JP4863866B2 - 信号処理システム - Google Patents

Description

本発明はシリアルデータバスのようなデータバスを介して制御される信号処理システムに関する。民生電子機器におけるこのような信号処理システムは一般に、様々な機能を実施するディジタル集積回路（ＩＣ）を含んでいる。例えば、テレビ受像器において、ＩＣは同調、映像処理、及び音声処理を含む信号処理機能を提供する。さらに、マイクロコンピュータ（μＣ）ＩＣは、制御パラメータなどのデータのＩＣへの書込みとステータスデータなどのデータのＩＣからの読出しとにより他のＩＣを制御する。情報はシリアルデータバスのようなデータバスを介してＩＣとコントロールμＣとの間で通信される。

ＥＰ ０ ６９３ ７２９ Ａ１には、マルチプロトコル３線データバスシステムが記載されている。この公知のシリアルデータバスシステムは２つのクロック線と１つのデータ線とを有するデータバスで構成されている。コントローラはシステムの第１動作モードの間は第１のシリアルデータバスプロトコル（ＩＩＣ）に従って第１のクロック信号（ＳＣＬ）と第１のデータ信号（ＤＡＴＡ）とを発生させ、第２動作モードの間は第２のデータバスプロトコル（ＩＭ）に従って第２のクロック信号（ＣＬＯＣＫ）と第２のデータ信号（ＤＡＴＡ）とを発生させる。第１のクロック信号（ＳＣＬ）と第１のデータ信号（ＤＡＴＡ）は第１動作モードの間それぞれ第１信号路、第３信号路上で供給される。第２のクロック信号（ＣＬＯＣＫ）と第２のデータ信号（ＤＡＴＡ）は第２動作モードの間それぞれ第２信号路、第３信号路上で供給される。

マルチプロトコルデータバスシステムの技術的教訓は、ＶＦＤプロトコルと呼ばれるプロトコルにより動作する４線データバスシステムには適用できない。ＶＦＤプロトコルの実際の適用は以下に示されている。

ヨーロッパ規制（ＩＥＣ ６０１０７−１（１００Ａ／５ＦＤＩＳ）によれば、例えばＴＶやＶＣＲのような民生電子機器の待機電力消費は、２００１年１月１日以降は最大５ワットに、２００３年１月１日以降は最大３ワットに、２００５年１月１日以降は最大１ワットに低減させられなければならない。原則として、デバイスを完全に「オフ」状態にするため、すなわち、デバイスを完全に非動作状態にするためには、機械的スイッチを使用することが可能である。すると、一方では、デバイスの電力消費がゼロまで低減される。他方では、赤外線リモートコントロールによって都合よくデバイスを再び「オン」状態にすることがユーザにはできなくなる。なぜなら、デバイスの赤外線レシーバも非動作状態になるからである。

この欠点を回避するため、ＥＰ ０ １５８ ２５１ Ａ１は、メインシステムがスイッチオフされている間、リモートコントロールレシーバを動作状態にしておくことを提案している。

ＥＰ ０ １５８ ２５１ Ａ１に開示されているこの一般的構想を４線シリアルデータバス用のＶＦＤプロトコルに基づいて実現するには、メインシステムと赤外線レシーバを制御する補助コントローラとの間に独立した通信チャネルが必要である。しかし、このアプローチは所望の低エネルギー消費とユーザ利便性を提供する一方で、システムの全体的な製造コストを上げてしまう。

したがって、上記の制限を緩和する信号処理システムを提案することが望ましい。

本発明は、第１信号路、第２信号路、第３信号路、及び第４信号路から成るデータバスを有する信号処理システムを提案する。第１制御手段は、第１動作モードにおいて、クロック信号が存在しているときに、制御信号の第１の状態を発生させる。第１動作モードは民生電子機器の通常動作モードとしてよい。第２制御手段は、第２動作モードにおいて、クロック信号が存在しているときに、制御信号の第２の状態を発生させる。第２動作モードは民生電子機器の待機モードとしてよい。

本発明の有利な実施形態では、第１制御手段は第１動作モードにおいてＶＦＤプロトコルを使用する。制御信号としては、ストローブ信号を選択してよい。

本発明による信号処理システムは、有利には、ディスプレイ用のＶＦＤドライバを有する既存のどのシステムにも組み込むことができる。本発明の基本的な着想はただ１つの物理的配線上に２つの論理チャネルを有するということである。既存の通信に混乱は生じない。既存のＶＦＤプロトコルを拡張するには、２つのことをするだけでよい：ＶＦＤドライバ及び待機モード中に動作する補助ドライバと通信する通信ハードウェアインタフェースを共用するために、ソフトウェアを追加しなければならない。さらに、補助的制御のための付随プロトコルも組み込まれなければならない。有利には、既存の４線接続を使用することができ、新たな操作性を組み込むための付加的なラインは不要である。補助ドライバはメインシステムのためにサブシステム制御を実行することができ、制御メッセージと肯定応答メッセージは完全に２線式で付随プロトコルを通過することができる。最後に、プロトコルは任意ビット長のメッセージに容易に適合させることができる。

