JP4952167B2

JP4952167B2 - データ伝送装置

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Publication number: JP4952167B2
Application number: JP2006256926A
Authority: JP
Inventors: 大介井口
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2006-09-22
Filing date: 2006-09-22
Publication date: 2012-06-13
Anticipated expiration: 2026-09-22
Also published as: JP2008079074A

Description

この発明は、パーソナルコンピューター等の情報機器や、当該パーソナルコンピューターに接続して使用されるプリンター、あるいは複写機やファクシミリ等の画像形成装置などの電子機器において、当該電子機器に用いられる大規模ＬＳＩ等の半導体集積回路を搭載したプリント配線基板などからなる電子回路のデータ伝送装置に関するものである。

特開２００４−１７１２５４号公報特開２００５−２４４４７９号公報

従来、この種のパーソナルコンピューター等の情報機器や、当該パーソナルコンピューターに接続されて使用されるプリンター、あるいは複写機やファクシミリ等の画像形成装置などの電子機器においては、当該電子機器に用いられるＬＳＩの処理能力の増大に伴って、ＬＳＩ間で複数の大規模なデータを高速でやりとりする必要性が増してきている。

このように、ＬＳＩ間で複数のデータをやりとりするディジタルデータ伝送装置においては、例えば、ｎ本の複数の伝送路で並列的にデータを送ることにより、１本の伝送路でデータを送る場合に比較して、単位時間当たりのデータの伝送量は、ｎ倍となる。そのため、ＣＰＵのメモリバスなどのデータ伝送路では、上述したようなパラレルデータ伝送方式が発達してきた。

しかしながら、パラレルデータ伝送装置の場合には、データの伝送速度を高速化するにあたって、ＬＳＩ等の半導体集積回路自身がもつバラツキに起因したタイミング・スキューが問題となり、限界に近づきつつある。１ビットあたりの伝送時間は、例えば、２．５Ｇｂｐｓ（ｂｉｔｐｅｒｓｅｃ）の伝送速度で、４００ｐｓ（ｐｉｃｏｓｅｃ）となるが、伝送線路長のバラツキや、半導体集積回路内のタイミングのばらつき、あるいは負荷容量のバラツキ等のマージンを考慮すると、せいぜい１Ｇｂｐｓ（５００ＭＨｚ）が限界と見られている。

上記データ伝送のうち、ボード間、ユニット間、さらには装置間といった中長距離のデータ伝送においては、パラレルデータをシリアルデータに変換して高速伝送する、いわゆるシリアル伝送方式が用いられている。

しかしながら、例えば、ＣＰＵのメモリバスのように、短距離で高いスループットが求められるデータ伝送においては、チャネルあたりの伝送速度の限界と、直列／並列変換のレイテンシ（latency ：処理による信号の遅延）が問題となるため、シリアルデータ伝送は、適用することができない。

そこで、パラレルデータ伝送を高速に行うためには、チャネル間の伝送時間のばらつき等を補正する手段が必要となり、特開２００４−１７１２５４号公報や特開２００５−２４４４７９号公報等に開示されているように、既に種々の技術が提案されてきている。

上記特開２００４−１７１２５４号公報に係るデータ転送装置は、送信装置と、この送信装置からの信号をパラレル方式で送信するための複数の信号線を備えた装置間配線と、この装置間配線を介して送られてきた信号を受信する受信装置とから成るデータ転送装置において、
前記送信装置は、前記複数の信号線の間で生じる遅延ばらつきを補正するための調整モードを指示する調整モード選択信号が入力されたときにステップ状変化点を有する調整用信号を出力する調整用信号出力手段と、この調整用信号出力手段から出力された調整用信号を前記複数の信号線のすべてに同期をとって出力する送信手段とを有し、
前記受信装置は、前記複数の信号線の各々を介して受信した受信調整用信号のすべてについてそのステップ状変化点が到達したことを検出して変化点検出信号を出力する調整用信号検出手段と、前記複数の信号線の各々に対して設けられ各信号線ごとの受信調整用信号に複数の相異なる遅延量を与えた遅延信号を生成するための遅延手段と、この遅延手段ごとに設けられて当該遅延手段が出力する遅延信号の１つを選択して出力する選択手段と、前記調整用信号検出手段が前記変化点検出信号を出力したときに前記遅延手段が出力する遅延信号の内で前記ステップ状変化点が含まれているものの内の最も大きい遅延量をもつ遅延信号を検出して該検出した遅延信号を前記選択手段が選択するように制御する遅延量決定手段とを有するとともに、
前記受信装置は、前記調整モードでない通常動作時には前記複数の信号線を介して受信した信号の各々を前記遅延手段の各々へ入力し、各遅延手段の出力のうち前記遅延量決定手段により制御された選択手段に選択された遅延信号をデータ取込手段へ入力するように構成したものである。

