电路装置、物理量检测装置、电子设备以及移动体的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种通过输出附加有适当补充位的检测数据从而使主机侧的处理简单化的电路装置、物理量检测装置、电子设备以及移动体等。其中，电路装置包括：检测电路，其输出第1至第n检测数据；串行接口，其将第1至第n检测数据作为串行数据而进行输出。串行接口在第1至第n检测数据中的第i检测数据为M位，并且第j检测数据为N位的情况下，输出在第j检测数据的上位位侧附加有(M?N)位的补充位的串行数据，其中，1≤i≤n，≤1≤j≤n，j≠i，N＜M。
【专利说明】
电路装置、物理量检测装置、电子设备以及移动体
技术领域
[0001]本发明涉及一种电路装置、物理量检测装置、电子设备以及移动体等。
【背景技术】
[0002]—直以来，已知有一种取得陀螺仪传感器或温度传感器、加速度传感器之类的各种传感器输出并进行利用的设备。在这些传感器中，存在分辨度即在显示I个单位的数据时所使用的位数有所不同的可能性。在专利文献I中公开有以下方法，即，在将来自不同分辨度的传感器的模拟信号输出转换为数字信号时，为了抑制所处理的位数增加而针对每个信号使位宽度最优化的技术。
[0003]此外，作为主设备与从设备之间的通信方式，公知有一种被称为SPI(SerialPeripheral Interface:串行外部接口)的通信标准。在专利文献2中公开有一种通过在SPI方式的3根配线的基础上增加芯片选择配线后的共计4根(时钟、数据输入、数据输出、芯片选择)配线而对主设备与多个从设备进行连接的方法。
[0004]在专利文献I中，虽然针对每个信号而使为幅度最优化，但是在该情况下，存在每个数据位宽度有所不同的可能性，因而在微型计算机等主机侧无法以共同格式而对数据进行操作。其结果为，在欲在主机侧实施各信号的运算的情况下，将会增加位宽度匹配等的处理。
[0005]此外，如专利文献2的方法所示，在通过串行接口而对主机与电路装置(设备芯片)进行连接的情况下，使用一根信号线而输出来自多个传感器的数据。此时，如果各数据的位宽度不同，则在主机侧的串行数据的操作将变得较难。进一步而言，如专利文献2的方法所示，在相对于主机而连接有多个电路装置的情况下，位宽度因每个数据不同而不同的可能性将会变高。
[0006]但是，在专利文献I以及专利文献2等的以往的技术中，并未将每个串行通信中的数据的位宽度的不同视为问题，也并未考虑主机侧的处理负载的增大或者主机侧的电路结构的复杂化。
[0007]根据本发明的若干方式，能够提供一种通过输出附加有适当补充位的检测数据从而使主机侧的处理简单化的电路装置、物理量检测装置、电子设备以及移动体等。
[0008]专利文献I:日本特开2007-233943号公报
[0009]专利文献2:日本特开2005-141412号公报
【发明内容】
[0010]本发明为用于解决上述的问题的至少一部分的发明，并能够通过以下的形式或方式来实现。
[0011]本发明的一个方式涉及一种电路装置，包括:检测电路，其接收来自第I至第n(n为两个以上的整数)物理量传感器的第I至第η检测信号，并对第I至第η检测数据进行输出；串行接口，其将所述第I至第η检测数据作为串行数据而进行输出，在所述第I至第η检测数据中的第i检测数据(i为满足I < i Sn的整数)为M(M为正整数)位，并且第j检测数据(j为满足I 并且j在i的整数)为N(N为满足N<M的整数)位的情况下，所述串行接口输出在所述第j检测数据的上位位侧附加有(M-N)位的补充位的所述串行数据。
[0012]在本发明的一个方式中，在接收来自多个物理量传感器的检测信号并且将多个检测数据作为串行数据而进行输出时，根据需要而将附加有补充位的数据设为输出对象。由此，由于能够在电路装置接收来自多个物理量传感器的信息并进行输出的情况下对检测数据的位宽度进行调节(狭义而言为统一)，因此能够使串行数据的接收侧(主机侧)的处理简单化等。
[0013]在本发明的一个方式中，也可以采用如下方式，S卩，包括格式切换寄存器，在所述格式切换寄存器被设定为第一状态的情况下，所述串行接口输出在所述第j检测数据的上位位侧附加有(M-N)位的所述补充位的所述串行数据，在所述格式切换寄存器被设定为与所述第一状态不同的第二状态的情况下，所述串行接口输出在所述第j检测数据的下位位侧附加有(M-N)位的所述补充位的所述串行数据。
[0014]由此，能够根据格式切换寄存器的状态而对补充位被附加在上位位侧或者被附加在下位位侧进行切换。
[0015]在本发明的一个方式中，也可以采用如下方式，S卩，所述串行接口在所述串行数据的输出形式被设定为2的补数形式的情况下，输出附加有与所述2的补数形式对应的所述补充位的所述串行数据。
[0016]由此，能够对与串行数据的输出形式相匹配的补充位的检测数据进行输出。
[0017]在本发明的一个方式中，也可以采用如下方式，S卩，在从与输出有所述串行数据的串行数据线连接的主机设备读取数据而接收到指令的情况下，串行接口依次将包括所述第i检测数据和所述第j检测数据的所述第I至第η检测数据作为所述串行数据而进行输出。
[0018]由此，能够根据来自主机设备的读取指令而依次(根据时间序列)输出与多个物理量传感器对应的多个检测数据。
[0019]在本发明的一个方式中，也可以采用如下方式，S卩，具有存储部，在输出有所述串行数据的串行数据线上连接有一个或多个其他电路装置的情况下，所述存储部对表示所述电路装置的所述串行数据和所述其他电路装置的所述串行数据相对于所述串行数据线进行输出的输出顺序的输出顺序信息进行存储，所述串行接口在与所述输出顺序信息对应的时刻输出所述电路装置的所述串行数据。
[0020]由此，能够在串行数据线上连接有多个电路装置连接的(狭义而言，在主机设备上连接有多个电路装置)的情况下，准确地对各个电路装置的输出顺序进行设定，并能够抑止串行数据的冲突等。
[0021]在本发明的一个方式中，也可以采用如下方式，S卩，包括处理部，所述处理部接收来自所述检测电路的所述第I至第η检测数据，并至少针对所述第j检测数据在上位位侧附加(M-N)位的所述补充位。
