JP6455002B2

JP6455002B2 - 回路装置、送信モジュール、電子機器及び移動体

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Description

本発明は、回路装置、送信モジュール、電子機器及び移動体等に関する。

自動車のキーレスエントリーモジュール（鍵側）のように、ＲＦ帯域での送信信号を出力するＲＦトランスミッターが知られている。このような機器では、通信用の回路装置（例えば半導体集積回路、ＩＣ）を、制御用ＩＣ（コントローラー、マイクロコンピューター）により制御することで、送信信号の生成、出力を行っている。

例えば、特許文献１には、制御用ＩＣ（ベースバンドＩＣ）とのインターフェースを持ち、フラクショナル−Ｎ型ＰＬＬ回路（シグマデルタ変調器を有するＰＬＬ回路）により搬送波信号を生成し、パワーアンプでアンテナをドライブし無線を行う回路装置が開示されている。

特開２００６−２６１７１４号公報

回路装置は搬送波の周波数や変調方式等を設定するための情報（送信動作設定情報）と、実際にＲＦ帯域での送信信号に載せて伝送したい送信データの２つの情報を、コントローラーから受ける。送信動作設定情報は、当該情報がなくては所望の送信信号を生成できないため、送信開始前のタイミングでできるだけ高速に受信したいという要求がある。一方、送信データの通信速度は、送信信号を受信する機器（キーレスエントリーモジュールの例であれば自動車側の受信装置）の実装による制約があり、一般的に通信速度は数ｋＨｚ程度でよい。つまり、回路装置とコントローラーとの間では、望ましい送信スピードが異なる複数の情報が送受信されることになる。

しかし特許文献１では、コントローラーと回路装置との間の通信を３線式シリアル通信で行っており、望ましい送信スピードの異なる動作設定通信（送信動作設定情報の通信）とＲＦ送信データ通信（送信データの通信）を、一つのシリアル通信で行っている。このため、通信の送信レートの遅い方に合わせ通信を行うことが必要になり、効率の悪い通信となってしまう。具体的には、送信動作設定情報の通信に時間を要するため、回路装置がアクティブとなってから通信を終了してパワーダウンするまでの時間が長くなり、消費電力が大きくなってしまう。

本発明の幾つかの態様によれば、高速通信を要求されるシリアル信号の通信と、低速通信でよい送信データの通信とで異なる経路を設けることで、効率的な通信を行う回路装置、送信モジュール、電子機器及び移動体等を提供することができる。

[適用例１]
本適用例は、コントローラーから第１の通信速度で送信されるシリアル信号を受けるシリアルインターフェース部と、前記コントローラーから、前記第１の通信速度よりも遅い第２の通信速度で送信される送信データを受ける送信データの入力端子と、前記シリアル信号と前記送信データに基づいて、前記送信データに対応する送信信号を出力する送信回路と、を含む回路装置に関係する。

本適用例では、シリアル信号（狭義には送信動作設定情報）は比較的早い第１の通信速度によりシリアルインターフェース部で受信し、送信データは比較的遅い第２の通信速度により入力端子を介して受信する。これにより、通信速度の異なる２つの受信経路を設けることができるため、受信対象の情報に合わせて効率的な通信を行うこと等が可能になる。

[適用例２]
本適用例では、前記送信信号の送信クロック信号の生成用の発振クロック信号を生成する発振回路を含み、前記シリアルインターフェース部は、前記発振回路の発振起動期間において、前記コントローラーから前記シリアル信号を受けてもよい。

これにより、適切なタイミングでシリアル信号を受信することで、効率的な通信を行うこと等が可能になる。

[適用例３]
本適用例では、発振回路は、発振用容量回路を有し、前記発振回路の前記発振用容量回路の容量は、前記発振起動期間において、通常動作時よりも小さい容量に設定されてもよい。

これにより、発振回路に接続される振動片を短時間で発振させること等が可能になる。

[適用例４]
本適用例では、発振回路は、バッファーを有し、前記発振回路が有する前記バッファーの電流供給能力は、前記発振起動期間において、通常動作時よりも大きな電流供給能力に設定されてもよい。

[適用例５]
本適用例では、前記発振回路は、１つのパッケージに収納されている振動片を発振させてもよい。

これにより、振動片の特性が既知となるため、発振回路を当該振動片の特性に合わせて制御すること等が可能になる。

[適用例６]
本適用例では、前記入力端子を介して、前記送信データを受ける第２のシリアルインターフェース部を含んでもよい。

これにより、送信データ受信用のインターフェースを設けることが可能になる。

[適用例７]
本適用例では、前記シリアルインターフェース部が前記コントローラーから前記送信データの送信開始指示を受けた場合に、前記第２のシリアルインターフェース部は、前記送信データを受けてもよい。

これにより、シリアルインターフェース部での送信開始指示の受信をトリガーとして、第２のシリアルインターフェース部での送信データの受信を開始するというシーケンスを実行すること等が可能になる。

[適用例８]
本適用例では、前記シリアルインターフェース部が、送信コマンドを前記コントローラーから受けて、その後に前記送信開始指示を検出してもよい。

これにより、送信コマンドを受けた後のタイミングにおいて送信開始指示を検出すること等が可能になる。

[適用例９]
本適用例では、前記第２のシリアルインターフェース部は、同期モードでの前記送信データの受信と、非同期モードでの前記送信データの受信を行ってもよい。

これにより、送信データを同期通信で受信すること、及び非同期通信で受信することが可能になる。

[適用例１０]
本適用例では、前記送信回路は、前記シリアル信号として受信する前記送信動作設定情報と前記送信データに基づいて、送信波形を生成する送信波形生成部と、生成された前記送信波形の前記送信信号を出力するパワーアンプと、を含んでもよい。

これにより、送信波形生成部で生成された送信波形の送信信号を、パワーアンプを介して出力することが可能になる。

[適用例１１]
本適用例では、前記シリアル信号として受信する前記送信動作設定情報が書き込まれる設定レジスターを含んでもよい。

これにより、シリアルインターフェース部が受けた送信動作設定情報を設定レジスターに保持すること等が可能になる。

[適用例１２]
本適用例では、前記シリアル信号として受信する前記送信動作設定情報は、前記送信信号の送信クロック信号の周波数、及び前記送信信号の生成に用いられる変調方式の少なくとも一方を設定する情報であってもよい。

これにより、送信動作設定情報を受けることで、送信クロック信号の周波数及び変調方式の少なくとも一方を設定することが可能になる。

[適用例１３]
本発明の他の適用例は、上記の回路装置と、前記コントローラーと、を含み、前記コントローラーは、前記入力端子に接続している出力端子を有する送信モジュールに関係する。

[適用例１４]
本発明の他の適用例は、上記の回路装置を含む電子機器に関係する。

[適用例１５]
本発明の他の適用例は、上記の回路装置を含む移動体に関係する。

本実施形態に係る回路装置の基本的な構成例。本実施形態の回路装置を適用したシステムの構成例。回路装置の詳細な構成例の機能ブロック図。図４（Ａ）、図４（Ｂ）はＳＰＩを用いて設定レジスターの書き込み、読み出しを行う場合の制御タイミングの例。第２のシリアルインターフェース部の詳細な構成例。回路装置とコントローラーの間の通信シーケンスの説明図。非同期モードで送信データの受信、送信信号の出力を行う場合のタイミング例。同期モードで送信データの受信、送信信号の出力を行う場合のタイミング例。発振回路の詳細な構成例。振動片と回路装置がマウントされたパッケージの詳細な構成例。振動片と回路装置がマウントされたパッケージの詳細な構成例。電子機器の構成例。移動体の構成例。

以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。

１．本実施形態の手法
まず本実施形態の手法について説明する。上述したように、ＲＦ帯域の送信信号を出力する回路装置は、コントローラー（マイクロコンピューター）と通信を行って動作する。具体的には、送信信号を用いて受信側に対して送信する対象となる送信データを受ける必要があるし、当該送信信号の生成に用いられる搬送波の周波数や、変調方式等、種々の設定を行うための送信動作設定情報を受ける必要がある。

