JP2004260669A - シリアル・デジタル信号に内在するタイミング基準ビット列に同期するワード・クロック発生器 - Google Patents
シリアル・デジタル信号に内在するタイミング基準ビット列に同期するワード・クロック発生器 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】安価で、高速に動作するワード・クロック発生器を提供する。
【解決手段】ワード・クロック発生器は、シリアル・デジタル信号(1ワードにおけるビット数が「N」)のビット・レートに一致するシリアル・クロック信号を生成し、シリアル・クロック信号の周波数を、Nで分周して、ワード・レートに一致する第1ワード・クロック信号を生成し、第1ワード・クロック信号の位相を、シリアル・クロック信号の1周期ずつ、(N−1)回だけ遅らせ、N本の多相のワード・クロック信号群を生成し、シリアル・クロック信号に基づいてシリアル・デジタル信号をパラレル信号に変換し、パラレル信号の中に、所定のタイミング基準ビット列が存在するか否かを判定し、タイミング基準ビット列の位相情報を検出し、多相のワード・クロック信号群の中から、位相情報と一致する位相を有するワード・クロック信号を選択して外部に出力する。
【選択図】 図4
【解決手段】ワード・クロック発生器は、シリアル・デジタル信号(1ワードにおけるビット数が「N」)のビット・レートに一致するシリアル・クロック信号を生成し、シリアル・クロック信号の周波数を、Nで分周して、ワード・レートに一致する第1ワード・クロック信号を生成し、第1ワード・クロック信号の位相を、シリアル・クロック信号の1周期ずつ、(N−1)回だけ遅らせ、N本の多相のワード・クロック信号群を生成し、シリアル・クロック信号に基づいてシリアル・デジタル信号をパラレル信号に変換し、パラレル信号の中に、所定のタイミング基準ビット列が存在するか否かを判定し、タイミング基準ビット列の位相情報を検出し、多相のワード・クロック信号群の中から、位相情報と一致する位相を有するワード・クロック信号を選択して外部に出力する。
【選択図】 図4
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリアル・デジタル・データに内在する所定のビット・パターンに同期するワード・クロック発生器に関連する。
【0002】
なお、所定のビット・パターン(タイミング基準ビット列)に対応する位相情報が反映されたワード・クロックを利用することにより、複数のシリアル・デジタル・データ間の位相差を把握し、その位相差を制御することができる。
【0003】
【発明の背景】
図1は、本発明の応用分野の1つであるHD−SDI信号の流れを表す。図1に示すように、複数の映像出力器(VTR12、カラー・バー発生器13及びカメラ14)がある場合、放送局は、セレクタ15を用いて1つのHD−SDI信号を放送映像信号として選択する必要がある。
【0004】
一方、複数の映像出力器12、13及び14のそれぞれは、基準信号発生器11から基準信号(一般的に、ブラック・バースト(BB:Black Burst)信号)を入力し、その基準信号に同期するシリアル・クロック(SCLK)を生成し、そのシリアル・クロックでHD−SDI信号を出力する。その出力されるHD−SDI映像信号のそれぞれは、そのままの状態では、セレクタ15を用いて、選択することはできない。その理由の1つは、一般に、映像出力器12、13及び14のそれぞれが、基準信号に対して、異なる映像出力タイミングを有するためである。その理由のもう1つは、一般に、基準信号発生器11と複数の映像出力器12、13及び14のそれぞれとを結ぶケーブルの長さが、それぞれ異なるため、複数のHD−SDI信号間に、位相差が生じているからである。言い換えれば、位相差を有する複数のHD−SDI信号を切り替えるときに、各HD−SDI信号間のタイミングは、一致していないため、セレクタ15からノイズを有するHD−SDI信号が、出力されてしまう。
【0005】
そこで、図1に示すように、複数の映像出力器12、13及び14から出力されるHD−SDI信号のそれぞれの位相情報を、或いは、映像出力器(例えば、カメラ14)から出力されるHD−SDI信号と基準信号発生器11から出力される基準信号とのそれぞれの位相情報を、ウェーブ・フォーム・モニタ16によって、把握する。その後、その位相情報を用いて各映像出力器に内蔵された同期回路(図示せず)を操作・設定することより、複数のHD−SDI信号間の位相差をゼロにする。複数の映像出力器12、13及び14から出力される複数のHD−SDI信号間の位相差が、ゼロであるので、複数のHD−SDI信号を切り替えるときに、セレクタ15からノイズがないHD−SDI信号を出力することができる。
【0006】
上述の通り、放送映像信号の品質を確保するために、映像出力器から出力されるHD−SDI映像信号の位相情報を把握することが重要である。具体的には、HD−SDI映像信号に内在するタイミング基準ビット列に同期するワード・クロックの位相が、HD−SDI映像信号の位相情報に相当する。このようなワード・クロック発生器は、例えば、ソニー社から販売されているHD−SDI受信モジュール「HK−102」(図2)、ジェナム(Gennum)社から販売されているSD−SDI(標準精細度シリアル・デジタル・インターフェース)信号用のシリアル・デジタル・デコーダLSI「GS9000」(図3)の中に組み込まれている。
【0007】
なお、HD−SDI信号とSD−SDI信号との間には、シリアル・データのビット・レート、1ワードにおけるビット数、及びタイミング基準ビット列が、異なる。しかしながら、両者は、シリアル・デジタル映像信号であり、タイミング基準ビット列を内在する点で、共通する。従って、以下に述べる本発明の原理は、HD−SDI信号及びSD−SDI信号を含むシリアル・デジタル信号に、適用することができる。
【0008】
また、HD−SDI信号及びSD−SDI信号に関する技術分野において、一般的に、ワード・クロックの代わりに、パラレル・クロック(PCLK)が、用いられている。
【0009】
図2及び図3は、それぞれソニー社及びジェナム(Gennum)社のワード・クロック発生器を組み込む装置のブロック図を示し、図中の矢印20、30が、ワード・クロック(パラレル・クロック)発生器を表す。なお、図2及び図3は、以下に示す非特許文献1及び非特許文献2に開示されているが、それぞれの発生器の具体的な動作は、開示されていない。
【0010】
そこで、図2中の矢印20が示すワード・クロック(パラレル・クロック)発生器の動作は、以下のように考えられる:分周器21は、HD−SDI映像信号のシリアル・クロックを分周して、ワード・クロック(パラレル・クロック)を生成する;遅延回路22は、ワード・クロック(パラレル・クロック)がHD−SDI映像信号に内在するタイミング基準ビット列に同期するように、ワード・クロック(パラレル・クロック)を遅延させる。
【0011】
また、図3中の矢印30が示すワード・クロック(パラレル・クロック)発生器の動作は、以下のように考えられる:分周回路は、SD−SDI映像信号のシリアル・クロックを分周する際、ワード・クロック(パラレル・クロック)がSD−SDI映像信号に内在するタイミング基準ビット列に同期するように、分周回路のカウンタをリセットすることによって、ワード・クロック(パラレル・クロック)を生成する。
【0012】
【非特許文献1】
ユーゴ・ガージオニ(Hugo Gaggioni)、ウエダ・マモル(Mamoru Ueda)、サガ・フミアキ(Fumiaki Saga)、トミタ・カズオ(Kazuo Tomita)及びコバヤシ・ノブヨシ(Nobuyoshi Kobayashi)著、「HDTV用シリアル・デジタル・インターフェース」(Serial Digital Interface for HDTV)、SMPTEジャーナル(SMPTE Journal)、全米映画テレビジョン技術者協会(Society of Motion Pictureand Television Engineers)、1997年5月、p.298〜p.304、(p.303〜p.304、第5図)
【0013】
【非特許文献2】
エス・ウェブスター(S.Webster)、イー・ファンクハウザ(E.fankhauser)、ケイ・チェン(K.Chen)、ジェイ・フランシス(J.Francis)、イー・イオスゼフ(E.Isoszef)、ティー・ロサティ(T.Rosati)、アイ・リドパス(I.Ridpath)及びピー・ムア(P.Moore)著、「SMPTE規格暫定案SMPTE259M−SDI用の新しいチップ・セット(A New Chip Set for Proposed SMPTE Standard SMPTE259M−Serial Digital Interface)」、SMPTEジャーナル(SMPTE Journal)、全米映画テレビジョン技術者協会(Societyof Motion Picture and Television Engineers)、1993年9月、p.777〜785(p.783、第11図)
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図2中の遅延回路22は、遅延回路22それ自身の特性(例えば、ゲート遅延時間、CR時定数)に依存し、HD−SDI映像信号に内在するタイミング基準ビット列に依存しないで、ワード・クロックを遅延させる。従って、ゲート遅延時間及びCR値が、熱などの影響によって変化すると、遅延回路の遅延時間は、変化してしまう。その結果、図2中の遅延回路22は、安定した遅延時間でワード・クロックを遅延させることができない。言い換えれば、図2中のワード・クロック発生器20は、安定したワード・クロックを発生することができない。
【0015】
また、図3中のワード・クロック発生器30内の分周回路は、SD−SDI映像信号に内在するタイミング基準信号に依存して、分周回路のカウンタをリセットする。従って、図3中のワード・クロック発生器30は、安定したワード・クロックを発生することができる。しかしながら、その分周回路は、複雑なものとなり、高速に動作しない。即ち、タイミング基準ビット列に対応させて分周回路のカウンタをリセットするために、タイミング基準ビット列から求めた位相情報と、カウンタのカウント値とを比較して、リセット・タイミング信号を生成する必要がある。このような比較を具体化する比較回路は、一般に、複数段のゲート回路から構成される。このため、比較回路を含めた分周回路全体は、単にN分周するのみの分周回路と比較して、複雑になり、高速に動作しない。他方、このような複雑な分周回路を高速に動作させるために、高度なICプロセスを使用することができるが、その結果、高価な分周回路となってしまう。
【0016】
従って、本発明の目的は、安定したワード・クロックを発生することにある。本発明のもう1つの目的は、安価で、高速に動作するワード・クロック発生器を提供することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のワード・クロック発生器は、1データ単位である1ワードにおけるビット数が「N」であるシリアル・デジタル信号を外部から入力して、前記シリアル・デジタル信号のビット・レートに一致する周波数を有するシリアル・クロック信号を出力する手段と、前記シリアル・クロック信号の周波数を、Nで分周して、ワード・レートに一致する周波数を有する第1ワード・クロック信号を出力する手段と、前記第1ワード・クロック信号の位相を、前記シリアル・クロック信号の1周期ずつ、(N−1)回だけ遅らせ、N本の多相のワード・クロック信号群を出力する手段と、前記シリアル・デジタル信号と前記シリアル・クロック信号と前記第1ワード・クロック信号とを入力し、前記シリアル・クロック信号に基づいて前記シリアル・デジタル信号をパラレル信号に変換し、前記パラレル信号を前記第1ワード・クロック信号の周期で出力する手段と、前記パラレル信号の中に、所定のタイミング基準ビット列が存在するか否かを判定し、存在する場合、前記タイミング基準ビット列の位相情報を検出する手段と、前記位相情報と前記多相のワード・クロック信号群とを入力し、前記多相のワード・クロック信号群の中から、前記位相情報と一致する位相を有するワード・クロック信号を選択して外部に出力する手段と、を備える。