[0022]由此，能够在处理部中实施补充位的附加等。
[0023]在本发明的一个方式中，也可以采用如下方式，S卩，所述检测电路具有第一A/D转换电路和第二 A/D转换电路，所述第一 A/D转换电路将所述第i检测信号进行A/D转换并输出N位的所述第i检测数据，所述第二 A/D转换电路将所述第j检测信号进行A/D转换并输出M位的所述第j检测数据。
[0024]由此，能够在检测电路中设置多个A/D转换电路等。
[0025]本发明的其它的方式涉及一种电路装置，所述电路装置包括:检测电路，其接收来自第I至第η物理量传感器的第I至第η的检测信号(η为两个以上的整数)，并对第I至第η检测数据进行输出；串行接口，其将所述第I至第η检测数据作为串行数据而进行输出；格式切换寄存器，在所述第I至第η检测数据中的第i检测数据(i为满足I < i < η的整数)为M(M为正整数)位，并且第j检测数据(j为满足1<_]、11，_]_在1的整数)为~0为满足~<1的整数)位的情况下，在所述格式切换寄存器被设定为第一状态的情况下，所述串行接口输出在所述第」检测数据的上位位侧附加有(M-N)位的补充位的所述串行数据，在所述格式切换寄存器被设定为与所述第一状态不同的第二状态的情况下，所述串行接口输出在所述第j检测数据的下位位侧附加有(M-N)位的所述补充位的所述串行数据。
[0026]在本发明的其它的方式中，在接收来自多个物理量传感器的检测信号，并且将多个检测数据作为串行数据而进行输出时，将根据需要而附加有补充位的数据设为输出对象，并且对补充位被附加在上位位侧还是被附加在下位位侧进行切换。由此，由于能够在电路装置接收来自多个物理量传感器的信息并进行输出的情况下，对检测数据的位宽度进行调节(狭义而言为统一)，因此能够使串行数据的接收侧(主机侧)的处理简单化以及能够灵活地变更此时的补充位的附加位置。
[0027]本发明的其它的方式涉及一种物理量检测装置，所述物理量检测装置具备上述任意的电路装置和所述第I至第η物理量传感器。
[0028]在本发明的其它的方式中，也可以采用如下方式，S卩，所述第I至第η物理量传感器包括角速度传感器、温度传感器以及加速度传感器中的至少两个元件。
[0029]由此，作为物理量传感器，能够使用角速度传感器、温度传感器以及加速度传感器的各个元件中的至少两个元件。
[0030]本发明的其它的方式涉及一种电子设备，所述电子设备包括上述任意的电路装置。
[0031]本发明的其它的方式涉及一种移动体，所述移动体包括上述任意的电路装置。
【附图说明】
[0032]图1为本实施方式所涉及的电路装置的结构例。
[0033]图2为包括本实施方式所涉及的电路装置的物理量检测装置的结构例。
[0034]图3为模拟处理电路的结构例。
[0035]图4为包括本实施方式所涉及的电路装置的物理量检测装置的其它的结构例。
[0036]图5为包括本实施方式所涉及的电路装置的物理量检测装置的其它的结构例。
[0037]图6为包括本实施方式所涉及的物理量检测装置的移动体的示例。
[0038]图7(A)至图7(C)为附加有补充位的检测数据的示例。
[0039]图8(A)至图8(C)为附加有补充位的检测数据的其它的示例。
[0040]图9为输入输出帧的结构例。
[0041 ]图1O为输入输出帧的其它的结构例。
[0042]图11为将32位设为发送接收单位的情况下的输入输出帧的结构例。
[0043]图12为将32位设为发送接收单位的情况下的输入输出帧的其它的结构例。
[0044]图13为相对于主机设备而连接有多个电路装置的情况下的结构例。
[0045]图14为相对于主机设备而连接有多个电路装置的情况下的其它的结构例。
[0046]图15(A )、图15 (B)为连接有多个电路装置的情况下的输入输出帧的结构例。
【具体实施方式】
[0047]以下，对本实施方式进行说明。另外，以下所说明的实施方式并非对权利要求书所记载的本发明的内容进行不当限定。此外，本实施方式所所说明的结构并非全部为本发明的必要构成要件。
[0048]1.本实施方式的方法
[0049]首先，对本实施方式的方法进行说明。在取得来自多个物理量传感器(传感器元件)的信号的情况下，存在如下可能性，即在信号分辨度，即，将来自传感器元件的检测信息设为作为数字信号的检测数据而利用时，设定为多少位宽度的信号因每个传感器元件而有所不同。例如，在作为物理量传感器而使用陀螺仪传感器元件、加速度传感器元件以及温度传感器元件的各个元件的情况下，有可能产生如下的差异，即，陀螺仪传感器元件的一个信号为16位，而加速度传感器元件为14位，温度传感器元件为12位。
[0050]现存在对来自多个物理量传感器的检测信号进行处理的电路装置，那种电路装置多数情况下通过串行接口而输出多个检测数据。在该情况下，需要从电路装置的串行接口中实施数据输出的端子(或者实施数据的输入输出的双方的端子)输出多个物理量传感器的检测信号。作为一个示例，如使用图9等而在后文中叙述的那样，只要按照时间序列而对各传感器元件的检测信号进行分割并依次输出即可。
[0051]在该情况下，如上文所述，在因物理量传感器而造成检测数据的位数不同的情况下，接收到检测数据的主机设备中的串行数据的处理将会变得较难。具体而言，在主机设备中需要实施检测数据的位宽度匹配等的处理。
[0052]特别地，如使用图13或图14在后文中叙述的那样，在相对于主机设备而连接有多个电路装置并且此时的信号线被共有的条件下，利用从电路装置输出检测数据时所使用的信号线来进行从多个电路装置的检测数据的输出。在该情况下，成为主机设备的处理对象的物理量传感器的个数将会变得非常多，从而使由上述位宽度匹配等的处理而造成的负担增大。但是，也要考虑到用户通过准备主机设备并根据必要而对各种物理量检测装置(传感器、传感器设备)进行组合从而对任意的传感器信息进行处理的需求。即，图13等结构的需求增加，从而不可忽视因检测数据的位宽度不同而产生的弊端的问题。
[0053]因此，本