その際、送信動作設定情報は、当該情報がなくては所望の送信信号を生成できないため、送信開始前のタイミングでできるだけ高速に（例えば数ＭＨｚのレートで）受信したいという要求がある。一方、送信データの通信速度は、送信信号を受信する機器（キーレスエントリーモジュールの例であれば自動車側の受信装置）の実装による制約があり、一般的に通信速度は数ｋＨｚ程度でよい。つまり、回路装置とコントローラーとの間では、望ましい送信スピードが異なる複数の情報が送受信されることになる。

しかし特許文献１では、３線式シリアルインターフェース（ＳＰＩ、Serial Peripheral Interface）を用いて、送信動作設定情報と送信データの両方の通信を行っている。上述したように、送信データの通信速度は、送信信号を受信する機器の実装による制約がある。ここで想定している回路装置のユースケースとは、回路装置を購入したユーザーが自らコントローラーを用意（自作、或いは条件にあうコントローラーを別途購入）することで、図１２や図１３を用いて後述する電子機器、移動体を実現するというものである。つまり、送信データをユーザーの望む通信速度で受け手側に出力するには、コントローラーと回路装置との間での送信データの通信速度を、上記制約により定まる通信速度に基づき設定すればよい。このようにすれば、回路装置は受け取った送信データをそのままＲＦ帯域の送信信号にのせて出力することになるため、コントローラーの実装、選択等におけるユーザーの自由度を高くできるためである。

このような点を鑑みれば、回路装置とコントローラーの間のシリアルインターフェースを用いた通信は、より低速である送信データの通信速度を基準として設定することになる。そのため、送信動作設定情報についても例えば数ｋＨｚといったレートで通信を行うことになるため、非効率的な通信となる。具体的には回路装置による送信動作設定情報の受信に時間を要する。

自動車のキーレスエントリーモジュールを考えればわかりやすいように、ＲＦ帯域での送信信号を出力する回路装置は、小型軽量であり、持ち運びを前提とした電子機器に用いられるケースが多い。このような場合、当該電子機器はバッテリー等の二次電池により駆動されるため、省電力の重要性が高い。そのため、本実施形態に係る回路装置は、データ送信時等、必要な状況においてアクティブとなり、それ以外の状況ではパワーダウンしていることが望ましい。さらに、そのような制御による効率的な省電力化を実現するのであれば、データの送信に要する時間をできるだけ短縮するとよい。１回の通信に時間がかかってしまうと、結果として回路装置がアクティブとなる割合が高くなってしまうためである。

図６を用いて後述するように、送信信号の出力完了までに回路装置はいくつかの状態を遷移していくことになる。そのうち、図６のTransmitter Activeで示した部分は、コントローラーから受けた送信データを送信信号にのせて出力している時間となる。この時間に関しては、上述したように送信データの通信速度に制約がある以上、短縮は容易でない。それに対して、送信動作設定情報の送信時間が短くなれば、通信を行うための準備フェーズの１つであるATOSC-Activeの期間を短縮することが可能になる。つまり、送信動作設定情報を高速で通信することは効率的な通信、特に省電力化という観点から重要であるのに対して、特許文献１の手法ではそれが困難であった。

それに対して本出願人は、送信動作設定情報の通信と、送信データの通信とで異なる通信経路を設ける手法を提案する。具体的には、本実施形態に係る回路装置２０は図１に示したように、コントローラー１０から第１の通信速度で送信されるシリアル信号を受けるシリアルインターフェース部２５１と、コントローラー１０から、第１の通信速度よりも遅い第２の通信速度で送信される送信データを受ける送信データの入力端子ＴＸＤＡＴと、シリアル信号と送信データに基づいて、送信データに対応する送信信号を出力する送信回路２０５を含む。

このようにすれば、高速通信が望まれる送信動作設定情報は、比較的高速なシリアルインターフェース部２５１を用いてシリアル信号として受信し、上記制約により低速通信となる送信データの通信は、比較的低速な入力端子ＴＸＤＡＴを介した通信とすることが可能になる。そのため、通信対象となる情報に合わせた通信速度により通信を行うことが可能になるため、効率的な通信を実現できる。特に、送信動作設定情報を高速（数ＭＨｚ）で通信できるため、データ送信に要する時間の短縮や、回路装置２０の省電力化等も可能になる。なお、シリアル信号の具体例は上述したように送信動作設定情報であるが、シリアル信号はこれに限定されず、シリアルインターフェース部２５１により受信可能であり、比較的高速での通信が望まれる種々の信号であってもよい。また、以下ではシリアル信号として送信動作設定情報を受信するものとして説明を行うが、当該送信動作設定情報を他のシリアル信号に拡張して考えることが可能である。

また、ここでの送信信号はＲＦ帯域の信号であってもよい。ここでＲＦ（Radio Frequency）とは、無線通信に利用される周波数の電磁波や電気信号を表す。具体的には、３００Ｈｚ〜３ＴＨｚ程度の範囲が無線通信によって利用可能であるため、本実施形態に係るＲＦ帯域の送信信号も、この範囲のいずれかの周波数の信号となる。なお、無線通信に用いる周波数には規格等による制限もあるため、本実施形態の送信信号の周波数は状況に応じて決定されることになる。

なお、本実施形態の手法に対する比較例としては、コントローラーにおいてボーレート（通信レート）を切り替える手法が考えられる。例えば、第１のレジスターと第１のカウンターにより実現される第１のプリスケーラーと、第２のレジスターと第２のカウンターにより実現される第２のプリスケーラーをコントローラーに持たせればよい。ここで第１のプリスケーラーの分周比を小さくし、第２のプリスケーラーの分周比を大きくすれば、第１のプリスケーラーを用いた通信は高速で行われ、第２のプリスケーラーを用いた通信は低速で行われる。このようにすれば、送信動作設定情報の通信を行う際に第１のプリスケーラーを用い、送信データの通信を行う際に第２のプリスケーラーを用いれば、それぞれの情報に適した速度での通信が可能になる。なお、ボーレートの切り替え手法は種々の変形実施が可能であり、例えば２つのプリスケーラーでレジスターを共通とし、当該レジスターに書き込まれる値を切り替えること等が可能である。

しかし、全てのコントローラーがこのようなボーレートの切り替えを行えるものではない。そのため、ユーザーはコントローラーを用意する際に、ボーレートの切り替えが可能なものを選択する必要があり、コントローラーの選択の幅を狭めてしまう。

具体的には、シリアルインターフェースを用いた通信（特にＳＰＩ）は本来数ＭＨｚといったオーダーでの高速通信を行うことを前提としている。ＲＦ帯域での通信を想定した場合、上述したように送信信号を受信する機器の実装による送信データの通信速度の制約があるため、ＳＰＩを用いて数ｋＨｚでの通信を行う前提で上記の説明をしたのであり、本来ＳＰＩはその数倍〜千倍程度、高速で通信することを想定している。そのため、ボーレートの切替を行うためには、通常想定されるＭＨｚオーダーの通信速度をｋＨｚオーダーまで落とすプリスケーラー、すなわち分周比が非常に大きい（例えば１０００分周するような）プリスケーラーを用いなくてはならない。そのため、そもそもそのような分周比が大きいプリスケーラーを有さないコントローラーは、上述したボーレート切り替えが不可能となる。逆に上記切り替えを可能にするには、非常に分周比の大きいプリスケーラーをコントローラーに実装する必要があり、回路構成の負担が大きい。

つまり、ボーレートを切り替える比較例も、効率的な通信を実現するには問題が残ることとなるため、本実施形態では送信動作設定情報の通信と、送信データの通信とで異なる通信経路を設けるものである。

以下、本実施形態に係る回路装置の具体的な構成例について説明した後、コントローラーと回路装置の間の通信シーケンスの詳細について説明する。さらに、回路装置に含まれる発振回路の構成や動作例を詳細に説明した後、当該発振回路により発振される振動片を、本実施形態の回路装置とワンパッケージで実現する例を説明する。その後、設定レジスターについて説明した後、本実施形態の手法を適用可能な他の例を説明する。

２．回路装置の構成例
図２に、本実施形態に係る回路装置を適用したシステムの構成例を示す。図２のシステムは、コントローラー１０、回路装置２０、整合回路３０、アンテナ４０、電池ＢＡＴ（電源、バッテリー）を含む。このシステムは、例えば無線送信器（ＲＦトランスミッター）である。

