シリアル通信では、過去から現在に、多くの規約の提案があり、実現してきました。
現在ではほとんどあらたにはつかっていないものもあります。
まだ動いている機器で利用可能なものもあります。
なるべく幅広く調べながら、自動車分野で使うものを集めてみました。
用語としてMaster/Slaveからの変更についても記載します。
ChatGPT
シリアル通信プロトコルにはどうんな種類がありますか。
ChatGPT:
代表的なシリアル通信プロトコルを、主な用途や特徴ごとに整理してご紹介します。
シリアル通信は「1本または数本の信号線で、ビット列を時間軸に沿って順番に送る」方式で、パラレル通信に比べて配線が少なく長距離伝送に向いています。
- 非同期シリアル（クロック線なし）
プロトコル 主な用途 特徴
RS-232 PCシリアルポート、産業機器 古くから標準化。±12 Vレベル、距離は数十m程度。
RS-422 / RS-485 工場・ビル設備、計測機器 差動伝送でノイズに強い。RS-485はマルチドロップ(複数ノード)対応。
UART 組込み機器間通信 プロトコルというよりハードモジュール名。電圧レベルはTTL(3.3/5 V)など。- 同期シリアル（クロック線あり）
プロトコル 主な用途 特徴
SPI (Serial Peripheral Interface) マイコンと周辺デバイス 高速・全二重。Master/Slave方式。配線はMISO/MOSI/SCLK/CS。
I²C (Inter-Integrated Circuit) センサ・EEPROM・液晶 2線(SDA,SCL)でマルチマスター・マルチスレーブ。
Microwire 旧National Semi規格 SPIに似た3線式。- 産業・フィールドバス系
プロトコル 主な用途 特徴
CAN (Controller Area Network) 自動車・FA 衝突検出付き。差動伝送。
LIN (Local Interconnect Network) 車載サブネット 低速・低コスト。1本バス＋GND。
Modbus RTU 産業機器 RS-485物理層で多用。
PROFIBUS / DeviceNet 工場自動化 高信頼の産業規格。- 高速シリアル（PC・AV機器向け）
プロトコル 主な用途 特徴
USB (Universal Serial Bus) PC周辺機器 最大数十Gbps。ホットプラグ可、給電も可能。
PCI Express (PCIe) PC内部拡張 レーン単位の超高速シリアル。
Thunderbolt 映像/データ PCIeとDisplayPortを多重。
HDMI / DisplayPort 映像伝送 TMDSなど高速差動シリアル方式。- 通信ネットワーク系
プロトコル 主な用途 特徴
Ethernet (1000BASE-T など) LAN 物理層は差動シリアル信号。
Serial RapidIO 組込み高速通信 低レイテンシ。
光シリアル (Fibre Channel, SDI) ストレージ/映像 光ファイバによる長距離・高速。
選定のポイント
速度：数kbps～数十Gbpsまで。必要帯域を考慮。
距離/ノイズ耐性：長距離・工場ならRS-485やCAN。
配線数：2線(I²C)か4線(SPI)かなど。
マルチドロップ：1対多通信が必要ならI²CやCAN。
コスト/電力：小型・低速センサならI²CやUARTが多い。
まとめ
シリアル通信プロトコルは、物理層レベル（電気特性・配線）と上位プロトコル（データフォーマット、エラーチェック）を合わせて考える必要があります。用途や環境、必要速度によって最適な規格が異なるため、上記の特徴を比較しながら選ぶのがポイントです。
SPIのモトローラモード、TIモード、NSモードにはどんな違いがありますか。
ChatGPT:
SPI（Serial Peripheral Interface）は、規格自体は比較的単純ですが、**クロック極性（CPOL）とクロック位相（CPHA）**の取り決めによってデータのサンプリングタイミングが変わります。そのため、メーカーごとにモード表記が異なることがあります。
あなたが挙げた モトローラモード、TIモード、NSモード は、SPIのクロック設定（CPOL/CPHA）の解釈やデータ送信順序の違いを表しています。
- モトローラモード（Motorola SPI）
定義：最も標準的なSPI。Motorola社が定義。
クロック設定：
CPOL（クロック極性）：0または1
0：アイドル時クロックはLOW
1：アイドル時クロックはHIGH
CPHA（クロック位相）：0または1
0：最初のクロック立ち上がりでデータサンプリング
1：クロックの2回目の立ち上がりでサンプリング
モード番号：CPOLとCPHAの組み合わせで Mode 0～3 と呼ぶ
Mode CPOL CPHA 説明
0 0 0 立ち上がりでサンプリング
1 0 1 立ち下がりでサンプリング
2 1 0 立ち下がりでサンプリング
3 1 1 立ち上がりでサンプリング- TIモード（Texas Instruments SPI、SSI）
定義：TI社の同期シリアルインターフェイス（SSI）互換。
特徴：
**クロック極性（CPOL）**は固定
データは常にクロックの立ち上がりでサンプリング
フレームは固定長、同期信号で開始を知らせる方式
用途：
特にマイコン間の簡易同期通信
モトローラSPIと互換性はない場合が多い- NSモード（National Semiconductor SPI）
定義：NS社（現Texas Instrumentsの一部）の独自SPI実装
特徴：
データサンプリングタイミングの解釈がTI/モトローラと微妙に異なる
クロックのエッジやアイドル状態の設定方法が独自
互換性：
モトローラモードとほぼ同じハードで動く場合もあるが、ドキュメントで確認が必要- 違いのまとめ
