串行通信控制電路的制作方法
【專利摘要】在本發(fā)明的串行通信控制電路中，根據(jù)來自發(fā)送處理部的切換信號將上述發(fā)送處理部所發(fā)送的串行數(shù)據(jù)切換到通過上述標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)生成部生成的數(shù)據(jù)而發(fā)送數(shù)據(jù)。由此，向發(fā)送信號插入標(biāo)記率改善用的數(shù)據(jù)，改善通信時的標(biāo)記率，使接收信號的抖動增加防患于未然。
【專利說明】串行通信控制電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種串行通信控制電路。

【背景技術(shù)】
[0002] 為了在機床、機器人等工業(yè)設(shè)備和控制它們的控制裝置之間進行各種數(shù)據(jù)傳送， 有時使用串行通信。這時，作為用于根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)生成數(shù)據(jù)再生用的時鐘的編碼方法， 有例如4B5B和8B10B這樣的編碼方法。
[0003] 4B5B用5比特的符號數(shù)據(jù)表現(xiàn)4比特的數(shù)據(jù)，在5比特的符號中存在最低一個以 上的1，與NRZI -起構(gòu)成為不連續(xù)存在4比特以上相同的值。另外，8B10B將8比特數(shù)據(jù)分 為高位3比特和低位5比特，針對高位3比特進行將3比特的數(shù)據(jù)變換為4比特的符號數(shù) 據(jù)的3B4B變換，針對低位5比特進行將5比特的數(shù)據(jù)變換為6比特的符號數(shù)據(jù)的5B6B變 換，將分別得到的4比特和6比特的數(shù)據(jù)連接起來而成為10比特的符號數(shù)據(jù)。由此，相同 的比特連續(xù)的情況為5比特以下，因此信號頻率的擴展被抑制，提高穩(wěn)定性。
[0004] 將進行了這些編碼后的數(shù)據(jù)設(shè)計為包含在一連串傳送的數(shù)據(jù)組中的1和0的個數(shù) 的比例作為整體保持相等的狀態(tài)。以下，有時將這些一連串傳送的數(shù)據(jù)組中的"1"所占的 時間的比例稱為標(biāo)記率（％)。另外，有時將包含在一連串的數(shù)據(jù)組中的1和0的個數(shù)均等 的狀態(tài)稱為DC平衡。
[0005] 在8B10B的10比特的符號數(shù)據(jù)中有包含1和0各5個的情況、6個1和4個0的 情況、4個1和6個0的情況。8B10B具備以下的運行差異的功能，即選擇下一個發(fā)送的代 碼，使得加上此前發(fā)送的1和〇的累計個數(shù)而保持DC平衡。但是，在4B5B中，不具有這樣的 功能，因此如果相同的發(fā)送數(shù)據(jù)連續(xù)，則累積1和0的個數(shù)差，有時無法完全保持DC平衡。
[0006] 在日本特開2012-54870號公報中公開以下情況，即在接收電路接收到標(biāo)記率高 或低的數(shù)據(jù)時，將閾值控制得高或低從而作為結(jié)果而脈沖輸出變形、或者得到脈沖輸出的 變形為最大時的劣化判斷信息，需要在充分長時間內(nèi)收發(fā)標(biāo)記率高或低的數(shù)據(jù)。
[0007] 在串行通信中，為了確保規(guī)格的兼容性性、噪聲容限的提高，有時利用AC耦合、即 在數(shù)據(jù)信號線上串聯(lián)地插入電容器的電容性耦合的終端形式。在該AC耦合中，無法維持DC 平衡、無法將信號的平均電平維持為振幅的一半電壓，因此有時在接收方信號的抖動增加。
[0008] 日本特開2012-54870號公報所公開的技術(shù)能夠通過相位數(shù)據(jù)的判定來進行劣化 部位的判定，但并不是調(diào)整數(shù)據(jù)的標(biāo)記率，因此有時接收信號的抖動增加。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 因此，本發(fā)明的目的在于：提供一種串行通信電路，其改善通信時的標(biāo)記率，不增 加接收信號的抖動。
[0010] 本發(fā)明的串行通信控制電路接收和發(fā)送編碼后的數(shù)據(jù)，具備：發(fā)送處理部，其生成 所發(fā)送的串行數(shù)據(jù)；標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)生成部，其生成與該所生成的發(fā)送數(shù)據(jù)不同的標(biāo)記率 改善用的數(shù)據(jù)。另外，該串行通信控制電路包括：發(fā)送數(shù)據(jù)切換部，其在從上述發(fā)送處理部 輸出切換信號時，將從上述發(fā)送處理部發(fā)送的串行數(shù)據(jù)切換為由上述標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)生成 部生成的數(shù)據(jù)而發(fā)送數(shù)據(jù)。
[0011] 由此，通過向發(fā)送信號插入標(biāo)記率改善用的數(shù)據(jù)，能夠改善通信時的標(biāo)記率，使接 收信號的抖動增加防患于未然。
[0012] 上述串行通信控制電路可以具備：標(biāo)記率檢測部，其求出從上述發(fā)送數(shù)據(jù)切換部 輸出的發(fā)送數(shù)據(jù)的標(biāo)記率,上述標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)生成部接收從上述標(biāo)記率檢測部輸出的標(biāo) 記率,能夠決定所生成的標(biāo)記率改善用數(shù)據(jù)的標(biāo)記率。
[0013] 由此,通過檢測發(fā)送數(shù)據(jù)的標(biāo)記率，根據(jù)檢測出的標(biāo)記率來決定標(biāo)記率改善用數(shù) 據(jù)的標(biāo)記率，能夠更有效地改善通信時的標(biāo)記率，使接收信號的抖動增加防患于未然。
[0014] 本發(fā)明通過具備以上結(jié)構(gòu)，能夠提供一種串行通信電路，其改善通信時的標(biāo)記率， 不增加接收信號的抖動。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 參照附圖根據(jù)以下的實施例的說明能夠明白本發(fā)明的上述以及其他目的和特征。
