JP2008306730A - 伝送システム、送信装置、受信装置、および伝送方式 - Google Patents

Abstract

【課題】送信データ列を受信側で正確に再生することができる。
【解決手段】データ列を伝送する伝送システムであって、データ列に含まれる各データを、そのデータ値に応じて信号レベルが異なるレベル信号とレベル信号を取得すべきタイミングを示すタイミングエッジとを有するデータ波形に変換した伝送信号を送信する送信装置と、受信した伝送信号の各データ波形について、タイミングエッジにより指定されたタイミングで検出した信号レベルに応じたデータ値を出力する受信装置と、を備える伝送システムを提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、伝送システム、送信装置、受信装置、および伝送方式に関する。特に本発明は、クロック信号を利用してシリアルデータを伝送する伝送システム、送信装置、受信装置、および伝送方式に関する。

クロック信号を利用して有線方式／無線方式／光学方式でシリアルデータのデータ列を伝送する伝送システムが知られている（例えば特許文献１を参照）。このようなシリアルデータの伝送システムは、一般に送信装置と受信装置とを備える。送信装置では、元のデータ列をクロック信号のエッジタイミングを利用して送信するデータ信号を生成して送出する。受信装置では、受信したデータ信号に対して、そのデータ信号に同期したクロック信号のエッジタイミングを利用してデータ信号をサンプリングすることで元のデータ列を読み取る。受信装置で受信したデータ信号とクロック信号との間にエッジタイミングの誤差がある場合、読み取られたデータ列にはビットエラーが発生する場合がある。
特許第３４９６５０１号公報

受信装置において、受信したデータ信号に同期したクロック信号を得る方法としては、大きく分けて二つの方法がある。第一の方法は、送信装置でデータ信号の生成に用いたクロック信号を、データ信号とは別の伝送経路でデータ信号と並列に受信装置に送信し、受信装置でこのクロック信号を利用して受信したデータ信号をサンプリングする方法である。第二の方法は、送信装置でクロック信号を埋め込んだデータ信号を生成して送信し、受信装置で受信したデータ信号からクロック信号を再生してデータ信号をサンプリングする方法である。

上記第一の方法では、同値のデータ信号が連続する場合、データ信号には伝送経路に起因するジッタ（以下、「確定ジッタ」と称する）が生じるが、周期が規則的な信号であるクロック信号には、確定ジッタがほとんど生じない。したがって、データ信号にのみ確定ジッタが生じるので、データ信号とクロック信号との間にタイミング誤差が生じることによるビットエラーが発生し易い。

また、上記第二の方法では、受信装置で受信したデータ信号のエッジタイミングが再生したクロック信号のエッジタイミングと同期するように受信装置のＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）回路によりフィードバック制御が実施される。ＰＬＬ回路は、位相検出器、ループフィルタ、および周波数が可変の発振器を有する。

データ信号に加わるジッタの周波数がループフィルタのループ帯域内の場合は、データ信号に加わったジッタに追従してクロック信号の位相が変化する。この場合、データ信号とクロック信号との間のタイミング誤差が抑えられ、ビットエラーの発生を抑えることができる。一方、データ信号に加わるジッタの周波数がループ帯域外の場合は、データ信号に加わったジッタにクロック信号の位相の変化が追従できなくなってしまう。したがって、この場合、データ信号とクロック信号との間にタイミング誤差が生じ、ビットエラーが発生し得る。

また、受信装置で受信したデータ信号のエッジタイミング毎に再生したクロック信号のエッジタイミングと同期するように受信装置のＰＬＬ回路によりフィードバック制御が実施される。したがって、受信したデータ信号の論理値が連続して同じ値の場合、この間のデータ信号にはエッジが存在しないので、ＰＬＬ回路によるフィードバック制御が実施できなくなる。

そこで本発明の１つの側面においては、上記の課題を解決することのできる伝送システム、送信装置、受信装置、および伝送方式を提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。

即ち、本発明の第１の形態によると、データ列を伝送する伝送システムであって、データ列に含まれる各データを、そのデータ値に応じて信号レベルが異なるレベル信号とレベル信号を取得すべきタイミングを示すタイミングエッジとを有するデータ波形に変換した伝送信号を送信する送信装置と、受信した伝送信号の各データ波形について、タイミングエッジにより指定されたタイミングで検出した信号レベルに応じたデータ値を出力する受信装置と、を備える伝送システムを提供する。

なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションも又発明となりうる。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明の（一）側面を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本発明の実施形態に係る伝送システム１００の構成の一例を示す図である。伝送システム１００は、２値のデータ値を含むデータ列を伝送するシステムであって、伝送路４００で接続された送信装置２００と受信装置３００とを備える。送信装置２００は、伝送信号生成部２１０およびＲＺ信号変換部２２０を有し、入力されたデータ列に含まれる論理値０または論理値１である各データを、そのデータ値に応じて基準レベルに対する極性が異なるとともに取得すべきタイミングを示すタイミングエッジを有する複数のパルスを含むパルス波形に変換した伝送信号を伝送路４００を介して受信装置３００に送信する。以下において、送信装置２００の具体的な動作を説明する。

図２は、伝送システム１００における送信装置２００の動作の一例を示すタイミングチャートである。図２において、データ列および各信号のパルス波形の左端に付した符号は、当該符号の右側のデータ列およびパルス波形を識別するとともに、図１における対応する符号および矢印で示す箇所におけるデータ列またはパルス波形である。また、後述する他のタイミングチャートについてもこれと同様である。伝送信号生成部２１０は、論理値０または論理値１で表される２値のデータ列１２（１００１１１０１）における各データが、時間Ｔから繰返し周期Ｔごとに順に入力されると、立ち上がりエッジのタイミングが０、Ｔ、２Ｔ、３Ｔ、４Ｔ、・・・のクロック信号である送信クロック１４の繰返し周期（Ｔ）ごとに、データ列１２における各データを取得してＲＺ信号変換部２２０に出力する。

