JP2004096424A

JP2004096424A - データ伝送装置及び方法

Info

Publication number: JP2004096424A
Application number: JP2002254755A
Authority: JP
Inventors: Shintaro Samejima; 鮫島　慎太郎
Original assignee: Ando Electric Co Ltd; Kyushu Ando Electric Co Ltd
Current assignee: Ando Electric Co Ltd; Kyushu Ando Electric Co Ltd
Priority date: 2002-08-30
Filing date: 2002-08-30
Publication date: 2004-03-25

Abstract

【課題】データの多ビット並列伝送において同時状態変化に起因する送信誤りを防止する。
【解決手段】並列伝送するデータに所定のスクランブル用符号を論理演算することにより伝送用データを生成して受信側に送信すると共に、当該論理演算のタイミングを示すタイミング信号を生成して受信側に送信する送信回路Ｓと、該送信回路Ｓから受信したタイミング信号に基づいてスクランブル用符号を生成し、当該スクランブル用符号とタイミング信号とに基づいて伝送用データに逆論理演算を施すことによりデータを再生する受信回路Ｒとを具備する。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、データ伝送装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
例えば特開平１０−３３３７９５号公報には、データの多ビット並列伝送において、同時に状態変化するビットが多い場合に電源ラインやＧＮＤラインに発生するノイズに起因して送信誤りが発生する点を技術課題とし、この技術課題を効果的に解決する技術が開示されている。この技術は、送信側においては、並列伝送しようとするデータの全ビットが同時に状態変化する場合にフリップフロップの出力を固定化して変化させない状態とする一方、上記フリップフロップの出力を固定化したことを受信側に論理反転通知信号として通知することにより、受信データを論理反転させるものである。なお、特開平１１−１６７４４７号公報には、伝送線路の電磁誘導に起因する受信誤りを防止する技術が開示されて。
【０００３】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、従来とは異なる解決手段を用いることにより、データの多ビット並列伝送において同時状態変化に起因する送信誤りを効果的に防止することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、データ伝送装置に係わる第１の手段として、並列伝送するデータに所定のスクランブル用符号を論理演算することにより伝送用データを生成して受信側に送信すると共に、当該論理演算のタイミングを示すタイミング信号を生成して受信側に送信する送信手段（Ｓ）と、該送信手段（Ｓ）から受信したタイミング信号に基づいて前記スクランブル用符号を生成し、当該スクランブル用符号と前記タイミング信号とに基づいて伝送用データに逆論理演算を施すことにより前記データを再生する受信手段（Ｒ）とを具備する構成を採用する。
【０００５】
また、データ伝送装置に係わる第２の手段として、上記第１の手段において、論理演算は排他的論理和であるという構成を採用する。
【０００６】
データ伝送装置に係わる第３の手段として、上記第１または第２の手段において、スクランブル用符号は疑似ランダム符号であるという構成を採用する。
【０００７】
データ伝送装置に係わる第４の手段として、上記第１または第２の手段において、スクランブル用符号はグレイコードであるという構成を採用する。
【０００８】
一方、本発明では、データ伝送方法に係わる第１の手段として、送信側では、並列伝送するデータに所定のスクランブル用符号を論理演算することにより伝送用データを生成して受信側に送信すると共に、当該論理演算のタイミングを示すタイミング信号を生成して受信側に送信し、受信側では、送信側から受信したタイミング信号に基づいて前記スクランブル用符号を生成し、当該スクランブル用符号と前記タイミング信号とに基づいて伝送用データに逆論理演算を施すことにより前記データを再生するという構成を採用する。
【０００９】
また、データ伝送方法に係わる第２の手段として、上記第１の手段において、論理演算は、排他的論理和であるという構成を採用する。
【００１０】
データ伝送方法に係わる第３の手段として、上記第１または第２の手段において、スクランブル用符号は疑似ランダム符号であるという構成を採用する。
【００１１】
データ伝送方法に係わる第４の手段として、上記第１または第２の手段において、スクランブル用符号はグレイコードであるという構成を採用する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係わるデータ伝送装置及び方法の一実施形態について説明する。
【００１３】
