JP2005159728A - データ伝送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 大容量データ伝送、長距離データ伝送でも誤りを起さない伝送方法を提供する。
【解決手段】 実データのあとに連続したＨレベルまたはＬレベルのダミーデータを付加し、実データ送信時に前記伝送線路に蓄積される蓄積電位を前記通信制御ＩＣの信号検出特性に応じてあらかじめ決められた極性に再蓄積させるようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＮＣやロボットなどのモーション制御システムの大容量データ伝送、もしくは、長距離伝送を行うデータ伝送回路のデータ送信方法に関する。

従来より、データ伝送回路は、特許文献１のように耐ノイズ性を向上し伝送誤りを防ぐ方法として、差動出力型のドライバと差動入力型のレシーバと平衡回路を用いた平衡型伝送方式を使用している。
図１において、１１はデータ送受信を行うためのデータ伝送回路であり、２は送受信インターフェース部である差動型バストランシーバ（以下、トランシーバと呼ぶ）でドライバ３とレシーバ４より構成される。また、６は前記トランシーバ２より出力される１対の差動信号（以下、伝送データと呼ぶ）を示し、通信ケーブル７により、データ伝送回路と少なくとも１以上の同様のデータ伝送回路間を接続したものである。８は１対の電線の特性インピーダンスを適合させるための終端抵抗であり、通信ケーブル７の両端のデータ伝送回路に設けられている。１は通信制御用ＩＣであり、送信データの出力、受信データの入力、及び、前記トランシーバ２を制御する送信イネーブル信号５の出力を行う。
図４は、伝送データ６の１ビット分のデータ波形を示したものであり、送信データのビットの中点でレベル反転を行う符号方式（以下、マンチェスタ符号方式と呼ぶ）を使用している。マンチェスタ符号方式では、データの前半が“Ｌ”レベルで後半が“Ｈ”レベルの場合のデータを“０”、前半が“Ｈ”レベルで後半が“Ｌ”レベルの場合のデータを“１”として符号化することによりビット中点で必ずレベル反転を行うため、理想的には、図４中に示してある理想波形のようになり、ＨレベルとＬレベルのパルスは等しくなる。まった、伝送線路でＨレベルは正極性、Ｌレベルは負極性の交流信号になり伝送信号にＤＣ成分は生じない。しかし、実際には通信制御ＩＣ１やトランシーバ２の出力データの立ち上がり特性や立ち下がり時間等の特性にばらつきがあるため、出力波形は図４中の実波形で示したよう出力パルスに歪みが生じる。その歪みによりＨレベルとＬレベルのどちらかに偏りが生じ、データ伝送中にビット毎に生じた偏りが蓄積されていく。データ送信が完了しドライバ３をＯＦＦすると、前記現象で生じた電圧で流れていた電流が遮断されるため、ケーブル７に含まれるＬ成分により逆起電圧が発生する。
図５に逆起電圧発生時の模式図を示す。一般的にケーブルの等価回路は、Ｒ，Ｌ，Ｃ成分にて表すことができ、このＲ，Ｌ，Ｃ成分は、ケーブル長が長くなるほど大きくなる。図中のＶｄｃは前記現象で発生した電圧を表しており、スイッチはドライバ３の出力状態を示している。スイッチがＯＮの状態はドライバ３がイネーブル状態（データ送信中）で、スイッチＯＦＦの状態はドライバ３がディセーブルの状態を表す。データ送信中はスイッチはＯＮしており、Ｖｄｃにて電流Ｉを流す。データ送信が完了したら、スイッチをＯＦＦとし電流を遮断することにより、ケーブルに含まれるＬ成分にて逆起電圧が発生する。
図６は、データ送信時の送信イネーブル５信号、送信データ６、受信データの波形を示したタイミング波形である。送信データ量が少ない場合にはデータ送信中に蓄積される電位が少なく、ドライバ３をＯＦＦしたときに発生する逆起電圧は小さくなる。また、ケーブル長が短い場合には、ケーブル７に含まれるＬ成分が小さいため、ドライバ３をＯＦＦしたときに発生する逆起電圧は小さくなる。図６中の一点鎖線で示してある逆起電圧がレシーバ４のしきい値電圧をこえることはないため、データ送信直後に誤ったデータをレシーバ４が検出することはない。
このように、従来のデータ伝送方法では、通信制御ＩＣ１により自局のデータを送信中には送信イネーブル信号５を“１”としトランシーバ２内部のドライバ３をイネーブルとしてデータ送信を行い、自局のデータ送信が完了したら送信イネーブル信号を“０”としトランシーバ２内部のレシーバ４をイネーブルとし受信データを待ち、キャリアを検出したら受信動作を開始するという手順が取られていた。
特開平０６−８５７９６号公報