【申请人】提出了以下的电路装置。具体而言，如图1所示，本实施方式所涉及的电路装置100包括:检测电路120，其接收来自第I至第n(n为两个以上的整数)物理量传感器10-1至10-n的第I至第η检测信号，并对第I至第η检测数据进行输出:串行接口 110，其将第I至第η检测数据作为串行数据而进行输出。并且，串行接口 110在第I至第η检测数据中的第i检测数据(i为满足I < i Sn的整数)为M(M为正整数)位，并且第j检测数据(j为满足I < j<n，j在i的整数)为N(N为满足N<M的整数)位的情况下，输出在第j检测数据的上位位侧附加有(M-N)位的补充位的串行数据。
[0054]在此，第I至第η的检测信号为物理量传感器的输出(检测电路120的输入)，第I至第η的检测数据为检测电路120的输出。具体而言，检测信号也可以为模拟数据，检测数据也可以为针对检测信号而实施了 A/D转换处理之后的数字数据。
[0055]此外，对于串行接口可以考虑各种形式，在本实施方式中可以使用3线SPKSerialPeripheral Interface)、4线SPIN12C( Inter-1ntegrated Circuit:内部集成电路)等广为人知的串行接口中的任意一个。
[0056]由此，即使在未采用本实施方式的方法时各检测数据成为不同的位数的情况下，也能够根据本实施方式的方法而将各检测数据作为相同的位数的数据进行处理。因此，能够实现主机设备的处理的简单化。电路装置100中所含的物理量传感器10既可以为单轴陀螺仪传感器元件，也可以为三轴陀螺仪传感器元件，并且能够考虑到对陀螺仪传感器元件是否追加了温度传感器元件、是否追加了加速度传感器元件等的变形实施。在本实施方式的方法中，还能够提供能够与该各种各样的产品对应的串行数据的格式。
[0057]以下，在对电路装置100(传感器IC)或包括电路装置100的物理量检测装置200的结构例进行说明之后，对在将位宽度统一时的数据形式、输入输出帧结构进行说明。最后，使用图13等，对相对于主机设备而连接有多个电路装置100的变更例进行说明。
[0058]2.系统结构例
[0059]图2为表示本实施方式所涉及的电路装置100的具体的结构例以及包括电路装置100的物理量检测装置200的结构例。如图2所示，电路装置100包括串行接口 110、检测电路120、处理部(DSP) 130以及格式切换寄存器140。并且，物理量检测装置200包括多个物理量传感器10、电路装置100。但是，电路装置100或物理量检测装置200并不限定于图2的结构，并能够实施省略其中一部分的结构要素，或者追加其它的结构要素等的各种的变形。此外，能够实施各种的变形的要点也与图4等相同。
[0060]在此，多个物理量传感器10(第I至第η的物理量传感器)也可以包括角速度传感器(陀螺仪传感器)温度传感器以及加速度传感器中的至少两个。
[0061]在图2的示例中，作为物理量传感器10而图示有陀螺仪传感器(三轴陀螺仪传感器)和温度传感器的各个元件。即，物理量传感器1具体而言，也可以为实施陀螺仪传感器的绕X轴的角速度检测的元件Xgyro20-1、实施陀螺仪传感器的绕Y轴的角速度检测的元件Ygyro20-2、实施陀螺仪传感器的绕Z轴的角速度检测的元件Zgyro20-3以及温度传感器元件21。但是，在图2的结构中能够实施追加加速度传感器元件、或者将陀螺仪传感器元件与温度传感器元件21中的任意一个变更为加速度传感器元件、或者追加其它的物理量传感器之类的各种变形。
[0062]如上文所述，虽然串行接口110能够通过3线SP1、4线SP1、I2C等各种的串行接口而实现，但是在图2中图示了 4线SPI的示例。因此，串行接口 110与芯片选择端子CS、串行时钟端子SCLK、串行数据输入端子SD1、串行数据输出端子SDO的四个端子连接。
[0063]检测电路120接收来自多个物理量传感器10的检测信号并对多个检测数据进行输出。具体而言，由于将作为模拟数据而从物理量传感器10输出的检测信号转换为作为数字数据的检测数据，因此检测电路120包括A/D转换电路121和模拟处理电路122。
[0064]作为一个示例，检测电路120也可以具有第一A/D转换电路和第二 A/D转换电路，所述第一 A/D转换电路对第i检测信号进行A/D转换并输出N位的第i检测数据，所述第二 A/D转换电路对第j检测信号进行A/D转换并输出M位的第j检测数据。换言之，检测电路既可以具有两个以上的A/D转换电路121，狭义而言，也可以具有仅与物理量传感器10的个数对应的八/1)转换电路121。
[0065]图2为表示物理量传感器10的个数与A/D转换电路121的个数一致的情况下的示例。在该情况下，检测电路120也可以作为A/D转换电路121而包括A/D转换电路X121-1、A/D转换电路Y121_2、A/D转换电路Z121-3以及A/D转换电路T121-4。来自Xgyro20-1的信号经由模拟处理电路X122-1而被输入到A/D转换电路X121 -1中，A/D转换电路X121 -1对来自XgyrO20-l的检测信号进行A/D转换，并输出与陀螺仪传感器的X轴相关的检测数据。同样，A/D转换电路Y121-2对来自经由模拟处理电路Y122-2而被输入的Ygyro20-2的检测信号进行A/D转换，并输出与陀螺仪传感器的Y轴相关的检测数据，A/D转换电路Z121-3对来自经由模拟处理电路Z122-3而被输入的Zgyro20-3的检测信号进行A/D转换，并输出与陀螺仪传感器的Z轴相关的检测数据。此外，A/D转换电路T121-4对来自经由模拟处理电路T122-4而被输入的温度传感器元件21的检测信号进行A/D转换，并输出与温度相关的检测数据。
[0066]另外，作为各个A/D转换电路121，能够采用例如δ-σ型或逐次比较型等的各种方式的A/D转换电路。在采用δ-σ型的情况下，例如具有用于Ι/f降噪的CDS(Correlated doublesamp ling:相关双采样电路)或斩波器的功能等，并能够使用例如由2次的δ-σ调制器等构成的A/D转换电路。此外，在采用逐次比较型的情况下，例如具有抑制因DAC的元件偏差而造成S/N比的劣化的DEM(Dynamic Element Matching:动态元素匹配)的功能等，并能够使用由容量DAC以及逐次比较控制逻辑构成的A/D转换电路。A/D转换电路121也可以为逐次比较型(SAR,successive approximat1n register:逐次逼近寄存器)，也可以为δ-σ型(Δ Σ)，就A/D转换的方式而言，能够实施各种的变形。