図１は、本実施形態に係わるデータ伝送装置の機能構成を示すブロック図である。この図において、符号Ｓは送信回路（送信手段）、Ｒは受信回路（受信手段）である。送信回路Ｓはデータ発生回路１と共に送信側に備えられ、ＰＮパターン発生回路２、スクランブルタイミング発生回路３及びスクランブル回路４から構成されている。一方、受信回路Ｒは、ＰＮパターン発生回路５とデスクランブル回路６とから構成されており、データ受信回路７と共に受信側に備えられている。なお、本実施形態におけるデータ伝送装置は、送信回路Ｓ及び受信回路Ｒから構成されるものである。
【００１４】
送信側において、データ発生回路１は、ｎビットから成るデータＤ１０を基準クロックＣＬＫに同期して生成しスクランブル回路４に出力する。このデータＤ１０は、受信側に送信すべき情報を示すものである。ＰＮパターン発生回路２は、スクランブルタイミング発生回路３から供給されるタイミング信号Ｔ１０に同期すると共にｎビットから成る疑似ランダム符号（ＰＮパターン）Ｄ５０をスクランブル用符号として生成してスクランブル回路４に出力する。このＰＮパターン発生回路２は、ｋ段構成、つまり周期長が２^ｋ−１であるＰＮパターンＤ５０をパラレル符号として出力するものである。すなわち、ＰＮパターン発生回路２は、ＰＮパターンＤ５０を構成する各ビットのうち、状態が「１」であるビットの個数が２^ｋ−１個、状態が「０」であるビットの個数が２^ｋ−１−１個となる。なお、本実施形態では、ＰＮパターン発生回路２として７段（ｋ＝７）を採用している。
【００１５】
スクランブルタイミング発生回路３は、ＰＮパターン発生回路２及びスクランブル回路４並びに受信側の動作タイミングを規定するタイミング信号Ｔ１０を生成してＰＮパターン発生回路２及びスクランブル回路４並びに受信側に供給する。スクランブル回路４は、上記データＤ１０にＰＮパターンＤ５０を論理演算することにより伝送用データＤ２０を生成して受信側に出力するものであり、例えば論理演算としてデータＤ１０とＰＮパターンＤ５０との排他的論理和を取ることによって伝送用データＤ２０を生成する。なお、このスクランブル回路４は、伝送用データＤ２０を伝送路の負荷に抗して確実に受信側に送信するための出力バッファを備えている。
【００１６】
図２は、このようなスクランブル回路４の詳細構成を示す回路図である。この図に示すように、本スクランブル回路４は、ＰＮパターンＤ５０の各ビットとタイミング信号Ｔ１０との論理積をそれぞれ取るｎ個のＡＮＤゲートａと、各ＡＮＤゲートａの出力とデータＤ１０との排他的論理和をそれぞれ取るｎ個のＥＸ−ＯＲゲートｂと、各ＥＸ−ＯＲゲートｂの出力をそれぞれラッチし、伝送用データＤ２０の各ビットとして送信側にそれぞれ出力するｎ個のラッチｃとから構成されている。
【００１７】
続いて受信側において、ＰＮパターン発生回路５は、スクランブルタイミング発生回路３から受信したタイミング信号Ｔ２０（受信側タイミング信号）に同期すると共にｎビットから成る疑似ランダム符号Ｄ６０（受信側ＰＮパターン）を生成してデスクランブル回路６に出力する。ここで、上記受信側タイミング信号Ｔ２０は、送信側と受信側との間に介在する伝送路を伝搬することによって、送信側のタイミング信号Ｔ１０に対して所定の遅延量だけ遅延した信号である。ＰＮパターン発生回路５は、このような受信側タイミング信号Ｔ２０に同期する、つまり送信側のＰＮパターンＤ５０に対して上記遅延量だけ遅延すると共に、送信側のＰＮパターンＤ５０と同一内容の受信側ＰＮパターンＤ６０を生成する。
【００１８】
デスクランブル回路６は、スクランブル回路４から受信した伝送用データＤ３０（受信側伝送用データ）に上記受信側ＰＮパターンＤ６０を受信側タイミング信号Ｔ２０に同期して論理演算することにより受信側データＤ４０を再生しデータ受信回路７に出力するものである。このようなデスクランブル回路６は、例えば論理演算として受信側伝送用データ３０と受信側ＰＮパターンＤ６０との排他的論理和を取ることによって受信側データＤ４０を生成する。
【００１９】
図３は、このようなデスクランブル回路６の詳細構成を示す回路図である。この図に示すように、本デスクランブル回路６は、受信側ＰＮパターンＤ６０の各ビットと受信側タイミング信号Ｔ２０との論理積をそれぞれ取るｎ個のＡＮＤゲートｄと、各ＡＮＤゲートｄの出力と受信側伝送用データ３０との排他的論理和をそれぞれ取るｎ個のＥＸ−ＯＲゲートｅと、各ＥＸ−ＯＲゲートｅの出力をそれぞれラッチし、受信側データＤ４０の各ビットとしてデータ受信回路７にそれぞれ出力するｎ個のラッチｆとから構成されている。なお、データ受信回路７は、このようなデスクランブル回路６から入力された受信側データＤ４０を受信し、図示しない処理回路に供給するものである。
【００２０】
次に、このように構成された本データ伝送装置の詳細動作について、図４及び図５をも参照して説明する。
【００２１】
図４のタイミングチャートに示すように、送信側のデータ発生回路１は、基準クロックＣＬＫの立ち上がりエッジに同期してデータＤ１０を生成してスクランブル回路４に出力する。そして、スクランブル回路４は、タイミング信号Ｔ１０が立ち上がると、基準クロックＣＬＫに同期してデータＤ１０とＰＮパターンＤ５０との排他的論理和を取ることによって伝送用データＤ２０を生成、つまりデータＤ１０をＰＮパターンＤ５０によってスクランブルして受信側のデスクランブル回路６に向けて送信する。また、送信側のスクランブルタイミング発生回路３は、このようなスクランブルの有無を示すタイミング信号Ｔ１０を受信側のＰＮパターン発生回路５及びデスクランブル回路６に向けて送信する。