しかしながら、従来のデータ伝送回路では、自局のデータ送信完了後にレシーバ４をイネーブルとしデータ受信を待つという手順をとっているので、大容量データ伝送、もしくは、長距離伝送を行う場合には、ドライバ３をＯＦＦしたときにレシーバ４のしきい値電圧をこえる逆起電圧が発生することがある。図７に、データ送信時の送信イネーブル５信号、送信データ６、受信データのタイミング波形を示す。一点鎖線で示した逆起電圧がレシーバ４のしきい値電圧を越えてしまうため、レシーバ４は誤ったデータを検出する。通信制御ＩＣ１はキャリアを検出し、他データ伝送回路からデータが送信されたと判断し受信動作を開始する。しかし、実際には他データ伝送回路からはデータ送信が開始されていないため通信エラーが発生してしまうという問題があった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、大容量データ伝送時、もしくは、長距離伝送時にもデータ送信完了後にケーブルに含まれるＬ成分による逆起電圧がレシーバのしきい値電圧をこえないようにすることにより、データ送信完了直後に誤ったデータの受信を防ぎ通信エラーの発生を防ぐ方法を提供することを目的とする。

請求項１載の本発明は、伝送線路上に接続され受信端からの入力信号により、伝送線路上に送信される伝送信号を検出するレシーバと、伝送線路上に伝送信号を送信するためのドライバと、送受信データを制御する通信制御ＩＣで構成されるデータ伝送回路のデータ伝送方法において、実データのあとに連続したＨレベルまたはＬレベルのダミーデータを付加し、実データ送信時に伝送線路に蓄積される蓄積電位を通信制御ＩＣの信号検出特性に応じてあらかじめ決められた極性に再蓄積させるのでデータ送信完了直後に誤ったデータの受信を防ぎ通信エラーの発生を防ぐことができる。
請求項２記載の本発明は、伝送線路上に接続され受信端からの入力信号により、伝送線路上に送信される伝送信号を検出するレシーバと、伝送線路上に伝送信号を送信するためのドライバと、送受信データを制御する通信制御ＩＣで構成されるデータ伝送回路のデータ伝送方法において、実データのビットはＨレベルとＬレベルのどちらかに偏らせたビットパターンとし、データ送信時に伝送線路に蓄積される蓄積電位を通信制御ＩＣの信号検出特性に応じてあらかじめ決められた極性に蓄積させるのでデータ送信完了直後に誤ったデータの受信を防ぎ通信エラーの発生を防ぐことができる。
請求項３記載の本発明は、通信制御ＩＣのキャリア検出レベルに基づいてダミーデータの極性を変更するのでデータ送信完了直後に誤ったデータの受信を防ぎ通信エラーの発生を防ぐことができる。

本発明のデータ伝送方法によれば、実データにダミーデータを追加し、実データ送信中に伝送線路に蓄積された電位をダミーデータに通信制御ＩＣの信号検出特性に応じてあらかじめ決められた極性に再蓄積するので、データ送信完了後、蓄積電位により発生する逆起電圧がレシーバのしきい値電圧をこえないようにすることができ、データ送信完了後にレシーバが誤ったデータを検出することを防ぐことができる。また、送信データのビット毎に蓄積される電位をあらかじめ決められた極性にすることができるため、データ送信完了後、蓄積された電位により発生する逆起電圧がレシーバのしきい値電圧をこえないようにすることができ、データ送信完了後にレシーバが誤ったデータを検出することを防ぐことができる。

