JP6090873B1 - Information processing apparatus and serial communication data demultiplexing and conversion method - Google Patents
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Abstract
【課題】SPI(Serial Peripheral Interface)バスにてメイン制御ユニット側の高速のSPIマスタ回路とオプション制御ユニット側の低速のSPIスレーブ回路とを接続する情報処理装置においてSPI通信速度を高速のSPIマスタ回路に合わせた速度への設定が可能な情報処理装置を提供する。【解決手段】SPIマスタ回路11の通信速度をSPIスレーブ回路21,22に比してn倍(n:2以上の正の整数)とした場合、オプション制御ユニット2側に、SPIスレーブ回路21,…,22をn個搭載し、かつ、SPIマスタ回路11とn個のSPIスレーブ回路21,…,22それぞれとの間の接続を、SPIマスタ回路11からのデータをn個のデータに分離変換して出力するとともに、n個のSPIスレーブ回路21,…,22それぞれからのデータを1個のデータに多重化変換して出力するSPI分離多重変換回路3を介して接続する。【選択図】 図1An SPI master circuit having a high SPI communication speed in an information processing apparatus that connects a high-speed SPI master circuit on the main control unit side and a low-speed SPI slave circuit on the option control unit side through an SPI (Serial Peripheral Interface) bus. Provided is an information processing apparatus capable of setting a speed in accordance with When the communication speed of the SPI master circuit is set to n times (n: a positive integer of 2 or more) as compared to the SPI slave circuits, the SPI slave circuit is connected to the option control unit. .., 22 are mounted, and the connection between the SPI master circuit 11 and each of the n SPI slave circuits 21,..., 22 is separated and converted from the data from the SPI master circuit 11 into n data. Are connected via an SPI demultiplexing / converting circuit 3 that multiplexes and converts the data from each of the n SPI slave circuits 21,..., 22 into one data. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、情報処理装置およびシリアル通信データ分離多重変換方法に関し、特に、メイン制御ユニットと1ないし複数のオプション制御ユニットを含んで構成される情報処理装置およびシリアル通信データ分離多重変換方法に関する。 The present invention relates to an information processing apparatus and a serial communication data demultiplexing / multiplexing method, and more particularly to an information processing apparatus and a serial communication data demultiplexing / multiplexing method configured to include a main control unit and one or more option control units.
近年、電話装置やデータ通信装置、ノートPC(Personal Computer)等の情報処理装置の分野においては、小型化・高機能化の進展が著しく、メイン制御ユニット(メインCPU(Central Processing Unit))に対して、目的に応じて実装される各種のオプション制御ユニット(サブCPU)を、シリアルバスを介して接続して、メイン制御ユニット(メインCPU)とオプション制御ユニット(サブCPU)との間でマスタ・スレーブ形式の同期シリアル通信を行う構成が、高速通信が可能な構成として、多数採用されるようになってきている。 In recent years, in the field of information processing devices such as telephone devices, data communication devices, and notebook PCs (Personal Computers), the progress of miniaturization and high functionality has been remarkable, and the main control unit (main CPU (Central Processing Unit)) Various option control units (sub CPUs) mounted according to the purpose are connected via a serial bus, and the master control unit (main CPU) and option control unit (sub CPU) are connected to A number of configurations that perform slave-type synchronous serial communication have been adopted as configurations capable of high-speed communication.
ここで、同期シリアル通信のバスシステムについては、SPI(Serial Peripheral Interface)バス形式、I2C(Inter-Integrated Circuit)バス形式等の各種の形式が知られている。そして、これら同期シリアル通信のバスシステムのうちでは、特許文献1の特開平4−287150号公報「同期式シリアルバス方式」に記載されているように、より高速化が可能な4線式のSPIバス形式が、今後さらに普及していくものと想定されている。
Here, various types of bus systems for synchronous serial communication, such as an SPI (Serial Peripheral Interface) bus format and an I 2 C (Inter-Integrated Circuit) bus format, are known. Of these synchronous serial communication bus systems, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 4-287150 “Synchronous Serial Bus System” of
同期シリアル通信のバスシステムとしてSPIバス形式を採用する場合、一般に、1つの情報処理装置内に1つだけ実装されるメイン制御ユニット側のメインCPUに関しては、高価で高速のシリアル通信デバイスすなわちSPIマスタ回路を採用することができるが、目的に応じて複数実装されなければならなくなるオプション制御ユニット側のサブCPUに関しては、装置価格を安くするために、高価で高速のシリアル通信デバイスを採用することはできず、安価で低速なシリアル通信デバイスすなわちSPIスレーブ回路しか採用することができない。 When the SPI bus format is adopted as a bus system for synchronous serial communication, generally, only one main CPU on the main control unit side mounted in one information processing apparatus is an expensive and high-speed serial communication device, that is, an SPI master. Although it is possible to employ a circuit, it is not possible to employ an expensive and high-speed serial communication device to reduce the device price for the sub CPU on the option control unit side that must be mounted according to the purpose. Only an inexpensive and low-speed serial communication device, that is, an SPI slave circuit can be employed.
そして、メイン制御ユニット側に実装された高速シリアル通信デバイスすなわちSPIマスタ回路とオプション制御ユニット側に実装された低速シリアル通信デバイスすなわちSPIスレーブ回路との間でシリアルデータ通信すなわちSPI通信を行う場合、高速シリアル通信デバイスすなわちSPIマスタ回路における通信速度を、通信相手側の低速シリアル通信デバイスすなわちSPIスレーブ回路の通信速度に合わせた速度でシリアル通信データの送受信を行うようにしている。 When serial data communication, that is, SPI communication is performed between the high-speed serial communication device that is mounted on the main control unit side, that is, the SPI master circuit, and the low-speed serial communication device that is mounted on the option control unit side, that is, the SPI slave circuit. Serial communication data is transmitted and received at a speed that matches the communication speed of the serial communication device, that is, the SPI master circuit, with the communication speed of the low-speed serial communication device, that is, the SPI slave circuit on the communication partner side.
前述したように、電話装置や通信装置、ノートPC等の情報処理装置の分野においては、1個のメイン制御ユニットと必要に応じて実装される複数個のオプション制御ユニットとから装置構成されることが多い。かくのごとき構成の情報処理装置においては、マスタ・スレーブ形式の同期式シリアル通信用のバスシステムの一つであるSPIバス形式のバスシステムを構成するために、前述したように、1個しか実装されないメイン制御ユニット側のメインCPUに関しては、一般に、高価で高速のプロセッサを採用することができるので、高速シリアル通信デバイスすなわちSPIマスタ回路の動作クロックとして、例えば数十MHzという高速のパフォーマンスを実現するものを適用することができる。一方、複数個の実装が必要になるオプション制御ユニット側のサブCPUに関しては、部品価格を安くするために、内部に搭載される低速シリアル通信デバイスすなわちSPIスレーブ回路の動作クロックとしては、例えば数MHzという低速の通信速度しか実現することができないデバイスを使用する場合が多い。 As described above, in the field of information processing devices such as telephone devices, communication devices, notebook PCs, etc., the device is composed of one main control unit and a plurality of optional control units mounted as necessary. There are many. In the information processing apparatus configured as described above, only one is mounted as described above in order to configure an SPI bus type bus system, which is one of the master / slave type synchronous serial communication bus systems. In general, an expensive and high-speed processor can be adopted for the main CPU on the main control unit side that is not used, so that a high-speed performance of, for example, several tens of MHz is realized as an operation clock of a high-speed serial communication device, that is, an SPI master circuit Things can be applied. On the other hand, for the sub CPU on the option control unit side that requires a plurality of mountings, in order to reduce the component price, the operation clock of the low-speed serial communication device, that is, the SPI slave circuit mounted therein is, for example, several MHz In many cases, a device capable of realizing only a low communication speed is used.
したがって、メイン制御ユニット側のメインCPU内部に搭載されたSPIマスタ回路とオプション制御ユニット側のサブCPU内部に搭載されたSPIスレーブ回路との間のシリアルデータ通信(SPI通信)においては、たとえ、SPIマスタ回路が高速通信可能なデバイスであったとしても、SPIマスタ回路のシリアル通信データ(SPIデータ)の通信速度が、通信相手のオプション制御ユニット側のSPIスレーブ回路のシリアル通信データの通信速度に制限されてしまい、情報処理装置全体のシステム内における単位時間当たりのデータ通信量が不十分になって、情報処理装置として十分なシステム動作パフォーマンスを実現することができなくなっている。 Therefore, in the serial data communication (SPI communication) between the SPI master circuit mounted in the main CPU on the main control unit side and the SPI slave circuit mounted in the sub CPU on the option control unit side, for example, the SPI Even if the master circuit is a device capable of high-speed communication, the communication speed of the serial communication data (SPI data) of the SPI master circuit is limited to the communication speed of the serial communication data of the SPI slave circuit on the option control unit side of the communication partner As a result, the amount of data communication per unit time in the system of the entire information processing apparatus becomes insufficient, and sufficient system operation performance as the information processing apparatus cannot be realized.