モード 代表社 CPOL/CPHAの解釈 サンプリングタイミング 互換性
Motorola Motorola 0/0,0/1,1/0,1/1 クロック立ち上がり or 立ち下がり SPI標準的
TI Texas Instruments 固定 クロック立ち上がり モトローラと非互換
NS National Semi 独自 エッジ解釈が微妙に異なる モトローラと部分互換
ポイント：モトローラSPIは最も広く使われており、「Mode 0〜3」のCPOL/CPHA指定で互換性を合わせることが多いです。TI/NSモードはハード依存で、直接モトローラモードに変換できない場合があります。
もし希望であれば、各モードの波形図付きで違いを視覚的に整理することもできます。
作ってほしいですか？
はい。お願いします。
ChatGPT:
わかりました。SPIの モトローラモード、TIモード、NSモード の波形を整理して、データのサンプリングタイミングやクロック極性の違いを図解します。
以下はテキストベースの波形イメージです。
- モトローラモード（Mode 0〜3）
Mode 0 (CPOL=0, CPHA=0)
CLK: /‾‾_/‾‾_
MOSI: D0 D1 D2 D3
↑ ↑ ↑ ↑ ← サンプリング（立ち上がり）
Mode 1 (CPOL=0, CPHA=1)
CLK: /‾‾_/‾‾_
MOSI: D0 D1 D2 D3
↑ ↑ ↑ ↑ ← サンプリング（立ち下がり）
Mode 2 (CPOL=1, CPHA=0)
CLK: ‾‾_/‾‾_/
MOSI: D0 D1 D2 D3
↑ ↑ ↑ ↑ ← サンプリング（立ち下がり）
Mode 3 (CPOL=1, CPHA=1)
CLK: ‾‾_/‾‾_/
MOSI: D0 D1 D2 D3
↑ ↑ ↑ ↑ ← サンプリング（立ち上がり）
CPOL：アイドル時のCLK状態（0=LOW,1=HIGH）
CPHA：データをサンプリングするクロックエッジ位置- TIモード（SSI）
クロックの立ち上がりで常にサンプリング
データはフレーム同期信号で開始
FRAME: |‾‾‾‾‾‾‾| ← フレーム開始
CLK: __/‾‾_/‾‾_
MOSI: D0 D1 D2 D3
↑ ↑ ↑ ↑ ← 立ち上がりでサンプリング
CPOL固定（通常LOW）
CPHA固定（立ち上がりエッジ）
フレーム信号で同期- NSモード（National Semiconductor）
モトローラに似ているが、CLKエッジ解釈が微妙に異なる
CPOL/CPHA設定は存在するが、サンプリングエッジが逆になる場合あり
CLK: __/‾‾_/‾‾_
MOSI: D0 D1 D2 D3
↑ ↑ ↑ ↑ ← サンプリング（NSでは立ち下がりか立ち上がりが逆）
実装依存が大きく、データシートで確認が必須
視覚的まとめ
モード アイドルCLK サンプリングエッジ 特徴
Motorola Mode 0 LOW 立ち上がり 最も一般的
Motorola Mode 1 LOW 立ち下がり Mode0の位相反転
Motorola Mode 2 HIGH 立ち下がり Mode0の極性反転
Motorola Mode 3 HIGH 立ち上がり Mode0の極性+位相反転
TI (SSI) LOW 立ち上がり フレーム同期必須
NS LOW/HIGH 逆エッジあり 実装依存あり
💡 ポイント
モトローラSPIは「CPOL/CPHAで4種類のモード」があり、互換性を合わせやすい
TIモードはフレーム同期必須で、モトローラとは直接互換性なし
NSモードはメーカー依存のため、波形確認が必須
もし希望であれば、これを 実際の波形図（波線や矢印入りの図） にして、見た目で違いがすぐわかるように作成することもできます。
作りますか？
I2CとI3Cの違いはなんですか。
ChatGPT:
I²C と I³C はどちらもマイコンやセンサなどを接続する シリアルバス規格 ですが、I³C は I²C の後継として高速化・低消費電力化・拡張性を高めた規格 と考えるとわかりやすいです。以下に違いを整理します。
- 基本構造
特徴 I²C I³C
信号線 2本（SCL:クロック, SDA:データ） 同じく2本（SCL/SDA互換）
トポロジー マルチマスタ・マルチスレーブ マルチマスタ・マルチスレーブ
電圧レベル 標準: 5V, 3.3V, 1.8V など 1.2V～3.3V（低電圧化対応）
接続可能デバイス数 数十まで（アドレス制限） 数百まで（拡張アドレス・動的アドレス割当）- 速度
速度モード I²C I³C
標準/低速 100 kbps / 10 kbps 100 kbps / 10 kbps（互換）
高速 400 kbps / 1 Mbps 12.5 Mbps（High Data Rate HDR）
超高速 3.4 Mbps（Fast-mode Plus） 33.3 Mbps（HDR-DDR）
I³C は I²C と互換性を保ちながら、最大数十倍高速な通信が可能です。- データ転送方式
特徴 I²C I³C
クロック マスターが生成 マスター生成（従来互換）＋クロックストレッチ削減
データ転送 1バイトずつACK 1バイトまたはパケット単位でACK、バースト転送対応
割込み通知 サポートなし（ポーリング） In-band Interrupt (IBI) によるスレーブからの割込み通知- アドレス管理
特徴 I²C I³C
静的アドレス 7bit/10bit I²C互換 7bit
動的アドレス割当 なし 対応（マスターがスレーブに自動割当）
アドレス衝突 設計者が手動で回避 動的割当で自動回避- 電力効率・省配線
I³C はプルアップ抵抗を小さくできるため、低電力化に有利
バス上のデバイスを減らさずに高速通信可能
