JP6537576B2 - Data acquisition device - Google Patents
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Description
本発明は、データ収録装置に関する。 The present invention relates to a data acquisition device.
センサから出力されるアナログ信号であるセンサ信号をデジタル値に変換してメモリに記録するデータ収録装置が知られている。例えば、特許文献1には、外部から供給されるトリガ信号を検出した場合に、信号入力手段により入力された信号を記憶手段に記録するデータ収録装置が記載されている。 There is known a data recording device which converts a sensor signal which is an analog signal output from a sensor into a digital value and records the digital value in a memory. For example, Patent Document 1 describes a data recording apparatus that records a signal input by a signal input unit in a storage unit when a trigger signal supplied from the outside is detected.
また、アナログ回路ブロック、アナログ・デジタル変換器、メモリ、CPU、通信インターフェース等を1チップ化し、且つ内部回路が変更可能に構成された集積回路が知られている(例えば、非特許文献1、非特許文献2)。 In addition, there is known an integrated circuit in which an analog circuit block, an analog / digital converter, a memory, a CPU, a communication interface, etc. are integrated into one chip and an internal circuit is configured to be changeable (for example, non-patent document 1; Patent Document 2).
非特許文献1および2に開示されているような集積回路のように、複数の回路ブロックを1チップ化することで、装置の小型化を図ることが可能となる。しかしながら、1チップ内に多くの機能要素が含まれているため、個々の要素の数や容量は小さく、故に個々の機能要素は一般的な処理機能を保持するにとどまり、データ収録装置としてのデータ収録の多様な機能を構成することや多チャンネル化が困難である。また、あらゆる機能を1チップに収容した場合には、データ収録容量の拡大、すなわちメモリ容量の拡大やメモリ素子の増設に柔軟に対応することが困難である。さらに、通信の高速化や省電力化等の通信仕様を変更したい場合に柔軟に対応することが困難である。また、非特許文献2に記載のような回路構成が可変な集積回路においては、集積回路の内部の細部素子にもプログラム可能なスイッチ素子等による冗長性が付与され、その結果、回路面積および消費電力が増大する。 By integrating a plurality of circuit blocks into one chip as in the integrated circuits disclosed in Non-Patent Documents 1 and 2, it is possible to miniaturize the device. However, since many functional elements are included in one chip, the number and capacity of individual elements are small, and thus individual functional elements only hold general processing functions, and data as a data acquisition device It is difficult to configure various functions of recording and to increase the number of channels. In addition, when all functions are accommodated in one chip, it is difficult to flexibly cope with expansion of data recording capacity, that is, expansion of memory capacity and expansion of memory elements. Furthermore, it is difficult to flexibly cope with changes in communication specifications such as speeding up of communication and power saving. Further, in an integrated circuit having a variable circuit configuration as described in Non-Patent Document 2, redundancy is provided to detailed elements inside the integrated circuit by programmable switch elements and the like, and as a result, circuit area and consumption Power increases.
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、装置の小型化と多様なデータ収録ニーズに合わせた装置構成の融通性、拡張性との両立を図ることができるデータ収録装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and provides a data recording apparatus capable of achieving both the downsizing of the apparatus and the flexibility and expandability of the apparatus configuration meeting various data recording needs. The purpose is
本発明に係るデータ収録装置は、センサから出力されるセンサ信号を増幅するアンプと、前記アンプによって増幅された前記センサ信号をデジタル値に変換するアナログ・デジタル変換器と、前記デジタル値の記録を制御する記録制御ロジック回路と、外部装置との間の通信を制御する通信制御ロジック回路と、前記記録制御ロジック回路による制御の下で前記デジタル値が記録されるメモリと、前記通信制御ロジック回路による制御の下で前記外部装置と通信を行う通信モジュールと、前記記録制御ロジック回路に指令を与える中央演算処理装置と、を含み、前記記録制御ロジック回路は、外部から供給されるトリガ信号に応じて前記デジタル値の前記メモリへの記録を開始または停止させる。 A data recording apparatus according to the present invention includes an amplifier for amplifying a sensor signal output from a sensor, an analog-to-digital converter for converting the sensor signal amplified by the amplifier into a digital value, and recording of the digital value. A recording control logic circuit for controlling, a communication control logic circuit for controlling communication with an external device, a memory in which the digital value is recorded under the control of the recording control logic circuit, and the communication control logic circuit The communication control module includes a communication module for communicating with the external device under control, and a central processing unit for giving an instruction to the recording control logic circuit, wherein the recording control logic circuit responds to an externally supplied trigger signal. Start or stop the recording of the digital value in the memory.
前記トリガ信号は、付加情報を含んでいてもよく、前記記録制御ロジック回路は、前記トリガ信号に応じて前記デジタル値を前記メモリに記録する場合に、前記デジタル値の各々に対応する前記付加情報を付加して前記メモリに記録してもよい。 The trigger signal may include additional information, and when the recording control logic circuit records the digital value in the memory in response to the trigger signal, the additional information corresponding to each of the digital values And may be recorded in the memory.
前記記録制御ロジック回路は、前記デジタル値の前記メモリへの記録の継続、中断および終了を示すステータス情報を、前記デジタル値とともに前記メモリに記録してもよい。 The recording control logic circuit may record, in the memory, status information indicating continuation, interruption, and end of recording of the digital value in the memory.
前記記録制御ロジック回路は、前記アナログ・デジタル変換器から逐次供給される複数の前記デジタル値の前記メモリへの記録順序を制御してもよい。 The recording control logic circuit may control the recording order of the plurality of digital values sequentially supplied from the analog to digital converter to the memory.
本発明に係るデータ収録装置によれば、装置の小型化と多様なデータ収録ニーズに合わせた装置構成の融通性、拡張性との両立を図ることが可能となる。 According to the data recording apparatus of the present invention, it is possible to achieve both the downsizing of the apparatus and the flexibility and expandability of the apparatus configuration to meet various data recording needs.
以下、本発明の実施形態の一例を図面を参照しつつ説明する。なお、各図面において同一または等価な構成要素および部分には同一の参照符号を付与している。 Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or equivalent components and portions are denoted by the same reference numerals.
図1は、本発明の第1の実施形態に係るデータ収録装置100の概略の構成を示す斜視図である。データ収録装置100は、配線基板1上に搭載されたLSI(Large Scale Integration)10、RF(Radio Frequency)通信モジュール41、UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter)42、CPU(Central Processing Unit)50およびメモリ60を含んで構成されている。 FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a data recording apparatus 100 according to a first embodiment of the present invention. The data recording apparatus 100 includes an LSI (Large Scale Integration) 10 mounted on the wiring substrate 1, an RF (Radio Frequency) communication module 41, a Universal Asynchronous Receiver Transmitter (UART) 42, a CPU (Central Processing Unit) 50, and a memory 60. Is composed including.