(本発明の目的)
本発明は、かくのごとき問題に鑑みてなされたものであり、マスタ・スレーブ形式の同期式シリアル通信用のバスシステムの一つであるSPI(Serial Peripheral Interface)バス形式のバスシステムを用いて、メイン制御ユニットに実装された高速のSPIマスタ回路と1ないし複数のオプション制御ユニットに実装された低速のSPIスレーブ回路それぞれとの間を相互に接続して構成する情報処理装置において、高速のSPIマスタ回路と低速のSPIスレーブ回路との間のSPI通信におけるSPI通信速度を、高速のSPIマスタ回路の通信速度に合わせた速度に設定することが可能な情報処理装置およびシリアル通信データ分離多重変換方法を提供することを、その目的としている。
(Object of the present invention)
The present invention has been made in view of the above problems, and uses an SPI (Serial Peripheral Interface) bus type bus system which is one of the master / slave type synchronous serial communication bus systems. In an information processing apparatus configured by mutually connecting a high-speed SPI master circuit mounted on a main control unit and low-speed SPI slave circuits mounted on one or more option control units, the high-speed SPI master circuit Information processing apparatus and serial communication data demultiplexing and conversion method capable of setting SPI communication speed in SPI communication between a circuit and a low-speed SPI slave circuit to a speed matching the communication speed of a high-speed SPI master circuit Its purpose is to provide.
前述の課題を解決するため、本発明による情報処理装置およびシリアル通信データ分離多重変換方法は、主に、次のような特徴的な構成を採用している。 In order to solve the above-described problems, the information processing apparatus and serial communication data demultiplexing / multiplexing method according to the present invention mainly adopt the following characteristic configuration.
(1)本発明による情報処理装置は、マスタ・スレーブ形式の同期式シリアル通信用のバスシステムの一つであるSPI(Serial Peripheral Interface)バス形式のバスシステムを用いて、メイン制御ユニットに実装された高速のSPIマスタ回路と1ないし複数のオプション制御ユニットに実装された低速のSPIスレーブ回路それぞれとの間を相互に接続して構成する情報処理装置において、前記SPIマスタ回路の通信速度が前記SPIスレーブ回路に比してn倍(n:2以上の正の整数)の速度であった場合、高速側の前記SPIマスタ回路と低速側の前記SPIスレーブ回路との速度比n:1に応じて、前記オプション制御ユニット側に、前記SPIスレーブ回路をn個搭載し、かつ、前記SPIマスタ回路とn個の前記SPIスレーブ回路それぞれとの間の接続を、前記SPIマスタ回路からのシリアル通信データをn個のデータに分離変換するとともに、n個の前記SPIスレーブ回路それぞれからのシリアル通信データを1個のデータに多重化変換するSPI分離多重変換回路を介して接続することを特徴とする。 (1) An information processing apparatus according to the present invention is mounted on a main control unit using an SPI (Serial Peripheral Interface) bus type bus system, which is one of master / slave type synchronous serial communication bus systems. In an information processing apparatus configured by mutually connecting a high-speed SPI master circuit and low-speed SPI slave circuits mounted on one or more option control units, the communication speed of the SPI master circuit is the SPI speed. When the speed is n times (n: a positive integer greater than or equal to 2) compared to the slave circuit, the speed ratio n: 1 between the SPI master circuit on the high speed side and the SPI slave circuit on the low speed side depends on the speed ratio n: 1. The n SPI slave circuits are mounted on the option control unit side, and the SPI master circuit and the n SPI slave circuits are mounted. The serial communication data from the SPI master circuit is separated and converted into n data, and the serial communication data from each of the n SPI slave circuits is multiplexed into one data. The connection is made via an SPI demultiplexing and converting circuit for conversion.
(2)本発明によるSPI通信データ分離多重変換方法は、マスタ・スレーブ形式の同期式シリアル通信用のバスシステムの一つであるSPI(Serial Peripheral Interface)バス形式のバスシステムを用いて、メイン制御ユニットに実装された高速のSPIマスタ回路と1ないし複数のオプション制御ユニットに実装された低速のSPIスレーブ回路それぞれとの間を相互に接続して構成する情報処理装置において、前記SPIマスタ回路と前記SPIスレーブ回路との間で転送されるシリアル通信データの分離・多重化を行うシリアル通信データ分離多重変換方法であって、前記SPIマスタ回路の通信速度が前記SPIスレーブ回路に比してn倍(n:2以上の正の整数)の速度であった場合、高速側の前記SPIマスタ回路と低速側の前記SPIスレーブ回路との速度比n:1に応じて、前記オプション制御ユニット側に、前記SPIスレーブ回路をn個搭載し、かつ、前記SPIマスタ回路からのシリアル通信データをn個のデータに分離変換して、n個に分離したそれぞれのデータを、前記SPIスレーブ回路それぞれに対応する通信速度で、n個の前記SPIスレーブ回路それぞれに供給するとともに、n個の前記SPIスレーブ回路それぞれからのシリアル通信データを1個のデータに多重化変換して、前記SPIマスタ回路に対応する通信速度で、前記SPIマスタ回路に供給することを特徴とする。 (2) The SPI communication data demultiplexing / conversion method according to the present invention uses an SPI (Serial Peripheral Interface) bus type bus system, which is one of the master / slave type synchronous serial communication bus systems, to perform main control. An information processing apparatus configured by interconnecting a high-speed SPI master circuit mounted on a unit and a low-speed SPI slave circuit mounted on one or more option control units. A serial communication data demultiplexing / multiplexing conversion method for demultiplexing / multiplexing serial communication data transferred to / from an SPI slave circuit, wherein the communication speed of the SPI master circuit is n times as high as that of the SPI slave circuit ( n: a positive integer of 2 or more), the SPI master circuit on the high speed side and the low speed side Depending on the speed ratio n: 1 with the PI slave circuit, n optional SPI slave circuits are mounted on the option control unit side, and serial communication data from the SPI master circuit is separated and converted into n data. Then, each of the n separated data is supplied to each of the n SPI slave circuits at a communication speed corresponding to each of the SPI slave circuits, and serial communication from each of the n SPI slave circuits is performed. The data is multiplexed and converted into one piece of data and supplied to the SPI master circuit at a communication speed corresponding to the SPI master circuit.
本発明の情報処理装置およびシリアル通信データ分離多重変換方法によれば、以下のような効果を奏することができる。 According to the information processing apparatus and serial communication data demultiplexing / multiplexing method of the present invention, the following effects can be obtained.
本発明においては、マスタ・スレーブ形式の同期式シリアル通信用のバスシステムの一つであるSPI(Serial Peripheral Interface)バス形式のバスシステムを備えた情報処理装置において、高速通信が可能な高速シリアル通信デバイスすなわちSPIマスタ回路と低速通信しかできない低速シリアル通信デバイスすなわちSPIスレーブ回路との間のシリアルデータ通信(SPI通信)を行う際に、高速のシリアル通信デバイスすなわちSPIマスタ回路に合わせた速度で通信することが可能である。 In the present invention, high-speed serial communication capable of high-speed communication in an information processing apparatus having an SPI (Serial Peripheral Interface) bus system bus system, which is one of the master-slave type synchronous serial communication bus systems. When performing serial data communication (SPI communication) with a low-speed serial communication device that can only communicate at low speed with the device, that is, the SPI master circuit (SPI communication), communication is performed at a speed that matches the high-speed serial communication device, that is, the SPI master circuit. It is possible.
したがって、高速シリアル通信デバイスすなわちSPIマスタ回路を実装して高速のシリアル通信が可能なメイン制御ユニットと、低速シリアル通信デバイスすなわちSPIスレーブ回路を実装して低速のシリアル通信しか実現できない1ないし複数のオプション制御ユニットとからなるような装置構成であっても、高速シリアル通信デバイスすなわちSPIマスタ回路側の通信速度を、低速シリアル通信デバイスすなわちSPIスレーブ回路側の低速な通信速度にまで低下させることを回避することができ、電話装置やデータ通信装置、ノートPC等の情報処理装置全体のシステム動作パフォーマンスを従来よりも大幅に改善することができる。 Therefore, a main control unit capable of performing high-speed serial communication by mounting a high-speed serial communication device, that is, an SPI master circuit, and one or more options capable of realizing only low-speed serial communication by mounting a low-speed serial communication device, that is, an SPI slave circuit. Even in the case of an apparatus configuration including a control unit, it is possible to avoid reducing the communication speed on the high-speed serial communication device, that is, the SPI master circuit side, to the low-speed communication speed on the low-speed serial communication device, that is, the SPI slave circuit side. Therefore, the system operation performance of the entire information processing apparatus such as a telephone apparatus, a data communication apparatus, and a notebook PC can be greatly improved as compared with the conventional system.
