JP3449231B2 - シリアルデータ監視装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はシリアルデータ監視
装置に係わり、詳細には送受信側で同期化されたシリア
ル伝送データの誤りを監視するシリアルデータ監視装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ディジタル伝送では送信側で複数
個の低次群ディジタル信号を時間軸上で分割して多重化
することによって作成した高次群ディジタル信号を伝送
し、受信側でこれを分離して元の低次群ディジタル信号
を得ている。このようなディジタル伝送は、送受信側双
方で正しく低（高）次群ディジタル信号の多重化（分
離）を行うために互いに信号の同期をとる必要があり、
その同期化技術の１つとしてフレーム同期がある。フレ
ーム同期は、時分割多重化された高次群ディジタル信号
を「フレーム」と呼ばれる信号群とし、これをシリアル
データ伝送単位とする一方、フレーム同期パルスパター
ンと呼ばれる特定のパターンを有するパルス群を挿入す
ることによってフレームの境界とする。受信側では受信
フレームからフレーム同期パルスパターンを識別するこ
とで、受信フレームから低次群ディジタル信号を正しく
分離することができる。このようなフレーム同期のディ
ジタル伝送では、送受信側での同期はずれを回避あるい
は早期に復帰することが望まれている。その１つとして
同期用クロック信号とフレームパルス（Frame Pulse：
以下、ＦＰと略す。）を用いてシリアルデータを伝送
し、伝送途中の故障を検出するものがある。

【０００３】図７は、この従来提案されたフレーム同期
伝送のシリアルデータ監視装置の構成の概要を表わした
ものである。この装置では、送信ブロック１０と受信ブ
ロック１１が伝送路１２を介して接続されている。伝送
路１２は、シリアルデータ１３とＦＰ１４と同期クロッ
ク信号１５とパリティ信号１６をそれぞれ伝送するため
の信号線から構成されている。パリティ信号１６は、送
信ブロック１０で生成された送信データのパリティ情報
であり、送信側と受信側の間の伝送途中でデータ誤りが
発生した場合の故障検出を目的としている。このパリテ
ィ情報と、受信ブロック１１で受信データから生成した
パリティと比較することによって、受信データのエラー
を検出することができる。パリティ情報としては、デー
タビットの“１”の数が偶数になるようにするかあるい
は奇数になるようにするかで、偶数パリティあるいは奇
数パリティがある。パリティ信号１６によって受信デー
タのエラーを検出すると、受信側から送信側に対して再
送要求するなどして誤って同期検出されないようにす
る。

【０００４】また特開平５−２１９０４４号公報には、
データブロックの先頭に０，１交番パターンをフレーム
同期パターンとするフレーム同期回路で、シリアルデー
タの少なくとも１フレーム分をシフトレジスタに蓄積さ
せ、このシフトレジスタから1フレーム前のシフトデー
タを出力させる。そして、常にこの出力したシフトデー
タと受信データのそれぞれのフレーム内の同じ位置のビ
ット同士０，１交番関係を論理判定することによって、
同期はずれ状態から同期確立状態までの後方保護動作時
間を短縮した技術が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような図７に示し
た従来のシリアルデータ監視装置は、送信側で生成した
パリティを受信側へ送出するために、データ信号線、同
期クロック信号線、ＦＰ信号線の他にパリティ信号線を
追加する必要がある。したがって、長距離伝送する場
合、信号線の追加とその中継装置が必要となり、非常に
コストが高くなってしまうという問題がある。また、こ
のようなパリティ信号線の追加を回避する策として、伝
送速度を上げて送信データに送信側データのパリティを
多重する手段を用いることができるが、信号の伝送速度
の上昇にともない、電圧制御発振器（Voltage Controll
ed Oscillator：ＶＣＯ）等を用いなければならず、回
路の大規模化を招く。また、信号速度が増加すると、送
受信装置あるいは伝送路の周波数特性の影響を受け、元
の信号速度と同じ距離を伝送する場合、伝送時の劣化が
大きくなることは避けられず、伝送距離が短くなってし
まう。これにより、やはり中継装置などが必要になって
コストが高くなってしまう。

【０００６】また特開平５−２１９０４４号公報にある
ようなフレーム同期パターンをデータブロックの０，１
交番パターンでフレームの境界を識別すると、図７のシ
ステムで伝送した情報と同一内容の情報を伝送しようと
した場合、伝送すべきデータ長が長くなってしまう。シ
リアルデータの性質に着目した場合、同じ伝送速度であ
れば伝送時間が短ければ短いほど、伝送信頼性は向上す
る。

【０００７】そこで本発明の目的は、余分な信号線を追
加せず、かつ送信データの信号速度を向上させる必要の
ないデータ誤りの監視を行うシリアルデータ監視装置を
提供することにある。

