通信方法、通信システム及びそのデバイス
【課題】第１デバイスと第２デバイスの間で１本の信号線だけを用いて双方向のシリアル通信を行うことができ、第２デバイスにて第１デバイスから送信された情報の誤りを検出できる通信方法、通信システム及びそのデバイスを提供することを目的とする。
【解決手段】第１デバイス１１から第２デバイス１２に第１の通信フォーマットで情報をクロックと共に送信する第１モードと、第２デバイスから第１デバイスに第２の通信フォーマットで情報を送信する第２モードを有し、第１の通信フォーマットは、スタートビットに続いて、複数のデータビット及び複数の反転データビットと、複数のデータビットから生成したチェックビット及び反転チェックビットを有し、第２の通信フォーマットは、スタートビットに続いて、複数のデータビットと、複数のデータビットから生成したチェックビットを有する。
【解決手段】第１デバイス１１から第２デバイス１２に第１の通信フォーマットで情報をクロックと共に送信する第１モードと、第２デバイスから第１デバイスに第２の通信フォーマットで情報を送信する第２モードを有し、第１の通信フォーマットは、スタートビットに続いて、複数のデータビット及び複数の反転データビットと、複数のデータビットから生成したチェックビット及び反転チェックビットを有し、第２の通信フォーマットは、スタートビットに続いて、複数のデータビットと、複数のデータビットから生成したチェックビットを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、双方向のシリアル通信を行う通信方法、通信システム及びそのデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、双方向のシリアル通信を行う通信システムがある。例えば特許文献１には、データ及びクロックを時分割で多重して１本のバスラインで伝送し、送信／受信判定用のバスラインと合わせて２本のバスラインで、双方向から互いに送受信を行うことが記載されている。
【０００３】
上記特許文献１には、送信時に、ラッチ回路はクロック回路のクロック信号に同期し、データ入力部よりのデータＨにてＩＮ端子の電源電圧Ｖｃｃをスイッチの接点ａに出力し、データＬにて接点ａを抵抗Ｒ１とＲ２による分圧値にし、スイッチはクロック信号でａ、ｂに切り換えられ、ａにてデータ、ｂにてクロック信号を出力し、送受切換スイッチを介しデータ・クロック伝送ラインに送出し、受信時に、送受切換スイッチより分離回路に入力した信号をレベル判別によりデータとクロック信号に分離し、データはラッチ・整形回路でラッチし波形整形して出力し、送信時に、デコーダは送受判定ラインのレベルと送信要求入力Ｈを演算、Ｈを出力し、送受切換スイッチを送信側に切り換え、送受判定ラインをＬにすることで、データとクロック信号を時分割多重してバスラインで伝送することが記載されている。
【０００４】
なお、情報ブロックをそれぞれが複数のセグメントを含む複数の原サブブロックに分割し、各原サブブロック中に含まれる複数のセグメントのそれぞれ１つに割り付けられた原情報の全てを反転して得られた反転情報を含む反転サブブロックを、各原サブブロックに対応付けて複数生成し、複数の原サブブロックと、生成された複数の反転サブブロックとを合体させることにより、情報ブロックを符号ブロックに変換する技術が提案されている（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−９５２４８号公報
【特許文献２】特開２０００−１２４９６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の技術は、双方向のシリアル通信を行うためにデータ・クロック伝送ラインと送受判定ラインを必要とし、１本の信号線だけを用いて双方向のシリアル通信を行うことはできないという問題があった。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、第１デバイスと第２デバイスの間で１本の信号線だけを用いて双方向のシリアル通信を行うことができ、第２デバイスにて第１デバイスから送信された情報の誤りを検出できる通信方法、通信システム及びそのデバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施態様による通信システムは、第１デバイス（１１）と第２デバイス（１２）間を１本の信号線で接続し、互いにレベルの異なる第１レベルと第２レベル、及び前記第１レベルと第２レベルの中間レベルを用いてシリアル通信を行う通信システムであって、
前記第１デバイス（１１）から前記第２デバイス（１２）に第１の通信フォーマットで情報をクロックと共に送信する第１モードと、
前記第２デバイス（１２）から前記第１デバイス（１１）に第２の通信フォーマットで情報を送信する第２モードを有し、
前記第１の通信フォーマットは、スタートビットに続いて、複数のデータビット及び複数の反転データビットと、前記複数のデータビットから生成したチェックビット及び反転チェックビットを有し、
前記第２の通信フォーマットは、スタートビットに続いて、複数のデータビットと、前記複数のデータビットから生成したチェックビットを有する。
【０００９】
好ましくは、前記第１の通信フォーマットは、データビットと反転データビットを交互に配置する。
【００１０】
好ましくは、前記第１の通信フォーマットは、前記複数のデータビット及び前記チェックビット、固定ビット、前記複数のデータビットの一部及び前記複数のデータビットの一部の残りの反転データビット及び前記反転チェックビットを順に配置する。
【００１１】
本発明の一実施態様による通信方法は、第１デバイス（１１）と第２デバイス（１２）間を１本の信号線で接続し、互いにレベルの異なる第１レベルと第２レベル、及び前記第１レベルと第２レベルの中間レベルを用いてシリアル通信を行う通信方法であって、
前記第１デバイス（１１）から前記第２デバイス（１２）に第１の通信フォーマットで情報をクロックと共に送信する第１モードと、
前記第２デバイス（１２）から前記第１デバイス（１１）に第２の通信フォーマットで情報を送信する第２モードを有し、
前記第１の通信フォーマットは、スタートビットに続いて、複数のデータビット及び複数の反転データビットと、前記複数のデータビットから生成したチェックビット及び反転チェックビットを有し、
前記第２の通信フォーマットは、スタートビットに続いて、複数のデータビットと、前記複数のデータビットから生成したチェックビットを有する。
【００１２】
また、本発明の一実施態様による第１デバイスは、第１デバイス（１１）と第２デバイス（１２）間を１本の信号線で接続し、互いにレベルの異なる第１レベルと第２レベル、及び前記第１レベルと第２レベルの中間レベルを用いてシリアル通信を行う通信システムの第１デバイスであって、
前記第２デバイス（１２）に第１の通信フォーマットで情報をクロックと共に送信する送信手段と、
前記第２デバイス（１２）から第２の通信フォーマットで送信される情報を受信する受信手段と、を有し、
前記第１の通信フォーマットは、スタートビットに続いて、複数のデータビット及び複数の反転データビットと、前記複数のデータビットから生成したチェックビット及び反転チェックビットを有し、
前記第２の通信フォーマットは、スタートビットに続いて、複数のデータビットと、前記複数のデータビットから生成したチェックビットを有する。
【００１３】
なお、上記括弧内の参照符号は、理解を容易にするために付したものであり、一例にすぎず、図示の態様に限定されるものではない。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、第１デバイスと第２デバイスの間で１本の信号線だけを用いて双方向のシリアル通信を行うことができ、第２デバイスにて第１デバイスから送信された情報の誤りを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の通信システムの一実施形態のブロック構成図である。
【図２】電池監視ＩＣと保護ＩＣの信号入出力部の一実施形態の回路構成図である。
【図３】制御コマンド送信モードの信号タイミングチャートである。
【図４】コマンド受信モードの信号タイミングチャートである。
【図５】割り込み受信モードの信号タイミングチャートである。
【図６】電池監視ＩＣにおける状態遷移図である。
【図７】保護ＩＣの信号入出力部の一実施形態の回路構成図である。
【図８】図７の各部の信号波形図である。
【図９】シフトレジスタの構成図である。
【図１０】制御コマンド送信モードの図７の各部の信号波形図である。
【図１１】状態問い合せコマンド受信モードの図７の各部の信号波形図である。
【図１２】割り込み受信モードの図７の各部の信号波形図である。
【図１３】保護ＩＣが実行する信号出力処理のフローチャートである。
【図１４】信号線における波形図である。
【図１５】制御コマンド送信モードの第１実施形態における信号フォーマットである。
【図１６】誤り検出処理の第１実施形態のフローチャートである。
【図１７】制御コマンド送信モードの第２実施形態における信号フォーマットである。
【図１８】誤り検出処理の第２実施形態のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態について説明する。
【００１７】
＜通信システムのブロック構成＞
図１は本発明の通信システムの一実施形態のブロック構成図を示す。図１において、端子Ｂ＋，Ｂ−間にはリチウムイオン電池等の二次電池１０が接続され、端子Ｂ＋は端子Ｐ＋に接続され、端子Ｂ−は抵抗Ｒ４及びＭＯＳトランジスタＭ２及びＭ１を介して端子Ｐ−に接続されており、端子Ｐ＋，Ｐ−間に負荷又は充電回路が接続される。
【００１８】
第１デバイスである電池監視ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：集積回路）１１は抵抗Ｒ４の両端の電圧を端子ＶＲＳＭ，ＶＲＳＦに供給され、端子ＶＲＳＭ，ＶＲＳＦの電位差から二次電池１０の充放電電流を検出する。また、二次電池１０の電池電圧が保護ＩＣ１２を介して端子ＶＢＡＴに供給され、電池監視ＩＣ１１は端子ＶＢＡＴの電圧を二次電池１０の電圧として検出する。また、電池監視ＩＣ１１は端子ＶＤＤに保護ＩＣ１２で安定化された電源を供給されている。電池監視ＩＣ１１はマイクロコンピュータを内蔵し、二次電池１０の充放電電流を積算してバッテリ残量を算出すると共に、二次電池１０の過電圧検出及び充放電の過電流検出等を行い、その検出結果に基づいて保護ＩＣ１２の制御を行う。
【００１９】