以下、本発明による情報処理装置およびシリアル通信データ分離多重変換方法の好適な実施形態について添付図を参照して説明する。なお、以下の各図面に付した図面参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、本発明を図示の態様に限定することを意図するものではないことも言うまでもない。 Preferred embodiments of an information processing apparatus and a serial communication data demultiplexing / multiplexing method according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In addition, it is needless to say that the drawing reference numerals attached to the following drawings are added for convenience to the respective elements as an example for facilitating understanding, and are not intended to limit the present invention to the illustrated embodiments. Yes.
(本発明の特徴)
本発明の実施形態の説明に先立って、本発明の特徴についてその概要をまず説明する。本発明は、マスタ・スレーブ形式の同期式シリアル通信用のバスシステムの一つであるSPI(Serial Peripheral Interface)バス形式のバスシステムを備えた情報処理装置において、メイン制御ユニット側に実装された高速通信が可能な高速シリアル通信デバイスすなわちSPIマスタ回路と1ないし複数の各オプション制御ユニット側に実装された低速通信しかできない各低速シリアル通信デバイスすなわち各SPIスレーブ回路のうちのいずれかとの間のSPI通信を行う際に、次のような構成を適用することにより、高速のSPIマスタ回路に合わせた速度でシリアル通信を行うことを可能にし、而して、オプション制御ユニット側の各SPIスレーブ回路の最大通信速度のn倍のデータ量のシリアルデータ通信(SPI通信)を可能ならしめることを主要な特徴としている。
(Features of the present invention)
Prior to the description of the embodiments of the present invention, an outline of the features of the present invention will be described first. The present invention provides an information processing apparatus having an SPI (Serial Peripheral Interface) bus type bus system, which is one of the master / slave type synchronous serial communication bus systems. SPI communication between a high-speed serial communication device capable of communication, that is, an SPI master circuit, and each low-speed serial communication device capable of performing only low-speed communication mounted on one or a plurality of option control units, that is, each SPI slave circuit When performing the above, it is possible to perform serial communication at a speed matched to the high-speed SPI master circuit by applying the following configuration, and therefore, the maximum of each SPI slave circuit on the option control unit side Enable serial data communication (SPI communication) with data amount n times the communication speed It has been a major feature of the Rukoto.
すなわち、適用する前記構成として、高速シリアル通信デバイスすなわちSPIマスタ回路と、該SPIマスタ回路と比較してデータ通信速度が1/n(n:2以上の正の整数)となる低速シリアル通信デバイスすなわちSPIスレーブ回路との間を、双方の間を転送すべきシリアル通信データ(SPIデータ)の分離・多重化変換を行うSPI分離多重変換回路を介して接続するとともに、当該オプション制御ユニット側には低速シリアル通信デバイスすなわちSPIスレーブ回路をn個(SPIマスタ回路の通信速度との速度比n:1に応じた個数)実装するという構成を採用する。 That is, as the configuration to be applied, a high-speed serial communication device, that is, an SPI master circuit, and a low-speed serial communication device, in which the data communication speed is 1 / n (n: a positive integer of 2 or more) as compared with the SPI master circuit, The SPI slave circuit is connected via an SPI demultiplexing / multiplexing circuit that performs demultiplexing / multiplexing conversion of serial communication data (SPI data) to be transferred between the two, and the option control unit side has a low speed. A configuration is adopted in which n serial communication devices, that is, SPI slave circuits (the number corresponding to the speed ratio n: 1 with respect to the communication speed of the SPI master circuit) is mounted.
例えば、オプション制御ユニットが1個実装される場合であって、かつ、該オプション制御ユニットに、メイン制御ユニット側の高速シリアル通信デバイスすなわちSPIマスタ回路の通信速度の半分(1/n=1/2)のスピードの通信能力を有する低速シリアル通信デバイスすなわちSPIスレーブ回路を実装する場合には、当該オプション制御ユニットには、低速シリアル通信デバイスすなわちSPIスレーブ回路を2個(n=2)実装する。 For example, when one option control unit is mounted and the option control unit has half the communication speed of the high-speed serial communication device on the main control unit side, that is, the SPI master circuit (1 / n = 1/2). In the case where a low-speed serial communication device, that is, an SPI slave circuit, having a communication capability of (1) is mounted, two low-speed serial communication devices, that is, SPI slave circuits (n = 2) are mounted in the option control unit.
そして、1個の高速シリアル通信デバイスすなわちSPIマスタ回路と2個の低速シリアル通信デバイスすなわちSPIスレーブ回路との間でシリアルデータ通信を行う際に、SPIマスタ回路から2個のSPIスレーブ回路へ向かう下り方向のシリアル通信データ(SPIデータ)に関しては、半分(1/n=1/2)ずつのデータ量の2つのデータに分離する変換を行って、データ量を半分ずつに低下させることにより、各SPIスレーブ回路それぞれに対応する通信速度で、各SPIスレーブ回路それぞれに配信する。一方、2個のSPIスレーブ回路から1個のSPIマスタ回路へ向かう上り方向のシリアル通信データ(SPIデータ)に関しては、2個のSPIスレーブ回路それぞれからのシリアル通信データ(SPIデータ)を1つのデータに多重化する変換を行って、データ量を2倍(n=2)に増加させることにより、SPIマスタ回路に対応する通信速度で、SPIマスタ回路に配信する。 When serial data communication is performed between one high-speed serial communication device, that is, the SPI master circuit, and two low-speed serial communication devices, that is, the SPI slave circuit, the downlink from the SPI master circuit to the two SPI slave circuits. With respect to serial communication data (SPI data) in the direction, by performing conversion that separates the data amount into two pieces of data each having a half (1 / n = 1/2), and reducing the data amount by half, The data is distributed to each SPI slave circuit at a communication speed corresponding to each SPI slave circuit. On the other hand, with respect to serial communication data (SPI data) in the upward direction from two SPI slave circuits to one SPI master circuit, serial communication data (SPI data) from each of the two SPI slave circuits is stored as one data. The data is doubled (n = 2) by performing conversion to be multiplexed, and distributed to the SPI master circuit at a communication speed corresponding to the SPI master circuit.
而して、高速シリアル通信デバイスすなわちSPIマスタ回路と複数個(n個)の低速シリアル通信デバイスすなわちSPIスレーブ回路との間のシリアルデータ通信(SPI通信)において、高速シリアル通信デバイスすなわちSPIマスタ回路に合わせた速度でシリアル通信を行うことが可能になるので、高速シリアル通信デバイスすなわちSPIマスタ回路を実装して高速のシリアル通信が可能なメイン制御ユニットと、低速シリアル通信デバイスすなわちSPIスレーブ回路を実装して低速のシリアル通信しか実現できない複数のオプション制御ユニットとからなる装置構成においても、高速シリアル通信デバイスすなわちSPIマスタ回路側の通信速度を、低速シリアル通信デバイスすなわちSPIスレーブ回路側の低速な通信速度にまで低下させることを回避することができ、電話装置やデータ通信装置、ノートPC等の情報処理装置全体のシステム動作パフォーマンスを従来よりも大幅に改善することができる。 Thus, in serial data communication (SPI communication) between a high-speed serial communication device, that is, an SPI master circuit, and a plurality (n) of low-speed serial communication devices, that is, SPI slave circuits, the high-speed serial communication device, that is, the SPI master circuit. Since serial communication can be performed at the combined speed, a main control unit capable of high-speed serial communication by mounting a high-speed serial communication device, that is, an SPI master circuit, and a low-speed serial communication device, that is, an SPI slave circuit are mounted. Even in an apparatus configuration composed of a plurality of option control units that can implement only low-speed serial communication, the communication speed on the high-speed serial communication device, that is, the SPI master circuit side, is set to be the low speed communication speed on the low-speed serial communication device, that is, the SPI slave circuit side. Until it is possible to avoid lowering the telephone device and a data communication device, the information processing apparatus overall system operation performance such as a notebook PC can be conventionally greatly improved.