【０００８】また本発明の他の目的は、上述したような
データ誤りの監視によって受信側で伝送路での誤りを検
出しても下流に対してＦＰを再生することが可能なシリ
アルデータ監視装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、（イ）基準クロックに同期した送信データを、所定
のフレーム周期の区切りごとにこの基準クロックの１ク
ロックに相当する区間だけそれ以外の区間の信号状態と
反転させた信号とした第１のフレームパルスとの間で排
他的論理和をとり、これによってパルス伝送信号を生成
するパルス伝送信号生成手段と、（ロ）送信データとこ
のパルス伝送信号生成手段によって生成されたパルス伝
送信号とをそれぞれ別個の伝送路に送出する送出手段
と、（ハ）この送出手段によって伝送路を介して送出さ
れた送信データおよびパルス伝送信号とを受信する受信
手段と、（ニ）この受信手段によって受信されたパルス
伝送信号を送信データの受信後の信号と排他的論理和を
とって第１のフレームパルスと同一周期の第２のフレー
ムパルスを生成するフレームパルス生成手段と、（ホ）
このフレームパルス生成手段によって生成された第２の
フレームパルスが第１のフレームパルスと同一周期であ
るか否かを判別する同一周期判別手段と、（ヘ）この同
一周期判別手段によって第１および第２のフレームパル
スが同一周期でないと判別されたときには伝送路の誤り
の発生を通知する伝送路誤り発生通知手段とをシリアル
データ監視装置に具備させている。

【００１０】すなわち請求項１記載の発明では、基準ク
ロックに同期した送信データを、所定のフレーム周期の
区切りごとにこの基準クロックの１クロックに相当する
区間だけそれ以外の区間の信号状態と反転させた信号と
した第１のフレームパルスとの間で排他的論理和をと
り、これによってパルス伝送信号を生成し、送信データ
とともに伝送路に送出するようにしている。そして、こ
れらを伝送路を介して受信すると、受信されたパルス伝
送信号を送信データの受信後の信号と排他的論理和をと
って第１のフレームパルスと同一周期の第２のフレーム
パルスを生成するようにしている。同一周期判別手段で
は、この第２のフレームパルスの周期が第１のフレーム
パルスと同一周期であるか否かを判別し、これらが同一
周期でないことが判別されたときに伝送路誤り発生通知
手段では伝送途中に伝送路で誤りが発生したものと判断
するようにしている。

【００１１】請求項２記載の発明では、（イ）基準クロ
ックに同期した送信データを、所定のフレーム周期の区
切りごとにこの基準クロックの１クロックに相当する区
間だけそれ以外の区間の信号状態と反転させた信号とし
た第１のフレームパルスとの間で排他的論理和をとり、
これによってパルス伝送信号を生成するパルス伝送信号
生成手段と、（ロ）送信データとこのパルス伝送信号生
成手段によって生成されたパルス伝送信号とをそれぞれ
別個の伝送路に送出する送出手段と、（ハ）この送出手
段によって伝送路を介して送出された送信データおよび
パルス伝送信号とを受信する受信手段と、（ニ）この受
信手段によって受信されたパルス伝送信号を送信データ
の受信後の信号と排他的論理和をとって第１のフレーム
パルスと同一周期の第２のフレームパルスを生成するフ
レームパルス生成手段と、（ホ）このフレームパルス生
成手段によって生成された第２のフレームパルスが第１
のフレームパルスと同一周期であるか否かを判別する同
一周期判別手段と、（ヘ）この同一周期判別手段によっ
て第１および第２のフレームパルスが同一周期でないと
判別されたときには伝送路誤りの発生を通知するととも
に前記第２のフレームパルスの出力を停止する伝送路誤
り発生通知手段と、（ト）基準クロックに基づいて第１
のフレームパルスと同一周期の自走フレームパルスを生
成する自走フレームパルス生成手段と、（チ）フレーム
パルス生成手段によって生成された第２のフレームパル
スの位相に合わせてこの自走フレームパルス生成手段に
よって生成された自走フレームパルスを出力するフレー
ムパルス位相調整手段とをシリアルデータ監視装置に具
備させている。

【００１２】すなわち請求項２記載の発明では、基準ク
ロックに同期した送信データを、所定のフレーム周期の
区切りごとにこの基準クロックの１クロックに相当する
区間だけそれ以外の区間の信号状態と反転させた信号と
した第１のフレームパルスとの間で排他的論理和をと
り、これによってパルス伝送信号を生成し、送信データ
とともに伝送路に送出するようにしている。そして、こ
れらを伝送路を介して受信すると、受信されたパルス伝
送信号を送信データの受信後の信号と排他的論理和をと
って第１のフレームパルスと同一周期の第２のフレーム
パルスを生成するようにしている。同一周期判別手段で
は、この第２のフレームパルスの周期が第１のフレーム
パルスと同一周期であるか否かを判別し、これらが同一
周期でないことが判別されたときに伝送路誤り発生通知
手段では伝送途中に伝送路で誤りが発生したものと判断
し、第２のフレームパルスの出力を停止するようにして
いる。さらに自走フレームパルス生成手段で基準クロッ
クに基づいて第１のフレームパルスと同一周期の自走フ
レームパルスを生成し、第２のフレームパルスの位相に
合わせてこの自走フレームパルスを生成するようにして
いる。これにより、伝送路誤り発生通知手段で伝送途中
の誤りの発生が検出された場合でも、伝送路誤りが発生
していないときの第２のフレームパルスの位相に合わせ
て、第１のフレームパルスと同一周期のフレームパルス
を下流装置に供給することができるようになる。

【００１３】請求項３記載の発明では、請求項１または
請求項２記載のシリアルデータ監視装置で、フレームパ
ルス生成手段は、送信データに基づいてパルス伝送信号
から第１のフレームパルスと同一周期の第３のフレーム
パルスを生成し、この第３のフレームパルスの同期保護
をとることによって第２のフレームパルスを生成するこ
とを特徴としている。