第２デバイスである保護ＩＣ１２は二次電池１０から抵抗Ｒ３を介して端子ＶＤＤに供給される電圧を安定化して端子ＶＲＥＧＯＵＴから電池監視ＩＣ１１に供給する。また、端子ＶＳＥＮＳＥには抵抗Ｒ１を介して二次電池１０の電池電圧が供給され、この電池電圧を分圧して端子ＶＢＡＴから電池監視ＩＣ１１に供給する。また、保護ＩＣ１２は端子ＶＳＥＮＳＥの電圧を過充電閾値及び過放電閾値と比較して、端子ＶＳＥＮＳＥ電圧が過充電閾値を超えると、異常状態であるとしてＭＯＳトランジスタＭ１をオフし、過放電閾値を下回ると、異常状態であるとしてＭＯＳトランジスタＭ２をオフする。これと共に、保護ＩＣ１２は電池監視ＩＣ１１からの制御コマンドを内蔵する制御用レジスタに格納し、制御用レジスタの内容に従ってＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２のオン／オフを切り換えることで、二次電池１０の充放電制御を行う。
【００２０】
電池監視ＩＣ１１の端子ＩＣＯＭと保護ＩＣ１２の端子ＩＣＯＭは信号線１３で接続されており、電池監視ＩＣ１１と保護ＩＣ１２との間で双方向の３値シリアル通信が行われる。
【００２１】
＜通信システムの入出力回路の構成＞
図２は電池監視ＩＣ１１と保護ＩＣ１２の信号入出力部の一実施形態の回路構成図を示す。図２において、電池監視ＩＣ１１の端子ＩＣＯＭには電池監視ＩＣ１１の入出力回路２１が併設されている。入出力回路２１内において、電池監視ＩＣ１１の端子ＩＣＯＭは抵抗Ｒ１１を介して電源ＶＤＤに接続されると共に、抵抗Ｒ１２を介してｎチャネルＭＯＳトランジスタＭ１１のドレインに接続されており、ＭＯＳトランジスタＭ１１のソースは電源ＶＳＳに接続されている。ＭＯＳトランジスタＭ１１のゲートには通信制御回路２２からミドルレベル出力信号が供給される。
【００２２】
また、電池監視ＩＣ１１の端子ＩＣＯＭはｎチャネルＭＯＳトランジスタＭ１２のドレインに接続されており、ＭＯＳトランジスタＭ１２のソースは電源ＶＳＳに接続されている。ＭＯＳトランジスタＭ１２のゲートには電池監視ＩＣ１１内の通信制御回路２２からローレベル出力信号が供給される。更に、電池監視ＩＣ１１の端子ＩＣＯＭはインバータ２３を介して通信制御回路２２に接続されている。インバータ２３はミドルレベルとローレベルの中間電位である第１閾値を有しており、端子ＩＣＯＭがローレベルのとき通信制御回路２２にハイレベルを供給し、端子ＩＣＯＭがミドルレベル又はハイレベルのとき通信制御回路２２にローレベルを供給する。
【００２３】
また、保護ＩＣ１２の端子ＩＣＯＭには入出力回路３１が併設されている。入出力回路３１内において、保護ＩＣ１２の端子ＩＣＯＭはｎチャネルＭＯＳトランジスタＭ１３のドレインに接続されており、ＭＯＳトランジスタＭ１３のソースは電源ＶＳＳに接続されている。ＭＯＳトランジスタＭ１３のゲートには保護ＩＣ１２内の通信制御回路３２からローレベル出力信号が供給される。
【００２４】
更に、保護ＩＣ１２の端子ＩＣＯＭはインバータ３３，３４を介して通信制御回路２２に接続されている。インバータ３３はミドルレベルとローレベルの中間電位である第１閾値を有しており、端子ＩＣＯＭがローレベルのとき通信制御回路２２にハイレベルを供給し、端子ＩＣＯＭがミドルレベル以上のとき通信制御回路２２にローレベルを供給する。インバータ３４はハイレベルとミドルレベルの中間電位である第２閾値を有しており、端子ＩＣＯＭがミドルレベル以下のとき通信制御回路２２にハイレベルを供給し、端子ＩＣＯＭがハイレベルのとき通信制御回路２２にローレベルを供給する。
【００２５】
ここで、電池監視ＩＣ１１は端子ＩＣＯＭからハイレベルの信号を出力する際にはＭＯＳトランジスタＭ１１，Ｍ１２に値０の信号を供給し、端子ＩＣＯＭからローレベルの信号を出力する際にはＭＯＳトランジスタＭ１１に値０、ＭＯＳトランジスタＭ１２に値１の信号を供給する。また、電池監視ＩＣ１１は端子ＩＣＯＭからミドルレベルの信号を出力する際にはＭＯＳトランジスタＭ１１に値１、ＭＯＳトランジスタＭ１２に値０の信号を供給する。
【００２６】
また、保護ＩＣ１２は端子ＩＣＯＭがミドルレベルの期間に、端子ＩＣＯＭからローレベルの信号を出力する際にはＭＯＳトランジスタＭ１３に値１の信号を供給する。
【００２７】
＜制御コマンド送信モード＞
図３に電池監視ＩＣ１１から保護ＩＣ１２に制御コマンドを送信する制御コマンド送信モードの信号タイミングチャートを示す。
【００２８】
まず、電池監視ＩＣ１１は図３（Ａ）に示すように、端子ＩＣＯＭを所定期間τ／２（例えば数１０μｓｅｃ）だけミドルレベル（スタートビット）とし、次に端子ＩＣＯＭを所定期間τ／２だけハイレベルとする。電池監視ＩＣ１１はミドルレベルで制御コマンド送信モードを保護ＩＣ１２に通知し、ミドルレベル及びハイレベルの期間τで１クロック周期を通知する。なお、図中の斜線部は、ミドルレベルとローレベルのいずれか一方であることを示す。
【００２９】
この後、ミドルレベル又はローレベルの所定期間とハイレベルの所定期間を例えば１４回繰り返すことでクロックを含み、図中（１）〜（１４）で示すミドルレベル又はローレベルで１４ビットの制御コマンドを送信する。各ビットはミドルレベルを値１とし、ローレベルを値０とする。ところで、上記１４ビットのうち奇数ビット（１），（３），（５），（７），（９），（１１）は制御コマンドの各ビット（データビット）の値であり、偶数ビット（２），（４），（６），（８），（１０），（１２）は先行する奇数ビット（１），（３），（５），（７），（９），（１１）を反転した反転データビットである。そして、奇数ビット（１３）は奇数ビット（１），（３），（５），（７），（９），（１１）の奇数パリティとしてのチェックビットであり、偶数ビット（１４）はチェックビットを反転した反転チェックビットである。すなわち、制御コマンドは実際にはチェックビットを含め７ビット構成である。なお、制御コマンドとしては、ＭＯＳトランジスタＭ１のオン／オフの制御、ＭＯＳトランジスタＭ２のオン／オフの制御等がある。
【００３０】
その後、電池監視ＩＣ１１が端子ＩＣＯＭをミドルレベルとするタイミングで、保護ＩＣ１２は図３（Ｂ）に（１５）で示すように、端子ＩＣＯＭを所定期間τ／２だけハイレベル又はローレベルとして、パリティビット（１５）を電池監視ＩＣ１１に通知する。このパリティビット（１５）は受信した奇数ビット（１），（３），（５），（７），（９），（１１），（１３）から生成した奇数パリティの値である。ここでは、制御コマンドを正常受信した場合にパリティビット（１５）をローレベルとし、正常受信できなかった場合にパリティビット（１５）をハイレベルとしている。これにより、信号線１３つまり電池監視ＩＣ１１と保護ＩＣ１２の端子ＩＣＯＭは図３（Ｃ）に示す信号状態（信号フォーマット）となる。
【００３１】
＜状態問い合せコマンド受信モード＞
図４に電池監視ＩＣ１１から保護ＩＣ１２に状態を問い合せ、保護ＩＣ１２から送信される状態を電池監視ＩＣ１１で受信するコマンド受信モードの信号タイミングチャートを示す。
【００３２】
まず、電池監視ＩＣ１１は図４（Ａ）に示すように、端子ＩＣＯＭを所定期間τ／２だけローレベルとし、次に端子ＩＣＯＭを所定期間τ／２だけハイレベルとする。電池監視ＩＣ１１はローレベル（スタートビット）とすることで保護ＩＣ１２に状態問い合せコマンド受信モードを通知し、ミドルレベル及びハイレベルの期間τで１クロック周期を通知する。この後、ミドルレベルの所定期間とハイレベルの所定期間を例えば１４回繰り返すことでクロックを送信する。
【００３３】
その後、電池監視ＩＣ１１が端子ＩＣＯＭをミドルレベルとするタイミングで、保護ＩＣ１２は図４（Ｂ）に（１）〜（１４）で示すハイレベル又はローレベルで１４ビットのステータスを送信する。各ビットはハイレベルを値１とし、ローレベルを値０とする。ところで、上記１４ビットのうちビット（１）〜（１３）はステータスの各ビット（データビット）の値であり、ビット（１４）はビット（１）〜（１３）の奇数パリティとしてのチェックビットである。すなわち、制御コマンドは実際にはチェックビットを含め１４ビット構成である。これにより、信号線１３つまり電池監視ＩＣ１１と保護ＩＣ１２の端子ＩＣＯＭは図４（Ｃ）に示す信号状態（信号フォーマット）となる。なお、ステータスとしては、ＭＯＳトランジスタＭ１のオン／オフ状態、ＭＯＳトランジスタＭ２のオン／オフの状態等がある。
【００３４】
＜割り込み受信モード＞
図５に保護ＩＣ１２から電池監視ＩＣ１１に割り込みを行い、保護ＩＣ１２から送信される状態を電池監視ＩＣ１１で受信する割り込み受信モードの信号タイミングチャートを示す。
【００３５】
まず、保護ＩＣ１２は図５（Ｂ）に示すように端子ＩＣＯＭを所定期間τ／２だけローレベルとする。保護ＩＣ１２はローレベル（スタートビット）とすることで電池監視ＩＣ１１に割り込み受信モードであることを通知する。
【００３６】
これを受けて電池監視ＩＣ１１は図５（Ａ）に示すように、端子ＩＣＯＭを所定期間τ／２だけローレベルとし、次に端子ＩＣＯＭを所定期間τ／２だけハイレベルとすること例えば１４回繰り返すことでクロックを送信する。
【００３７】
その後、電池監視ＩＣ１１が端子ＩＣＯＭをミドルレベルとするタイミングで、保護ＩＣ１２は図５（Ｂ）に（１）〜（１４）で示すハイレベル又はローレベルで１４ビットのステータスを送信する。各ビットはハイレベルを値１とし、ローレベルを値０とする。ところで、上記１４ビットのうちビット（１）〜（１３）はステータスの各ビット（データビット）の値データであり、ビット（１４）はビット（１）〜（１３）の奇数パリティとしてのチェックビットである。すなわち、制御コマンドは実際にはチェックビットを含め１４ビット構成である。これにより、信号線１３つまり電池監視ＩＣ１１と保護ＩＣ１２の端子ＩＣＯＭは図５（Ｃ）に示す信号状態（信号フォーマット）となる。
【００３８】
＜電池監視ＩＣの状態遷移図＞
図６に電池監視ＩＣ１１における状態遷移図を示す。図６において、初期状態は０シーケンスである。電池監視ＩＣ１１において制御コマンド送信モードが開始されると、０シーケンスからＴ１シーケンスに遷移し、問題がなければクロック周期でＴ１シーケンス〜ＴＥＮＤシーケンスを順に経由して０シーケンスに戻る。
【００３９】
また、電池監視ＩＣ１１において状態問い合せコマンド受信モードが開始されると、０シーケンスからＲ１シーケンスに遷移し、問題がなければクロック周期でＲ１シーケンス〜ＲＥＮＤシーケンスを順に経由して０シーケンスに戻る。
【００４０】
また、電池監視ＩＣ１１が端子ＩＣＯＭのローレベルを検出すると、割り込み受信モードとなり、電池監視ＩＣ１１は０シーケンスからＩ１シーケンスに遷移し、Ｉ１シーケンスからＩ２シーケンス、Ｒ３シーケンス〜ＲＥＮＤシーケンスを順に経由して０シーケンスに戻る。
【００４１】
ここで、Ｔ１シーケンス、Ｔ２シーケンス、Ｒ１シーケンス、Ｒ２シーケンスのいずれかにおいて、電池監視ＩＣ１１が端子ＩＣＯＭのローレベルを検出するとＪ１シーケンスに遷移する。これは、制御コマンド送信モード又は状態問い合せコマンド受信モードと割り込み受信モードが競合した場合に発生する。
