CN1337801A - 同步数据传输系统 - Google Patents

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Abstract

第一终端100和第二终端200是通过一条异步传输线300相连的,麦克风101和扬声器102,或影像输入单元(例如,照相机)111和影像输出单元(例如,显示器)112,与第一终端100相连;麦克风201和扬声器202,或影像输入单元211和影像输出单元212,与第二终端相连。所述终端100包含取样时钟发生器103,数据发生器104,数据再现器105,传输缓冲器106和n(或多个)级接收缓冲器107;所述终端200包含取样时钟发生器203,数据发生器204,数据再现器205,传输缓冲器206和n(或多个)级接收缓冲器207。因此,当通过异步传输线在第一终端和第二终端间传输声音或影像这样的数据时,本发明可防止由于数据上溢和数据下溢导致的数据品质的衰退。

Description

同步数据传输系统
本发明的权利要求与2000年8月4日提交的日本专利申请No.2000-236718相关，该申请的内容将作为本发明的参考说明。
本发明涉及一种通过同步线传输同步数据的同步数据传输系统。
在实际应用中需要满足随时间变化传输同步信号的要求，例如，在多个终端间通过一条同步传输线传输如声音和运动图像这样的信号。同步数据传输领域中已有的发明技术可参见日本专利特许公开No.62-125728，“时钟可渗透性的数据传输系统”，和日本专利特许公开No.63-187942，“数据传输系统”，等等。
在这些实际应用中，数据传输系统会因为各终端数据取样时钟的不同而产生数据传输的品质的衰退。例如，当传输侧数据发生器取样时钟的速率高于接收侧数据再现取样时钟的速率时，在接收侧的数据会上溢，因此导致被再现数据的丢失。另一方面，当接收侧取样时钟处于相对的高速率时，会使数据下溢，因此导致再现器阻塞或其数据的丢失。
因此，本发明的一个目的是提供一种同步数据传输系统，该系统可降低数据传输品质的衰退，这种衰退是由于传输侧数据发生器的取样时钟与接收侧数据再现取样时钟的不同所导致的数据上溢和数据下溢引起的。
根据本发明的一个方案，将提供一种同步数据传输系统，该系统可通过一条异步传输线，在第一终端和第二终端间传输像声音或影像这样的数据，其中：第一终端和第二终端各包括可在一个取样时钟发生器产生的时钟控制下工作的一个数据发生器和一个数据再现器，以及与所述数据发生器和所述数据再现器连接的一个传输缓冲器和多个接收缓冲级。
根据本发明另一方案，将提供一种可通过一条异步传输线，在第一终端和第二终端间传输像声音或影象这样的数据的同步数据传输系统，其中：第一终端和第二终端各包括可在一个取样时钟发生器产生的时钟控制下工作的一个数据发生器和一个数据再现器，以及分别与所述数据发生器和所述数据再现器连接的一个传输缓冲器和多个接收缓冲级，并且第一终端和第二终端各包括一条与所述异步传输线相连的一个异步传输线接口。
这种同步数据传输系统还包括一个时钟同步装置，该装置可通过第一终端和第二终端处的所述取样时钟发生器达到时钟的同步化。该同步数据传输系统还包括一个频率差削减装置，该装置用于使第一终端和第二终端处的所述取样时钟发生器产生的时钟间的频率差减小。一个同步数据传输线连接到在第一和第二终端处的所述数据发生器和数据接收器。根据从异步传输线接口处接收的数据，控制第一终端和第二终端处的所述取样时钟发生器。