【００１４】すなわち請求項３記載の発明では、送信デ
ータに基づいてパルス伝送信号から第１のフレームパル
スと同一周期の第３のフレームパルスを生成してから、
同期保護をとったフレームパルスを第２のフレームパル
スとして出力するようにしている。これにより、誤同期
防止のために従来から用いられているフレーム同期保護
を行うことができ、より信頼性を向上させることができ
る。

【００１５】請求項４記載の発明では、請求項２記載の
シリアルデータ監視装置で、フレームパルス位相調整手
段は、フレームパルス生成手段によって生成された第２
のフレームパルスが予め決められた期間内に入力されな
いときには自走フレームパルスの出力を停止することを
特徴としている。

【００１６】すなわち請求項４記載の発明では、フレー
ムパルス生成手段によって生成された第２のフレームパ
ルスが予め決められた期間内に入力されないときには、
伝送路誤りが頻発していると判断し、このような場合に
下流装置に対してフレームパルスを送出することが好ま
しくないようなシステムでは、自走フレームパルスの送
出を停止することができる。

【００１７】請求項５記載の発明では、請求項１または
請求項２記載のシリアルデータ監視装置で、パルス伝送
信号は送信データと第１のフレームパルスとをビット単
位で排他的論理和をとることによって生成され、第２の
フレームパルスは受信手段によって受信された送信デー
タとパルス伝送信号とをビット単位で排他的論理和をと
ることによって生成することを特徴としている。

【００１８】すなわち請求項５記載の発明では、パルス
伝送信号は第１のフレームパルスと送信データとをビッ
ト単位で排他的論理和をとり、さらに第２のフレームパ
ルスは受信した送信データとパルス伝送信号とをビット
単位で排他的論理和をとることでそれぞれ生成するよう
にしている。

【００１９】

【発明の実施の形態】

【００２０】

【実施例】以下実施例につき本発明を詳細に説明する。

【００２１】図１は本発明の一実施例におけるシリアル
データ監視装置の構成の概要を表わしたものである。こ
のシリアルデータ監視装置では、送信ブロック２０と受
信ブロック２１とが伝送路２２を介して接続されてい
る。伝送路２２上には、シリアルデータ信号２３と送信
ＦＰ２４と同期クロック信号２５とがそれぞれ別個に伝
送されている。このように本実施例におけるシリアルデ
ータ監視装置は、送信ブロック２０および受信ブロック
２１に同期のとれたクロックが同期クロック信号２５と
して供給され、ＦＰを用いてシリアルデータを伝送する
フレーム同期伝送が行われている。本実施例におけるシ
リアルデータ監視装置の特徴とするところは、送信側で
ＦＰと送信データの排他的論理和をとることで伝送路で
の信号誤りを検出するための情報を生成し、受信側でそ
の信号誤りを検出するための情報と受信データの排他的
論理和をとることで伝送路での誤りの発生を検出するこ
とを第１の特徴としている。さらに受信したシリアルデ
ータ信号２３と誤り検出信号２４と同期クロック信号２
５からＦＰを再生することを第２の特徴としている。

【００２２】このようなシリアルデータ監視装置の送信
ブロック２０では、送信すべきデータがシリアルデータ
である送信データ２６は、信号分岐器２７によって第１
の分岐送信データ２８と第２の分岐送信データ２９とに
２分岐される。第１の分岐送信データ２８は、フリップ
フロップ３０に入力され、送受信側で同期がとれている
同期クロック２５によってリタイミングされる。フリッ
プフロップ３０によってリタイミングされた送信データ
は、シリアルデータ信号２３として受信ブロック２１に
送出される。一方、第２の分岐送信データ２９は、排他
的論理和（EXclusive OR：以下、ＥＸＯＲと略す。）回
路３１の一方の入力端に入力される。また、ＥＸＯＲ回
路３１の他方の入力端には同期ＦＰ３２が入力されてお
り、シリアルデータである第２の分岐送信データ２９と
同期ＦＰ３２がビット単位で排他的論理和が演算され、
ＥＸＯＲ演算信号３３として送出される。このＥＸＯＲ
演算信号３３は、フリップフロップ３４に入力され、同
期クロック２５によってリタイミングされる。フリップ
フロップ３４によってリタイミングされたＥＸＯＲ演算
信号は、送信ＦＰ２４として受信ブロック２１に送出さ
れる。

【００２３】シリアルデータ監視装置の受信ブロック２
１では、シリアルデータ信号２３が信号分岐器３５に入
力される。信号分岐器３５に入力された送信データ信号
は、第１の分岐受信データ３６と第２の分岐受信データ
３７とに２分岐される。第１の分岐受信データ３６は、
フリップフロップ３８に入力され、送受信側で同期がと
れている同期クロック２５によってリタイミングされ
る。フリップフロップ３８によってリタイミングされた
分岐受信データは、受信ブロック２１で受信すべきシリ
アルデータである受信データ３９となる。一方、第２の
分岐受信データ３７は、ＥＸＯＲ回路４０の一方の入力
端に入力される。また、ＥＸＯＲ回路４０の他方の入力
端には送信ＦＰ２４が入力されており、ＥＸＯＲ回路３
１で同期ＦＰ３２と送信シリアルデータとの間で排他的
論理和が演算された送信ＦＰと受信データとがビット単
位で再び排他的論理和演算され、ＥＸＯＲ演算信号４１
として送出される。ＥＸＯＲ演算信号４１は、信号分岐
器３５で受信されたシリアルデータ信号２３とＥＸＯＲ
回路４０で受信された送信ＦＰ２４と同期クロック２５
いずれにも伝送誤りがない場合、同期ＦＰ３２と同じ信
号が得られる。ＥＸＯＲ演算信号４１は、フリップフロ
ップ４２に入力され、同期クロック２５によってリタイ
ミングされる。フリップフロップ４２によってリタイミ
ングされたＥＸＯＲ演算信号は、受信ＦＰ４３としてフ
レーム周期カウンタ４４に入力される。

