JP2004247917A

JP2004247917A - 同時双方向伝送システム、および同時双方向伝送システムにおける送受信波形の位相差調整方法

Info

Publication number: JP2004247917A
Application number: JP2003034991A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Yama; 孝之山
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2003-02-13
Filing date: 2003-02-13
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2023-02-13
Also published as: JP3601601B2

Abstract

【課題】高速伝送を行う場合でも安定した伝送を行う。
【解決手段】同時双方向伝送回路は、外部入力される遅延設定値により設定された遅延量だけ自局の送信信号を遅延させて出力する遅延回路１００と、遅延回路１００から出力された自局の送信信号を用いて、自局の同時双方向伝送回路と伝送路との接続点での自局の送信信号を擬似的に生成して出力する擬似送信回路１０２と、擬似送信回路１０２から出力された自局の送信信号と対向局からの受信信号の位相を比較し、該位相比較結果を出力する位相比較回路１０２と、位相調整時に、遅延回路１００に出力する遅延設定値を変化させ、変化させた遅延設定値と位相比較回路１０２から出力された位相比較結果との関係に基づいて、自局の送信信号の波形と対向局からの受信信号の波形の遷移タイミングが重ならないように遅延調整値を調整する遅延調整回路１０３とを有している。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、同時双方向伝送システム、および同時双方向伝送システムにおける送受信波形の位相差調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
同時双方向伝送システムは、同一の伝送路の両端に接続された同時双方向伝送回路間で、該伝送路を介して自局の送信信号および対向局からの受信信号を同時に送受信するシステムである（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この種の同時双方向伝送システムは、複数の信号を送受信する半導体集積回路（以下、ＬＳＩと称する）間の信号伝送に必要とされる伝送路の数を削減することができるため、ＬＳＩに特に有効に適用される。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−３１４５１５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の同時双方向伝送システムにおいては、対向局から伝送路を介して自局に送信されてくる受信信号の波形は、伝送路の損失によって波形鈍りが生じる。この対向局からの受信信号の波形と自局の送信信号の波形の遷移タイミング（信号が“０”から“１”に遷移するタイミング、または“１”から“０”に遷移するタイミング）が重なると、遷移時間の違いにより、データパターンによって対向局からの受信信号の波形にノイズ状の電圧変動が現れる。
【０００６】
そのため、ＬＳＩとしての同時双方向伝送回路や伝送路の特性ばらつきやノイズにより、受信信号の遷移タイミングに時間的変動が生じ、動作速度の上限が低くなったり、データ化けの原因となったりすることがあった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、高速伝送を行う場合でも安定した伝送を行うことができる同時双方向伝送システム、および同時双方向伝送システムにおける送受信波形の位相差調整方法を提供することにある。
【０００８】
【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の同時双方向伝送システムは、