【0018】
【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。
(第1の実施形態)
図4は、本発明のワード・クロック(パラレル・クロック)発生器のブロック図を示す。図4に示すように、本発明のワード・クロック発生器40は、HD−SDI(High Definition−Serial Digital Interface)映像信号を入力して、HD−SDI映像信号のビット・レートに一致する周波数を有するシリアル・クロック信号を出力するPLL41と、そのシリアル・クロックの周波数を、「20」(HD−SDI映像信号の1ワードにおけるビット数N)で分周して、ワード・レートに一致する周波数を有する第1ワード・クロック信号を出力する分周器42と、第1ワード・クロックの位相を、シリアル・クロック信号の1周期ずつ、「19」(HD−SDI映像信号の1ワードにおけるビット数N−1)回だけ遅らせ、多相のワード・クロック信号群を出力するシフトレジスタ43と、HD−SDI映像信号とシリアル・クロック信号と第1ワード・クロック信号とを入力し、シリアル・クロック信号に基づいてHD−SDI映像信号をパラレル映像信号に変換し、パラレル映像信号を第1ワード・クロック信号の周期で出力するS/P変換部44と、パラレル映像信号のうち、所定の連続するビットがすべて「1」又は「0」であるか否かを、パラレル映像信号の上位ビットから下位ビットまでについて判定し、その判定結果を表す第1基準信号群及び第2基準信号群を出力するビットパターン検出部45と、第1基準信号群及び第2基準信号群に基づいて、パラレル映像信号内のタイミング基準ビット列の位相情報を検出するビット位相検出部46と、位相情報と多相のワード・クロック信号群とを入力し、その位相情報と一致する位相を有するワード・クロックを選択して出力するセレクタ47と、を備える。好ましくは、ワード・クロック発生器40は更に、パラレル映像信号内のタイミング基準信号の位相情報を入力し、その位相情報が複数回同じ値である場合、その位相情報を出力するノイズ・キャンセラ48を備える。ワード・クロック発生器40は更に、パラレル映像信号を第1ワード・クロック信号の周期で入力し、パラレル映像信号を、セレクタ47で選択され出力されたワード・クロック信号の周期で出力するFIFO49を備えてもよい。
【0019】
以下、ワード・クロック発生器40の動作を、図5〜図9を参照しながら、具体的に説明する。
(PLL41)
図5は、PLL41に入力されるHD−SDI映像信号51と、出力されるシリアル・クロック信号52とを表す。なお、図5中の時間は、以下の説明のために簡略化したものであり、実際の時間とは、異なっている。同様に、図6、図7b、図8a、図8b、図9、図10b、図11a、図11b及び図12中の時間も、実際の時間とは、異なっている。(実際のシリアル・クロック信号の周波数は、約74MHzであり、実際のシリアル・クロック信号の周期は、約13.5nsである。)
図5に示すように、実施例において、HD−SDI映像信号51の1ワードにおけるビット数は、20ビットであり(矢印53)、また、HD−SDI映像信号に内在するタイミング基準ビット列は、最初の20ビットに渡って連続する「1」と後続40ビットに渡って連続する「0」とからなるビット列である(矢印54)。なお、HD−SDI映像信号51は、タイミング基準ビット列54と、テレビ等の表示装置に表示される、後続の映像信号55とその他の制御情報信号とを含む。
【0020】
PLL41は、例えば、VTR、カラー・バー発生器、カメラ等の映像出力器からHD−SDI映像信号51を入力する一方、HD−SDI映像信号のビット・レートに一致する周波数を有するシリアル・クロック信号52を分周器42に出力する(矢印56)。
【0021】
(分周器42)
分周器42は、PLL41からのシリアル・クロック信号52を入力する一方、シリアル・クロック信号52の周波数を、「20」(HD−SDI映像信号の1ワードにおけるビット数N、矢印53)で分周して、ワード・レートに一致する周波数を有する第1ワード・クロック信号を、シフトレジスタ43、S/P変換部44及びビット位相検出部46に出力する。好ましくは、分周器42は、第1ワード・クロック信号をノイズ・キャンセラ48に出力する。分周器42は、第1ワード・クロック信号をFIFO49に出力してもよい。
【0022】
(シフトレジスタ43)
図6は、シフトレジスタ43に入力されるシリアル・クロック信号52及び第1ワード・クロック信号57と、出力される多相のワード・クロック信号群60とを表す。シフトレジスタ43は、PLL41からのシリアル・クロック信号52と分周器42からの第1ワード・クロック信号57とを入力する一方、第1ワード・クロック信号57の位相を、シリアル・クロック信号の1周期(矢印58)ずつ、「19」(HD−SDI映像信号の1データ単位におけるビット数N−1)回だけ遅らせ、20本のワード・クロック信号(WCLK19〜WCLK0)からなる多相のワード・クロック信号群60をセレクタ47に出力する。具体的に、シフトレジスタ43は、第1ワード・クロック信号57をワード・クロック信号61(WCLK19)として出力し;また、ワード・クロック信号61(WCLK19)の位相を、シリアル・クロック信号52の1周期だけ遅らせ(矢印62)、ワード・クロック信号63(WCLK18)を更に出力し;・・・;また、ワード・クロック信号(WCLK01)の位相を、シリアル・クロック信号52の1周期だけ遅らせ、ワード・クロック信号(WCLK00)を更に出力する。
【0023】
(S/P変換部44)
S/P変換部44は、例えば、VTR等の映像出力器からのHD−SDI映像信号とPLL41からのシリアル・クロック信号52と分周器42からの第1ワード・クロック信号57とを入力する一方、シリアル・クロック信号の1周期毎にHD−SDI映像信号の1ビットを取り込むことによって、HD−SDI信号を「20」(HD−SDI映像信号の1ワードにおけるビット数Nに一致する)ビットの幅を持つパラレル映像信号に変換し、このパラレル映像信号を組み合わせたパラレル映像信号群のビット数が、「60」(HD−SDI映像信号内のタイミング基準ビット列の総ビット数)以上になるように、変換されたパラレル映像信号を4データ単位(所定数のデータ単位)で、且つ第1ワード・クロック信号の周期で保持し、80ビットに相当するパラレル映像信号群を、第1ワード・クロック信号の1周期当たり20ビット逐次シフトしながら、ビットパターン検出部45に出力する。
【0024】
図7aは、S/P変換部44を詳細に表すブロック図であり、図7bは、S/P変換部44に入力されるHD−SDI映像信号の一部と出力されるパラレル映像信号の一部との対応関係を表す。なお、S/P変換部44の詳細な動作を容易に理解するため、図7b中に、図6中の第1ワード・クロック信号57を表す。
【0025】
具体的に、S/P変換部44の変換部441は、20ビット長のシフトレジスタ441である。シフトレジスタ441は、映像出力器からHD−SDI映像信号を1ビットずつ入力し、PLL41からシリアル・クロック信号52を入力し、入力したシリアル・クロック信号52を動作クロックとして使用し、HD−SDI映像信号の先頭ビットを上位ビットとして、HD−SDI映像信号を「20」(HD−SDI映像信号の1ワードにおけるビット数N)ビットの幅を持つパラレル映像信号に変換し、パラレル映像信号を第1ラッチ442に出力する。
【0026】
図7a及び図7bに示すように、例えば、S/P変換部44の変換部441(シフトレジスタ441)は、時刻10.0ns〜410.0nsまでに、20ビットのHD−SDI映像信号53(映像信号を表す先頭の2ビットとタイミング基準ビット列54を表す後続18ビットとからなるHD−SDI信号53)を入力し、逐次シフトすることによって、時刻410.0nsで第1パラレル映像信号(PD79〜PD60、矢印446)を第1ラッチ442に出力する。同様に、S/P変換部44の変換部441は、時刻810.0nsで、第2パラレル映像信号(PD59〜PD40、矢印447)を第1ラッチ442に出力し;時刻1210.0nsで、第3パラレル映像信号(PD39〜PD20、矢印448)を第1ラッチ442に出力し;時刻1610.0nsで、第4パラレル映像信号PD19〜PD00、矢印449)を第1ラッチ442に出力する。
【0027】
S/P変換部44の第1ラッチ442は、変換部441からのパラレル映像信号と分周器42からの第1ワード・クロック信号57とを入力し、パラレル映像信号を第1ワード・クロック信号の周期で保持し、保持したパラレル映像信号をビットパターン検出部45及び第2ラッチ443に出力する。S/P変換部44の第2ラッチ443は、第1ラッチ442からのパラレル映像信号と分周器42からの第1ワード・クロック信号57とを入力し、パラレル映像信号を第1ワード・クロック信号の周期で保持し、保持したパラレル映像信号をビットパターン検出部45及び第3ラッチ444に出力する。S/P変換部44の第3ラッチ444は、第2ラッチ443からのパラレル映像信号と分周器42からの第1ワード・クロック信号57とを入力し、パラレル映像信号を第1ワード・クロック信号の周期で保持し、保持したパラレル映像信号をビットパターン検出部45及び第4ラッチ445に出力する。S/P変換部44の第4ラッチ445は、第3ラッチ444からのパラレル映像信号と分周器42からの第1ワード・クロック信号57とを入力し、パラレル映像信号を第1ワード・クロック信号の周期で保持し、保持したパラレル映像信号をビットパターン検出部45に出力する。
【0028】
第1ラッチ442〜第4ラッチ445のうち、何れか1つのラッチ(例えば、第1ラッチ442)は、パラレル映像信号を第1ワード・クロック信号の周期でFIFO49に出力してもよい。
【0029】
例えば、第1パラレル映像信号(PD79〜PD60)は、時刻410.0nsで、第1ラッチ442からビットパターン検出部45に出力され;時刻810.0nsで、第2ラッチ443からビットパターン検出部45に出力され;時刻1210.0nsで、第3ラッチ444からビットパターン検出部45に出力され;時刻1610.0nsで、第4ラッチ445からビットパターン検出部45に出力される。同様に、第2パラレル映像信号(PD59〜PD40)は、時刻810.0nsで、第1ラッチ442から出力され;時刻1210.0nsで、第2ラッチ443から出力され;時刻1610.0nsで、第3ラッチ444から出力される。同様に、第3パラレル映像信号群(PD39〜PD20)は、時刻1210.0nsで、第1ラッチ442から出力され;時刻1610.0nsで、第2ラッチ443から出力される。同様に、第4パラレル映像信号群(PD19〜PD00)は、時刻1610.0nsで、第1ラッチ442から出力される。
【0030】
言い換えれば、S/P変換部44(第1ラッチ442〜第4ラッチ445)は、時刻1610.0nsで、第1〜第4パラレル映像信号(PD79〜PD00)をパラレル映像信号群としてビットパターン検出部45に出力する。
【0031】
なお、伝送性能を向上させるため、HD−SDI映像信号及びSD−SDI映像信号は、NRZI(Non−Return to Zero Inversted)変調されている。従って、S/P変換部44の変換部441は、予め復調されたHD−SDI映像信号を入力して、上述の動作を実行することもできる。或いは、S/P変換部44は、変換部441(シフトレジスタ441)と第1ラッチ442との間に、変換されたパラレル信号を復調する復調部(図示せず)を備えることもでき、S/P変換部44の変換部441は、変調されたHD−SDI映像信号を入力して、上述の動作を実行し、復調部でパラレル信号を復調することもできる。
【0032】