ＲＺ信号変換部２２０は、入力されたデータ列１２における各データを、上記送信クロック１４と同じ一定の繰返し周期のパルス波形を有する伝送信号１８として受信装置３００に送信する。具体的には、ＲＺ信号変換部２２０は、入力されたデータが０のときは当該データを信号レベルが「−Ｓ」のレベル信号とタイミングエッジとを有するパルスに変換し、データが１のときは当該データを信号レベルが「＋Ｓ」のレベル信号とタイミングエッジとを有するパルスに変換する。ＲＺ信号変換部２２０は、上記変換したパルスから一定の繰返し周期（Ｔ）のパルス波形を有する伝送信号１８を生成して出力する。

なお、伝送信号１８において、信号レベルが「−Ｓ」のパルスは、基準レベルに対して負のレベル信号を有するパルスであり、「＋Ｓ」レベルのパルスは、基準レベルに対して正のレベル信号を有するパルスである。したがって、伝送信号１８における「−Ｓ」レベルのパルスと「＋Ｓ」レベルのパルスは、基準レベルに対して互いに極性が異なる。また、上記タイミングエッジは、伝送信号１８における各パルスのレベル信号を取得すべきタイミングを示す。また、伝送信号１８における各パルスは、図２に示すように、上記タイミングエッジにおいて基準レベルから「−Ｓ」レベルまたは「＋Ｓ」レベルの信号レベルへと変化した後にその信号レベルから基準レベルに戻る。なお、上記において、伝送信号生成部２１０は、データ列１２を送信クロック１４により取得した信号に加え、当該信号の反転信号をＲＺ信号変換部２２０に出力してもよい。この場合、ＲＺ信号変換部２２０は、当該信号および当該信号の反転信号に基づき伝送信号１８を生成する。

受信装置３００は、正側パルス検出部３１２、負側パルス検出部３１４、分周器３２０、クロック生成部３３０、遅延回路３４０、信号取得部３５０、およびデータ再生部３６０を有し、受信した伝送信号の各データ波形について、タイミングエッジにより指定されたタイミングで検出した信号レベルに応じたデータ値を出力する。以下において、受信装置３００の具体的な動作を説明する。

図３は、伝送システム１００における受信装置３００の動作の一例を示すタイミングチャートである。送信装置２００から出力された伝送信号１８は、受信装置３００まで伝送される間に各パルスにジッタが加わった伝送信号２０となって受信装置３００の正側パルス検出部３１２および負側パルス検出部３１４に入力される。正側パルス検出部３１２は、受信した伝送信号２０における信号レベルが正側であるパルスを検出して正側パルス２２を出力する。また、負側パルス検出部３１４は、受信した伝送信号２０における信号レベルが負側であるパルスを検出して負側パルス２４を出力する。

具体的には、正側パルス検出部３１２は、入力される伝送信号の信号レベルが基準レベルより大きい「Ｖ_ｔｈ１」よりも大きくなったことを検出した場合に、その検出タイミングにおいて信号レベルが「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに変化する２値のパルス波形を有する正側パルス２２を分周器３２０およびクロック生成部３３０に出力する。負側パルス検出部３１４は、入力される伝送信号の信号レベルが基準レベルより小さい「Ｖ_ｔｈ２」よりも小さくなったことを検出した場合に、その検出タイミングにおいて信号レベルが「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルに変化する２値のパルス波形を有する負側パルス２４をクロック生成部３３０に出力する。

分周器３２０は、入力された正側パルス２２を２分周した分周信号２６を生成して信号取得部３５０に出力する。クロック生成部３３０は、正側パルス２２および負側パルス２４が入力された場合に、正側パルス２２および負側パルス２４における略同期したパルスのタイミングエッジにより指定されたタイミングでそれらのパルスの信号レベルを検出する。クロック生成部３３０は、検出した各信号レベルの排他的論理和の否定を求め、求めた論理値に基づいて受信クロックを生成して遅延回路３４０に出力する。

遅延回路３４０は、分周信号２６を受信クロックのタイミングで取得するために設けられる。遅延回路３４０は、入力された受信クロックを例えば１／４周期（１／４Ｔ）または１／２周期（１／２Ｔ）遅延させ、分周信号２６に対し十分なセットアップ・ホールド時間を保証した受信クロック２８を生成して信号取得部３５０に出力する。ここで、受信クロック２８の各パルスが立ち上がるタイミングに生じるジッタは、伝送信号２０における対応する各パルスに生じるジッタと略等しい。信号取得部３５０は、分周信号２６を受信クロック２８により指定されたタイミングで取得するとともに、受信クロック２８により指定されたタイミングにおける分周信号２６の信号レベルを検出し、当該信号レベルに応じたデータ値を出力する。

具体的には、信号取得部３５０は、受信クロック２８により指定されたタイミングで取得した分周信号２６の信号レベルが「Ｌ」レベルである場合、そのタイミングで論理値０をデータ再生部３６０に出力する。また、信号取得部３５０は、同様に、取得した分周信号２６の信号レベルが「Ｈ」レベルである場合、そのタイミングで論理値１をデータ再生部３６０に出力する。このように、信号取得部３５０は、取得した分周信号２６の信号レベルに応じた２値のデータ列３０（１１１０１００１）をデータ再生部３６０に出力する。なお、上記受信クロック２８により指定されたタイミングとは、例えば当該受信クロック２８の各パルスが立ち上がるタイミングである。