また、特開２００５−２４４４７９号公報に係る伝送装置は、スキュー調整回路と、送信器と、伝送路と、受信器とを備える複数の回路ブロックと、前記回路ブロックごとのデスキュー量情報を生成する調整回路とを有し、前記スキュー調整回路は、前記調整回路で生成された前記デスキュー情報に基づいてスキュー調整された信号を前記送信器に供給する伝送装置において、
前記回路ブロックは、
エッジからなるデスキュー信号を生成し前記送信器に供給するデスキュー信号発生回路と、
前記デスキュー信号による反射波を検出する反射波検出回路と、
前記デスキュー信号発生から前記反射波の検出までの時間を計る時間計測回路と、
を備え、
前記調整回路に前記時間計測回路で計測された前記時間のデータを供給すように構成したものである。

上記特開２００４−１７１２５４号公報に係るデータ転送装置の場合には、遅延手段が出力する遅延信号の内で前記ステップ状変化点が含まれているものの内の最も大きい遅延量をもつ遅延信号を検出して、当該検出した遅延信号を選択手段によって選択するように制御する遅延量決定手段を有し、パラレルデータ転送において信号時間の遅延ばらつきを自動補正して、遅延ばらつきのある信号線でも高速転送が行なえるようにしたものである。

ここで、自動補正は、送信側からステップ状に変化する調整用信号を同期をとって装置間配線へ出力し、受信側で各信号線経由の調整用信号をもとに複数のチャネル間のタイミング誤差を補正する調整手段をもつものである。

しかし、上記特開２００４−１７１２５４号公報に係るデータ転送装置の場合には、例えば、温度変化による特性の変動といった事象が発生するたびに、調整用信号を発生して補正しなければならず、更には受信側で同一のクロックを用いるのに対して、全てのチェネルに対して一度受信したデータにさらにタイミング補正のバッファ動作を加えねばならないという問題点を有している。

また、上記特開２００４−１７１２５４号公報に係るデータ転送装置の場合には、複数の受信素子で同期をとる場合など、１個のタイミング調停手段で行なうのは現実的でないという問題点を有している。

一方、上記特開２００５−２４４４７９号公報に係る伝送装置の場合には、エッジからなるデスキュー信号を生成するとともに、デスキュー信号による反射波を検出して、デスキュー信号発生から反射波の検出までの時間を時間計測回路によって計測し、回路ブロックに設けられたスキュー調整回路によって、回路ブロックごとのデスキュー量情報を生成して調整するように構成したものである。

しかしながら、この特開２００５−２４４４７９号公報に係る伝送装置の場合には、その請求項２に記載されているように、受信端が伝送線路のインピーダンスに対して高インピーダンスで、ほぼ受信信号のエネルギーが全反射することを前提としており、シグナルインテグリティの要求から、リンギング等が発生してしまい、近年主流となっている受信端整合のバスに用いることができないという問題点を有している。

これに対して、差動伝送方式は、電磁的に密結合した２本の信号線を用いて、それぞれ非反転信号と反転信号の２相の信号を伝送する方式である。この差動伝送方式においては、非反転信号と反転信号が互いに信号電流とリターン電流経路の関係となるため、差動信号成分にとっては、ループ面積が小さく、シングルエンド伝送方式よりも差動モードの電磁放射ノイズを減らし、かつ高速に伝送することが可能であるという特徴を有している。

高速の差動パラレルバスにおいても、非特許文献１に開示されているように、ドライバ回路側でデータ転送のタイミングを制御し、レシーバがパラレルのデータを同時に受け取るように、出力タイミングを調整する技術が用いられている。この場合、受信側からのスキュー補正情報は、送信側に伝送線路を含む別途付加された伝送手段を介して行われる。