(本発明の実施形態の構成例)
次に、本発明に係る情報処理装置の装置構成例について、その一例を、図面を参照して詳細に説明する。まず、図1は、本発明に係る情報処理装置の装置構成の主要部の一例を示すブロック構成図であり、一例として、1個のメイン制御ユニット(メインCPU)と1個のオプション制御ユニット(サブCPU)とを実装している場合を示しているが、オプション制御ユニット(サブCPU)に関しては、必要に応じて、1ないし複数実装して構成することももちろん可能である。
(Configuration example of embodiment of the present invention)
Next, an example of an apparatus configuration of the information processing apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an example of the main part of the device configuration of an information processing apparatus according to the present invention. As an example, one main control unit (main CPU) and one option control unit ( However, it is of course possible to mount one or more optional control units (sub CPUs) as necessary.
また、図1のブロック構成図に示す本情報処理装置は、メイン制御ユニット1(メインCPU)とオプション制御ユニット2(サブCPU)とを接続するためのバスシステムとして、マスタ・スレーブ形式の同期式シリアル通信用のバスシステムの一つであるSPI(Serial Peripheral Interface)バス形式のバスシステムを備えている。つまり、図1のブロック構成図に示す情報処理装置は、前述のように、1個のメイン制御ユニット1(メインCPU)と1個のオプション制御ユニット2(サブCPU)とから構成されており、SPIバス形式のバスシステムを形成するために、メイン制御ユニット1内には、高速シリアル通信デバイスとしてSPIマスタ回路11が実装され、一方、オプション制御ユニット2内には、低速シリアル通信デバイスとしてSPIスレーブ回路21、SPIスレーブ回路22の2組が実装されている。
The information processing apparatus shown in the block diagram of FIG. 1 is a master / slave type synchronous system as a bus system for connecting the main control unit 1 (main CPU) and the option control unit 2 (sub CPU). An SPI (Serial Peripheral Interface) bus type bus system, which is one of serial communication bus systems, is provided. That is, the information processing apparatus shown in the block configuration diagram of FIG. 1 includes one main control unit 1 (main CPU) and one option control unit 2 (sub CPU) as described above. In order to form an SPI bus type bus system, an
また、メイン制御ユニット1側のSPIマスタ回路11とオプション制御ユニット2側のSPIスレーブ回路21およびSPIスレーブ回路22それぞれとの間は、4本の信号線からなるシリアルバスを用いて、SPI分離多重変換回路3を介して接続している。SPI分離多重変換回路3は、SPIマスタ回路11から2つのSPIスレーブ回路21およびSPIスレーブ回路22それぞれへ向かう下り方向のシリアル通信データ(SPIデータ)に関しては、半分ずつのデータ量からなる2つのデータに分離する変換を行って、データ量を半分ずつに低下させて、SPIスレーブ回路21およびSPIスレーブ回路22それぞれに対応する通信速度で、SPIスレーブ回路21およびSPIスレーブ回路22それぞれに配信する。
Also, the
一方、逆方向の2つのSPIスレーブ回路21およびSPIスレーブ回路22それぞれから1つのSPIマスタ回路11へ向かう上り方向のシリアル通信データ(SPIデータ)に関しては、SPI分離多重変換回路3は、2つのSPIスレーブ回路21およびSPIスレーブ回路22それぞれからのシリアル通信データ(SPIデータ)を1つのデータに多重化する変換を行って、データ量を2倍に増加させて、SPIマスタ回路11に対応する通信速度で、SPIマスタ回路11に配信する。ここで、SPI分離多重変換回路3は、簡易な回路構成で実現することが可能であり、CPLD(Complex Programmable Logic Device:複合プログラマブルロジックデバイス)やLOGIC IC(Logic Integrated Circuit:論理集積回路)によって構成することが可能である。
On the other hand, for the serial communication data (SPI data) in the upward direction from each of the two
なお、図1に示す構成例においては、高速側のSPIマスタ装置11のSPIデータの通信速度は、低速側のSPIスレーブ回路21、SPIスレーブ回路22それぞれの通信速度の2倍の速度であるものと仮定している。したがって、メイン制御ユニット1側に実装する1個のSPIマスタ回路11に対して、オプション制御ユニット2側には、2個のSPIスレーブ回路21およびSPIスレーブ回路22を搭載している。
In the configuration example shown in FIG. 1, the SPI data communication speed of the high-speed
一般に、メイン制御ユニット1側に実装する高速側のSPIマスタ装置のSPIデータの通信速度が、オプション制御ユニット2側に実装する低速側のSPIスレーブ回路の通信速度のn倍(n:2以上の正の整数)であった場合には、メイン制御ユニット側に実装する1個のSPIマスタ回路11に対して、SPI通信相手のオプション制御ユニット側には、n個のSPIスレーブ回路を搭載するように構成する。そして、SPI分離多重変換回路3は、SPIマスタ回路11からn個のSPIスレーブ回路それぞれへ向かう下り方向のシリアル通信データ(SPIデータ)に関しては、n個のデータに分離する変換を行って、それぞれのデータ量を(1/n)ずつに低下させて、各SPIスレーブ回路それぞれに対応する通信速度で、n個の各SPIスレーブ回路それぞれに配信する。一方、逆方向のn個のSPIスレーブ回路それぞれから1個のSPIマスタ回路へ向かう上り方向のシリアル通信データ(SPIデータ)に関しては、n個のSPIスレーブ回路22それぞれからのシリアル通信データ(SPIデータ)を1つのデータに多重化する変換を行って、データ量をn倍に増加させて、SPIマスタ回路に対応する通信速度で、SPIマスタ回路に配信する。
In general, the SPI data communication speed of the high-speed SPI master device mounted on the
次に、図1に示すSPI分離多重変換回路3の内部構成について説明する。図2は、図1に示したSPI分離多重変換回路3の内部構成の一例を示すブロック構成図である。図2に示すように、SPI分離多重変換回路3は、簡易な回路構成からなっており、SPIクロック分周回路31、SPI上りデータ多重化回路32、SPI下りデータシフト回路33、および、SPIイネーブルバッファ回路34を含んで構成される。
Next, the internal configuration of the SPI demultiplexing / converting
また、メイン制御ユニット1に実装される高速側のSPIマスタ回路11のSPIバスを形成するSPI信号線は、図2に示すように、SPIマスタ回路11のクロック信号であるマスタ側クロック信号SCK(Serial Clock)と、SPIスレーブ回路21,22側から送信されてくる上りデータを示すマスタ側上りデータ信号MISO(Master In Slave Out)と、SPIスレーブ回路21,22へ送信する下りデータを示すマスタ側下りデータ信号MOSI(Master Out Slave In)と、SPIスレーブ回路21,22に関するイネーブル情報を送信するマスタ側スレーブ選択信号SS(Slave Select:マスタ側SPIイネーブル信号)と、の4種類の信号を伝送する4本の信号線からなっている。
Also, the SPI signal line forming the SPI bus of the high-speed
一方、オプション制御ユニット2に実装される低速側のSPIスレーブ回路21,22のSPIバスを形成する信号線は、それぞれ、マスタ側クロック信号SCKを半分(1/2)ずつに分周したSPIスレーブ回路21,22それぞれのクロック信号である第1、第2のスレーブ側クロック信号SCK1,SCK2と、SPIマスタ回路11へ送信する上りデータを示す第1、第2のスレーブ側上りデータ信号MISO1,MISO2と、SPIマスタ回路11側から送信されてくる下りデータを示す第1、第2のスレーブ側下りデータ信号MOSI1,MOSI2と、SPIマスタ回路11からイネーブル情報を受け取る第1、第2のスレーブ側スレーブ選択信号SS1,SS2(すなわちスレーブ側SPIイネーブル信号)との4種類ずつの信号を伝送する4本ずつの信号線からなっている。
On the other hand, the signal lines forming the SPI bus of the low-speed
SPIクロック分周回路31は、高速側のSPIマスタ回路11のマスタ側クロック信号を、低速側のSPIスレーブ回路21,…,22との速度比n:1に応じて、(1/n)のクロック信号に分周し、かつ、(1/n)に分周した該クロック信号を位相調整して、低速側のSPIスレーブ回路21,…,22それぞれに供給すべきスレーブ側クロック信号として生成する回路であり、本実施形態においては、SPIマスタの回路11からのマスタ側クロック信号SCKを半分(1/2)ずつに分周した第1、第2のスレーブ側クロック信号SCK1,SCK2を作成して、SPIスレーブ回路21,22それぞれに供給する回路である。
The SPI clock