I²C 互換モードを持つため、古いI²Cデバイスとも同じバスで動作可能- まとめ：I²C と I³C の違い
項目 I²C I³C
互換性 古い標準 I²C互換あり（スレーブは併存可能）
最大速度 数Mbps 12.5～33.3 Mbps
アドレス 静的 7bit/10bit 静的＋動的割当
割込み通知 なし IBI（In-band Interrupt）対応
消費電力 高め（プルアップ抵抗大） 低め
バースト転送 非対応 対応（効率向上）
💡 ポイント
I³C は I²C の良い互換性を残しつつ、高速・低消費電力・拡張性を改善した進化版
新しいセンサ・IoT機器では I³C 対応が増えているが、古い I²C デバイスとも同じバスで混在可能
希望であれば、I²C と I³C の波形比較と通信タイミングの違いも図解できます。作りますか？
はい。お願いします。
ChatGPT:
では、I²C と I³C の 通信タイミングと波形の違い をテキストベースで図解してみます。視覚的に比較すると、I³C がどのように高速化・拡張されているかがわかります。
- I²C の基本波形（標準モード）
SCL: ──┐‾‾‾‾‾‾‾┐‾‾‾‾‾‾‾┐
↓ ↓ ↓
SDA: ──D0──D1──D2──D3─────
↑ ↑ ↑ ↑
ACK ACK ACK ACK
SCL：クロック（マスター生成）
SDA：データ
データは クロック立ち上がりまたは立ち下がり でサンプリング
ACK：各バイト受信後の応答
データ転送速度：標準100 kbps / 高速400 kbps / 1 Mbps など - I³C の基本波形（HDR-DDR モード例）
SCL: ──┐‾‾‾‾‾‾‾┐‾‾‾‾‾‾‾┐
↓ ↓ ↓
SDA: ──D0/D1──D2/D3──D4/D5──D6/D7
↑ ↑ ↑
ACK ACK ACK
特徴：
デュアルデータレート (DDR)：1クロックで2ビット転送
In-band Interrupt (IBI)：スレーブから割込み信号送信可能
高速バースト転送：連続パケット送信が可能
低電圧駆動：1.2～3.3V
SCL が立ち上がるたびに2ビットまとめて送信 → 高速化
- I²C と I³C 波形の比較ポイント
特徴 I²C I³C
1クロックでのデータ数 1ビット 1～2ビット（DDR）、バースト可能
クロック速度 標準: 100 kbps、高速: 1 Mbps HDR: 12.5～33.3 Mbps
割込み通知 なし IBIで可能（バス上で信号）
バス駆動電圧 3.3V/5Vなど 1.2V～3.3V（低電力）
互換性 I²Cデバイス専用 I²Cデバイスと同一バスで動作可能
💡 ポイントまとめ
I³C は I²C 互換モードを持つ
高速化は デュアルデータレートやバースト転送 による
スレーブ割込み機能 (IBI) があり、ポーリング不要で効率化
低電圧・低消費電力で、IoT/センサ向けに最適化
希望であれば、このテキスト波形をもとに カラー付きの視覚的図（クロック・データ線・ACK・IBIを色分け） を作ることもできます。
作りますか？
CANには、低速CAN、高速CAN、CAN FD、CAN XLなどの種類があります。できるだけたくさんの種類とそれぞれの特徴を教えてください。
ChatGPT:
わかりました。CAN（Controller Area Network）は自動車や産業機器で広く使われるシリアル通信規格で、進化に伴い 低速CANからCAN XLまで 多くのバリエーションがあります。以下にできるだけ整理してまとめます。
- 低速CAN（Low-Speed CAN / Fault-Tolerant CAN）
規格：ISO 11519-2
速度：最大125 kbps
トポロジー：バス上で冗長信号線不要、単線でフォルトトレラント設計可能
特徴：
フォルトトレラント（断線や短絡でも動作可能）
低コストで車内ライトやパワーウィンドウなど低速制御向け
用途：パワーウィンドウ、シート制御、ドアロック- 高速CAN（High-Speed CAN）
規格：ISO 11898-2
速度：最大1 Mbps
トポロジー：ツイストペアの差動伝送
特徴：
高速通信に対応
信頼性重視（エラーフレーム、優先度制御あり）
用途：エンジン制御、ABS、車体制御- CAN FD（Flexible Data-rate）
規格：ISO 11898-1:2015
速度：
従来CAN互換：最大1 Mbps
データフェーズで最大8～12 Mbps（バス条件依存）
特徴：
データ長拡張：最大8→64バイト
フレーム構造を変更（データ転送速度を段階的に変更可能）
従来CANとの互換性あり（古いECUはデータ長64バイトに対応できない場合あり）
用途：車載マルチメディア、ADAS、高速制御系- CAN XL（CAN eXtended Length）
規格：ISO 11898-6
速度：最大10 Mbps以上
特徴：
さらに大容量のフレーム（最大2048バイト）
高速CAN FDよりさらに多くのデータを効率的に転送
物理層やフレーム形式がCAN FDと互換性を維持
用途：自動運転・車載Ethernet併用システム、次世代車載ネットワーク- その他CANバリエーション（特殊用途）
名称 特徴 用途
Single Wire CAN (SW-CAN) 1本配線で低速通信（125 kbps） パワーウィンドウ、ボディECU
Fault-Tolerant CAN (FT-CAN) 断線・短絡に耐える 車体制御
CANopen プロトコル仕様（OSI層上） 産業機器、ロボット
DeviceNet CANベースの産業用ネットワーク FA（Factory Automation）- 比較表：CANの種類
種類 最大速度 データ長 互換性 主な用途
低速CAN / SW-CAN 125 kbps 8バイト 低速専用 パワーウィンドウ、シート