以下、本発明の方法の具体的実施例について、図に基づいて説明する。

図１は、本発明のデータ伝送方式を実施するデータ伝送回路のブロック図であり、従来技術の回路と同じものを使用する。

図２は第１の実施例のデータ伝送波形を示したタイミング波形である。この図を用いて本発明の方法を順を追って説明する。
送信データは実データと付加データで構成されてあり、実データのあとに続けてダミーデータを付加して送信する。ダミーデータの極性は、通信制御ＩＣ１のキャリア検出レベルによって変更する必要がある。図１の例では、通信制御ＩＣ１は“０”レベルでキャリアを検出するため、付加データを負極性にすることでデータ送信完了後に蓄積される電位を負極性とする。データ送信完了後に送信イネーブル信号５を“０”としレシーバ４をイネーブルとしたときに発生する逆起電圧を正極性にすることができ、レシーバ４のしきい値電圧をこえないようにすることができるため、レシーバ４が誤ったデータを検出することを防ぐことができる。今回の実施例では、キャリア検出レベルを“０”としているため実データのあとに負極性の付加データを追加したが、“１”でキャリアを検出する回路の場合には、実データのあとに正極性の付加データを追加することで同様の効果を得ることができる。

図３は第２の実施例のデータ伝送波形を示したタイミング波形である。送信データの各ビットがデータの中点ではなくあらかじめ決めておいた極性に電位が偏るようなビットパターンとすることにより、データ送信中に蓄積される電位により発生する逆起電圧がレシーバ４のしきい値電圧をこえないようにすることができる。図１の例では、通信制御ＩＣ１は“０”レベルでキャリアを検出するため、送信データの各ビットが負極性に偏るようなビットパターンとすることにより、データ送信完了後に蓄積される電位を負極性とする。データ送信完了後送信イネーブル信号５を“０”としドライバをＯＦＦしたときに発生する逆起電圧を正極性にすることができ、レシーバ４のしきい値電圧をこえないようにすることができるため、レシーバ４が誤ったデータを検出することを防ぐことができる。今回の実施例に関しては、キャリア検出レベルを“０”としているため負極性に偏るようなビットパターンで送信を行ったが、“１”でキャリアを検出する回路の場合には、負極性に偏るようなビットパターンで送信を行うことで同様の効果を得ることができる。

データ送信中に蓄積される電位をあらかじめ決めた極性に偏らせるというデータ送信方法をとるため、データ送信後に発生する逆起電圧により誤ったデータを受信するのを防ぐことができるため、ＮＣやロボットなどのモーション制御システムだけではなく、セル間や工場間などの大容量データ伝送や長距離伝送といったデータ伝送の用途にも適用できる。

本発明の方法を適用するデータ送信回路のブロック図 本発明の方法の第１の方法の送信データを示す波形 本発明の方法の第２の方法の送信データを示す波形 従来の送信データの１ビット分を拡大した波形 逆起電圧発生時の動作を説明するブロック図 従来の送信データ時の動作を説明する各部の波形 受信データ誤検出時の動作を説明する各部の波形

符号の説明

１ 通信制御ＩＣ
２ トランシーバ
３ ドライバ
４ レシーバ
５ 送信イネーブル信号
６ 送信データ
７ ケーブル
８ 終端抵抗
１１ データ伝送回路

Claims (3)

1. 伝送線路上に接続され受信端からの入力信号により、前記伝送線路上に送信される伝送信号を検出するレシーバと、前記伝送線路上に伝送信号を送信するためのドライバと、送受信データを制御する通信制御ＩＣで構成されるデータ伝送回路のデータ伝送方法において、
   実データのあとに連続したＨレベルまたはＬレベルのダミーデータを付加し、前記実データ送信時に前記伝送線路に蓄積される蓄積電位を前記通信制御ＩＣの信号検出特性に応じてあらかじめ決められた極性に再蓄積させることを特徴とするデータ伝送方法。
2. 伝送線路上に接続され受信端からの入力信号により、前記伝送線路上に送信される伝送信号を検出するレシーバと、前記伝送線路上に伝送信号を送信するためのドライバと、送受信データを制御する通信制御ＩＣで構成されるデータ伝送回路のデータ伝送方法において、
   前記実データのビットはＨレベルとＬレベルのどちらかに偏らせたビットパターンとし、データ送信時に前記伝送線路に蓄積される前記蓄積電位を前記通信制御ＩＣの信号検出特性に応じてあらかじめ決められた極性に蓄積させることを特徴とするデータ伝送方法。
3. 前記通信制御ＩＣのキャリア周波数検出レベルに基づいて前記ダミーデータの極性を変更することを特徴とする請求項１記載のデータ伝送方法。

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