SPI上りデータ多重化回路32は、n個のSPIスレーブ回路21,…,22それぞれから各スレーブ側クロック信号それぞれに同期して送信されてくるSPI上りデータを1つのデータに多重化して、SPIマスタ回路11の通信速度に合わせた速度で、SPIマスタ回路11に供給する回路であり、本実施形態においては、SPIクロック分周回路31が作成した第1のスレーブ側クロック信号SCK1を用いて、SPIスレーブ回路21,22それぞれから送信されてくる第1、第2のスレーブ側上りデータ信号MISO1,MISO2を、1つのデータに多重化して、1つのマスタ側上りデータ信号MISO(第1、第2のスレーブ側上りデータ信号MISO1,MISO2双方のデータ量を合計したデータ量のデータ信号)を生成して、SPIマスタ回路11のデータ通信速度に合わせた速度でSPIマスタ回路11に供給する回路である。
The SPI upstream
また、SPI下りデータシフト回路33(SPI下りデータ分離回路)は、SPIマスタ回路11からマスタ側クロック信号に同期して送信されてくるSPI下りデータをn個のデータに分離して、n個の各SPIスレーブ回路21,…,22の通信速度に合わせた速度で、n個のSPIスレーブ回路21,…,22それぞれに供給する回路であるが、本実施形態においては、SPIマスタ回路11から送信されてくるマスタ側下りデータ信号MOSIを、SPIクロック分周回路31が(1/2)に分周した第1、第2のスレーブ側クロック信号SCK1,SCK2それぞれに同期させるように、1/2周期ずらして、または、そのまま、SPIスレーブ回路21,22それぞれに第1、第2のスレーブ側下りデータ信号MOSI1,MOSI2として供給する回路として構成している。
The SPI downlink data shift circuit 33 (SPI downlink data separation circuit) separates SPI downlink data transmitted from the
なお、本実施形態においては、詳細は後述するが、SPIスレーブ回路21,22それぞれにおいては、第1、第2のスレーブ側クロック信号SCK1,SCK2それぞれの立下りのタイミングで、SPI下りデータシフト回路33から供給されてきた第1、第2のスレーブ側下りデータ信号MOSI1,MOSI2それぞれを受信するようにしており、これにより、第1、第2のスレーブ側下りデータ信号MOSI1,MOSI2として、マスタ側下りデータ信号MOSIをビット順に交互に2つに分離したデータ信号(マスタ側下りデータ信号MOSIの半分ずつのデータ量のデータ信号)が受信されることになる。
Although details will be described later in the present embodiment, in each of the
また、SPIイネーブルバッファ回路34は、SPIマスタ回路11のイネーブル信号を、通信相手となるn個のSPIスレーブ回路それぞれに供給する回路であり、本実施形態においては、SPIマスタ回路11のマスタ側イネーブル信号すなわちマスタ側スレーブ選択信号SSを、第1、第2のスレーブ側イネーブル信号すなわち第1、第2のスレーブ側スレーブ選択信号SS1,SS2として、SPIスレーブ回路21,22それぞれに供給する回路である。
The SPI enable
次に、図2に例示したSPI分離多重変換回路3の内部構成に関する具体的な回路構成の一例について、図3を参照して説明する。図3は、図2に例示したSPI分離多重変換回路3の内部構成に関する具体的な回路構成の一例を示す回路構成図である。なお、図3に示す回路構成例においては、前提として、SPI分離多重変換回路3からの第1、第2のSPIスレーブ側下りデータ信号MOSI1,MOSI2それぞれに関しては、全て、第1、第2のスレーブ側クロック信号SCK1,SCK2それぞれの立下りのタイミングでSPIスレーブ回路21,22それぞれにて受信され、一方、第1、第2のスレーブ側SPI上りデータ信号MISO1,MISO2それぞれに関しては、第1、第2のスレーブ側クロック信号SCK1,SCK2それぞれの立上りのタイミングに同期して出力されるものとしている。
Next, an example of a specific circuit configuration relating to the internal configuration of the SPI demultiplexing / converting
図3の回路構成に示すように、SPIクロック分周回路31は、2つのDフィリップフロップ311,312を用いて構成される。まず、マスタ側クロック信号SCKをDフリップフロップ311にて(1/2)に分周したクロック信号を生成して、第1のスレーブ側クロック信号SCK1として、SPIスレーブ回路21に対して出力する。また、第1のスレーブ側クロック信号SCK1をさらにDフリップフロップ312に入力して、マスタ側クロック信号SCKの立下りのタイミングまでシフトした(1/2)分周クロック信号を生成して、第2のスレーブ側クロック信号SCK2として、SPIスレーブ回路22に対して出力する。
As shown in the circuit configuration of FIG. 3, the SPI clock
また、SPI上りデータ多重化回路32は、セレクタ321を用いて構成され、SPIクロック分周回路31のDフリップフロップ311から出力される第1のスレーブ側クロック信号SCK1を、セレクタ321の選択信号として入力して、スレーブ側クロック信号SCK1の‘1’(High Level)と‘0’(Low Level)とのタイミングでセレクタ321を切り替えるように構成している。つまり、第1、第2のスレーブ側クロック信号SCK1,SCK2それぞれの立上りのタイミングでSPIスレーブ回路21,22それぞれから送信されてくる第1、第2のスレーブ側上りデータ信号MISO1,MISO2のいずれかを、セレクタ321にて第1のスレーブ側クロック信号SCK1の‘1’ (High Level)と‘0’(Low Level)とのタイミングに応じてビットごとに交互に選択することにより多重化し、1つのマスタ側データ信号MISO(第1、第2のスレーブ側上りデータ信号MISO1,MISO2双方を合計したデータ量のデータ信号)として生成して、SPIマスタ回路11の通信速度に合わせた速度でSPIマスタ回路11に対して出力する。
The SPI uplink
また、SPI下りデータシフト回路33は、Dフリップフロップ331を用いて構成され、マスタ側クロック信号SCKの立上りのタイミングでSPIマスタ回路11から出力されたマスタ側データ信号MOSIをDフリップフロップ331にてマスタ側クロック信号SCKの立下り位置まで位相シフトした信号に変換して、SPIスレーブ回路21向けの第1のスレーブ側SPI下りデータ信号MOSI1として生成して、SPIスレーブ回路21に対して出力する。また、SPIスレーブ回路22向けの第2のスレーブ側SPI下りデータ信号MOSI2については、マスタ側データ信号MOSIをそのまま出力する。
The SPI downstream
ここで、前述したように、SPI分離多重変換回路3からの第1、第2のSPIスレーブ側下りデータ信号MOSI1,MOSI2それぞれは、第1、第2のスレーブ側クロック信号SCK1,SCK2の立下りのタイミングでSPIスレーブ回路21,22それぞれにて受信するように構成されている。したがって、詳細は後述するが、SPIスレーブ回路21,22それぞれにおいては、SPIマスタ回路11から出力されたマスタ側データ信号MOSIの互いに異なるビット位置のデータをビットごとに交互に選択することになる。その結果、SPIスレーブ回路21,22それぞれは、マスタ側データ信号MOSIの半分ずつのデータ量のデータを分離して受信することになり、SPIスレーブ回路21,22それぞれの通信速度で受信していることになる。
Here, as described above, the first and second SPI slave side downlink data signals MOSI1 and MOSI2 from the SPI demultiplexing /
SPIイネーブルバッファ回路34は、マスタ側SPIイネーブル信号SSを、そのまま、SPIスレーブ回路21向けの第1のスレーブ側イネーブル信号SS1およびSPIスレーブ回路22向けの第2のスレーブ側イネーブル信号SS2として、それぞれ、SPIスレーブ回路21およびSPIスレーブ回路22に対して出力する。
The SPI enable
(実施形態の動作の説明)
次に、図1〜図3に一実施形態の構成例として例示したSPI分離多重変換回路3の動作について詳細に説明する。図4は、図3に示したSPI分離多重変換回路3の動作の一例を示すタイミングチャートである。
(Description of operation of embodiment)
Next, the operation of the SPI demultiplexing / converting
前述したように、SPI分離多重変換回路3、SPIマスタ回路11およびSPIスレーブ回路21,22それぞれにおける基本的な動作として、マスタ側SPI上りデータ信号MISO、第1、第2のスレーブ側SPI上りデータ信号MISO1,MISO2は、全て、それぞれ、マスタ側クロック信号SCK、第1、第2のスレーブ側クロック信号SCK1,SCK2の立上りに同期したタイミングで出力されるように動作する。
As described above, as basic operations in the SPI demultiplexing /
すなわち、SPI上りデータ信号の出力タイミングに関しては、図4のタイミングチャートに示すように、SPI分離多重変換回路3からSPIマスタ回路11に出力されるマスタ側SPI上りデータ信号MISO、SPIスレーブ回路21からSPI分離多重変換回路3に出力される第1のスレーブ側SPI上りデータ信号MISO1、SPIスレーブ回路22からSPI分離多重変換回路3に出力される第2のスレーブ側SPI上りデータ信号MISO2、のそれぞれは、マスタ側クロック信号SCK、第1、第2のスレーブ側クロック信号SCK1,SCK2の立上りに同期したタイミングで、SPI分離多重変換回路3、SPIスレーブ回路21、SPIスレーブ回路22のそれぞれから出力される。
That is, with respect to the output timing of the SPI upstream data signal, as shown in the timing chart of FIG. 4, from the master side SPI upstream data signal MISO output from the SPI demultiplexing /
なお、SPIマスタ回路11からSPI分離多重変換回路3に出力されるマスタ側SPI下りデータ信号MOSIの出力タイミングについても、同様であり、マスタ側クロック信号SCKの立上りに同期したタイミングで、SPIマスタ回路11から出力される。
The same applies to the output timing of the master-side SPI downlink data signal MOSI output from the