【００２４】フレーム周期カウンタ４４は、送信時と同
じ所定のフレーム周期Ｆで受信ＦＰ４３が入力されてい
るか否かを検出することができるようになっている。受
信ＦＰ４３が所定のフレーム周期Ｆで入力されているこ
とが検出された場合には、このフレーム周期と同じ周期
のフレーム周期一致信号４５を出力することができるよ
うになっている。一方、受信ＦＰ４３が所定のフレーム
周期の間、入力されていないと検出された場合には、信
号伝送中に誤りが発生したと判断し、データエラー・ア
ラームとして警報信号４６を出力することができるよう
になっている。この警報信号４６は、送信側に再送を要
求したり、受信データを廃棄するなど伝送データの信頼
性を向上させるために用いることができる。

【００２５】フレーム周期カウンタ４４から出力された
フレーム周期一致信号４５は、同期ＦＰ３２と同じ周期
でフレーム保護回路４７に入力される。フレーム保護回
路４７は、誤同期防止のためｎ段のフレーム同期保護を
とり、ｎ段一致した場合にフレーム同期保護信号４８を
出力する。このフレーム同期保護信号４８は、ＦＰ生成
回路４９にトリガ信号として入力される。ＦＰ生成回路
４９は、フレーム同期保護信号４８の入力位相に合わせ
て再生ＦＰ５０を出力することができるようになってい
る。また、伝送誤りによりフレーム同期保護信号４８の
入力がない場合でも、フレーム周期で自走を行うことで
伝送中の信号誤りによるＦＰ位相誤りを吸収し、正常な
タイミングのＦＰを再生ＦＰ５０として出力することが
できるようになっている。これにより、送信側の同期Ｆ
Ｐ３２の位相が変化した場合でも、ｎ段同期保護後に正
常なタイミングのＦＰを出力させることができる。

【００２６】次に、このようなＦＰの再生を可能とする
受信ブロックの要部について説明する。まず、フレーム
周期カウンタ４４の構成の一例について説明する。

【００２７】図２は、図１に示したフレーム周期カウン
タ４４の要部構成を表わしたものである。このフレーム
周期カウンタ４４では、カウンタ５５を備えている。こ
のカウンタ５５には同期クロック２５および受信ＦＰ４
３がそれぞれ入力されている。カウンタ５５は同期クロ
ック２５を基準クロックとしてカウントを行い、受信Ｆ
Ｐ４３によってカウント値のリセットが行われる。ま
た、カウンタ５５は送信ブロック２０の同期ＦＰ３２と
同一のフレーム周期分のカウントを終了した後は、フレ
ーム周期一致信号４５を送出するが、受信ＦＰ４３の入
力がない限りカウントを開始しないようになっている。
したがって、カウンタ５５は、予め送信ブロック２０の
同期ＦＰ３２と同一のフレーム周期分に対応して適切な
受信ＦＰ４３が入力されている限り、このこのフレーム
周期ごとにフレーム周期一致信号４５を出力できるよう
になっている。また、このフレーム周期カウンタ４４
は、ＥＸＯＲ回路５６を備えており、受信ＦＰ４３およ
びフレーム周期一致信号４５を入力とし、これらの排他
的論理和が警報信号４６として出力されるようになって
いる。すなわちカウンタ５５が適切な受信ＦＰ４３が入
力されて同期クロック２５を基準クロックとしてフレー
ム周期一致信号４５が、受信ＦＰ４３と同一タイミング
で出力されないときに、この誤り分がパルスとして警報
信号４６として出力されることになる。このとき、１フ
レーム内に複数の警報信号４６パルスが出力されること
になる。

【００２８】図３は、図２に示したフレーム周期カウン
タ４４において受信ＦＰ４３が誤って挿入されたときの
各信号の動作波形を表わしたものである。図３（ａ）は
受信ＦＰ４３、同図（ｂ）は同期クロック２５、同図
（ｃ）はフレーム周期一致信号４５、同図（ｄ）は警報
信号４６それぞれの動作波形の概要を表わしている。

【００２９】フレーム５７、５８のように伝送途中に誤
りが発生せず、波形５９に示すように受信ＦＰ４３が同
期ＦＰ３２と同一のフレーム周期Ｆでフレーム周期カウ
ンタ４４に入力されているとき、カウンタ５５は受信Ｆ
Ｐ４３が入力されるたびに波形６０に示す同期クロック
２５を基準クロックとしてカウントを行い、送信ブロッ
ク２０の同期ＦＰ３２と同一のフレーム周期ごとにフレ
ーム周期一致信号４５を出力する（図３の波形６１）。
このときは受信ＦＰ４３とフレーム周期一致信号４５が
同一タイミングで出力されるので、警報信号４６のパル
スは出力されない（図３の波形６２）。