同一の伝送路の両端に配置された同時双方向伝送回路の各々が前記伝送路に接続された送信回路および受信回路を有し、前記同時双方向伝送回路間で前記送信回路および前記受信回路により前記伝送路を介して送信信号および受信信号を同時に送受信する同時双方向伝送システムにおいて、
前記同時双方向伝送回路の少なくとも一方は、
前記送信回路の前段に配置され、外部入力される遅延設定値により設定された遅延量だけ自局の送信信号を遅延させて出力する遅延回路と、
前記遅延回路から出力された自局の送信信号に対して前記送信回路と同一の処理を施すことにより、自局と前記伝送路との接続点での自局の送信信号を擬似的に生成して出力する擬似送信回路と、
前記擬似送信回路から出力された自局の送信信号と前記受信回路から出力された対向局からの受信信号の位相を比較し、該位相比較結果を出力する位相比較回路と、
位相調整時に、前記遅延回路に出力する前記遅延設定値を変化させ、変化させた前記遅延設定値と前記位相比較回路から出力された前記位相比較結果との関係に基づいて、自局の送信信号の波形と対向局からの受信信号の波形の遷移タイミングが重ならないように前記遅延調整値を調整する遅延調整回路とを有することを特徴とするものである。
【０００９】
この構成によれば、自局の送信信号に遅延を与えることとし、その遅延量を自局の送信信号の波形と対向局からの受信信号の波形の遷移タイミングが重ならないように調整しているため、送受信波形の遷移タイミングが重なることを回避することが可能となる。
【００１０】
また、前記位相比較回路は、前記擬似送信回路から出力された自局の送信信号のエッジを用いて前記受信回路から出力された対向局からの受信信号をラッチしたものを前記位相比較結果として出力するか、または前記受信回路から出力された対向局からの受信信号のエッジを用いて前記擬似送信回路から出力された自局の送信信号をラッチしたものを前記位相比較結果として出力することとしても良い。
【００１１】
また、前記遅延調整回路は、位相調整時に、前記遅延回路に出力する前記遅延設定値を“０”から徐々に大きくし、前記位相比較回路から出力された前記位相比較結果が変化を開始した時点の前記遅延設定値と当該変化状態が元の状態に戻った時点の前記遅延設定値との中間値に前記遅延設定値を調整することとしても良い。
【００１２】
上記目的を達成するために本発明の同時双方向伝送システムにおける送受信波形の位相差調整方法は、
同一の伝送路の両端に接続された同時双方向伝送回路間で前記伝送路を介して送信信号および受信信号を同時に送受信する同時双方向伝送システムにおける送受信波形の位相差調整方法において、
前記同時双方向伝送回路の一方にて、
自局と前記伝送路との接続点に自局の送信信号が達する前段で、該自局の送信信号を遅延設定値により設定された遅延量だけ遅延させる第１のステップと、
前記第１のステップにて遅延した自局の送信信号を用いて、自局と前記伝送路との接続点での自局の送信信号を擬似的に生成する第２のステップと、
前記第２のステップにて擬似的に生成された自局の送信信号と対向局からの受信信号の位相を比較する第３のステップと、
前記遅延設定値を変化させ、変化させた前記遅延設定値と前記第３のステップにおける位相比較結果との関係に基づいて、自局の送信信号の波形と対向局からの受信信号の波形の遷移タイミングが重ならないように前記遅延調整値を調整する第４のステップとを実行することを特徴とするものである。
【００１３】
また、前記第３のステップでは、前記第２のステップにて擬似的に生成された自局の送信信号のエッジを用いて対向局からの受信信号をラッチしたものを前記位相比較結果とするか、または対向局からの受信信号のエッジを用いて前記第２のステップにて擬似的に生成された自局の送信信号をラッチしたものを前記位相比較結果とすることとしても良い。
【００１４】
また、前記第４のステップでは、前記遅延設定値を“０”から徐々に大きくし、前記位相比較結果が変化を開始した時点の前記遅延設定値と当該変化状態が元の状態に戻った時点の前記遅延設定値との中間値に前記遅延設定値を調整することとしても良い。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態の同時双方向伝送システムを示すブロック図である。