【００４２】
本実施形態ではこの競合を回避するため、割り込み受信モードの優先度を制御コマンド送信モード又は状態問い合せコマンド受信モードより高く設定している。これにより、競合によるＪ１シーケンスからＩ２シーケンスに遷移し、その後、Ｒ３シーケンス〜ＲＥＮＤシーケンスを順に経由して０シーケンスに戻る。
【００４３】
＜保護ＩＣの信号入出力部の構成＞
図７は保護ＩＣ１２の信号入出力部の一実施形態の回路構成図を示す。図７において、図２と同一部分には同一符号を付す。図７において、保護ＩＣ１２の端子ＩＣＯＭからの入力信号はインバータ３３，３４を介して通信制御回路３２に供給される。
【００４４】
通信制御回路３２はインバータ３３から供給される入力信号のクロックを分離し、分離したクロックに同期して、１４ビットのステータスのうちローレベル出力とするべきタイミングで図８（Ａ）に示すようにハイレベル期間がτ／２のパルス信号を出力する。この通信制御回路３２が出力するパルス信号はインバータ４２，４３，４４，４５を通してノア回路４６に供給されると共に、ノア回路４７に供給される。
【００４５】
インバータ４３，４４の接続点はコンデンサＣ１にて接地されており、上記パルス信号によりコンデンサＣ１の電圧は図８（Ｂ）に示すように傾斜波形となる。これにより、インバータ４５の出力信号は図８（Ｃ）に示すようにパルス幅が縮小される。
【００４６】
ノア回路４６の出力はＭＯＳトランジスタＭ１３のゲートに供給されると共にノア回路４７の入力端子に供給され、ノア回路４７の出力はノア回路４７の入力端子に供給されている。このため、ノア回路４６の出力は図８（Ｄ）に示すように通信制御回路３２の出力パルス信号よりパルス幅が狭くなる。このノア回路４６の出力するパルス信号のハイレベル期間にＭＯＳトランジスタＭ１３がオンすることで、端子ＩＣＯＭは図８（Ｅ）に示すようにクロックに同期してローレベルとなる。つまり、図８（Ｅ）のローレベル期間は通信制御回路３２の出力パルス信号のパルス幅（τ／２）よりパルス幅が狭くなる。もし、保護ＩＣ１２の出力する図８（Ｅ）のローレベル期間がτ／２であれば、電池監視ＩＣ１１がミドルレベルで出力するクロックの情報が全て消失してしまう。このため、上記ミドルレベルのクロック情報が全て消失しないように、図８（Ｅ）のローレベル期間をτ／２より狭くしている。
【００４７】
ここで、図７に示す通信制御回路３２には図９に示すシフトレジスタが設けられている。シフトレジスタはｎ段のＤ型フリップフロップ１００−１〜１００−ｎと各フリップフロップのＤ入力端子に接続されたスイッチ１０１−１〜１０１−ｎから構成されている。スイッチ１０１−１〜１０１−ｎは端子１０２に例えば値０の信号が供給されたときに端子１０３−１〜１０３−ｎ側に接続され、端子１０３−１〜１０３−ｎから供給されるｎビットのステータスが端子１０５からのクロックの入力によりフリップフロップ１００−１〜１００−ｎにセットされる。
【００４８】
その後、端子１０２は値１となり、スイッチ１０１−１はフリップフロップ１００−１のＤ入力端子を端子１０４に接続し、スイッチ１０１−２〜１０１−ｎはフリップフロップ１００−２〜１００−ｎのＤ入力端子を前段のフリップフロップ１００−１〜１００−ｎ−１のＱ出力端子に接続してシフトレジスタを構成する。端子１０５には通信制御回路３２が端子ＩＣＯＭの入力信号から分離したクロックが入力され、フリップフロップ１００−１〜１００−ｎのクロック入力端子に供給される。このクロックの入力により、フリップフロップ１００−１〜１００−ｎにセットされているｎビットのステータスはフリップフロップを順にシフトされて端子１０６よりシリアルに出力される。
【００４９】
図１０（Ａ）〜（Ｅ）に制御コマンド送信モードにおける図７のインバータ４２入力、コンデンサＣ１の電圧、インバータ４５出力、ノア回路４７出力、端子ＩＣＯＭそれぞれの波形図を示す。ここでは、保護ＩＣ１２が端子ＩＣＯＭからローレベル出力を行うためにインバータ４２に図１０（Ａ）に示すハイレベルのパルスＰ１を供給すると、端子ＩＣＯＭは図１０（Ｅ）に示すようにパルスＰ１の期間τ／２の前半はローレベルとなり、その後ミドルレベルとなる。
【００５０】
図１１（Ａ）〜（Ｅ）に状態問い合せコマンド受信モードにおける図７のインバータ４２入力、コンデンサＣ１の電圧、インバータ４５出力、ノア回路４７出力、端子ＩＣＯＭそれぞれの波形図を示す。ここでは、保護ＩＣ１２が端子ＩＣＯＭからローレベル出力を行うためにインバータ４２に図１１（Ａ）に示すハイレベルのパルスＰ２〜Ｐ５を供給すると、端子ＩＣＯＭは図１１（Ｅ）に示すようにパルスＰ２〜Ｐ５の各期間τ／２の前半はローレベルとなり、その後ミドルレベルとなる。
【００５１】
図１２（Ａ）〜（Ｅ）に割り込み受信モードにおける図７のインバータ４２入力、コンデンサＣ１の電圧、インバータ４５出力、ノア回路４７出力、端子ＩＣＯＭそれぞれの波形図を示す。ここでは、保護ＩＣ１２が端子ＩＣＯＭからローレベル出力を行うためにインバータ４２に図１２（Ａ）に示すハイレベルのパルスＰ６〜Ｐ９を供給すると、端子ＩＣＯＭは図１２（Ｅ）に示すようにパルスＰ６〜Ｐ９の各期間τ／２の前半はローレベルとなり、その後ミドルレベルとなる。
【００５２】
＜保護ＩＣの信号出力処理＞
図１３は保護ＩＣ１２が実行する信号出力処理のフローチャートを示す。図１３において、定常状態ではステップＳ１で保護状態が変化したか、つまり、保護状態が定常状態から異常状態等になったか否かを判別する。保護状態の変化がなければ、ステップＳ２で端子ＩＣＯＭから入力信号があるか否かを判別し、入力信号がなければステップＳ１に進む。
【００５３】
ステップＳ１で保護状態の変化があったと判別された場合にはステップＳ３で１パルス目をローレベルとして端子ＩＣＯＭから出力し、電池監視ＩＣ１１に割り込み受信モードであることを通知してステップＳ２に進む。そして、ステップＳ２で入力信号がある場合には、ステップＳ４で端子ＩＣＯＭにおける１パルス目がミドルレベルであるか否かを判別する。
【００５４】
ステップＳ４で１パルス目がミドルレベルでなければ状態問い合せコマンド受信モード又は割り込み受信モードであるので、ステップＳ５でステータスの出力を認識し、ステップＳ６でクロックに合わせてステータスの各ビットを送信する。次に、ステップＳ７で直前のパルス入力から一定期間（例えばτの数倍〜１０数倍程度）を経過しても次のパルス入力がないか否かを判別する。
【００５５】
一定期間を超えて次のパルス入力がない場合は、ステップＳ３で出力したローレベルが電池監視ＩＣ１１で認識されていないとみなして再びステップＳ３に進み、ステップＳ３の処理を繰り返す。一定期間内に次のパルス入力がある場合はステップＳ８でハイレベルのパルスを１５個カウントし、その間に１４ビットのステータス送信を完了することで定常状態に戻る。
【００５６】
一方、ステップＳ４で１パルス目がミドルレベルであれば制御コマンド送信モードであるので、ステップＳ９で電池監視ＩＣ１１から送信される制御コマンドの各ビットを受信して入力する。次に、ステップＳ１０で奇数ビット（１），（３），（５），（７），（９），（１１），（１３）それぞれが偶数ビット（２），（４），（６），（８），（１０），（１２），（１４）と一致し、かつ、奇数ビット（１），（３），（５），（７），（９），（１１）から演算した奇数パリティと、奇数ビット（１３）のチェックビットが一致するか否かを判別する。そして、一致の場合つまりパリティが合っている場合は、ステップＳ１１で端子ＩＣＯＭからローレベルを出力して電池監視ＩＣ１１に正常受信を通知して、定常状態に戻る。不一致の場合つまりパリティが合っていない場合は、ステップＳ１２で端子ＩＣＯＭからローレベルを出力して、電池監視ＩＣ１１に受信異常を通知して定常状態に戻る。これにより、１本の信号線を用いて双方向のシリアル通信を行うことができる。
【００５７】
なお、上記の説明では、電池監視ＩＣ１１からハイレベルとミドルレベルでクロックを送信し保護ＩＣ１２からローレベルの信号を送信して双方向通信を行っているが、電池監視ＩＣ１１からローレベルとミドルレベルでクロックを送信し保護ＩＣ１２からハイレベルの信号を送信して双方向通信を行っても良い。
【００５８】
＜ノイズ混入＞
図１４に信号線１３における波形図を示す。図１４において、非通信時に負極性パルスのノイズＮ１が混入すると、電池監視ＩＣ１１は割り込み受信モードが開始されたと誤認識し、保護ＩＣ１２は状態問い合せコマンド受信モードが開始されたと誤認識する。これにより、電池監視ＩＣ１１は通信が完了するまで自動的に一定周期でクロックを出力し、保護ＩＣ１２は上記クロックのミドルレベル期間に合わせてステータスの出力を行う。
【００５９】
電池監視ＩＣ１１が出力する１番目のミドルレベルＭ１と２つめのミドルレベルＭ２の間に、再び負極性パルスのノイズＮ２が混入したものとする。このとき、電池監視ＩＣ１１はこのノイズＮ２によってシーケンスを進めることはない。しかし、保護ＩＣ１２は上記ノイズＮ２を電池監視ＩＣ１１からミドルレベル出力がなされたものと誤認識してシーケンスを進める。これは、保護ＩＣ１２は信号線１３の電圧が第２閾値以下の場合にミドルレベルと認識し、このミドルレベルに同期して通信を行うためである。
【００６０】
電池監視ＩＣ１１は割り込み受信モードの通信終了までクロックを出力し、その後は非通信状態であると認識する。保護ＩＣ１２は電池監視ＩＣ１１が出力したクロックのパルス数より１回多く信号線１３のミドルレベル出力を検出しているので、電池監視ＩＣ１１の１４回目のミドルレベルＭ１４の出力後に非通信状態であると認識し、次の電池監視ＩＣ１１が出力するミドルレベルＭ１５を制御コマンド送信モードの開始信号であると誤認識する。
【００６１】
電池監視ＩＣ１１は上記ミドルレベルＭ１５の出力を行って数クロック後に、状態問い合せコマンド受信モードを開始したとする。このとき、保護ＩＣ１２は状態問い合せコマンド受信モードではなく、制御コマンド送信モードの最中であると認識している。このような現象により、保護ＩＣ１２のレジスタに誤った値の制御コマンドが書き込まれてしまうおそれがある。
【００６２】
しかし、本実施形態では、後述する誤り検出処理を実行することで、保護ＩＣ１２のレジスタへの誤った書き込みを防いでいる。
【００６３】
制御コマンド送信モードにおけるパリティビットは、保護ＩＣ１２が正しくデータを受信できている場合は常に値０となる。ただし、通信中にノイズなどの影響で誤った受信を行った際には値１となりうるので、制御コマンド送信モードで電池監視ＩＣ１１が値１のパリティビットを受信した場合、電池監視ＩＣ１１はこれを通信時エラーと認識する。
【００６４】
＜誤り検出処理の第１実施形態＞