[0067]此外，图3示出了各个模拟处理电路的结构例。如图3所示，模拟处理电路122包括放大电路1221、同步检波电路1222、滤波部1223。放大电路1221对来自物理量传感器10的信号进行放大。同步检波电路1222根据来自未图示的驱动电路的同步信号而对放大电路1221的输出信号实施同步检波，并输出期望信号。并且，滤波部1223实施用于去除多余信号的低通滤波处理，并将处理后的信号作为物理量传感器10的检测信号而向A/D转换电路121输出。但是，模拟处理电路122的结构并不限定于图3的结构。例如，也可以通过使放大电路1221具备低通滤波器的功能，并使A/D转换电路121包括低通滤波器，从而省略滤波部1223。此外，在如图2所示那样在检测电路120中包括多个模拟处理电路122的情况下，无需使该全部的模拟处理电路122为相同的结构，也可以使各模拟处理电路122为不同的结构。
[0068]此外，A/D转换电路121并不限定于被设置有多个，也可以为一个。作为一个示例，如图4所示，检测电路120也可以包括A/D转换电路121、多路转换器123。多路转换器123从Xgyro20-1、Ygyro20_2、Zgyro20_3以及温度传感器元件21的各自的检测信号中选择一个，并向A/D转换电路121输出所选择的检测信号。A/D转换电路121对从多路转换器123输出的检测信号进行A/D转换并输出检测数据。在该情况下，A/D转换电路无需根据物理量传感器10的个数而设定，例如如图4所示也可以为一个。
[0069]此外，虽然在图2中对仅设置了物理量传感器10的个数的A/D转换电路121的示例进行了说明，在图4中对设置一个A/D转换电路121的示例进行了说明，但是也考虑他们之间的实施方式。例如，如图5所示，检测电路120也可以包括A/D转换电路T121 -4、A/D转换电路G121-5、多路转换器123。多路转换器123从Xgyro20-l、Ygyro20-2、Zgyro20-3的各自的检测信号中选择一个，并向A/D转换电路G121-5输出所选择的检测信号，A/D转换电路Gl 21-5对被输出的检测信号进行A/D转换并输出与陀螺仪传感器元件有关的检测数据。此外，A/D转换电路T121-4对来自温度传感器元件21的检测信号进行A/D转换，并输出与温度相关的检测数据。在该情况下，相对于四个物理量传感器10，A/D转换电路121为2个。
[0070]如以上所述，关于物理量检测装置200中所包含的物理量传感器10的种类或该物理量传感器1与A/D转换电路121之间的对应关系，能够实施各种的变形。
[0071]处理部130实施使用了从检测电路120输出的检测数据的处理。具体而言，也可以实施如下处理，即，处理部130接收来自检测电路的第I至第η的检测数据，并至少针对第j检测数据(N位的数据)而在上位位侧附加(M-N)位的补充位的处理。此外，作为上述补充处理的前处理，也可以实施针对检测数据的某种处理。例如，也可以不将温度传感器元件21的输出的A/D转换结果就此设为检测数据，而通过实施输出移动平均的处理或对温度特性进行补正的处理、用于去除噪声的低通滤波处理等从而求取检测数据。处理部130能够通过例如DSP(digital signal processor:数字信号处理器)而实现。关于处理部130的处理的详细将在后文中进行叙述。
[0072]格式切换寄存器140对决定处理部130的检测数据的格式的信息进行存储。具体而言，根据格式切换寄存器140被设定为第一状态还是被设定为第二状态，从而决定补充位被附加在上位位侧(MSB侧，Most Significant Bit侧)还是被附加在下位位侧(LSB侧，LeastSignificant Bit侧)。在此，也可以为，第一状态为在格式切换寄存器140中写入了第一值的状态，第二状态在格式切换寄存器140中写入了与第一值不同的第二值的状态。关于各格式的检测数据的形式将在后文中进行叙述。
[0073]另外，虽然图2等中使用了格式切换寄存器140，但是广义而言，电路装置100也可以包括对用于决定该电路装置100的动作的设定信息进行存储的设定寄存器。在该情况下，通过设定寄存器的给定的区域从来实现上述格式切换寄存器140。
[0074]此外，本实施方式的方法并不限定于应用于电路装置100中，也能够应用于图2所示的物理量检测装置200中。即，本实施方式的方法能够应用于包括电路装置100和物理量传感器10的物理量检测装置200中。
[0075]并且，本实施方式的方法也能够应用于包括电路装置100的电子设备或移动体(狭义而言，包括物理量检测装置200的电子设备或移动体)中。此处的移动体指的是，例如，车、飞机、自行车、汽车或船舶等。移动体为具备例如发动机或电动机等的驱动机构、方向盘或舵等的操纵机构、各种电子设备，并在地上、空中或海上进行移动的设备或装置。图6为概要性地表示作为移动体的具体例的汽车300。在汽车300中安装有具有物理量传感器10和电路装置100的物理量检测装置200。例如，物理量传感器10为振动片(陀螺仪传感器元件)，物理量检测装置200为陀螺仪传感器。
[0076]陀螺仪传感器能够对车身307的姿态进行检测。陀螺仪传感器的检测信号能够被供给至车身姿态控制装置308。车身姿态控制装置308能够根据例如车身307的姿态而对悬架的软硬进行控制或对各个的车轮309的制动器进行控制。另外，这样的姿态控制也能够被应用于双足步行机器人或航天器、直升机等各种移动体中。在实现姿态控制时能够安装有陀螺仪传感器。
[0077]3.补充位的附加