[0016] 圖1是表示第一實施方式的串行通信控制電路的框圖的圖。
[0017] 圖2是表示第一實施方式的標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)的例子的圖。
[0018] 圖3是表示第一實施方式的向傳送分組之間插入了標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)的例子的圖。
[0019] 圖4是表示第一實施方式的通過插入標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)而改善標(biāo)記率的情況的圖。
[0020] 圖5是表示第二實施方式的標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)的插入方法的圖。
[0021] 圖6是表示第三實施方式的串行通信控制電路的框圖的圖。
[0022] 圖7是表示第三實施方式的標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)的例子的圖。
[0023] 圖8是表示第三實施方式的通過插入標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)而改善標(biāo)記率的情況的圖。

【具體實施方式】
[0024](第一實施方式）
[0025] 圖1表示第一實施方式的串行通信控制電路的框圖。12表示發(fā)送處理部，該發(fā)送 處理部生成編碼后的通信用發(fā)送數(shù)據(jù)（傳送分組）32和后述的切換信號36,發(fā)送到發(fā)送數(shù) 據(jù)切換部16。14表示標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)生成部，該標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)生成部生成標(biāo)記率改善數(shù) 據(jù)34而發(fā)送到發(fā)送數(shù)據(jù)切換部16。在發(fā)送數(shù)據(jù)切換部16中，根據(jù)從發(fā)送處理部12發(fā)送的 切換信號36而選擇來自發(fā)送處理部12的通信用發(fā)送數(shù)據(jù)（傳送分組）32和來自標(biāo)記率改 善數(shù)據(jù)生成部14的標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)34的任意一個后發(fā)送到發(fā)送部18,接收到任意一個數(shù) 據(jù)的發(fā)送部18通過串行通信向外部發(fā)送信號。
[0026] 圖2表示第一實施方式的標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)34的例子。在本實施方式中，如圖2所 示那樣，使用差異、即代碼中的1和〇的個數(shù)的差為〇、即中性的標(biāo)記率為50%的數(shù)據(jù)。
[0027] 圖3表示在隨機間隔的傳送分組32之間插入標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)34的例子。在傳送 分組32中，除了數(shù)據(jù)以外還附加有數(shù)據(jù)長度和糾錯符號等控制信息。另外，傳送分組32在 發(fā)送處理部12中生成，因此發(fā)送處理部12能夠掌握在哪個時間段發(fā)送傳送分組32、在哪個 時間段不發(fā)送傳送分組32。因此，上述串行通信控制電路在傳送分組32的發(fā)送開始時和發(fā) 送結(jié)束時，從發(fā)送處理部12向發(fā)送數(shù)據(jù)切換部16發(fā)送切換信號36,根據(jù)來自發(fā)送處理部 12的傳送分組32和來自標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)生成部14的標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)34切換向發(fā)送數(shù)據(jù) 切換部16發(fā)送的數(shù)據(jù)。
[0028] 圖4表示本實施方式的通過插入標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)34而改善標(biāo)記率的情況。如果 上段的例子的傳送分組32是1101010101，是10比特而標(biāo)記率是60%，但在傳送分組32之 間插入16比特的0101010101010101作為標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)34,則總的標(biāo)記率為14/26、即 53. 8 %，與插入前的60 %相比，改善了標(biāo)記率。
[0029] 如果下段的例子的傳送分組32是0101010100,是10比特而標(biāo)記率是40%，但向 傳送分組32之間插入16比特的0101010101010101作為標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)34,則總的標(biāo)記率 為12/26、即46. 2%，與插入前的40%相比，改善了標(biāo)記率。通過這樣根據(jù)串行傳送路徑的 通信量來發(fā)送標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)，能夠抑制接收側(cè)的抖動發(fā)生。
[0030] 此外，圖4所示的例子只不過是插入標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)34的一個例子，應(yīng)該不決定 傳送分組32為10比特、標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)34為16比特。實際上傳送分組32的數(shù)據(jù)長度是 可變長度而進行變化，傳送分組32之間的長度也不固定。通過在傳送分組32之間的期間 插入盡量多的標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)34,來進一步向保持DC平衡的方向進行改善。
[0031] (第二實施方式）