データ再生部３６０は、入力されたデータ列３０から上記データ列１２を再生した再生データ列３２を生成する。具体的には、データ再生部３６０は、入力されたデータ列３０の先頭のデータに対応するサイクルのデータを論理値１とし、さらに、データ列３０の一のサイクルにおけるデータの論理値と、当該サイクルよりも１サイクル前のデータの論理値との排他的論理和を当該サイクルのデータとする再生データ列３２（１００１１１０１）を生成する。そして、データ変換部２３０は、生成した再生データ列３２を受信装置３００の外部に出力する。

以上のように、伝送システム１００において、送信装置２００は、論理値が０または１である２値のデータ列１２が入力されると、そのデータ列１２を基準レベルに対して極性の異なるパルスを含むパルス波形を有する伝送信号１８に変換して受信装置３００に送信する。したがって、送信装置２００から受信装置３００に伝送する間に伝送信号１８がジッタを含む伝送信号２０となった場合でも、伝送信号２０における対応する各パルスと同様のジッタを有する受信クロック２８により指定されたタイミングで分周信号２６を取得することにより、当該分周信号２６の周期毎の信号レベルを正確に検出することができる。ゆえに、受信装置３００は、ジッタにより生じるビットエラーを最小化することにより、上記検出した周期毎の信号レベルに応じたデータ値に基づいて、データ列１２と同じ再生データ列３２を正確に再生することができる。

図４は、本発明の他の実施形態に係る伝送システム１０１の構成の一例を示す図である。伝送システム１０１において、上記伝送システム１００と同様の構成、並びに伝送されるパルス波形が同じ信号等については同じ参照番号を付して説明を省略する。伝送システム１０１は、伝送路４００で接続された送信装置２０１と受信装置３０１とを備える。送信装置２０１は、データ変換部２３０、伝送信号生成部２１１およびＲＺ信号変換部２２１を有し、入力されたデータ列を変換データ列に変換した後、当該変換データ列に含まれる各データを、そのデータ値に応じて信号レベルが異なるレベル信号とレベル信号を取得すべきタイミングを示すタイミングエッジとを有するデータ波形に変換した伝送信号を伝送路４００を介して受信装置３０１に送信する。以下において、送信装置２０１の具体的な動作を説明する。

図５は、伝送システム１０１における送信装置２０１の動作の一例を示すタイミングチャートである。送信装置２０１において、データ変換部２３０は、論理値０または論理値１で表される送信すべき２値のデータ列４２（１１０１００１）が入力された場合に、当該データ列４２の先頭に論理値１のデータを加えたデータ列４４（１１１０１００１）を生成する。データ変換部２３０は、さらに、生成したデータ列４４の先頭のデータに対応するサイクルのデータを論理値１とし、さらに、データ列４４の一のサイクルにおけるデータの論理値と、当該サイクルよりも１サイクル前のデータの論理値との排他的論理和を当該サイクルのデータとする変換データ列４６（１００１１１０１）を生成する。そして、データ変換部２３０は、生成した変換データ列４６を伝送信号生成部２１１に出力する。

伝送信号生成部２１１は、変換データ列４６における各データと、送信クロック１４とが入力された場合、送信クロック１４の繰返し周期ごとに、変換データ列４６における各データを順に繰返し周期ＴでＲＺ信号変換部２２１に出力する。ＲＺ信号変換部２２１は、入力された変換データ列４６における各データを伝送信号５２として受信装置３０１に送信する。具体的には、ＲＺ信号変換部２２１は、時間Ｔから一定の繰り返し周期（Ｔ）毎にデータ列１２における各データが順に入力した場合、当該入力したデータが０のときは当該データを信号レベルが「−Ｓ」のレベル信号とタイミングエッジとを有するパルスに変換し、データが１のときは当該データを信号レベルが「＋Ｓ」のレベル信号とタイミングエッジとを有するパルスに変換する。ＲＺ信号変換部２２１は、上記変換したパルスから一定の繰返し周期（Ｔ）のパルス波形を有する伝送信号５２を生成して出力する。

なお、伝送信号５２において、信号レベルが「−Ｓ」のパルスは、基準レベルに対して負のレベル信号を有するパルスであり、「＋Ｓ」レベルのパルスは、基準レベルに対して正のレベル信号を有するパルスである。したがって、伝送信号５２における「−Ｓ」レベルのパルスと「＋Ｓ」レベルのパルスは、基準レベルに対して互いに極性が異なる。また、上記タイミングエッジは、伝送信号５２における各パルスのレベル信号を取得すべきタイミングを示す。また、伝送信号５２における各パルスは、図５に示すように、上記タイミングエッジにおいて基準レベルから「−Ｓ」レベルまたは「＋Ｓ」レベルの信号レベルへと変化した後にその信号レベルから基準レベルに戻る。

受信装置３０１は、正側パルス検出部３１２、負側パルス検出部３１４、正側分周器３２２、負側分周器３２４、クロック生成部３３１、遅延回路３４０、信号取得部３５１、およびデータ再生部３６１を有し、受信した伝送信号の各データ波形について、タイミングエッジにより指定されたタイミングで検出した信号レベルに応じたデータ値を出力する。以下において、受信装置３０１の具体的な動作を説明する。

図６は、伝送システム１０１における受信装置３０１の動作の一例を示すタイミングチャートである。送信装置２０１から出力された伝送信号５２は、受信装置３０１まで伝送される間に各パルスにジッタが加わった伝送信号５４となって受信装置３０１の正側パルス検出部３１２および負側パルス検出部３１４に入力する。正側パルス検出部３１２は、受信した伝送信号５４における信号レベルが正側であるパルスを検出して正側パルス５６を正側分周器３２２に出力する。また、負側パルス検出部３１４は、受信した伝送信号５４における信号レベルが負側であるパルスを検出して負側パルス５８を負側分周器３２４に出力する。