【００１７】
図１を参照すると、本発明の一実施形態の同時双方向伝送システムは、ｎ本のデータ信号線３および２本のストローブ信号線４の両端に接続された同時双方向伝送回路１，２を有しており、同時双方向伝送回路１，２間では、ｎビット幅のデータ信号をｎ本のデータ信号線３を介して同時に送受信するとともに、正補２種のストローブ信号を２本のストローブ信号線４を介して同時に送受信する。なお、ｎ本のデータ信号線３と２本のストローブ信号線４は等長配線とする。
【００１８】
同時双方向伝送回路１，２は、データ信号についての内部構成要素として、自局のデータ信号をデータ信号線３を介して対向局に送信する送信回路１０，２０と、自局のデータ信号と対向局からデータ信号線３を介して送信されてきたデータ信号とが合成された合成信号を受信し、受信した合成信号のうち対向局からのデータ信号のみを抽出して出力する受信回路１１，２１と、自局のデータ信号と対向局からのデータ信号との位相差調整を行う出力遅延調整回路１５，２５と、をそれぞれｎ個づつ有している。
【００１９】
さらに、同時双方向伝送回路１，２は、ストローブ信号についての内部構成要素として、自局のストローブ信号をストローブ信号線４を介して対向局に送信する送信回路１２，２２と、自局のストローブ信号と対向局からストローブ信号線４を介して送信されてきたストローブ信号とが合成された合成信号を受信し、受信した合成信号のうち対向局からのストローブ信号のみを抽出して出力する受信回路１３，２３と、自局のストローブ信号と対向局からのストローブ信号との位相差調整を行う出力遅延調整回路１６，２６と、をそれぞれ２個づつ有している。
【００２０】
その他、同時双方向伝送回路１，２は、データ信号についてのＦＦ（ＦｌｉｐＦｌｏｐ）１７，２７をｎ個づつ有し、ストローブ信号についてのＦＦ１８，２８を２個づつ有し、ストローブ信号を書込みクロックとしてデータ信号を書込むＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ−ＩｎＦｉｒｓｔ−Ｏｕｔ）１４，２４をｎ個づつ有している。
【００２１】
図２は、図１に示した出力遅延調整回路１５，１６，２５，２６の一構成例を示すブロック図である。
【００２２】
図２を参照すると、出力遅延調整回路１５，１６，２５，２６は、遅延回路１００と、擬似送信回路１０１と、位相比較回路（ＦＦ）１０２と、遅延調整回路１０３とを有している。
【００２３】
遅延回路１００は、外部入力される遅延量設定値により遅延量が可変し、遅延量設定値により設定された遅延量だけ自局の送信信号を遅延させて出力する。なお、遅延回路１００は、その遅延量の最大値を、対向局からの受信信号の遷移部分を必ず含むように伝送クロックの１周期分よりも大きくすることができる。
【００２４】
擬似送信回路１０１は、送信回路１０，１２，２０，２２の代わりに設けられたものであり、遅延回路１００から出力された自局の送信信号に対し、送信回路１０，１２，２０，２２と同様の処理を施すことにより自局の同時双方向伝送回路１，２と伝送路（データ信号線３、ストローブ信号線４）との接続点（Ｄ１点、Ｓ１点、Ｄ２点、Ｓ２点）での自局の送信信号を擬似的に生成して出力する。
【００２５】
本来、同時双方向伝送回路１，２では、自局の送信信号と対向局からの受信信号の位相差調整を行う場合、自局の同時双方向伝送回路１，２と伝送路との接続点での位相差について調整を行うべきである。しかしながら、この接続点に出力遅延調整回路１５，１６，２５，２６を組み込むことは、信号電圧レベルが内部論理回路と異なる等の理由により一般にできない。
【００２６】
そのため、本発明では、自局の同時双方向伝送回路１，２と伝送路との接続点での位相差について調整を行う代わりに、出力遅延調整回路１５，１６，２５，２６内の擬似送信回路１０１にて擬似的に生成された自局の送信信号と受信回路１１，１３，２１，２３から出力された対向局からの受信信号との位相差について調整を行うこととしている。