これに対して、非特許文献２に開示された技術では、スキューの情報のみならず送信側で波形のイコライジングを行うための情報を含め、受信側で抽出した波形に基づく補正情報をコード化し、これを差動信号線路に同相モードで信号を重畳して送信側に送るように構成したものである。

しかしながら、上記従来技術の場合には、次のような問題点を有している。すなわち、上記非特許文献２に開示された技術の場合には、データの受信側に、補正情報のコード化手段及び送信手段を、又データの送信側には、補正情報信号の受信手段及びデコード手段を設けなければならず、回路の複雑化とコストアップを生じ、更にはコモンコード信号は、微弱な電流でも差動信号より大きな放射電界を生ずるという問題点を有している。

さらに、上記非特許文献２に開示された技術の場合には、モジュールの抜き差しといった回路構成の変化を含め、複数の受信素子を持つ構成に対応するためには、更に、これら複数の受信素子からの補正情報信号に対する調停手段を設けなければならず、更なる回路の複雑化とコストアップを生じるという問題点を有している。

このように、パラレルバスの高速化のためには、差動伝送においてチャネル間でスキュー調整を行うために、送信側で送信タイミングを制御し、受信側で全てのチャネルのタイミングを一致させるのが望ましい。また、高速信号伝送では、伝送路及び負荷の特性に応じた送信端側におけるイコライジングが必要となる。

しかし、これらのチャネル間でのスキュー調整を受信側で抽出した波形に基づく補正情報をもとに行う場合には、この受信側で抽出した波形に基づく補正情報を送信側に送る手段が必要となり、上述したように、１チャネルに複数の受信装置がある場合や、更にはモジュールの抜き差しといった構成の変化に対応できず、また回路が複雑化するといった問題点を有している。

そこで、この発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、差動伝送制御方式を採用したデータ伝送装置において、簡単な回路を用いて、信号の遅延を補正することが可能なデータ伝送装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明によるデータ伝送装置は、データを送信する送信回路と、前記送信回路から送信されたデータを受信する受信回路と、電磁的に密結合した２本の信号線を用い、前記送信回路と前記受信回路とを接続する伝送路とを備え、前記伝送路を介して非反転信号と反転信号の２相の信号を伝送する差動伝送制御方式を用いたデータ伝送装置において、
前記送信回路から信号を受信回路に送信した際に、前記受信回路が有する入力容量による電位差が、前記信号電位に対してマイナスの反射率によって前記送信回路側に逆伝播した電圧変化を前記送信回路側で検出する検出手段と、前記送信回路側の検出手段で検出した電圧変化に基づいて得られる伝播速度情報に基づいて、前記送信回路側で信号を送信する送信タイミングを制御する制御手段とを備えるように構成したものである。

この発明によれば、差動伝送制御方式でデータ信号間のスキュー調整のために、送信器側で送信タイミングを制御し、すべてのデータ信号のタイミングを一致させるのに必要な情報を送信器側で得ることが可能となる。

また、請求項２に記載の発明によるデータ伝送装置は、データを送信する送信回路と、前記送信回路から送信されたデータを受信する受信回路と、電磁的に密結合した２本の信号線を用い、前記送信回路と前記受信回路とを接続する伝送路とを複数備え、前記複数の伝送路を介して非反転信号と反転信号の２相の信号を伝送する差動伝送制御方式を用いたデータ伝送装置において、
前記複数の送信回路からデータ信号を前記複数の受信回路に送信した際に、前記各受信回路が有する入力容量による電位差が、前記信号電位に対してマイナスの反射率によって前記送信回路側に逆伝播した電圧変化を前記各送信回路側で検出する検出手段と、前記各送信回路側の検出手段で検出した電圧変化に基づいて得られる伝播速度情報に基づいて、前記送信回路側で信号を送信する送信タイミングを制御する制御手段とを備えるように構成したものである。

さらに、請求項３に記載の発明によるデータ伝送装置は、請求項１又は２に記載のデータ伝送装置において、
前記受信回路が有する入力容量に起因して生じる電圧変化を前記送信回路側で検出し、当該電圧変化から得られる伝送路特性及び入力容量の情報に基づいて、前記送信回路側でイコライジング処理を行うように構成したものである。