高速CAN 1 Mbps 8バイト 従来CAN エンジン制御、ABS
CAN FD 8～12 Mbps 64バイト 従来CAN互換 ADAS、車載マルチメディア
CAN XL 10 Mbps以上 2048バイト CAN FD互換 自動運転、次世代車載ネットワーク
FT-CAN 125 kbps 8バイト 専用 車体制御、耐障害性
CANopen / DeviceNet 1 Mbps 8バイト プロトコル上 産業機器
💡 ポイントまとめ
速度の向上：低速 → 高速 → CAN FD → CAN XL
データ容量の増加：8バイト → 64バイト → 2048バイト
互換性：古いCANバスとの互換性を意識した設計が多い
用途の拡張：車体制御、ADAS、産業機器、次世代自動運転まで対応
もし希望であれば、CAN各種のフレーム構造と波形の違いも図解して見やすく整理できます。
作りますか？
はい。お願いします。
ChatGPT:
では、CAN の各種類（低速CAN、高速CAN、CAN FD、CAN XL）の フレーム構造と波形イメージ をテキストで整理して比較します。視覚的に違いを把握できるようにします。
- 高速CAN（Classic CAN）フレーム
+---------+--------+-------+-------+---------+
| SOF | ID | RTR | DLC | DATA |
+---------+--------+-------+-------+---------+
| 1 bit | 11/29b | 1 bit | 4 bit | 0-8 B |
+---------+--------+-------+-------+---------+
SCL: ──┐‾‾‾‾‾‾┐‾‾‾‾‾‾┐
SDA: D0 D1 D2 ... D7
↑ ↑ ↑ ↑
各ビットでACK
SOF：Start of Frame
ID：識別子（11bit/29bit）
RTR：Remote Transmission Request
DLC：Data Length Code（0～8バイト）
DATA：データ本体- 低速CAN / SW-CAN
基本フレームはClassic CANと同様
速度：125 kbps
配線：1本（Single Wire）
冗長性：フォルトトレラントで断線・短絡に耐える
波形は差動ではなく単線＋リファレンスGND
通常CANよりノイズに強くはないが、短距離向け- CAN FD（Flexible Data-rate）
+---------+--------+-------+-------+-----------------+
| SOF | ID | RTR | DLC | DATA (0-64 B) |
+---------+--------+-------+-------+-----------------+
| 1 bit | 11/29b | 1 bit | 4 bit | 0-64 bytes |
+---------+--------+-------+-------+-----------------+
特徴：
- データフェーズで高速転送（8～12 Mbps）
- ACK / CRC はClassic CAN互換
- DLCにより最大64バイト
SCL: ──┐‾‾‾‾‾‾┐‾‾‾‾‾‾┐
SDA: D0 D1 ... D63
↑ ↑
ACK CRC
データフェーズのみ高速化
フレーム長が大きくなり、バースト通信に最適
- CAN XL（Extended Length CAN）
+---------+--------+-------+-------+--------------------+
| SOF | ID | RTR | DLC | DATA (0-2048 B) |
+---------+--------+-------+-------+--------------------+
特徴：
- 最大2048バイトデータ
- HDR (Header) フィールドに拡張情報
- CRC強化（長フレーム対応）
- CAN FDとの下位互換
SCL: ──┐‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾┐
SDA: D0 D1 ... D2047
↑ ↑
ACK CRC
超大容量フレームで自動運転・高速マルチメディア向け
バースト転送が可能
- 波形比較のポイント
種類 最大速度 データ長 波形 特徴
低速CAN / SW-CAN 125 kbps 8B 単線フォルトトレラント 車体制御、パワーウィンドウ
高速CAN 1 Mbps 8B 差動伝送 エンジン制御、ABS
CAN FD 8～12 Mbps 64B 差動伝送 + 高速データフェーズ ADAS、車載マルチメディア
CAN XL 10 Mbps以上 2048B 差動伝送 + 大容量データ 自動運転、次世代車載ネットワーク
💡 ポイント
Classic CAN：低速・短フレーム、互換性重視
CAN FD：データフェーズ高速化＋長フレーム（64B）
CAN XL：さらに長フレーム（最大2048B）、HDR・CRC拡張
低速CAN/SW-CAN：1線＋フォルトトレラント、低速車体制御向け
希望であれば、これをもとに カラー付きで SCL/SDA の差動波形とフレーム長を図示した図 を作ることもできます。
作りますか？
自動車向けのシリアル通信では上記以外に何がありますか。
ChatGPT:
自動車向けのシリアル通信は、CAN系だけでなく、車載のECU間・センサ間通信、マルチメディア、ADAS用途まで幅広く存在します。CAN系以外を整理すると以下の通りです。
- ボディ・車体制御向け低速シリアル
プロトコル 特徴 主な用途
LIN（Local Interconnect Network） 1本バス＋GND、最大20 kbps ドアロック、ライト、シート制御