回路装置２０は、コントローラー１０からの制御に基づいて無線送信信号（ＲＦ帯域の送信信号）を生成し、整合回路３０とアンテナ４０を介して無線送信を行う装置である。具体的には、回路装置２０には水晶振動子（狭義には後述するように回路装置２０とワンパッケージ化された振動片５０）が接続され、回路装置２０に内蔵された発振回路１００により振動片５０を発振させる。回路装置２０は、その発振信号から生成したクロック信号を端子ＴＣＫＱからコントローラー１０へ供給してもよい。

コントローラー１０は、そのクロック信号に基づいて動作し、回路装置２０のイネーブル端子ＴＥＮ、データ入出力端子ＴＳＤＩＯ、データ入出力クロック端子ＴＳＣＫを介して制御信号や、無線送信データを入出力する。

回路装置２０は、発振信号をＰＬＬ回路２１０により逓倍して無線通信の搬送波信号を生成し、その搬送波信号を送信データに基づいて変調して送信信号を生成し、その送信信号を、出力端子（無線送信端子）ＴＲＦＣ、ＴＰＡＱ等を用いて出力する。整合回路３０は、回路装置２０とアンテナ４０の間のインピーダンスマッチングを行う回路である。送信信号は、その整合回路３０を介してアンテナ４０から送信される。

図２の例では、回路装置２０の複数の端子のうち、アナログ用端子であるＴＶＤＤ、ＴＶＳＳ、ＴＲＦＣ、ＴＰＡＱ、ＴＶＳＰＡを第１の方向側の第１の辺に設け、デジタル用端子であるＴＸＤＡＴ、ＴＥＮ、ＴＳＣＫ、ＴＳＤＩＯ、ＴＣＫＱを第１の方向の反対方向である第２の方向側の第２の辺に設けている。

この場合、コントローラー１０は、回路装置２０のデジタル用端子が設けられる辺に対向して実装される。一方、整合回路３０やアンテナ４０（例えばプリント基板の配線パターンで形成したパターンアンテナ）は、回路装置２０のアナログ用端子が設けられる辺に対向して実装される。

このような実装配置は、デジタル用端子とアナログ用端子を２辺に分離したことで可能となっている。すなわち、回路装置２０から、パッケージ外の実装基板上に至るまで、デジタル部とアナログ部を明確に分離（図２では左右に分離）することができる。実装基板上における配線も、コントローラー１０から対向する辺のデジタル用端子へ接続し、整合回路３０から対向する辺のアナログ用端子へ接続するだけであり、実装基板上での配線引き回しが非常にシンプルである。以上から、通常では小型化によりクロストークが生じやすい条件となるにも関わらず、図２に示した構成ではデジアナ間のクロストークが生じる余地が非常に少ない無線通信システムを構築できる。

ただし、本実施形態に係る回路装置２０や、回路装置２０を含むシステムの構成は図２に限定されず、種々の変形実施が可能である。

図３に、回路装置２０の詳細な構成例の機能ブロック図を示す。回路装置２０は、振動片の発振回路１００と、発振回路１００からの発振信号に基づいて無線通信処理を行う送信回路２０５と、を含む。そして送信回路２０５は、シリアル信号として受信する送信動作設定情報と送信データに基づいて、送信波形を生成する送信波形生成部と、生成された送信波形の送信信号を出力するパワーアンプ２２０を含む。ここでの送信波形生成部は、図３に示したように、フラクショナル−Ｎ型ＰＬＬ回路２１０（以下、ＰＬＬ回路２１０とも記載する）により実現できる。また、送信回路２０５は図３に示したように、アンテナチューニング回路２８０を含んでもよい。

また、回路装置２０は制御回路２５０を含む。ここでの制御回路２５０は、図３に示したようにシリアルインターフェース部２５１、第２のシリアルインターフェース部２５２を含む。また回路装置２０は、クロック分周器２６０、電源回路３００を含む。

ＰＬＬ回路２１０は、発振回路１００からの発振信号を基準クロック信号として分数逓倍（整数逓倍を含む）を行って搬送波信号を生成し、その搬送波信号を変調して送信信号を生成する。

具体的には、ＰＬＬ回路２１０は、位相比較回路２１１、チャージポンプ回路２１２、ローパスフィルター２１３、電圧制御発振器２１４（ＶＣＯ）、出力分周器２１５、フラクショナル分周器２１６（フィードバック分周器）を含む。

位相比較回路２１１は、フラクショナル分周器２１６を介してフィードバックされたＰＬＬ発振信号の位相と基準クロックの位相とを比較し、その位相差に基づく電圧信号を出力する。チャージポンプ回路２１２は、位相比較回路２１１からの電圧信号を電流信号に変換する。ローパスフィルター２１３は、チャージポンプ回路２１２からの電流信号を電圧信号に変換するとともにローパスフィルター処理を行う。電圧制御発振器２１４は、ローパスフィルター２１３からの電圧値に応じた周波数で発振する。フラクショナル分周器２１６は、電圧制御発振器２１４からのＰＬＬ発振信号を分数（整数＋小数）の分周比で分周する。この分数分周によって基準クロックの分数逓倍が可能となる。

この分数の分周比は、例えば次のようにして行う。すなわち、フラクショナル分周器２１６は、複数の整数分周比を切り替えられる分周器と、デルタシグマ変調器とを有する。デルタシグマ変調器は、平均値が所望の分数となるような切り替え信号をデルタシグマ変調によって生成し、その切り替え信号によって複数の整数分周比を切り替える。例えば、Ｎ分周とＮ＋１分周を１：１で切り替えれば、平均としてＮ＋０．５の分数分周比となる。

出力分周器２１５は、電圧制御発振器２１４からのＰＬＬ発振信号を分周し、送信信号として出力する。すなわち、出力分周器２１５が出力する信号の周波数が搬送波周波数となる。

無線通信を行うには、上記の搬送波を変調する必要があるが、例えば次のようにして変調を行う。すなわち、制御回路２５０がコントローラー１０から送信データを受け取り、その送信データに基づいてフラクショナル分周器２１６の分周比を変調させる。これによってＰＬＬの発振周波数（逓倍率）が変調されるので、いわゆるＦＳＫ変調による無線通信が可能となる。

無線通信では、例えば各国の法令によって通信に使える周波数が異なっている。そのため、多数の周波数の搬送波を生成する必要があり、従来は搬送波の周波数に対応して、発振周波数の異なる水晶振動子を組み合わせて用いていた。この組み合わせのため、水晶振動子は外付けのものを用いる必要があった。この点、本実施形態では、フラクショナル−Ｎ型ＰＬＬ回路２１０を用いることで、同一発振周波数の水晶振動子であっても分数逓倍によって多数の周波数の搬送波を発生させることが可能である。これにより、図１０、図１１を用いて後述するように、振動片５０と回路装置２０をワンパッケージ化することも可能となった。

また、図３に示したように、回路装置２０は設定レジスター１５０を含む。設定レジスター１５０は、動作設定や制御に用いられる。設定レジスター１５０へのデータの書き込みや、設定レジスター１５０からのデータの読み出しは、シリアルインターフェース部２５１を介した通信（狭義にはＳＰＩを用いた通信）により行われる。なお、シリアルインターフェース部２５１を介した通信は、設定レジスター１５０の書き込み、読み出しを行うものに限定されず、送信コマンドの受信等に用いられる。送信コマンドの詳細については後述する。

設定レジスター１５０で保持されるデータの詳細については後述するものとし、ここでは図４（Ａ）、図４（Ｂ）を用いて設定レジスター１５０の書き込み、読み出しの制御タイミングについて説明する。図４（Ａ）はＳＰＩにより設定レジスター１５０に対してデータを書き込む場合の制御タイミングを表し、図４（Ｂ）はＳＰＩにより設定レジスター１５０からデータを読み込む場合の制御タイミングを表す。