又、請求項４に記載の発明によるデータ伝送装置は、請求項３に記載のデータ伝送装置において、
前記電圧変化の積分値に基づいて前記受信器の入力容量を検出するように構成したものである。

更に、請求項５に記載の発明によるデータ伝送装置は、請求項１乃至４のいずれかに記載のデータ伝送装置において、
前記検出手段は、前記受信回路が有する入力容量による電位差が、前記信号電位に対してマイナスの反射率によって前記送信回路側に逆伝播した電圧変化を検出する際に、前記伝送路の前記受信回路が有する入力容量に起因した非反転信号と反転信号の２相の信号における電圧変化の差信号を用いるように構成したものである。

また、請求項６に記載の発明によるデータ伝送装置は、請求項１乃至５のいずれかに記載のデータ伝送装置において、
前記受信回路は、当該受信回路の回路構成が複数種類にわたって変更可能に構成されており、
前記受信回路が有する入力容量に起因した電圧変化を前記送信回路側で検出し、当該電圧変化に基づいて、前記受信回路の回路構成の変更を検出するように構成したものである。

この発明によれば、差動伝送制御方式を採用したデータ伝送装置において、簡単な回路を用いて、信号の遅延を補正することが可能なデータ伝送装置を提供することができる。

以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

第１実施の形態
図１はこの発明の実施の形態１に係る差動伝送制御方式を採用したデータ伝送装置を示す回路図である。

図１において、１はデータ伝送装置を示すものであり、このデータ伝送装置１は、大別して、データ信号２を送信する送信回路３と、前記送信回路３から送信されたデータ信号２を受信する受信回路４と、電磁的に密結合した２本の信号線を用い、前記送信回路３と前記受信回路４とを接続する伝送路５とを複数備えるように構成されており、前記伝送路５を介して図２に示すような非反転信号と反転信号の２相の信号を伝送する差動伝送制御方式を用いてデータ信号２を伝送するように構成されている。

上記各送信回路３は、差動増幅器（オペアンプ）等から構成されている差動ドライバ素子６を備えており、この差動ドライバ素子６からは、データ信号２として、図２に示すような非反転信号７と反転信号８の２相の信号が同期した状態で出力されるようになっている。

また、上記伝送路５は、電磁的に密結合した２本の信号線９、１０からなる同軸ケーブル等によって構成されており、当該伝送路５は、非反転信号７と反転信号８の２相の信号を伝送する差動伝送線路を構成している。

一方、上記各受信回路４は、同じく、差動増幅器（オペアンプ）等から構成されている差動レシーバ素子１１を備えており、この差動レシーバ素子１１によって、送信回路３から送信されたデータ信号２が受信される。また、上記差動レシーバ素子１１に入力される２本の差動伝送線路９、１０は、それぞれ終端抵抗素子１２、１３を介して終端電位１４に接続されており、入力信号２のエネルギーは、終端抵抗素子１２、１３によって整合終端され、基本的に、反射波が発生しないように構成されている。

ところが、上記差動レシーバ素子１１の端子は、小さい値であるものの、必然的に入力容量を有しており、到達した信号電位に対して基準電位との電位差に充電されるまで差動レシーバ素子１１の入力電位は、遅延して立ち上がることになる。

すなわち、上記差動レシーバ素子１１の端子が有する入力容量による電位差が、信号電位に対してマイナスの反射率による電圧変化１８として、図３に示すように、各送信回路３側に逆伝播することとなる。そのため、上記各送信回路３側には、この逆伝播した電圧変化を検出する電圧検出手段としての電圧検出回路１５がそれぞれ設けられている。また、上記電圧検出回路１５によって検出された逆伝播した電圧変化の検出信号は、遅延時間検出回路１７に入力されており、当該遅延時間検出回路１７では、差動ドライバ素子５からデータ信号２が出力されてから、逆伝播した電圧変化の検出信号が入力されるまでの遅延時間ｔが検出されるようになっている。