上記の各構成部品のうち、LSI10、CPU50およびメモリ60は、別々の半導体チップで構成され、モールド樹脂で覆われていないベアチップ状態で配線基板1に搭載されている。LSI10、CPU50およびメモリ60は、それぞれ、機械的ストレスおよび熱的ストレスからこれらを保護するための樹脂等からなる保護膜で覆われていてもよい。RF通信モジュール41およびUART42は、LSI10、CPU50およびメモリ60を構成する各半導体チップとは別体のパッケージ部品として構成され、配線基板1に搭載されている。なお、RF通信モジュール41およびUART42は、ベアチップ状態であってもよい。本実施形態では、LSI10、RF通信モジュール41、UART42およびCPU50は、配線基板1の第1の基板面S1に搭載され、これらよりも面積の大きいメモリ60は、配線基板1の第1の基板面S1とは反対側の第2の基板面S2に搭載されている。 Among the above components, the LSI 10, the CPU 50 and the memory 60 are mounted on the wiring substrate 1 in a bare chip state which is constituted by separate semiconductor chips and which is not covered with the mold resin. The LSI 10, the CPU 50 and the memory 60 may be covered with a protective film made of a resin or the like for protecting them from mechanical stress and thermal stress, respectively. The RF communication module 41 and the UART 42 are configured as package components separate from the semiconductor chip that configures the LSI 10, the CPU 50, and the memory 60, and are mounted on the wiring board 1. The RF communication module 41 and the UART 42 may be in a bare chip state. In the present embodiment, the LSI 10, the RF communication module 41, the UART 42, and the CPU 50 are mounted on the first substrate surface S1 of the wiring substrate 1, and the memory 60 having a larger area than these is the first substrate surface of the wiring substrate 1. It is mounted on the second substrate surface S2 opposite to S1.
LSI10、RF通信モジュール41、UART42、CPU50およびメモリ60は、それぞれ、配線基板1との接合面に形成されたバンプを介して配線基板1に接続されている。配線基板1は、単層または多層の配線層を有し、配線基板1に搭載された各構成部品は、配線基板1に形成された配線を介して互いに電気的に接続されている。なお、配線基板1に搭載された各構成部品間の接続をワイヤによって行ってもよい。あるいは、それぞれのベアチップ端子部に配線基板1の配線が直接接続されてもよい。 The LSI 10, the RF communication module 41, the UART 42, the CPU 50, and the memory 60 are each connected to the wiring substrate 1 via bumps formed on the bonding surface with the wiring substrate 1. The wiring board 1 has a single layer or a multilayer wiring layer, and the respective components mounted on the wiring board 1 are electrically connected to each other via the wiring formed on the wiring board 1. The components mounted on the wiring board 1 may be connected by wires. Alternatively, the wires of the wiring substrate 1 may be directly connected to the respective bare chip terminal portions.
図2は、データ収録装置100の回路構成の一例を示す回路ブロック図である。なお、図2において、データ収録装置100に接続される複数のセンサ12がデータ収録装置100とともに示されている。 FIG. 2 is a circuit block diagram showing an example of a circuit configuration of the data recording device 100. As shown in FIG. In FIG. 2, a plurality of sensors 12 connected to the data acquisition device 100 are shown together with the data acquisition device 100.
データ収録装置100は、センサ12から出力されるセンサ信号をデジタル値に変換してメモリ60に記録し、外部装置(例えば、データ収録装置100に通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ)からの要求に応じてメモリ60に記録したセンサ信号値を外部装置に送信する機能を主な機能として有する。データ収録装置100に接続されるセンサ12として、圧力センサ、加速度センサ、変位センサ、電圧センサ等のあらゆるセンサを使用することが可能である。 The data recording device 100 converts the sensor signal output from the sensor 12 into a digital value and records the digital value in the memory 60, and the data recording device 100 receives a request from an external device (for example, a personal computer communicably connected to the data recording device 100). Accordingly, it has a function of transmitting the sensor signal value recorded in the memory 60 to an external device as a main function. As the sensor 12 connected to the data acquisition device 100, any sensor such as a pressure sensor, an acceleration sensor, a displacement sensor, or a voltage sensor can be used.
LSI10は、計装アンプ21、ローパスフィルタ22、マルチプレクサ23、アナログ・デジタル変換器(以下、AD変換器と称する)24、記録制御ロジック回路30および通信制御ロジック回路40を単一の半導体チップに集積した集積回路である。LSI10は、一例として、16個のセンサ信号の入力チャンネルを有し、16個のセンサ12を接続することが可能である。複数のセンサ12の各々から出力されたセンサ信号は、センサ信号入力用のポート91を介してLSI10に入力される。 The LSI 10 integrates an instrumentation amplifier 21, a low pass filter 22, a multiplexer 23, an analog / digital converter (hereinafter referred to as an AD converter) 24, a recording control logic circuit 30, and a communication control logic circuit 40 in a single semiconductor chip. Integrated circuit. The LSI 10 has, for example, 16 sensor signal input channels, and can connect 16 sensors 12. The sensor signal output from each of the plurality of sensors 12 is input to the LSI 10 through the port 91 for sensor signal input.
計装アンプ21、ローパスフィルタ22は、それぞれ、16個のセンサ12の各々に対応して設けられている。計装アンプ21の各々は、対応するセンサ12から出力されるセンサ信号を増幅する。ローパスフィルタ22は、計装アンプ21によって増幅された対応するセンサ信号から高周波成分(ノイズ)を除去する。なお、センサ信号から高周波成分が問題とならない場合には、ローパスフィルタ22を省略してもよい。 The instrumentation amplifier 21 and the low pass filter 22 are provided corresponding to each of the 16 sensors 12 respectively. Each of the instrumentation amplifiers 21 amplifies the sensor signal output from the corresponding sensor 12. The low pass filter 22 removes high frequency components (noise) from the corresponding sensor signal amplified by the instrumentation amplifier 21. In addition, when a high frequency component does not become a problem from a sensor signal, the low pass filter 22 may be omitted.
マルチプレクサ23およびAD変換器24は、4つの入力チャンネル毎に1つずつ設けられている。マルチプレクサ23の各々は、対応する4つのローパスフィルタ22から出力されるセンサ信号を順次選択し、選択したセンサ信号をAD変換器24に供給する。 The multiplexer 23 and the AD converter 24 are provided one for every four input channels. Each of the multiplexers 23 sequentially selects the sensor signals output from the corresponding four low pass filters 22, and supplies the selected sensor signal to the AD converter 24.
AD変換器24は、マルチプレクサ23から順次供給されるアナログ信号であるセンサ信号をデジタル値に変換する。AD変換器24によってデジタル値に変換されたセンサ信号値は、記録制御ロジック回路30に供給される。なお、AD変換器24を複数の入力チャンネルで共有するのではなく、入力チャンネル毎にAD変換器24を設け、ローパスフィルタ22からそれぞれ出力されるセンサ信号を、対応するAD変換器24で直接受ける構成としてもよい。この場合、マルチプレクサ23は不要となる。 The AD converter 24 converts a sensor signal which is an analog signal sequentially supplied from the multiplexer 23 into a digital value. The sensor signal value converted into the digital value by the AD converter 24 is supplied to the recording control logic circuit 30. Here, instead of sharing the AD converter 24 with a plurality of input channels, the AD converter 24 is provided for each input channel, and the sensor signals respectively output from the low pass filter 22 are directly received by the corresponding AD converter 24. It is good also as composition. In this case, the multiplexer 23 becomes unnecessary.
