JP2006074075A - 差動シリアル・ディジタル出力a/d変換手段および撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】多線読出しセンサを用いた撮像装置において、AD変換後にディジタル信号処理プロセッサまでの基板内配線数を減らすことによって、装置内部でのノイズ発生量を抑圧し、センサからADまでのアナログ信号系にフィードバックするキックバックノイズを減少させる。
【解決手段】結果的にディジタル信号の配線数を減らすことによって、アナログ・フロント・エンドLSIや基板の面積を小さくする。
【選択図】 図1
【解決手段】結果的にディジタル信号の配線数を減らすことによって、アナログ・フロント・エンドLSIや基板の面積を小さくする。
【選択図】 図1
Description
本発明は、撮像素子からの撮像信号出力をアナログ/ディジタル変換手段であるA/D変換手段よって多ビットのパラレル・ディジタル信号にアナログ/ディジタル変換し、ディジタル信号処理手段にて補間信号処理を施してディジタル画像信号を生成する撮像装置に関し、特に複数の画像読出し出力端子を有する撮像素子からの撮像信号出力を複数のアナログ/ディジタル変換手段であるA/D変換手段によって並列にそれぞれ多ビットのパラレル・ディジタル信号にアナログ/ディジタル変換し、ディジタル信号処理手段にて1画面分のディジタル撮像信号に多重化した後に補間信号処理を施してディジタル画像信号を生成する撮像装置に関する。
近年、急速に普及が進んでいる1眼レフ方式のディジタル・スチルカメラにおいては、連写性能を向上させることが求められており、微細化等、半導体技術の飛躍的な進歩に支えられた、信号処理回路の並列化などに代表される回路デザインの工夫によるアプローチや、クロックスピードの向上などに代表されるいわゆる力技によるアプローチによって、ディジタル信号処理回路やマイクロコンピュータなどの各種制御回路における一層の速度向上が実現されてきた。
ところで、このような1眼レフ方式のディジタル・スチルカメラで利用される撮像素子は、銀鉛カメラ時代の交換レンズ資産を継承するため、および高画質を実現するための手段として大判の撮像素子を使うことが一般的である。しかしながらこのような面積の大きなセンサは一般的に駆動クロック周波数を高くすることが困難であり、ここにきて撮像素子からの画像信号読出し速度が、高速なディジタル・スチルカメラにおける信号処理、ひいては連写性能のボトルネックになってきた。
このような事情を背景にして、1フレームの撮像画像を撮像素子から読み出す際に、撮像素子内部の工夫によって並列に複数の出力端子から同時に読み出す技術が開発され、撮像素子を駆動するクロック周波数を高くすることなく読出しの速度を向上させることに成功してきている。
上述したような高速化を実現したディジタル・スチルカメラの構成について説明する。
従来の撮像装置について説明する。一度に複数の出力端子から撮像画像信号を並列に読出しが可能な撮像素子であり、ここで説明する従来例においては並列に4つの出力端子から画像信号が出力可能である。
撮像素子から出力された撮像信号をアナログ信号からディジタル信号に変換するためのA/D変換手段は、本従来例においては各A/D変換手段の出力ディジタル信号のビット長は12ビットである。
A/D変換手段までの4系統のディジタル画像信号を1系統のディジタル画像信号に多重復号化して元の1フレームの画像に多重化するためのディジタル・フロントエンド回路がある。
撮像素子からの信号を補間処理して一般的なRGBカラー信号や、主にJPEGなどの信号に圧縮するためのYCbCrカラー信号などを生成する映像信号処理手段がある。