また、NRZI変調と同様に、伝送性能を向上させるため、HD−SDI映像信号及びSD−SDI映像信号は、スクラブル化(ランダム化)されている。従って、S/P変換部44は、復調部(図示せず)と第1ラッチ442との間に、復調されたパラレル信号をデスクランブル化(非ランダム化)するデスクランブル化部(非ランダム化部)(図示せず)を備えることもでき、S/P変換部44の変換部441は、復調部でパラレル信号を復調した後、デスクランブル化部(非ランダム化部)で、復調されたパラレル信号をデスクランブル化(非ランダム化)することもできる。
【0033】
(ビットパターン検出部45)
図8aは、ビットパターン検出部45に入力されるパラレル映像信号群の一部と、出力される第1基準信号群の一部とを表す図であり、図8bは、ビットパターン検出部45に入力されるパラレル映像信号群の一部と、出力される第2基準信号群の一部とを表す図である。ビットパターン検出部45は、S/P変換部44からパラレル映像信号群(80ビットに相当する)を入力する一方、パラレル映像信号群のうち、所定の連続するビットがすべて「1」又は「0」であるか否かを、パラレル映像信号の上位ビットから下位ビットまでについて判定し、その結果を表す第1基準信号群及び第2基準信号群をビット位相検出部46に出力する。具体的に、ビットパターン検出部45は、S/P変換部44(第1ラッチ442〜第4ラッチ445)から第1〜第4パラレル映像信号を入力する。ビットパターン検出部45は、第1〜第4パラレル映像信号のうち、所定のビット位置から連続する20ビットがすべて「1」であるか否かを、第1〜第4パラレル映像信号の上位ビットから下位ビットまでについて判定し、その結果を表す第1基準信号群(out1)を出力する。ビットパターン検出部45は更に、第1〜第4パラレル映像信号のうち、所定のビット位置から連続する20ビットがすべて「0」であるか否かを、第1〜第4パラレル映像信号の上位ビットから下位ビットまでについて判定し、その結果を表す第2基準信号群(out0)を出力する。
【0034】
例えば、図8aに示すように、時刻1610.0ns〜2010.0nsの間で、第1〜第4パラレル映像信号(PD79〜PD00)のうち、先頭20ビット(PD79〜PD60)がすべて「1」でないので、ビットパターン検出部45は、否定を表す「0」を第1基準信号(out1:79)として出力し(矢印81);
後続の20ビット(PD78〜59)がすべて「1」でないので、ビットパターン検出部45は、否定を表す「0」を第1基準信号(out1:78)として出力し(矢印82);
更なる後続の20ビット(PD77〜58)がすべて「1」であるので(図7b参照)、ビットパターン検出部45は、肯定を表す「1」を第1基準信号(out1:77)として出力し(矢印83);
更なる後続の20ビット(PD76〜56)がすべて「1」でないので、ビットパターン検出部45は、否定を表す「0」を第1基準信号(out1:76)として出力する(矢印84)。同様に、ビットパターン検出部45は、第1基準信号群(out1:75〜19)を出力する。
【0035】
図8bに示すように、時刻1610.0ns〜2010.0nsの間で、第1〜第4パラレル映像信号(PD79〜PD00)のうち、先頭20ビット(PD79〜PD60)がすべて「0」でないので、ビットパターン検出部45は、否定を表す「0」を第2基準信号(out0:79)として出力し(矢印85);後続の20ビット(PD78〜59)がすべて「0」でないので、ビットパターン検出部45は、否定を表す「0」を第2基準信号(out0:78)として出力し(矢印86); ・・・;
後続の20ビット(PD58〜39)がすべて「0」でないので、ビットパターン検出部45は、否定を表す「0」を第2基準信号(out0:58)として出力し(矢印87);
更なる後続の20ビット(PD57〜38)がすべて「0」であるので、ビットパターン検出部45は、肯定を表す「1」を第2基準信号(out0:57)として出力する(矢印88)。同様に、ビットパターン検出部45は、第1基準信号群(out1:56〜19)を出力する。
【0036】
上述のように、ビットパターン検出部45は、パラレル映像信号群を入力し、パラレル映像信号群のうち、連続する20ビットがすべて「1」又は「0」であるか否かを判定し、その判定結果を表す、各々61本の第1基準信号群(out1:79〜19)及び第2基準信号群(out0:79〜19)を出力する。
【0037】
(ビット位相検出部46)
図9は、ビット位相検出部46に入力される第1基準信号群及び第2基準信号群の一部と、生成される判定信号群の一部とを表す。ビット位相検出部46は、ビットパターン検出部45から第1基準信号群及び第2基準信号群を入力する一方、第1基準信号群及び第2基準信号群に基づいて、パラレル映像信号群内のタイミング基準ビット列の位相情報を検出し、位相情報をセレクタ47に出力する。好ましくは、ビット位相検出部46は、位相情報をノイズ・キャンセラ48に出力する。
【0038】
具体的に、ビット位相検出部46は、各々61本の第1基準信号群(in1:79〜19)及び第2基準信号群(in0:79〜19)のうち、それぞれ20ビットの間隔を有する1本の第1基準信号及び2本の第2基準信号が、パラレル映像信号群内のタイミング基準ビット列(先頭の20ビットがすべて「1」であり、残りの40ビットがすべて「0」である)を表すか否かを、第1基準信号群及び第2基準信号群の上位ビットから下位ビットまでについて判定し、その判定結果を表す21本の判定信号(det:79〜59)を生成する。
【0039】
例えば、図9に示すように、時刻2010.0nsで、各々61本の第1基準信号群(in1:79〜19)及び第2基準信号群(in0:79〜19)のうち、最上位ビットに対応する1本の第1基準信号(in1:79)と最上位ビットから20ビットだけ下位ビット側に位置するビットに対応する1本の第2基準信号(in0:59)とそのビットから20ビットだけ下位ビット側に位置するビットに対応する1本の第2基準信号(in0:39)とが、すべて「1」でなく、結果としてタイミング基準ビット列を表さないので、ビット位相検出部46は、否定を表す「0」を判定信号(det:79)として生成し(矢印91);各々61本の第1基準信号群(in1:79〜19)及び第2基準信号(in0:79〜19)のうち、最上位ビットから1ビットだけ下位ビット側に位置するビットに対応する1本の第1基準信号(in1:78)とそのビットから20ビットだけ下位ビット側に位置するビットに対応する1本の第2基準信号(in0:58)とそのビットから20ビットだけ下位ビット側に位置するビットに対応する1本の第2基準信号(in0:38)とが、すべて「1」でないので、ビット位相検出部46は、否定を表す「0」を判定信号(det:78)として生成し(矢印92);
各々61本の第1基準信号群(in1:79〜19)及び第2基準信号群(in0:79〜19)のうち、最上位ビットから2ビットだけ下位ビット側に位置するビットに対応する1本の第1基準信号(in1:77(矢印93))とそのビットから20ビットだけ下位ビット側に位置するビットに対応する1本の第2基準信号(in0:57(矢印94))とそのビットから20ビットだけ下位ビット側に位置するビットに対応する1本の第2基準信号(in0:37)とが、すべて「1」であるので、ビット位相検出部46は、肯定を表す「1」を判定信号(det:77)として生成する(矢印95)。同様に、ビット位相検出部46は、判定信号群(det:76〜59)を生成する。
【0040】
ビット位相検出部46は、判定信号群(det:79〜59)のうち上位ビットから何番目の判定信号が肯定を表す「1」であるのかを判定し、該当する番目を位相情報としてセレクタ47に出力する。
【0041】
(セレクタ47)
セレクタ47は、ビット位相検出部46からの位相情報とシフトレジスタ43からの多相のワード・クロック信号群(WCLK19〜WCLK00)とを入力する一方、その位相情報と一致する位相を有するワード・クロックを選択してワード・クロック発生器40の外部に出力する。例えば、位相情報(図9中のdet:77)が、3番目であるので、セレクタ47は、第1ワード・クロック信号の位相と比較して、位相差が少ない方から3番目のワード・クロック信号(図6中のWCLK17)を選択する。セレクタ47は、選択したワード・クロック信号をFIFO49に出力してもよい。
【0042】
従って、本発明のワード・クロック発生器40は、HD−SDI映像信号に内在するタイミング基準ビット列に一致した位相を持つワード・クロック信号を出力することができ、その結果、安定したワード・クロック信号を発生することができる。また、ビットパターン検出部45は、1本の基準信号毎に1段のAND回路のみで構成可能であるため、また、ビット位相検出部46は、1本の判定信号毎に1段のAND回路のみで構成可能であるため、本発明のワード・クロック発生器40は、高速に動作することができる。
【0043】
(ノイズ・キャンセラ48)
好ましくは、ワード・クロック発生器40は更に、ノイズ・キャンセラ48を備える。ノイズ・キャンセラ48は、ビットパターン検出部46からパラレル映像信号群内のタイミング基準ビット列の位相情報を入力する一方、その位相情報が複数回(例えば、3回)同じ値である場合、その位相情報をセレクタ47に出力する。従って、ノイズ等によって入力信号(HD−SDI映像信号)が異常となった場合であっても、本発明のワード・クロック発生器40は、タイミング基準ビット列が開始する位置に位相が一致するワード・クロック信号を出力することができる。
【0044】
(FIFO49)
ワード・クロック発生器40は更に、FIFO49を備えてもよい。FIFO49は、S/P変換部44からのパラレル映像信号と分周器42からの第1ワード・クロック信号とセレクタ47からの選択されたワード・クロックとを入力する。FIFO49は、パラレル映像信号を第1ワード・クロック信号の周期で入力し、そのパラレル映像信号を、選択されたワード・クロック信号の周期で出力する。
【0045】
ここで、第1ワード・クロック信号と、選択されたワード・クロック信号とは、一致した周期を持ち、異なる位相を持つ(但し、一致した位相を持つ場合もある)。このため、FIFO49から出力されるパラレル映像信号は、FIFO49に入力されるパラレル映像信号と比較して完全なデータを保ち、選択されたワード・クロック信号の位相と一致した位相で、出力される。従って、ワード・クロック発生器40(FIFO49)からのパラレル映像信号を入力・処理する場合、パラレル映像信号の入力時に、タイミングによる問題(例えば、データの一部が欠落する問題、入力データが「1」又は「0」の何れにも認識できない問題(メタステーブル状態)など)が発生せず、パラレル映像信号を処理することができる。
【0046】
(第2の実施形態)
本発明のワード・クロック発生器40のS/P変換部44は、図7aに示す詳細な構成に代えて、図10aに示す詳細な構成に変形することもできる。その結果、第1の実施形態に比べて、第2の実施形態のS/P変換部44は、簡素化することができる。図10aに示すように、S/P変換部44は、2個のラッチ442及び443を備えている。以下、第1の実施形態に比べて異なる動作のみを説明する。
【0047】
(S/P変換部44)
例えば、第1パラレル映像信号(PD79〜PD60)は、時刻410.0nsで、第1ラッチ442からビットパターン検出部45に出力され、時刻810.0nsで、第2ラッチ443からビットパターン検出部45に出力される。同様に、第2パラレル映像信号(PD59〜PD40)は、時刻810.0nsで、第1ラッチ442から出力され、時刻1210.0nsで、第2ラッチ443から出力される。同様に、第3パラレル映像信号(PD39〜PD20)は、時刻1210.0nsで、第1ラッチ442から出力され、時刻1610.0nsで、第2ラッチ443から出力される。同様に、第4パラレル映像信号(PD19〜PD00)は、時刻1610.0nsで、第1ラッチ442から出力される。
【0048】
言い換えれば、S/P変換部44(第1ラッチ442及び第2ラッチ442)の出力は、第1ワード・クロック信号の周期で更新され、S/P変換部44は、時刻810.0nsで、第1及び第2パラレル映像信号(PD79〜PD40)をビットパターン検出部45に出力し、時刻1210.0nsで、第2及び第3パラレル映像信号(PD59〜PD20)を出力し、時刻1610.0nsで、第3及び第4パラレル映像信号(PD39〜PD00)をビットパターン検出部45に出力する。