図に、本発明の実施例が示されている。

図１は本発明による信号処理システムを含んだ装置のシステム全体図を示している；
図２はデータバス通信接続を示している；
図３は電源切断モードにおけるデータバス通信を示している；
図４は通信システムのフローチャートを示している；
図５及び６は信号処理システムの動作モードを表す波形を示している。

図１には、民生電子機器１の全体的構造が概略的に示されている。機器１は、双方とも主電源ライン４から電源を供給される第１及び第２の部分２，３に構造化されている。第１の部分２はメインシステム６を含んでおり、メインシステム６は主電源７により電源供給される。メインシステム６はＶＣＲ又はＤＶＤプレイヤのメディアドライブ、信号処理回路などを含んでいてよい。いずれの場合も、メインシステム６は高い電力消費を示すすべての素子及び部品を含んでいる。

機器１の第２の部分３は、補助コントローラ８、ＶＦＤドライバ９（例えば、ＮＥＣ社から市販されているμＰＤ１６３１５）、ＩＲレシーバ１１、及び、待機電源１２から成っている。補助コントローラ８は４線シリアルデータバスシステムを介してＶＦＤドライバ９と通信する。待機電源は機器１が電源に接続されるとすぐに部分３のすべての素子に恒常的に電力を供給する。さらに、補助コントローラ８はリレー１３を制御して、機器１の主電源７を選択的にオン又はオフにする。待機モードにおいては、リレー１３は導通状態になく、機器１の電力消費は例えば１ワットに低減される。

図２及び３には、ＶＦＤ通信接続がより詳細に示されている。

図２に示されている電源投入モードでは、補助コントローラはもう１つのＶＦＤドライバとして機能し、並列に接続されている。メインシステムは、元のＶＦＤプロトコルを使用してＶＦＤドライバと通信し、付随ＶＦＤプロトコルを使用してコントローラと通信する。付随ＶＦＤプロトコルについては、以下でより詳細に説明する。ＶＦＤドライバのＤ_ｏｕｔはオープンコレクタ出力でなければならない。そうでなければ、付加的なインタフェースロジックを追加しなければならない。

図３に示されている電源切断モードでは、補助コントローラはフロントパネルからキーをポーリングするホストとなり、ＩＲリモートレシーバからのキーを検出する。補助コントローラは元のＶＦＤプロトコルを使用してフロントパネルキー信号を受信する。メインシステム６に取り付けられたバスは、補助コントローラが主電源をスイッチオフしたときには高いインピーダンスを有するものと仮定される。補助コントローラは電源切断モード及び電源投入モードにおいてＩ／Ｏ方向を再構成する。

図４のフローチャートは補助コントローラ８とメインシステム６との間の通信を図示している。図中の点線１４ａ，１４ｂは、間に通信レベルをはさんで、補助コントローラ８のハードウェアレベルとメインシステム６のハードウェアレベルとを分離している。水平方向の点線１５ａ，１５ｂはそれぞれ機器１の２つの動作モード、すなわち、電源投入モード及び電源切断モードとこの２つの動作モード間にあるトランジションモードとを分離している。

図５には、ストローブＳＴＢ信号とクロックＣＬＫ信号を用いて同時にコマンド又はデータをＶＦＤドライバ９に送るＶＦＤプロトコルの典型的な例が示されている。コマンドはＳＴＢ信号の立ち下がりエッジに続く第１バイトによってデータから区別される。図５から分かるように、データをＶＦＤドライバ９へシフトさせる又はＶＦＤドライバ９からシフトさせるためには、ＳＴＢ信号はつねにクロック信号と連携してローである。

付随ＶＦＤプロトコルの設計において、複数の基準が満たされなければならない：
通常動作時のＶＦＤドライバの任意の乱れを防止するためには、付随ＶＦＤプロトコルは元のＶＦＤプロトコルを混乱させてはならない。これは、付随プロトコルを容易に無視できるようにＶＦＤドライバを構成することで達成することができる。付随ＶＦＤプロトコルは補助コントローラ８によって容易に元のＶＦＤプロトコルから区別できなくてはならない。そして最後に、付随ＶＦＤプロトコルは、メインシステムとデータを交換する番であることを補助コントローラ８に知らせるための開始サイン（又はヘッダ）を含んでいなければならない。もちろん、ＶＦＤドライバ９はこのサインを無視し、このプロトコルにおける入来データに影響を与えない。