データの書き込みは、シリアルクロックＳＣＫ（端子ＴＳＣＫで受信される信号）の立ち下がりに同期する。具体的には、シリアルインターフェース部２５１は、ＥＮ（イネーブル信号、端子ＴＥＮで受信される信号）の立ち上がり後、シリアルクロックＳＣＫに同期させて２ビットのコマンドビットを受信する。具体的には端子ＴＳＤＩＯで送受信される信号ＳＤＩＯのうち、図４（Ａ）の”０１”の２ビットがコマンドビットである。図４（Ａ）では設定レジスター１５０の書き込みコマンドを”０１”とする例を示している。そして、コマンドビットの次に、書き込みたい設定レジスター１５０のアドレスを６ビットでコントローラー１０から受信する。アドレスは図４（Ａ）のＡ５〜Ａ０に相当する。続けてＡ５〜Ａ０で表されるアドレスに書き込みたいデータを８ビットで受信する。図４（Ａ）の例ではＤ７〜Ｄ０が書き込まれるデータである。回路装置２０では、上記の制御によって、設定レジスター１５０に対してデータを書き込むことになる。

一方、データの読み出しはシリアルクロックＳＣＫの立ち下がりに同期する。図４（Ｂ）に示したとおり、読み出しの場合もまず２ビットのコマンドビットを受信し、その後読み出したい設定レジスター１５０のアドレスを６ビットで受信する。ここでは、設定レジスター１５０の読み出しコマンドを”００”とする例を示している。また、アドレスは図４（Ａ）と同様にＡ５〜Ａ０である。アドレスの送信後、指定したアドレスのデータが設定レジスター１５０から読み出されるため、回路装置２０は当該データをコントローラー１０に対して送信する。図４（Ｂ）の例ではＤ７〜Ｄ０のデータが設定レジスター１５０のＡ５〜Ａ０に対応するアドレスから読み出されることになる。

図３からわかるように、本実施形態の回路装置２０は、入力端子ＴＸＤＡＴを介して、送信データを受ける第２のシリアルインターフェース部２５２を含む。これにより、端子ＴＳＣＫ、ＴＳＤＩＯ（パッドＰＳＣＫ、ＰＳＤＩＯ）を介したシリアルインターフェース部２５１によるシリアル通信（狭義には３線シリアルインターフェースによる通信）とは異なる経路を用いて、コントローラー１０からデータを受けることが可能になる。つまり、入力端子ＴＸＤＡＴ（パッドＰＸＤＡＴ）と第２のシリアルインターフェース部２５２を用いて送信データを受信することで、上述したように効率的な通信が可能になる。

また、第２のシリアルインターフェース部２５２は、同期モードでの送信データの受信と、非同期モードでの送信データの受信を行う。つまり第２のシリアルインターフェース部２５２による送信データの受信では、同期通信を行ってもよいし非同期通信を行ってもよく、状況に応じて適切なモードを選択可能である。

図５に第２のシリアルインターフェース部２５２の構成例を示す。第２のシリアルインターフェース部２５２は、セレクター２５２１と、ステータスレジスター２５２２と、ラッチ回路２５２３を含む。セレクター２５２１は、シリアルインターフェース部２５１への入力に用いられる端子ＴＳＤＩＯと、入力端子ＴＸＤＡＴからのデータを受け付け、設定レジスター１５０の状態に応じて一方を選択する。上述してきたように、本実施形態では基本的にＴＸＤＡＴが選択されることになる。ただし、場合によっては特許文献１等の従来手法と同様に、ＳＰＩを用いて受信したデータを送信信号にのせて出力してもよい。つまり図５のセレクター２５２１は、本実施形態の手法により入力端子ＴＸＤＡＴを介して送信データを受信するモードであれば、ＴＸＤＡＴからのデータを選択し、従来手法のようにＳＰＩにより送信データを受信するモードであれば、ＳＤＩＯの信号（端子ＴＳＤＩＯを介して受信した信号）を選択するものである。なお、どちらのモードを選択するかは、例えば設定レジスター１５０に記憶された選択用データにより決定すればよい。

そして、ステータスレジスター２５２２は、シリアルインターフェース部２５１から入力されるＴｘ−ＳｔａｒｔとＴｘＭｏｄｅを記憶する。Ｔｘ−Ｓｔａｒｔとは送信の開始を表すフラグデータであり、具体的には図６を用いて後述するシリアルクロック（ＳＣＫ）のエッジが検出された場合に１となる信号である。また、ＴｘＭｏｄｅは同期モードか非同期モードかを決定するフラグデータであり、後述する図７や図８の例であればＳＤＩＯのＡに示したビットに対応する。

ラッチ回路２５２３は、セレクター２５２１の出力信号そのままを出力するか、ラッチをかけたものを出力するかを決定する。具体的には、Ｔｘ−Ｓｔａｒｔに基づいて、ステータスレジスター２５２２からイネーブル信号が読み出された場合にラッチ回路２５２３が動作を開始する。そして、ＴｘＭｏｄｅの信号に基づいて決定されるステータスレジスター２５２２のＭｏｄｅＳｅｌｅｃｔのフラグを読み出す。当該フラグが非同期モードを表す場合には、セレクター２５２１の出力信号をそのまま出力する。ここで「非同期」とは、コントローラー１０から入力されセレクター２５２１から出力される信号（ＴＸＤＡＴ、ＳＤＩＯの信号）は回路装置２０内部のクロックとは同期しないことを表している。

一方、同期モードである場合には、ラッチされた信号から送信信号を生成する。ラッチを行うクロック信号は回路装置２０内部のクロックを分周して生成すればよく、この場合精度の高い通信が可能になる。このクロック信号は、具体的には図８を用いて後述するBitrate Signal（ビットレートシグナル）である。ＴｘＭｏｄｅ信号は、例えば図６の「送信コマンド」においてコントローラー１０からシリアルインターフェース部２５１に対して送信される情報を、第２のシリアルインターフェース部２５２に対して転送すればよい。同期モード、非同期モードにおける通信タイミングの詳細（各端子でコントローラー１０から受信する信号の時間変化の例）については図７や図８を用いて後述する。

第２のシリアルインターフェース部２５２からは、以上の制御に従って信号ＸＭＤＡＴが出力される。この信号ＸＭＤＡＴは、実際に送信信号にのせて出力する対象データであり、送信信号の作成（搬送波の変調）に用いられる信号である。つまり、ＸＭＤＡＴは送信信号の生成に用いられる信号であり、送信回路２０５の波形生成部（例えばＰＬＬ回路２１０であり、さらに具体的にはフラクショナル分周器２１６）に対して出力されることになる。

上記の例であれば、ＸＭＤＡＴとしては４種類の信号が考えられ、第１がＳＤＩＯの信号そのままのケース、第２がＴＸＤＡＴの信号そのままのケース、第３がＳＤＩＯの信号をラッチした信号のケース、第４がＴＸＤＡＴの信号をラッチした信号のケースである。これらは上述したように、送信データの受信において端子ＴＳＤＩＯと端子ＴＸＤＡＴのどちらを用いるか、及び同期モードと非同期モードのどちらを用いるかに応じて決定されることになる。

なお、図３では電源回路３００は、アナログ回路にアナログ用電源電圧ＶＲＡを供給する第１のレギュレーター３１０と、デジタル回路にデジタル用電源電圧ＶＲＤを供給する第２のレギュレーター３２０と、を含むものとした。これは電源電圧（電源ライン）を介したデジアナ間のクロストーク（ノイズのカップリング）を抑制することを考慮したものである。

３．コントローラーと回路装置の通信シーケンス
回路装置２０から送信信号を出力するためには、いくつかの段階を経る必要がある。具体的には、第１に、回路装置２０自体をイネーブルにし、第２に、発振回路１００により振動片５０を発振させて基準クロックを生成し、第３に、当該基準クロックを用いて送信波形生成部（ＰＬＬ回路２１０）で送信波形を生成、出力する。また、上記第３の段階をさらに細分化すれば、ＰＬＬ回路２１０における搬送波周波数（クロック周波数）を所望の値にロックし、その後に送信データを受信して送信波形を生成する必要がある。さらに、送信波形を生成するためには、それより前のタイミングにおいて搬送波周波数や変調方式等、必要な情報（すなわち送信動作設定情報）を取得しておく必要がある。

以上の点を踏まえたコントローラー１０と回路装置２０の通信シーケンスを表したものが図６である。図６の横軸は時間の経過を表す。図６からわかるように、ここでは４つのフェーズを設定しており、Power downは回路装置２０の必要最低限の回路のみ動作させ、最小限の消費電流に設定される状態、ATOSC-Activeは発振回路１００により振動片を発振させている状態、PLL-ActiveはＰＬＬ回路２１０をアクティブとしている状態、Transmitter Activeは実際に送信信号を出力している状態を表す。図６は各状態においてシリアルインターフェース部２５１が受ける信号（ＳＰＩによる通信）と、第２のシリアルインターフェース部２５２が受ける信号を表している。