該映像信号処理手段によって生成されたカラー画像信号をCFカードやSDメモリカードなどの不揮発性メモリである記憶素子に書き込むための記録制御手段や、TFTなどの表示パネルに画像や各種データを表示するための表示制御手段、あるいはパーソナル・コンピュータに画像データを送信したり(パーソナル・コンピュータから画像データを受信したり)、カメラを遠隔操作するための通信手段であるUSBやIEEE1394などを制御する通信制御手段、および不図示の露光センサ、不図示のAFセンサからの信号に基づいてシャッタ速度や絞りなどを制御するカメラ制御手段とを包含する中央演算処理装置がある。
中央演算処理装置などによって算出された露光時間の間、前記撮像素子であるセンサに被写体が結像・蓄積され、所定時間後に該センサの4つの出力端子からアナログ撮像信号が読み出される。これらのアナログ信号が4つの前記A/D変換手段によって4系統の12ビットディジタル撮像信号に変換され、合計48本のディジタル信号が前記ディジタル・フロントエンド回路によって多重化され、映像信号処理手段によって補間処理を施され、一般的なフォーマットのディジタル画像信号が生成される。
特開平10−155100号公報
第一に一般論から述べると、パラレル・バスのデータ伝送には通常はエンコード形式が使用されないため、データに直流成分が生じ、この直流成分があるとトランスミッタとレシーバを直結することが必要になるという欠点がある。また、通常のばらつきとレシーバ/トランスミッタの電源ばらつきにより、レシーバとトランスミッタの基準電圧にはわずかな違いがあり、この差によって、データ・ビットのサンプリング誤差に対するマージンが少なくなるという欠点がある。さらに1または0の信号が続くと、バス上の2つのデバイス間に直流電流成分が生じ、この直流電流もまたオフセットに影響し、誤差に対するマージンを減少させる。上述した従来の撮像装置において、4系統のA/D変換出力は、それぞれが12ビットのディジタル信号である場合、合計で48本の接続ラインが必要になる。
一般に、ディジタル信号LSIの出力ポートは、基板配線や配線用ケーブルが固有に有する容量を駆動するために必要十分なドライブ能力が求められる。しかしながら多ビットの信号線が同時に同じ論理に変化したり、短い周期で沢山の信号線がトグルすることによってLSI出力信号の同時動作問題が発生しやすくなる。その結果、電源電圧が変動したり、グランドラインが揺すられたりする。これらの現象が、微小なアナログ信号を扱うセンサの回路や、A/D変換手段の入力信号にキックバックすることによって引き起こされる、いわゆるキックバックノイズと呼ばれるノイズとなって撮像信号のS/Nを悪化させるという問題があった。
さらに信号線が多数存在することによって、装置が発する雑音電波の出力が大きくなり、EMC問題を起こしやすいという観点からも好ましくないとされている。
また、このように48本もの信号線は、回路基板上で単純に面積を消費し、接続ケーブルによって基板間を接続する場合にも、ケーブルの取り回しなどが非常に難しくなるという問題があった。
何よりもLSIのシリコン上に多数のI/Oドライバを構成しなくてはならないので、I/Oセルを配置するために大面積を要し、システムのコストや消費電力を引き上げるという欠点があった。
(発明の目的)
本発明の目的は、主に多数の出力線を有する撮像素子の出力信号を複数のA/D変換手段によりA/D変換してディジタル信号処理を行うような場合を代表とする、多ビットのディジタル信号処理を行う回路装置において、ノイズの発生を抑圧し、さらにシリコンの面積や、PCB上の配線領域を劇的に節約可能な装置を提供することである。
本発明の目的は、主に多数の出力線を有する撮像素子の出力信号を複数のA/D変換手段によりA/D変換してディジタル信号処理を行うような場合を代表とする、多ビットのディジタル信号処理を行う回路装置において、ノイズの発生を抑圧し、さらにシリコンの面積や、PCB上の配線領域を劇的に節約可能な装置を提供することである。