【0049】
(ビットパターン検出部45)
図11a及び図11bは、図8a及び図8bと同様に、ビットパターン検出部45に入力される信号と、ビットパターン検出部45から出力される信号とを表す図である。ビットパターン検出部45は、S/P変換部44からパラレル映像信号群(40ビットに相当する)を入力する一方、パラレル映像信号群のうち、所定の連続するビットがすべて「1」又は「0」であるか否かを、パラレル映像信号の上位ビットから下位ビットまでについて判定し、その判定結果を表す第1基準信号群及び第2基準信号群をビット位相検出部46に出力する。具体的に、ビットパターン検出部45は、S/P変換部44からパラレル映像信号群を入力する。ビットパターン検出部45は、パラレル映像信号群のうち、連続する20ビットがすべて「1」であるか否かを、パラレル映像信号群の上位ビットから下位ビットまでについて判定し、その判定結果を表す21本の第1基準信号群(out1:39〜19)を出力する。ビットパターン検出部45は更に、パラレル映像信号群のうち、連続する20ビットがすべて「0」であるか否かを、パラレル映像信号群の上位ビットから下位ビットまでについて判定し、その判定結果を表す21本の第2基準信号群(out0:39〜19)を出力する。
【0050】
例えば、図11aに示すように、時刻810.0ns〜1210.0nsの間で、パラレル映像信号群(PD79〜PD40)のうち、先頭20ビット(PD79〜PD60)がすべて「1」でないので、ビットパターン検出部45は、否定を表す「0」を第1基準信号(out1:39)として出力し;
後続の20ビット(PD78〜59)がすべて「1」でないので、ビットパターン検出部45は、否定を表す「0」を第1基準信号(out1:38)として出力し;
更なる後続の20ビット(PD77〜58)のすべて「1」であるので(図10b参照)、ビットパターン検出部45は、肯定を表す「1」を第1基準信号(out1:37)として出力する(矢印111)。
【0051】
図11bに示すように、時刻1210.0ns〜1610.0nsの間で、パラレル映像信号群(PD59〜PD20)のうち、先頭20ビット(PD59〜PD40)がすべて「0」でないので、ビットパターン検出部45は、否定を表す「0」を第2基準信号(out0:39)として出力し;
後続の20ビット(PD58〜39)がすべて「0」でないので、ビットパターン検出部45は、否定を表す「0」を第2基準信号(out0:38)として出力し;
更なる後続の20ビット(PD57〜38)がすべて「0」であるので、ビットパターン検出部45は、肯定を表す「1」を第2基準信号(out0:37)として出力する(矢印112)。
【0052】
同様に、時刻1610.0ns〜2010.0nsの間で、更なる後続の20ビット(PD37〜18)がすべて「0」であるので、ビットパターン検出部45は、肯定を表す「1」を第2基準信号(out0:37)として出力する(矢印113)。
【0053】
(ビット位相検出部46)
図12は、図9と同様に、ビット位相検出部46に入力される第1基準信号群及び第2基準信号群と、ビット位相検出部46から出力される位相情報とを表す。
【0054】
具体的に、ビット位相検出部46は、21本の第1基準信号群(in1:39〜19)及び第2基準信号群(in0:39〜19)のうち、第1基準信号群及び第2基準信号群の所定のビット位置について、第1ワード・クロック信号の連続する3周期に渡る1本の第1基準信号及び2本の第2基準信号が、前記パラレル信号内のタイミング基準ビット列(先頭の20ビットがすべて「1」であり、残りの40ビットがすべて「0」である)を表すか否かを、第1基準信号群及び第2基準信号群の上位ビットから下位ビットまでについて判定し、その判定結果を表す21本の判定信号(det:39〜19)を生成する。
【0055】
例えば、図12に示すように、時刻1210.0ns〜2010.0nsの期間(第1ワード・クロック信号の連続する3周期)において、各々21本の第1基準信号群(in1:39〜19)及び第2基準信号群(in0:39〜19)のうち、第1基準信号群及び第2基準信号群の最上位ビットについて、第1周期(時刻1210.0ns)における1本の第1基準信号(in1:39)と第2周期(時刻1610.0ns)における1本の第2基準信号(in0:39)と第3周期(時刻2010.0ns)における1本の第2基準信号(in0:39)とが、すべて「1」でなく、結果としてタイミング基準ビット列を表さないので、ビット位相検出部46は、否定を表す「0」を判定信号(det:39)として生成し;
各々21本の第1基準信号群(in1:39〜19)及び第2基準信号群(in0:39〜19)のうち、第1基準信号群及び第2基準信号群の最上位ビットから1ビットだけ下位ビット側に位置するビットについて、第1周期(時刻1210.0ns)における1本の第1基準信号(in1:38)と第2周期(時刻1610.0ns)における1本の第2基準信号(in0:38)と第3周期(時刻2010.0ns)における1本の第2基準信号(in0:38)とが、すべて「1」でないので、ビット位相検出部46は、否定を表す「0」を判定信号(det:38)として生成し;
各々21本の第1基準信号群(in1:39〜19)及び第2基準信号群(in0:39〜19)のうち、第1基準信号群及び第2基準信号群の最上位ビットから2ビットだけ下位ビット側に位置するビットについて、第1周期(時刻1210.0ns)における1本の第1基準信号(in1:37)(矢印121)と第2周期(時刻1610.0ns)における1本の第2基準信号(in0:37)(矢印122)と第3周期(時刻2010.0ns)における1本の第2基準信号(in0:37)(矢印123)とが、すべて「1」であるので、ビット位相検出部46は、肯定を表す「1」を判定信号(det:37)として生成する(矢印124)。
【0056】
ビット位相検出部46は、判定信号群(det:39〜19)のうち上位ビットから何番目の位相情報信号が肯定を表す「1」であるのかを判定し、該当する番目(例えば、3番目)を位相情報としてセレクタ47に出力する。
【0057】
なお、本発明のワード・クロック発生器40は、上述の複数の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、本発明のワード・クロック発生器40が、HD−SDI映像信号の代わりに、SD−SDI映像信号を入力する場合、1ワードにおけるビット数Nは、10ビットであり、また、SD−SDI映像信号に内在するタイミング基準ビット列(30ビットに相当する)は、例えば、最初の10ビットに渡って連続する「1」と後続20ビットに渡って連続する「0」とからなるビット列である。また、本発明のワード・クロック発生器40が、HD−SDI映像信号の代わりに、シリアル・デジタル信号(シリアル・デジタル音声信号、シリアル・デジタル映像信号等を含む)を入力する場合、1ワードにおけるビット数Nと、シリアル・デジタル信号に内在する所定のタイミング基準ビット列とに基づいて、上述の複数の図示例を容易に変形することができる。また、S/P変換部44のラッチの数を、例えば、1に、変更することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】HD−SDI映像信号の流れを表す図である。
【図2】従来のワード・クロック発生器を組み込む装置のブロック図である。
【図3】従来のワード・クロック発生器を組み込む装置のブロック図である。
【図4】本発明のワード・クロック発生器のブロック図である。
【図5】図4中のPLLに入力されるHD−SDI映像信号と、出力されるシリアル・クロック信号とを表す図である。
【図6】図4中のシフトレジスタに入力されるシリアル・クロック信号及びワード・クロック信号と、出力される多相のワード・クロック信号群とを表す図である。
【図7a】図7aは、図4中のS/P変換部を詳細に表すブロック図である。
【図7b】図7bは、図7a中のS/P変換部に入力されるHD−SDI映像信号の一部と出力されるパラレル映像信号の一部との対応関係を表す図である。
【図8a】図8aは、図4中のビットパターン検出部に入力されるパラレル映像信号群の一部と、出力される第1基準信号群の一部とを表す図である。
【図8b】図8bは、図4中のビットパターン検出部に入力されるパラレル映像信号群の一部と、出力される第2基準信号群の一部とを表す図である。
【図9】図4中のビット位相検出部に入力される第1基準信号群及び第2基準信号群の一部と、生成される判定信号群の一部とを表す図である。
【図10】図10aは、図7aに示すS/P変換部の変形例を表すブロック図であり、図10bは、図7bと同じ、HD−SDI映像信号とパラレル映像信号との対応関係を表す図である。
【図11a】図11aは、図10aに示すS/P変換部の変形例に対応する図4中のビットパターン検出部に入力されるパラレル映像信号と、出力される第1基準信号群とを表す図である。
【図11b】図11bは、そのビットパターン検出部に入力されるパラレル映像信号と、出力される第2基準信号群とを表す図である。
【図12】図11a及び図11bに示すように動作するビットパターン検出部に対応する図4中のビット位相検出部に入力される第1基準信号群及び第2基準信号群と、出力される位相情報とを表す図である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリアル・デジタル・データに内在する所定のビット・パターンに同期するワード・クロック発生器に関連する。
【0002】
なお、所定のビット・パターン(タイミング基準ビット列)に対応する位相情報が反映されたワード・クロックを利用することにより、複数のシリアル・デジタル・データ間の位相差を把握し、その位相差を制御することができる。
【0003】
【発明の背景】
図1は、本発明の応用分野の1つであるHD−SDI信号の流れを表す。図1に示すように、複数の映像出力器(VTR12、カラー・バー発生器13及びカメラ14)がある場合、放送局は、セレクタ15を用いて1つのHD−SDI信号を放送映像信号として選択する必要がある。
【0004】
一方、複数の映像出力器12、13及び14のそれぞれは、基準信号発生器11から基準信号(一般的に、ブラック・バースト(BB:Black Burst)信号)を入力し、その基準信号に同期するシリアル・クロック(SCLK)を生成し、そのシリアル・クロックでHD−SDI信号を出力する。その出力されるHD−SDI映像信号のそれぞれは、そのままの状態では、セレクタ15を用いて、選択することはできない。その理由の1つは、一般に、映像出力器12、13及び14のそれぞれが、基準信号に対して、異なる映像出力タイミングを有するためである。その理由のもう1つは、一般に、基準信号発生器11と複数の映像出力器12、13及び14のそれぞれとを結ぶケーブルの長さが、それぞれ異なるため、複数のHD−SDI信号間に、位相差が生じているからである。言い換えれば、位相差を有する複数のHD−SDI信号を切り替えるときに、各HD−SDI信号間のタイミングは、一致していないため、セレクタ15からノイズを有するHD−SDI信号が、出力されてしまう。
【0005】
そこで、図1に示すように、複数の映像出力器12、13及び14から出力されるHD−SDI信号のそれぞれの位相情報を、或いは、映像出力器(例えば、カメラ14)から出力されるHD−SDI信号と基準信号発生器11から出力される基準信号とのそれぞれの位相情報を、ウェーブ・フォーム・モニタ16によって、把握する。その後、その位相情報を用いて各映像出力器に内蔵された同期回路(図示せず)を操作・設定することより、複数のHD−SDI信号間の位相差をゼロにする。複数の映像出力器12、13及び14から出力される複数のHD−SDI信号間の位相差が、ゼロであるので、複数のHD−SDI信号を切り替えるときに、セレクタ15からノイズがないHD−SDI信号を出力することができる。
【0006】