[0078]如上所述，在本实施方式中，在将来自各物理量传感器的检测信号转换为检测数据并向主机设备输出时，对多个检测数据的位宽度进行统一。作为一个示例，在未实施本实施方式的处理的情况下，如果输出了位宽度较大的(例如M位的)检测数据和位宽度较小的(例如作为N<M的N位的)检测数据，则只要针对位宽度较小的检测数据附加(M-N)位的补充位即可。
[0079 ]补充位的附加方法有各种考虑。作为一个示例，在从A/D转换电路121分别输出了 M位和N位的检测数据的情况下，只要在处理部130中将(M-N)位的补充位附加于N位的检测数据中即可。
[0080]在本实施方式中，如上所述，在上位位侧附加补充位。在该情况下，由于原本的检测数据(N位的检测数据)的位位置(位数)不变化，因此能够在不改变检测数据的值的情况下较容易地改变位宽度。例如，如果检测数据的表现形式为标准二进制，则只要作为补充位而全部附加O即可，从而使处理较容易。
[0081]此外，在作为串行数据的输出形式而被设定为2的补数形式的情况下，只要附加与2的补数形式对应的补充位即可。具体而言，串行接口 110输出附加有与2的补数形式对应的补充位的串行数据。
[0082]在使用2的补数的情况下，如果原本的检测数据的最上位的位为I，则只要将补充位的值设为I即可，如果原本的检测数据的最上位的位为0，则只要将补充位的值设为Ogp可，在该情况下也能够在不改变数值的情况下较容易地附加补充位。
[0083]图7(A)至图7(C)为表示附加有补充位的检测数据的示例。在此，考虑到如下的示例，即，在取得加速度数据ACC、角速度数据GYR0、温度数据TEMP这三个数据，并且未附加补充位的情况下，ACC为14位，GYRO为16位，TEMP为12位的示例。
[0084]在该情况下，由于GYRO的位宽度较大，因此例如只要实施使ACC和TEMP的位宽度与GYRO的位宽度匹配的处理即可。具体而言，相对于ACC而附加2位的补充位，相对于TEMP而附加4位的补充位。图7(A)表示补充后的加速度数据，上位侧的2位(ACC15、ACC14)为补充位，除此之外的14位(ACC13至ACC0)为原本的检测数据。同样，图7(C)表示补充后的温度数据，上位侧的4位(TEMP15至TEMP12)为补充位，除此之外的12位(TEMP11至TEMPO)为原本的检测数据。在该示例中，如图7 (B)所示，无需针对GYRO而附加补充位。
[0085]但是，被附加补充位的位置并不限定于上位位侧，也可以被附加在下位位侧。在下位位侧附加有补充位的情况下，由于原本的检测数据的位的位置会变化，因此值被放大常数倍。例如，如果作为(M-N)位的补充位而在下位位侧附加全部为O的位，则与附加前相比，数值将成为2 (M-N)倍。
[0086]但是，在本实施方式中，在主机设备对来自电路装置100(物理量检测装置200)的数据进行处理时，确保来自预定位置的预定位宽度的信息表示来自一个物理量传感器10的信息比较重要。换言之，本实施方式的要点为，如果在主机设备侧中随意地每预定位(例如M位)输出数据，则实现了能够适当地取得检测数据的(在该位宽度的数据的中并为混杂来自多个物理量传感器10的信息)状态。如果能够实现此点，则即使数据值被设为预定数倍，也较容易实施除以该预定数(实施右移的位运算)等的适当处理。
[0087]图8(A)至图8(C)为表示在下位位侧附加补充位的示例。补充位的位宽度与图7(A)至图7(C)相同。但是，在图8(A)中距上位位侧的14位为原来的检测数据(ACC13至ACC0)，并在下位侧的2位附加有补充位的O。同样，在图8(C)中距上位位侧的12位为原本的检测数据(TEMP11至TEMPO )，并在下位侧的4位附加有补充位的O。
[0088]以此方式，由于补充位也可以在下位位侧附加，因此在本实施方式中也可以根据需要而切换为使用下位位侧的模式。在切换中，例如只要使用图2并使用上述的格式切换寄存器140S卩可。
[0089]具体而言，电路装置100包括格式切换寄存器140，串行接口110在格式切换寄存器140被设定为第一状态的情况下，输出在第j检测数据(N位的数据)的上位位侧附加有(M-N)位的补充位的串行数据，在格式切换寄存器140被设定为与第一状态不同的第二状态的情况下，输出在第j检测数据的下位位侧附加有(M-N)位的补充位的串行数据。
[0090]以此方式，能够在上位位侧和下位位侧而对附加补充数据的位的位置进行适当切换。由于针对格式切换寄存器140的数据的写入经由例如串行接口 110而从主机设备侧执行，因此串行数据的格式能够在取得该串行数据的主机设备侧进行设定。即，串行数据的使用者能够灵活地对自身所期望的格式进行设定。
[0091]着眼于以上的格式切换，能够从其它的角度来理解本实施方式。具体而言，本实施方式所涉及的电路装置100包括:检测电路120，其接收来自第I至第η物理量传感器的第I至第η检测信号(η为两个以上的整数)并对第I至第η检测数据进行输出；串行接口 110，其将第I至第η检测数据作为串行数据而进行输出;格式切换寄存器140。并且，串行接口在第I至第η检测数据中的第i检测数据(i为满足I < i Sn的整数)为M(M为正整数)位，并且第j检测数据(j为满足I < j Sn，j在i的整数)为N(N为满足N<M的整数)位的情况下，在格式切换寄存器140被设定为第一状态的情况下，输出在第j检测数据的上位位侧附加有(M-N)位的补充位的列数据，在格式切换寄存器140被设定为与第一状态不同的第二状态的情况下，输出在第j检测数据的下位位侧附加有(M-N)位的补充位的串行数据。
[0092]S卩，在该示例中，能够无需将上位位侧的补充位的附加设为前提，而自由地设定在上位位侧和下位位侧中的任意一侧附加补充位。
[0093]此外，补充位的附加并不限定于在处理部130中实施。例如，也可以在检测电路120(狭义而言为A/D转换电路121)中，实施输出有预定的位宽度(例如M位)的检测数据的A/D转换。虽然在使用处理部130的示例中，在输出N位的检测数据之后附加(M-N)位的补充位从而将位宽度设为M位，但是在使用A/D转换电路121的情况下，在A/D转换电路121的输出时刻将位宽度调节为M位。