図１５に制御コマンド送信モードの第１実施形態における信号フォーマットを示す。図１５は図３（Ｃ）に対応している。図１５では電池監視ＩＣ１１が最初に出力するミドルレベルをスタートビットＳとして示し、奇数ビット（１）をデータビットＤ１、偶数ビット（２）を反転データビット／Ｄ１（／は反転を示す）として示し、以下同様にして、奇数ビット（１１）をデータビットＤ６、偶数ビット（１２）を反転データビット／Ｄ６として示す。また、奇数ビット（１３）をチェックビットＣ、偶数ビット（１４）を反転チェックビット／Ｃとして示す。また、保護ＩＣ１２が出力するパリティビット（１５）をパリティビットＰとして示している。
【００６５】
図１６は保護ＩＣ１２が実行する誤り検出処理の第１実施形態のフローチャートを示す。図１６において、ステップＳ２１でビットＤ１を受信してレジスタ＃１に保持する。ステップＳ２２でビット／Ｄ１を受信する。ステップＳ２３でビット／Ｄ１の値がレジスタ＃１に保持されている値を反転した値と同一であるか否かを判別し、同一であればステップＳ２４に進み、同一でなければステップＳ３６に進む。
【００６６】
ステップＳ２４ではビットＤ２を受信してレジスタ＃２に保持する。ステップＳ２５でビット／Ｄ２を受信する。ステップＳ２６でビット／Ｄ２の値がレジスタ＃２に保持されている値を反転した値と同一であるか否かを判別し、同一でなければステップＳ３６に進む。
【００６７】
ステップＳ２６で同一であれば、ビットＤ３〜Ｄ５とビット／Ｄ３〜／Ｄ５についてもステップＳ２１〜Ｓ２３と同様の処理を行って、ビットＤ３〜Ｄ５それぞれがビット／Ｄ３〜／Ｄ５と同一であればステップＳ２７に進み、同一でなければステップＳ３６に進む。
【００６８】
次に、ステップＳ２７でビットＤ６を受信してレジスタ＃６に保持する。ステップＳ２８でビット／Ｄ６を受信する。ステップＳ２９でビット／Ｄ６の値がレジスタ＃２に保持されている値を反転した値と同一であるか否かを判別し、同一であればステップＳ３０に進み、同一でなければステップＳ３６に進む。
【００６９】
ステップＳ３０でビットＣを受信してレジスタ＃７に保持する。ステップＳ３１でビット／Ｃを受信する。ステップＳ３２でビット／Ｃの値がレジスタ＃７に保持されている値を反転した値と同一であるか否かを判別し、同一であればステップＳ３３に進み、同一でなければステップＳ３６に進む。次に、ステップＳ３３でレジスタ＃７に保持されている値が、レジスタ＃１〜＃６に保持されている値の奇数パリティの値と同一であるか否かを判別し、同一の場合はステップＳ３４に進み、同一ではない場合はステップＳ３６に進む。
【００７０】
ステップＳ３４ではレジスタ＃１〜＃６に保持されている値を保護ＩＣ１２の制御用レジスタに転送する。次に、ステップＳ３５で電池監視ＩＣ１１から供給されるクロックに合わせて端子ＩＣＯＭからローレベル出力を行って処理を終了する。
【００７１】
一方、ステップＳ３６では電池監視ＩＣ１１から供給されるクロックが１５パルス供給されるまで待機する。次に、ステップＳ３７で電池監視ＩＣ１１から供給されるクロックに合わせて端子ＩＣＯＭからローレベル出力を行わないで処理を終了する。このようにして、保護ＩＣ１２の制御レジスタへの誤書き込みを防ぐことができる。
【００７２】
ところで、電池監視ＩＣ１１が制御コマンド送信モードを開始すると同時に保護ＩＣ１２が割り込み受信モードを開始した場合には競合が生じ、制御コマンド送信モードと割り込み受信モードでフレーム長が異なるため、保護ＩＣ１２が通信途中であると認識したまま通信が中断されてしまうおそれがある。これは図１４のノイズ混入の場合と類似している。このとき、別の通信が開始された場合は保護ＩＣ１２の制御ビットに誤ったデータが書き込まれるおそれがある。しかし、本実施形態の図３に示す信号フォーマットでは、電池監視ＩＣ１１から正信号であるデータビットＤ１〜Ｄ６と反転信号である反転データビット／Ｄ１〜／Ｄ６のペアが出力されるのは制御コマンド送信モードだけであるので、保護ＩＣ１２側で通信に異常があることを検出して、制御用レジスタに書き込まれないようにすることができる。
【００７３】
＜誤り検出処理の第２実施形態＞
図１７に制御コマンド送信モードの第２実施形態における信号フォーマットを示す。図１７（Ａ）では電池監視ＩＣ１１はスタートビットＳに続いて、データビットＤ１〜Ｄ６を出力し、上記データビットＤ１〜Ｄ６の奇数パリティであるチェックビットＣを出力する。その後、値０（ローレベル）で固定ビット０を出力する。更に、データＤ１を再び出力し、反転データビット／Ｄ２〜／Ｄ６を出力し、反転した奇数パリティである反転チェックビット／Ｃを出力する。その後、保護ＩＣ１２は受信した上記データビットＤ１〜Ｄ６及びチェックビットＣの奇数パリティであるパリティビットＰを出力する。
【００７４】
なお、図１７（Ａ）の代りに、図１７（Ｂ）に示すように、データビットＤ２〜Ｄ６，Ｃ，Ｄ１の順に出力し、固定ビット０を出力したのち、データビットＤ２，反転データビット／Ｄ３〜／Ｄ６，反転チェックビット／Ｃ，反転データビット／Ｄ１の順に出力するように変形した構成としても良い。
【００７５】
図１８は保護ＩＣ１２が実行する誤り検出処理の第２実施形態のフローチャートを示す。この処理は図１７（Ａ）に示す信号フォーマットに対応している。図１８において、ステップＳ４１でビットＤ１〜Ｄ６を受信してレジスタ＃１〜＃６に保持する。ステップＳ４２でビットＣを受信してレジスタ＃１〜＃６に保持する。更に、ステップＳ４３でビット０を受信してレジスタ＃８に保持する。ステップＳ４２でビット０に続くビットＤ１を受信する。
【００７６】
ステップＳ４５ではステップＳ４４で受信したビットＤ１の値がレジスタ＃１に保持されている値と同一であるか否かを判別し、同一であればステップＳ４６に進み、同一でなければステップＳ５５に進む。
【００７７】
ステップＳ４６ではビット／Ｄ２〜／Ｄ６を受信する。ステップＳ４７でビット／Ｄ２〜／Ｄ６それぞれの値がレジスタ＃２〜＃６それぞれに保持されている値を反転した値と同一であるか否かを判別し、同一であればステップＳ４８に進み、同一でなければステップＳ５５に進む。
【００７８】
ステップＳ４８ではビット／Ｃを受信し、ステップＳ４９でビット／Ｃの値がレジスタ＃７に保持されている値を反転した値と同一であるか否かを判別し、同一であればステップＳ５１に進み、同一でなければステップＳ５５に進む。
【００７９】
ステップＳ５１でレジスタ＃７に保持されている値が、レジスタ＃１〜＃６に保持されている値の奇数パリティの値と同一であるか否かを判別し、同一の場合はステップＳ５２に進み、同一ではない場合はステップＳ５５に進む。ステップＳ５２ではレジスタ＃８に保持されている値が０であるか否かを判別し、レジスタ＃８の値が０であればステップＳ５３に進み、０でなければステップＳ５５に進む。
【００８０】
ステップＳ５３ではレジスタ＃１〜＃６に保持されている値を保護ＩＣ１２の制御用レジスタに転送する。次に、ステップＳ５４で電池監視ＩＣ１１から供給されるクロックに合わせて端子ＩＣＯＭからローレベル出力を行って処理を終了する。
【００８１】
一方、ステップＳ５５では電池監視ＩＣ１１から供給されるクロックが１６パルス供給されるまで待機する。次に、ステップＳ５６で電池監視ＩＣ１１から供給されるクロックに合わせて端子ＩＣＯＭからローレベル出力を行わないで処理を終了する。このようにして、保護ＩＣ１２のレジスタへの誤った書き込みを防ぐことができる。
【００８２】
図１５に示す信号フォーマットではＤ１〜Ｄ６が０，１交番パターンのような場合に、電池監視ＩＣ１１と保護ＩＣ１２でシーケンスのずれが生じた場合に、シーケンスのずれを保護ＩＣ１２側で検出できない場合がありうる。しかし、図１７（Ａ），（Ｂ）に示す信号フォーマットを用いることで、電池監視ＩＣ１１と保護ＩＣ１２でシーケンスのずれが生じた場合に、保護ＩＣ１２側で誤りを確実に検出することができる。
【符号の説明】
【００８３】
１０ 二次電池
１１ 電池監視ＩＣ
１２ 保護ＩＣ
２１，３１ 入出力回路
２４，３３，４２〜４５ インバータ
４１ 論理回路
４６，４７ ノア回路
Ｍ１１〜Ｍ１３ ＭＯＳトランジスタ
Ｒ１１，Ｒ１２ 抵抗
【技術分野】
【０００１】
本発明は、双方向のシリアル通信を行う通信方法、通信システム及びそのデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、双方向のシリアル通信を行う通信システムがある。例えば特許文献１には、データ及びクロックを時分割で多重して１本のバスラインで伝送し、送信／受信判定用のバスラインと合わせて２本のバスラインで、双方向から互いに送受信を行うことが記載されている。
【０００３】
上記特許文献１には、送信時に、ラッチ回路はクロック回路のクロック信号に同期し、データ入力部よりのデータＨにてＩＮ端子の電源電圧Ｖｃｃをスイッチの接点ａに出力し、データＬにて接点ａを抵抗Ｒ１とＲ２による分圧値にし、スイッチはクロック信号でａ、ｂに切り換えられ、ａにてデータ、ｂにてクロック信号を出力し、送受切換スイッチを介しデータ・クロック伝送ラインに送出し、受信時に、送受切換スイッチより分離回路に入力した信号をレベル判別によりデータとクロック信号に分離し、データはラッチ・整形回路でラッチし波形整形して出力し、送信時に、デコーダは送受判定ラインのレベルと送信要求入力Ｈを演算、Ｈを出力し、送受切換スイッチを送信側に切り換え、送受判定ラインをＬにすることで、データとクロック信号を時分割多重してバスラインで伝送することが記載されている。
【０００４】
なお、情報ブロックをそれぞれが複数のセグメントを含む複数の原サブブロックに分割し、各原サブブロック中に含まれる複数のセグメントのそれぞれ１つに割り付けられた原情報の全てを反転して得られた反転情報を含む反転サブブロックを、各原サブブロックに対応付けて複数生成し、複数の原サブブロックと、生成された複数の反転サブブロックとを合体させることにより、情報ブロックを符号ブロックに変換する技術が提案されている（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−９５２４８号公報
【特許文献２】特開２０００−１２４９６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の技術は、双方向のシリアル通信を行うためにデータ・クロック伝送ラインと送受判定ラインを必要とし、１本の信号線だけを用いて双方向のシリアル通信を行うことはできないという問題があった。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、第１デバイスと第２デバイスの間で１本の信号線だけを用いて双方向のシリアル通信を行うことができ、第２デバイスにて第１デバイスから送信された情報の誤りを検出できる通信方法、通信システム及びそのデバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施態様による通信システムは、第１デバイス（１１）と第２デバイス（１２）間を１本の信号線で接続し、互いにレベルの異なる第１レベルと第２レベル、及び前記第１レベルと第２レベルの中間レベルを用いてシリアル通信を行う通信システムであって、