上述の通り、放送映像信号の品質を確保するために、映像出力器から出力されるHD−SDI映像信号の位相情報を把握することが重要である。具体的には、HD−SDI映像信号に内在するタイミング基準ビット列に同期するワード・クロックの位相が、HD−SDI映像信号の位相情報に相当する。このようなワード・クロック発生器は、例えば、ソニー社から販売されているHD−SDI受信モジュール「HK−102」(図2)、ジェナム(Gennum)社から販売されているSD−SDI(標準精細度シリアル・デジタル・インターフェース)信号用のシリアル・デジタル・デコーダLSI「GS9000」(図3)の中に組み込まれている。
【0007】
なお、HD−SDI信号とSD−SDI信号との間には、シリアル・データのビット・レート、1ワードにおけるビット数、及びタイミング基準ビット列が、異なる。しかしながら、両者は、シリアル・デジタル映像信号であり、タイミング基準ビット列を内在する点で、共通する。従って、以下に述べる本発明の原理は、HD−SDI信号及びSD−SDI信号を含むシリアル・デジタル信号に、適用することができる。
【0008】
また、HD−SDI信号及びSD−SDI信号に関する技術分野において、一般的に、ワード・クロックの代わりに、パラレル・クロック(PCLK)が、用いられている。
【0009】
図2及び図3は、それぞれソニー社及びジェナム(Gennum)社のワード・クロック発生器を組み込む装置のブロック図を示し、図中の矢印20、30が、ワード・クロック(パラレル・クロック)発生器を表す。なお、図2及び図3は、以下に示す非特許文献1及び非特許文献2に開示されているが、それぞれの発生器の具体的な動作は、開示されていない。
【0010】
そこで、図2中の矢印20が示すワード・クロック(パラレル・クロック)発生器の動作は、以下のように考えられる:分周器21は、HD−SDI映像信号のシリアル・クロックを分周して、ワード・クロック(パラレル・クロック)を生成する;遅延回路22は、ワード・クロック(パラレル・クロック)がHD−SDI映像信号に内在するタイミング基準ビット列に同期するように、ワード・クロック(パラレル・クロック)を遅延させる。
【0011】
また、図3中の矢印30が示すワード・クロック(パラレル・クロック)発生器の動作は、以下のように考えられる:分周回路は、SD−SDI映像信号のシリアル・クロックを分周する際、ワード・クロック(パラレル・クロック)がSD−SDI映像信号に内在するタイミング基準ビット列に同期するように、分周回路のカウンタをリセットすることによって、ワード・クロック(パラレル・クロック)を生成する。
【0012】
【非特許文献1】
ユーゴ・ガージオニ(Hugo Gaggioni)、ウエダ・マモル(Mamoru Ueda)、サガ・フミアキ(Fumiaki Saga)、トミタ・カズオ(Kazuo Tomita)及びコバヤシ・ノブヨシ(Nobuyoshi Kobayashi)著、「HDTV用シリアル・デジタル・インターフェース」(Serial Digital Interface for HDTV)、SMPTEジャーナル(SMPTE Journal)、全米映画テレビジョン技術者協会(Society of Motion Pictureand Television Engineers)、1997年5月、p.298〜p.304、(p.303〜p.304、第5図)
【0013】
【非特許文献2】
エス・ウェブスター(S.Webster)、イー・ファンクハウザ(E.fankhauser)、ケイ・チェン(K.Chen)、ジェイ・フランシス(J.Francis)、イー・イオスゼフ(E.Isoszef)、ティー・ロサティ(T.Rosati)、アイ・リドパス(I.Ridpath)及びピー・ムア(P.Moore)著、「SMPTE規格暫定案SMPTE259M−SDI用の新しいチップ・セット(A New Chip Set for Proposed SMPTE Standard SMPTE259M−Serial Digital Interface)」、SMPTEジャーナル(SMPTE Journal)、全米映画テレビジョン技術者協会(Societyof Motion Picture and Television Engineers)、1993年9月、p.777〜785(p.783、第11図)
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図2中の遅延回路22は、遅延回路22それ自身の特性(例えば、ゲート遅延時間、CR時定数)に依存し、HD−SDI映像信号に内在するタイミング基準ビット列に依存しないで、ワード・クロックを遅延させる。従って、ゲート遅延時間及びCR値が、熱などの影響によって変化すると、遅延回路の遅延時間は、変化してしまう。その結果、図2中の遅延回路22は、安定した遅延時間でワード・クロックを遅延させることができない。言い換えれば、図2中のワード・クロック発生器20は、安定したワード・クロックを発生することができない。
【0015】
また、図3中のワード・クロック発生器30内の分周回路は、SD−SDI映像信号に内在するタイミング基準信号に依存して、分周回路のカウンタをリセットする。従って、図3中のワード・クロック発生器30は、安定したワード・クロックを発生することができる。しかしながら、その分周回路は、複雑なものとなり、高速に動作しない。即ち、タイミング基準ビット列に対応させて分周回路のカウンタをリセットするために、タイミング基準ビット列から求めた位相情報と、カウンタのカウント値とを比較して、リセット・タイミング信号を生成する必要がある。このような比較を具体化する比較回路は、一般に、複数段のゲート回路から構成される。このため、比較回路を含めた分周回路全体は、単にN分周するのみの分周回路と比較して、複雑になり、高速に動作しない。他方、このような複雑な分周回路を高速に動作させるために、高度なICプロセスを使用することができるが、その結果、高価な分周回路となってしまう。
【0016】
従って、本発明の目的は、安定したワード・クロックを発生することにある。本発明のもう1つの目的は、安価で、高速に動作するワード・クロック発生器を提供することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のワード・クロック発生器は、1データ単位である1ワードにおけるビット数が「N」であるシリアル・デジタル信号を外部から入力して、前記シリアル・デジタル信号のビット・レートに一致する周波数を有するシリアル・クロック信号を出力する手段と、前記シリアル・クロック信号の周波数を、Nで分周して、ワード・レートに一致する周波数を有する第1ワード・クロック信号を出力する手段と、前記第1ワード・クロック信号の位相を、前記シリアル・クロック信号の1周期ずつ、(N−1)回だけ遅らせ、N本の多相のワード・クロック信号群を出力する手段と、前記シリアル・デジタル信号と前記シリアル・クロック信号と前記第1ワード・クロック信号とを入力し、前記シリアル・クロック信号に基づいて前記シリアル・デジタル信号をパラレル信号に変換し、前記パラレル信号を前記第1ワード・クロック信号の周期で出力する手段と、前記パラレル信号の中に、所定のタイミング基準ビット列が存在するか否かを判定し、存在する場合、前記タイミング基準ビット列の位相情報を検出する手段と、前記位相情報と前記多相のワード・クロック信号群とを入力し、前記多相のワード・クロック信号群の中から、前記位相情報と一致する位相を有するワード・クロック信号を選択して外部に出力する手段と、を備える。
【0018】
【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。
(第1の実施形態)
図4は、本発明のワード・クロック(パラレル・クロック)発生器のブロック図を示す。図4に示すように、本発明のワード・クロック発生器40は、HD−SDI(High Definition−Serial Digital Interface)映像信号を入力して、HD−SDI映像信号のビット・レートに一致する周波数を有するシリアル・クロック信号を出力するPLL41と、そのシリアル・クロックの周波数を、「20」(HD−SDI映像信号の1ワードにおけるビット数N)で分周して、ワード・レートに一致する周波数を有する第1ワード・クロック信号を出力する分周器42と、第1ワード・クロックの位相を、シリアル・クロック信号の1周期ずつ、「19」(HD−SDI映像信号の1ワードにおけるビット数N−1)回だけ遅らせ、多相のワード・クロック信号群を出力するシフトレジスタ43と、HD−SDI映像信号とシリアル・クロック信号と第1ワード・クロック信号とを入力し、シリアル・クロック信号に基づいてHD−SDI映像信号をパラレル映像信号に変換し、パラレル映像信号を第1ワード・クロック信号の周期で出力するS/P変換部44と、パラレル映像信号のうち、所定の連続するビットがすべて「1」又は「0」であるか否かを、パラレル映像信号の上位ビットから下位ビットまでについて判定し、その判定結果を表す第1基準信号群及び第2基準信号群を出力するビットパターン検出部45と、第1基準信号群及び第2基準信号群に基づいて、パラレル映像信号内のタイミング基準ビット列の位相情報を検出するビット位相検出部46と、位相情報と多相のワード・クロック信号群とを入力し、その位相情報と一致する位相を有するワード・クロックを選択して出力するセレクタ47と、を備える。好ましくは、ワード・クロック発生器40は更に、パラレル映像信号内のタイミング基準信号の位相情報を入力し、その位相情報が複数回同じ値である場合、その位相情報を出力するノイズ・キャンセラ48を備える。ワード・クロック発生器40は更に、パラレル映像信号を第1ワード・クロック信号の周期で入力し、パラレル映像信号を、セレクタ47で選択され出力されたワード・クロック信号の周期で出力するFIFO49を備えてもよい。
【0019】
以下、ワード・クロック発生器40の動作を、図5〜図9を参照しながら、具体的に説明する。
(PLL41)
図5は、PLL41に入力されるHD−SDI映像信号51と、出力されるシリアル・クロック信号52とを表す。なお、図5中の時間は、以下の説明のために簡略化したものであり、実際の時間とは、異なっている。同様に、図6、図7b、図8a、図8b、図9、図10b、図11a、図11b及び図12中の時間も、実際の時間とは、異なっている。(実際のシリアル・クロック信号の周波数は、約74MHzであり、実際のシリアル・クロック信号の周期は、約13.5nsである。)
図5に示すように、実施例において、HD−SDI映像信号51の1ワードにおけるビット数は、20ビットであり(矢印53)、また、HD−SDI映像信号に内在するタイミング基準ビット列は、最初の20ビットに渡って連続する「1」と後続40ビットに渡って連続する「0」とからなるビット列である(矢印54)。なお、HD−SDI映像信号51は、タイミング基準ビット列54と、テレビ等の表示装置に表示される、後続の映像信号55とその他の制御情報信号とを含む。
【0020】
PLL41は、例えば、VTR、カラー・バー発生器、カメラ等の映像出力器からHD−SDI映像信号51を入力する一方、HD−SDI映像信号のビット・レートに一致する周波数を有するシリアル・クロック信号52を分周器42に出力する(矢印56)。
【0021】
(分周器42)
分周器42は、PLL41からのシリアル・クロック信号52を入力する一方、シリアル・クロック信号52の周波数を、「20」(HD−SDI映像信号の1ワードにおけるビット数N、矢印53)で分周して、ワード・レートに一致する周波数を有する第1ワード・クロック信号を、シフトレジスタ43、S/P変換部44及びビット位相検出部46に出力する。好ましくは、分周器42は、第1ワード・クロック信号をノイズ・キャンセラ48に出力する。分周器42は、第1ワード・クロック信号をFIFO49に出力してもよい。
【0022】
(シフトレジスタ43)