[0094]另外，以上虽然对使位宽度较小的检测数据与位宽度较大的检测数据(狭义而言，检测数据中位宽度为最大的数据)相匹配进行了说明，但是并不限定于此。例如，也可以实施与预定的位宽度相匹配的处理。
[0095]具体而言，在第i检测数据为M位，第j检测数据为N(N<M)位的情况下，也可以将双方匹配为K(>M)位。具体而言，也可以针对第i检测数据而附加K-M位的补充位，针对第j检测数据而附加K-N位的补充位。
[0096]例如，如使用图13在后文中叙述的那样，在相对于主机设备而连接有多个电路装置100的情况下，从一并处理全部的检测数据的观点出发，即使在一个电路装置100内使位宽度与最大的位宽度的检测数据匹配，在多个电路装置100中位宽度也并不一定匹配。例如，在从第一电路装置输出被匹配为M位的串行数据，而在第二电路装置中输出被匹配为K位的串行数据的情况下，在主机设备侧将无法实现各位宽度为同一位宽度的处理。在此情况下，优选为，匹配为所有检测数据中的最大值。
[0097]此外，如使用图11等在后文中叙述的那样，存在将特定的位宽度作为单位而实施发送接收的情况。在该情况下，通过使检测数据的位宽度与发送接收的单位相匹配，从而能够实现有效的通信。例如，在如图11所示将32位设为单位的情况下，通过统一为作为32的约数的位宽度(32位，16位，8位等)，从而能够有效地使发送接收的I个单位内包含有I个或多个检测数据。反之，如果不为发送接收单位的约数，则在I个单位的发送接收中，必定会需要附加用于满足该单位的格式补充数据，从而会降低实际的数据传送率。即，补充后的检测数据的位宽度也可以根据与检测数据中的最大的位宽度不同的观点而决定。
[0098]S卩，在本实施方式中，“输出在第j检测数据的上位位侧附加有(M-N)位的补充位的串行数据”等的表现并不限定于表示补充位一定为(M-N)位的实施方式，也表示附加多于(M-N)位的位数的补充位。
[0099]4.输入输出帧结构
[0100]根据以上的处理，各检测数据将成为预定的位宽度的数据。串行接口110将补充后的检测数据作为串行数据并向主机设备输出。图9图示了串行接口 110的输入输出帧形式的一个示例。
[0101 ]另外，虽然图9为基于MOSI(Master Out Slave In:主出从进)端子，MIS0(MasterIn Slave Out:主进从出)端子的表述，但是MOSI的信号与电路装置100的串行数据输入端子SDI的信号对应，MISO的信号与电路装置100的串行数据输出端子SDO的信号对应。
[0102]如图9所示，当芯片选择端子CS的信号成为LOW时，开始来自该电路装置100(设备芯片)的输出。并且，开始由串行时钟端子SCLK输入输出时钟信号的输入输出。
[0103]根据该时钟信号，首先通过MOSI而从主机设备向电路装置100发送指令数据C。虽然在图9中C为8位的数据但是并不限定于此。例如，指令数据C为对作为串行数据的读取形式或读取对象的物理量传感器10进行确定的数据。
[0104]在此，在从与输出串行数据的串行数据线连接的主机设备读取数据而接收到指令的情况下，串行接口 110也可以将包含第i检测数据以及第j检测数据的第I至第η检测数据依次作为串行数据而进行输出。图9为表示该形式的输入输出数据，在指令数据C的接收之后，串行接口 110依次输出加速度数据ACC、角速度数据GYRO、温度数据TEMP。此时，被输出的检测数据为根据需要而附加有补充位的数据。即，在图9的示例中，ACC、GYR0、TEMP均为16位的数据，并且分别为图7(A)至图7(C)或者图8(A)至图8(C)的形式的数据。
[0105]以此方式，主机设备通过I次指令数据C的发送，从而能够取得来自多个物理量传感器10的检测数据。此时，如以往方法所示，在位宽度因检测数据而不同的情况下，需要提前确定MISO的信号的截止至何处为一个检测数据，以及从何处起为下一个检测数据，从而需要在例如主机设备侧实施与位宽度匹配等的处理。对于此，在本实施方式中，如果在指令数据C的发送后以16位逐位输出，则由于将各个16位的数据作为一个检测数据而处理，因此在主机设备侧的处理负担较小。当然，在确定该16位的信号是表示加速度还是表示角速度还需要其它信息，但是至少能够抑止误判数据的断开处的可能性。
[0106]虽然在图9中图示了检测数据为加速度、角速度、温度的各个数据的示例，但是并不限定于此。例如，如果如图2等所示，物理量检测装置200中所包含的物理量传感器10为Xgyro20-1、Ygyro20-2、Zgyro20-3以及温度传感器元件21，则帧结构也可以为图10所示的结构。虽然在图9中将角速度数据GYRO设为16位的内容进行了说明，但是也可以如图10所示，关于三轴陀螺仪传感器的各轴的检测数据也可以各自为16位。
[0107]另外，在主机设备侧的处理以32位单位的方式实施，从而能够实施以32位单位的方式构成输入输出帧的变形。在该情况下，输入输出帧的示例如图11所示。如图11所示，芯片选择信号以每32位的方式而实施L0W—HIGH—L0W的切换。
[0108]来自主机设备的指令数据的接收也以32位单位的方式实施。在图11的示例中，在最初的32位中，接收三个(Cl、C2、C3) 8位的指令数据和一个8位的同步用的数据。
[0109]根据该指令，以MISO的方式从电路装置100向主机设备输出串行数据。在图11的示例中，在指令数据等的接收之后，在最初的32位中输出有16位的状态标志和根据必要而附加有补充位的16位的检测数据。在此，检测数据为表示X轴的角速度的XGYR0。并且，在接下来的3 2位中分别输出有16位的YGYRO和ZGYRO，在最后的3 2位中输出有16位的TEMP和16位的格式补充数据。在该情况下的格式补充数据是指，用于满足32位的发送接收单位的数据。即，即使在最后的32位中，检测数据(TEMP)也并未被补充为32位而仍然保持一个检测数据保持为16位。
[0110]在图11中，在将检测数据统一为16位并以32位为单位而实施发送接收时，以两个检测数据或者一个检测数据和16位的其它的数据为一组而进行输出。另外，如图11所示，考虑持续进行发送接收的情况，也可以在最后的32位中在MOSI中实施接下来的数据输入输出用的指令数据等的通信。