根据本发明另一个方案，提供一种同步数据传输系统，包括一个第一终端和一个第二终端，以及一条与第一终端和第二终端相连并实现两终端间声音或影象通信的同步传输线，每个终端包含一个声音或影象输入装置，一个取样时钟发生器，一个可把所述声音输入装置的输出数字化的A/D转换器，一个在所述A/D转换器输出的基础上产生数据的数据发生器，其操作与取样时钟发生器的输出有关，一个可接收所产生数据的传输缓冲器，一个通过一条异步传输线可提供接收数据服务的多个接收缓冲级，一个可由所述取样时钟发生器的输出控制的数据再现器，该数据再现器可从所述多个接收缓冲级处再现数据，一个可把再现数据转换成一个模拟数据的D/A转换器，一种声音和影象输出装置，该装置在所述D/A的基础上输出声音，所述存储在所述的传输缓冲器上的数据在一定的时间单元(t)里被分组传输，并在所述时间单元(t)里通过异步传输线接口输出到所述异步传输线上，接收自所述异步传输线的数据，通过所述异步传输线接口被存储到所述接收缓冲器中，所述存储在接收缓冲器中的数据将被传输到所述数据再现器中，所述可存储数据的数据接收缓冲器在每个时间单元(t)内多次(n*t)接收来自所述异步传输线的数据，并且多次再现(n*t)的所述数据再现器的数据将被存储。
所述同步数据传输系统还包括一个取样时钟同步化装置，该装置可通过把一个终端处的取样时钟发生器的输出输入到另一个终端的取样时钟发生器中的装置，达到使在第一终端和第二终端处的所述取样时钟发生器的取样时钟同步化的目的。可通过把一个终端处的取样时钟发生器的输出输入到另一个终端的取样时钟发生器中的装置，达到使第一终端和第二终端处所述取样时钟发生器产生的取样时钟的频率差减小的目的。根据从所述异步传输线上接收的数据，估计所述取样时钟，以达到使一个终端处的取样时钟频率靠近另一个终端处取样时钟的频率的目的。
本发明的其他目的和特征将在下面参考附图的描述中变得更加易于理解。
图1描述的是根据本发明实现的一个关于同步数据传输系统的第一实施例的结构方框图；
图2说明的是通过异步传输线在第一终端和第二终端进行运动图像传递的一个实施例；
图3说明的是通过同步传输线实现对ISDN(综合数字业务网)的同步非限制性数字通信线数据或其他类似数据进行的传递的一个实施例；
图4描述的是根据本发明实现的一个关于同步数据传输系统的第四实施例的结构方框图；
图5描述的是根据本发明实现的一个关于同步数据传输系统的第五实施例的结构方框图；
下面参照附图描述本发明的优选实施例。
根据本发明，通过一条异步传输线在不同的终端(例如，第一终端和第二终端)间传输像声音信号或运动图像信号这样的同步信号，在此同步信号的传输过程中会出现数据品质的衰减，所述衰减是由于传输侧数据发生器的取样时钟与接收侧数据再现取样时钟的不同而产生的。图1是一个方框表，描述的是本发明同步数据传输系统第一实施例的结构。该实施例包括所述以声音作为终端间被传输和被接收信号的传输。
图1中所示的同步数据传输系统，包括第一终端100和第二终端200，以及一条同步传输线300。麦克风101和扬声器102，与第一终端100相连；麦克风201和扬声器202，与第二终端200相连。所述终端100包含取样时钟发生器103，数据发生器104，数据再现器105，传输缓冲器106和接收缓冲器107，异步传输线接口108，模数(A/D)转换器109和数模(D/A)转换器110；所述终端200包含取样时钟发生器203，数据发生器204，数据再现器205，传输缓冲器206和接收缓冲器207，异步传输线接口208，模数(A/D)转换器209和数模(D/A)转换器210。把取样时钟发生器103的输出提供给数据发生器104和数据再现器105，把取样时钟发生器203的输出提供给数据发生器204和数据再现器205。
第一终端100的声音输入/输出功能是由麦克风101和扬声器102组成，第二终端200的声音输入/输出功能是由麦克风201和扬声器202组成。通过异步传输线300实现第一终端100和第二终端200间的声音信号通信。与此同时，所述的取样时钟发生器103在第一终端100处产生声音数据的取样时钟，所述的取样时钟发生器203在第一终端200处产生声音数据的取样时钟。由麦克风101输入的声音数据将提供给所述A/D转换器109，由该转换器109向数据发生器104依次输出数字化的数据(例如，数字数据)，由麦克风201输入的声音数据将提供给所述A/D转换器209，由该转换器209向数据发生器204依次输出数字化的数据(例如，数字数据)。