【００２７】
位相比較回路１０２は、ＦＦで構成され、擬似送信回路１０１から出力された自局の送信信号と受信回路１１，１３，２１，２３から出力された対向局からの受信信号の位相を比較し、その位相比較結果を出力する。なお、位相比較回路１０２は、擬似送信回路１０１から出力された自局の送信信号のエッジを用いて対向局からの受信信号をラッチしたものを位相比較結果として出力するか、あるいは対向局からの受信信号のエッジを用いて擬似送信回路１０１から出力された自局の送信信号をラッチしたものを位相比較結果として出力する。
【００２８】
遅延調整回路１０３は、位相調整時に、遅延回路１００に出力する遅延設定値を変化させ、変化させた遅延設定値と位相比較回路１０２から出力された位相比較結果との関係に基づいて、自局の送信信号の波形と対向局からの受信信号の波形の遷移タイミングが重ならないように遅延調整値を調整する。
【００２９】
以下、図１および図２に示した同時双方向伝送システムにおける送受信波形の位相差調整方法について説明する。ここでは、同時双方向伝送回路１側でデータ信号の送受信波形の位相差を調整する場合の位相差調整方法について説明する。
【００３０】
図３は、図１および図２に示した同時双方向伝送システムにおける送受信波形の位相差調整方法を説明するタイムチャートであり、（ａ）は同時双方向伝送回路１側でのデータ信号の位相差調整中に送受信波形の遷移タイミングが重なった場合の波形のタイムチャート、（ｂ）は同時双方向伝送回路１側でのデータ信号の位相差調整後の波形のタイムチャートである。
【００３１】
位相差調整時には、同時双方向伝送回路１，２の送信回路１０，２０では、“０”と“１”のデータ信号を繰返し同時に送信する。
【００３２】
このとき、対向局となる同時双方向伝送回路２の送信回路２０から出力された受信信号は、同時双方向伝送回路２とデータ信号線３との接続点Ｄ２では損失も遅延も殆ど無い状態であるが、データ信号線３を経て同時双方向伝送回路１とデータ信号線３との接続点Ｄ１に到達した時点ではデータ信号線３の損失のために波形鈍りや伝播遅延を伴った状態になっている。
【００３３】
一方、自局となる同時双方向伝送回路１の送信回路１０から出力された送信信号は、同時双方向伝送回路１とデータ信号線３との接続点Ｄ１では損失も遅延も殆ど無い状態になっている。
【００３４】
同時双方向伝送回路１とデータ信号線３との接続点Ｄ１では、送信回路１０の出力である自局の送信信号と同時双方向伝送回路２の送信回路２０の出力である対向局からの受信信号とが合成され、その合成信号が同時双方向伝送回路１の受信回路１１にて受信され、受信回路１１では、接続点Ｄ１での合成信号のうち対向局からの受信信号のみを抽出して出力遅延調整回路１５に出力する。
【００３５】
例えば、図３（ａ）に示すように、接続点Ｄ１において、送信回路１０の出力である自局の送信信号と、送信回路２０の出力である対向局からの受信信号の波形の遷移タイミングが重なった場合、ＦＩＦＯ１４に入力される受信データの波形は、ＬＳＩ（同時双方向伝送回路１，２）やデータ信号線３の特性ばらつきやノイズによる影響が非常に大きくなる。
【００３６】
ここで、遅延調整回路１０３は、遅延回路１００に出力する遅延設定値を初期値“０”から徐々に大きくしていく。すると、図４に示すように、位相比較回路１０２から出力された位相比較結果には、“０”から変化を開始する点と、当該変化状態から元の状態“０”に戻る点の２つの変化点が現れる。２つの変化点における遅延設定値をそれぞれＡ，Ｂとすると、遅延量設定値がＡからＢの間にある時は、接続点Ｄ１において自局の送信信号の波形と対向局からの受信信号の波形の遷移タイミングが重なる時であると考えられる。
【００３７】
そのため、遅延調整回路１０３は、自局の送信信号の波形と対向局からの受信信号の波形の遷移タイミングが重ならないように、遅延設定値を遅延設定値Ａ，Ｂの中間値に調整する。例えば、遅延設定値Ａ＝０．４Ｔ、遅延設定値Ｂ＝１．４Ｔである場合、遅延設定値Ａ，Ｂの中間値は、（０．４Ｔ＋１．４Ｔ）／２＝０．９Ｔとなる。
【００３８】