[0111]此外，虽然以上为假设为4线的SPI的说明，但是本实施方式所涉及的串行接口110也可以如上所述为3线SPI。该情况下的输入输出帧结构如图12所示。如图12所示，通过一个数据输入输出端子SD1而执行数据的输入输出。因此，通过SD1而执行来自主机设备的指令数据等的输入和检测数据的输出的双方。在该情况下，如图11所示，由于无法实现在与温度数据等的发送同时实施接下来的指令数据的接收这样的通信，因此在持续输出检测数据的情况下，有必要在温度数据等的输出结束之后实施指令数据等的接收。
[0112]5.改变例(多从属)
[0113]以上，虽然对着眼于一个电路装置100，而从该电路装置100向主机设备发送检测数据以作为串行数据的方法进行了说明。但是，与主机设备连接的电路装置100并不限定为一个，也考虑有连接有多个电路装置100的实施方式。
[0114]图13图示了一个示例。在图13中图示了相对于主机设备(微型计算机)500而连接有三个电路装置(100-1、100-2、100-3)的示例。主机设备的芯片选择端子CS、电路装置100-1的芯片选择端子CS、电路装置100-2的芯片选择端子CS、电路装置100-3的芯片选择端子CS由共通的信号线连接。此外，主机设备500与电路装置100-1至100-3的串行时钟端子SCLK连接，主机设备500的MOSI与电路装置100-1至100-3的SDI连接，主机设备500的MISO与电路装置100-1至100-3的SDO连接。
[0115]在电路装置100-1上连接有作为物理量传感器10的Xgyro20-1和第一温度传感器元件21-1。在电路装置100-2上连接有作为物理量传感器10的Ygyro20-2和第二温度传感器元件21-2。在电路装置100-3上连接有作为物理量传感器10的Zgyro20-3和第三温度传感器元件21-3。
[0116]S卩，包含电路装置100-1的物理量检测装置200-1、包含电路装置100-2r物理量检测装置200-2、包含电路装置100-3r物理量检测装置200-3分别为单轴的陀螺仪传感器以及温度传感器。
[0117]以此方式，如果采用相对于主机设备500而连接有多个电路装置100(物理量检测装置200)的方式，则通过对各种的物理量检测装置200进行任意组合，从而能够灵活地取得来自期望的传感器的信息(检测数据)。例如，即使在使用三轴陀螺仪传感器的情况下，也可以使用图2等所示的一个物理量检测装置200，也可以如图13所示对三个物理量检测装置200-1至200-3进行组合而利用。
[0118]此外，也能够较容易地应对追加其它的传感器的需求。例如，如果为除了角速度以及温度的信息以外，还欲利用加速度的信息，则如图14所示，只要使用与图2相同的物理量检测装置200-4和两个与加速度传感器对应的物理量检测装置200-5即可。在此，物理量检测装置200-5包括电路装置100-5、与加速度传感器的X轴输出对应的元件Xacc22-1、与加速度传感器的Y轴输出对应的元件Yacc22_2、与加速度传感器的Z轴输出对应的元件Zacc22-3。
[0119]但是，在这种结构的情况下，使用共通的信号线而向主机设备500的MISO端子输出来自多个电路装置100的串行数据。因此，如果多个电路装置100同时发送串行数据，则数据将会产生冲突而无法实现准确的通信。
[0120]由此，在本实施方式中，在输出串行数据的串行数据线与I或多个其它的电路装置100连接的情况下，各电路装置100具有存储部，所述存储部存储表示自身的串行数据与其它电路装置100的串行数据相对于串行数据线的输出顺序的输出顺序信息，串行接口 110在与输出顺序信息对应的时刻输出自身的串行数据。
[0121]以此方式，由于能够按照时间序列而对各电路装置100的输出时刻进行划分，因此能够抑止数据的冲突。虽然在图2等中未图示存储部，但是也可以将例如上述的设定寄存器设为存储部。在如图13所示的在主机设备500上连接有三个电路装置100-1至100-3的情况下，具体的输入输出帧的示例如图15 (A)所示。
[0122]在图15(A)所示的示例中，在指令数据C的发送之后，主机设备500上首先被输入来自第一电路装置100-1的串行数据，接下来被输入来自第二电路装置100-2的串行数据，最后被输入来自第三电路装置100-3的串行数据。即，在该的情况下，第一电路装置100-1对表示自身的输出顺序为第一个的输出顺序信息进行存储，并据此第一个输出串行数据。同样，第二电路装置100-2保存着自身的输出顺序为第二的输出顺序信息，第三电路装置100-3保存着自身的输出顺序为第三的输出顺序信息。具体而言，只要作成了第一电路装置100-1为第一、第二电路装置100-2为第二、第三电路装置100-3为第三的、规定了整个电路装置的输出顺序的一个输出顺序信息，并将该输出顺序信息存储在各电路装置的存储部中即可。
[0123]在明确输出顺序的情况下，实际上关于在哪个时刻输出串行数据而考虑有各种方法。例如，也可以在指令数据c之中对各电路装置100的串行数据的位宽度(或者检测数据的个数)进行指定。
[0124]如图13所示，在各电路装置100具有两个物理量传感器10，并且各检测数据的位宽度被统一为16位的情况下，由于明确有第一个输出在指令数据C的接收之后的I至32时钟左右的时刻，因此只要与序列时钟信号同步输出串行数据即可。具体而言，在I至16时钟输出与Xgyro20-1对应的XGYRO，在17至32位输出与第一温度传感器元件21-1对应的XTEMP。
[0125]同样，第二个输出为在指令数据C的接收之后的33至64时钟左右的时刻，第三个输出为在指令数据C的接收之后的65至96时钟左右的时刻。
[0126]另外，在图15(A)中，各电路装置100输出与被连接于该电路装置100上的全部的物理量传感器10对应的检测数据。但是，本实施方式并不限定于此，也可以输出与被连接于电路装置100上的物理量传感器10中的一部分对应的检测数据。