前記第１デバイス（１１）から前記第２デバイス（１２）に第１の通信フォーマットで情報をクロックと共に送信する第１モードと、
前記第２デバイス（１２）から前記第１デバイス（１１）に第２の通信フォーマットで情報を送信する第２モードを有し、
前記第１の通信フォーマットは、スタートビットに続いて、複数のデータビット及び複数の反転データビットと、前記複数のデータビットから生成したチェックビット及び反転チェックビットを有し、
前記第２の通信フォーマットは、スタートビットに続いて、複数のデータビットと、前記複数のデータビットから生成したチェックビットを有する。
【０００９】
好ましくは、前記第１の通信フォーマットは、データビットと反転データビットを交互に配置する。
【００１０】
好ましくは、前記第１の通信フォーマットは、前記複数のデータビット及び前記チェックビット、固定ビット、前記複数のデータビットの一部及び前記複数のデータビットの一部の残りの反転データビット及び前記反転チェックビットを順に配置する。
【００１１】
本発明の一実施態様による通信方法は、第１デバイス（１１）と第２デバイス（１２）間を１本の信号線で接続し、互いにレベルの異なる第１レベルと第２レベル、及び前記第１レベルと第２レベルの中間レベルを用いてシリアル通信を行う通信方法であって、
前記第１デバイス（１１）から前記第２デバイス（１２）に第１の通信フォーマットで情報をクロックと共に送信する第１モードと、
前記第２デバイス（１２）から前記第１デバイス（１１）に第２の通信フォーマットで情報を送信する第２モードを有し、
前記第１の通信フォーマットは、スタートビットに続いて、複数のデータビット及び複数の反転データビットと、前記複数のデータビットから生成したチェックビット及び反転チェックビットを有し、
前記第２の通信フォーマットは、スタートビットに続いて、複数のデータビットと、前記複数のデータビットから生成したチェックビットを有する。
【００１２】
また、本発明の一実施態様による第１デバイスは、第１デバイス（１１）と第２デバイス（１２）間を１本の信号線で接続し、互いにレベルの異なる第１レベルと第２レベル、及び前記第１レベルと第２レベルの中間レベルを用いてシリアル通信を行う通信システムの第１デバイスであって、
前記第２デバイス（１２）に第１の通信フォーマットで情報をクロックと共に送信する送信手段と、
前記第２デバイス（１２）から第２の通信フォーマットで送信される情報を受信する受信手段と、を有し、
前記第１の通信フォーマットは、スタートビットに続いて、複数のデータビット及び複数の反転データビットと、前記複数のデータビットから生成したチェックビット及び反転チェックビットを有し、
前記第２の通信フォーマットは、スタートビットに続いて、複数のデータビットと、前記複数のデータビットから生成したチェックビットを有する。
【００１３】
なお、上記括弧内の参照符号は、理解を容易にするために付したものであり、一例にすぎず、図示の態様に限定されるものではない。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、第１デバイスと第２デバイスの間で１本の信号線だけを用いて双方向のシリアル通信を行うことができ、第２デバイスにて第１デバイスから送信された情報の誤りを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の通信システムの一実施形態のブロック構成図である。
【図２】電池監視ＩＣと保護ＩＣの信号入出力部の一実施形態の回路構成図である。
【図３】制御コマンド送信モードの信号タイミングチャートである。
【図４】コマンド受信モードの信号タイミングチャートである。
【図５】割り込み受信モードの信号タイミングチャートである。
【図６】電池監視ＩＣにおける状態遷移図である。
【図７】保護ＩＣの信号入出力部の一実施形態の回路構成図である。
【図８】図７の各部の信号波形図である。
【図９】シフトレジスタの構成図である。
【図１０】制御コマンド送信モードの図７の各部の信号波形図である。
【図１１】状態問い合せコマンド受信モードの図７の各部の信号波形図である。
【図１２】割り込み受信モードの図７の各部の信号波形図である。
【図１３】保護ＩＣが実行する信号出力処理のフローチャートである。
【図１４】信号線における波形図である。
【図１５】制御コマンド送信モードの第１実施形態における信号フォーマットである。
【図１６】誤り検出処理の第１実施形態のフローチャートである。
【図１７】制御コマンド送信モードの第２実施形態における信号フォーマットである。
【図１８】誤り検出処理の第２実施形態のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態について説明する。
【００１７】
＜通信システムのブロック構成＞
図１は本発明の通信システムの一実施形態のブロック構成図を示す。図１において、端子Ｂ＋，Ｂ−間にはリチウムイオン電池等の二次電池１０が接続され、端子Ｂ＋は端子Ｐ＋に接続され、端子Ｂ−は抵抗Ｒ４及びＭＯＳトランジスタＭ２及びＭ１を介して端子Ｐ−に接続されており、端子Ｐ＋，Ｐ−間に負荷又は充電回路が接続される。
【００１８】
第１デバイスである電池監視ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：集積回路）１１は抵抗Ｒ４の両端の電圧を端子ＶＲＳＭ，ＶＲＳＦに供給され、端子ＶＲＳＭ，ＶＲＳＦの電位差から二次電池１０の充放電電流を検出する。また、二次電池１０の電池電圧が保護ＩＣ１２を介して端子ＶＢＡＴに供給され、電池監視ＩＣ１１は端子ＶＢＡＴの電圧を二次電池１０の電圧として検出する。また、電池監視ＩＣ１１は端子ＶＤＤに保護ＩＣ１２で安定化された電源を供給されている。電池監視ＩＣ１１はマイクロコンピュータを内蔵し、二次電池１０の充放電電流を積算してバッテリ残量を算出すると共に、二次電池１０の過電圧検出及び充放電の過電流検出等を行い、その検出結果に基づいて保護ＩＣ１２の制御を行う。
【００１９】
第２デバイスである保護ＩＣ１２は二次電池１０から抵抗Ｒ３を介して端子ＶＤＤに供給される電圧を安定化して端子ＶＲＥＧＯＵＴから電池監視ＩＣ１１に供給する。また、端子ＶＳＥＮＳＥには抵抗Ｒ１を介して二次電池１０の電池電圧が供給され、この電池電圧を分圧して端子ＶＢＡＴから電池監視ＩＣ１１に供給する。また、保護ＩＣ１２は端子ＶＳＥＮＳＥの電圧を過充電閾値及び過放電閾値と比較して、端子ＶＳＥＮＳＥ電圧が過充電閾値を超えると、異常状態であるとしてＭＯＳトランジスタＭ１をオフし、過放電閾値を下回ると、異常状態であるとしてＭＯＳトランジスタＭ２をオフする。これと共に、保護ＩＣ１２は電池監視ＩＣ１１からの制御コマンドを内蔵する制御用レジスタに格納し、制御用レジスタの内容に従ってＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２のオン／オフを切り換えることで、二次電池１０の充放電制御を行う。
【００２０】
電池監視ＩＣ１１の端子ＩＣＯＭと保護ＩＣ１２の端子ＩＣＯＭは信号線１３で接続されており、電池監視ＩＣ１１と保護ＩＣ１２との間で双方向の３値シリアル通信が行われる。
【００２１】
＜通信システムの入出力回路の構成＞
図２は電池監視ＩＣ１１と保護ＩＣ１２の信号入出力部の一実施形態の回路構成図を示す。図２において、電池監視ＩＣ１１の端子ＩＣＯＭには電池監視ＩＣ１１の入出力回路２１が併設されている。入出力回路２１内において、電池監視ＩＣ１１の端子ＩＣＯＭは抵抗Ｒ１１を介して電源ＶＤＤに接続されると共に、抵抗Ｒ１２を介してｎチャネルＭＯＳトランジスタＭ１１のドレインに接続されており、ＭＯＳトランジスタＭ１１のソースは電源ＶＳＳに接続されている。ＭＯＳトランジスタＭ１１のゲートには通信制御回路２２からミドルレベル出力信号が供給される。
【００２２】
また、電池監視ＩＣ１１の端子ＩＣＯＭはｎチャネルＭＯＳトランジスタＭ１２のドレインに接続されており、ＭＯＳトランジスタＭ１２のソースは電源ＶＳＳに接続されている。ＭＯＳトランジスタＭ１２のゲートには電池監視ＩＣ１１内の通信制御回路２２からローレベル出力信号が供給される。更に、電池監視ＩＣ１１の端子ＩＣＯＭはインバータ２３を介して通信制御回路２２に接続されている。インバータ２３はミドルレベルとローレベルの中間電位である第１閾値を有しており、端子ＩＣＯＭがローレベルのとき通信制御回路２２にハイレベルを供給し、端子ＩＣＯＭがミドルレベル又はハイレベルのとき通信制御回路２２にローレベルを供給する。
【００２３】
また、保護ＩＣ１２の端子ＩＣＯＭには入出力回路３１が併設されている。入出力回路３１内において、保護ＩＣ１２の端子ＩＣＯＭはｎチャネルＭＯＳトランジスタＭ１３のドレインに接続されており、ＭＯＳトランジスタＭ１３のソースは電源ＶＳＳに接続されている。ＭＯＳトランジスタＭ１３のゲートには保護ＩＣ１２内の通信制御回路３２からローレベル出力信号が供給される。
【００２４】
更に、保護ＩＣ１２の端子ＩＣＯＭはインバータ３３，３４を介して通信制御回路２２に接続されている。インバータ３３はミドルレベルとローレベルの中間電位である第１閾値を有しており、端子ＩＣＯＭがローレベルのとき通信制御回路２２にハイレベルを供給し、端子ＩＣＯＭがミドルレベル以上のとき通信制御回路２２にローレベルを供給する。インバータ３４はハイレベルとミドルレベルの中間電位である第２閾値を有しており、端子ＩＣＯＭがミドルレベル以下のとき通信制御回路２２にハイレベルを供給し、端子ＩＣＯＭがハイレベルのとき通信制御回路２２にローレベルを供給する。
【００２５】
ここで、電池監視ＩＣ１１は端子ＩＣＯＭからハイレベルの信号を出力する際にはＭＯＳトランジスタＭ１１，Ｍ１２に値０の信号を供給し、端子ＩＣＯＭからローレベルの信号を出力する際にはＭＯＳトランジスタＭ１１に値０、ＭＯＳトランジスタＭ１２に値１の信号を供給する。また、電池監視ＩＣ１１は端子ＩＣＯＭからミドルレベルの信号を出力する際にはＭＯＳトランジスタＭ１１に値１、ＭＯＳトランジスタＭ１２に値０の信号を供給する。
【００２６】
また、保護ＩＣ１２は端子ＩＣＯＭがミドルレベルの期間に、端子ＩＣＯＭからローレベルの信号を出力する際にはＭＯＳトランジスタＭ１３に値１の信号を供給する。
【００２７】
＜制御コマンド送信モード＞
図３に電池監視ＩＣ１１から保護ＩＣ１２に制御コマンドを送信する制御コマンド送信モードの信号タイミングチャートを示す。
【００２８】