一方、SPI下りデータ信号の受信タイミングに関しては、SPI分離多重変換回路3からSPIスレーブ回路21に出力される第1のスレーブ側SPI下りデータ信号MOSI1、SPI分離多重変換回路3からSPIスレーブ回路22に出力される第2のスレーブ側SPI下りデータ信号MOSI2は、それぞれ、第1、第2のスレーブ側クロック信号SCK1,SCK2の立下りに同期したタイミングでSPIスレーブ回路21,22それぞれにおいて受信されるように動作する。
On the other hand, regarding the reception timing of the SPI downlink data signal, the first slave-side SPI downlink data signal MOSI1 output from the SPI demultiplexing /
すなわち、SPI下りデータ信号の受信タイミングに関しては、図4のタイミングチャートに示すように、SPIマスタ回路11からマスタ側クロックSCKの立上りのタイミングでSPI分離多重変換回路3に出力されるマスタ側SPI下りデータ信号MOSIが、SPI分離多重変換回路3において第1、第2のスレーブ側SPI下りデータ信号MOSI1,MOSI2それぞれに分離されて、SPIスレーブ回路21、SPIスレーブ回路22それぞれに出力される。しかる後、第1、第2のスレーブ側SPI下りデータ信号MOSI1,MOSI2それぞれは、第1、第2のスレーブ側クロック信号SCK1,SCK2の立下りにそれぞれ同期したタイミングで、SPIスレーブ回路21、SPIスレーブ回路22それぞれにおいて受信される。
That is, regarding the reception timing of the SPI downlink data signal, as shown in the timing chart of FIG. 4, the master-side SPI downlink output to the SPI demultiplexing /
なお、SPI分離多重変換回路3からSPIマスタ回路11に出力されるマスタ側SPI上りデータ信号MISOの受信タイミングについても、同様であり、SPIスレーブ回路21、SPIスレーブ回路22のそれぞれから第1、第2のスレーブ側クロック信号SCK1,SCK2それぞれの立上りのタイミングでSPI分離多重変換回路3に出力される第1、第2のスレーブ側SPI上りデータ信号MISO1,MISO2は、SPI分離多重変換回路3においてマスタ側SPI上りデータ信号MISOとして多重化され、しかる後、マスタ側クロック信号SCKの立下りに同期したタイミングで、SPIマスタ回路11において受信される。
The same applies to the reception timing of the master-side SPI uplink data signal MISO output from the SPI demultiplexing /
また、マスタ側スレーブ選択信号SS、第1、第2のスレーブ側スレーブ選択信号SS1,SS2は、いずれも、‘0’(Low Level)がイネーブル状態であり、図4のタイミングチャートにおいては、マスタ側スレーブ選択信号SSが‘0’(Low Level)にあり、したがって、マスタ側スレーブ選択信号SSがそのままSPI分離多重変換回路3から出力される第1、第2のスレーブ側スレーブ選択信号SS1,SS2についても、‘0’(Low Level)にあって、SPIマスタ回路11および通信相手のSPIスレーブ回路21,22のいずれもイネーブル状態であることを示している。
Also, the master-side slave selection signal SS and the first and second slave-side slave selection signals SS1, SS2 are all in the enabled state of “0” (Low Level). In the timing chart of FIG. Side slave selection signal SS is '0' (Low Level), and therefore, the master side slave selection signal SS is output from the SPI demultiplexing /
また、図3において説明したように、SPIマスタ回路11から出力されたマスタ側クロック信号SCKは、SPIクロック分周回路31のDフリップフロップ311に入力されて、Dフリップフロップ311にて(1/2)に分周されて、第1のスレーブ側クロック信号SCK1として生成され、図4のタイミングチャートに示すように、立上りのタイミングがマスタ側クロック信号SCKの立上りのタイミングに一致した状態で、SPIスレーブ回路21に対して出力される。
Further, as described in FIG. 3, the master side clock signal SCK output from the
また、Dフリップフロップ311から出力される第1のスレーブ側クロック信号SCK1は、さらに、Dフリップフロップ312に入力されて、Dフリップフロップ312にてマスタ側クロック信号SCKの(1/2)周期分だけ位相をシフトさせ、図4のタイミングチャートに示すように、立上りのタイミングがマスタ側クロック信号SCKの立下りのタイミングにシフトした(1/2)分周クロック信号を生成して、第2のスレーブ側クロック信号SCK2として、SPIスレーブ回路22に対して出力する。
The first slave clock signal SCK1 output from the D flip-
また、SPIスレーブ回路21,22それぞれから出力される第1、第2のスレーブ側SPI上りデータ信号MISO1,MISO2は、図4のタイミングチャートに示すように、それぞれ、第1、第2のスレーブ側クロック信号SCK1,SCK2の立上りのタイミングにてSPI分離多重変換回路3のSPI上りデータ多重化回路32に対して出力される。ここで、SPI上りデータ多重化回路32においては、図3にて説明したように、Dフリップフロップ311から出力される第1のスレーブ側クロック信号SCK1の‘1’(High Level)と‘0’(Low Level)のタイミングでセレクタ321の選択動作が切り替わる。
The first and second slave-side SPI upstream data signals MISO1 and MISO2 output from the
したがって、第1のスレーブ側クロック信号SCK1が‘1’ (High Level)の間は、第1のスレーブ側SPI上りデータ信号MISO1がセレクタ321から出力され、第1のスレーブ側クロック信号SCK1が‘0’(Low Level)の間は、第2のスレーブ側SPI上りデータ信号MISO2がセレクタ321から出力されることになる。その結果、第1、第2のスレーブ側SPI上りデータ信号MISO1,MISO2の双方がビットごとに交互に多重化されて、SPIマスタ回路11へ送信すべきシリアル通信(SPI)上りデータが生成される。しかる後、図4のタイミングチャートに示すように、マスタ側上りデータ信号MISOとして、立上りのタイミングをマスタ側クロック信号SCKの立上りのタイミングに合わせて、SPIマスタ回路11に対して出力される。
Therefore, while the first slave side clock signal SCK1 is “1” (High Level), the first slave side SPI upstream data signal MISO1 is output from the
また、SPIマスタ回路11から出力されるマスタ側SPI上りデータ信号MOSIは、図4のタイミングチャートに示すように、マスタ側クロック信号SCKの立上りのタイミングにてSPI分離多重変換回路3のSPI下りデータ多重化回路33に対して出力される。ここで、SPI下りデータ多重化回路33においては、図3にて説明したように、Dフリップフロップ331に入力されてマスタ側クロック信号SCKの立下りのタイミングまでシフトさせたデータ信号と、マスタ側SPI上りデータ信号MOSIをそのまま通過させたデータ信号と、の2つのデータ信号に分離される。
The master-side SPI upstream data signal MOSI output from the
そして、SPI下りデータ多重化回路33においてマスタ側クロック信号SCKの立下りのタイミングまでシフトさせたデータ信号は、図4のタイミングチャートに示すように、第1のスレーブ側下りデータ信号MOSI1として、SPIスレーブ回路21に対して出力される。一方、SPI下りデータ多重化回路33においてそのまま通過したデータ信号は、図4のタイミングチャートに示すように、第2のスレーブ側下りデータ信号MOSI2として、SPIスレーブ回路22に対して出力される。
Then, the data signal shifted up to the falling timing of the master side clock signal SCK in the SPI down
なお、マスタ側SPIイネーブル信号SSは、図3において説明したように、SPI分離多重変換回路3のSPIイネーブルバッファ回路34を経由して、そのまま、第1、第2のスレーブ側SPIイネーブル信号SS1,SS2として、SPIスレーブ回路21,22それぞれに対して出力される。
The master-side SPI enable signal SS passes through the SPI enable
次に、図2、図3に示すようなSPI分離多重変換回路3を備えた情報処理装置におけるシリアル通信データ(SPIデータ)信号の変換動作について、図5の説明図を参照してさらに詳細に説明する。図5は、図3に示したSPI分離多重変換回路3を備えた情報処理装置におけるシリアル通信データ(SPIデータ)の変換動作の一例を説明するための説明図であり、マスタ側SPI下りデータ信号MOSIを第1、第2のスレーブ側SPI下りデータ信号MOSI1,MOSI2それぞれに分離するデータ変換例と、第1、第2のスレーブ側SPI上りデータ信号MISO1,MISO2それぞれを多重化してマスタ側上りデータ信号MISOに変換するデータ変換例と、について示している。
Next, the serial communication data (SPI data) signal conversion operation in the information processing apparatus provided with the SPI demultiplexing /