まず、Power downの状態において、イネーブル信号（端子ＥＮからの信号）が入力された場合に、回路装置２０はATOSC-Activeに移行する。具体的には、イネーブル信号の受信後に、電源電圧に基づいてレギュレーターを介して基準電圧が供給され、発振回路１００により振動片５０の発振が開始される。振動片５０の発振には所定時間が必要であり、ここでは当該時間を発振起動期間ｔ_ＸＴＡＬとしている。ｔ_ＸＴＡＬは例えば５００μｓｅｃ程度の時間である。

ＰＬＬ回路２１０が適切な送信波形を生成するためには、発振回路１００により振動片５０が所定の周波数で発振している、すなわち発振回路１００から所定周波数である基準クロックが供給されている必要がある。そのため、ATOSC-ActiveからPLL-Activeへの移行は、少なくともｔ_ＸＴＡＬ経過後となる。

しかしこの間であっても、シリアルインターフェース部２５１を用いたシリアル通信は可能である。つまり、ＰＬＬ動作用の情報である送信動作設定情報を発振起動期間ｔ_ＸＴＡＬに受信することで、効率的な動作が可能になる。具体的には、本実施形態に係る回路装置２０は送信信号の送信クロック信号（搬送波周波数の信号）の生成用の発振クロック信号（上記で言う基準クロック）を生成する発振回路１００を含み、シリアルインターフェース部２５１は、発振回路１００の発振起動期間ｔ_ＸＴＡＬにおいて、コントローラー１０からシリアル信号を受ける。

さらに具体的には、シリアルインターフェース部２５１は、発振回路１００の発振起動期間ｔ_ＸＴＡＬにおいて、コントローラー１０から送信動作設定情報を受けてもよい。これは図６において「送信動作設定情報」と記載した箇所に相当し、端子ＴＳＣＫ、ＴＳＤＩＯを用いた通信により、ｔ_ＸＴＡＬの期間内に送信動作設定情報の受信が行われる。

仮に送信動作設定情報の受信に要する時間がｔ_ＸＴＡＬに比べて非常に長くなってしまう場合、ｔ_ＸＴＡＬにおいて送信動作設定情報の受信を開始したとしても、結局送信動作設定情報の受信完了まではＰＬＬ回路２１０の動作に移行できないため、動作時間の短縮（及びそれによる省電力）という観点からは効果が十分でない。具体的には、振動片５０の発振は完了しているのに、送信動作設定情報の受信完了を待機している状態となる。

その点、本実施形態では上述してきたように、シリアルインターフェース部２５１を用いた通信（例えばＳＰＩによる通信）で送信動作設定情報を受信するため、送信レートはＭＨｚオーダーと比較的高速である。そのため、振動片５０の発振と、送信動作設定情報の受信を平行して行うことによる動作の効率化の効果が大きい。

なお、同様の観点から考えれば、送信動作設定情報の受信に要する時間に比べてｔ_ＸＴＡＬが非常に長くなってしまう場合についても、効率化の効果は十分でない。そのため、送信動作設定情報を高速通信するのに合わせて、振動片５０を短時間で発振させることも考慮するとよい。この点については図９を用いて後述する。

発振回路１００から発振クロック信号の供給が開始され、またシリアルインターフェース部２５１により送信動作設定情報の受信が完了した場合には、ＰＬＬ回路２１０が動作可能となる。そこで図６に示したように、シリアルインターフェース部２５１を用いた通信により設定レジスター１５０のＰＬＬ＿ＥＮ（ＰＬＬ回路２１０のイネーブル、ディスエーブルを制御するデータアドレス）に１を書き込む。具体的には、コントローラー１０から設定レジスター１５０への書き込み命令が送られ、回路装置２０はシリアルインターフェース部２５１により当該命令を受信し、設定レジスター１５０への書き込みを行う。

ＰＬＬ＿ＥＮに１が書き込まれると、PLL-Activeに遷移し、ＰＬＬ回路２１０がアクティブとなる。そしてＰＬＬ回路２１０が所定周波数でロックされた後に、Transmitter Activeに遷移し送信信号を用いて送信データの送信を開始する。

ただし送信動作設定情報を受信することで、少なくともＰＬＬ回路２１０の動作を開始できるだけの情報（例えば搬送波の周波数に関する情報）は取得されているが、実際に送信信号の出力を開始するには種々の設定データが必要となる。例えば、第２のシリアルインターフェース部２５２を用いた送信データの受信を、同期モードで行うか非同期モードで行うか、送信時の符号形式をどのようにするかといった設定である。

また、回路装置２０の１回の動作中に、搬送波の周波数や変調方式を変更する可能性もある。例えば、所与の周波数を用いた場合に通信を失敗した、或いはユーザーから周波数の変更を指示する操作があったといった場合である。その場合、Transmitter Activeに遷移した後にも、再度PLL-Activeに戻り設定を変更できることが望ましい。ここでの「１回の動作」とは、電源がコントローラー１０及び回路装置２０に供給され（Power downからアクティブ状態に移行して）、送信データの出力を行い、出力完了後に再度Power downに戻るまでの動作を表す。なお、アクティブ状態からPower down状態への遷移手法は種々考えられるが、例えばTransmitter Activeの状態でＥＮを立ち下げることでパワーアンプ２２０をオフにしてPLL-Activeに遷移し、PLL-Activeに遷移後、所定期間の経過でPower downに移行するものとしてもよい。

そこで本実施形態では、送信動作設定情報としては、搬送波周波数の候補及び、変調方式の候補をそれぞれ所定数だけ設定する情報を受信し、その後の送信コマンドにおいて、当該候補のうちのいずれを用いるかを決定するものとする。そして送信コマンドにおいて、上述した同期非同期のモード等を設定する付加情報を合わせて受信すればよい。

この場合、PLL-Activeのフェーズは、とりあえず何らかの設定を用いて（例えば送信動作設定情報に含まれる周波数候補のうちの１つを用いて）動作を開始し、その後送信コマンドを受信して、実際の送信信号の出力に用いられる周波数にＰＬＬ回路２１０をロックし、その後送信を開始するという手順を経ることになる。

つまり、シリアルインターフェース部２５１がコントローラー１０から送信データの送信開始指示を受けた場合に、第２のシリアルインターフェース部２５２は、送信データを受ける。具体的には上述したように、第２のシリアルインターフェース部２５２による送信データの受信は、入力端子ＴＸＤＡＴを介して行えばよい。図６からわかるように、本実施形態では送信が実際に開始される前の準備フェーズ（設定情報の受信フェーズ）では、シリアルインターフェース部２５１を用いてコントローラー１０と回路装置２０間の通信を行い、実際の送信信号の出力フェーズでは、第２のシリアルインターフェース部２５２を用いて通信を行う。そして準備フェーズ（PLL-Active）から出力フェーズ（Transmitter Active）への遷移は、図６に示したようにシリアルインターフェース部２５１による送信開始指示の受信となる。

さらに具体的には、本実施形態の回路装置２０では、シリアルインターフェース部２５１が、送信コマンドをコントローラー１０から受けて、その後に送信開始指示を検出する。ここでの送信開始指示とは、狭義にはシリアルクロックのエッジであってもよい。

つまり、送信開始指示はシリアルクロック（ＳＣＫ）のエッジを用いればよい。ここでのエッジは立ち上がりでもよいし立ち下がりでもよい。ただし、上述したように送信信号の出力を開始するには送信コマンドの受信が必要となる。そのため、送信開始指示として検出するのは、送信コマンド受信後のシリアルクロックのエッジに限定される。また、送信コマンドの受信後には、当該コマンドに含まれる情報を用いてＰＬＬ回路２１０を安定化（ロック）する必要がある。そのため、シリアルクロックのエッジの受信は、送信コマンドの受信後であって、安定化に必要な時間の経過後となることが望ましい。

以上の通信シーケンスのうち、コントローラー１０から送信コマンドを受信してから、実際に送信データを用いた送信信号の出力が実行されるまでの通信タイミングの詳細について、非同期モードと同期モードに分けて図７、図８を用いて説明する。