図6は、シフトレジスタ43に入力されるシリアル・クロック信号52及び第1ワード・クロック信号57と、出力される多相のワード・クロック信号群60とを表す。シフトレジスタ43は、PLL41からのシリアル・クロック信号52と分周器42からの第1ワード・クロック信号57とを入力する一方、第1ワード・クロック信号57の位相を、シリアル・クロック信号の1周期(矢印58)ずつ、「19」(HD−SDI映像信号の1データ単位におけるビット数N−1)回だけ遅らせ、20本のワード・クロック信号(WCLK19〜WCLK0)からなる多相のワード・クロック信号群60をセレクタ47に出力する。具体的に、シフトレジスタ43は、第1ワード・クロック信号57をワード・クロック信号61(WCLK19)として出力し;また、ワード・クロック信号61(WCLK19)の位相を、シリアル・クロック信号52の1周期だけ遅らせ(矢印62)、ワード・クロック信号63(WCLK18)を更に出力し;・・・;また、ワード・クロック信号(WCLK01)の位相を、シリアル・クロック信号52の1周期だけ遅らせ、ワード・クロック信号(WCLK00)を更に出力する。
【0023】
(S/P変換部44)
S/P変換部44は、例えば、VTR等の映像出力器からのHD−SDI映像信号とPLL41からのシリアル・クロック信号52と分周器42からの第1ワード・クロック信号57とを入力する一方、シリアル・クロック信号の1周期毎にHD−SDI映像信号の1ビットを取り込むことによって、HD−SDI信号を「20」(HD−SDI映像信号の1ワードにおけるビット数Nに一致する)ビットの幅を持つパラレル映像信号に変換し、このパラレル映像信号を組み合わせたパラレル映像信号群のビット数が、「60」(HD−SDI映像信号内のタイミング基準ビット列の総ビット数)以上になるように、変換されたパラレル映像信号を4データ単位(所定数のデータ単位)で、且つ第1ワード・クロック信号の周期で保持し、80ビットに相当するパラレル映像信号群を、第1ワード・クロック信号の1周期当たり20ビット逐次シフトしながら、ビットパターン検出部45に出力する。
【0024】
図7aは、S/P変換部44を詳細に表すブロック図であり、図7bは、S/P変換部44に入力されるHD−SDI映像信号の一部と出力されるパラレル映像信号の一部との対応関係を表す。なお、S/P変換部44の詳細な動作を容易に理解するため、図7b中に、図6中の第1ワード・クロック信号57を表す。
【0025】
具体的に、S/P変換部44の変換部441は、20ビット長のシフトレジスタ441である。シフトレジスタ441は、映像出力器からHD−SDI映像信号を1ビットずつ入力し、PLL41からシリアル・クロック信号52を入力し、入力したシリアル・クロック信号52を動作クロックとして使用し、HD−SDI映像信号の先頭ビットを上位ビットとして、HD−SDI映像信号を「20」(HD−SDI映像信号の1ワードにおけるビット数N)ビットの幅を持つパラレル映像信号に変換し、パラレル映像信号を第1ラッチ442に出力する。
【0026】
図7a及び図7bに示すように、例えば、S/P変換部44の変換部441(シフトレジスタ441)は、時刻10.0ns〜410.0nsまでに、20ビットのHD−SDI映像信号53(映像信号を表す先頭の2ビットとタイミング基準ビット列54を表す後続18ビットとからなるHD−SDI信号53)を入力し、逐次シフトすることによって、時刻410.0nsで第1パラレル映像信号(PD79〜PD60、矢印446)を第1ラッチ442に出力する。同様に、S/P変換部44の変換部441は、時刻810.0nsで、第2パラレル映像信号(PD59〜PD40、矢印447)を第1ラッチ442に出力し;時刻1210.0nsで、第3パラレル映像信号(PD39〜PD20、矢印448)を第1ラッチ442に出力し;時刻1610.0nsで、第4パラレル映像信号PD19〜PD00、矢印449)を第1ラッチ442に出力する。
【0027】
S/P変換部44の第1ラッチ442は、変換部441からのパラレル映像信号と分周器42からの第1ワード・クロック信号57とを入力し、パラレル映像信号を第1ワード・クロック信号の周期で保持し、保持したパラレル映像信号をビットパターン検出部45及び第2ラッチ443に出力する。S/P変換部44の第2ラッチ443は、第1ラッチ442からのパラレル映像信号と分周器42からの第1ワード・クロック信号57とを入力し、パラレル映像信号を第1ワード・クロック信号の周期で保持し、保持したパラレル映像信号をビットパターン検出部45及び第3ラッチ444に出力する。S/P変換部44の第3ラッチ444は、第2ラッチ443からのパラレル映像信号と分周器42からの第1ワード・クロック信号57とを入力し、パラレル映像信号を第1ワード・クロック信号の周期で保持し、保持したパラレル映像信号をビットパターン検出部45及び第4ラッチ445に出力する。S/P変換部44の第4ラッチ445は、第3ラッチ444からのパラレル映像信号と分周器42からの第1ワード・クロック信号57とを入力し、パラレル映像信号を第1ワード・クロック信号の周期で保持し、保持したパラレル映像信号をビットパターン検出部45に出力する。
【0028】
第1ラッチ442〜第4ラッチ445のうち、何れか1つのラッチ(例えば、第1ラッチ442)は、パラレル映像信号を第1ワード・クロック信号の周期でFIFO49に出力してもよい。
【0029】
例えば、第1パラレル映像信号(PD79〜PD60)は、時刻410.0nsで、第1ラッチ442からビットパターン検出部45に出力され;時刻810.0nsで、第2ラッチ443からビットパターン検出部45に出力され;時刻1210.0nsで、第3ラッチ444からビットパターン検出部45に出力され;時刻1610.0nsで、第4ラッチ445からビットパターン検出部45に出力される。同様に、第2パラレル映像信号(PD59〜PD40)は、時刻810.0nsで、第1ラッチ442から出力され;時刻1210.0nsで、第2ラッチ443から出力され;時刻1610.0nsで、第3ラッチ444から出力される。同様に、第3パラレル映像信号群(PD39〜PD20)は、時刻1210.0nsで、第1ラッチ442から出力され;時刻1610.0nsで、第2ラッチ443から出力される。同様に、第4パラレル映像信号群(PD19〜PD00)は、時刻1610.0nsで、第1ラッチ442から出力される。
【0030】
言い換えれば、S/P変換部44(第1ラッチ442〜第4ラッチ445)は、時刻1610.0nsで、第1〜第4パラレル映像信号(PD79〜PD00)をパラレル映像信号群としてビットパターン検出部45に出力する。
【0031】
なお、伝送性能を向上させるため、HD−SDI映像信号及びSD−SDI映像信号は、NRZI(Non−Return to Zero Inversted)変調されている。従って、S/P変換部44の変換部441は、予め復調されたHD−SDI映像信号を入力して、上述の動作を実行することもできる。或いは、S/P変換部44は、変換部441(シフトレジスタ441)と第1ラッチ442との間に、変換されたパラレル信号を復調する復調部(図示せず)を備えることもでき、S/P変換部44の変換部441は、変調されたHD−SDI映像信号を入力して、上述の動作を実行し、復調部でパラレル信号を復調することもできる。
【0032】
また、NRZI変調と同様に、伝送性能を向上させるため、HD−SDI映像信号及びSD−SDI映像信号は、スクラブル化(ランダム化)されている。従って、S/P変換部44は、復調部(図示せず)と第1ラッチ442との間に、復調されたパラレル信号をデスクランブル化(非ランダム化)するデスクランブル化部(非ランダム化部)(図示せず)を備えることもでき、S/P変換部44の変換部441は、復調部でパラレル信号を復調した後、デスクランブル化部(非ランダム化部)で、復調されたパラレル信号をデスクランブル化(非ランダム化)することもできる。
【0033】
(ビットパターン検出部45)
図8aは、ビットパターン検出部45に入力されるパラレル映像信号群の一部と、出力される第1基準信号群の一部とを表す図であり、図8bは、ビットパターン検出部45に入力されるパラレル映像信号群の一部と、出力される第2基準信号群の一部とを表す図である。ビットパターン検出部45は、S/P変換部44からパラレル映像信号群(80ビットに相当する)を入力する一方、パラレル映像信号群のうち、所定の連続するビットがすべて「1」又は「0」であるか否かを、パラレル映像信号の上位ビットから下位ビットまでについて判定し、その結果を表す第1基準信号群及び第2基準信号群をビット位相検出部46に出力する。具体的に、ビットパターン検出部45は、S/P変換部44(第1ラッチ442〜第4ラッチ445)から第1〜第4パラレル映像信号を入力する。ビットパターン検出部45は、第1〜第4パラレル映像信号のうち、所定のビット位置から連続する20ビットがすべて「1」であるか否かを、第1〜第4パラレル映像信号の上位ビットから下位ビットまでについて判定し、その結果を表す第1基準信号群(out1)を出力する。ビットパターン検出部45は更に、第1〜第4パラレル映像信号のうち、所定のビット位置から連続する20ビットがすべて「0」であるか否かを、第1〜第4パラレル映像信号の上位ビットから下位ビットまでについて判定し、その結果を表す第2基準信号群(out0)を出力する。
【0034】
例えば、図8aに示すように、時刻1610.0ns〜2010.0nsの間で、第1〜第4パラレル映像信号(PD79〜PD00)のうち、先頭20ビット(PD79〜PD60)がすべて「1」でないので、ビットパターン検出部45は、否定を表す「0」を第1基準信号(out1:79)として出力し(矢印81);
後続の20ビット(PD78〜59)がすべて「1」でないので、ビットパターン検出部45は、否定を表す「0」を第1基準信号(out1:78)として出力し(矢印82);
更なる後続の20ビット(PD77〜58)がすべて「1」であるので(図7b参照)、ビットパターン検出部45は、肯定を表す「1」を第1基準信号(out1:77)として出力し(矢印83);
更なる後続の20ビット(PD76〜56)がすべて「1」でないので、ビットパターン検出部45は、否定を表す「0」を第1基準信号(out1:76)として出力する(矢印84)。同様に、ビットパターン検出部45は、第1基準信号群(out1:75〜19)を出力する。
【0035】
図8bに示すように、時刻1610.0ns〜2010.0nsの間で、第1〜第4パラレル映像信号(PD79〜PD00)のうち、先頭20ビット(PD79〜PD60)がすべて「0」でないので、ビットパターン検出部45は、否定を表す「0」を第2基準信号(out0:79)として出力し(矢印85);後続の20ビット(PD78〜59)がすべて「0」でないので、ビットパターン検出部45は、否定を表す「0」を第2基準信号(out0:78)として出力し(矢印86); ・・・;
後続の20ビット(PD58〜39)がすべて「0」でないので、ビットパターン検出部45は、否定を表す「0」を第2基準信号(out0:58)として出力し(矢印87);
更なる後続の20ビット(PD57〜38)がすべて「0」であるので、ビットパターン検出部45は、肯定を表す「1」を第2基準信号(out0:57)として出力する(矢印88)。同様に、ビットパターン検出部45は、第1基準信号群(out1:56〜19)を出力する。
【0036】
上述のように、ビットパターン検出部45は、パラレル映像信号群を入力し、パラレル映像信号群のうち、連続する20ビットがすべて「1」又は「0」であるか否かを判定し、その判定結果を表す、各々61本の第1基準信号群(out1:79〜19)及び第2基準信号群(out0:79〜19)を出力する。
【0037】
(ビット位相検出部46)
図9は、ビット位相検出部46に入力される第1基準信号群及び第2基準信号群の一部と、生成される判定信号群の一部とを表す。ビット位相検出部46は、ビットパターン検出部45から第1基準信号群及び第2基準信号群を入力する一方、第1基準信号群及び第2基準信号群に基づいて、パラレル映像信号群内のタイミング基準ビット列の位相情報を検出し、位相情報をセレクタ47に出力する。好ましくは、ビット位相検出部46は、位相情報をノイズ・キャンセラ48に出力する。
【0038】