【００３０】しかし、伝送途中に誤りが発生してフレー
ム６３の誤りパルス６４が受信ＦＰ４３に挿入されたと
き、カウンタ５５はフレーム６３の最初の受信ＦＰ４３
のパルス６５の入力により、カウントを開始する。しか
し、カウンタ５５には送信ブロック２０の同期ＦＰ３２
と同一のフレーム周期分のカウントが終了しないうちに
誤りパルス６４が入力されてしまうため、この時点で再
びカウント値をリセットしてしまう。従ってカウンタ５
５はフレーム６６の所定のフレーム周期一致信号４５は
出力しないことになる（図３のパルス６７）。ＥＸＯＲ
回路５６は、受信ＦＰ４３とカウンタ５５の出力である
フレーム周期一致信号４５との排他的論理和を出力する
ので、フレーム６３の受信ＦＰ４３に挿入された誤りパ
ルス６４のタイミングと、フレーム６６のフレーム周期
一致信号４５に本来出力されるはずのパルス６７のタイ
ミングにおいて、警報信号４６として２つのパルスが出
力される（図３のパルス６８₁、６８₂）。また同期クロ
ック信号２５が伝送途中に誤りが発生しても同様に検出
できる。

【００３１】図４は、図２に示したフレーム周期カウン
タ４４において受信ＦＰ４３が誤って挿入されないとき
の各信号の動作波形を表わしたものである。図４（ａ）
は受信ＦＰ４３、同図（ｂ）は同期クロック２５、同図
（ｃ）はフレーム周期一致信号４５、同図（ｄ）は警報
信号４６それぞれの動作波形の概要を表わしている。

【００３２】フレーム５７、５８のように伝送途中に誤
りが発生せず、波形５９に示すように受信ＦＰ４３が同
期ＦＰ３２と同一のフレーム周期Ｆでフレーム周期カウ
ンタ４４に入力されているとき、カウンタ５５は受信Ｆ
Ｐ４３が入力されるたびに波形６０に示す同期クロック
２５を基準クロックとしてカウントを行い、送信ブロッ
ク２０の同期ＦＰ３２と同一のフレーム周期ごとにフレ
ーム周期一致信号４５を出力する（図４の波形６１）。
このときは受信ＦＰ４３とフレーム周期一致信号４５が
同一タイミングで出力されるので、警報信号４６のパル
スは出力されない（図４の波形６２）。

【００３３】しかし、伝送途中に誤りが発生してフレー
ム６６の受信ＦＰ４３に本来挿入されているはずのパル
スがないとき（図４の６９₁）、カウンタ５５はフレー
ム６６の受信ＦＰ４３の入力によりカウントを開始する
ため、このフレームにおいてカウンタ５５のカウントが
開始されない。したがって、フレーム６６の次フレーム
の最初に出力されるはずのフレーム周期一致信号４５が
出力されない（図４の６９₂）。ＥＸＯＲ回路５６は、
受信ＦＰ４３とカウンタ５５の出力であるフレーム周期
一致信号４５との排他的論理和を出力するので、フレー
ム６６の受信ＦＰ４３に本来挿入されるはずのパルス６
９₁のタイミングと、フレーム６６の次フレームの最初
にフレーム周期一致信号４５に本来出力されるはずのパ
ルス６９ ₂のタイミングにおいて、警報信号４６として
２つのパルスが出力される（図４のパルス６８₁、６
８₂）。また同期クロック信号２５が伝送途中に誤りが
発生しても同様に検出できる。

【００３４】このようにフレーム周期カウンタ４４は、
受信ＦＰ４３の入力によりカウント値をリセットすると
ともに、カウント終了後は受信ＦＰ４３が入力されない
限りカウントを開始しないようにしたカウンタ５５を備
えるようにした。そして、同期クロック２５に基づいて
カウント値をフレーム周期一致信号４５として出力し、
このフレーム周期一致信号４５と受信ＦＰ４３との排他
的論理和をとることで、受信ＦＰ４３あるいは同期クロ
ック２５の伝送途中の誤りを検出し、これをフレーム周
期一致信号４５および警報信号４６として出力すること
ができるようになっている。

【００３５】フレーム保護回路４７は、公知の前方ｎ段
後方１段のフレーム同期保護回路であり、図示は省略す
る。フレーム保護回路４７に入力されるフレーム周期一
致信号４５は、伝送誤りが無ければ同期ＦＰ３２と同一
周期Ｆで入力されるはずである。そこで、周期Ｆで出力
されるフレーム位置パルスを生成し、これとフレーム周
期一致信号４５とが同一タイミングで出力されているか
否かを１フレームごとに検出し、ｎ回連続して同一タイ
ミングで出力されていることが検出されたときには、同
期がとれているものと判断して後方ｎ段保護が行われ
る。このようにしてｎ回連続して同一タイミングで出力
されていることが検出されたときにフレーム同期保護信
号４８がＦＰ生成回路４９に対してトリガ信号として出
力されるようになっている。もちろん、適用するシステ
ムに応じて最適な前方保護段数および後方保護段数を選
択することが望ましい。

【００３６】次に、ＦＰ生成回路４９について説明す
る。

【００３７】図５は、ＦＰ生成回路４９の構成の概要を
表わしたものである。ＦＰ生成回路４９に入力されたフ
レーム同期保護信号４８は、位相検出回路７０に入力さ
れている。位相検出回路７０は同期クロック２５からの
フレーム同期保護信号４８の位相のずれを検出すること
ができ、その位相のずれを自走ＦＰ発生回路７１に送出
する。自走ＦＰ発生回路７１は、同期クロック２５に基
づいて自走し、送信ブロック２０の同期ＦＰ３２と同一
のフレーム周期Ｆを有する自走ＦＰ７５を生成し、位相
検出回路７０から通知された位相のずれに合わせてこれ
を再生ＦＰ５０として出力することができるようになっ
ている。