図７が入力端子ＴＸＤＡＴ（及び第２のシリアルインターフェース部２５２）において、非同期モードで送信データを受信する場合の通信タイミングの例である。この場合、イネーブル信号ＥＮの立ち上げ後、図７に示したようにシリアルインターフェース部２５１により、送信コマンドを受信する。具体的には、シリアルクロックＳＣＫに合わせて、２ビットのコマンドビットを受信する。コマンドビットを受信する点は、設定レジスター１５０の書き込み、読み出し時と同様である。ただし、コマンドビットの内容は、書き込み時（図４（Ａ）の例では”０１”）と、読み出し時（図４（Ｂ）の例では”００”）のいずれとも異なる必要があり、図７の例では”１１”としている。

そして、コマンドビットの後には、６ビットの送信コマンドを受信する。送信コマンドの具体例は上述したとおりであり、Ａ〜Ｆの各ビットは、同期モード非同期モードを決定するビット、符号化方式を決定するビット、搬送波周波数を決定するビット、変調方式を決定するビット等に対応する。図７の例では、Ａが１の場合に同期モード、０の場合に非同期モードとなるビットであり、図７ではＡ＝０であるため、ここで非同期モードが選択されることになる。

送信コマンドの受信後には、第２のシリアルインターフェース部２５２を介して送信データを受信する。ただし、上述したように送信コマンドで決定された内容でＰＬＬ回路２１０を安定化させる必要があり、図７では当該安定化に要する時間ｔ_ＦＳＴＥの間は送信信号の出力が行われないようにしている。

図５を用いて上述したように、非同期モードではＸＤＡＴの信号をラッチすることなく、そのまま送信信号の生成（搬送波の変調）に用いられる。つまり、非同期モードは、送信データが直接、送信信号生成に使われるモードである。よって、送信コマンド受信後のシリアルクロックＳＣＫのエッジ（ここでは立ち上がり）を送信開始指示として、ＸＤＡＴは送信データ（ｄ１〜）の受信を開始する。ＸＤＡＴの信号はラッチされないため、送信信号にのせて出力されるデータは、ＸＤＡＴに対する遅延が無いものと考えてよい。

一方、同期モードが選択された場合の例が図８である。イネーブル信号ＥＮの立ち上げ後、シリアルインターフェース部２５１により、２ビットのコマンドビットと６ビットの送信コマンドを受信する点は同様である。ただし、図８ではＡ＝１であるため、同期モードが選択されることになる。

同期モードでは、Bitrate Signal（回路装置２０内部のクロックであり、振動片５０の出力を分周して生成される）でＸＤＡＴの信号をラッチし、そのラッチした信号を用いて送信信号の生成（搬送波の変調）が行われる。つまり、同期モードは、送信データを回路装置２０内部のクロックで生成し直して、その生成されたデータを送信信号生成に使うモードである。具体的には、図８に示したように、送信コマンド受信後のシリアルクロックＳＣＫのエッジにより、Bitrate Signalがイニシャライズされる。そして、ＸＤＡＴの信号はそのBitrate Signalによりラッチされ、そのラッチされたＸＤＡＴの信号が送信されるデータとなる。そのため、ＸＤＡＴでの送信データの受信と、送信信号での出力とがラッチされる分だけずれることになる。同期モードでは、周波数精度のよいクロック信号（Bitrate Signal）を用いるため、ジッタの少ない送信信号とすることが可能になる。

また、以上で説明してきたとおり、シリアル信号として受信する送信動作設定情報は、送信信号の送信クロック信号の周波数（搬送波の周波数）、及び送信信号の生成に用いられる変調方式の少なくとも一方を設定する情報である。ここで、送信動作設定情報は送信クロック信号の周波数そのものを設定する情報に限定されない。例えば、送信動作設定情報はＰＬＬ回路２１０に含まれる複数の分周器の分周比や、その切り替えを設定する情報であってもよい。

４．発振回路の詳細
図９に本実施形態に係る回路装置２０に含まれる発振回路１００の構成例を示す。図９に示したように、発振回路１００は、発振用容量回路ＣＡ１及びＣＡ２と、トランジスターＴＡと電流源ＩＳにより構成されるバッファーＢＦ（帰還用バッファー）を含み、端子ＸＧとＸＤにより、振動片５０に接続される。振動片５０の発振開始時には、発振回路１００に電圧パルスが供給され、振動片５０は発振起動期間ｔ_ＸＴＡＬ内に所定周波数で発振する。

上述したように、回路装置２０（及び回路装置２０を含む電子機器等）の省電力化を考慮した場合、図６に示したPower downからATOSC-Activeへの遷移後、再度Power downとなるまでの期間を短くするとよく、当該期間のうち短縮が容易なのはATOSC-Activeである。ATOSC-Activeでは、振動片５０の発振と、送信動作設定情報の受信を行う必要があり、そのうち送信動作設定情報は上述の手法により短時間での受信が可能となる。よってここでは、発振起動期間ｔ_ＸＴＡＬを短くすることを考える。

具体的には、発振回路１００は発振用容量回路ＣＡ１、ＣＡ２を有し、発振回路１００の発振用容量回路ＣＡ１、ＣＡ２の容量は、発振起動期間において、通常動作時よりも小さい容量に設定される。また、発振回路１００はバッファーＢＦを有し、発振回路１００が有するバッファーＢＦの電流供給能力は、発振起動期間において、通常動作時よりも大きな電流供給能力に設定される。具体的にはバッファーＢＦが有する電流源ＩＳの電流が、発振起動期間において、通常動作時よりも大きな電流に設定される。

このようにすれば、より発振しやすい状態とできるため、発振起動期間ｔ_ＸＴＡＬを短くし、回路装置２０の省電力化等が可能になる。なお、上記設定は回路装置２０の制御回路２５０により行われればよい。具体的には図９に示したように、制御回路２５０は、可変容量回路ＣＡ１、ＣＡ２、電流源ＩＳを制御可能に構成され、発振起動期間ではそれぞれを上記設定とする制御を行う。なお、ここでの通常動作時とは、振動片５０が自身の特性により決定される周波数で安定的に動作している状態を表し、具体的には図６のPLL-ActiveやTransmitter ActiveにおいてＰＬＬ回路２１０に対して基準クロックを供給している状態である。すなわち、発振回路１００の発振信号により生成された搬送波信号で、無線通信が通常に行われている状態である。

５．ワンパッケージ化
また、本実施形態では回路装置２０と振動片５０を１つのパッケージで構成してもよい。その場合、発振回路１００は、１つのパッケージに収納されている振動片５０を発振させることになる。

このようにすれば、振動片５０の特性を既知とした上で発振回路１００の構成や、制御回路２５０による発振回路１００の制御手法を決定することが可能になる。そのため、種々の振動片が接続可能であり、接続される振動片の特性を事前に知ることができない場合に比べて制御の最適化が可能になる。具体的には、上述したように発振起動期間ｔ_ＸＴＡＬにおいて発振用容量回路の容量を低く設定する、或いはバッファーＩＳの電流供給能力を大きな電流供給能力に設定するといった制御を、振動片５０の特性に合わせて行うことができ、発振起動期間ｔ_ＸＴＡＬのより効率的な短縮が可能になる。

図１０、図１１に、振動片５０と回路装置２０がマウントされたパッケージ６０の詳細な構成例を示す。図１０は、パッケージ６０を上（方向ＤＺ側）から見た平面視図であり、パッケージ６０の上蓋が開いた状態の平面視図である。図１１は、パッケージ６０を第２の方向Ｄ２側から見た断面図である。ここで、方向ＤＺは、第１〜第４の方向Ｄ１〜Ｄ４に直交する方向であり、パッケージ６０を回路基板に実装したときに、その実装した面の法線方向に相当する。なお、図１０、図１１は図２と同様にアナログ信号とデジタル信号のカップリングが起こりにくい構成としているが、回路装置２０と振動片５０をワンパッケージ化した際の構成はこれに限定されるものではない。

図１０に示すように、パッケージ６０内には、アナログ用パッドＰＡＮＡとアナログ用端子ＴＡＮＡとを接続するための第１のワイヤー群ＷＧ１と、デジタル用パッドＰＤＧとデジタル用端子ＴＤＧとを接続するための第２のワイヤー群ＷＧ２と、振動片５０と振動片用パッドＰＸＧ、ＰＸＤとを接続するための第３のワイヤー群ＷＧ３と、が設けられる。