その後、遅延調整回路１０３は、上記で調整した遅延設定値を遅延回路１００に出力し、データ信号の送受信波形の位相差調整が完了する。
【００３９】
以降、図３（ｂ）に示すように、同時双方向伝送回路１では、自局の送信信号を上記で調整した遅延量だけ遅延させることで、同時双方向伝送回路１とデータ信号線３との接続点Ｄ１において送受信波形の遷移タイミングが重なることを回避することができる。それにより、ＦＩＦＯ１４に入力される受信データの波形は、ＬＳＩ（同時双方向伝送回路１，２）やデータ信号線３の特性ばらつきやノイズによる影響が小さくなる。
【００４０】
なお、本実施形態においては、同時双方向伝送回路２側で上記と同様にデータ信号の位相差調整を行っても同様の効果が得られるが、同時双方向伝送回路１，２のいずれか一方でデータ信号の位相差調整を行うことのみで、同時双方向伝送回路１，２の双方でデータ信号の送受信波形の遷移タイミングが重なることを回避できる。すなわち、同時双方向伝送回路１，２のいずれか一方にのみデータ信号の出力遅延回路を設けて位相差調整を行っても、同時双方向伝送回路１，２の双方でデータ信号の送受信波形の遷移タイミングが重なることを回避できる。
【００４１】
また、本実施形態においては、データ信号の送受信波形の位相差調整方法について説明したが、ストローブ信号の送受信波形の位相差を調整する場合も、同時双方向伝送回路１，２のいずれか一方で上記と同様にストローブ信号の位相差調整を行うことのみで、同時双方向伝送回路１，２の双方でストローブ信号の送受信波形の遷移タイミングが重なることを回避できる。すなわち、同時双方向伝送回路１，２のいずれか一方にのみストローブ信号の出力遅延回路を設けて位相差調整を行っても、同時双方向伝送回路１，２の双方でストローブ信号の送受信波形の遷移タイミングが重なることを回避できる。
【００４２】
また、本実施形態においては、出力遅延回路１５，１６，２５，２６の構成は図２の構成に限定されず、図５のような構成にすることが可能である。
【００４３】
図５に示した出力遅延調整回路１５，１６，２５，２６は、図２の構成に対して、遅延調整回路１０３を取り除き、遅延量設定値入力と位相比較結果出力を外部に引き出した点が異なる。
【００４４】
この場合、出力遅延調整回路１５，１６，２５，２６の外部で位相差調整機能を実現しなければならないが、本発明に含まれない他の機能、例えば、遅延回路１００の遅延量を手動で設定する機能、ビット間スキューを調整する機能などを自由に拡張することができるという利点がある。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明においては、自局の送信信号に遅延を与えることとし、その遅延量を自局の送信信号の波形と対向局からの受信信号の波形の遷移タイミングが重ならないように調整しているため、送受信波形の遷移タイミングが重なることを回避することができる。
【００４６】
したがって、ＬＳＩとしての同時双方向伝送回路や伝送路の特性ばらつきやノイズによる受信信号の時間的変動を抑えることができ、それにより、高速伝送でも安定した伝送を行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の同時双方向伝送システムを示すブロック図である。
【図２】図１に示した出力遅延調整回路の一構成例を示すブロック図である。
【図３】図１および図２に示した同時双方向伝送システムにおける送受信波形の位相差調整方法を説明するタイムチャートであり、（ａ）は同時双方向伝送回路１側でのデータ信号の位相差調整中に送受信波形の遷移タイミングが重なった場合の波形のタイムチャート、（ｂ）は同時双方向伝送回路１側でのデータ信号の位相差調整後の波形のタイムチャートである。
【図４】図２に示した遅延調整回路における遅延量設定値の調整方法を説明する図である。
【図５】
図１に示した出力遅延調整回路の他の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１，２同時双方向伝送回路
３データ信号線
４ストローブ信号線
１０，１２，２０，２２送信回路
１１，１３，２１，２３受信回路