なお、図5に示す説明図においては、SPIマスタ回路11側が送受信するシリアル通信(SPI)データ信号のデータ長が、MSB(Most Significant Bit)側の第15ビット目(B15)からLSB(Least Significant Bit)側の第0ビット目(B0)までの16ビットであり、一方、SPIスレーブ回路21,22側が送受信するシリアル通信(SPI)データ信号のデータ長が、いずれも、SPIマスタ回路11側が送受信するSPIデータ信号のデータ長の半分(1/2)であり、MSB側の第7ビット目(B7)からLSB側の第0ビット目(B0)までの8ビットの場合のデータ例について表示している。なお、ここでは、図5に例示するように、分離変換対象となるマスタ側SPI下りデータ信号MOSIが、16進数表現で‘2C48h’の16ビットであり、多重化変換対象となる第1、第2のスレーブ側SPI上りデータ信号MISO1,MISO2が、それぞれ、16進数表現で‘55h’,‘55h’の8ビットずつであった場合について説明している。
In the explanatory diagram shown in FIG. 5, the data length of the serial communication (SPI) data signal transmitted and received on the
まず、分離変換対象となるマスタ側SPI下りデータ信号MOSIの‘2C48h’の16ビットデータに関しては、図3、図4において説明したように、マスタ側クロック信号SCKの立上りタイミングで、SPI分離多重変換回路3に出力される。しかる後、SPI分離多重変換回路3のSPI下りデータシフト回路33において、マスタ側クロック信号SCKの立下りのタイミングまでシフトさせたデータ信号の第1のスレーブ側SPI下りデータ信号MOSI1と、そのまま通過したデータ信号の第2のスレーブ側SPI下りデータ信号MOSI2との2つに分離されて、SPIスレーブ回路21とSPIスレーブ回路22とにそれぞれ出力される。
First, with respect to 16-bit data of “2C48h” of the master-side SPI downlink data signal MOSI to be separated and converted, as described in FIGS. 3 and 4, the SPI demultiplexing conversion is performed at the rising timing of the master-side clock signal SCK. It is output to the
マスタ側クロック信号SCKの(1/2)に分周された第1のスレーブ側クロック信号SCK1の立下りタイミングにて受信動作するSPIスレーブ回路21においては、第1のスレーブ側SPI下りデータ信号MOSI1として、マスタ側SPI下りデータ信号MOSIの‘2C48h’の16ビットデータをマスタ側クロック信号SCKの立下りのタイミングまでシフトさせたデータ信号を受信することになる。
In the
したがって、図4のタイミングチャートに示したように、マスタ側SPI下りデータ信号MOSIの‘2C48h’の16ビットのデータのうち、第14ビット目(B14)の‘0’、第12ビット目(B12)の‘0’、第10ビット目(B10)の‘1’、…、第2ビット目(B2)の‘0’、第0ビット(B0)の‘0’と、1ビット飛びに受信し、その結果として、SPIスレーブ回路21は、図5の「MOSI1(スレーブ側SPI下りデータ1)」欄に示すように、第7ビット目(B7)〜第0ビット目(B0)まで、‘00101000b’すなわち16進数表示で‘28h’の8ビットのデータを受信する。
Therefore, as shown in the timing chart of FIG. 4, among the 16-bit data of “2C48h” of the master side SPI downlink data signal MOSI, the 14th bit (B14) “0”, the 12th bit (B12 ) '0', 10th bit (B10) '1', ... 2nd bit (B2) '0', 0th bit (B0) '0' As a result, as shown in the “MOSI1 (slave-side SPI downlink data 1)” column of FIG. 5, the
一方、マスタ側クロック信号SCKの(1/2)に分周され、かつ、マスタ側クロック信号SCKから(1/2)周期分だけ位相シフトされた第2のスレーブ側クロック信号SCK2の立下りタイミングにて受信動作するSPIスレーブ回路22においては、第2のスレーブ側SPI下りデータ信号MOSI2として、マスタ側SPI下りデータ信号MOSIの‘2C48h’の16ビットデータをそのまま受信することになる。
On the other hand, the falling timing of the second slave side clock signal SCK2 divided by (1/2) of the master side clock signal SCK and phase-shifted by (1/2) period from the master side clock signal SCK. In the
したがって、図4のタイミングチャートに示したように、マスタ側SPI下りデータ信号MOSIの‘2C48h’の16ビットのデータのうち、第15ビット目(B15)の‘0’、第13ビット目(B13)の‘1’、第11ビット目(B11)の‘1’、…、第3ビット目(B3)の‘1’、第1ビット(B1)の‘0’と、SPIスレーブ回路21側とは異なるビット位置において1ビット飛びに受信し、その結果として、SPIスレーブ回路22は、図5の「MOSI2(スレーブ側SPI下りデータ2)」欄に示すように、第7ビット目(B7)〜第0ビット目(B0)まで、‘01100010b’すなわち16進数表示で‘62h’の8ビットのデータを受信する。
Therefore, as shown in the timing chart of FIG. 4, the 15th bit (B15) '0' and the 13th bit (B13) of the 16-bit data of '2C48h' of the master-side SPI downlink data signal MOSI ) “1”, the eleventh bit (B11) “1”,..., The third bit (B3) “1”, the first bit (B1) “0”, and the
しかる後、SPIスレーブ回路21,22を搭載しているオプション制御ユニット2においては、SPIスレーブ回路21が受信した‘28h’の8ビットのデータとSPIスレーブ回路22が受信した‘62h’の8ビットのデータとを、ビット単位の交互の再組み合わせを行うことにより、SPIマスタ回路11が出力した本来の‘2C48h’の16ビットのデータに復元する。
Thereafter, in the
次に、多重化変換対象となる第1のスレーブ側SPI上りデータ信号MISO1の‘55h’と第2のスレーブ側SPI上りデータ信号MISO2の‘55h’とに関しては、図3、図4において説明したように、それぞれ、第1、第2のスレーブ側クロック信号SCK1,SCK2の立上りタイミングで、SPI分離多重変換回路3に出力される。しかる後、SPI分離多重変換回路3のSPI上りデータ多重化回路32においては、SPIスレーブ回路211のクロック信号である第1のスレーブ側クロック信号SCK1の‘1’(High Level)、‘0’(Low Level)に応じて選択動作を行うセレクタ321によって、第1、第2のスレーブ側SPI上りデータ信号MISO1,MISO2のうちいずれか一方がビット単位に交互に選択されることにより、多重化される。すなわち、第1のスレーブ側クロック信号SCK1が‘1’(High Level)の間は第1のスレーブ側SPI上りデータ信号MISO1を選択し、第1のスレーブ側クロック信号SCK1が‘0’(Low Level)の間は第2のスレーブ側SPI上りデータ信号MISO2を選択して、マスタ側上りデータ信号MISOとして、SPIマスタ回路11に出力する。SPIマスタ回路11は、マスタ側クロック信号SCKの立下りタイミングで、マスタ側SPI上りデータ信号MISOを受信する。
Next, “55h” of the first slave-side SPI upstream data signal MISO1 and “55h” of the second slave-side SPI upstream data signal MISO2 to be multiplexed and converted have been described with reference to FIGS. In this manner, the first and second slave clock signals SCK1 and SCK2 are output to the SPI demultiplexing /
したがって、例えば、SPIマスタ回路11にて、マスタ側SPI上りデータ信号MISOとして、16進数表示で‘3333h’のデータを受信させようとする場合には、ビット単位に分離演算を実施することにより、SPIスレーブ回路21,22それぞれから、第1のスレーブ側SPI上りデータ信号MISO1として16進数表示で‘55h’のデータを、また、第2のスレーブ側SPI上りデータ信号MISO2としても同様に16進数表示で‘55hのデータを出力すれば良いことになる。すなわち、第1のスレーブ側SPI上りデータ信号MISO1の‘55h’と第2のスレーブ側SPI上りデータ信号MISO2の‘55h’との8ビットデータそれぞれをSPIスレーブ回路211、SPIスレーブ回路221それぞれから出力すれば良い。
Therefore, for example, when the
該8ビットデータそれぞれを受信すると、SPI分離多重変換回路3は、SPI上りデータ多重化回路32から出力されるマスタ側SPI上りデータ信号MISOとして、図4のタイミングチャートに示したように、第1のスレーブ側SPI上りデータ信号MOSI1の‘55h’の第7ビット目(B7)の‘0’、第6ビット目(B6)の‘1’、第5ビット目(B5)の‘0’、…、第1ビット目(B1)の‘0’、第0ビット(B0)の‘1’と、第2のスレーブ側SPI上りデータ信号MOSI2の‘55h’の第7ビット目(B7)の‘0’、第6ビット目(B6)の‘1’、第5ビット目(B5)の‘0’、…、第1ビット目(B1)の‘0’、第0ビット(B0)の‘1’と、を各ビットごとに交互にSPIマスタ回路11に対して出力する。
When each of the 8-bit data is received, the SPI demultiplexing /
その結果、SPIマスタ回路11は、図5の「MISO(マスタ側SPI上りデータ)」欄に示すように、第15ビット目(B15)〜第0ビット目(B0)まで、‘0011001100110011b’すなわち16進数表示で‘3333h’の16ビットのデータを受信することになる。
As a result, as shown in the “MISO (master-side SPI upstream data)” column of FIG. 5, the
以上に詳細に説明したような動作を行うことによって、メイン制御ユニット1の高速のSPIマスタ回路11とオプション制御ユニット2の低速のSPIスレーブ回路21,22との間のSPI通信を、高速のSPIマスタ回路11に合わせた通信速度で実施することが可能になる。
