improvements, etc. can be made as appropriate. In addition, the configuration, the number, the arrangement location, and the like of each component in the above-described embodiment are arbitrary and are not limited as long as the present invention can be achieved.
上記の実施形態例では、PLCによるデータ通信システムを例にとり説明したが、専用の伝送線を用いたデータ通信システムにも本発明が適用できることはいうまでもない。また、使用する通信プロトコルもLINに限定されない。 In the above embodiment, the data communication system using the PLC has been described as an example. However, it goes without saying that the present invention can also be applied to a data communication system using a dedicated transmission line. Further, the communication protocol to be used is not limited to LIN.
1-1、1-2、1-3、1-4 送受信装置
2 電力線
100 マスタ装置
101 水晶発振子
102 メインクロック生成部
103 キャリア信号生成部
104 データレート設定部
105 送信データ生成部
106 変調部(送信部)
107 帯域フィルタ(送信部)
108 復調部
109 信号処理部
110 データレート計測部
111 キャリア周波数算出部
112 キャリア調整信号生成部
120 SMC周波数情報検出部
121 SMC調整信号生成部
200 スレーブ装置
201 帯域フィルタ(受信部)
202 復調部(受信部)
203 信号処理部
204 クロック状態検出部
205 クロック周波数調整部
206 クロック生成部
207 データレート設定部
208 キャリア信号生成部
209 変調部
250 SMC周波数情報検出部
251 メインクロック調整部
CLK_M メインクロック信号
CLK_S クロック信号
C_M キャリア信号
C_S キャリア信号
Creg キャリア調整信号
Rx_M 受信信号
Rx_S 受信信号
Tx_M 送信データ
Tx_S 送信データ
1-1, 1-2, 1-3, 1-4 Transmission /
107 Band filter (transmitter)
108
202 Demodulator (Receiver)
203
Claims (3)
マスタ側の送受信装置は、
周波数確度の高いメインクロック信号を生成するメインクロック生成部と、
前記メインクロック生成部によって生成されるメインクロック信号を定数Cに応じて分周することにより送信データの伝送レートを設定するデータレート設定部と、
受信信号を受信し信号処理する信号処理部と、
スレーブ側の送受信装置からの受信信号に含まれるスレーブ側のメインロック周波数情報を読み取るSMC周波数情報検出部と、
スレーブ側のメインロック周波数情報を元に、該当するスレーブ側の送受信装置のメインロック周波数をマスタと同じ周波数に調整するための調整信号を生成するSMC調整信号生成部と、
前記データレート設定部及び前記SMC調整信号生成部で生成された信号を元に送信データを生成する送信データ生成部と、を持ち、
複数のスレーブ側の送受信装置には、
受信信号を受信し信号処理する信号処理部と、
マスタ側の送受信装置からの受信信号に含まれるSMC調整信号を検出するSMC調整信号検出部と、
前記SMC調整信号検出部にて検出された前記SMC調整信号を元に自送受信装置のメインクロック周波数をマスタと同じに調整するための調整信号を生成するメインロック調整部と、
自送受信装置のメインロック周波数を前記メインロック調整部からの調整信号に合わせて調整可能なマスタ側のメインクロック生成部よりも周波数確度及び周波数安定度の低いメインロック生成部と、
前記メインロック生成部によって生成されるメインロック信号を定数Cに応じて分周することにより送信データの伝送レートを設定するデータレート設定部と、
前記データレート設定部で設定された伝送レートで送信データを生成する送信データ生成部と、
を有することを特徴とするデータ通信システム。 In a data communication system in which a master-side transceiver device and a plurality of slave-side transceiver devices communicate bidirectionally,
The transmitting / receiving device on the master side
A main clock generator for generating a main clock signal with high frequency accuracy;
A data rate setting unit that sets a transmission rate of transmission data by dividing the main clock signal generated by the main clock generation unit according to a constant C;
A signal processing unit for receiving and processing a received signal;
An SMC frequency information detection unit that reads main lock frequency information on the slave side included in the received signal from the transmission / reception device on the slave side;
An SMC adjustment signal generator that generates an adjustment signal for adjusting the main lock frequency of the corresponding transmission / reception device on the slave side to the same frequency as the master, based on the main lock frequency information on the slave side;
A transmission data generation unit that generates transmission data based on the signals generated by the data rate setting unit and the SMC adjustment signal generation unit,
For multiple slave side transceivers,
A signal processing unit for receiving and processing a received signal;
An SMC adjustment signal detection unit that detects an SMC adjustment signal included in a reception signal from a master-side transmission / reception device;
A main lock adjustment unit that generates an adjustment signal for adjusting the main clock frequency of the own transmission / reception device to be the same as that of the master based on the SMC adjustment signal detected by the SMC adjustment signal detection unit;