具体的には、第１のワイヤー群ＷＧ１は、回路装置２０のアナログ用パッドＰＲＦＣ、ＰＰＡＱ、ＰＶＳＰＡと、パッケージ６０に設けられたアナログ用電極パッドＳＲＦＣ、ＳＰＡＱ、ＳＶＳＰＡとを接続する。また、第２のワイヤー群ＷＧ２は、回路装置２０のデジタル用パッドＰＴＸＤＡＴ、ＰＥＮ、ＰＳＣＫ、ＰＳＤＩＯ、ＰＳＣＱと、パッケージ６０に設けられたデジタル用電極パッドＳＴＸＤＡＴ、ＳＥＮ、ＳＳＣＫ、ＳＳＤＩＯ、ＳＣＫＱとを接続する。

これらアナログ用電極パッドＳＲＦＣ、ＳＰＡＱ、ＳＶＳＰＡ、デジタル用電極パッドＳＴＳＴ、ＳＥＮ、ＳＳＣＫ、ＳＳＤＩＯ、ＳＳＣＫＱは、パッケージ６０のパッケージ内配線によって、アナログ用端子ＴＲＦＣ、ＴＰＡＱ、ＴＶＳＰＡ、デジタル用端子ＴＴＳＴ、ＴＥＮ、ＴＳＣＫ、ＴＳＤＩＯ、ＴＣＫＱに接続される。

また、パッケージ６０内には、回路装置２０の電源用パッドＰＶＤＤ、ＰＶＳＳとパッケージ６０の電源用電極パッドＳＶＤＤ、ＳＶＳＳとを接続するワイヤー群が設けられる。電源用電極パッドＳＶＤＤ、ＳＶＳＳは、パッケージ６０のパッケージ内配線によって、電源用端子ＴＶＤＤ、ＴＶＳＳに接続される。

また、振動片５０と振動片用パッドＰＸＧ、ＰＸＤとは、第３のワイヤー群ＷＧ３及びパッケージ６０のパッケージ内配線により接続される。

すなわち、図１１に示すように、第３のワイヤー群ＷＧ３は、回路装置２０の振動片用パッドＰＸＧ、ＰＸＤと、パッケージ６０に設けられた第１の振動片用電極パッドＳＸＧ、ＳＸＤとを接続する。第１の振動片用電極パッドＳＸＧ、ＳＸＤは、パッケージ内配線によって、パッケージ６０に設けられた第２の振動片用電極パッドＳＸＧ２、ＳＸＤ２に接続される。そして、導電性の接着剤により第２の振動片用電極パッドＳＸＧ２、ＳＸＤ２と振動片５０の端子が接続される。

以上の実施形態によれば、アナログ用の第１のワイヤー群ＷＧ１は、回路装置２０の第１の辺ＨＳ１から外側に向かってパッケージ６０の電極パッドに接続され、デジタル用の第２のワイヤー群ＷＧ２は、回路装置２０の第２の辺ＨＳ２から外側に向かってパッケージ６０の電極パッドに接続される。これにより、アナログ用のボンディングワイヤーとデジタル用のボンディングワイヤーが反対方向を向いて離れていくとともに、その先の電極パッド、及びその電極パッドと端子を接続するパッケージ配線についてもデジタルとアナログで更に遠く離れた位置に設けられることになる。

また、振動片用の第３のワイヤー群ＷＧ３は、回路装置２０の第３の辺ＨＳ３から外側に向かってパッケージ６０の電極パッドに接続される。これにより、振動片用のボンディングワイヤーはアナログ用のボンディングワイヤーから離れていく（ワイヤーは交差しないが、方向としては交差する方向）とともに、その先の電極パッド、及びその電極パッドと端子を接続するパッケージ配線についてもアナログ用の電極パッドやパッケージ配線から離れていく。

このように、回路装置２０を起点として外側に向かってアナログ、デジタル、振動片の信号が離れていく構成となり、パッケージ６０の内外においてアナログ信号とデジタル信号のカップリングが非常に起こりにくい構成となっている。

また、振動片５０と振動片用パッドＰＸＧ、ＰＸＤを接続するためのパッケージ内配線が設けられることで、パッケージ６０内において回路装置２０と振動片５０を効率良く配置し、パッケージ６０の小型化（実装面積の縮小）を実現できる。具体的には、以下に述べるようにパッケージ６０内において立体的な配置が可能となる。

すなわち、図１０及び図１１に示すように、パッケージ６０には、その平面視において振動片５０が回路装置２０に重なるように配置されている。

具体的には、振動片５０と回路装置２０はパッケージ６０の底面からの高さ（方向ＤＺにおける位置）が異なっており、振動片５０は回路装置２０に接触しないように配置されている。図１１において振動片５０は振動することが可能である。平面視において振動片５０と回路装置２０がどの程度重なるかは任意であるが、例えば図１０のように回路装置２０の一部に振動片５０が重なってもよいし、回路装置２０の全部に振動片５０が重なってもよい。また、基本的には振動片５０のうち回路装置２０に重なるのは、その一部であるが、これに限定されるものではない。

振動片５０と回路装置２０が配置される高さの違いはセラミック製シートの成形によって実現されている。例えば、回路装置２０を設置する第１層のシートを設け、回路装置２０を囲む枠状の第２層のシート、第３層のシートを第１層の上に設け、その第３層のシート上に振動片５０が設置される。振動片用の第１の電極パッドＳＸＤ、ＳＸＧは例えば第２層のシート上に設けられ、そこから第３層のシート上の第２の電極パッドＳＸＤ２、ＳＸＧ２までパッケージ内配線が設けられる。

以上のようにして、平面視において振動片５０と回路装置２０を重ねて配置することが可能となり、振動片５０をワンパッケージ化するとともにパッケージ６０の実装面積を小さくすることができる。また、振動片５０を内蔵しつつも振動片５０と回路装置２０の間の配線はシンプル（引き回しが少ない）であり、パッケージ６０内でのクロストークの抑制に寄与している。また、振動片５０をワンパッケージ化したことによって、発振信号を通す配線を実装基板上に設ける必要がなくなる。配線が長いほど、その配線からの輻射は大きくなる傾向であるため、パッケージ６０内での短い配線で発振信号を伝達できることは、発振信号の配線から輻射されるＥＭＣノイズを削減することに貢献する。

６．設定レジスター
図３等に示したとおり、回路装置２０はシリアル信号として受信する送信動作設定情報が書き込まれる設定レジスター１５０を含んでもよい。設定レジスター１５０は送信動作設定情報が書き込まれるため、送信信号の送信クロック信号の周波数を設定する情報や、変調方式を設定する情報が書き込まれることになる。

具体的には、設定レジスター１５０は、ＰＬＬ回路２１０の分数分周、整数分周に関するデータを書き込む領域を有する。上述したように、送信動作設定情報において周波数の候補を複数設定する場合には、当該候補の数だけの領域を有する。また、変調方式を設定する情報として、ＡＳＫやＦＳＫ等の種々の変調方式のいずれを用いるかを決定するデータ、ＦＳＫを用いる場合の変調幅を設定するデータ、ＡＳＫを用いる場合のパワー（パワーアンプ２２０の出力電力レンジ等）を設定するデータを書き込む領域を有する。

また、設定レジスター１５０には他の情報を書き込んでもよく、例えば状態遷移に関するコマンドを書き込んでもよい。例えば、設定レジスター１５０は、図６に示したようにＰＬＬ＿ＥＮを書き込み可能であり、対応するアドレスに１が書き込まれた場合に、ATOSC-ActiveからPLL-Activeへ遷移させるものとしてもよい。その他、エラー検知に関する情報を設定レジスター１５０に書き込む等、設定レジスター１５０に記憶される情報は種々の変形実施が可能である。

７．本実施形態の適用例
以上の本実施形態の手法は回路装置２０に適用されるものに限定されない。例えば、本実施形態の手法は、上述してきた回路装置２０と、コントローラー１０を含み、コントローラー１０は、入力端子ＴＸＤＡＴに接続している出力端子（図２のＴＳＴに対応）を有する送信モジュールに適用することができる。