所述声音输入信号使用由取样时钟发生器104和204产生的取样时钟数字化。存储在传输缓冲器106和206中的数据已在一定的时间单元(t)中被分组传输。所述存储在传输缓冲器106的数据将通过异步传输线接口108输出到所述异步传输线300上，所述存储在传输缓冲器206的数据将通过异步传输线接口208输出到所述异步传输线300上。使用所述异步传输线300的数据传输将在所述时间单元(t)中执行。
接收自所述异步传输线300的数据将通过异步传输线接口108存储到接收缓冲器107中，或通过异步传输线接口208存储到接收缓冲器207中。存储在接收缓冲器107中的数据将被传递到数据接收器105中，存储在接收缓冲器207中的数据将被传递到数据再现器205中。所述D/A转换器110将通过由所述取样时钟发生器103产生的取样时钟把数据再现器105中的数据转换成模拟数据，并从扬声器102中输出所述模拟转换数据；所述D/A转换器210将通过由所述取样时钟发生器203产生的取样时钟把数据再现器205中的数据转换成模拟数据，并从扬声器202中输出所述模拟转换数据。所述接收缓冲器107和207可在每一个单位时间(t)内多次(n*t)存储接收自所述异步传输线300的数据。当多次(n*t)接收数据已被存储时，所述数据再现器105和205将再现数据。
现在说明图1所示的同步数据传输系统的操作。这里将考虑这样一种情况，第一终端100通过异步传输线300把声音数据传输到第二终端200处。所述A/D转换器109将来自麦克风101的模拟数据输入转换成数字数据。数字数据的转换的执行是伴随着第一终端100处的由取样时钟发生器103产生的取样时钟的。与此同时，设取样时钟的频率为f1(Hz)，并且设转换精度为m比特。
所述发生器104执行取样自A/D转换器109的数据的过程，是为了使异步传输线300中的每一个处理单元都产生分组。这一数据处理过程是在时间单元t(s)中执行的。数据量w可表示为t/f1*m比特。数据w将存储在传输缓冲器106中，并在每个时间t时通过所述异步传输接口108输出到异步传输线300上。
输出到异步传输线300上的数据将通过所述第二终端200的异步传输线接口208存储到接收缓冲器207中。接收缓冲器207有n个缓冲级，并且可从所述异步传输线300上接收(n－1)次数据w，它可把单元中m比特的数据传输到数据再现器205中。数据再现器205根据第二终端200处的取样时钟发生器203产生的取样时钟再现数据。此时取样时钟的频率设为f2(Hz)。
设通过所述异步传输线300传递的所述数据量为w，在第一终端100处的数据产生的时间t1可表示为w*f1/m，并且在第一终端200处的数据产生的时间t2可表示为w*f2/m。第一终端100和第二终端200处的取样频率相同(即，f1＝f2)，t1＝t2。从所述第一终端100的麦克风101输入的声音输出时，将不会受到来自第二终端200处的扬声器202的干扰。
实际上，所述第一终端和第二终端的取样频率并不是完全相同的。当f1＞f2时，接收数据将上溢。当f1＜f2时，接收数据将下溢。上述两种情况都会导致声音的丢失。当如图1所示的接收缓冲器207是一个n级缓冲器时，就可得到一个减少数据上溢或下溢的结构。令Δf＝f1－f2，当Δf为正时，将在作为一级缓冲器的接收缓冲器207中产生t/Δf(s)的上溢。
当所述接收缓冲器207是一个n级缓冲器时，将产生n*t/Δf(s)的上溢。当Δf为负时，将在作为一级缓冲器的接收缓冲器207中产生t/Δf(s)的下溢。另一方面，将在作为n级缓冲器的所述接收缓冲器207上产生n*t/Δf(s)的下溢。通过n次把时间拉长到上溢时或下溢时的方式，能够提高像声音数据这样的所述同步数据的品质。