まず、電池監視ＩＣ１１は図３（Ａ）に示すように、端子ＩＣＯＭを所定期間τ／２（例えば数１０μｓｅｃ）だけミドルレベル（スタートビット）とし、次に端子ＩＣＯＭを所定期間τ／２だけハイレベルとする。電池監視ＩＣ１１はミドルレベルで制御コマンド送信モードを保護ＩＣ１２に通知し、ミドルレベル及びハイレベルの期間τで１クロック周期を通知する。なお、図中の斜線部は、ミドルレベルとローレベルのいずれか一方であることを示す。
【００２９】
この後、ミドルレベル又はローレベルの所定期間とハイレベルの所定期間を例えば１４回繰り返すことでクロックを含み、図中（１）〜（１４）で示すミドルレベル又はローレベルで１４ビットの制御コマンドを送信する。各ビットはミドルレベルを値１とし、ローレベルを値０とする。ところで、上記１４ビットのうち奇数ビット（１），（３），（５），（７），（９），（１１）は制御コマンドの各ビット（データビット）の値であり、偶数ビット（２），（４），（６），（８），（１０），（１２）は先行する奇数ビット（１），（３），（５），（７），（９），（１１）を反転した反転データビットである。そして、奇数ビット（１３）は奇数ビット（１），（３），（５），（７），（９），（１１）の奇数パリティとしてのチェックビットであり、偶数ビット（１４）はチェックビットを反転した反転チェックビットである。すなわち、制御コマンドは実際にはチェックビットを含め７ビット構成である。なお、制御コマンドとしては、ＭＯＳトランジスタＭ１のオン／オフの制御、ＭＯＳトランジスタＭ２のオン／オフの制御等がある。
【００３０】
その後、電池監視ＩＣ１１が端子ＩＣＯＭをミドルレベルとするタイミングで、保護ＩＣ１２は図３（Ｂ）に（１５）で示すように、端子ＩＣＯＭを所定期間τ／２だけハイレベル又はローレベルとして、パリティビット（１５）を電池監視ＩＣ１１に通知する。このパリティビット（１５）は受信した奇数ビット（１），（３），（５），（７），（９），（１１），（１３）から生成した奇数パリティの値である。ここでは、制御コマンドを正常受信した場合にパリティビット（１５）をローレベルとし、正常受信できなかった場合にパリティビット（１５）をハイレベルとしている。これにより、信号線１３つまり電池監視ＩＣ１１と保護ＩＣ１２の端子ＩＣＯＭは図３（Ｃ）に示す信号状態（信号フォーマット）となる。
【００３１】
＜状態問い合せコマンド受信モード＞
図４に電池監視ＩＣ１１から保護ＩＣ１２に状態を問い合せ、保護ＩＣ１２から送信される状態を電池監視ＩＣ１１で受信するコマンド受信モードの信号タイミングチャートを示す。
【００３２】
まず、電池監視ＩＣ１１は図４（Ａ）に示すように、端子ＩＣＯＭを所定期間τ／２だけローレベルとし、次に端子ＩＣＯＭを所定期間τ／２だけハイレベルとする。電池監視ＩＣ１１はローレベル（スタートビット）とすることで保護ＩＣ１２に状態問い合せコマンド受信モードを通知し、ミドルレベル及びハイレベルの期間τで１クロック周期を通知する。この後、ミドルレベルの所定期間とハイレベルの所定期間を例えば１４回繰り返すことでクロックを送信する。
【００３３】
その後、電池監視ＩＣ１１が端子ＩＣＯＭをミドルレベルとするタイミングで、保護ＩＣ１２は図４（Ｂ）に（１）〜（１４）で示すハイレベル又はローレベルで１４ビットのステータスを送信する。各ビットはハイレベルを値１とし、ローレベルを値０とする。ところで、上記１４ビットのうちビット（１）〜（１３）はステータスの各ビット（データビット）の値であり、ビット（１４）はビット（１）〜（１３）の奇数パリティとしてのチェックビットである。すなわち、制御コマンドは実際にはチェックビットを含め１４ビット構成である。これにより、信号線１３つまり電池監視ＩＣ１１と保護ＩＣ１２の端子ＩＣＯＭは図４（Ｃ）に示す信号状態（信号フォーマット）となる。なお、ステータスとしては、ＭＯＳトランジスタＭ１のオン／オフ状態、ＭＯＳトランジスタＭ２のオン／オフの状態等がある。
【００３４】
＜割り込み受信モード＞
図５に保護ＩＣ１２から電池監視ＩＣ１１に割り込みを行い、保護ＩＣ１２から送信される状態を電池監視ＩＣ１１で受信する割り込み受信モードの信号タイミングチャートを示す。
【００３５】
まず、保護ＩＣ１２は図５（Ｂ）に示すように端子ＩＣＯＭを所定期間τ／２だけローレベルとする。保護ＩＣ１２はローレベル（スタートビット）とすることで電池監視ＩＣ１１に割り込み受信モードであることを通知する。
【００３６】
これを受けて電池監視ＩＣ１１は図５（Ａ）に示すように、端子ＩＣＯＭを所定期間τ／２だけローレベルとし、次に端子ＩＣＯＭを所定期間τ／２だけハイレベルとすること例えば１４回繰り返すことでクロックを送信する。
【００３７】
その後、電池監視ＩＣ１１が端子ＩＣＯＭをミドルレベルとするタイミングで、保護ＩＣ１２は図５（Ｂ）に（１）〜（１４）で示すハイレベル又はローレベルで１４ビットのステータスを送信する。各ビットはハイレベルを値１とし、ローレベルを値０とする。ところで、上記１４ビットのうちビット（１）〜（１３）はステータスの各ビット（データビット）の値データであり、ビット（１４）はビット（１）〜（１３）の奇数パリティとしてのチェックビットである。すなわち、制御コマンドは実際にはチェックビットを含め１４ビット構成である。これにより、信号線１３つまり電池監視ＩＣ１１と保護ＩＣ１２の端子ＩＣＯＭは図５（Ｃ）に示す信号状態（信号フォーマット）となる。
【００３８】
＜電池監視ＩＣの状態遷移図＞
図６に電池監視ＩＣ１１における状態遷移図を示す。図６において、初期状態は０シーケンスである。電池監視ＩＣ１１において制御コマンド送信モードが開始されると、０シーケンスからＴ１シーケンスに遷移し、問題がなければクロック周期でＴ１シーケンス〜ＴＥＮＤシーケンスを順に経由して０シーケンスに戻る。
【００３９】
また、電池監視ＩＣ１１において状態問い合せコマンド受信モードが開始されると、０シーケンスからＲ１シーケンスに遷移し、問題がなければクロック周期でＲ１シーケンス〜ＲＥＮＤシーケンスを順に経由して０シーケンスに戻る。
【００４０】
また、電池監視ＩＣ１１が端子ＩＣＯＭのローレベルを検出すると、割り込み受信モードとなり、電池監視ＩＣ１１は０シーケンスからＩ１シーケンスに遷移し、Ｉ１シーケンスからＩ２シーケンス、Ｒ３シーケンス〜ＲＥＮＤシーケンスを順に経由して０シーケンスに戻る。
【００４１】
ここで、Ｔ１シーケンス、Ｔ２シーケンス、Ｒ１シーケンス、Ｒ２シーケンスのいずれかにおいて、電池監視ＩＣ１１が端子ＩＣＯＭのローレベルを検出するとＪ１シーケンスに遷移する。これは、制御コマンド送信モード又は状態問い合せコマンド受信モードと割り込み受信モードが競合した場合に発生する。
【００４２】
本実施形態ではこの競合を回避するため、割り込み受信モードの優先度を制御コマンド送信モード又は状態問い合せコマンド受信モードより高く設定している。これにより、競合によるＪ１シーケンスからＩ２シーケンスに遷移し、その後、Ｒ３シーケンス〜ＲＥＮＤシーケンスを順に経由して０シーケンスに戻る。
【００４３】
＜保護ＩＣの信号入出力部の構成＞
図７は保護ＩＣ１２の信号入出力部の一実施形態の回路構成図を示す。図７において、図２と同一部分には同一符号を付す。図７において、保護ＩＣ１２の端子ＩＣＯＭからの入力信号はインバータ３３，３４を介して通信制御回路３２に供給される。
【００４４】
通信制御回路３２はインバータ３３から供給される入力信号のクロックを分離し、分離したクロックに同期して、１４ビットのステータスのうちローレベル出力とするべきタイミングで図８（Ａ）に示すようにハイレベル期間がτ／２のパルス信号を出力する。この通信制御回路３２が出力するパルス信号はインバータ４２，４３，４４，４５を通してノア回路４６に供給されると共に、ノア回路４７に供給される。
【００４５】
インバータ４３，４４の接続点はコンデンサＣ１にて接地されており、上記パルス信号によりコンデンサＣ１の電圧は図８（Ｂ）に示すように傾斜波形となる。これにより、インバータ４５の出力信号は図８（Ｃ）に示すようにパルス幅が縮小される。
【００４６】
ノア回路４６の出力はＭＯＳトランジスタＭ１３のゲートに供給されると共にノア回路４７の入力端子に供給され、ノア回路４７の出力はノア回路４７の入力端子に供給されている。このため、ノア回路４６の出力は図８（Ｄ）に示すように通信制御回路３２の出力パルス信号よりパルス幅が狭くなる。このノア回路４６の出力するパルス信号のハイレベル期間にＭＯＳトランジスタＭ１３がオンすることで、端子ＩＣＯＭは図８（Ｅ）に示すようにクロックに同期してローレベルとなる。つまり、図８（Ｅ）のローレベル期間は通信制御回路３２の出力パルス信号のパルス幅（τ／２）よりパルス幅が狭くなる。もし、保護ＩＣ１２の出力する図８（Ｅ）のローレベル期間がτ／２であれば、電池監視ＩＣ１１がミドルレベルで出力するクロックの情報が全て消失してしまう。このため、上記ミドルレベルのクロック情報が全て消失しないように、図８（Ｅ）のローレベル期間をτ／２より狭くしている。
【００４７】
ここで、図７に示す通信制御回路３２には図９に示すシフトレジスタが設けられている。シフトレジスタはｎ段のＤ型フリップフロップ１００−１〜１００−ｎと各フリップフロップのＤ入力端子に接続されたスイッチ１０１−１〜１０１−ｎから構成されている。スイッチ１０１−１〜１０１−ｎは端子１０２に例えば値０の信号が供給されたときに端子１０３−１〜１０３−ｎ側に接続され、端子１０３−１〜１０３−ｎから供給されるｎビットのステータスが端子１０５からのクロックの入力によりフリップフロップ１００−１〜１００−ｎにセットされる。
【００４８】
その後、端子１０２は値１となり、スイッチ１０１−１はフリップフロップ１００−１のＤ入力端子を端子１０４に接続し、スイッチ１０１−２〜１０１−ｎはフリップフロップ１００−２〜１００−ｎのＤ入力端子を前段のフリップフロップ１００−１〜１００−ｎ−１のＱ出力端子に接続してシフトレジスタを構成する。端子１０５には通信制御回路３２が端子ＩＣＯＭの入力信号から分離したクロックが入力され、フリップフロップ１００−１〜１００−ｎのクロック入力端子に供給される。このクロックの入力により、フリップフロップ１００−１〜１００−ｎにセットされているｎビットのステータスはフリップフロップを順にシフトされて端子１０６よりシリアルに出力される。
【００４９】
図１０（Ａ）〜（Ｅ）に制御コマンド送信モードにおける図７のインバータ４２入力、コンデンサＣ１の電圧、インバータ４５出力、ノア回路４７出力、端子ＩＣＯＭそれぞれの波形図を示す。ここでは、保護ＩＣ１２が端子ＩＣＯＭからローレベル出力を行うためにインバータ４２に図１０（Ａ）に示すハイレベルのパルスＰ１を供給すると、端子ＩＣＯＭは図１０（Ｅ）に示すようにパルスＰ１の期間τ／２の前半はローレベルとなり、その後ミドルレベルとなる。
【００５０】