【００３８】このようにＦＰ生成回路４９は、フレーム
同期保護信号４８の入力位相に合わせて位相調整を行っ
た再生ＦＰ５０を出力するとともに、このフレーム同期
保護信号４８が伝送路誤りにより入力されない場合でも
フレーム周期Ｆで自走ＦＰを出力させることでビット誤
り時のＦＰ位相誤りを吸収して正常なＦＰを下流に出力
することができるようになっている。

【００３９】次に、図１および図６を参照してこれまで
説明した要部構成のシリアルデータ監視装置の動作につ
いて説明する。

【００４０】図６は本実施例におけるシリアルデータ監
視装置の各部の信号動作波形の概要を表わしたものであ
る。ここでは、フレーム保護回路４７は前方２段後方１
段のフレーム同期保護回路であるものとする。送信ブロ
ック２０内の各部の信号動作波形として、図６（ａ）は
同期クロック信号２５、同図（ｂ）は送信データ２６、
同図（ｃ）は同期ＦＰ３２、同図（ｄ）はＥＸＯＲ演算
信号３３それぞれの信号動作波形を表わしている。ま
た、受信ブロック２１内の各部の信号動作波形として、
図６（ｅ）は同期クロック信号２５、同図（ｆ）はシリ
アルデータ信号２３、同図（ｇ）は送信ＦＰ２４、同図
（ｈ）はＥＸＯＲ演算信号４１、同図（ｉ）はフレーム
周期一致信号４５、同図（ｊ）はフレーム同期保護信号
４８、同図（ｋ）は再生ＦＰ５０それぞれの信号動作波
形を表わしている。

【００４１】送信ブロック２０では、同期クロック信号
２５および送信データ２６がそれぞれ図６（ａ）、
（ｂ）に示すように入力されているものとする（図６の
波形８０、８１）。同期クロック信号２５は、送信ブロ
ック２０および受信ブロック２１において同期がとれて
いる（図６の波形８０、８２）。同期ＦＰ３２は、同期
クロック２５に同期して所定のフレーム周期Ｆごとに入
力されている（図６の波形８３）。送信データ２６は信
号分岐器２７によって第１および第２の分岐送信データ
２８、２９に２分岐され、ＥＸＯＲ回路３１において同
期ＦＰ３２と第２の分岐送信データ２８との排他的論理
和が演算される。すなわち、同一タイミングにおける送
信データ２６と同期ＦＰ３２とがビット単位で、互いに
１または０の相反するビット値であるときにのみ“１”
となり、その結果としてＥＸＯＲ演算信号３３が出力さ
れている（図６の波形８４）。そして、ＥＸＯＲ演算信
号３３および第１の分岐送信データ２８は、ともにフリ
ップフロップ３４および３０により同期クロック２５で
リタイミングされる。このように送信ブロック２０で
は、同期クロック信号２５と、この信号でリタイミング
された送信ＦＰ２４およびシリアルデータ信号２３を送
出することによって、伝送誤り検出のための監視信号等
の信号本数増加を防いでいる。

【００４２】受信ブロック２１では、伝送路２２を介し
て送信ブロック２０によって送出されたシリアルデータ
信号（図６の波形８５）は、信号分岐器３５で第１およ
び第２の分岐受信データ３６、３７に２分岐される。こ
こで、図６（ｆ）のシリアルデータ信号２３に破線部８
６で示すような伝送路誤りが発生したものとする。上述
したように送信ＦＰ２４は、ＥＸＯＲ演算信号３３をフ
リップフロップでリタイミングしただけであるから、各
フレームにおける波形は図６（ｄ）に示すＥＸＯＲ演算
信号３３と同じ波形で伝送されてくる（図６の波形８
７）。そこで受信ブロック２１のＥＸＯＲ回路４０で、
シリアルデータ信号を２分岐した第２の分岐受信データ
３７と送信ＦＰ２４との排他的論理演算を行うと、ビッ
ト単位で、互いに１または０の相反するビット値である
ときにのみ“１”となるため、伝送路誤りがなければ同
期ＦＰ３２と同一波形がＥＸＯＲ演算信号４１として出
力されることになる。しかし、破線部８６で示すように
伝送路誤りがある場合は、ＥＸＯＲ回路４０での排他的
論理和演算により誤検出パルス８８が伝送路誤り位置と
同タイミングで検出されることになる（図６の波形８
９）。

【００４３】このようなＥＸＯＲ演算信号４１がフリッ
プフロップ４２でリタイミングされた後、フレーム周期
カウンタ４４に入力されると、図２に示すカウンタ５５
からフレーム周期Ｆごとに受信ＦＰ４３の入力に合わせ
てカウントされるフレーム周期一致信号４５が出力され
ず（図６の波形９０）、また同時に伝送路データ誤りが
発生したと判断して外部に対して警報信号４６が出力さ
れることになる。しかし、破線部８６の伝送路誤り以外
についてはフレーム周期一致信号４５をフレーム周期Ｆ
ごとに出力する（図６の波形９１）。