FlexRay（低速モード） 10 Mbps、タイムトリガ型通信 サスペンション制御、ステアリング制御
MOST（Media Oriented Systems Transport） 光ファイバまたは電線、オーディオ・ビデオ向け 車載マルチメディア（ラジオ、ナビ、スピーカ）- 高速センサ・ADAS向けシリアル
プロトコル 特徴 主な用途
Ethernet AVB / TSN 100 Mbps～1 Gbps、時間同期対応 カメラ、LiDAR、レーダ、ADASネットワーク
FlexRay（高速モード） 10 Mbps、冗長・同期通信 シャシー制御、ブレーキ制御
MOST150 / BroadR-Reach 150 Mbps、車載マルチメディア高速化 車載映像ストリーミング
CAN FD / CAN XL 8～33 Mbps（FD）～10 Mbps以上（XL） ADAS、車体・制御統合ネットワーク- ECU・マイコン間通信向け
プロトコル 特徴 主な用途
I²C / I³C 低速、マルチマスタ可、センサ接続向け 温度センサ、圧力センサ、ECU内部センサ
SPI 高速、フルデュプレックス ECU内フラッシュ、センサ、LCDコントローラ
UART / RS-232 低速、単純 診断用（OBD-II）、ブートローダ通信
FlexRay / LIN ゲートウェイ 複数バス間中継 車内統合ネットワーク- 診断・サービス用通信
プロトコル 特徴 主な用途
K-Line（ISO 9141 / ISO 14230） 1線通信、低速 OBD-II 診断、ECU書き換え
CAN-UDS（ISO 14229） CAN上での診断プロトコル ECU診断、リプログラミング
DoIP（Diagnostics over IP） イーサネット上で診断 高速ECU診断、ADAS ECU- 高速マルチメディア・カメラ向け
プロトコル 特徴 主な用途
GMSL（Gigabit Multimedia Serial Link） 1 Gbps以上、差動シリアル カメラ、ディスプレイ、ADAS
Fakra / SerDes 高速差動伝送 映像信号、車載ネットワーク統合
まとめ
低速バス：LIN, SW-CAN, K-Line（ボディ系・診断）
高速制御バス：High-Speed CAN, CAN FD, CAN XL, FlexRay（シャシー・安全系）
センサ／ECU間：I²C, I³C, SPI, UART（内部通信・低消費電力）
マルチメディア・ADAS：MOST, Ethernet AVB/TSN, GMSL, SerDes（映像・高速データ）
診断用：CAN-UDS, DoIP, K-Line（整備・リプログラミング）
💡 ポイント：
車載ネットワークは 用途別に複数バスが併存 しており、ECUゲートウェイで接続・統合されることが多いです。
希望であれば、これら 車載シリアル通信の全体構成図（低速→高速→診断→ADAS・マルチメディア） を作って、どのバスがどの用途で使われるか一目でわかるようにできます。
作りますか？
自動車で使う、PSI5,Serial Wire RIng、LVDS, Low Speed Serial、CXPI, Sent、DSI, ASRBについて教えてください。
ChatGPT:
わかりました。ご指定の自動車向けシリアル／高速通信規格を整理し、それぞれの用途・特徴・速度・主な用途をまとめます。
- PSI5 (Peripheral Sensor Interface 5)
概要：センサ向けシリアルインターフェイス。主にアナログ信号や車載センサデータをデジタル化して伝送する。
速度：最大2 Mbps程度（2線式）
特徴：
デュアルワイヤで冗長性あり
エラー検出機能付き
主に安全系センサ（エアバッグ、ブレーキ圧、ホイールスピード）向け
用途：安全システムの圧力・位置センサ接続- Serial Wire Ring (SWR)
概要：主に車載マイクロコントローラの内部デバッグ／プログラミング用シリアルインターフェイス
速度：数Mbps程度（デバイス依存）
特徴：
1線～数線でマイクロコントローラ内部へのアクセス
内部メモリやレジスタへの高速読み書き
用途：ECU開発・デバッグ・プログラミング- LVDS (Low Voltage Differential Signaling)
概要：差動信号による高速データ伝送規格
速度：100 Mbps～数Gbps
特徴：
低電圧・差動伝送でノイズ耐性が高い
長距離配線でも信号減衰が少ない
映像や高速センサデータに適する
用途：カメラ、ディスプレイ、ADAS映像、Infotainment- Low Speed Serial
概要：汎用の低速シリアルバス（UARTやI²Cなども含む）
速度：数kbps～1 Mbps
特徴：
配線が少なく低コスト
簡単なECUやセンサとの通信に最適
用途：温度センサ、圧力センサ、ドア制御、シート制御- CXPI (Clock Extension Peripheral Interface)
概要：LINの後継的低速シリアルバス。クロック拡張方式で高信頼化
速度：最大20 kbps～100 kbps
特徴：
LIN互換で低速制御用
断線・ノイズ耐性向上
低コストECUに最適
用途：ライト、ドア、シート、モータ制御など- SENT (Single Edge Nibble Transmission)
概要：センサ向けデジタルインターフェイス。アナログセンサをデジタルに変換し、1本の信号線で送信
速度：最大100 kHz程度
特徴：
1本線で簡単接続
デジタル化＋チェックサムで信頼性向上
主に圧力、温度、回転数などのセンサ
用途：タイヤ圧センサ、油圧・燃圧センサ- DSI (Display Serial Interface)
概要：MIPI規格に準拠した車載ディスプレイ向け高速シリアルインターフェイス