図１１（Ａ）〜（Ｅ）に状態問い合せコマンド受信モードにおける図７のインバータ４２入力、コンデンサＣ１の電圧、インバータ４５出力、ノア回路４７出力、端子ＩＣＯＭそれぞれの波形図を示す。ここでは、保護ＩＣ１２が端子ＩＣＯＭからローレベル出力を行うためにインバータ４２に図１１（Ａ）に示すハイレベルのパルスＰ２〜Ｐ５を供給すると、端子ＩＣＯＭは図１１（Ｅ）に示すようにパルスＰ２〜Ｐ５の各期間τ／２の前半はローレベルとなり、その後ミドルレベルとなる。
【００５１】
図１２（Ａ）〜（Ｅ）に割り込み受信モードにおける図７のインバータ４２入力、コンデンサＣ１の電圧、インバータ４５出力、ノア回路４７出力、端子ＩＣＯＭそれぞれの波形図を示す。ここでは、保護ＩＣ１２が端子ＩＣＯＭからローレベル出力を行うためにインバータ４２に図１２（Ａ）に示すハイレベルのパルスＰ６〜Ｐ９を供給すると、端子ＩＣＯＭは図１２（Ｅ）に示すようにパルスＰ６〜Ｐ９の各期間τ／２の前半はローレベルとなり、その後ミドルレベルとなる。
【００５２】
＜保護ＩＣの信号出力処理＞
図１３は保護ＩＣ１２が実行する信号出力処理のフローチャートを示す。図１３において、定常状態ではステップＳ１で保護状態が変化したか、つまり、保護状態が定常状態から異常状態等になったか否かを判別する。保護状態の変化がなければ、ステップＳ２で端子ＩＣＯＭから入力信号があるか否かを判別し、入力信号がなければステップＳ１に進む。
【００５３】
ステップＳ１で保護状態の変化があったと判別された場合にはステップＳ３で１パルス目をローレベルとして端子ＩＣＯＭから出力し、電池監視ＩＣ１１に割り込み受信モードであることを通知してステップＳ２に進む。そして、ステップＳ２で入力信号がある場合には、ステップＳ４で端子ＩＣＯＭにおける１パルス目がミドルレベルであるか否かを判別する。
【００５４】
ステップＳ４で１パルス目がミドルレベルでなければ状態問い合せコマンド受信モード又は割り込み受信モードであるので、ステップＳ５でステータスの出力を認識し、ステップＳ６でクロックに合わせてステータスの各ビットを送信する。次に、ステップＳ７で直前のパルス入力から一定期間（例えばτの数倍〜１０数倍程度）を経過しても次のパルス入力がないか否かを判別する。
【００５５】
一定期間を超えて次のパルス入力がない場合は、ステップＳ３で出力したローレベルが電池監視ＩＣ１１で認識されていないとみなして再びステップＳ３に進み、ステップＳ３の処理を繰り返す。一定期間内に次のパルス入力がある場合はステップＳ８でハイレベルのパルスを１５個カウントし、その間に１４ビットのステータス送信を完了することで定常状態に戻る。
【００５６】
一方、ステップＳ４で１パルス目がミドルレベルであれば制御コマンド送信モードであるので、ステップＳ９で電池監視ＩＣ１１から送信される制御コマンドの各ビットを受信して入力する。次に、ステップＳ１０で奇数ビット（１），（３），（５），（７），（９），（１１），（１３）それぞれが偶数ビット（２），（４），（６），（８），（１０），（１２），（１４）と一致し、かつ、奇数ビット（１），（３），（５），（７），（９），（１１）から演算した奇数パリティと、奇数ビット（１３）のチェックビットが一致するか否かを判別する。そして、一致の場合つまりパリティが合っている場合は、ステップＳ１１で端子ＩＣＯＭからローレベルを出力して電池監視ＩＣ１１に正常受信を通知して、定常状態に戻る。不一致の場合つまりパリティが合っていない場合は、ステップＳ１２で端子ＩＣＯＭからローレベルを出力して、電池監視ＩＣ１１に受信異常を通知して定常状態に戻る。これにより、１本の信号線を用いて双方向のシリアル通信を行うことができる。
【００５７】
なお、上記の説明では、電池監視ＩＣ１１からハイレベルとミドルレベルでクロックを送信し保護ＩＣ１２からローレベルの信号を送信して双方向通信を行っているが、電池監視ＩＣ１１からローレベルとミドルレベルでクロックを送信し保護ＩＣ１２からハイレベルの信号を送信して双方向通信を行っても良い。
【００５８】
＜ノイズ混入＞
図１４に信号線１３における波形図を示す。図１４において、非通信時に負極性パルスのノイズＮ１が混入すると、電池監視ＩＣ１１は割り込み受信モードが開始されたと誤認識し、保護ＩＣ１２は状態問い合せコマンド受信モードが開始されたと誤認識する。これにより、電池監視ＩＣ１１は通信が完了するまで自動的に一定周期でクロックを出力し、保護ＩＣ１２は上記クロックのミドルレベル期間に合わせてステータスの出力を行う。
【００５９】
電池監視ＩＣ１１が出力する１番目のミドルレベルＭ１と２つめのミドルレベルＭ２の間に、再び負極性パルスのノイズＮ２が混入したものとする。このとき、電池監視ＩＣ１１はこのノイズＮ２によってシーケンスを進めることはない。しかし、保護ＩＣ１２は上記ノイズＮ２を電池監視ＩＣ１１からミドルレベル出力がなされたものと誤認識してシーケンスを進める。これは、保護ＩＣ１２は信号線１３の電圧が第２閾値以下の場合にミドルレベルと認識し、このミドルレベルに同期して通信を行うためである。
【００６０】
電池監視ＩＣ１１は割り込み受信モードの通信終了までクロックを出力し、その後は非通信状態であると認識する。保護ＩＣ１２は電池監視ＩＣ１１が出力したクロックのパルス数より１回多く信号線１３のミドルレベル出力を検出しているので、電池監視ＩＣ１１の１４回目のミドルレベルＭ１４の出力後に非通信状態であると認識し、次の電池監視ＩＣ１１が出力するミドルレベルＭ１５を制御コマンド送信モードの開始信号であると誤認識する。
【００６１】
電池監視ＩＣ１１は上記ミドルレベルＭ１５の出力を行って数クロック後に、状態問い合せコマンド受信モードを開始したとする。このとき、保護ＩＣ１２は状態問い合せコマンド受信モードではなく、制御コマンド送信モードの最中であると認識している。このような現象により、保護ＩＣ１２のレジスタに誤った値の制御コマンドが書き込まれてしまうおそれがある。
【００６２】
しかし、本実施形態では、後述する誤り検出処理を実行することで、保護ＩＣ１２のレジスタへの誤った書き込みを防いでいる。
【００６３】
制御コマンド送信モードにおけるパリティビットは、保護ＩＣ１２が正しくデータを受信できている場合は常に値０となる。ただし、通信中にノイズなどの影響で誤った受信を行った際には値１となりうるので、制御コマンド送信モードで電池監視ＩＣ１１が値１のパリティビットを受信した場合、電池監視ＩＣ１１はこれを通信時エラーと認識する。
【００６４】
＜誤り検出処理の第１実施形態＞
図１５に制御コマンド送信モードの第１実施形態における信号フォーマットを示す。図１５は図３（Ｃ）に対応している。図１５では電池監視ＩＣ１１が最初に出力するミドルレベルをスタートビットＳとして示し、奇数ビット（１）をデータビットＤ１、偶数ビット（２）を反転データビット／Ｄ１（／は反転を示す）として示し、以下同様にして、奇数ビット（１１）をデータビットＤ６、偶数ビット（１２）を反転データビット／Ｄ６として示す。また、奇数ビット（１３）をチェックビットＣ、偶数ビット（１４）を反転チェックビット／Ｃとして示す。また、保護ＩＣ１２が出力するパリティビット（１５）をパリティビットＰとして示している。
【００６５】
図１６は保護ＩＣ１２が実行する誤り検出処理の第１実施形態のフローチャートを示す。図１６において、ステップＳ２１でビットＤ１を受信してレジスタ＃１に保持する。ステップＳ２２でビット／Ｄ１を受信する。ステップＳ２３でビット／Ｄ１の値がレジスタ＃１に保持されている値を反転した値と同一であるか否かを判別し、同一であればステップＳ２４に進み、同一でなければステップＳ３６に進む。
【００６６】
ステップＳ２４ではビットＤ２を受信してレジスタ＃２に保持する。ステップＳ２５でビット／Ｄ２を受信する。ステップＳ２６でビット／Ｄ２の値がレジスタ＃２に保持されている値を反転した値と同一であるか否かを判別し、同一でなければステップＳ３６に進む。
【００６７】
ステップＳ２６で同一であれば、ビットＤ３〜Ｄ５とビット／Ｄ３〜／Ｄ５についてもステップＳ２１〜Ｓ２３と同様の処理を行って、ビットＤ３〜Ｄ５それぞれがビット／Ｄ３〜／Ｄ５と同一であればステップＳ２７に進み、同一でなければステップＳ３６に進む。
【００６８】
次に、ステップＳ２７でビットＤ６を受信してレジスタ＃６に保持する。ステップＳ２８でビット／Ｄ６を受信する。ステップＳ２９でビット／Ｄ６の値がレジスタ＃２に保持されている値を反転した値と同一であるか否かを判別し、同一であればステップＳ３０に進み、同一でなければステップＳ３６に進む。
【００６９】
ステップＳ３０でビットＣを受信してレジスタ＃７に保持する。ステップＳ３１でビット／Ｃを受信する。ステップＳ３２でビット／Ｃの値がレジスタ＃７に保持されている値を反転した値と同一であるか否かを判別し、同一であればステップＳ３３に進み、同一でなければステップＳ３６に進む。次に、ステップＳ３３でレジスタ＃７に保持されている値が、レジスタ＃１〜＃６に保持されている値の奇数パリティの値と同一であるか否かを判別し、同一の場合はステップＳ３４に進み、同一ではない場合はステップＳ３６に進む。
【００７０】
ステップＳ３４ではレジスタ＃１〜＃６に保持されている値を保護ＩＣ１２の制御用レジスタに転送する。次に、ステップＳ３５で電池監視ＩＣ１１から供給されるクロックに合わせて端子ＩＣＯＭからローレベル出力を行って処理を終了する。
【００７１】
一方、ステップＳ３６では電池監視ＩＣ１１から供給されるクロックが１５パルス供給されるまで待機する。次に、ステップＳ３７で電池監視ＩＣ１１から供給されるクロックに合わせて端子ＩＣＯＭからローレベル出力を行わないで処理を終了する。このようにして、保護ＩＣ１２の制御レジスタへの誤書き込みを防ぐことができる。
【００７２】
ところで、電池監視ＩＣ１１が制御コマンド送信モードを開始すると同時に保護ＩＣ１２が割り込み受信モードを開始した場合には競合が生じ、制御コマンド送信モードと割り込み受信モードでフレーム長が異なるため、保護ＩＣ１２が通信途中であると認識したまま通信が中断されてしまうおそれがある。これは図１４のノイズ混入の場合と類似している。このとき、別の通信が開始された場合は保護ＩＣ１２の制御ビットに誤ったデータが書き込まれるおそれがある。しかし、本実施形態の図３に示す信号フォーマットでは、電池監視ＩＣ１１から正信号であるデータビットＤ１〜Ｄ６と反転信号である反転データビット／Ｄ１〜／Ｄ６のペアが出力されるのは制御コマンド送信モードだけであるので、保護ＩＣ１２側で通信に異常があることを検出して、制御用レジスタに書き込まれないようにすることができる。
【００７３】
＜誤り検出処理の第２実施形態＞