上記遅延時間検出回路１７で検出された遅延時間の検出信号１９は、図１に示すように、各差動ドライバ素子５の前段に接続されたタイミング補正回路２０に入力され、当該タイミング補正回路２０によって、各差動ドライバ素子６から出力されるデータ信号２が同時に出力されるように、各差動ドライバ素子６のデータ信号２の出力タイミングが補正される。なお、図１では、便宜上、遅延時間の検出信号１９が各差動ドライバ素子５に共通の信号として図示されているが、各差動ドライバ素子５毎に遅延時間の検出信号１９が異なることは勿論である。

以上の構成において、この実施の形態１に係る差動伝送制御方式を採用したデータ伝送装置では、次のようにして、差動伝送制御方式を採用したデータ伝送装置において、簡単な回路を用いて、信号の遅延を補正することが可能となっている。

すなわち、この実施の形態では、図１に示すように、各差動ドライバ素子６から非反転信号７と反転信号８の２相の信号からなるデータ信号２が出力されるが、当該データ信号２は、２本の差動伝送線路９、１０を介して各差動レシーバ素子１１に送信される。上記各差動ドライバ素子６から送信された非反転信号７と反転信号８の２相の信号からなるデータ信号２は、各差動レシーバ素子１１の入力端にそれぞれ接続された終端抵抗素子１２、１３を介して終端電位１４に接続されており、入力信号のエネルギーは、終端抵抗素子１２、１３によって整合終端され、基本的に、反射波が発生しないようになっている。

ところが、上記各差動レシーバ素子１１の端子は、小さい値であるものの、必然的に入力容量を有しており、到達した信号電位に対して基準電位との電位差に充電されるまで各差動レシーバ素子１１の入力電位は、遅延して立ち上がることになる。そのため、上記各差動レシーバ素子１１の端子が有する入力容量による電位差は、信号電位に対してマイナスの反射率による電圧変化として各送信回路３側に逆伝播することとなる。

この逆伝播した電圧変化は、各送信回路３側に設けられた電圧検出回路回路１５によって検出される。上記電圧検出回路１５によって検出された逆伝播した電圧変化の検出信号は、遅延時間検出回路１７に入力され、当該遅延時間検出回路１７では、図３に示すように、差動ドライバ素子６からデータ信号２が出力されてから、逆伝播した電圧変化の検出信号１８が入力されるまでの遅延時間ｔが検出される。

上記遅延時間検出回路１７で検出された遅延時間の検出信号１８は、各差動ドライバ素子６の前段に接続されたタイミング補正回路２０に入力され、当該各タイミング補正回路２０では、各差動ドライバ素子５から出力されるデータ信号が同期をとるように、最も遅延時間ｔが大きいデータ信号２に同期させるように、各差動ドライバ素子６のデータ信号２の出力タイミングが補正される。

このように、上記実施の形態では、図１に示すように、複数の差動ドライバ素子６から複数本の差動伝送線路５を介して複数の差動レシーバ素子１１に、データ信号２が送信されると、当該データ信号２に基づいて差動レシーバ素子１１が有する入力容量に起因して、電圧変化が送信回路３側に逆伝播する。

そこで、上記送信回路３側に逆伝播した電圧変化が、複数の差動ドライバ素子６にそれぞれ接続された電圧検出回路１５によって検出され、当該逆伝播した電圧変化の検出信号１６が、遅延時間検出回路１７に入力される。

そして、上記遅延時間検出回路１７は、複数の差動ドライバ素子６にそれぞれ接続された電圧検出回路１５によって検出された逆伝播した電圧変化の検出信号１６に基づいて、各差動ドライバ素子６の遅延時間ｔを検出し、当該各差動ドライバ素子６の遅延時間のうち、最も遅延時間が大きい差動ドライバ素子６に、データ信号２の送信タイミングを合わせように、タイミング補正回路２０に補正信号１９を出力して、次に、複数の差動ドライバ素子６からデータ信号２を出力する際に、各差動ドライバ素子６から出力されるデータ信号２が同期をとって同時に出力されるように、タイミングを補正するようになっている。

そのため、上記実施の形態では、図１に示すように、送信回路３側に電圧検出回路１５と、遅延時間検出回路１７と、タイミング補正回路２０を設けるだけで良く、受信回路４側には、特別な検出回路や送信回路、並びに調整回路などを設ける必要がないので、簡単な回路を用いて、信号の遅延を補正することが可能となっている。