記録制御ロジック回路30は、CPU50から供給される指令に基づいて各種の動作を行う。記録制御ロジック回路30は、CPU50からデータ収録を行うべき指令が発せられた場合には、マルチプレクサ23およびAD変換器24に制御信号を供給することによってこれらを稼働させ、AD変換器24から順次供給されるセンサ信号値をメモリ60に記録する処理を行う。一方、記録制御ロジック回路30は、CPU50からデータ読み出しを行うべき指令が発せられた場合には、メモリ60に記録されたセンサ信号値を読み出し、通信制御ロジック回路40およびRF通信モジュール41またはUART42を介して読み出したセンサ信号値を外部装置に送信する。 The recording control logic circuit 30 performs various operations based on the command supplied from the CPU 50. When a command to perform data acquisition is issued from the CPU 50, the recording control logic circuit 30 operates these by supplying control signals to the multiplexer 23 and the AD converter 24, and sequentially supplies them from the AD converter 24. The sensor signal value to be recorded is recorded in the memory 60. On the other hand, when an instruction to read data is issued from the CPU 50, the recording control logic circuit 30 reads the sensor signal value recorded in the memory 60, and the communication control logic circuit 40 and the RF communication module 41 or the UART 42 are The sensor signal value read out is transmitted to an external device.
通信制御ロジック回路40は、外部装置との間の通信を制御する回路ブロックである。通信制御ロジック回路40は、例えば、記録制御ロジック回路30から供給されるメモリ60から読み出されたセンサ信号値を、所定の通信プロトコルに従ってRF通信モジュール41またはUART42を介して外部装置に送信する。通信制御ロジック回路40は、CPU50からの指令に基づいて、RF通信モジュール41およびUART42のいずれか一方または双方を介してセンサ信号値を外部装置に送信する。また、通信制御ロジック回路40は、外部装置からRF通信モジュール41またはUART42を介して供給される指令および情報をCPU50に供給する。 The communication control logic circuit 40 is a circuit block that controls communication with an external device. The communication control logic circuit 40 transmits, for example, a sensor signal value read from the memory 60 supplied from the recording control logic circuit 30 to an external device via the RF communication module 41 or the UART 42 in accordance with a predetermined communication protocol. The communication control logic circuit 40 transmits a sensor signal value to an external device through one or both of the RF communication module 41 and the UART 42 based on an instruction from the CPU 50. The communication control logic circuit 40 also supplies the CPU 50 with commands and information supplied from an external device via the RF communication module 41 or the UART 42.
メモリ60は、センサ12から出力され、デジタル値に変換されたセンサ信号値を記録するための記録媒体である。メモリ60は、データの書き込み、消去および書き換えが可能な不揮発性の記録媒体である。メモリ60は、例えば、NAND型フラッシュメモリであってもよい。メモリ60は、LSI10を構成する半導体チップとは別体の半導体チップとして構成され、LSI10のデータ入出力用のポート93を介して記録制御ロジック回路30に接続されている。 The memory 60 is a recording medium for recording a sensor signal value output from the sensor 12 and converted into a digital value. The memory 60 is a non-volatile recording medium capable of writing, erasing and rewriting data. The memory 60 may be, for example, a NAND flash memory. The memory 60 is configured as a semiconductor chip separate from the semiconductor chip constituting the LSI 10, and is connected to the recording control logic circuit 30 via the data input / output port 93 of the LSI 10.
RF通信モジュール41は、通信制御ロジック回路40による制御の下で外部装置と無線通信を行うための通信モジュールである。RF通信モジュール41は、LSI10を構成する半導体チップとは別体のパッケージ部品として構成され得る。RF通信モジュール41は、LSI10の通信用のポート95を介して通信制御ロジック回路40と接続されている。 The RF communication module 41 is a communication module for performing wireless communication with an external device under the control of the communication control logic circuit 40. The RF communication module 41 can be configured as a package component separate from the semiconductor chip that configures the LSI 10. The RF communication module 41 is connected to the communication control logic circuit 40 via the communication port 95 of the LSI 10.
UART42は、通信制御ロジック回路40による制御の下で外部装置と有線通信を行うための通信モジュールである。UART42は、シリアル転送方式のデータとパラレル転送方式のデータを相互に変換する機能を有する。UART42は、LSI10を構成する半導体チップとは別体のパッケージ部品として構成され得る。UART42は、LSI10の通信用のポート96を介して通信制御ロジック回路40と接続されている。なお、本実施形態では、外部装置との通信を行うための通信モジュールとして、RF通信モジュール41およびUART42の双方を備える構成を例示しているが、RF通信モジュール41およびUART42の一方のみを備える構成としてもよい。 The UART 42 is a communication module for performing wired communication with an external device under the control of the communication control logic circuit 40. The UART 42 has a function of mutually converting data of the serial transfer scheme and data of the parallel transfer scheme. The UART 42 can be configured as a package component separate from the semiconductor chip that configures the LSI 10. The UART 42 is connected to the communication control logic circuit 40 via the communication port 96 of the LSI 10. In the present embodiment, a configuration including both the RF communication module 41 and the UART 42 is illustrated as a communication module for communicating with an external device, but a configuration including only one of the RF communication module 41 and the UART 42 It may be
CPU50は、データ収録装置100の動作を統括的に制御する中央演算処理装置である。CPU50は、記録制御ロジック回路30に対して指令を送ることにより、データ収録およびデータ読み出しを制御する。また、CPU50は、通信制御ロジック回路40に指令を送ることにより、外部装置との間の通信を制御する。CPU50は、LSI10を構成する半導体チップとは別体の半導体チップとして構成されている。CPU50は、LSI10の通信用のポート97を介して通信制御ロジック回路40と接続され、LSI10の通信用のポート98を介して記録制御ロジック回路30と接続されている。 The CPU 50 is a central processing unit that centrally controls the operation of the data acquisition device 100. The CPU 50 controls data recording and data reading by sending an instruction to the recording control logic circuit 30. Further, the CPU 50 controls communication with an external device by sending an instruction to the communication control logic circuit 40. The CPU 50 is configured as a semiconductor chip that is separate from the semiconductor chip that configures the LSI 10. The CPU 50 is connected to the communication control logic circuit 40 through the communication port 97 of the LSI 10, and is connected to the recording control logic circuit 30 through the communication port 98 of the LSI 10.
以下に、データ収録装置100が備える各種の機能について説明する。 Hereinafter, various functions provided to the data recording device 100 will be described.
データ収録装置100は、通信用のポート92を介して接続される外部機器(例えば、他のデータ収録装置)との間で、保持しているデータを一致させる同期処理を行うことが可能である。 The data recording apparatus 100 can perform synchronization processing to match data held with an external device (for example, another data recording apparatus) connected via the port 92 for communication. .
また、データ収録装置100は、トリガ信号Stを外部から供給することによってデータ収録の開始および停止のタイミングを外部から制御することが可能である。LSI10は、外部装置から供給されるトリガ信号Stの入力を受け付けるトリガ信号入力用のポート94を有する。ポート94を介してLSI10に入力されたトリガ信号Stは、記録制御ロジック回路30によって受信される。記録制御ロジック回路30は、受信したトリガ信号Stに応じてセンサ信号値の収録を開始または停止させる。 Further, the data recording apparatus 100 can externally control the timing of start and stop of data recording by externally supplying the trigger signal St. The LSI 10 has a port 94 for trigger signal input that receives an input of a trigger signal St supplied from an external device. The trigger signal St input to the LSI 10 through the port 94 is received by the recording control logic circuit 30. The recording control logic circuit 30 starts or stops the recording of the sensor signal value according to the received trigger signal St.