A main lock generator having a lower frequency accuracy and frequency stability than the main clock generator on the master side, which can adjust the main lock frequency of the own transmission / reception device according to the adjustment signal from the main lock adjustment unit;
A data rate setting unit that sets a transmission rate of transmission data by dividing the main lock signal generated by the main lock generation unit according to a constant C;
A transmission data generation unit that generates transmission data at a transmission rate set by the data rate setting unit;
A data communication system comprising:
周波数確度の高いメインクロック信号を生成するメインクロック生成部と、
前記メインクロック生成部によって生成されるメインクロック信号を定数Cに応じて分周することにより送信データの伝送レートを設定するデータレート設定部と、
前記メインクロック生成部によって生成されるメインクロック信号を信号処理してキャリア信号を生成するキャリア信号生成部と、
変調された受信信号を復調する復調部と、
復調された受信信号を信号処理する信号処理部と、
スレーブ側の送受信装置からの受信信号に含まれるスレーブ側のメインクロック周波数情報を読み取るSMC周波数情報検出部と、
スレーブ側のメインクロック周波数情報を元に、該当するスレーブ側の送受信装置のメインクロック周波数をマスタと同じ周波数に調整するための調整信号を生成するSMC調整信号生成部と、
前記データレート設定部及び前記SMC調整信号生成部で生成された信号を元に送信データを生成する送信データ生成部と、
前記送信データ生成部及び前記キャリア信号生成部で生成された信号を元に変調された送信信号を生成する変調部と、を持ち、
複数のスレーブ側の送受信装置には、
変調された受信信号を復調する復調部と、
復調された受信信号を信号処理する信号処理部と、
マスタ側の送受信装置からの受信信号に含まれるSMC調整信号を検出するSMC調整信号検出部と、
前記SMC調整信号検出部にて検出された前記SMC調整信号を元に、自送受信装置のメインクロック周波数をマスタと同じに調整するための調整信号を生成するメインクロック調整部と、
自送受信装置のメインクロック周波数を前記メインクロック調整部からの調整信号に合わせて調整可能な、マスタ側のメインクロック生成部よりも周波数確度及び周波数安定度の低いメインクロック生成部と、
前記メインクロック生成部によって生成されるメインクロック信号を定数Cに応じて分周することにより送信データの伝送レートを設定するデータレート設定部と、
前記データレート設定部で設定された伝送レートで送信データを生成する送信データ生成部と、
前記メインクロック生成部によって生成されるメインクロック信号を信号処理してキャリア信号を生成するキャリア信号生成部と、
前記送信データ生成部及びキャリア信号生成部で生成された信号を元に変調された送信信号を生成する変調部と、
を有することを特徴としたデータ通信システム。 In a data communication system in which a master-side transmission / reception device and a plurality of slave-side transmission / reception devices perform modulation / demodulation using a single carrier signal and perform bidirectional communication, the master-side transmission / reception device includes:
A main clock generator for generating a main clock signal with high frequency accuracy;
A data rate setting unit that sets a transmission rate of transmission data by dividing the main clock signal generated by the main clock generation unit according to a constant C;
A carrier signal generation unit that generates a carrier signal by performing signal processing on the main clock signal generated by the main clock generation unit;
A demodulator that demodulates the modulated received signal;
A signal processing unit that processes the demodulated received signal;
An SMC frequency information detector that reads main clock frequency information on the slave side included in the received signal from the transmission / reception device on the slave side;
An SMC adjustment signal generation unit that generates an adjustment signal for adjusting the main clock frequency of the corresponding transmission / reception device on the slave side to the same frequency as the master, based on the main clock frequency information on the slave side;
A transmission data generation unit that generates transmission data based on signals generated by the data rate setting unit and the SMC adjustment signal generation unit;
A modulation unit that generates a transmission signal modulated based on the signal generated by the transmission data generation unit and the carrier signal generation unit, and
For multiple slave side transceivers,
A demodulator that demodulates the modulated received signal;
A signal processing unit that processes the demodulated received signal;
An SMC adjustment signal detection unit that detects an SMC adjustment signal included in a reception signal from a master-side transmission / reception device;