[0127]例如在图13所示的结构的情况下，如果第一至第三温度传感器元件21-1至21-3被安装在较近的位置处，则第一温度传感器元件21-1的检测温度、第二温度传感器元件21-2的检测温度、第三温度传感器元件21-3的检测温度之间的差异较小，因此认为使用任意一个即可。
[0128]在该情况下，也可以使用例如第三温度传感器元件21-3，从而省略来自第一电路装置100-1的XTEMP的输出以及来自第二电路装置100-2的YTEMP的输出。
[0129]图15(B)为在该情况下的输入输出帧的结构例。虽然第一电路装置100-1为第一个、第二电路装置100-2为第二个、第三电路装置100-3为第三个的输出顺序与图15(A)相比并未改变，但是由于省略了XTEMP、YTEMP，因此第一、第二电路装置的输出分别为16时钟左右。另一方面，第三电路装置100-3与图15(A)相同，使用32时钟左右而输出ZGYRO和ZTEMP的双方。
[0130]另外，虽然如以上所述，对本实施方式进行了详细的说明，但是本领域工作人员能够容易理解到，根据本发明新内容以及效果而能够实现不脱离实质的多种的变形。因此，这种改变例均被包括在本发明的范围内。例如，在说明书或附图中与更广义或同义的不同用语一起被记载过至少一次的术语，在说明书或附图的任意位置均能够被置换为该不同术语。此外，电路装置、物理量检测装置、电子设备以及移动体等的结构、动作均不被限定于本实施方式中所说明的范围，而能够实施各种变形。
[0131]符号说明
[0132]CS芯片选择端子;GYRO角速度数据；SCLK串行时钟端子；SDI串行数据输入端子；SD1数据输入输出端子;SDO串行数据输出端子；10物理量传感器;21温度传感器元件；100电路装置；110串行接口； 20检测电路；121A/D转换电路；123多路转换器；130处理部；140格式切换寄存器；200物理量检测装置；300汽车；307车身；308车身姿态控制装置;309车轮；500主机设备;1221放大电路;1222同步检波电路;1223滤波部。
【主权项】
1.一种电路装置，其特征在于，包括: 检测电路，其接收来自第I至第η物理量传感器的第I至第η检测信号，并对第I至第η的检测数据进行输出，其中，η为2以上的整数； 串行接口，其将所述第I至第η检测数据作为串行数据而进行输出， 在所述第I至第η检测数据中的第i检测数据为M位，并且第j检测数据为N位的情况下，所述串行接口输出在所述第j检测数据的上位位侧附加有(M-N)位的补充位的所述串行数据， 其中，i为满足I < i ^ η的整数，M为正整数，j为满足I < j < η并且j在i的整数，N为满足N<]?的整数。2.如权利要求1所述的电路装置，其特征在于， 包括格式切换寄存器， 在所述格式切换寄存器被设定为第一状态的情况下，所述串行接口输出在所述第j检测数据的上位位侧附加有(M-N)位的所述补充位的所述串行数据， 在所述格式切换寄存器被设定为与所述第一状态不同的第二状态的情况下，所述串行接口输出在所述第j检测数据的下位位侧附加有(M-N)位的所述补充位的所述串行数据。3.如权利要求1或2所述的电路装置，其特征在于， 所述串行接口在所述串行数据的输出形式被设定为2的补数形式的情况下，输出附加有与所述2的补数形式对应的所述补充位的所述串行数据。4.如权利要求1或2所述的电路装置，其特征在于， 在从与输出有所述串行数据的串行数据线相连接的主机设备读取数据而接收到指令的情况下，串行接口依次将包括所述第i检测数据和所述第j检测数据在内的所述第I至第η的检测数据作为所述串行数据而进行输出。5.如权利要求1或2所述的电路装置，其特征在于， 具有存储部，在输出有所述串行数据的串行数据线上连接有一个或多个其他电路装置的情况下，所述存储部对表示所述电路装置的所述串行数据和所述其他电路装置的所述串行数据相对于所述串行数据线进行输出的输出顺序的输出顺序信息进行存储， 所述串行接口在与所述输出顺序信息对应的时刻输出所述电路装置的所述串行数据。6.如权利要求1或2所述的电路装置，其特征在于， 包括处理部，所述处理部接收来自所述检测电路的所述第I至第η检测数据，并至少针对所述第j检测数据而在上位位侧附加(M-N)位的所述补充位。7.如权利要求1或2所述的电路装置，其特征在于， 所述检测电路具有第一 A/D转换电路和第二 A/D转换电路， 所述第一 A/D转换电路将所述第i检测信号进行A/D转换并输出N位的所述第i检测数据， 所述第二 A/D转换电路将所述第j检测信号进行A/D转换并输出M位的所述第j检测数据。8.—种电路装置，其特征在于，包括: 检测电路，其接收来自第I至第η物理量传感器的第I至第η检测信号(η为2以上的整数)，并对第I至第η检测数据进行输出； 串行接口，其将所述第I至第η检测数据作为串行数据而进行输出； 格式切换寄存器， 在所述第I至第η检测数据中的第i检测数据为M位，并且第j检测数据为N位的情况下，其中，i为满足I < i Sn的整数，M为正整数，j为满足I < j < η，j在i的整数，N为满足N<M的整数， 在所述格式切换寄存器被设定为第一状态的情况下，所述串行接口输出在所述第j检测数据的上位位侧附加有(M-N)位的补充位的所述串行数据， 在所述格式切换寄存器被设定为与所述第一状态不同的第二状态的情况下，所述串行接口输出在所述第j检测数据的下位位侧附加有(M-N)位的所述补充位的所述串行数据。9.一种物理量检测装置，其特征在于，包括: 权利要求1或2所述的电路装置； 所述第I至第η物理量传感器。10.如权利要求9所述的物理量检测装置，其特征在于， 所述第I至第η的物理量传感器包括角速度传感器、温度传感器以及加速度传感器中的至少两个。11.一种电子设备，其特征在于， 包括权利要求1或2所述的电路装置。12.—种移动体，其特征在于， 包括权利要求1或2所述的电路装置。
【文档编号】G06F13/42GK105824776SQ201610042097
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年1月21日
【发明人】江口聖次
【申请人】精工爱普生株式会社