トリガ信号Stには、付加情報を含めることができ、この付加情報をセンサ信号値とともにメモリ60に記録することができる。付加情報としては、例えば、時刻情報、センサ12によってセンシングされる対象物(以下、センシング対象物という)の温度、湿度、気圧などの環境情報、センシング対象物の状態に関する情報などが挙げられる。例えば、センシング対象物が所定の移動経路上を移動する移動体である場合、移動経路上におけるセンシング対象物の位置を示す位置情報を、付加情報としてトリガ信号に含めることが可能である。付加情報は、トリガ信号と統合されたデジタル信号であってもよく、例えば、光信号または無線信号の形態でデータ収録装置100に供給され得る。 The trigger signal St can include additional information, which can be recorded in the memory 60 together with the sensor signal value. Examples of the additional information include time information, environment information such as temperature, humidity, and pressure of an object (hereinafter referred to as a sensing object) sensed by the sensor 12, and information on the state of the sensing object. For example, in the case where the sensing target is a mobile that moves on a predetermined moving path, position information indicating the position of the sensing target on the moving path can be included as additional information in the trigger signal. The additional information may be a digital signal integrated with the trigger signal, and may be supplied to the data acquisition device 100 in the form of, for example, an optical signal or a wireless signal.
記録制御ロジック回路30は、付加情報を含むトリガ信号Stに応じてセンサ信号値をメモリ60に記録する場合に、AD変換器24から順次供給されるセンサ信号値の各々に、対応する付加情報を付加してメモリ60に記録する。このように、メモリ60に記録するセンサ信号値の各々に付加情報を含めることで、センサ12から逐次出力されるセンサ信号の取得時点における付加的な情報をセンサ信号値とともに収録することが可能となる。なお、所定期間内にAD変換器24から供給される複数のセンサ信号値に共通の1つの付加情報を付加したものを1つのデータセットとしてメモリ60に記録してもよい。この態様によれば、センサ信号値の各々に付加情報を含める場合と比較して、メモリ60に記録するデータ量を削減することができる。 When recording the sensor signal value in the memory 60 according to the trigger signal St including the additional information, the recording control logic circuit 30 adds the corresponding additional information to each of the sensor signal values sequentially supplied from the AD converter 24. The data is added and recorded in the memory 60. Thus, by including additional information in each of the sensor signal values recorded in the memory 60, it is possible to record additional information at the time of acquisition of the sensor signals sequentially output from the sensor 12 together with the sensor signal values. Become. Note that one common additional information may be added to a plurality of sensor signal values supplied from the AD converter 24 within a predetermined period, and may be recorded in the memory 60 as one data set. According to this aspect, it is possible to reduce the amount of data to be recorded in the memory 60 as compared to the case where the additional information is included in each of the sensor signal values.
また、記録制御ロジック回路30は、AD変換器24から供給されるセンサ信号値のメモリ60への記録の継続、中断および終了を示すステータス情報を、当該センサ信号値とともにメモリ60に記録する。センサ信号値のメモリ60への記録の継続、中断および終了に関する指令は、CPU50から記録制御ロジック回路30に供給される。 Further, the recording control logic circuit 30 records, in the memory 60, status information indicating continuation, interruption, and end of recording of the sensor signal value supplied from the AD converter 24 in the memory 60 together with the sensor signal value. The command regarding continuation, interruption, and termination of the recording of the sensor signal value in the memory 60 is supplied from the CPU 50 to the recording control logic circuit 30.
記録制御ロジック回路30は、CPU50からデータ収録を継続すべき指令が発せられている間、AD変換器24から供給されるセンサ信号値に、データ収録の「継続中」を示すステータス情報を付加して、当該センサ信号値をメモリ60に記録する。記録制御ロジック回路30は、CPU50からデータ収録を中断すべき指令が発せられた場合、AD変換器24から供給されるセンサ信号値に、データ収録の「中断」を示すステータス情報を付加して、当該センサ信号値をメモリ60に記録した後、データ収録を中断させる。すなわち、データ収録を中断する直前にメモリ60に記録するセンサ信号値に対してデータ収録の「中断」を示すステータス情報が付加される。記録制御ロジック回路30は、CPU50からデータ収録を終了すべき指令が発せられた場合、AD変換器24から供給されるセンサ信号値に、データ収録の「終了」を示すステータス情報を付加して、当該センサ信号値をメモリ60に記録した後、データ収録を終了させる。すなわち、データ収録を終了する直前にメモリ60に記録するセンサ信号値に対してデータ収録の「終了」を示すステータス情報が付加される。 While the CPU 50 issues a command to continue data acquisition, the recording control logic circuit 30 appends status information indicating "continuation" of data acquisition to the sensor signal value supplied from the AD converter 24. The sensor signal value is recorded in the memory 60. When the CPU 50 issues a command to interrupt data acquisition, the recording control logic circuit 30 adds status information indicating “interruption” of data acquisition to the sensor signal value supplied from the AD converter 24, After the sensor signal value is recorded in the memory 60, data acquisition is interrupted. That is, status information indicating “discontinue” of data acquisition is added to the sensor signal value recorded in the memory 60 immediately before interrupting data acquisition. When the CPU 50 issues a command to end data acquisition, the recording control logic circuit 30 adds status information indicating “end” of data acquisition to the sensor signal value supplied from the AD converter 24, After the sensor signal value is recorded in the memory 60, data acquisition is ended. That is, status information indicating “end” of data acquisition is added to the sensor signal value recorded in the memory 60 immediately before the end of data acquisition.
このようにメモリ60に記録するセンサ信号値の各々にステータス情報を含めることで、データの収録経緯をセンサ信号値とともに収録することが可能となる。記録制御ロジック回路30は、上記の付加情報を含むトリガ信号Stに応じてセンサ信号値をメモリ60に記録する場合、1つまたは複数のセンサ信号値、付加情報、およびステータス情報を含むデータセットをメモリ60に記録する。この場合、CPU50は、トリガ信号Stを出力する外部装置と連携することで、データ収録の継続、中断および終了を判断する。 By including the status information in each of the sensor signal values recorded in the memory 60 as described above, it is possible to record the data acquisition process together with the sensor signal values. When the recording control logic circuit 30 records a sensor signal value in the memory 60 in response to the trigger signal St including the above-mentioned additional information, a data set including one or more sensor signal values, additional information, and status information is stored. The data is recorded in the memory 60. In this case, the CPU 50 determines continuation, interruption, and termination of data recording by cooperating with an external device that outputs the trigger signal St.
また、記録制御ロジック回路30は、CPU50からの指令に基づいて、AD変換器24の各々から逐次供給される複数のセンサ信号値のメモリ60への記録順序を制御する。すなわち、記録制御ロジック回路30は、AD変換器24の各々から供給される順序とは異なる順序で、複数のセンサ信号値をメモリ60に記録することが可能である。 Further, the recording control logic circuit 30 controls the recording order of the plurality of sensor signal values sequentially supplied from each of the AD converters 24 to the memory 60 based on an instruction from the CPU 50. That is, the recording control logic circuit 30 can record a plurality of sensor signal values in the memory 60 in an order different from the order supplied from each of the AD converters 24.