【００２２】
ここで、図５の各符号表に示すように、例えば６４ビット（ｎ＝６４）のうち全ビットが「０」あるいは「１」の状態にあるデータＤ１０の各ビットについて、同じく６４ビットから成るＰＮパターンＤ５０の各ビットと排他的論理和を取ることによって生成される伝送用データＤ２０は、ＰＮパターンＤ５０が６４ビットのうち約半数が「０」（すなわち残りの約半数が「１」）であるために、このようなＰＮパターンＤ５０の性質によって約半数が「０」（すなわち残りの約半数が「１」）の符号となる。
【００２３】
すなわち、全ビットが「０」あるいは「１」の状態にあるデータＤ１０は、スクランブル回路４において約半数が「０」（すなわち約半数が「１」）の符号に変換されるので、大多数のビットの状態が「０」から「１」に、あるいは「１」から「０」に同時に変化する状態を解消することができる。したがって、スクランブル回路４内の出力バッファに同時に流れる電流の電流量が大幅に抑制されるので、電源ラインやＧＮＤラインにノイズが生じることを抑制することが可能であり、よって送信側で送信誤りが発生することを防止することができる。
【００２４】
このような伝送用データＤ２０とタイミング信号Ｔ１０とは、伝送路を介して受信側に伝送されて処理されるが、伝送路を伝送することによって所定の遅延量だけ遅延した信号、つまり受信側伝送用データ３０と受信側タイミング信号Ｔ２０として受信側に入力される。伝送用データＤ２０とタイミング信号Ｔ１０とは、同一伝送路を伝送するので同一の遅延量だけ遅延される、つまり受信側における受信側伝送用データ３０と受信側タイミング信号Ｔ２０とのタイミング関係は、送信側における伝送用データＤ２０とタイミング信号Ｔ１０とのタイミング関係と同一である。
【００２５】
受信側のデスクランブル回路６は、受信側タイミング信号Ｔ２０が立ち上がると、これ以降の受信側伝送用データ３０と受信側ＰＮパターンＤ６０との排他的論理和を取ることによって受信側データＤ４０（＝データＤ１０）を再生、つまり伝送用データＤ２０を受信側ＰＮパターンＤ６０によってスクランブルする。そして、このようにして再生された受信側データＤ４０は、データ受信回路７に入力され、図示しない処理回路に供給される。
【００２６】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形が考えられる。
（１）上記実施形態ではスクランブル用符号としてＰＮパターンＤ５０（疑似ランダム符号）を採用したが、本発明はこれに限定されるものではない。状態としての「０」と「１」との発生比率が全ビット数に対して約１／２になるという点でＰＮパターンＤ５０を採用することが好ましいが、スクランブル用符号として他の符号、例えばグレイコードを用いても良い。
【００２７】
（２）上記実施形態では論理演算として排他的論理和を取るスクランブル回路４を、また逆論理演算としても排他的論理和を取るデスクランブル回路６を採用したが、論理演算としては排他的論理和に限定されるものではなく、他の論理演算及びこれに対応した他の逆論理演算を採用しても良い。
【００２８】
（３）上記上記実施形態では、タイミング信号Ｔ１０が立ち上がるとデータＤ１０をＰＮパターンＤ５０でスクランブルするようにしたが、データＤ１０の状態と状態変化を検出することにより、所定のしきい値を越える多数のビットが同時に状態変化する場合にのみ、データＤ１０をＰＮパターンＤ５０でスクランブルするようにしても良い。なお、この場合には、データＤ１０の状態と状態変化を検出するビット検出回路が必要となるので、全体的な構成が複雑になる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、並列伝送するデータに所定のスクランブル用符号を論理演算することにより伝送用データを生成して受信側に送信すると共に、当該論理演算のタイミングを示すタイミング信号を生成して受信側に送信する送信手段と、該送信手段から受信したタイミング信号に基づいて前記スクランブル用符号を生成し、当該スクランブル用符号と前記タイミング信号とに基づいて伝送用データに逆論理演算を施すことにより前記データを再生する受信手段とを具備するので、電源ラインやＧＮＤラインにノイズが生じることを抑制することが可能であり、よってデータの同時状態変化に起因する送信誤りを防止することが可能であると共に、受信側においてデータを確実に再生することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係わるデータ伝送装置の機能構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態におけるスクランブル回路４の詳細構成を示す回路図である。
【図３】本発明の一実施形態におけるデスクランブル回路６の詳細構成を示す回路図である。
【図４】本発明の一実施形態に係わるデータ伝送装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図５】本発明の一実施形態における各部における符号を示す符号表である。
【符号の説明】
Ｓ……送信回路（送信手段）
Ｒ……受信回路（受信手段）
１……データ発生回路
２……ＰＮパターン発生回路
３……スクランブルタイミング発生回路
４……スクランブル回路
５……ＰＮパターン発生回路
６……デスクランブル回路
７……データ受信回路