现在将参考附图2到5说明本发明另一个同步数据传输系统的实施例。图2展示了一个通过所述异步传输线在第一终端和第二终端间进行运动图象传输的实施例。图3展示了一个ISDN(综合数字业务网)的同步非限制性数字通信线数据等的实施例，该数据将通过所述异步传输线进行传递。这些实施例的操作实质上与图1的实施例一样。在这些实施例中，其组成元件与上述已说明的第一实施例的组成元件相符的，用类似的标号来表示。
如图2所示，根据本发明第二实施例的描述，另一个关于所述同步数据传输系统包括一个第一终端100a和一个第二终端200a，以及一条异步传输线300a。影象输入单元(例如，照相机)111和影象输出单元(例如，显示器112)连接着第一终端100a，影象输入单元(例如，照相机)211和影象输出单元(例如，显示器212)连接着第二终端200a。第一终端100a和第二终端200a的连接装置与第一实施例中相符，即通过所述异步传输线300a相连。然而本实施例并未提供图1中所述A/D转换器109和209以及所述D/A转换器110和210。
如图3所示，根据本发明所述的同步数据传输系统的第三实施例，包括一个第一终端100b和一个第二终端200b，以及一条异步传输线300b。第一终端100b和第二终端200b由同步非限制数字传输线400和500相连。对第一终端100b和第二终端200b以及异步传输线300b的操作同第二实施例中第一终端100a和第二终端200a以及异步传输线300a的操作。
图4是一个方框图，它展示了根据本发明所述的同步数据传输系统的第三实施例的结构。这个同步数据传输系统包括一个第一终端100c和一个第二终端200c，以及一条异步传输线300c。与图1所示第一终端100和第二终端200的情况相同，麦克风101和扬声器102连接着第一终端100c，麦克风201和扬声器202连接着第二终端200c。第三实施例与图1所示第一实施例的不同之处在于，第三实施例采用一个取样时钟同步装置(如一个著名的PPL，锁相环电路或其同类)，该装置通过将所述取样时钟发生器103的输出输入到所述取样时钟发生器203中去，使由第一终端100c处的所述取样时钟发生器103产生的取样时钟与第二终端200c处的所述取样时钟发生器203产生的取样时钟同步化。
这种使取样时钟同步化的装置也可应用于图2和图3所示的第二实施例和第三实施例中。在图4所示的第四实施例中，第一终端100c处的所述取样时钟发生器103产生的取样时钟与第二终端200c处的所述取样时钟发生器203产生的取样时钟间的频率差，将通过把来自第一终端100c处的所述取样时钟发生器103的时钟输入到第二终端200c处的所述取样时钟发生器203中去来实现其频率差的消除。通过此功能，可在与所述图1所示的第一实施例连接之前减小所述Δf，并且减缓如第一实施例中的数据品质的衰减。
图5是一个方框图，它展示了根据本发明所述的同步数据传输系统的第五实施例的结构。这个同步数据传输系统包括一个第一终端100d和一个第二终端200d，以及一条异步传输线300d。麦克风101和扬声器102连接着第一终端100d，麦克风201和扬声器202连接着第二终端200d。在第五实施例中，第一终端100d和第二终端200d以及所述异步传输线300d与本发明第一实施例所述相符。然而，如果根据所述异步传输线300d接收的数据估计所述第一终端100d处的取样时钟，使所述第二终端200d处的取样时钟频率与第一终端100d处的取样时钟频率接近时，也可减小所述数据的衰减。
结合前面对图1的描述，从第一终端100d输出到所述异步传输线300d的数据在时间单元(t)中被传输。时间单元t通过所述终端100d测量出，并且在第二终端200d处测量出其与时间t2的差。通过所述异步传输线接口208和所述取样时钟发生器203可估计出该时间差。然后，使f2大致接近于f1，导致Δf＝f1－f2减小，例如在所述第一终端100d处的取样时钟发生器103产生所述取样时钟的频率。通过图1所示第一实施例的结构可减小所述数据品质的衰减。特别是所述第五实施例，在图1所示n级接收缓冲器107和207的级数n减小的情况下，依然可使所述数据品质的衰减有效减小。