正側分周器３２２は、入力した正側パルス５６を２分周した正側分周信号６０を生成してクロック生成部３３１および信号取得部３５１に出力する。負側分周器３２４は、入力した負側パルス５８を２分周した負側分周信号６２を生成してクロック生成部３３１に出力する。クロック生成部３３１は、正側分周信号６０および負側分周信号６２の排他的論理和を求め、正側分周信号６０および負側分周信号６２のパルスにおける信号レベルの変化点において信号レベルが変化する受信クロックを生成して遅延回路３４０に出力する。

遅延回路３４０は、入力した受信クロックを例えば１／４周期（１／４Ｔ）または１／２周期（１／２Ｔ）遅延させて受信クロック６４を生成して信号取得部３５１に出力する。ここで、受信クロック６４の各パルスが立ち上がるタイミングおよび立ち下がるタイミングに生じるジッタは、伝送信号５４における対応する各パルスに生じるジッタと略等しい。信号取得部３５１は、正側分周信号６０を受信クロック６４により指定されたタイミングで取得するとともに、受信クロック６４により指定されたタイミングにおける正側分周信号６０の信号レベルを検出し、当該信号レベルに応じたデータ値を出力する。

具体的には、信号取得部３５１は、受信クロック６４により指定されたタイミングで取得した正側分周信号６０の信号レベルが「Ｌ」レベルである場合、そのタイミングで論理値０をデータ再生部３６１に出力する。また、信号取得部３５１は、同様に取得した正側分周信号６０の信号レベルが「Ｈ」レベルである場合、そのタイミングで論理値１をデータ再生部３６１に出力する。このように、信号取得部３５１は、取得した正側分周信号６０の信号レベルに応じた２値のデータ列６６（１１１０１００１）をデータ再生部３６０に出力する。なお、上記受信クロック６４により指定されたタイミングとは、当該受信クロック６４の各パルスが立ち上がるタイミングおよび立ち下がるタイミングである。

データ再生部３６１は、入力されたデータ列６６から上記データ列４２を再生した再生データ列６８を生成する。具体的には、データ再生部３６０は、入力されたデータ列６６の先頭の論理値１のデータを除いた再生データ列６８（１１０１００１）を生成する。そして、データ再生部３６１は、生成した再生データ列６８を受信装置３０１の外部に出力する。

以上のように、伝送システム１０１において、送信装置２０１は、論理値が０または１である２値のデータ列４２が入力されると、そのデータ列４２を基準レベルに対して極性の異なるパルスを含む一定の繰返し周期のパルス波形を有する伝送信号５２に変換して受信装置３０１に送信する。したがって、伝送信号５２を送信装置２０１から受信装置３０１に伝送する間に当該伝送信号５２がジッタを含む伝送信号５４となった場合でも、伝送信号５４における対応する各パルスと同様のジッタを有する受信クロック６４により指定されたタイミングで正側分周信号６０を取得することにより、当該正側分周信号６０の周期毎の信号レベルを正確に検出することができる。ゆえに、受信装置３０１は、ジッタにより生じるビットエラーを最小化することにより、上記検出した周期毎の信号レベルに応じたデータ値に基づいて、データ列４２と同じ再生データ列６８を正確に再生することができる。

図７は、本発明のさらに他の実施形態に係る伝送システム１０２の構成の一例を示す図である。伝送システム１０２は、上記伝送システム１０１が備える送信装置２０１と同じ送信装置２０１と、上記伝送システム１００が備える受信装置３００と同じ受信装置３００とを備え、これらが伝送路４００を介して接続されている。送信装置２０１および受信装置３００の構成および作用効果については、上記と同様であり説明を省略する。伝送システム１０２は、上記伝送システム１００および伝送システム１０１と同様に、ジッタにより生じるビットエラーを最小化することにより、入力した２値のデータ列と同じ再生データ列を正確に再生することができる。

図８は、本発明のさらに他の実施形態に係る伝送システム１０３の構成の一例を示す図である。伝送システム１０３において、上記伝送システム１００〜１０２と同様の構成、並びに伝送されるパルス波形が同じ信号等については同じ参照番号を付して説明を省略する。伝送システム１０３は、伝送路４００で接続された送信装置２００と受信装置３０２とを備える。送信装置２００の構成および作用効果については、上記と同様であり説明を省略する。送信装置２００は、例えば上記データ列１２と同じ２値のデータ列１２（１００１１１０１）に含まれる各データを、そのデータ値に応じて基準レベルに対する極性が異なるとともに取得すべきタイミングを示すタイミングエッジを有する複数のパルスを含むパルス波形に変換した伝送信号１８を伝送路４００を介して受信装置３０２に送信する。

受信装置３０２は、正側パルス検出部３１２、負側パルス検出部３１４、クロック生成部３３０、遅延回路３４０、信号取得部３５２、反転増幅器３７０、およびＳＲフリップフロップ３８０を有する。以下において、受信装置３０２の具体的な動作を説明する。

図９は、伝送システム１０３における受信装置３０２の動作の一例を示すタイミングチャートである。伝送システム１０３において、送信装置２００から出力された伝送信号１８は、受信装置３００まで伝送される間に各パルスにジッタが加わった伝送信号２０となって受信装置３０２の正側パルス検出部３１２および負側パルス検出部３１４に入力する。正側パルス検出部３１２は、受信した伝送信号２０における信号レベルが正側であるパルスを検出して正側パルス２２をクロック生成部３３０およびＳＲフリップフロップ３８０に出力する。また、負側パルス検出部３１４は、受信した伝送信号２０における信号レベルが負側であるパルスを検出して負側パルス２４をクロック生成部３３０および反転増幅器３７０に出力する。反転増幅器３７０は、入力される負側パルス２４を反転してＳＲフリップフロップ３８０に出力する。