図3は、LSI10に内蔵される計装アンプ21、ローパスフィルタ22、マルチプレクサ23およびAD変換器24の電源構成を示す回路ブロック図である。LSI10は、計装アンプ21、ローパスフィルタ22、マルチプレクサ23およびAD変換器24にそれぞれ電力を供給する電源回路21P、22P、23Pおよび24Pを有する。記録制御ロジック回路30は、電源回路21P、22P、23Pおよび24Pにそれぞれ対応する電源制御用のレジスタ31a、31b、31cおよび31dを有する。電源回路21P、22P、23Pおよび24Pは、自身に対応するレジスタ31a、31b、31cおよび31dに書き込まれた設定値に応じてオンオフする。レジスタ31a、31b、31cおよび31dへの設定値の書き込みは、CPU50からの指令に基づいて記録制御ロジック回路30自身が行う。なお、レジスタ31a、31b、31cおよび31dへの設定値の書き込みをCPU50が直接行ってもよい。 FIG. 3 is a circuit block diagram showing a power supply configuration of the instrumentation amplifier 21, the low pass filter 22, the multiplexer 23 and the AD converter 24 built in the LSI 10. The LSI 10 includes power supply circuits 21P, 22P, 23P, and 24P that supply power to the instrumentation amplifier 21, the low pass filter 22, the multiplexer 23, and the AD converter 24, respectively. The recording control logic circuit 30 has power supply control registers 31a, 31b, 31c and 31d corresponding to the power supply circuits 21P, 22P, 23P and 24P, respectively. The power supply circuits 21P, 22P, 23P and 24P are turned on / off according to the set values written in the registers 31a, 31b, 31c and 31d corresponding to themselves. The write control logic circuit 30 itself carries out the writing of the setting values to the registers 31a, 31b, 31c and 31d based on the command from the CPU 50. The CPU 50 may directly write the setting values to the registers 31a, 31b, 31c and 31d.
記録制御ロジック回路30は、CPU50からの指令に基づいて、データ収録期間中、電源回路21P、22P、23Pおよび24Pをオン状態とする設定値を、レジスタ31a、31b、31cおよび31dに書き込む。これにより、データ収録期間中、計装アンプ21、ローパスフィルタ22、マルチプレクサ23およびAD変換器24に電力が供給され、これらの構成要素が動作可能な状態となる。一方、記録制御ロジック回路30は、CPU50からの指令に基づいて、データ収録期間以外の期間中、電源回路21P、22P、23Pおよび24Pをオフ状態とする設定値を、レジスタ31a、31b、31cおよび31dに書き込む。これにより、データ収録期間以外の期間中、計装アンプ21、ローパスフィルタ22、マルチプレクサ23およびAD変換器24への電力供給がなくなり、これらの構成要素は停止状態となる。このように、データ収録期間以外の期間中、電源回路21P、22P、23Pおよび24Pをオフ状態とすることで、電力消費を抑制することができる。 The recording control logic circuit 30 writes setting values for turning on the power supply circuits 21P, 22P, 23P, and 24P in the registers 31a, 31b, 31c, and 31d during the data recording period based on an instruction from the CPU 50. As a result, power is supplied to the instrumentation amplifier 21, the low pass filter 22, the multiplexer 23, and the AD converter 24 during the data recording period, and these components become operable. On the other hand, the recording control logic circuit 30 sets the setting values for turning off the power supply circuits 21P, 22P, 23P and 24P during the period other than the data recording period based on the command from the CPU 50, the registers 31a, 31b, 31c and Write to 31d. As a result, during the period other than the data recording period, the power supply to the instrumentation amplifier 21, the low pass filter 22, the multiplexer 23, and the AD converter 24 is lost, and these components are stopped. Thus, power consumption can be suppressed by turning off the power supply circuits 21P, 22P, 23P, and 24P during a period other than the data recording period.
なお、本実施形態では、レジスタ31a、31b、31cおよび31dを記録制御ロジック回路30内に配置しているが、この態様に限定されるものではない。例えば、レジスタ31a、31b、31cおよび31dをそれぞれ、計装アンプ21、ローパスフィルタ22、マルチプレクサ23およびAD変換器24の近傍に配置してもよい。また、本実施形態では、計装アンプ21、ローパスフィルタ22、マルチプレクサ23およびAD変換器24にそれぞれ個別の電源回路を設ける場合を例示したが、この態様に限定されるものではない。すなわち、計装アンプ21、ローパスフィルタ22、マルチプレクサ23およびAD変換器24に共通に用いられる1つの電源回路および1つのレジスタを設ける構成としてもよい。 Although the registers 31a, 31b, 31c and 31d are disposed in the recording control logic circuit 30 in this embodiment, the present invention is not limited to this aspect. For example, the registers 31a, 31b, 31c and 31d may be disposed in the vicinity of the instrumentation amplifier 21, the low pass filter 22, the multiplexer 23, and the AD converter 24, respectively. Moreover, although the case where an individual power supply circuit was provided in each of the instrumentation amplifier 21, the low pass filter 22, the multiplexer 23, and the AD converter 24 was illustrated in this embodiment, it is not limited to this aspect. That is, one power supply circuit and one register commonly used for the instrumentation amplifier 21, the low pass filter 22, the multiplexer 23, and the AD converter 24 may be provided.
LSI10に内蔵される計装アンプ21、ローパスフィルタ22、マルチプレクサ23およびAD変換器24は、これらの特性、機能または動作に関する設定変更が可能である。図4は、計装アンプ21、ローパスフィルタ22、マルチプレクサ23およびAD変換器24の特性、機能または動作に関する設定変更を実現するための構成を示す回路ブロック図である。 The instrumentation amplifier 21, the low pass filter 22, the multiplexer 23, and the AD converter 24 built in the LSI 10 can be changed in setting regarding their characteristics, functions or operations. FIG. 4 is a circuit block diagram showing a configuration for realizing setting change regarding the characteristic, function or operation of the instrumentation amplifier 21, the low pass filter 22, the multiplexer 23 and the AD converter 24.
記録制御ロジック回路30は、計装アンプ21、ローパスフィルタ22、マルチプレクサ23およびAD変換器24にそれぞれ対応する設定変更用のレジスタ32a、32b、33cおよび33dを有する。 The recording control logic circuit 30 has setting change registers 32 a, 32 b, 33 c and 33 d corresponding to the in-amp 21, the low pass filter 22, the multiplexer 23 and the AD converter 24 respectively.
計装アンプ21は、レジスタ32aに書き込まれる設定値に応じた増幅度でセンサ信号の増幅を行う。すなわち、レジスタ32aに書き込む設定値によって、計装アンプ21の増幅度を変化させることが可能である。 The instrumentation amplifier 21 amplifies the sensor signal with an amplification degree corresponding to the set value written to the register 32 a. That is, it is possible to change the amplification degree of the instrumentation amplifier 21 by the set value written to the register 32a.
ローパスフィルタ22は、分周器25から供給されるパルス信号の周波数に応じた周波数特性で信号のフィルタリングを行う。分周器25は、入力される基本クロックを互いに異なる分周比で分周する複数の分周回路(図示せず)を有する。分周器25は、レジスタ32bに書き込まれる設定値に応じて選択される1つの分周回路から出力されるパルス信号をローパスフィルタ22に供給する。すなわち、レジスタ32bに書き込む設定値によって、ローパスフィルタ22の周波数特性を変化させることが可能である。 The low pass filter 22 filters the signal with a frequency characteristic according to the frequency of the pulse signal supplied from the frequency divider 25. The divider 25 has a plurality of divider circuits (not shown) that divide the input basic clock by different division ratios. The divider 25 supplies the low pass filter 22 with a pulse signal output from one divider circuit selected according to the setting value written to the register 32 b. That is, it is possible to change the frequency characteristic of the low pass filter 22 by the set value written to the register 32 b.