速度：数百Mbps～数Gbps
特徴：
低電圧差動伝送
映像信号の高速・長距離伝送向け
用途：車載ディスプレイ、インフォテインメント、メータパネル- ASRB (Automotive SerDes / Automotive Streaming / ASRB)
概要：SerDes（Serializer/Deserializer）を使った車載ストリーミング用シリアルバス。高速映像・データ転送向け
速度：1～6 Gbps以上（プロトコル・帯域依存）
特徴：
LVDSやBroadR-Reachなどと組み合わせて使われる
カメラやLiDARなど大容量センサデータを送信
用途：ADASカメラ、360度カメラ、LiDAR、車載マルチメディア
まとめ表
規格 種類 速度 主な用途 特徴
PSI5 センサ向け低速シリアル 2 Mbps エアバッグ、ブレーキ圧 冗長線・安全系
SWR MCU内部デバッグ 数Mbps ECU開発 1線～数線、内部アクセス
LVDS 高速差動伝送 100 Mbps～Gbps カメラ、ディスプレイ 長距離・ノイズ耐性
Low Speed Serial 汎用低速シリアル kbps～1 Mbps 温度・圧力センサ 低コスト、簡易接続
CXPI ボディ制御低速 20～100 kbps ライト、シート LIN互換＋高信頼
SENT センサ向け1線 ～100 kHz タイヤ圧、燃圧 デジタル化＋チェックサム
DSI 高速ディスプレイ 100 Mbps～Gbps 車載ディスプレイ 映像専用、高速
ASRB 高速ストリーミング 1～6 Gbps ADASカメラ、LiDAR SerDesベース、映像・センサ用
💡 ポイント
低速センサ向け：PSI5、SENT、CXPI、Low Speed Serial
マルチメディア／高速センサ向け：LVDS、DSI、ASRB
開発／デバッグ向け：Serial Wire Ring
希望であれば、これらを 低速→高速、センサ→映像→ECU開発向け に分類した 車載シリアル通信マップ図 にして、用途や速度のイメージが一目でわかるようにすることも可能です。
作りますか？
VICS, DSRC、I2Sについても教えてください。
ChatGPT:
了解です。自動車で使われる通信・信号規格として、VICS、DSRC、I²S について整理します。
- VICS（Vehicle Information and Communication System）
概要：日本独自の自動車交通情報システム
種類：無線ビーコン型、FM多重放送型
通信方式：
道路交通情報をFM多重放送（VICS FM）、赤外線ビーコン（VICSビーコン）で提供
速度：低速（情報転送は数kbps程度）
特徴：
リアルタイム交通情報、渋滞情報、道路規制情報を提供
受信機はカーナビなどに組み込み
用途：
カーナビへの渋滞回避ルート案内
交通情報の自動更新- DSRC（Dedicated Short-Range Communications）
概要：自動車専用短距離無線通信規格
周波数：5.8 GHz（日本）、5.9 GHz（米国・欧州）
速度：3～27 Mbps（IEEE 802.11pベース）
特徴：
車車間（V2V）、路車間（V2I）通信向け
低遅延・高信頼で安全運転支援に最適
IEEE 1609.x標準に準拠（WAVE：Wireless Access in Vehicular Environment）
用途：
ETC（電子料金収受）
交通信号連動、安全運転支援（衝突警告、緊急車両通知）
自動運転に向けた車車間情報交換- I²S（Inter-IC Sound）
概要：デジタルオーディオ信号用シリアル通信規格
速度：数Mbps程度（オーディオ帯域に応じて）
信号線：
SD：シリアルデータ
SCK：シリアルクロック
WS：ワードセレクト（左右チャンネル識別）
MCLK：マスタクロック（オプション）
特徴：
ステレオ音声をデジタルで送信
ノイズに強く、精度の高い音声伝送可能
I²CやSPIとは異なり、音声専用のストリーミングバス
用途：
車載オーディオシステム
インフォテインメントの音声データ伝送
まとめ表
規格 種類 速度 特徴 主な用途
VICS 道路交通情報通信 数 kbps FM多重放送・ビーコン方式 ナビ、渋滞情報提供
DSRC 車車間/路車間無線 3～27 Mbps 低遅延、高信頼 ETC、安全運転支援、V2X
I²S デジタルオーディオシリアル 数 Mbps ステレオ音声伝送、ワードセレクトあり 車載オーディオ、インフォテインメント
💡 ポイント
VICS：情報受信型（ナビ向け）
DSRC：車両間通信型（V2V/V2I）
I²S：音声ストリーミング用シリアルバス
希望であれば、VICS, DSRC, I²S を含めた自動車向け通信規格の用途・速度・信号線の全体マップを図にして、一目で見えるように整理することもできます。
作りますか？
通信規約でも、Master/Slaveという用語から別の用語に変更しているとお聞きしています。どのプロトコルがどう変わったかご存知ですか。
ChatGPT:
はい、近年、通信規格やソフトウェア開発において、**「Master/Slave（マスター・スレーブ）」**という用語が人種的・歴史的な背景から不適切とされ、より中立的な表現への置き換えが進められています。
🔄 主なプロトコルでの用語変更
- Bluetooth（バージョン5.3）
Bluetoothの公式仕様では、従来の「Master/Slave」を「Central（セントラル）/Peripheral（ペリフェラル）」に置き換えました。
For example, usages of ‘master’ and ‘slave’ were changed to ‘central’ and ‘peripheral’, respectively.