実施の形態２
図４はこの発明の実施の形態２を示すものであり、前記実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態２では、前記受信器が有する入力容量に起因して生じる電圧変化を前記送信器側で検出し、当該電圧変化から得られる伝送路特性及び入力容量の情報に基づいて、前記送信器側でイコライジング処理を行うように構成されている。

すなわち、この実施の形態２では、図４に示すように、送信回路３の差動ドライバ素子６の後段に、イコライザ素子３０が接続されており、差動ドライバ素子６から出力される差動信号２は、イコライザ素子３０によって波形等化されて差動伝送線路５を介して差動レシーバ素子１１に伝送されるように構成されている。

上記差動伝送線路５は、前述したように、通常、終端抵抗素子１２、１３により終端電位１４に接続され、入力エネルギーは、終端素子１２、１３に整合終端される。また、差動レシーバ素子１１は、入力容量を有しており、前述の通りマイナスの反射率による電圧変化が送信回路３側に逆伝播する。逆伝播した電圧変化は、電圧検出回路１５により検出される。電圧検出回路１５で得られた電圧変化は、後述するように差動レシーバ素子１１の容量に依存する反射電圧に差動伝送線路５の特性が重畳されたものであり、パラメータ決定回路３２は、電圧変化より得られる伝送路特性及び容量の情報をもとに伝送波形の適切な波形等化パラメータを決定し、該波形等化パラメータを差動ドライバの後段に置かれたイコライザ素子３０に送るように構成されている。

そして、上記イコライザ素子３０では、差動伝送線路５に出力するデータ信号２として、差動レシーバ素子１１側で正規の波形をしたデータ信号２が受信されるように、例えば、図５に示すように、波形等化処理を行うようになっている。

したがって、この実施の形態２によれば、差動レシーバ素子１１が有する入力容量に起因して逆伝播する電圧変化が存在する場合であっても、差動レシーバ素子１１側で正規のデータ信号２を受信することができ、受信回路４側での動作を安定させることができる。

その他の構成及び作用は、前記実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。

実施の形態３
図６はこの発明の実施の形態３を示すものであり、前記実施の形態２と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態３では、実施の形態２において、前記電圧変化の積分値に基づいて前記受信器の入力容量を検出するように構成されている。

すなわち、この実施の形態３では、図６に示すように、差動ドライバ素子６により駆動される差動信号２が、イコライザ素子３０によって波形等化され、差動伝送線路５を介して差動レシーバ素子１１に伝送される。上記差動伝送線路５は、通常、終端抵抗素子１２、１３により終端電位１４に接続され、入力信号のエネルギーは終端素子１２、１３に整合終端される。この差動レシーバ素子１１は、入力容量を有しており、前述の通り、マイナスの反射率による電圧変化が送信回路３側に逆伝播する。

この逆伝播した電圧変化は、電圧検出回路１５により検出される。電圧検出回路１５で検出された電圧変化１６は、積分回路３３で積分されるが、後述するように、本積分値はほぼ入力容量に比例し、これに差動伝送線路５の特性が重畳されたものである。

そこで、パラメータ決定回路３２は、上記積分値より得られる伝送路特性及び入力容量の情報に基づいて、適切な送信電流と伝送波形の適切な波形等化パラメータを決定し、送信電流制御情報を差動ドライバ素子６に、波形等化パラメータをイコライザ素子３０に出力するように構成されている。

このように構成することで、より正規のデータ信号に等しい信号を受信回路４側に送信することが可能となり、受信回路４側での動作をより一層安定させることができる。

実施の形態４
図７はこの発明の実施の形態４を示すものであり、前記実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態４では、電圧検出手段として差動増幅器を用いるように構成されている。

すなわち、この実施の形態４では、図７に示すように、差動ドライバ素子６によって駆動される差動信号２は、イコライザ素子３０によって波形等化されて差動伝送線路５を介して差動レシーバ素子１１に伝送される。差動伝送線路５は、通常、終端抵抗素子１２、１３により終端電位１４に接続され、入力信号のエネルギーは、終端素子１２、１３により整合終端される。差動レシーバ素子１１は、入力容量をもち、前述の通り、マイナスの反射率による電圧変化が送信回路３側に逆伝播する。