マルチプレクサ23は、入力される4つのセンサ信号を、レジスタ32cに書き込まれる設定値に応じた順序でAD変換器に供給する。すなわち、レジスタ32cに書き込む設定値によって、マルチプレクサ23におけるセンサ信号の選択順序、つまり、センサ信号のAD変換器24への供給順序を変化させることが可能である。 The multiplexer 23 supplies the four sensor signals input thereto to the AD converter in the order according to the set values written to the register 32 c. That is, it is possible to change the selection order of the sensor signals in the multiplexer 23, that is, the supply order of the sensor signals to the AD converter 24 by the setting value written to the register 32c.
AD変換器24は、分周器26から供給されるパルス信号の周波数に応じた周期でセンサ信号のデジタル値への変換を行う。分周器26は、入力される基本クロックを互いに異なる分周比で分周する複数の分周回路(図示せず)を有する。分周器26は、レジスタ32dに書き込まれる設定値に応じて選択される1つの分周回路から出力されるパルス信号をAD変換器24に供給する。すなわち、レジスタ32dに書き込む設定値によって、AD変換器24におけるAD変換周期を変化させることが可能である。 The AD converter 24 converts the sensor signal to a digital value at a cycle corresponding to the frequency of the pulse signal supplied from the frequency divider 26. The frequency divider 26 has a plurality of frequency divider circuits (not shown) that divide the input basic clock by different division ratios. The divider 26 supplies, to the AD converter 24, a pulse signal output from one divider circuit selected according to the set value written to the register 32d. That is, it is possible to change the AD conversion cycle in the AD converter 24 by the set value written to the register 32 d.
レジスタ32a、33b、33cおよび33dへの設定値の書き込みは、CPU50からの指令に基づいて記録制御ロジック回路30自身が行う。なお、レジスタ32a、32b、32cおよび32dへの設定値の書き込みをCPU50が直接行ってもよい。また、本実施形態では、レジスタ32a、32b、32cおよび32dを記録制御ロジック回路30内に配置した構成を例示しているが、この態様に限定されるものではない。例えば、レジスタ32a、32b、32cおよび32dをそれぞれ、計装アンプ21、ローパスフィルタ22、マルチプレクサ23およびAD変換器24の近傍に配置してもよい。 The write control logic circuit 30 itself carries out the writing of the setting values to the registers 32a, 33b, 33c and 33d based on the command from the CPU 50. The CPU 50 may directly write the set values to the registers 32a, 32b, 32c and 32d. Further, although the configuration in which the registers 32a, 32b, 32c and 32d are arranged in the recording control logic circuit 30 is illustrated in the present embodiment, the present invention is not limited to this aspect. For example, the resistors 32 a, 32 b, 32 c and 32 d may be disposed in the vicinity of the in-amp 21, the low pass filter 22, the multiplexer 23 and the AD converter 24, respectively.
本実施形態に係るデータ収録装置100によれば、メモリ60が、LSI10とは別体として構成されているので、メモリ60をLSI10の内部に収容する場合と比較して、データ記録容量の拡大および縮小に柔軟に対応することが可能となる。また、RF通信モジュール41およびUART42が、LSI10とは別体として構成されているので、これらの通信モジュールを、LSI10の内部に収容する場合と比較して、通信速度の高速化や通信方式の変更等に柔軟に対応することできる。一方、機能の変更、拡張が基本的には行われないことが想定される構成部分(計装アンプ21、ローパスフィルタ22、マルチプレクサ23、AD変換器24、記録制御ロジック回路30および通信制御ロジック回路40)については、LSI10に集積することで、融通性を損なうことなく装置の小型化を図ることができる。また、LSI10、CPU50およびメモリ60をベアチップ状態で配線基板1に搭載することで、これらの部分がモールド樹脂で覆われたパッケージ部品として構成されている場合と比較して装置の小型化を図ることが可能である。 In the data recording apparatus 100 according to the present embodiment, the memory 60 is configured separately from the LSI 10, so the data recording capacity is expanded and the memory 60 is accommodated inside the LSI 10, as compared with the case where the memory 60 is accommodated. It is possible to flexibly cope with the reduction. Further, since the RF communication module 41 and the UART 42 are configured separately from the LSI 10, the communication speed can be increased and the communication method can be changed as compared with the case where the communication module is accommodated inside the LSI 10. Etc. can be flexibly dealt with. On the other hand, components that are basically not supposed to be changed or expanded in function (instrument amplifier 21, low pass filter 22, multiplexer 23, AD converter 24, recording control logic circuit 30, and communication control logic circuit) As for 40), by integrating in LSI 10, it is possible to miniaturize the device without losing flexibility. In addition, by mounting the LSI 10, the CPU 50, and the memory 60 on the wiring substrate 1 in a bare chip state, the device can be miniaturized as compared to the case where these portions are configured as package components covered with a mold resin. Is possible.
また、本実施形態に係るデータ収録装置100によれば、計装アンプ21の増幅度、ローパスフィルタ22の周波数特性、マルチプレクサ23におけるセンサ信号の選択順序、AD変換器におけるAD変換周期が可変であるので、種々のセンサおよび種々の事象に柔軟に対応することが可能である。 Further, according to the data recording device 100 according to the present embodiment, the amplification degree of the instrumentation amplifier 21, the frequency characteristic of the low pass filter 22, the selection order of sensor signals in the multiplexer 23, and the AD conversion cycle in the AD converter are variable. Therefore, it is possible to flexibly respond to various sensors and various events.
また、センサ12から出力されるセンサ信号の増幅を、特定のセンサに特化しない計装アンプ21を用いて行っているので、各種のセンサに対応することが可能である。また、例えば、計装アンプ21のみでは信号の増幅が不十分であり、十分な信号レベルのセンサ信号が得られない場合には、図5に示すように、LSI10の外部の、計装アンプ21の前段にプリアンプ13を設けることにより対応することができる。 Moreover, since amplification of the sensor signal output from the sensor 12 is performed using the instrumentation amplifier 21 which is not specialized to a specific sensor, it is possible to respond to various sensors. Further, for example, when amplification of a signal is insufficient only with the instrumentation amplifier 21 and a sensor signal having a sufficient signal level can not be obtained, the instrumentation amplifier 21 outside the LSI 10 as shown in FIG. This can be coped with by providing the pre-amplifier 13 in the previous stage of.
また、外部からの駆動信号の供給を必要とするセンサについては、図6に示すように、センサ12に駆動信号を供給するセンサ駆動回路14をLSI10の外部に設けることで対応することができる。なお、駆動信号の供給が必要となるセンサの一例として、渦電流式変位センサが挙げられる。渦電流式変位センサは、センサコイルに高周波電流を流して高周波磁界を発生させることによりセンシング対象物の表面に渦電流を発生させ、センサコイルとセンシング対象物との距離によって変化するセンサコイルのインピーダンスの変化を検出するものである。渦電流式変位センサでは、センサコイルに流れる高周波電流を上記の駆動信号として外部から供給する必要がある。 Further, as shown in FIG. 6, a sensor drive circuit 14 for supplying a drive signal to the sensor 12 can be provided outside the LSI 10 as to a sensor that requires supply of a drive signal from the outside. In addition, an eddy current type displacement sensor is mentioned as an example of a sensor which needs supply of a drive signal. The eddy current displacement sensor generates high frequency magnetic field by flowing high frequency current through the sensor coil to generate eddy current on the surface of the sensing object, and the impedance of the sensor coil changes according to the distance between the sensor coil and the sensing object To detect changes in In the eddy current displacement sensor, it is necessary to externally supply a high frequency current flowing through the sensor coil as the drive signal.