[0032] 第二實施方式在串行通信控制電路的結(jié)構(gòu)以及插入的標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)34的標(biāo)記 率是50%這一點上與第一實施方式相同，但標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)向傳送分組32的插入方法不 同。
[0033] 圖5表示第二實施方式的標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)的插入方法，表示出在定期的分組傳送 中向分組內(nèi)部的不需要部分插入標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)的例子。
[0034] 在保證實時性的通信協(xié)議中，必須在由規(guī)格所決定的周期內(nèi)完成全部單元的通 信。例如，考慮按照上述周期定期地傳送分組的協(xié)議使得對全部單元傳送一圈。這時，在單 元中存在不需要進行最短周期的傳送的單元的情況、連接臺數(shù)比最大從動數(shù)少的情況等很 多情況下，在任意一個字段中產(chǎn)生空。在該空字段中充滿協(xié)議的格式，同時插入標(biāo)記率改善 數(shù)據(jù)。
[0035] 如圖5(a)所示，在本實施方式中，定期地發(fā)送傳送分組32。另外，如圖5(b)所示 那樣，各個傳送分組32由開始時序42、地址字段44、控制字段46、信息字段48、檢查時序50 以及結(jié)束時序52構(gòu)成。
[0036] 另夕卜，在圖5(c)中，表不出信息字段48的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一個例子。如圖5(c)所不， 在信息字段48內(nèi)，作為最大從動數(shù)確保10從動量的字段，但在實際連接的從動數(shù)是一半的 5個從動的情況等下，只使用信息字段中的斜線部分，剩余的部分為空狀態(tài)。在此，作為一個 例子，說明在信息字段48中連接了比最大從動數(shù)少的個數(shù)的從動設(shè)備的情況，但在單元中 存在不需要進行最短周期的傳送的情況等下，也同樣在字段內(nèi)產(chǎn)生空。另外，不只是信息字 段48,控制字段46、檢查時序50中也由于同樣的理由而產(chǎn)生空，因此在該空部分中能夠插 入標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)34。
[0037] 在掌握了空字段的發(fā)送處理部12中生成傳送分組32,因此上述發(fā)送處理部12能 夠一邊掌握空字段，一邊向發(fā)送數(shù)據(jù)切換部傳送切換信號。
[0038] 這樣，能夠根據(jù)分組內(nèi)的字段的空狀況來發(fā)送標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)，抑制接收側(cè)的抖 動發(fā)生。
[0039](第三實施方式）
[0040] 圖6表示第三實施方式的串行通信控制電路的框圖。12表示發(fā)送處理部，該發(fā)送 處理部生成編碼后的通信用發(fā)送數(shù)據(jù)（傳送分組）32和后述的切換信號36,發(fā)送到發(fā)送數(shù) 據(jù)切換部16。14表示標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)生成部，該標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)生成部接收從后述的標(biāo)記 率檢測部22發(fā)送的標(biāo)記率，生成與標(biāo)記率對應(yīng)的標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)34后發(fā)送到發(fā)送數(shù)據(jù)切 換部16。發(fā)送數(shù)據(jù)切換部16在根據(jù)從發(fā)送處理部12發(fā)送的切換信號36選擇來自發(fā)送處 理部12的通信用發(fā)送數(shù)據(jù)（傳送分組）32和來自標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)生成部14的標(biāo)記率改善 數(shù)據(jù)34中的任意一個數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上發(fā)送到發(fā)送部18,接收到上述任意一個數(shù)據(jù)的發(fā)送部 18通過串行通信向外部發(fā)送上述數(shù)據(jù)。
[0041] 22表示標(biāo)記率檢測部，該標(biāo)記率檢測部根據(jù)從發(fā)送數(shù)據(jù)切換部16發(fā)送的發(fā)送數(shù) 據(jù)來檢測標(biāo)記率。在標(biāo)記率的檢測方式中，包含通過數(shù)字的方法計數(shù)0、1各自的個數(shù)的方 式、通過模擬的方法進行檢測的方式。在標(biāo)記率檢測部22中檢測出的標(biāo)記率被發(fā)送到標(biāo)記 率改善數(shù)據(jù)生成部14。另外，通過接收部20接收從外部通過串行通信發(fā)送來的數(shù)據(jù)，發(fā)送 到接收處理部24。
[0042] 本實施方式的串行通信控制電路與第一實施方式相比，有以下不同點，即具備：標(biāo) 記率檢測部22,其求出編碼后的發(fā)送數(shù)據(jù)的標(biāo)記率；標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)生成部14,其接收從 標(biāo)記率檢測部22輸出的標(biāo)記率，決定所插入的標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)34的標(biāo)記率，輸出標(biāo)記率改 善用數(shù)據(jù)34。
[0043] 如上述的4B5B符號那樣，在沒有考慮到作為符號的運行差異的符號中，也能夠通 過標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)生成部計算運行差異，生成和發(fā)送保持DC平衡那樣的標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)， 對接收側(cè)的抖動抑制能夠期待效果。