１４，２４ＦＩＦＯ
１５，１６，２５，２６出力遅延調整回路
１７，１８，２７，２８ＦＦ
１００遅延回路
１０１擬似送信回路
１０２位相比較回路（ＦＦ）
１０３遅延調整回路

Claims

同一の伝送路の両端に配置された同時双方向伝送回路の各々が前記伝送路に接続された送信回路および受信回路を有し、前記同時双方向伝送回路間で前記送信回路および前記受信回路により前記伝送路を介して送信信号および受信信号を同時に送受信する同時双方向伝送システムにおいて、
前記同時双方向伝送回路の少なくとも一方は、
前記送信回路の前段に配置され、外部入力される遅延設定値により設定された遅延量だけ自局の送信信号を遅延させて出力する遅延回路と、
前記遅延回路から出力された自局の送信信号に対して前記送信回路と同一の処理を施すことにより、自局と前記伝送路との接続点での自局の送信信号を擬似的に生成して出力する擬似送信回路と、
前記擬似送信回路から出力された自局の送信信号と前記受信回路から出力された対向局からの受信信号の位相を比較し、該位相比較結果を出力する位相比較回路と、
位相調整時に、前記遅延回路に出力する前記遅延設定値を変化させ、変化させた前記遅延設定値と前記位相比較回路から出力された前記位相比較結果との関係に基づいて、自局の送信信号の波形と対向局からの受信信号の波形の遷移タイミングが重ならないように前記遅延調整値を調整する遅延調整回路とを有することを特徴とする同時双方向伝送システム。
前記位相比較回路は、前記擬似送信回路から出力された自局の送信信号のエッジを用いて前記受信回路から出力された対向局からの受信信号をラッチしたものを前記位相比較結果として出力するか、または前記受信回路から出力された対向局からの受信信号のエッジを用いて前記擬似送信回路から出力された自局の送信信号をラッチしたものを前記位相比較結果として出力することを特徴とする、請求項１に記載の同時双方向伝送システム。
前記遅延調整回路は、位相調整時に、前記遅延回路に出力する前記遅延設定値を“０”から徐々に大きくし、前記位相比較回路から出力された前記位相比較結果が変化を開始した時点の前記遅延設定値と当該変化状態が元の状態に戻った時点の前記遅延設定値との中間値に前記遅延設定値を調整することを特徴とする、請求項２に記載の同時双方向伝送システム。
同一の伝送路の両端に接続された同時双方向伝送回路間で前記伝送路を介して送信信号および受信信号を同時に送受信する同時双方向伝送システムにおける送受信波形の位相差調整方法において、
前記同時双方向伝送回路の一方にて、
自局と前記伝送路との接続点に自局の送信信号が達する前段で、該自局の送信信号を遅延設定値により設定された遅延量だけ遅延させる第１のステップと、
前記第１のステップにて遅延した自局の送信信号を用いて、自局と前記伝送路との接続点での自局の送信信号を擬似的に生成する第２のステップと、
前記第２のステップにて擬似的に生成された自局の送信信号と対向局からの受信信号の位相を比較する第３のステップと、
前記遅延設定値を変化させ、変化させた前記遅延設定値と前記第３のステップにおける位相比較結果との関係に基づいて、自局の送信信号の波形と対向局からの受信信号の波形の遷移タイミングが重ならないように前記遅延調整値を調整する第４のステップとを実行することを特徴とする同時双方向伝送システムにおける送受信波形の位相差調整方法。
前記第３のステップでは、前記第２のステップにて擬似的に生成された自局の送信信号のエッジを用いて対向局からの受信信号をラッチしたものを前記位相比較結果とするか、または対向局からの受信信号のエッジを用いて前記第２のステップにて擬似的に生成された自局の送信信号をラッチしたものを前記位相比較結果とすることを特徴とする、請求項４に記載の同時双方向伝送システムにおける送受信波形の位相差調整方法。
前記第４のステップでは、前記遅延設定値を“０”から徐々に大きくし、前記位相比較結果が変化を開始した時点の前記遅延設定値と当該変化状態が元の状態に戻った時点の前記遅延設定値との中間値に前記遅延設定値を調整することを特徴とする、請求項５に記載の同時双方向伝送システムにおける送受信波形の位相差調整方法。