以上のように、本発明の実施形態に係るデータ収録装置100によれば、装置の小型化とデータ収録の融通性との両立を図ることが可能となる。 As described above, according to the data recording apparatus 100 according to the embodiment of the present invention, it is possible to achieve both the downsizing of the apparatus and the flexibility of data recording.
図7Aは、本発明の第2の実施形態に係るデータ収録装置100Aの概略の構成を示す斜視図である。第2の実施形態に係るデータ収録装置100Aは、メモリ60を構成する半導体チップが、LSI10を構成する半導体チップ上に積層されている点が、第1の実施形態に係るデータ収録装置100と異なる。第2の実施形態に係るデータ収録装置100Aによれば、配線基板1の両面に配線を形成することを要しないので、配線基板1の構成を簡略化することができる。 FIG. 7A is a perspective view showing a schematic configuration of a data recording device 100A according to a second embodiment of the present invention. The data recording device 100A according to the second embodiment is different from the data recording device 100 according to the first embodiment in that the semiconductor chip forming the memory 60 is stacked on the semiconductor chip forming the LSI 10. . According to the data storage device 100A of the second embodiment, it is not necessary to form the wiring on both sides of the wiring substrate 1, so the configuration of the wiring substrate 1 can be simplified.
図7Bは、本発明の第3の実施形態に係るデータ収録装置100Bの構成を示す斜視図である。第3の実施形態に係るデータ収録装置100Bは、LSI10を構成する半導体チップ、CPU50を構成する半導体チップ、メモリ60を構成する半導体チップ、RF通信モジュール41およびUART42が、それぞれ、配線基板1の基板面S1上の異なる領域に並置されている点が第1の実施形態に係るデータ収録装置と異なる。第3の実施形態に係るデータ収録装置100Bによれば、配線基板1の構成を簡略化することができると共に各半導体チップの搭載を容易に行うことができる。 FIG. 7B is a perspective view showing a configuration of a data recording device 100B according to a third embodiment of the present invention. The data recording device 100B according to the third embodiment includes a semiconductor chip that configures the LSI 10, a semiconductor chip that configures the CPU 50, a semiconductor chip that configures the memory 60, and the RF communication module 41 and the UART 42, respectively. It differs from the data recording device according to the first embodiment in that it is juxtaposed to different regions on the surface S1. According to the data storage device 100B in the third embodiment, the configuration of the wiring board 1 can be simplified, and the mounting of each semiconductor chip can be easily performed.
図7Cは、本発明の第4の実施形態に係るデータ収録装置100Cの構成を示す斜視図である。第4の実施形態に係るデータ収録装置100Cは、LSI10を構成する半導体チップ、CPU50を構成する半導体チップ、メモリ60を構成する半導体チップが、それぞれ、配線基板の互いに異なる基板面S1、S2、S3に搭載されている点が第1の実施形態に係るデータ収録装置と異なる。より具体的には、CPU50を構成する半導体チップ、RF通信モジュール41およびUART42が、配線基板1Aの基板面S1に搭載され、LSI10を構成する半導体チップが、配線基板1Aの基板面S1とは反対側の基板面S2に搭載されている。メモリ60を構成する半導体チップが、配線基板1Aとは別の配線基板1Bの基板面S3に搭載されている。データ収録装置100Cは、配線基板1Aおよび1Bが積層されて構成されている。第4の実施形態に係るデータ収録装置100Cによれば、データ収録装置のサイズの更なる小型化を図ることが可能となる。 FIG. 7C is a perspective view showing a configuration of a data recording device 100C according to a fourth embodiment of the present invention. The data recording device 100C according to the fourth embodiment includes the semiconductor chips constituting the LSI 10, the semiconductor chips constituting the CPU 50, and the semiconductor chips constituting the memory 60 respectively different substrate surfaces S1, S2 and S3 of different wiring boards. Is different from the data recording device according to the first embodiment in that it is mounted in the second embodiment. More specifically, the semiconductor chip constituting the CPU 50, the RF communication module 41 and the UART 42 are mounted on the substrate surface S1 of the wiring substrate 1A, and the semiconductor chip constituting the LSI 10 is opposite to the substrate surface S1 of the wiring substrate 1A. It is mounted on the substrate surface S2 on the side. The semiconductor chip constituting the memory 60 is mounted on the substrate surface S3 of the wiring substrate 1B different from the wiring substrate 1A. The data recording device 100C is configured by laminating the wiring boards 1A and 1B. According to the data storage device 100C of the fourth embodiment, the size of the data storage device can be further miniaturized.
図7Dは、本発明の第5の実施形態に係るデータ収録装置100Dの構成を示す斜視図である。第5の実施形態に係るデータ収録装置100Dは、2つのメモリ60Aおよび60Bを含む。より具体的には、CPU50を構成する半導体チップ、LSI10を構成する半導体チップ、RF通信モジュール41およびUART42が、配線基板1Aの基板面S1に搭載されている。メモリ60Aを構成する半導体チップが、配線基板1Aとは別の配線基板1Bの基板面S3に搭載されている。メモリ60Bを構成する半導体チップが、配線基板1Aおよび1Bとは別の配線基板1Cの基板面S4に搭載されている。データ収録装置100Dは、配線基板1A、1Bおよび1Cが積層されて構成されている。第5の実施形態に係るデータ収録装置100Dによれば、データ収録装置のサイズの拡大を抑制しつつ、メモリ容量の増大を図ることが可能となる。 FIG. 7D is a perspective view showing a configuration of a data recording device 100D according to a fifth embodiment of the present invention. The data recording device 100D according to the fifth embodiment includes two memories 60A and 60B. More specifically, the semiconductor chip constituting the CPU 50, the semiconductor chip constituting the LSI 10, the RF communication module 41 and the UART 42 are mounted on the substrate surface S1 of the wiring substrate 1A. The semiconductor chip constituting the memory 60A is mounted on the substrate surface S3 of the wiring substrate 1B different from the wiring substrate 1A. The semiconductor chip constituting the memory 60B is mounted on the substrate surface S4 of the wiring substrate 1C different from the wiring substrates 1A and 1B. The data recording device 100D is configured by laminating the wiring boards 1A, 1B and 1C. According to the data storage device 100D of the fifth embodiment, it is possible to increase the memory capacity while suppressing the expansion of the size of the data storage device.
図8は、上記の第5の実施形態に係るデータ収録装置100Dの回路構成の一例を示す回路ブロック図である。記録制御ロジック回路30は、CPU50からの指令に基づいてメモリ60Aおよび60Bに対するデータの記録および読出しを制御する。なお、本実施形態では、メモリチップの搭載数を2つとしているが3つ以上のメモリチップを搭載する構成としてもよい。 FIG. 8 is a circuit block diagram showing an example of a circuit configuration of a data recording device 100D according to the fifth embodiment. The recording control logic circuit 30 controls recording and reading of data to the memories 60A and 60B based on an instruction from the CPU 50. Although the number of mounted memory chips is two in this embodiment, three or more memory chips may be mounted.