Based on the SMC adjustment signal detected by the SMC adjustment signal detection unit, a main clock adjustment unit that generates an adjustment signal for adjusting the main clock frequency of the own transmitting / receiving device to be the same as that of the master,
A main clock generator having a lower frequency accuracy and frequency stability than the main clock generator on the master side, which can adjust the main clock frequency of the own transceiver device according to the adjustment signal from the main clock adjuster,
A data rate setting unit that sets a transmission rate of transmission data by dividing the main clock signal generated by the main clock generation unit according to a constant C;
A transmission data generation unit that generates transmission data at a transmission rate set by the data rate setting unit;
A carrier signal generation unit that generates a carrier signal by performing signal processing on the main clock signal generated by the main clock generation unit;
A modulation unit that generates a transmission signal modulated based on the signals generated by the transmission data generation unit and the carrier signal generation unit;
A data communication system comprising:
前記複数の送受信装置のうちの一つの装置がマスタ装置として、他の装置がスレーブ装置として各々機能し、
前記マスタ装置は、
水晶発振子やセラミック発振子によりメインクロック信号を発振するメインクロック発生部と、
前記メインクロック信号からキャリア信号を生成するキャリア信号発生部と、
受信信号に基づいて、その受信信号の送信元スレーブ装置が生成しているキャリア信号の周波数を算出するキャリア周波数算出部と、
前記キャリア周波数算出部により算出された周波数に基づいてキャリア調整信号を生成する調整信号生成部と、
前記キャリア調整信号を前記送信元スレーブ装置に送信する送信部と、を備え、
前記スレーブ装置は、
入力信号電圧に応じた発振周波数でクロック信号を発振するクロック生成部と、
前記クロック信号からキャリア信号を生成するキャリア信号生成部と、
前記キャリア調整信号を受信する受信部と、
前記キャリア調整信号に基づいて、前記クロック生成部の発振周波数を前記マスタ装置のメインクロック発生部の発振周波数と一致させるように前記クロック生成部の入力信号電圧を調整するクロック調整部と、を備えたことを特徴とするデータ通信システム。 In a data communication system in which a plurality of transmission / reception devices perform half-duplex communication with each other using a single carrier signal,
One of the plurality of transmission / reception devices functions as a master device, and other devices function as slave devices,
The master device is
A main clock generator that oscillates a main clock signal using a crystal oscillator or a ceramic oscillator;
A carrier signal generator for generating a carrier signal from the main clock signal;
Based on the received signal, a carrier frequency calculating unit that calculates the frequency of the carrier signal generated by the transmission source slave device of the received signal;
An adjustment signal generator that generates a carrier adjustment signal based on the frequency calculated by the carrier frequency calculator;
A transmission unit for transmitting the carrier adjustment signal to the transmission source slave device,
The slave device is
A clock generator for oscillating a clock signal at an oscillation frequency corresponding to the input signal voltage;
A carrier signal generator for generating a carrier signal from the clock signal;
A receiver for receiving the carrier adjustment signal;
A clock adjustment unit that adjusts the input signal voltage of the clock generation unit based on the carrier adjustment signal so that the oscillation frequency of the clock generation unit matches the oscillation frequency of the main clock generation unit of the master device. A data communication system.
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014155049A (en) * | 2013-02-08 | 2014-08-25 | Denso Corp | Vehicle power line communication system and slave device |
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US8948275B2 (en) | 2012-09-03 | 2015-02-03 | Denso Corporation | Power line communication system for vehicle |
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-
2004
- 2004-04-09 JP JP2004115890A patent/JP2005303632A/en not_active Abandoned
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