図６には、提案された付随ＶＦＤプロトコルが図示されている。この付随ＶＦＤプロトコルでは、クロック信号前のローのストローブ信号が開始サインとして使用される。一方では、クロック信号が存在するときにはストローブ信号はつねにハイに保たれており、そのため元のＶＦＤプロトコルには影響を与えないことに注意することが重要である。他方で、補助コントローラ８はクロック信号が存在しているときにストローブ信号がローに保たれているかを検出することにより元のＶＦＤプロトコルを容易に区別することができる。ストローブ信号がローに保たれていなければ、それは付随ＶＦＤプロトコルである。

元のＶＦＤプロトコルにおいては、クロック信号ＣＬＫが存在しているときにはストローブ信号ＳＴＢはローである。逆に、付随ＶＦＤプロトコルにおいては、クロック信号ＣＬＫが存在しているときにはストローブ信号ＳＴＢはハイである。

本発明による信号処理システムを含んだ装置のシステム全体図を示す。 データバス通信接続を示す。 電源切断モードにおけるデータバス通信を示す。 通信システムのフローチャートを示す。 信号処理システムの動作モードを表す波形を示す。 信号処理システムの動作モードを表す波形を示す。

Claims (12)

1. 選択的に電力供給される第１の部分と、
   第１のドライバと補助コントローラとを有する第２の部分と
   を含む信号処理システムであって、
   該信号処理システムが電力線に接続されているときには恒常的に前記補助コントローラに電力が供給され、
   ４線シリアルデータバスであるデータバスであって、前記データバスの４本の線はストローブ信号用の線、クロック信号用の線、データ入力用の線およびデータ出力用の線を含み、前記データバスの４本の線は前記第１のドライバおよび前記補助コントローラが第１のプロトコルおよび第２のプロトコルで別個に前記第１の部分と通信するために共有される、前記データバスを含み、
   前記第１の部分は前記第１のプロトコルを使用して前記データバスの前記４本の線を介して前記ドライバと通信し、前記第１のプロトコルとは異なる前記第２のプロトコルを使用して前記データバスの前記４本の線を介して前記補助コントローラと通信する、ことを特徴とする信号処理システム。
2. 前記信号処理システムの第１のモードにおいて、前記第１の部分は電源投入され、前記補助コントローラは前記第１の部分の制御の下で第２のドライバとして動作し、
   前記信号処理システムの第２のモードにおいて、前記第１の部分は電源切断され、前記補助コントローラはキーに従って前記信号処理システムを前記第１のモードに切り換えるべきか否かを決定する、請求項１記載の信号処理システム。
3. 前記第２の部分はさらにレシーバを含んでおり、前記補助コントローラは前記信号処理システムを前記第１のモードに切り換えるために前記第２のモードにおいて前記レシーバから前記キーをスキャンする、請求項２記載の信号処理システム。
4. 前記第２のモードにおいて、前記補助コントローラは前記信号処理システムを前記第１のモードに切り換えるためにフロントパネルから前記キーをスキャンする、請求項２記載の信号処理システム。
5. 前記電力線と前記第１の部分との間にリレーが設けられており、当該リレーは前記第１のモードにおいて前記第１の部分を電源投入し、前記第２のモードにおいて前記第１の部分を電源遮断するように前記補助コントローラにより制御される、請求項２記載の信号処理システム。
6. 前記補助コントローラは前記第１のプロトコルを使用して前記フロントパネルから前記キーを受信する、請求項４記載の信号処理システム。
7. 前記第１のドライバの出力側はオープンコレクタである、請求項１記載の信号処理システム。
8. ストローブ信号とクロック信号を同時に用いてコマンドとデータのうちの一方が前記第１のドライバに第１のプロトコルで送られる、請求項１記載の信号処理システム。
9. 前記第１の部分とデータを交換する時間であることを前記補助コントローラに知らせる開始サインが使用される、請求項１記載の信号処理システム。
10. 前記第２のプロトコルでは、前記クロック信号前のローのストローブ信号が前記開始サインとして使用される、請求項８記載の信号処理システム。
11. 前記ストローブ信号は前記第２のプロトコルでは前記クロック信号が存在している間ハイである、請求項１０記載の信号処理システム。
12. 前記ストローブ信号は前記第１のプロトコルでは前記クロック信号が存在している間ローである、請求項１０記載の信号処理システム。

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