【００４４】フレーム保護回路４７では、フレーム周期
一致信号４５のパルスを保護を取ることにより万が一デ
ータがフレーム周期で誤り、フレーム周期一致信号４５
のパルスが誤って発生した場合でも下流に誤ったフレー
ムパルスを送出することを防ぐために、前方２段後方１
段保護をとっている。これにより、フレーム周期一致信
号４５が２回連続して所定のフレーム周期Ｆで入力され
てはじめて、フレーム同期保護信号４８を出力する（図
６の波形９２）。ＦＰ生成回路４９では、フレーム同期
保護信号４８が入力されると、その周期に合わせて再生
ＦＰ５０を自走して生成する。フレーム保護回路４７で
図６（ｊ）に示すフレーム同期保護信号４８が歯抜け状
態になったとしても、下流には正常にフレーム周期Ｆで
再生ＦＰを送出される（図６に波形９３）。

【００４５】これまで説明したように本実施例における
シリアルデータ監視装置は、送信ブロック１０で送信デ
ータ２６と同期ＦＰ３２の排他的論理和を行って送信Ｆ
Ｐ２４を生成し、受信側では受信データと送信ＦＰ２４
の排他的論理和を行って、所定のフレーム周期Ｆとの一
致の検出を行うようにしている。これにより、伝送途中
で発生した伝送路誤りを検出できる。さらに、このよう
にして伝送路に誤りが発生してフレーム周期Ｆとの不一
致が検出されたときにも、ｎ段保護後にそれまで入力さ
れていたフレーム周期Ｆとの一致検出信号であるフレー
ム同期保護信号４８の位相に合わせて自走ＦＰを再生Ｆ
Ｐ５０として下流に送出させることで、ビット誤り時の
ＦＰ位相誤りを吸収し、正常なＦＰを下流側に供給して
いる。

【００４６】変形例

【００４７】本実施例におけるシリアルデータ監視装置
では、フレーム周期カウンタ４４およびフレーム保護回
路４７およびＦＰ生成回路４９により、フレーム周期カ
ウンタ４４でデータエラーの発生時にもＦＰ生成回路４
９で生成した自走ＦＰにより下流に再生ＦＰを送出する
ようにしていた。しかし、システムによってはデータエ
ラーが頻発した場合、もはや下流にＦＰを送出する必要
がない場合もある。そこで、本実施例におけるシリアル
データ監視装置のＦＰ生成回路で、フレーム保護回路４
８から入力されるフレーム同期保護信号４８を監視し、
ある一定期間に任意の複数のＮ個のフレーム入力がない
ことに起因してこの信号の入力が検出されない場合、再
生ＦＰ５０の送出を停止させることによって下流に不要
なＦＰが送出されるのを防ぐことができる。

【００４８】なお本実施例および本変形例におけるシリ
アルデータ監視装置では、送信側で送信データとＦＰの
排他的論理和をとった送信ＦＰを生成し、受信側で受信
データと送信ＦＰの排他的論理和でＦＰを再生するとと
もに、伝送途中における伝送路誤りを検出するようにし
ていたが、送信側および受信側での演算が排他的論理和
演算のみに限定されない。送信側における送信データと
ＦＰ、受信側における送信ＦＰと受信データを演算し
て、伝送路誤り検出および受信側でのＦＰの再生を行う
ことができれば、この演算方法に限定されるものではな
い。

【００４９】また本実施例および本変形例におけるフレ
ーム周期カウンタ４４あるいはＦＰ生成回路４９の要部
構成に限定されるものではないのは当然である。

【００５０】また送信ブロック２０と受信ブロック２１
とを接続する伝送路は、その伝送路の信号形態に限定さ
れない。例えば、伝送路を介して伝送される信号が、光
信号であっても電気信号であっても構わない。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、新たに送受信ブロック間で信号線を追加する
ことなく、伝送途中に発生した伝送路誤りの発生の検出
と、受信側でのフレームパルスの再生を行うことができ
るようになる。さらに、伝送速度を上げて信号を多重化
するといった手法を用いる必要がなくなるため、装置を
小型化することも可能となる。また、送受信ブロック間
はデータ信号線、ＦＰ、クロック信号線のみで接続すれ
ばよいので、送受側において変更に必要が生じたとして
も伝送路を変更する必要がなくなるため、システムの拡
張性に優れている。

【００５２】また請求項２記載の発明によれば、請求項
１記載の発明による効果に加えて、伝送路誤り発生通知
手段で伝送途中の誤り発生が検出された場合でも、伝送
路誤りが発生していないときの第２のフレームパルスの
入力位相に合わせて、第１のフレームパルスと同一周期
のフレームパルスを下流装置に供給することができるよ
うになる。

【００５３】さらに請求項３記載の発明によれば、誤同
期防止のために従来から用いられているフレーム同期保
護を行うことができ、より信頼性を向上させることがで
きる。

【００５４】さらにまた請求項４記載の発明によれば、
下流装置に対してフレームパルスを送出することが好ま
しくないようなシステムにおいても、自走フレームパル
スの送出を停止させるのみで適用することができる。

【００５５】さらに請求項５記載の発明によれば、排他
的論理和は非常に簡素な構成で実現することができるの
で、装置の低コスト化を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるフレームデータ監視
装置の構成の概要を示すブロック図である。