Fuchsia- OSPF（RFC 9454）
OSPF（Open Shortest Path First）プロトコルの仕様書RFC 9454では、「Master/Slave」を「Leader/Follower」に変更しています。
This document updates some OSPF terminology to be in line with inclusive language used in the industry.
RFC エディター- IETF（Internet Engineering Task Force）
IETFのインターネット標準文書（RFC）では、「Master/Slave」や「Whitelist/Blacklist」といった用語の使用を避ける方針が示されています。
This document presents arguments for why exclusionary terms should be avoided in Internet-Drafts and RFCs and as an exercise describes the problems introduced by some specific terms and why their proposed alternatives improve technical documentation.
IETF
🛠 用語変更の背景と推奨される代替表現
「Master/Slave」という用語は、歴史的に奴隷制度を連想させるため、不適切とされています。そのため、以下のような代替表現が推奨されています：
Primary / Secondary
Leader / Follower
Controller / Worker
Initiator / Responder
Host / Client
Producer / Consumer
これらの用語は、技術的な関係性を明確にしつつ、歴史的・社会的な配慮を示すものです。
📌 まとめ
多くの通信プロトコルやソフトウェア開発において、**「Master/Slave」の用語は「Central/Peripheral」や「Primary/Secondary」**などの中立的な表現に置き換えられています。これにより、技術文書やコードの表現がより包括的で配慮のあるものとなっています。
LINではSAEの規格ですでに変更になっていませんか。
ChatGPT:
はい、おっしゃる通り、SAE（Society of Automotive Engineers）の規格である J2602シリーズ において、従来の「Master/Slave（マスター・スレーブ）」という用語が、より中立的な表現に置き換えられています。
🔄 SAE J2602シリーズでの用語変更
SAE J2602シリーズの最新版（2021年10月発行）では、以下のように用語が変更されています：
Master（マスター） → Commander（コマンダー）
Slave（スレーブ） → Responder（レスポンダー）
これらの変更は、技術的な意味合いを保持しつつ、歴史的・社会的な配慮から行われたものです。
📘 対象となるSAE J2602シリーズの文書
以下のSAE J2602シリーズの文書において、用語変更が行われています：
J2602-1_202110: LINネットワークの設計と構成に関するガイドライン
J2602-2_202110: LINネットワークの診断と通信プロトコルに関する仕様
J2602-3_202110: ノード能力ファイルの構造と仕様
これらの文書では、従来の「Master/Slave」という表現が「Commander/Responder」に置き換えられています。
📝 まとめ
SAE J2602シリーズでは、LIN（Local Interconnect Network）プロトコルにおける「Master/Slave」の用語が、**「Commander/Responder」**に変更されています。この変更は、技術的な意味を損なうことなく、より包括的で中立的な表現を採用するための取り組みの一環です。
CANではMaster/Slaveから用語は変わっていませんか。
ChatGPT:
現在のところ、CAN（Controller Area Network） プロトコルにおいて、「Master/Slave」 という用語が公式に変更されたという情報は確認できませんでした。CANは、ISO 11898規格に基づく通信プロトコルであり、従来より「Master/Slave」構造を採用していません。
一方、LIN（Local Interconnect Network） プロトコルでは、SAE J2602シリーズの最新規格において、「Master/Slave」 という用語が 「Commander/Responder」 に変更されています。これは、より包括的で中立的な表現を採用するための取り組みの一環です。
したがって、CANプロトコルにおいても今後、同様の用語変更が行われる可能性はありますが、現時点では公式な変更は確認されていません。
SPIではMaster/Slaveから用語は変わっていませんか。
ChatGPT:
はい、SPI（Serial Peripheral Interface） プロトコルにおいても、「Master/Slave」 という用語の変更が進められています。この動きは、技術的な意味を損なうことなく、より包括的で中立的な表現を採用するための取り組みの一環です。
🔄 SPIにおける用語変更の動向
SPIの仕様やドキュメントでは、以下のような新しい用語が提案されています：
Master → Controller（コントローラー）
Slave → Peripheral（ペリフェラル）
これに伴い、SPIの信号名も以下のように変更が提案されています：
MOSI（Master Out Slave In） → COPI（Controller Out Peripheral In）
MISO（Master In Slave Out） → CIPO（Controller In Peripheral Out）
SS（Slave Select） → CS（Chip Select）
これらの変更は、技術的な関係性を明確にしつつ、歴史的・社会的な配慮を示すものです。
🛠 実際の取り組みと導入状況
OSHWA（Open Source Hardware Association）：2022年1月に、SPIの「Master/Slave」用語を「PICO（Peripheral In, Controller Out）」および「POCI（Peripheral Out, Controller In）」に変更することを推奨する決議を発表しました。
Oshwa
NXP：NXPのフォーラムでは、SPIの「Master/Slave」用語を「Controller/Peripheral」に変更する代替案が議論されています。
NXP Community
Binho：Binho社は、SPIの「Master/Slave」用語を「Controller/Peripheral」に変更し、MOSI/MISOの代わりにSDI/SDOを使用することを推奨しています。
Binhoサポートポータル
📌 まとめ
SPIプロトコルにおいても、「Master/Slave」 という用語の変更が進められています。これらの変更は、技術的な意味を損なうことなく、より包括的で中立的な表現を採用するための取り組みの一環です。
I２SではMastare/Slaveという用語は変わっていませんか。
ChatGPT:
はい、I²S（Inter-IC Sound）プロトコルにおいても、**「Master/Slave」という用語は、より包括的な表現に変更されています。
🔄 用語の変更