ＳＲフリップフロップ３８０は、正側パルス検出部３１２から入力される正側パルス２２によりセットされ、負側パルス検出部３１４から入力される負側パルス２４によりリセットされることによりＳＲ信号７２を生成して信号取得部３５２に出力する。信号取得部３５２は、ＳＲ信号７２を受信クロック２８により指定されたタイミングで取得するとともに、受信クロック２８により指定されたタイミングにおけるＳＲ信号７２の信号レベルを検出し、当該信号レベルに応じたデータ値を出力する。

具体的には、信号取得部３５２は、受信クロック２８により指定されたタイミングで取得したＳＲ信号７２の信号レベルが「Ｌ」レベルである場合、そのタイミングで論理値０をデータ出力する。また、信号取得部３５２は、同様に、取得したＳＲ信号７２の信号レベルが「Ｈ」レベルである場合、そのタイミングで論理値１を出力する。なお、上記受信クロック２８により指定されたタイミングとは、例えば当該受信クロック２８の各パルスが立ち上がるタイミングである。このように、信号取得部３５２は、取得したＳＲ信号７２の信号レベルに応じた２値の再生データ列７４（１００１１１０１）を生成する。そして、信号取得部３５２は、生成した再生データ列７４を受信装置３０２の外部に出力する。

このように、伝送システム１０３は、上記伝送システム１００〜１０２と同様に、入力した２値のデータ列１２と同じ再生データ列７４をビットエラーを生じることなく正確に再生することができる。

図１０は、本発明のさらに他の実施形態に係る伝送システム１０４の構成の一例を示す図である。伝送システム１０４において、上記伝送システム１００〜１０３と同様の構成、並びに伝送されるパルス波形が同じ信号等については同じ参照番号を付して説明を省略する。伝送システム１０４は、伝送路４００で接続された送信装置２００と受信装置３０３とを備える。送信装置２００の構成および作用効果については、上記と同様であり説明を省略する。送信装置２００は、例えば上記データ列１２と同じ２値のデータ列１２（１００１１１０１）が入力した場合に、入力されたデータ列１２に含まれる各データを、そのデータ値に応じて基準レベルに対する極性が異なるとともに取得すべきタイミングを示すタイミングエッジを有する複数のパルスを含むパルス波形に変換した伝送信号１８を伝送路４００を介して受信装置３０３に送信する。

受信装置３０３は、正側パルス検出部３１２、負側パルス検出部３１４、クロック生成部３３０、遅延回路３４０、正側パルス取得部３９２、負側パルス取得部３９４、およびデータ再生部３６２を有する。以下において、受信装置３０３の具体的な動作を説明する。

図１１は、伝送システム１０４における受信装置３０３の動作の一例を示すタイミングチャートである。伝送システム１０４において、送信装置２００から出力された伝送信号１８は、受信装置３０３まで伝送される間に各パルスにジッタが加わった伝送信号２０となって受信装置３０３の正側パルス検出部３１２および負側パルス検出部３１４に入力する。正側パルス検出部３１２は、受信した伝送信号２０における信号レベルが正側であるパルスを検出して正側パルス２２をクロック生成部３３０および正側パルス取得部３９２に出力する。また、負側パルス検出部３１４は、受信した伝送信号２０における信号レベルが負側であるパルスを検出して負側パルス２４をクロック生成部３３０および負側パルス取得部３９４に出力する。

正側パルス取得部３９２は、正側パルス検出部３１２の出力である正側パルス２２を、受信クロック２８により指定されたタイミングで取得するとともに、受信クロック２８により指定されたタイミングにおける正側パルス２２の信号レベルを検出し、当該信号レベルに応じたデータ値を出力する。

具体的には、正側パルス取得部３９２は、受信クロック２８により指定されたタイミングで取得した正側パルス２２の信号レベルが「Ｌ」レベルである場合、そのタイミングで論理値０をデータ出力する。また、正側パルス取得部３９２は、同様に、取得した正側パルス２２の信号レベルが「Ｈ」レベルである場合、そのタイミングで論理値１を出力する。なお、上記受信クロック２８により指定されたタイミングとは、例えば当該受信クロック２８の各パルスが立ち上がるタイミングである。このように、正側パルス取得部３９２は、取得した正側パルス２２の信号レベルに応じた２値の正側データ列８２（１００１１１０１）を生成する。そして、正側パルス取得部３９２は、生成した正側データ列８２をデータ再生部３６２に出力する。

負側パルス取得部３９４は、負側パルス検出部３１４の出力である負側パルス２４を、上記正側パルス取得部３９２と同様の方法で、受信クロック２８により指定されたタイミングで取得するとともに、受信クロック２８により指定されたタイミングにおける正側パルス２２の信号レベルを検出し、当該信号レベルに応じた２値の負側データ列８４（１００１１１０１）を生成する。そして、負側パルス取得部３９４は、生成した負側データ列８４をデータ再生部３６２に出力する。

データ再生部３６２は、入力される正側データ列８２および負側データ列８４に基づいて、データ列１２と同じデータの列である再生データ列８６（１００１１１０１）を生成する。具体的には、データ再生部３６２は、正側データ列８２および負側データ列８４の各データをサイクル毎に比較してそのデータが一致した場合に、当該一致したデータと同じデータを生成することにより、再生データ列８６を生成する。そして、データ再生部３６２は、生成した再生データ列８６を受信装置３０３の外部に出力する。なお、データ再生部３６２は、正側データ列８２および負側データ列８４の各データが一致しなかった場合に、例えば再生データ列８６の出力を停止するか、または再生データ列８６とは異なるエラー情報データを出力してもよい。