【図２】本実施例におけるフレーム周期カウンタの要部
構成の概要を示すブロック図である。

【図３】本実施例におけるフレーム周期カウンタの伝送
誤りによるパルスが挿入されたときの各部の動作波形を
示すタイミングチャートである。

【図４】本実施例におけるフレーム周期カウンタの伝送
誤りによる本来挿入されるパルスがないときの各部の動
作波形を示すタイミングチャートである。

【図５】本実施例におけるＦＰ生成回路の要部構成の概
要を示すブロック図である。

【図６】本実施例におけるフレームデータ監視装置の各
部の動作波形を示すタイミングチャートである。

【図７】従来提案されたフレーム同期伝送システムの構
成の概要を示すブロック図である。

【符号の説明】

２０ 送信ブロック ２１ 受信ブロック ２２ 伝送路 ２３ シリアルデータ信号 ２４ 送信ＦＰ ２５ 同期クロック信号 ２６ 送信データ ２７、３５ 信号分岐器 ２８ 第１の分岐送信データ ２９ 第２の分岐送信データ ３０、３４、３８、４２ フリップフロップ ３１、４０ ＥＸＯＲ回路 ３２ 同期ＦＰ ３３、４１ ＥＸＯＲ演算信号 ３６ 第１の分岐受信データ ３７ 第２の分岐受信データ ３９ 受信データ ４３ 受信ＦＰ ４４ フレーム周期カウンタ ４５ フレーム周期一致信号 ４６ 警報信号 ４７ フレーム保護回路 ４８ フレーム同期保護信号 ４９ ＦＰ生成回路 ５０ 再生ＦＰ

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基準クロックに同期した送信データを、
   所定のフレーム周期の区切りごとにこの基準クロックの
   １クロックに相当する区間だけそれ以外の区間の信号状
   態と反転させた信号とした第１のフレームパルスとの間
   で排他的論理和をとり、これによってパルス伝送信号を
   生成するパルス伝送信号生成手段と、 前記送信データとこのパルス伝送信号生成手段によって
   生成されたパルス伝送信号とをそれぞれ別個の伝送路に
   送出する送出手段と、 この送出手段によって前記伝送路を介して送出された前
   記送信データおよび前記パルス伝送信号とを受信する受
   信手段と、 この受信手段によって受信された前記パルス伝送信号を
   前記送信データの受信後の信号と排他的論理和をとって
   前記第１のフレームパルスと同一周期の第２のフレーム
   パルスを生成するフレームパルス生成手段と、 このフレームパルス生成手段によって生成された第２の
   フレームパルスが前記第１のフレームパルスと同一周期
   であるか否かを判別する同一周期判別手段と、 この同一周期判別手段によって前記第１および第２のフ
   レームパルスが同一周期でないと判別されたときには前
   記伝送路の誤りの発生を通知する伝送路誤り発生通知手
   段とを具備することを特徴とするシリアルデータ監視装
   置。
2. 【請求項２】 基準クロックに同期した送信データを、
   所定のフレーム周期の区切りごとにこの基準クロックの
   １クロックに相当する区間だけそれ以外の区間の信号状
   態と反転させた信号とした第１のフレームパルスとの間
   で排他的論理和をとり、これによってパルス伝送信号を
   生成するパルス伝送信号生成手段と、 前記送信データとこのパルス伝送信号生成手段によって
   生成されたパルス伝送信号とをそれぞれ別個の伝送路に
   送出する送出手段と、 この送出手段によって前記伝送路を介して送出された前
   記送信データおよび前記パルス伝送信号とを受信する受
   信手段と、 この受信手段によって受信された前記パルス伝送信号を
   前記送信データの受信後の信号と排他的論理和をとって
   前記第１のフレームパルスと同一周期の第２のフレーム
   パルスを生成するフレームパルス生成手段と、 このフレームパルス生成手段によって生成された第２の
   フレームパルスが前記第１のフレームパルスと同一周期
   であるか否かを判別する同一周期判別手段と、 この同一周期判別手段によって前記第１および第２のフ
   レームパルスが同一周期でないと判別されたときには伝
   送路誤りの発生を通知するとともに前記第２のフレーム
   パルスの出力を停止する伝送路誤り発生通知手段と、 前記基準クロックに基づいて前記第１のフレームパルス
   と同一周期の自走フレームパルスを生成する自走フレー
   ムパルス生成手段と、 前記フレームパルス生成手段によって生成された第２の
   フレームパルスの位相に合わせてこの自走フレームパル
   ス生成手段によって生成された自走フレームパルスを出
   力するフレームパルス位相調整手段とを具備することを
   特徴とするシリアルデータ監視装置。
3. 【請求項３】 前記フレームパルス生成手段は、前記送
   信データに基づいて前記パルス伝送信号から前記第１の
   フレームパルスと同一周期の第３のフレームパルスを生
   成し、この第３のフレームパルスの同期保護をとること
   によって第２のフレームパルスを生成することを特徴と
   する請求項１または請求項２記載のシリアルデータ監視
   装置。
4. 【請求項４】 前記フレームパルス位相調整手段は、前
   記フレームパルス生成手段によって生成された第２のフ
   レームパルスが予め決められた期間内に入力されないと
   きには前記自走フレームパルスの出力を停止することを
   特徴とする請求項２記載のシリアルデータ監視装置。
5. 【請求項５】 前記パルス伝送信号は前記送信データと
   前記第１のフレームパルスとをビット単位で排他的論理
   和をとることによって生成され、前記第２のフレームパ
   ルスは前記受信手段によって受信された送信データと前
   記パルス伝送信号とをビット単位で排他的論理和をとる
   ことによって生成することを特徴とする請求項１または
   請求項２記載のシリアルデータ監視装置。