Claims

並列伝送するデータに所定のスクランブル用符号を論理演算することにより伝送用データを生成して受信側に送信すると共に、当該論理演算のタイミングを示すタイミング信号を生成して受信側に送信する送信手段（Ｓ）と、
該送信手段（Ｓ）から受信したタイミング信号に基づいて前記スクランブル用符号を生成し、当該スクランブル用符号と前記タイミング信号とに基づいて伝送用データに逆論理演算を施すことにより前記データを再生する受信手段（Ｒ）と
を具備することを特徴とするデータ伝送装置。
論理演算は、排他的論理和であることをを特徴とする請求項１記載のデータ伝送装置。
スクランブル用符号は疑似ランダム符号であることを特徴とする請求項１または２記載のデータ伝送装置。
スクランブル用符号はグレイコードであることを特徴とする請求項１または２記載のデータ伝送装置。
送信側では、並列伝送するデータに所定のスクランブル用符号を論理演算することにより伝送用データを生成して受信側に送信すると共に、当該論理演算のタイミングを示すタイミング信号を生成して受信側に送信し、
受信側では、送信側から受信したタイミング信号に基づいて前記スクランブル用符号を生成し、当該スクランブル用符号と前記タイミング信号とに基づいて伝送用データに逆論理演算を施すことにより前記データを再生する
ことを特徴とするデータ伝送方法。
論理演算は、排他的論理和であることを特徴とする請求項５記載のデータ伝送方法。
スクランブル用符号は疑似ランダム符号であることを特徴とする請求項５または６記載のデータ伝送方法。
スクランブル用符号はグレイコードであることを特徴とする請求項５または６記載のデータ伝送方法。