By performing the operation as described in detail above, the SPI communication between the high-speed
なお、本実施形態においては、SPIマスタ回路11の通信速度がSPIスレーブ回路21,22の各通信速度の2倍の速度である場合について説明したが、本発明は、かかる場合のみに限るものではない。すなわち、例えば、高速シリアル通信デバイスすなわちSPIマスタ回路の通信速度が、オプション制御ユニット2側の低速シリアル通信デバイスすなわちSPIスレーブ回路の通信速度のn倍(n:2以上の正の整数)であった場合には、該オプション制御ユニット2側にはn個の低速シリアル通信デバイスすなわちSPIスレーブ回路を実装し、SPI分離多重変換回路3において、SPI下りデータに関してはn個のデータに分離変換し、SPI上りデータに関してはn個のデータを1つのデータに多重化変換するように構成すれば良い。
In the present embodiment, the case where the communication speed of the
また、本実施形態においては、1個のメイン制御ユニットと1個のオプション制御ユニット2とから構成される情報処理装置を例にとって説明したが、1個のメイン制御ユニットと1ないし複数個のオプション制御ユニットとから構成される場合であっても、あるいは、任意の制御ユニット同士であっても、マスタ・スレーブ形式のクロック同期式のSPI回路(つまりSPIバスシステム)を備えた制御ユニットで構成されている限り、全く同様に、本実施形態を適用することができる。
In this embodiment, the information processing apparatus including one main control unit and one
(実施形態の効果の説明)
以上に詳細に説明したように、本実施形態によれば、次のような効果が得られる。すなわち、マスタ・スレーブ形式の同期式シリアル通信用のバスシステムの一つであるSPI(Serial Peripheral Interface)バス形式のバスシステムを備えた情報処理装置において、高速のSPIマスタ回路11と低速のSPIスレーブ回路21,22とのように、異なった通信速度を有する2つの制御ユニット(CPU)の内部周辺回路間をSPI回路/同期式シリアル通信にて通信を行う場合、通常の通信方法のままでは、通信速度の遅い低速側に通信速度が制限されてしまい、想定した設計通りのパフォーマンスを実現することができなくなる場合があった。
(Explanation of effect of embodiment)
As described in detail above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained. That is, in an information processing apparatus having an SPI (Serial Peripheral Interface) bus type bus system which is one of the master / slave type synchronous serial communication bus systems, a high-speed
これに対して、本実施形態のごとく、異なった通信速度を有する2つの制御ユニット(CPU)の内部周辺回路間を、SPI分離多重変換回路3を介してバス接続するとともに、通信速度が低速の制御ユニット側には低速シリアル通信デバイスすなわちSPIスレーブ回路をn個(すなわち高速側の制御ユニットの通信速度との速度比n:1に応じた個数)実装して、シリアル通信データの分離/多重化変換を行う仕組みを採用することにより、高速側の通信速度でシリアル通信を実現することが可能になり、情報処理装置全体のシステム動作パフォーマンスを大幅に改善することができる。
On the other hand, as in this embodiment, the internal peripheral circuits of two control units (CPUs) having different communication speeds are bus-connected via the SPI demultiplexing / converting
また、SPI分離多重変換回路3は、簡易な回路構成で実現することができるので、論理集積回路(LOGIC IC)やCPLD(Complex Programmable Logic Device:複合プログラマブルロジックデバイス)を用いて簡単かつ安価に実現することができる。
Also, since the SPI demultiplexing / converting
以上、本発明の好適な実施形態の構成を説明した。しかし、かかる実施形態は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではないことに留意されたい。本発明の要旨を逸脱することなく、特定用途に応じて種々の変形変更が可能であることが、当業者には容易に理解できよう。 The configuration of the preferred embodiment of the present invention has been described above. However, it should be noted that such embodiments are merely examples of the present invention and do not limit the present invention in any way. Those skilled in the art will readily understand that various modifications and changes can be made according to a specific application without departing from the gist of the present invention.
1 メイン制御ユニット(メインCPU)
2 オプション制御ユニット(サブCPU)
3 SPI分離多重変換回路
31 SPIクロック分周回路
32 SPI上りデータ多重化回路
33 SPI下りデータシフト回路
34 SPIイネーブルバッファ回路
11 SPIマスタ回路
21 SPIスレーブ回路
22 SPIスレーブ回路
311 Dフリップフロップ
312 Dフリップフロップ
321 セレクタ
331 Dフリップフロップ
1 Main control unit (main CPU)
2 Optional control unit (sub CPU)
3 SPI demultiplexing / converting
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005141412A (en) * | 2003-11-05 | 2005-06-02 | Hitachi Ltd | COMMUNICATION SYSTEM, REAL TIME CONTROL DEVICE AND INFORMATION PROCESSING SYSTEM |
| JP2006304011A (en) * | 2005-04-21 | 2006-11-02 | Casio Electronics Co Ltd | Interface circuit |
| JP2010039803A (en) * | 2008-08-06 | 2010-02-18 | Fujitsu Ltd | Interface circuit |
| US8340005B1 (en) * | 2005-02-08 | 2012-12-25 | Cortina Systems, Inc. | High speed packet interface and method |
| JP2013125315A (en) * | 2011-12-13 | 2013-06-24 | Nec Infrontia Corp | Bus system and information processor |
| US20130332633A1 (en) * | 2012-06-06 | 2013-12-12 | Honeywell International Inc. | Process controller having multi-channel serial communications link |
| US20140281651A1 (en) * | 2013-03-14 | 2014-09-18 | Micron Technology, Inc. | Serial peripheral interface and methods of operating same |
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005141412A (en) * | 2003-11-05 | 2005-06-02 | Hitachi Ltd | COMMUNICATION SYSTEM, REAL TIME CONTROL DEVICE AND INFORMATION PROCESSING SYSTEM |
| US8340005B1 (en) * | 2005-02-08 | 2012-12-25 | Cortina Systems, Inc. | High speed packet interface and method |
| JP2006304011A (en) * | 2005-04-21 | 2006-11-02 | Casio Electronics Co Ltd | Interface circuit |
| JP2010039803A (en) * | 2008-08-06 | 2010-02-18 | Fujitsu Ltd | Interface circuit |
| JP2013125315A (en) * | 2011-12-13 | 2013-06-24 | Nec Infrontia Corp | Bus system and information processor |
| US20130332633A1 (en) * | 2012-06-06 | 2013-12-12 | Honeywell International Inc. | Process controller having multi-channel serial communications link |
| US20140281651A1 (en) * | 2013-03-14 | 2014-09-18 | Micron Technology, Inc. | Serial peripheral interface and methods of operating same |
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