この逆伝播した電圧変化は、電圧検出手段としての差動電圧検出回路３４によって検出される。上記差動電圧検出回路３４で得られた電圧変化３５は、後述するように、差動レシーバ素子１１の容量に依存する反射電圧の差動両チャネルの加算信号に差動伝送線路５の特性が重畳されたものであり、パラメータ決定回路３２は、電圧変化より得られる伝送路特性及び容量情報のもとに伝送波形の適切な波形等化パラメータを決定し、該波形等化パラメータを差動ドライバ素子６の後段に置かれたイコライザ素子３０に送るように構成されている。

実施の形態５
図８はこの発明の実施の形態５を示すものであり、前記実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態５では、前記受信器は、当該受信器の回路構成が複数種類にわたって変更可能に構成されており、前記受信器が有する入力容量に起因した電圧変化を前記送信器側で検出し、当該電圧変化に基づいて、前記受信器の回路構成の変更を検出するように構成されている。

すなわち、この実施の形態５では、図８に示すように、マザーボード３６上には、実施の形態１乃至４に記載した差動伝送制御方式による送信回路３部が搭載されており、その出力は、複数のコネクタ３７ａ、３７ｂを介してマザーボード３６と接続される複数のドーターボード３８ａ、３８ｂ上に搭載された実施の形態１乃至４に記載した差動伝送制御方式による受信回路４に接続されている。

上記送信回路３では、ドーターボード３８ａ、３８ｂの抜き差しによる負荷の変化を、実施の形態１乃至４に記載した電圧変化で検出するように構成されている。

したがって、この実施の形態５では、ドーターボード３８ａ、３８ｂからなるモジュールの抜き差しといった構成の変化に容易に対応することが可能となっている。

なお、図８では、便宜上、伝送路５が１つのみ図示されているが、伝送路５が複数ある場合であっても同様に適用できることは勿論である。

実施例
次に、この発明の実施例について説明する。

図９は、実施の形態２及び実施の形態４で説明した差動伝送制御方式による差動伝送系の一実施例を示す。

送信回路３は、可変電流源の電流を低インピーダンスのトランジスタスイッチ４１及び４２が交互にオン・オフするもので、これが差動伝送線路４５と整合する抵抗４３及び４４でそれぞれ定電圧源に対して送信端整合する、いわゆるＣＭＬ（ＣｕｒｒｅｎｔＭｏｄｅＬｏｇｉｃ）ドライバを構成している。

受信回路４６では、差動信号が整合終端されているが、入力部の容量による電圧変化は、差動線路４５を逆伝播し、差動電圧検出手段４７で検出される。この実施例においては、この電圧変化から得られる受信回路４６の容量情報に基づいて、可変電流源の電流を制御することで、例えば、プリエンファシスといった波形等化を行うことができる。ここで、プリエンファシスとは、受信回路で受信された信号のＳＮ比や波形特性などを改善するために、データ信号の特定の成分を強調して変調することをいう。

図１０はこの実施例における各部の波形を示す図である。

図１０において、波形４７及び波形４８はそれぞれトランジスタスイッチ４１及び４２のコレクタ側出力波形、波形４９及び波形５０はその受信回路４６の入力波形である。波形４７及び波形４８には、受信回路の入力容量による電圧変化が現われている。波形５３は、差動電圧検出手段の出力であり、そこに現われる受信回路の入力容量による電圧変化５４は５２の倍電圧で得られることが示されている。

図１１はこの実施例による受信回路の入力容量と送信側の電圧変化及びその積分値との関係を示すグラフである。

図１１から明らかなように、電圧変化の積分値がほぼ受信回路４６の入力容量に比例することが判る。

以上説明したように、この発明によれば、タイミングスキュー、伝送線路の特性、受信素子の入力容量といった送信側のタイミング補正と、イコライジングに必要な情報をすべて送信器側で検出することができるため、これらの情報の伝送手段が不要となり、回路及びバス構造を複雑にせずに高速伝送が可能となる。また同時に、伝送路や素子の特性変化や、受信素子の構成変更にも対応することが可能である。

