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公開番号2025019821
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-07
出願番号2023123657
出願日2023-07-28
発明の名称シリアル通信受信回路
出願人オークマ株式会社
代理人弁理士法人YKI国際特許事務所
主分類H04L 25/38 20060101AFI20250131BHJP(電気通信技術)
要約【課題】ノイズ耐量を向上できるシリアル通信の受信回路を提供する。
【解決手段】シリアル通信の受信回路は、シリアルデータをパラレルデータに変換するデータ変換部と、前記パラレルデータからスタートパターンが検出されたときのクロック位相をsta_point信号として出力するスタートマーク検出部と、データ比較期間を特定するタイミング生成部と、前記データ比較期間において、前記パラレルデータと、予め規定された複数の比較パターンそれぞれと、を比較し、比較結果に基づいて一つの比較パターンを選択するとともに、選択された比較パターンの比較結果の代表値が得られたときの前記クロック位相をfix_point信号として出力する選択部と、を備え、前記タイミング生成部は、前記fix_point信号と前記sta_point信号との比較結果に基づいて前記データ比較期間を特定する確定領域判定部を含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
シリアル通信の受信回路において、
サンプリング用クロックのクロック位相を出力するクロック位相生成部と、
シリアルデータをパラレルデータに変換するデータ変換部と、
前記パラレルデータから、予め設定された通信のスタートパターンを検出し、前記スタートパターンが検出されたときのクロック位相をｓｔａ＿ｐｏｉｎｔ信号として出力するスタートマーク検出部と、
前記ｓｔａ＿ｐｏｉｎｔ信号が出力された後、データ比較期間を特定するタイミング生成部と、
前記データ比較期間において、前記パラレルデータと、予め規定された複数の比較パターンそれぞれと、を比較し、前記複数の比較パターンそれぞれごとに、比較結果の代表値を出力する比較部と、
複数の前記比較結果の代表値同士の比較に基づいて、前記パラレルデータに対応する比較パターンを選択するとともに、選択された比較パターンの前記比較結果の代表値が得られたときの前記クロック位相をｆｉｘ＿ｐｏｉｎｔ信号として出力する選択部と、
前記選択部が選択した比較パターンに応じたデータ値を保管するデータ保管部と、
を備え、
前記タイミング生成部は、前記ｆｉｘ＿ｐｏｉｎｔ信号と前記ｓｔａ＿ｐｏｉｎｔ信号との比較結果に基づいて前記データ比較期間を特定する確定領域判定部を含む、
ことを特徴とするシリアル通信受信回路。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
請求項１に記載のシリアル通信受信回路であって、
前記データ変換部は、予め決められたビット数のシフトレジスタを含み、前記シリアルデータを、前記予め決められたビット数のパラレルデータに変換し、
前記スタートマーク検出部は、
前記パラレルデータと、前記スタートパターンと、のＸＯＲをとり、
ＸＯＲの出力が１となっているビット数を相違点数として検出し、
前記相違点数が予め決められた値以下になって以降、前記相違点数が減少しなくなったタイミングを、前記スタートパターンが検出されたタイミングと判定する、
ことを特徴とするシリアル通信受信回路。
【請求項３】
請求項１に記載のシリアル通信受信回路であって、
前記データ変換部は、予め決められたビット数のシフトレジスタを含み、前記シリアルデータを、前記予め決められたビット数のパラレルデータに変換し、
前記比較部は、前記複数の比較パターンそれぞれに対応する複数の判定部を含み、
前記複数の判定部それぞれは、
前記パラレルデータと、対応する前記比較パターンと、のＸＯＲをとり、
ＸＯＲの出力が１となっているビット数を相違点数として順次検出し、
前記データ比較期間において、前記相違点数が最小となったときの前記クロック位相および前記相違点数を組み合わせたデータを、前記比較結果の代表値として出力する、
ことを特徴とするシリアル通信受信回路。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか1項に記載のシリアル通信受信回路であって、
前記クロック位相生成部は、前記シリアルデータ１ビット当たりのサンプリング数で循環するクロック用カウンタであり、前記クロック用カウンタのカウント値をクロック位相として出力し、
前記タイミング生成部は、前記サンプリング数を整数倍した値で循環するとともに、前記スタートパターンが検出されたと判定されたタイミングでリセットされるカウンタを含み、
前記確定領域判定部は、
前記カウンタのカウント値が所定の範囲内にある期間を前記データ比較期間として特定し、
前記ｆｉｘ＿ｐｏｉｎｔ信号と前記ｓｔａ＿ｐｏｉｎｔ信号との差分値分だけ、前記所定の範囲を、予め規定された規定範囲からずらす、