このように、伝送システム１０４は、上記伝送システム１００〜１０３と同様に、入力した２値のデータ列１２と同じ再生データ列８６をビットエラーを生じることなく正確に再生することができる。

図１２は、本発明のさらに他の実施形態に係る伝送システム１０５の構成の一例を示す図である。伝送システム１０５は、複数のデータ値を含むデータ列を伝送するシステムであって、伝送路４００で接続された送信装置２０２と受信装置５００とを備える。送信装置２０２は、入力されたデータ列に含まれる各データを、そのデータ値に応じて信号レベルが異なるレベル信号とレベル信号を取得すべきタイミングを示すタイミングエッジとを有するデータ波形に変換した伝送信号を伝送路４００を介して受信装置５００に送信する。以下において、送信装置２０２の具体的な動作を説明する。

図１３は、伝送システム１０５における送信装置２０２の動作の一例を示すタイミングチャートである。送信装置２０２は、０から３で表される４値のデータ列８７（２３０１３０２２）における各データが、時間Ｔから繰返し周期Ｔごとに順に入力されるとともに、信号の立ち上がりエッジのタイミングが０、Ｔ、２Ｔ、３Ｔ、４Ｔ、・・・（繰返し周期がＴ）のクロック信号である送信クロック８８が入力された場合、送信クロック８８の繰返し周期ごとに、データ列８７における各データを順に繰返し周期Ｔで取得する。

また、送信装置２０２は、取得したデータ列８７を、当該データ列８７の各データに応じた信号レベルのパルスからなり、上記送信クロック８８と同じ一定の繰返し周期のパルス波形を有する伝送信号８９として受信装置５００に送信する。具体的には、送信装置２０２は、時間Ｔから一定の繰り返し周期（Ｔ）毎にデータ列８７の各データが順に入力されたときに当該入力されたデータが０の場合、当該入力されたデータを、少なくとも立ち上がりのタイミングエッジを有し、信号レベルが後述する「Ｖ_ｔｈ３」よりも大きく「Ｖ_ｔｈ４」よりも小さいパルスに変換する。

また、送信装置２０２は、入力されたデータが１、２または３のときは、当該入力されたデータを、少なくとも立ち上がりのタイミングエッジを有し、信号レベルが後述する「Ｖ_ｔｈ４」よりも大きく「Ｖ_ｔｈ５」よりも小さいパルス、「Ｖ_ｔｈ５」よりも大きく「Ｖ_ｔｈ６」よりも小さいパルス、「Ｖ_ｔｈ６」よりも大きいパルスにそれぞれ変換する。送信装置２０２は、上記変換したパルスから一定の繰返し周期（Ｔ）のパルス波形を有する伝送信号８９を生成して出力する。

なお、上記タイミングエッジは、伝送信号８９における各パルスのレベル信号を取得すべきタイミングを示す。また、伝送信号８９における各パルスは、図１３に示すように、上記タイミングエッジにおいて基準レベルからそれぞれの信号レベルへと変化した後にその信号レベルから基準レベルに戻る。

受信装置５００は、第１レベル比較器５１１、第２レベル比較器５１２、第３レベル比較器５１３、第４レベル比較器５１４、エンコーダ５２０、信号取得部５３０、および遅延回路５４０を有する。受信装置５００は、受信した伝送信号の各データ波形について、タイミングエッジにより指定されたタイミングで検出した信号レベルに応じたデータ値を生成して当該データ値から送信装置２０２に入力されたデータ列と同じ再生データ列を出力する。以下において、受信装置５００の具体的な動作を説明する。

図１４は、伝送システム１０５における受信装置５００の動作の一例を示すタイミングチャートである。送信装置２０２から出力された伝送信号８９は、受信装置５００まで伝送される間に各パルスにジッタが加わった伝送信号９０となって受信装置５００の第１レベル比較器５１１、第２レベル比較器５１２、第３レベル比較器５１３および第４レベル比較器５１４に入力する。これら第１レベル比較器５１１、第２レベル比較器５１２、第３レベル比較器５１３および第４レベル比較器５１４は、送信装置２０２に入力されるデータ列８７に含まれる各データが取りうる複数のデータ値（本例では４値）に対応した個数だけ設けられ、伝送信号９０の各パルスの信号レベルが対応するデータ値に応じた閾値以上となったときに検出信号を出力する。

具体的には、第１レベル比較器５１１は、入力される伝送信号９０の信号レベルが「Ｖ_ｔｈ３」よりも大きくなったことを検出した場合に、その検出タイミングにおいて信号レベルが「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに変化する２値のパルス波形を有する第１結果信号９１をエンコーダ５２０に出力する。同様に、第２レベル比較器５１２、第３レベル比較器５１３および第４レベル比較器５１４は、入力される伝送信号９０の信号レベルが「Ｖ_ｔｈ４」、「Ｖ_ｔｈ５」および「Ｖ_ｔｈ６」よりも大きくなったことをそれぞれ検出した場合に、その検出タイミングにおいて信号レベルが「Ｌ」レベルから「Ｈ」レベルに変化する２値のパルス波形を有する第２結果信号９２、第３結果信号９３および第４結果信号９４をそれぞれエンコーダ５２０に出力する。