[0044] 根據(jù)圖7和圖8說明本實施方式的標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)34。圖7表示8B10B中的標(biāo)記 率改善數(shù)據(jù)34的例子。如圖7所示，在本實施方式中，使用了 3種標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)34,具備 差異為〇、即中性的標(biāo)記率為50%的數(shù)據(jù)；差異為2而標(biāo)記率為40%的數(shù)據(jù)；差異為+2而 標(biāo)記率為60 %的數(shù)據(jù)。
[0045] 標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)生成部14根據(jù)從標(biāo)記率檢測部22發(fā)送來的標(biāo)記率的值，決定使 用哪個標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)34。具體地說，標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)生成部14選擇標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)34， 使得在標(biāo)記率為55 %以上時，使用標(biāo)記率40 %的標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)34,在標(biāo)記率為45 %以下 時，使用標(biāo)記率60%的標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)34,在標(biāo)記率比45%大而不滿55%時，使用標(biāo)記率 50%的標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)34,來消除標(biāo)記率的偏差。
[0046] 對于本實施方式的標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)34的插入，如第一實施方式那樣，可以向間隔 隨機的傳送分組的間隙插入標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)34,或者也可以如第二實施方式那樣在定期的 分組傳送中，向分組內(nèi)部的不需要部分插入標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)。
[0047] 圖8表示通過插入標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)34而改善標(biāo)記率的情況。在圖8的上段所示 的例子中，傳送分組32是1101010101，是10比特而標(biāo)記率是60%，但如果作為標(biāo)記率改善 數(shù)據(jù)34向傳送分組32之間插入10比特而標(biāo)記率為40%的0101010100,則總的標(biāo)記率成 為10/20、即50%。另外，在圖8的下段所示的例子中，傳送分組32是0101010100,是10比 特而標(biāo)記率是40%，但如果作為標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)34向傳送分組32之間插入10比特而標(biāo)記 率為60%的1101010101，則總的標(biāo)記率成為10/20、即50%。這樣，通過根據(jù)串行傳送路徑 的通信量來發(fā)送標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)，能夠抑制接收側(cè)的抖動發(fā)生。此外，圖8所示的例子只不 過是標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)34的插入的一個例子，不應(yīng)該只決定于傳送分組32是10比特、標(biāo)記 率改善數(shù)據(jù)34是10比特的情況。實際上傳送分組32的數(shù)據(jù)長度是可變長度而進行變化， 傳送分組32之間的長度也不固定。通過在傳送分組32之間的期間插入盡量多的標(biāo)記率改 善數(shù)據(jù)34,來進一步向保持DC平衡的方向改善。
【權(quán)利要求】
1. 一種串行通信控制電路，接收和發(fā)送編碼后的數(shù)據(jù)，其特征在于，具備： 發(fā)送處理部，其生成所發(fā)送的串行數(shù)據(jù)； 標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)生成部，其生成與該所生成的發(fā)送數(shù)據(jù)不同的標(biāo)記率改善用的數(shù)據(jù)； 發(fā)送數(shù)據(jù)切換部，其在從上述發(fā)送處理部輸出了切換信號時，將從上述發(fā)送處理部發(fā) 送的串行數(shù)據(jù)切換為由上述標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)生成部生成的數(shù)據(jù)而發(fā)送數(shù)據(jù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的串行通信控制電路，其特征在于， 上述串行通信控制電路具備：標(biāo)記率檢測部，其求出從上述發(fā)送數(shù)據(jù)切換部輸出的發(fā) 送數(shù)據(jù)的標(biāo)記率， 上述標(biāo)記率改善數(shù)據(jù)生成部接收從上述標(biāo)記率檢測部輸出的標(biāo)記率，決定所生成的標(biāo) 記率改善用數(shù)據(jù)的標(biāo)記率。
【文檔編號】H04L1/00GK104144035SQ201410189845
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年5月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月8日
【發(fā)明者】三浦真廣 申請人:發(fā)那科株式會社