ことを特徴とするシリアル通信受信回路。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書は、シリアル通信受信回路を開示する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
通信信号にローパスフィルター等を挿入し通信信号からノイズ成分を除去し通信信号の信頼性を確保している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
工作機械などの機械内部に設置されるユニットにおいてはそれらのユニット間のデータ授受にシリアル通信が良く使用される。しかし、その通信経路は機械内の動力線等ノイズ源の近くに配線されることが多く、機械内部のノイズが通信の障害となっている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本明細書で開示するシリアル通信の受信回路は、サンプリング用クロックのクロック位相を出力するクロック位相生成部と、シリアルデータをパラレルデータに変換するデータ変換部と、前記パラレルデータから、予め設定された通信のスタートパターンを検出し、前記スタートパターンが検出されたときのクロック位相をｓｔａ＿ｐｏｉｎｔ信号として出力するスタートマーク検出部と、前記ｓｔａ＿ｐｏｉｎｔ信号が出力された後、データ比較期間を特定するタイミング生成部と、前記データ比較期間において、前記パラレルデータと、予め規定された複数の比較パターンそれぞれと、を比較し、前記複数の比較パターンそれぞれごとに、比較結果の代表値を出力する比較部と、複数の前記比較結果の代表値同士の比較に基づいて、前記パラレルデータに対応する比較パターンを選択するとともに、選択された比較パターンの前記比較結果の代表値が得られたときの前記クロック位相をｆｉｘ＿ｐｏｉｎｔ信号として出力する選択部と、前記選択部が選択した比較パターンに応じたデータ値を保管するデータ保管部と、を備え、前記タイミング生成部は、前記ｆｉｘ＿ｐｏｉｎｔ信号と前記ｓｔａ＿ｐｏｉｎｔ信号との比較結果に基づいて前記データ比較期間を特定する確定領域判定部を含む、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本明細書で開示するシリアル通信の受信回路によれば、ノイズ耐量を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
シリアル通信受信回路の構成を示すブロック図である。
図１に示す比較部の詳細なブロック図である。
図１に示すタイミング生成部の詳細なブロック図である。
本実施例における動作例を示すタイミングチャートである。
図４に示すポイント１の詳細な動作を示すタイミングチャートである。
図４に示すポイント２の詳細な動作を示すタイミングチャートである。
実施例におけるｆｉｘ＿ａｒｅａの出力タイミング調整動作を示すタイミングチャートである。
本実施例で使用される１６進データに対するエンコードパターンの対応表である。
図２に示される判定部で使用される各データに対する比較パターンの対応表である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
図１にシリアル通信受信回路の構成を示す。図１に示すシリアル通信受信回路は、例えば、複数の半導体素子を組み合わせた回路基板として構成されてもよい。また、別の形態として、図１に示すシリアル通信受信回路は、プロセッサと、後述する処理を実行するためのプログラムがインストールされたメモリと、を含むコンピュータで構成されてもよい。
【０００８】
本実施例においては１ビットに対し４回のサンプリングを行う構成としている。
【０００９】
クロック位相生成部１は、２ビットのクロック用カウンタであり、このクロック用カウンタのカウント値を位相信号ｃｋｃとして出力する。位相信号ｃｋｃは、サンプリング用クロックのクロック位相を表す。また、データ変換部２は、４８ビットのシフトレジスタであり、シリアルの入力信号ｒｘを４８ビットのパラレルデータｒｄに随時変換している。パラレルデータｒｄは、スタートマーク検出部３に入力される。スタートマーク検出部３は、図５に示すように、パラレルデータｒｄと比較値とを比較する。このとき、比較値は、図９に示す「ｓｔａｒｔ」データである。なお、図５のタイミングチャートには、「ｓｔａｒｔ」データ（すなわち比較値）およびパラレルデータｒｄの値を、２進数で表記している。スタートマーク検出部３は、パラレルデータｒｄと「ｓｔａｒｔ」データとのＸＯＲをとり、ＸＯＲの出力が１となっているビット数を、相違点数として検出する。
【００１０】
比較の結果、パラレルデータｒｄおよび比較値の相違点の数が６以下になった場合、スタートマーク検出部３は、ｓｔａ信号をＯＮし、その後、相違点の数の減少が停止したことを確認した時点でｓｔａ信号をＯＦＦする。図５では、一例として、区間Ｐ１からＰ３におけるパラレルデータｒｄおよび比較値の比較結果を示す。区間Ｐ１では、破線で囲った５箇所が相違点となる。この場合、相違点の数が６以下になっているため、区間Ｐ１の直後のタイミングで、ｓｔａ信号がＯＮとなる。
（【００１１】以降は省略されています）

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