図１７に制御コマンド送信モードの第２実施形態における信号フォーマットを示す。図１７（Ａ）では電池監視ＩＣ１１はスタートビットＳに続いて、データビットＤ１〜Ｄ６を出力し、上記データビットＤ１〜Ｄ６の奇数パリティであるチェックビットＣを出力する。その後、値０（ローレベル）で固定ビット０を出力する。更に、データＤ１を再び出力し、反転データビット／Ｄ２〜／Ｄ６を出力し、反転した奇数パリティである反転チェックビット／Ｃを出力する。その後、保護ＩＣ１２は受信した上記データビットＤ１〜Ｄ６及びチェックビットＣの奇数パリティであるパリティビットＰを出力する。
【００７４】
なお、図１７（Ａ）の代りに、図１７（Ｂ）に示すように、データビットＤ２〜Ｄ６，Ｃ，Ｄ１の順に出力し、固定ビット０を出力したのち、データビットＤ２，反転データビット／Ｄ３〜／Ｄ６，反転チェックビット／Ｃ，反転データビット／Ｄ１の順に出力するように変形した構成としても良い。
【００７５】
図１８は保護ＩＣ１２が実行する誤り検出処理の第２実施形態のフローチャートを示す。この処理は図１７（Ａ）に示す信号フォーマットに対応している。図１８において、ステップＳ４１でビットＤ１〜Ｄ６を受信してレジスタ＃１〜＃６に保持する。ステップＳ４２でビットＣを受信してレジスタ＃１〜＃６に保持する。更に、ステップＳ４３でビット０を受信してレジスタ＃８に保持する。ステップＳ４２でビット０に続くビットＤ１を受信する。
【００７６】
ステップＳ４５ではステップＳ４４で受信したビットＤ１の値がレジスタ＃１に保持されている値と同一であるか否かを判別し、同一であればステップＳ４６に進み、同一でなければステップＳ５５に進む。
【００７７】
ステップＳ４６ではビット／Ｄ２〜／Ｄ６を受信する。ステップＳ４７でビット／Ｄ２〜／Ｄ６それぞれの値がレジスタ＃２〜＃６それぞれに保持されている値を反転した値と同一であるか否かを判別し、同一であればステップＳ４８に進み、同一でなければステップＳ５５に進む。
【００７８】
ステップＳ４８ではビット／Ｃを受信し、ステップＳ４９でビット／Ｃの値がレジスタ＃７に保持されている値を反転した値と同一であるか否かを判別し、同一であればステップＳ５１に進み、同一でなければステップＳ５５に進む。
【００７９】
ステップＳ５１でレジスタ＃７に保持されている値が、レジスタ＃１〜＃６に保持されている値の奇数パリティの値と同一であるか否かを判別し、同一の場合はステップＳ５２に進み、同一ではない場合はステップＳ５５に進む。ステップＳ５２ではレジスタ＃８に保持されている値が０であるか否かを判別し、レジスタ＃８の値が０であればステップＳ５３に進み、０でなければステップＳ５５に進む。
【００８０】
ステップＳ５３ではレジスタ＃１〜＃６に保持されている値を保護ＩＣ１２の制御用レジスタに転送する。次に、ステップＳ５４で電池監視ＩＣ１１から供給されるクロックに合わせて端子ＩＣＯＭからローレベル出力を行って処理を終了する。
【００８１】
一方、ステップＳ５５では電池監視ＩＣ１１から供給されるクロックが１６パルス供給されるまで待機する。次に、ステップＳ５６で電池監視ＩＣ１１から供給されるクロックに合わせて端子ＩＣＯＭからローレベル出力を行わないで処理を終了する。このようにして、保護ＩＣ１２のレジスタへの誤った書き込みを防ぐことができる。
【００８２】
図１５に示す信号フォーマットではＤ１〜Ｄ６が０，１交番パターンのような場合に、電池監視ＩＣ１１と保護ＩＣ１２でシーケンスのずれが生じた場合に、シーケンスのずれを保護ＩＣ１２側で検出できない場合がありうる。しかし、図１７（Ａ），（Ｂ）に示す信号フォーマットを用いることで、電池監視ＩＣ１１と保護ＩＣ１２でシーケンスのずれが生じた場合に、保護ＩＣ１２側で誤りを確実に検出することができる。
【符号の説明】
【００８３】
１０ 二次電池
１１ 電池監視ＩＣ
１２ 保護ＩＣ
２１，３１ 入出力回路
２４，３３，４２〜４５ インバータ
４１ 論理回路
４６，４７ ノア回路
Ｍ１１〜Ｍ１３ ＭＯＳトランジスタ
Ｒ１１，Ｒ１２ 抵抗
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１デバイスと第２デバイス間を１本の信号線で接続し、互いにレベルの異なる第１レベルと第２レベル、及び前記第１レベルと第２レベルの中間レベルを用いてシリアル通信を行う通信システムであって、
前記第１デバイスから前記第２デバイスに第１の通信フォーマットで情報をクロックと共に送信する第１モードと、
前記第２デバイスから前記第１デバイスに第２の通信フォーマットで情報を送信する第２モードを有し、
前記第１の通信フォーマットは、スタートビットに続いて、複数のデータビット及び複数の反転データビットと、前記複数のデータビットから生成したチェックビット及び反転チェックビットを有し、
前記第２の通信フォーマットは、スタートビットに続いて、複数のデータビットと、前記複数のデータビットから生成したチェックビットを有する
ことを特徴とする通信システム。
【請求項２】
請求項１記載の通信システムにおいて、
前記第１の通信フォーマットは、データビットと反転データビットを交互に配置した、
ことを特徴とする通信システム。
【請求項３】
請求項１記載の通信システムにおいて、
前記第１の通信フォーマットは、前記複数のデータビット及び前記チェックビット、固定ビット、前記複数のデータビットの一部及び前記複数のデータビットの一部の残りの反転データビット及び前記反転チェックビットを順に配置した、
ことを特徴とする通信システム。
【請求項４】
第１デバイスと第２デバイス間を１本の信号線で接続し、互いにレベルの異なる第１レベルと第２レベル、及び前記第１レベルと第２レベルの中間レベルを用いてシリアル通信を行う通信方法であって、
前記第１デバイスから前記第２デバイスに第１の通信フォーマットで情報をクロックと共に送信する第１モードと、
前記第２デバイスから前記第１デバイスに第２の通信フォーマットで情報を送信する第２モードを有し、
前記第１の通信フォーマットは、スタートビットに続いて、複数のデータビット及び複数の反転データビットと、前記複数のデータビットから生成したチェックビット及び反転チェックビットを有し、
前記第２の通信フォーマットは、スタートビットに続いて、複数のデータビットと、前記複数のデータビットから生成したチェックビットを有する
ことを特徴とする通信方法。
【請求項５】
第１デバイスと第２デバイス間を１本の信号線で接続し、互いにレベルの異なる第１レベルと第２レベル、及び前記第１レベルと第２レベルの中間レベルを用いてシリアル通信を行う通信システムの第１デバイスであって、
前記第２デバイスに第１の通信フォーマットで情報をクロックと共に送信する送信手段と、
前記第２デバイスから第２の通信フォーマットで送信される情報を受信する受信手段と、を有し、
前記第１の通信フォーマットは、スタートビットに続いて、複数のデータビット及び複数の反転データビットと、前記複数のデータビットから生成したチェックビット及び反転チェックビットを有し、
前記第２の通信フォーマットは、スタートビットに続いて、複数のデータビットと、前記複数のデータビットから生成したチェックビットを有する
ことを特徴とする第１デバイス。
【請求項１】
第１デバイスと第２デバイス間を１本の信号線で接続し、互いにレベルの異なる第１レベルと第２レベル、及び前記第１レベルと第２レベルの中間レベルを用いてシリアル通信を行う通信システムであって、
前記第１デバイスから前記第２デバイスに第１の通信フォーマットで情報をクロックと共に送信する第１モードと、
前記第２デバイスから前記第１デバイスに第２の通信フォーマットで情報を送信する第２モードを有し、
前記第１の通信フォーマットは、スタートビットに続いて、複数のデータビット及び複数の反転データビットと、前記複数のデータビットから生成したチェックビット及び反転チェックビットを有し、
前記第２の通信フォーマットは、スタートビットに続いて、複数のデータビットと、前記複数のデータビットから生成したチェックビットを有する
ことを特徴とする通信システム。
【請求項２】
請求項１記載の通信システムにおいて、
前記第１の通信フォーマットは、データビットと反転データビットを交互に配置した、
ことを特徴とする通信システム。
【請求項３】
請求項１記載の通信システムにおいて、
前記第１の通信フォーマットは、前記複数のデータビット及び前記チェックビット、固定ビット、前記複数のデータビットの一部及び前記複数のデータビットの一部の残りの反転データビット及び前記反転チェックビットを順に配置した、
ことを特徴とする通信システム。
【請求項４】
第１デバイスと第２デバイス間を１本の信号線で接続し、互いにレベルの異なる第１レベルと第２レベル、及び前記第１レベルと第２レベルの中間レベルを用いてシリアル通信を行う通信方法であって、
前記第１デバイスから前記第２デバイスに第１の通信フォーマットで情報をクロックと共に送信する第１モードと、
前記第２デバイスから前記第１デバイスに第２の通信フォーマットで情報を送信する第２モードを有し、
前記第１の通信フォーマットは、スタートビットに続いて、複数のデータビット及び複数の反転データビットと、前記複数のデータビットから生成したチェックビット及び反転チェックビットを有し、
前記第２の通信フォーマットは、スタートビットに続いて、複数のデータビットと、前記複数のデータビットから生成したチェックビットを有する
ことを特徴とする通信方法。
【請求項５】
第１デバイスと第２デバイス間を１本の信号線で接続し、互いにレベルの異なる第１レベルと第２レベル、及び前記第１レベルと第２レベルの中間レベルを用いてシリアル通信を行う通信システムの第１デバイスであって、
前記第２デバイスに第１の通信フォーマットで情報をクロックと共に送信する送信手段と、
前記第２デバイスから第２の通信フォーマットで送信される情報を受信する受信手段と、を有し、
前記第１の通信フォーマットは、スタートビットに続いて、複数のデータビット及び複数の反転データビットと、前記複数のデータビットから生成したチェックビット及び反転チェックビットを有し、
前記第２の通信フォーマットは、スタートビットに続いて、複数のデータビットと、前記複数のデータビットから生成したチェックビットを有する
ことを特徴とする第１デバイス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１２−１６９９５３（Ｐ２０１２−１６９９５３Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３０４１３（Ｐ２０１１−３０４１３）
【出願日】平成２３年２月１６日（２０１１．２．１６）
【出願人】（０００００６２２０）ミツミ電機株式会社 (1,651)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１６日（２０１１．２．１６）
【出願人】（０００００６２２０）ミツミ電機株式会社 (1,651)
【Ｆターム（参考）】
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