如上根据本发明所述，本发明的同步数据传输系统存在以下实际的优点。通过所述异步传输线传输同步数据，可利用时钟滑移减轻由数据上溢和下溢造成的同步数据品质的衰减。而且，通过所述时钟滑移防止该同步数据品质衰减的结构是很简单的。在数据传递过程中，采用一条异步通信线，例如一条非同步通信线的通信线，同步数据的传递可减小所述数据品质的衰退。
本领域的技术人员显然可以作出一些技术结构上的变化，以及大量外观上不同的变体和实施例，它们都不脱离本发明的范围。以上的描述和附图主要是用于说明本发明，因此以上描述应被视为阐述，而不是一种限定。

Claims (10)

1一种同步数据传输系统，该传输系统通过一条异步传输线来实现声音或影像数据在第一终端和第二终端之间的传输，其中：
每一个第一终端和第二终端分别包括可在取样时钟发生器的时钟控制下操作的一个数据发生器和一个数据再现器，以及用于分别连接所述数据发生器和数据再现器的一个传输缓冲器和多个接收缓冲级。
2一种同步数据传输系统，该传输系统通过一条异步传输线来实现声音或影像数据在第一终端和第二终端之间的传输，其中：
每一个第一终端和第二终端分别包括可在取样时钟发生器的时钟控制下操作的一个数据发生器和一个数据再现器，以及用于分别连接所述数据发生器和数据再现器的一个传输缓冲器和多个接收缓冲级，并且第一终端和第二终端又分别包括一条与所述异步传输线相连的异步传输线接口。
3根据权利要求1或2所述的同步数据传输系统，其中还包括一种时钟同步装置，该装置用于在第一终端和第二终端的取样时钟发生器中产生同步的时钟。
4根据权利要求1或2所述的同步数据传输系统，其中还包括一种频率差分消除装置，该装置用于在第一终端和第二终端的取样时钟发生器中产生的时钟间消除频率差分。
5根据本发明权利要求1或2所述的同步数据传输系统，其中所述同步数据传输线连接着所述第一终端和第二终端的数据发生器和数据再现器。
6根据本发明权利要求1或2所述的同步数据传输系统，其中对所述第一终端和第二终端的取样时钟发生器的控制是以来自异步传输线接口的被接收数据为基础的。
7一个同步数据传输系统，包括第一终端和第二终端，以及可在第一终端和第二终端间进行声音或影像通信的同步传输线，每个终端都包括一个声音或影像的输入装置，一个取样时钟发生器，和一个对声音输入装置的输出进行数字化的A/D转换器，一个可与取样时钟发生器配合操作的数据发生器，该发生器是以所述A/D转换器的输出为基础产生数据的，一个用于接收生成数据的传输缓冲器，多个通过异步传输线提供接收数据的接收缓冲级，一个可与所述取样时钟发生器配合使用的数据再现器，该再现器是从多个接收缓冲级上再现数据的，一个可将再现数据转化为数字信号的D/A转换器，一个在所述D/A转换输出的基础上输出声音的声音或影像输出装置，存储在所述传输缓冲器中的所述数据在一定的时间单元(t)内被分组传输，并且在时间单元(t)中通过异步传输线接口传输到异步传输线上，接收自异步传输线的所述数据通过异步传输线接口存储在接收缓冲器中，并且这些数据被传输到数据再现器中，该接收缓冲器可在每个时间单元(t)内多次(n*t)接收和存储来自异步传输线的数据，并且将多次(n*t)接收的已被存储的所述数据由再现器再现数据。
8根据权利要求7中的同步数据传输系统，还包括一个取样时钟同步装置，在第一终端和第二终端处同步化取样时钟发生器的取样时钟，该装置把在一个终端的取样时钟发生器的输出输入到在另一个终端的取样时钟发生器中去。
9根据权利要求7中的同步数据传输系统，其中在取样时钟间产生的所述频率差由位于第一终端和第二终端的取样时钟发生器产生，该频率差分信号将通过把在一个终端的取样时钟发生器的时钟输入到另一个终端的取样时钟发生器里去的过程中被消除。
10根据权利要求7中的同步数据传输系统，其中，根据接收自异步传输线的所述数据，估计所述取样时钟，使一个终端的取样时钟频率与另一个终端的时钟频率接近。
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