図9は、本発明の第6の実施形態に係るデータ収録装置100Eの概略の構成を示す斜視図である。図10は、第6の実施形態に係るデータ収録装置100Eの回路構成の一例を示す回路ブロック図である。なお、図10において、データ収録装置100Eに接続される複数のセンサ12がデータ収録装置100Eとともに示されている。第6の実施形態に係るデータ収録装置100Eは、CPU50がLSI10を構成する半導体チップ内に収容されている点が、第1の実施形態に係るデータ収録装置100と異なる。図9に示す例では、CPU50およびLSI10を含む半導体チップが、配線基板1の基板面S1に搭載され、メモリ60を構成する半導体チップが、配線基板1の基板面S1とは反対側の面S2に搭載されている。第6の実施形態に係るデータ収録装置100Eによれば、第1の実施形態に係るデータ収録装置100と比較して、部品点数を減らすことができるので、工数削減および装置の更なる小型化を図ることが可能となる。なお、図7Aに示す例に倣って、CPU50およびLSI10を含む半導体チップの上にメモリ60を構成する半導体チップを積層してもよい。また、図7Bに示す例に倣って、CPU50およびLSI10を含む半導体チップとメモリ60を構成する半導体チップとを配線基板1の同じ基板面1Aに並置してもよい。また、図7Cに示す例に倣って、CPU50およびLSI10を含む半導体チップを配線基板1Aの基板面S1に搭載し、メモリ60を構成する半導体チップを配線基板1Aとは別の配線基板1Bの基板面S3に搭載してもよい。また、図7Dに示す例に倣って、CPU50およびLSI10を含む半導体チップを搭載した配線基板、メモリ60Aを搭載した配線基板1Bおよびメモリ60Bを搭載した配線基板1Cを積層してもよい。 FIG. 9 is a perspective view showing a schematic configuration of a data recording device 100E according to a sixth embodiment of the present invention. FIG. 10 is a circuit block diagram showing an example of a circuit configuration of a data recording device 100E according to the sixth embodiment. In FIG. 10, a plurality of sensors 12 connected to the data acquisition device 100E are shown together with the data acquisition device 100E. The data storage device 100E according to the sixth embodiment differs from the data storage device 100 according to the first embodiment in that the CPU 50 is accommodated in a semiconductor chip constituting the LSI 10. In the example shown in FIG. 9, the semiconductor chip including the CPU 50 and the LSI 10 is mounted on the substrate surface S1 of the wiring substrate 1, and the semiconductor chip forming the memory 60 is the surface S2 opposite to the substrate surface S1 of the wiring substrate 1. Mounted on the. According to the data recording device 100E of the sixth embodiment, the number of parts can be reduced as compared with the data recording device 100 of the first embodiment. Therefore, the number of steps can be reduced and the device can be further miniaturized. It is possible to Note that, according to the example shown in FIG. 7A, the semiconductor chip constituting the memory 60 may be stacked on the semiconductor chip including the CPU 50 and the LSI 10. Further, according to the example shown in FIG. 7B, the semiconductor chip including the CPU 50 and the LSI 10 and the semiconductor chip forming the memory 60 may be juxtaposed on the same substrate surface 1A of the wiring substrate 1. 7C, the semiconductor chip including the CPU 50 and the LSI 10 is mounted on the substrate surface S1 of the wiring substrate 1A, and the semiconductor chip constituting the memory 60 is a substrate of the wiring substrate 1B different from the wiring substrate 1A. It may be mounted on the surface S3. Further, according to the example shown in FIG. 7D, a wiring board on which a semiconductor chip including the CPU 50 and the LSI 10 is mounted, a wiring board 1B on which the memory 60A is mounted, and a wiring board 1C on which the memory 60B is mounted may be stacked.
1 配線基板
10 LSI
12 センサ
21 計装アンプ
22 ローパスフィルタ
23 マルチプレクサ
24 AD変換器
30 記録制御ロジック
31a〜31d、32a〜32d レジスタ
41 RF通信モジュール
42 UART
50 CPU
60 メモリ
100、100A、100B、100C、100D、100E データ収録装置
1 Wiring board 10 LSI
12 sensor 21 instrumentation amplifier 22 low pass filter 23 multiplexer 24 AD converter 30 recording control logic 31 a to 31 d, 32 a to 32 d register 41 RF communication module 42 UART
50 CPU
60 Memory 100, 100A, 100B, 100C, 100D, 100E Data Recording Device
Claims (3)
前記アンプによって増幅された前記センサ信号をデジタル値に変換するアナログ・デジタル変換器と、
前記デジタル値の記録を制御する記録制御ロジック回路と、
外部装置との間の通信を制御する通信制御ロジック回路と、
前記記録制御ロジック回路及び前記通信制御ロジック回路とは別体として構成され、前記記録制御ロジック回路による制御の下で前記デジタル値が記録されるメモリと、
前記記録制御ロジック回路及び前記通信制御ロジック回路とは別体として構成され、前記通信制御ロジック回路による制御の下で前記外部装置と通信を行う通信モジュールと、
前記記録制御ロジック回路及び前記通信制御ロジック回路とは別体として構成され、前記記録制御ロジック回路に指令を与える中央演算処理装置と、
を含み、
前記記録制御ロジック回路は、外部から供給されるトリガ信号に応じて前記デジタル値の前記メモリへの記録を開始または停止させ、データ収録を継続すべき指令に応じて前記デジタル値の前記メモリへの記録の継続を示すステータス情報を前記デジタル値とともに前記メモリに記録し、データ収録を中断すべき指令に応じて前記デジタル値の前記メモリへの記録の中断を示すステータス情報を前記デジタル値とともに前記メモリに記録した後、前記デジタル値の前記メモリへの記録を中断し、データ収録を終了すべき指令に応じて前記デジタル値の前記メモリへの記録の終了を示すステータス情報を前記デジタル値とともに前記メモリに記録した後、前記デジタル値の前記メモリへの記録を終了する
データ収録装置。 An amplifier for amplifying a sensor signal output from the sensor;
An analog-to-digital converter that converts the sensor signal amplified by the amplifier into a digital value;
A recording control logic circuit for controlling the recording of the digital value;
A communication control logic circuit that controls communication with an external device;
A memory configured separately from the recording control logic circuit and the communication control logic circuit, and in which the digital value is recorded under control of the recording control logic circuit;
A communication module that is configured separately from the recording control logic circuit and the communication control logic circuit, and that communicates with the external device under the control of the communication control logic circuit;
A central processing unit that is configured separately from the recording control logic circuit and the communication control logic circuit and that gives instructions to the recording control logic circuit;
Including
The recording control logic circuit starts or stops recording of the digital value in the memory in response to a trigger signal supplied from the outside, and the digital value in the memory in response to a command to continue data recording. Status information indicating continuation of recording is recorded in the memory together with the digital value, and status information indicating interruption of recording of the digital value in the memory according to a command to interrupt data recording is also indicated together with the digital value Recording the digital value in the memory and interrupting the recording of the digital value in the memory according to a command to end the data recording, together with the digital value, the status information indicating the end of the recording of the digital value. A data recording device for terminating the recording of the digital value in the memory after the recording of the digital value .
前記記録制御ロジック回路は、前記トリガ信号に応じて前記デジタル値を前記メモリに記録する場合に、前記デジタル値の各々に対応する前記付加情報を付加して前記メモリに記録する
請求項1に記載のデータ収録装置。 The trigger signal includes additional information,
The recording control logic circuit, when recording the digital values in the memory in response to the trigger signal, adds the additional information corresponding to each of the digital values and records the additional information in the memory. Data storage device.
請求項1または請求項2に記載のデータ収録装置。 The recording control logic circuitry, data acquisition device according to claim 1 or claim 2 for controlling the recording order to the memory of the plurality of the digital values sequentially supplied from the analog-digital converter.
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