図１はこの発明の実施の形態１に係る差動伝送制御方式を採用したデータ伝送装置を示す回路図である。図２はこの発明の実施の形態１に係る差動伝送制御方式を採用したデータ伝送装置の動作を示す波形図である。図３はこの発明の実施の形態１に係る差動伝送制御方式を採用したデータ伝送装置の動作を示す波形図である。図４はこの発明の実施の形態２に係る差動伝送制御方式を採用したデータ伝送装置を示す回路図である。図５はこの発明の実施の形態２に係る差動伝送制御方式を採用したデータ伝送装置の動作を示す波形図である。図６はこの発明の実施の形態３に係る差動伝送制御方式を採用したデータ伝送装置を示す回路図である。図７はこの発明の実施の形態４に係る差動伝送制御方式を採用したデータ伝送装置を示す回路図である。図８はこの発明の実施の形態５に係る差動伝送制御方式を採用したデータ伝送装置を示す回路図である。図９はこの発明の実施例に係る差動伝送制御方式を採用したデータ伝送装置を示す回路図である。図１０はこの発明の実施例に係る差動伝送制御方式を採用したデータ伝送装置の動作を示す波形図である。図１１はこの発明の実施例に係る差動伝送制御方式を採用したデータ伝送装置の特性を示すグラフである。

符号の説明

１：データ伝送装置、２：データ信号、３：送信回路、４：受信回路、５：伝送路、１５：電圧検出回路、１７：遅延時間検出回路、２０：タイミング補正回路。

Claims

データを送信する送信回路と、前記送信回路から送信されたデータを受信する受信回路と、電磁的に密結合した２本の信号線を用い、前記送信回路と前記受信回路とを接続する伝送路とを備え、前記伝送路を介して非反転信号と反転信号の２相の信号を伝送する差動伝送制御方式を用いたデータ伝送装置において、
前記送信回路から信号を受信回路に送信した際に、前記受信回路が有する入力容量による電位差が、前記信号電位に対してマイナスの反射率によって前記送信回路側に逆伝播した電圧変化を前記送信回路側で検出する検出手段と、前記送信回路側の検出手段で検出した電圧変化に基づいて得られる伝播速度情報に基づいて、前記送信回路側で信号を送信する送信タイミングを制御する制御手段とを備えたことを特徴とするデータ伝送装置。
データを送信する送信回路と、前記送信回路から送信されたデータを受信する受信回路と、電磁的に密結合した２本の信号線を用い、前記送信回路と前記受信回路とを接続する伝送路とを複数備え、前記複数の伝送路を介して非反転信号と反転信号の２相の信号を伝送する差動伝送制御方式を用いたデータ伝送装置において、
前記複数の送信回路からデータ信号を前記複数の受信回路に送信した際に、前記各受信回路が有する入力容量による電位差が、前記信号電位に対してマイナスの反射率によって前記送信回路側に逆伝播した電圧変化を前記各送信回路側で検出する検出手段と、前記各送信回路側の検出手段で検出した電圧変化に基づいて得られる伝播速度情報に基づいて、前記送信回路側で信号を送信する送信タイミングを制御する制御手段とを備えたことを特徴とするデータ伝送装置。
請求項１又は２に記載のデータ伝送装置において、
前記受信回路が有する入力容量に起因して生じる電圧変化を前記送信回路側で検出し、当該電圧変化から得られる伝送路特性及び入力容量の情報に基づいて、前記送信回路側でイコライジング処理を行うことを特徴とするデータ伝送装置。
請求項３に記載のデータ伝送装置において、
前記電圧変化の積分値に基づいて前記受信回路の入力容量を検出することを特徴とするデータ伝送装置。
請求項１乃至４のいずれかに記載のデータ伝送装置において、
前記検出手段は、前記受信回路が有する入力容量による電位差が、前記信号電位に対してマイナスの反射率によって前記送信回路側に逆伝播した電圧変化を検出する際に、前記伝送路の前記受信回路が有する入力容量に起因した非反転信号と反転信号の２相の信号における電圧変化の差信号を用いることを特徴とするデータ伝送装置。
請求項１乃至５のいずれかに記載のデータ伝送装置において、
前記受信回路は、当該受信回路の回路構成が複数種類にわたって変更可能に構成されており、
前記受信回路が有する入力容量に起因した電圧変化を前記送信回路側で検出し、当該電圧変化に基づいて、前記受信回路の回路構成の変更を検出することを特徴とするデータ伝送装置。