具体的に、ビット位相検出部46は、各々61本の第1基準信号群(in1:79〜19)及び第2基準信号群(in0:79〜19)のうち、それぞれ20ビットの間隔を有する1本の第1基準信号及び2本の第2基準信号が、パラレル映像信号群内のタイミング基準ビット列(先頭の20ビットがすべて「1」であり、残りの40ビットがすべて「0」である)を表すか否かを、第1基準信号群及び第2基準信号群の上位ビットから下位ビットまでについて判定し、その判定結果を表す21本の判定信号(det:79〜59)を生成する。
【0039】
例えば、図9に示すように、時刻2010.0nsで、各々61本の第1基準信号群(in1:79〜19)及び第2基準信号群(in0:79〜19)のうち、最上位ビットに対応する1本の第1基準信号(in1:79)と最上位ビットから20ビットだけ下位ビット側に位置するビットに対応する1本の第2基準信号(in0:59)とそのビットから20ビットだけ下位ビット側に位置するビットに対応する1本の第2基準信号(in0:39)とが、すべて「1」でなく、結果としてタイミング基準ビット列を表さないので、ビット位相検出部46は、否定を表す「0」を判定信号(det:79)として生成し(矢印91);各々61本の第1基準信号群(in1:79〜19)及び第2基準信号(in0:79〜19)のうち、最上位ビットから1ビットだけ下位ビット側に位置するビットに対応する1本の第1基準信号(in1:78)とそのビットから20ビットだけ下位ビット側に位置するビットに対応する1本の第2基準信号(in0:58)とそのビットから20ビットだけ下位ビット側に位置するビットに対応する1本の第2基準信号(in0:38)とが、すべて「1」でないので、ビット位相検出部46は、否定を表す「0」を判定信号(det:78)として生成し(矢印92);
各々61本の第1基準信号群(in1:79〜19)及び第2基準信号群(in0:79〜19)のうち、最上位ビットから2ビットだけ下位ビット側に位置するビットに対応する1本の第1基準信号(in1:77(矢印93))とそのビットから20ビットだけ下位ビット側に位置するビットに対応する1本の第2基準信号(in0:57(矢印94))とそのビットから20ビットだけ下位ビット側に位置するビットに対応する1本の第2基準信号(in0:37)とが、すべて「1」であるので、ビット位相検出部46は、肯定を表す「1」を判定信号(det:77)として生成する(矢印95)。同様に、ビット位相検出部46は、判定信号群(det:76〜59)を生成する。
【0040】
ビット位相検出部46は、判定信号群(det:79〜59)のうち上位ビットから何番目の判定信号が肯定を表す「1」であるのかを判定し、該当する番目を位相情報としてセレクタ47に出力する。
【0041】
(セレクタ47)
セレクタ47は、ビット位相検出部46からの位相情報とシフトレジスタ43からの多相のワード・クロック信号群(WCLK19〜WCLK00)とを入力する一方、その位相情報と一致する位相を有するワード・クロックを選択してワード・クロック発生器40の外部に出力する。例えば、位相情報(図9中のdet:77)が、3番目であるので、セレクタ47は、第1ワード・クロック信号の位相と比較して、位相差が少ない方から3番目のワード・クロック信号(図6中のWCLK17)を選択する。セレクタ47は、選択したワード・クロック信号をFIFO49に出力してもよい。
【0042】
従って、本発明のワード・クロック発生器40は、HD−SDI映像信号に内在するタイミング基準ビット列に一致した位相を持つワード・クロック信号を出力することができ、その結果、安定したワード・クロック信号を発生することができる。また、ビットパターン検出部45は、1本の基準信号毎に1段のAND回路のみで構成可能であるため、また、ビット位相検出部46は、1本の判定信号毎に1段のAND回路のみで構成可能であるため、本発明のワード・クロック発生器40は、高速に動作することができる。
【0043】
(ノイズ・キャンセラ48)
好ましくは、ワード・クロック発生器40は更に、ノイズ・キャンセラ48を備える。ノイズ・キャンセラ48は、ビットパターン検出部46からパラレル映像信号群内のタイミング基準ビット列の位相情報を入力する一方、その位相情報が複数回(例えば、3回)同じ値である場合、その位相情報をセレクタ47に出力する。従って、ノイズ等によって入力信号(HD−SDI映像信号)が異常となった場合であっても、本発明のワード・クロック発生器40は、タイミング基準ビット列が開始する位置に位相が一致するワード・クロック信号を出力することができる。
【0044】
(FIFO49)
ワード・クロック発生器40は更に、FIFO49を備えてもよい。FIFO49は、S/P変換部44からのパラレル映像信号と分周器42からの第1ワード・クロック信号とセレクタ47からの選択されたワード・クロックとを入力する。FIFO49は、パラレル映像信号を第1ワード・クロック信号の周期で入力し、そのパラレル映像信号を、選択されたワード・クロック信号の周期で出力する。
【0045】
ここで、第1ワード・クロック信号と、選択されたワード・クロック信号とは、一致した周期を持ち、異なる位相を持つ(但し、一致した位相を持つ場合もある)。このため、FIFO49から出力されるパラレル映像信号は、FIFO49に入力されるパラレル映像信号と比較して完全なデータを保ち、選択されたワード・クロック信号の位相と一致した位相で、出力される。従って、ワード・クロック発生器40(FIFO49)からのパラレル映像信号を入力・処理する場合、パラレル映像信号の入力時に、タイミングによる問題(例えば、データの一部が欠落する問題、入力データが「1」又は「0」の何れにも認識できない問題(メタステーブル状態)など)が発生せず、パラレル映像信号を処理することができる。
【0046】
(第2の実施形態)
本発明のワード・クロック発生器40のS/P変換部44は、図7aに示す詳細な構成に代えて、図10aに示す詳細な構成に変形することもできる。その結果、第1の実施形態に比べて、第2の実施形態のS/P変換部44は、簡素化することができる。図10aに示すように、S/P変換部44は、2個のラッチ442及び443を備えている。以下、第1の実施形態に比べて異なる動作のみを説明する。
【0047】
(S/P変換部44)
例えば、第1パラレル映像信号(PD79〜PD60)は、時刻410.0nsで、第1ラッチ442からビットパターン検出部45に出力され、時刻810.0nsで、第2ラッチ443からビットパターン検出部45に出力される。同様に、第2パラレル映像信号(PD59〜PD40)は、時刻810.0nsで、第1ラッチ442から出力され、時刻1210.0nsで、第2ラッチ443から出力される。同様に、第3パラレル映像信号(PD39〜PD20)は、時刻1210.0nsで、第1ラッチ442から出力され、時刻1610.0nsで、第2ラッチ443から出力される。同様に、第4パラレル映像信号(PD19〜PD00)は、時刻1610.0nsで、第1ラッチ442から出力される。
【0048】
言い換えれば、S/P変換部44(第1ラッチ442及び第2ラッチ442)の出力は、第1ワード・クロック信号の周期で更新され、S/P変換部44は、時刻810.0nsで、第1及び第2パラレル映像信号(PD79〜PD40)をビットパターン検出部45に出力し、時刻1210.0nsで、第2及び第3パラレル映像信号(PD59〜PD20)を出力し、時刻1610.0nsで、第3及び第4パラレル映像信号(PD39〜PD00)をビットパターン検出部45に出力する。
【0049】
(ビットパターン検出部45)
図11a及び図11bは、図8a及び図8bと同様に、ビットパターン検出部45に入力される信号と、ビットパターン検出部45から出力される信号とを表す図である。ビットパターン検出部45は、S/P変換部44からパラレル映像信号群(40ビットに相当する)を入力する一方、パラレル映像信号群のうち、所定の連続するビットがすべて「1」又は「0」であるか否かを、パラレル映像信号の上位ビットから下位ビットまでについて判定し、その判定結果を表す第1基準信号群及び第2基準信号群をビット位相検出部46に出力する。具体的に、ビットパターン検出部45は、S/P変換部44からパラレル映像信号群を入力する。ビットパターン検出部45は、パラレル映像信号群のうち、連続する20ビットがすべて「1」であるか否かを、パラレル映像信号群の上位ビットから下位ビットまでについて判定し、その判定結果を表す21本の第1基準信号群(out1:39〜19)を出力する。ビットパターン検出部45は更に、パラレル映像信号群のうち、連続する20ビットがすべて「0」であるか否かを、パラレル映像信号群の上位ビットから下位ビットまでについて判定し、その判定結果を表す21本の第2基準信号群(out0:39〜19)を出力する。
【0050】
例えば、図11aに示すように、時刻810.0ns〜1210.0nsの間で、パラレル映像信号群(PD79〜PD40)のうち、先頭20ビット(PD79〜PD60)がすべて「1」でないので、ビットパターン検出部45は、否定を表す「0」を第1基準信号(out1:39)として出力し;
後続の20ビット(PD78〜59)がすべて「1」でないので、ビットパターン検出部45は、否定を表す「0」を第1基準信号(out1:38)として出力し;
更なる後続の20ビット(PD77〜58)のすべて「1」であるので(図10b参照)、ビットパターン検出部45は、肯定を表す「1」を第1基準信号(out1:37)として出力する(矢印111)。
【0051】
図11bに示すように、時刻1210.0ns〜1610.0nsの間で、パラレル映像信号群(PD59〜PD20)のうち、先頭20ビット(PD59〜PD40)がすべて「0」でないので、ビットパターン検出部45は、否定を表す「0」を第2基準信号(out0:39)として出力し;
後続の20ビット(PD58〜39)がすべて「0」でないので、ビットパターン検出部45は、否定を表す「0」を第2基準信号(out0:38)として出力し;
更なる後続の20ビット(PD57〜38)がすべて「0」であるので、ビットパターン検出部45は、肯定を表す「1」を第2基準信号(out0:37)として出力する(矢印112)。
【0052】
同様に、時刻1610.0ns〜2010.0nsの間で、更なる後続の20ビット(PD37〜18)がすべて「0」であるので、ビットパターン検出部45は、肯定を表す「1」を第2基準信号(out0:37)として出力する(矢印113)。
【0053】
(ビット位相検出部46)
図12は、図9と同様に、ビット位相検出部46に入力される第1基準信号群及び第2基準信号群と、ビット位相検出部46から出力される位相情報とを表す。
【0054】
具体的に、ビット位相検出部46は、21本の第1基準信号群(in1:39〜19)及び第2基準信号群(in0:39〜19)のうち、第1基準信号群及び第2基準信号群の所定のビット位置について、第1ワード・クロック信号の連続する3周期に渡る1本の第1基準信号及び2本の第2基準信号が、前記パラレル信号内のタイミング基準ビット列(先頭の20ビットがすべて「1」であり、残りの40ビットがすべて「0」である)を表すか否かを、第1基準信号群及び第2基準信号群の上位ビットから下位ビットまでについて判定し、その判定結果を表す21本の判定信号(det:39〜19)を生成する。
【0055】
例えば、図12に示すように、時刻1210.0ns〜2010.0nsの期間(第1ワード・クロック信号の連続する3周期)において、各々21本の第1基準信号群(in1:39〜19)及び第2基準信号群(in0:39〜19)のうち、第1基準信号群及び第2基準信号群の最上位ビットについて、第1周期(時刻1210.0ns)における1本の第1基準信号(in1:39)と第2周期(時刻1610.0ns)における1本の第2基準信号(in0:39)と第3周期(時刻2010.0ns)における1本の第2基準信号(in0:39)とが、すべて「1」でなく、結果としてタイミング基準ビット列を表さないので、ビット位相検出部46は、否定を表す「0」を判定信号(det:39)として生成し;