NXP Semiconductors（旧Philips Semiconductors）は、I²Sバス仕様書（UM11732）において、以下のように用語を更新しました：
Master → Controller（コントローラー）
Slave → Target（ターゲット）
この変更は、I²Sバスが広く使用されていることを考慮し、包括的な言語使用をサポートするために行われました。
📘 仕様書の更新情報
NXPのI²Sバス仕様書（UM11732）の最新版（2022年2月17日発行）では、「Master」と「Slave」の用語が「Controller」と「Target」に更新されています。この更新は、NXPの新しいアイデンティティガイドラインに準拠するために行われました。
NXP Semiconductors
📝 まとめ
I²Sプロトコルにおいても、「Master/Slave」という用語は、「Controller/Target」**に変更されています。この変更は、技術的な意味を損なうことなく、より包括的で中立的な表現を採用するための取り組みの一環です。
AUTOSARでもMaster/Slaveを変更していませんか。
ChatGPT:
はい、AUTOSAR（Automotive Open System Architecture）でも、「Master/Slave」という用語がより中立的な表現に置き換えられています。
🔄 AUTOSARにおける用語変更
AUTOSARは、**Classic Platform（CP）およびAdaptive Platform（AP）の両方で、「Master/Slave」という用語が「Leader/Follower」や「Controller/Target」などの中立的な表現に置き換えられる方針を採用しています。
例えば、AUTOSARのリリース概要（Classic Platform Release Overview）では、以下のように記載されています：
AUTOSAR has identified a use of previously common terminology that can be considered oppressive or racist, such as master/slave and black/white list.
AUTOSAR
このように、「Master/Slave」という用語が「Leader/Follower」や「Controller/Target」などの中立的な表現に置き換えられる方針が示されています。
🛠 実際の仕様書での変更例
AUTOSARの仕様書では、「Master」や「Slave」という用語が、「Leader」や「Follower」、「Controller」や「Target」**などの中立的な表現に置き換えられています。これにより、技術的な意味を損なうことなく、より包括的で配慮のある表現が採用されています。
📌 まとめ
**AUTOSAR（Classic PlatformおよびAdaptive Platform）では、「Master/Slave」という用語が、「Leader/Follower」や「Controller/Target」**などの中立的な表現に置き換えられる方針を採用しています。これにより、技術的な意味を損なうことなく、より包括的で配慮のある表現が採用されています。
AUTOSARでMaster/Slaveが変更になったSpecification文書には何がありますか。
ChatGPT:
はい、**AUTOSAR（Automotive Open System Architecture）では、「Master/Slave」という用語が、より中立的な表現に置き換えられる方針が採用されています。
📄 用語変更を明記したAUTOSARの文書
AUTOSARのリリース概要文書では、「Master/Slave」という用語が、「Leader/Follower」や「Controller/Target」などの中立的な表現に置き換えられる方針が明記されています。
Classic Platform Release Overview（R22-11）: 「AUTOSAR has identified a use of previously common terminology that can be considered oppressive or racist, such as master/slave and black/white list」
AUTOSAR
Adaptive Platform Release Overview（R24-11）: 「AUTOSAR has identified a use of previously common terminology that can be considered oppressive or racist, such as master/slave and black/white list」
AUTOSAR
これらの文書では、「Master/Slave」という用語が不適切とされ、より包括的で中立的な表現への置き換えが推奨されています。
🛠 実際の仕様書での用語変更
AUTOSARの仕様書では、「Master」や「Slave」という用語が、「Leader」や「Follower」、「Controller」や「Target」**などの中立的な表現に置き換えられています。これにより、技術的な意味を損なうことなく、より包括的で配慮のある表現が採用されています。
📌 まとめ
**AUTOSAR（Classic PlatformおよびAdaptive Platform）では、「Master/Slave」という用語が、「Leader/Follower」や「Controller/Target」**などの中立的な表現に置き換えられる方針を採用しています。これにより、技術的な意味を損なうことなく、より包括的で配慮のある表現が採用されています。
ChatGPT の回答は必ずしも正しいとは限りません。重要な情報は確認するようにしてください。
参照
ChatGPT利用の技4つ with ChatGPT
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/4a178bd6a09a4a471a7f
ChatGPTによるQiita記事の改良と補足
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/20604d6dd0702ab95c2f
ChatGPTによるQiita記事の改良と補足（２）
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/996275307ffc8c1243f8
本から始める 面倒なことはChatGPTにやらせよう by からあげ
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/f5ce2a18db54b5610e4b
MCP入門 〜面倒なことはAIエージェントにやらせよう〜 by からあげ を聞きながら
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/54b648c838fae8d57e38
【松尾研LLMコミュニティ】面倒なことはLLMにやらせよう "Beginning LLM"2024年10月17日 AI(9)
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/efdc23fbe67cdae2126e
設計:ChatGPTで特異解か一般解を求める AI(1)
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