また、本実施形態の手法は上述してきた回路装置２０を含む電子機器に適用できる。図１２に、電子機器の構成例を示す。以下では、電子機器がキーレスエントリーシステムである場合を例にとって説明するが、本実施形態の回路装置２０は種々の電子機器に適用可能である。

キーレスエントリーシステムは、キーレスエントリーモジュール４００と車体５００を含む。キーレスエントリーモジュール４００は、送信用のアンテナ４４０と、アンテナ４４０を介して無線電波を送信する回路装置４２０と、無線送信を制御するコントローラー４１０（マイクロコンピューター）と、を含む。車体５００は、受信用のアンテナ５４０と、アンテナ５４０を介して無線電波を受信する回路装置５２０（無線受信装置、ＲＦレシーバー）と、無線受信や受信データに基づく処理等を制御するコントローラー５１０（マイクロコンピューター）と、コントローラー５１０と車体５００の各部を接続するインターフェース部５３０と、ドアの施錠・解錠を制御するドアロック制御部５５０と、トランクの施錠・解錠を制御するトランクロック制御部５６０と、ライト（例えばウィンカーライトやヘッドライト等）の点等・消灯・点滅等を制御するライト制御部５７０と、を含む。

キーレスエントリーモジュール４００には、不図示のボタン等が設けられており、ユーザーがボタンを操作すると、その操作情報が無線通信によって車体５００側に通知される。そして、コントローラー５１０が操作情報を解釈し、ドアやトランクの解錠・施錠や、それをユーザーに報知するためのウィンカーライト点滅等を行う。

なお、図１２における回路装置４２０が、本実施形態に係る回路装置２０に対応する。つまり、図１２に示したキーレスエントリーシステム全体を本実施形態に係る電子機器としてもよいがこれに限定されず、図１２のキーレスエントリーモジュール４００単体を、本実施形態に係る電子機器としてもよい。

また、本実施形態の手法は上述してきた回路装置２０を含む移動体に適用できる。図１３に移動体の例を示す。本実施形態の回路装置２０は、例えば、車、飛行機、バイク、自転車、或いは船舶等の種々の移動体に組み込むことができる。移動体は、例えばエンジンやモーター等の駆動機構、ハンドルや舵等の操舵機構、各種の電子機器を備えて、地上や空や海上を移動する機器・装置である。

図１３は移動体の具体例としての自動車２０６を概略的に示している。自動車２０６には、振動片５０と回路装置２０を有する無線通信装置と、自動車２０６の各部（例えばエンジンやブレーキ、エアコンディショナー、電動ウィンドウ等）を制御するＥＣＵ２０８（Electronic Control Unit）が組み込まれている。ＥＣＵ２０８にも別の無線通信装置が接続されており、ＥＣＵ２０８は、無線通信装置から受信した情報に基づいて自動車２０６の制御を行う。或いは、ＥＣＵ２０８から制御情報を無線通信装置へ送信し、無線通信装置に接続された機器の動作を制御する。例えば、室温等の何らかのセンシング信号を取得して無線通信装置からＥＣＵ２０８へ送信してもよいし。或いは、ドアロック解除等の指示をＥＣＵ２０８から無線通信装置へ送信してもよい。このように無線通信を用いることでハーネスレスの通信が可能となり、ハーネス設置が困難な可動部を飛び越える通信や、製造工程でのハーネス設置作業の省略等が可能となる。

なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また本実施形態及び変形例の全ての組み合わせも、本発明の範囲に含まれる。また回路装置、送信モジュール、パッケージ、電子機器、移動体等の構成・動作等も、本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。

ＴＡトランジスター、ＣＡ１、ＣＡ２発振用容量回路、ＢＦバッファー、
ＩＳ電流源、１０コントローラー、２０回路装置、３０整合回路、
４０アンテナ、５０振動片、６０パッケージ、１００発振回路、
１５０設定レジスター、２０５送信回路、２０６自動車、２１０ＰＬＬ回路、
２１１位相比較回路、２１２チャージポンプ回路、２１３ローパスフィルター、
２１４電圧制御発振器、２１５出力分周器、２１６フラクショナル分周器、
２２０パワーアンプ、２５０制御回路、２５１シリアルインターフェース部、
２５２第２のシリアルインターフェース部、２６０クロック分周器、
２８０アンテナチューニング回路、３００電源回路、
３１０第１のレギュレーター、３２０第２のレギュレーター、
４００キーレスエントリーモジュール、４１０コントローラー、４２０回路装置、
４４０アンテナ、５００車体、５１０コントローラー、５２０回路装置、
５３０インターフェース部、５４０アンテナ、５５０ドアロック制御部、
５６０トランクロック制御部、５７０ライト制御部、２５２１セレクター、
２５２２ステータスレジスター、２５２３ラッチ回路

Claims

コントローラーから第１の通信速度で送信されるシリアル信号を受けるシリアルインターフェース部と、
前記コントローラーから、前記第１の通信速度よりも遅い第２の通信速度で送信される送信データを受ける送信データの入力端子と、
前記シリアル信号と前記送信データに基づいて、前記送信データに対応する送信信号を出力する送信回路と、
前記送信データを受ける第２のシリアルインターフェース部と、
を含み、
前記第２のシリアルインターフェース部は、
前記入力端子を介して前記送信データを受けるモードと、前記シリアル信号を受けるデータ入出力端子を介して前記送信データを受けるモードを切り替え可能に構成されることを特徴とする回路装置。
請求項１において、
前記シリアル信号として受信する送信動作設定情報が書き込まれる設定レジスターを含み、
前記第２のシリアルインターフェース部は、
前記入力端子からの信号と、前記データ入出力端子からの信号とが入力されるセレクターを含み、
前記セレクターは、
前記設定レジスターに書き込まれたデータに基づいて、前記入力端子からの信号と前記データ入出力端子からの信号の一方を選択することを特徴とする回路装置。
請求項１又は２の１項において、
前記送信信号の送信クロック信号の生成用の発振クロック信号を生成する発振回路を含み、
前記シリアルインターフェース部は、
前記発振回路の発振起動期間において、前記コントローラーから前記シリアル信号を受けることを特徴とする回路装置。
請求項３において、
前記発振回路は、発振用容量回路を有し、
前記発振回路の前記発振用容量回路の容量は、
前記発振起動期間において、通常動作時よりも小さい容量に設定されることを特徴とする回路装置。
請求項３又は４の１項において、
前記発振回路は、バッファーを有し、
前記発振回路が有する前記バッファーの電流供給能力は、
前記発振起動期間において、通常動作時よりも大きな電流供給能力に設定されることを特徴とする回路装置。
請求項３乃至５のいずれか１項において、
前記発振回路は、
１つのパッケージに収納されている振動片を発振させることを特徴とする回路装置。
請求項１乃至６のいずれか１項において、
前記シリアルインターフェース部が前記コントローラーから前記送信データの送信開始指示を受けた場合に、
前記第２のシリアルインターフェース部は、
前記送信データを受けることを特徴とする回路装置。
請求項７において、
前記シリアルインターフェース部が、送信コマンドを前記コントローラーから受けて、その後に前記送信開始指示を検出する、
ことを特徴とする回路装置。
請求項１乃至８のいずれか１項において、
前記第２のシリアルインターフェース部は、
同期モードでの前記送信データの受信と、非同期モードでの前記送信データの受信を行うことを特徴とする回路装置。
請求項１乃至９のいずれか１項において、
前記送信回路は、
前記シリアル信号として受信する送信動作設定情報と、前記送信データに基づいて、送信波形を生成する送信波形生成部と、
生成された前記送信波形を前記送信信号として出力するパワーアンプと、
を含むことを特徴とする回路装置。
請求項１乃至１０のいずれか１項において、
前記シリアル信号として受信する送信動作設定情報は、
前記送信信号の送信クロック信号の周波数、及び前記送信信号の生成に用いられる変調方式の少なくとも一方を設定する情報であることを特徴とする回路装置。
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の回路装置と、
前記コントローラーと、
を含み、
前記コントローラーは、
前記入力端子に接続している出力端子を有することを特徴とする送信モジュール。
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の回路装置を含むことを特徴とする電子機器。
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の回路装置を含むことを特徴とする移動体。