各々21本の第1基準信号群(in1:39〜19)及び第2基準信号群(in0:39〜19)のうち、第1基準信号群及び第2基準信号群の最上位ビットから1ビットだけ下位ビット側に位置するビットについて、第1周期(時刻1210.0ns)における1本の第1基準信号(in1:38)と第2周期(時刻1610.0ns)における1本の第2基準信号(in0:38)と第3周期(時刻2010.0ns)における1本の第2基準信号(in0:38)とが、すべて「1」でないので、ビット位相検出部46は、否定を表す「0」を判定信号(det:38)として生成し;
各々21本の第1基準信号群(in1:39〜19)及び第2基準信号群(in0:39〜19)のうち、第1基準信号群及び第2基準信号群の最上位ビットから2ビットだけ下位ビット側に位置するビットについて、第1周期(時刻1210.0ns)における1本の第1基準信号(in1:37)(矢印121)と第2周期(時刻1610.0ns)における1本の第2基準信号(in0:37)(矢印122)と第3周期(時刻2010.0ns)における1本の第2基準信号(in0:37)(矢印123)とが、すべて「1」であるので、ビット位相検出部46は、肯定を表す「1」を判定信号(det:37)として生成する(矢印124)。
【0056】
ビット位相検出部46は、判定信号群(det:39〜19)のうち上位ビットから何番目の位相情報信号が肯定を表す「1」であるのかを判定し、該当する番目(例えば、3番目)を位相情報としてセレクタ47に出力する。
【0057】
なお、本発明のワード・クロック発生器40は、上述の複数の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、本発明のワード・クロック発生器40が、HD−SDI映像信号の代わりに、SD−SDI映像信号を入力する場合、1ワードにおけるビット数Nは、10ビットであり、また、SD−SDI映像信号に内在するタイミング基準ビット列(30ビットに相当する)は、例えば、最初の10ビットに渡って連続する「1」と後続20ビットに渡って連続する「0」とからなるビット列である。また、本発明のワード・クロック発生器40が、HD−SDI映像信号の代わりに、シリアル・デジタル信号(シリアル・デジタル音声信号、シリアル・デジタル映像信号等を含む)を入力する場合、1ワードにおけるビット数Nと、シリアル・デジタル信号に内在する所定のタイミング基準ビット列とに基づいて、上述の複数の図示例を容易に変形することができる。また、S/P変換部44のラッチの数を、例えば、1に、変更することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】HD−SDI映像信号の流れを表す図である。
【図2】従来のワード・クロック発生器を組み込む装置のブロック図である。
【図3】従来のワード・クロック発生器を組み込む装置のブロック図である。
【図4】本発明のワード・クロック発生器のブロック図である。
【図5】図4中のPLLに入力されるHD−SDI映像信号と、出力されるシリアル・クロック信号とを表す図である。
【図6】図4中のシフトレジスタに入力されるシリアル・クロック信号及びワード・クロック信号と、出力される多相のワード・クロック信号群とを表す図である。
【図7a】図7aは、図4中のS/P変換部を詳細に表すブロック図である。
【図7b】図7bは、図7a中のS/P変換部に入力されるHD−SDI映像信号の一部と出力されるパラレル映像信号の一部との対応関係を表す図である。
【図8a】図8aは、図4中のビットパターン検出部に入力されるパラレル映像信号群の一部と、出力される第1基準信号群の一部とを表す図である。
【図8b】図8bは、図4中のビットパターン検出部に入力されるパラレル映像信号群の一部と、出力される第2基準信号群の一部とを表す図である。
【図9】図4中のビット位相検出部に入力される第1基準信号群及び第2基準信号群の一部と、生成される判定信号群の一部とを表す図である。
【図10】図10aは、図7aに示すS/P変換部の変形例を表すブロック図であり、図10bは、図7bと同じ、HD−SDI映像信号とパラレル映像信号との対応関係を表す図である。
【図11a】図11aは、図10aに示すS/P変換部の変形例に対応する図4中のビットパターン検出部に入力されるパラレル映像信号と、出力される第1基準信号群とを表す図である。
【図11b】図11bは、そのビットパターン検出部に入力されるパラレル映像信号と、出力される第2基準信号群とを表す図である。
【図12】図11a及び図11bに示すように動作するビットパターン検出部に対応する図4中のビット位相検出部に入力される第1基準信号群及び第2基準信号群と、出力される位相情報とを表す図である。
Claims (7)
- ワード・クロック発生器であって、該発生器は、
1データ単位である1ワードにおけるビット数が「N」であるシリアル・デジタル信号を外部から入力して、前記シリアル・デジタル信号のビット・レートに一致する周波数を有するシリアル・クロック信号を出力する手段と、
前記シリアル・クロック信号の周波数を、Nで分周して、ワード・レートに一致する周波数を有する第1ワード・クロック信号を出力する手段と、
前記第1ワード・クロック信号の位相を、前記シリアル・クロック信号の1周期ずつ、(N−1)回だけ遅らせ、N本の多相のワード・クロック信号群を出力する手段と、
前記シリアル・デジタル信号と前記シリアル・クロック信号と前記第1ワード・クロック信号とを入力し、前記シリアル・クロック信号に基づいて前記シリアル・デジタル信号をパラレル信号に変換する手段と、
前記パラレル信号の中に、所定のタイミング基準ビット列が存在するか否かを判定し、存在する場合、前記タイミング基準ビット列の位相情報を検出する手段と、
前記位相情報と前記多相のワード・クロック信号群とを入力し、前記多相のワード・クロック信号群の中から、前記位相情報と一致する位相を有するワード・クロック信号を選択して外部に出力する手段と、
を備えるワード・クロック発生器。 - ワード・クロック発生器であって、該発生器は、
シリアル・デジタル信号(1データ単位である1ワードにおけるビット数は、「N」である)を外部から入力して、前記シリアル・デジタル信号のビット・レートに一致する周波数を有するシリアル・クロック信号を出力する手段と、
前記シリアル・クロック信号の周波数を、Nで分周して、ワード・レートに一致する周波数を有する第1ワード・クロック信号を出力する手段と、
前記第1ワード・クロック信号の位相を、前記シリアル・クロック信号の1周期ずつ、(N−1)回だけ遅らせ、N本の多相のワード・クロック信号群を出力する手段と、
前記シリアル・デジタル信号と前記シリアル・クロック信号と前記第1ワード・クロック信号とを入力し、前記シリアル・クロック信号に基づいて前記シリアルデジタル信号をパラレル信号に変換する手段と、
前記パラレル信号のうち、所定の連続するビットがすべて「1」又は「0」であるか否かを、前記パラレル信号の上位ビットから下位ビットまでについて判定し、その判定結果を表す第1基準信号群及び第2基準信号群を出力する手段と、
前記第1基準信号群及び前記第2基準信号群と前記第1ワード・クロック信号とを入力し、前記第1基準信号群及び前記第2基準信号群に基づいて、前記パラレル信号内のタイミング基準ビット列の位相情報を検出する手段と、
前記位相情報と前記多相のワード・クロック信号群とを入力し、前記多相のワード・クロック信号群の中から、前記位相情報と一致する位相を有するワード・クロック信号を選択して外部に出力する手段と、
を備えるワード・クロック発生器。 - ワード・クロック発生器であって、該発生器は、
シリアル・デジタル信号(1データ単位である1ワードにおけるビット数は、「20」である)を入力して、前記シリアル・デジタル信号のビット・レートに一致する周波数を有するシリアル・クロック信号を出力する手段と、
前記シリアル・クロック信号の周波数を、20で分周して、ワード・レートに一致する周波数を有する第1ワード・クロック信号を出力する手段と、
前記第1ワード・クロック信号の位相を、前記シリアル・クロック信号の1周期ずつ、19回だけ遅らせ、20本の多相のワード・クロック信号群を出力する手段と、
前記シリアル・デジタル信号と前記シリアル・クロック信号とを入力し、前記シリアル・クロック信号に基づいて前記シリアル・デジタル信号を20ビットの幅を持つパラレル信号に変換する手段と、
前記パラレル信号に基づいて80ビットに相当するパラレル信号群を出力する手段と、
前記パラレル信号群のうち、所定のビット位置から連続する20ビットがすべて「1」又は「0」であるか否かを、前記パラレル信号群の上位ビットから下位ビットまでについて判定し、その判定結果を表す第1基準信号群及び第2基準信号群を出力する手段と、
前記第1基準信号群及び前記第2基準信号群と前記第1ワード・クロック信号とを入力し、それぞれ20ビットの間隔を有する1本の第1基準信号及び2本の第2基準信号が、前記パラレル信号内のタイミング基準ビット列(先頭の20ビットがすべて「1」であり、残りの40ビットがすべて「0」である)を表すか否かを判定し、その結果、前記タイミング基準ビット列を表す前記1本の第1基準信号及び前記2本の第2基準信号に基づいて、前記タイミング基準ビット列の位相情報を検出する手段と、
前記位相情報と前記多相のワード・クロック信号群とを入力し、前記多相のワード・クロック信号群の中から、前記位相情報と一致する位相を有するワード・クロック信号を選択して出力する手段と、
を備えるワード・クロック発生器。 - ワード・クロック発生器であって、該発生器は、
シリアル・デジタル信号(1データ単位である1ワードにおけるビット数は、「20」である)を入力して、前記シリアル・デジタル信号のビット・レートに一致する周波数を有するシリアル・クロック信号を出力する手段と、
前記シリアル・クロック信号の周波数を、20で分周して、ワード・レートに一致する周波数を有する第1ワード・クロック信号を出力する手段と、
前記第1ワード・クロック信号の位相を、前記シリアル・クロック信号の1周期ずつ、19回だけ遅らせ、20本の多相のワード・クロック信号群を出力する手段と、
前記シリアル・デジタル信号と前記シリアル・クロック信号とを入力し、前記シリアル・クロック信号に基づいて前記シリアル・デジタル信号を20ビットの幅を持つパラレル信号に変換する手段と、
前記パラレル信号に基づいて40ビットに相当するパラレル信号群を出力する手段と、
前記パラレル信号群のうち、所定のビット位置から連続する20ビットがすべて「1」又は「0」であるか否かを、前記パラレル信号群の上位ビットから下位ビットまでについて判定し、その判定結果を表す第1基準信号群及び第2基準信号群を出力する手段と、
前記第1基準信号群及び前記第2基準信号群と前記第1ワード・クロック信号とを入力し、前記第1基準信号群及び前記第2基準信号群の所定のビット位置について、前記第1ワード・クロック信号の連続する3周期に渡る1本の第1基準信号及び2本の第2基準信号が、前記パラレル信号内のタイミング基準ビット列(先頭の20ビットがすべて「1」であり、残りの40ビットがすべて「0」である)を表すか否かを判定し、その結果、前記タイミング基準ビット列を表す前記1本の第1基準信号及び前記2本の第2基準信号に基づいて、前記タイミング基準ビット列の位相情報を検出する手段と、
前記位相情報と前記多相のワード・クロック信号群とを入力し、前記多相のワード・クロック信号群の中から、前記位相情報と一致する位相を有するワード・クロック信号を選択して出力する手段と、
を備えるワード・クロック発生器。 - 請求項1〜請求項4の何れか1項に記載のワード・クロック発生器において、N本の多相のワード・クロック信号群を出力する前記手段が、シフトレジスタである、ワード・クロック発生器。
- 請求項1〜請求項5の何れか1項に記載のワード・クロック発生器において、シリアルデジタル信号をパラレル信号に変換する前記手段が、変換された前記パラレル信号を復調・非ランダム化し、復調・非ランダム化された前記パラレル信号を出力する、発生器。
- 請求項1〜請求項6の何れか1項に記載のワード・クロック発生器において、前記シリアル・デジタル信号が、HD−SDI(高精細度シリアル・デジタル・インターフェース)信号である、発生器。
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