エンコーダ５２０は、入力された第１結果信号９１、第２結果信号９２、第３結果信号９３および第４結果信号９４に基づいて４値のデータ列（２３０１３０２２）を信号取得部５３０に出力する。信号取得部５３０は、エンコーダ５２０から入力されるデータ列を、第１レベル比較器５１１からの出力である第１結果信号９１により指定されたタイミングで取得するとともに、取得したデータ列を再生データ列９６（２３０１３０２２）として受信装置５００の外部に出力する。なお、上記第１結果信号９１により指定されたタイミングとは、例えば当該第１結果信号９１の各パルスが立ち上がるタイミングである。

以上のように、伝送システム１０５において、送信装置２０２は、０から３のいずれかの値をとる４値のデータ列８７が入力されると、そのデータ列８７を当該データ列８７の各データに応じた信号レベルのパルスを含む一定の繰返し周期のパルス波形を有する伝送信号８９に変換して受信装置５００に送信する。したがって、伝送信号８９を送信装置２０２から受信装置５００に伝送する間に当該伝送信号８９がジッタを含む伝送信号９０となった場合でも、信号取得部５３０が伝送信号９０における各データに応じた信号レベルのパルスと同様のジッタを有する第１結果信号９１により指定されたタイミングでエンコーダ５２０から入力されるデータ列を取得することにより、データ列の周期毎の信号レベルを正確に検出することができる。ゆえに、受信装置５００は、ジッタにより生じるビットエラーを最小化することにより、上記検出した周期毎の信号レベルに応じたデータ値に基づいて、データ列８７と同じ再生データ列９６を正確に再生することができる。

なお、上記伝送システム１００〜１０５において、伝送路４００は、有線のみならず無線でもよい。

以上、本発明の（一）側面を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることができる。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

上記説明から明らかなように、本発明の（一）実施形態によれば、クロック信号を利用してシリアルデータを伝送する伝送システム、受信装置、および伝送方式を実現することができる。

本発明の実施形態に係る伝送システム１００の構成の一例を示す図である。 伝送システム１００における送信装置２００の動作の一例を示すタイミングチャートである。 伝送システム１００における受信装置３００の動作の一例を示すタイミングチャートである。 本発明の他の実施形態に係る伝送システム１０１の構成の一例を示す図である。 伝送システム１０１における送信装置２０１の動作の一例を示すタイミングチャートである。 伝送システム１０１における受信装置３０１の動作の一例を示すタイミングチャートである。 本発明のさらに他の実施形態に係る伝送システム１０２の構成の一例を示す図である。 本発明のさらに他の実施形態に係る伝送システム１０３の構成の一例を示す図である。 伝送システム１０３における受信装置３０２の動作の一例を示すタイミングチャートである。 本発明のさらに他の実施形態に係る伝送システム１０４の構成の一例を示す図である。 伝送システム１０４における受信装置３０３の動作の一例を示すタイミングチャートである。 本発明のさらに他の実施形態に係る伝送システム１０５の構成の一例を示す図である。 伝送システム１０５における送信装置２０２の動作の一例を示すタイミングチャートである。 伝送システム１０５における受信装置５００の動作の一例を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５ 伝送システム
２００、２０１、２０２ 送信装置
２１０、２１１ 伝送信号生成部
２２０、２２１ ＲＺ信号変換部
２３０ データ変換部
３００、３０１、３０２、３０３ 受信装置
３１２ 正側パルス検出部
３１４ 負側パルス検出部
３２０ 分周器
３２２ 正側分周器
３２４ 負側分周器
３３０、３３１ クロック生成部
３４０ 遅延回路
３５０、３５１、３５２ 信号取得部
３６０、３６１、３６２ データ再生部
３７０ 反転増幅器
３８０ ＳＲフリップフロップ
３９２ 正側パルス取得部
３９４ 負側パルス取得部
４００ 伝送路
５００ 受信装置
５１１ 第１レベル比較器
５１２ 第２レベル比較器
５１３ 第３レベル比較器
５１４ 第４レベル比較器
５２０ エンコーダ
５３０ 信号取得部
５４０ 遅延回路

Claims (17)

1. データ列を伝送する伝送システムであって、
   前記データ列に含まれる各データを、そのデータ値に応じて信号レベルが異なるレベル信号と、前記レベル信号を取得すべきタイミングを示すタイミングエッジとを有するデータ波形に変換した伝送信号を送信する送信装置と、
   受信した前記伝送信号の各データ波形について、前記タイミングエッジにより指定されたタイミングで検出した前記信号レベルに応じたデータ値を出力する受信装置と、
   を備える伝送システム。
2. 前記送信装置は、前記データ列に含まれる各データを、前記タイミングエッジにおいて基準レベルから前記信号レベルへと変化した後に前記信号レベルから前記基準レベルに戻る複数のパルスを含むパルス波形に変換した前記伝送信号を送信し、
   前記受信装置は、受信した前記伝送信号の各パルスについて、前記各パルスの前記タイミングエッジにより指定されたタイミングにおける前記各パルスの前記信号レベルを検出し、当該信号レベルに応じたデータ値を出力する
   請求項１に記載の伝送システム。
3. 前記受信装置は、
   前記各パルスの前記タイミングエッジに基づいて受信クロックを生成するクロック生成部を有し、
   前記受信クロックにより指定されたタイミングにおける前記各パルスの前記信号レベルを検出し、当該信号レベルに応じたデータ値を出力する請求項２に記載の伝送システム。
4. 前記受信装置は、前記データ列に含まれる各データが取りうる複数のデータ値に対応して設けられ、前記信号レベルが対応するデータ値に応じた閾値以上となったときに検出信号を出力する複数のレベル比較器を更に有し、
   前記複数のデータ値のうちの最小のデータ値に対応する前記検出信号により指定されたタイミングにおける前記各パルスの前記信号レベルを検出し、当該信号レベルに応じたデータ値を出力する
   請求項２に記載の伝送システム。
5. 前記送信装置は、前記データ列に含まれる２値のデータを、そのデータ値に応じて極性の異なるパルスに変換して送信し、
   前記受信装置は、受信した前記パルスの前記タイミングエッジにより指定されたタイミングにおける当該パルスの前記信号レベルを検出し、当該信号レベルに応じたデータ値を出力する請求項２に記載の伝送システム。
6. 前記受信装置は、
   受信した前記伝送信号における前記信号レベルが正側である正側パルスを検出する正側パルス検出部と、
   受信した前記伝送信号における前記信号レベルが負側である負側パルスを検出する負側パルス検出部と、
   前記正側パルス検出部が検出した前記正側パルスおよび前記負側パルス検出部が検出した前記負側パルスの前記タイミングエッジに基づいて受信クロックを生成するクロック生成部と
   を有する請求項５に記載の伝送システム。
7. 前記正側パルスまたは前記負側パルスを２分周した分周信号を出力する分周器と、
   前記分周信号を前記受信クロックにより指定されたタイミングで取得する信号取得部と、
   前記信号取得部が取得した前記分周信号から前記データ列を再生するデータ再生部と
   を有する請求項６に記載の伝送システム。
8. 前記分周器は、前記正側パルスを２分周した分周信号を出力し、
   前記データ再生部は、現サイクルにおける前記分周信号の論理値と、１サイクル前に取得された前記分周信号の論理値の排他的論理和を求め、現サイクルのデータとする請求項７に記載の伝送システム。
9. 前記分周器は、前記負側パルスを２分周した分周信号を出力し、
   前記データ再生部は、現サイクルにおける前記分周信号の論理値と、１サイクル前に取得された前記分周信号の論理値の排他的論理和の否定を求め、現サイクルのデータとする請求項７に記載の伝送システム。
10. 前記受信装置は、
    前記正側パルスを２分周した正側分周信号を出力する正側分周器と、
    前記負側パルスを２分周した負側分周信号を出力する負側分周器と、
    を有し、
    前記クロック生成部は、前記正側分周信号および負側分周信号の排他的論理和により前記受信クロックを生成し、
    前記受信装置は、
    前記正側分周信号または前記負側分周信号を前記受信クロックの立上りエッジおよび立下りエッジで取得する信号取得部と、
    前記信号取得部が取得した前記分周信号から前記データ列を再生するデータ再生部と、
    を更に有する
    請求項６に記載の伝送システム。
11. 前記受信装置は、前記正側パルス検出部が検出した正側パルスによりセットされ、前記負側パルス検出部が検出した負側パルスによりリセットされることによりＳＲ信号を出力するＳＲフリップフロップを有する請求項６に記載の伝送システム。
12. 前記受信装置は、
    前記正側パルス検出部の出力を、前記受信クロックにより指定されたタイミングで取得する正側パルス取得部と、
    前記負側パルス検出部の出力を、前記受信クロックにより指定されたタイミングで取得する負側パルス取得部と、
    前記正側パルス取得部および前記負側パルス取得部の出力に基づいて、各データ値を再生するデータ再生部と
    を有する請求項６に記載の伝送システム。
13. 前記受信装置は、
    前記正側パルス検出部の出力を、前記受信クロックにより指定されたタイミングで取得する正側パルス取得部を有し、
    前記正側パルス取得部の出力を各データ値として出力する
    請求項６に記載の伝送システム。
14. 前記送信装置は、
    送信すべき前記データ列の先頭に論理値Ｈのデータを加え、当該データ列の現サイクルにおけるデータの論理値と、１サイクル前のデータの論理値との排他的論理和をとって得られた変換データ列の各データを、データ値に応じた極性のパルスに変換して送信し、
    前記受信装置は、
    受信した前記伝送信号における前記信号レベルが正側である正側パルスを検出する正側パルス検出部と、
    受信した前記伝送信号における前記信号レベルが負側である負側パルスを検出する負側パルス検出部と、
    前記正側パルス検出部が検出した前記正側パルスおよび前記負側パルス検出部が検出した前記負側パルスの前記タイミングエッジに基づいて受信クロックを生成するクロック生成部と、
    前記正側パルスまたは前記負側パルスを２分周した分周信号を出力する分周器と、
    前記分周信号を前記受信クロックにより指定されたタイミングで取得する信号取得部と、
    を有し、前記信号取得部が取得した前記分周信号を前記データ列として出力する
    請求項５に記載の伝送システム。
15. 送信すべきデータ列に含まれる各データを、データ値に応じて信号レベルが異なるレベル信号と、前記レベル信号を取得すべきタイミングを示すタイミングエッジとを有するデータ波形に変換した伝送信号を送信する送信装置。
16. データ列に含まれる各データが、そのデータ値に応じて信号レベルが異なるレベル信号と、前記レベル信号を取得すべきタイミングを示すタイミングエッジとを有するデータ波形に変換して送信された伝送信号を受信する受信装置であって、
    前記伝送信号の各データ波形について、前記タイミングエッジにより指定されたタイミングで検出した前記信号レベルに応じたデータ値を出力する受信装置。
17. データ列を伝送する伝送方式であって、
    前記データ列に含まれる各データを、データ値に応じて信号レベルが異なるレベル信号と、前記レベル信号を取得すべきタイミングを示すタイミングエッジとを有するデータ波形に変換した伝送信号を送信する送信段階と、
    前記伝送信号の各データ波形について、前記タイミングエッジにより指定されたタイミングにおける前記信号レベルに応じたデータ値を出力する受信段階と、
    を備える伝送方式。

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