本発明の差動シリアル・ディジタル出力A/D変換手段は、アナログ信号を多ビットのパラレル・ディジタル信号に変換するためのアナログ/ディジタル変換手段であるA/D変換手段と、
A/D変換手段から出力されるパラレル・ディジタル信号をシリアル・ディジタル信号に変換するためのパラレル/シリアル変換手段とを備え、
A/D変換手段と、パラレル/シリアル変換手段とが同一シリコンチップ上に構成されている。
A/D変換手段から出力されるパラレル・ディジタル信号をシリアル・ディジタル信号に変換するためのパラレル/シリアル変換手段とを備え、
A/D変換手段と、パラレル/シリアル変換手段とが同一シリコンチップ上に構成されている。
本発明の差動シリアル・ディジタル出力A/D変換手段は、アナログ信号を多ビットのパラレル・ディジタル信号に変換するためのアナログ/ディジタル変換手段であるA/D変換手段と、
A/D変換手段から出力されるパラレル・ディジタル信号をシリアル・ディジタル信号に変換するためのパラレル/シリアル変換手段とを備え、
A/D変換手段と、パラレル/シリアル変換手段とが同一半導体パッケージ内に構成されている。
A/D変換手段から出力されるパラレル・ディジタル信号をシリアル・ディジタル信号に変換するためのパラレル/シリアル変換手段とを備え、
A/D変換手段と、パラレル/シリアル変換手段とが同一半導体パッケージ内に構成されている。
本発明の撮像装置は、撮像素子からの撮像信号出力をアナログ/ディジタル変換手段であるA/D変換手段よって多ビットのパラレル・ディジタル信号にアナログ/ディジタル変換し、ディジタル信号処理手段にて補間信号処理を施してディジタル画像信号を生成する撮像装置において、
撮像素子から出力されたアナログ撮像信号をアナログ/ディジタル変換して多ビットのパラレル・ディジタル信号に変換するためのA/D変換手段と、
A/D変換手段から出力されるパラレル・ディジタル出力信号をシリアル・ディジタル信号に変換するためのパラレル/シリアル変換手段と
パラレル/シリアル変換手段によって変換されたシリアル・ディジタル信号を入力してパラレル・ディジタル信号に再変換し、補間信号処理を施してディジタル画像信号を生成する画像信号処理手段とを備えている。
撮像素子から出力されたアナログ撮像信号をアナログ/ディジタル変換して多ビットのパラレル・ディジタル信号に変換するためのA/D変換手段と、
A/D変換手段から出力されるパラレル・ディジタル出力信号をシリアル・ディジタル信号に変換するためのパラレル/シリアル変換手段と
パラレル/シリアル変換手段によって変換されたシリアル・ディジタル信号を入力してパラレル・ディジタル信号に再変換し、補間信号処理を施してディジタル画像信号を生成する画像信号処理手段とを備えている。
本発明の撮像装置は、複数の画像読出し出力端子を有する撮像素子からの撮像信号出力を複数のアナログ/ディジタル変換手段であるA/D変換手段によって並列にそれぞれ多ビットのパラレル・ディジタル信号にアナログ/ディジタル変換し、ディジタル信号処理手段にて1画面分のディジタル撮像信号に多重化した後に補間信号処理を施してディジタル画像信号を生成する撮像装置において、
撮像素子から出力されたアナログ撮像信号をアナログ・ディジタル変換して多ビットのパラレル・ディジタル信号に変換するためのA/D変換手段と、
A/D変換手段から出力されるパラレル・ディジタル出力信号をシリアル・ディジタル信号に変換するためのパラレル/シリアル変換手段と、
パラレル/シリアル変換手段によって変換された複数の前記シリアル・ディジタル信号を入力してそれぞれのパラレル・ディジタル信号に再変換し、元の1画面のディジタル撮像信号に多重化した後に、補間信号処理を施してディジタル画像信号を生成する画像信号処理手段とを備えている。
撮像素子から出力されたアナログ撮像信号をアナログ・ディジタル変換して多ビットのパラレル・ディジタル信号に変換するためのA/D変換手段と、
A/D変換手段から出力されるパラレル・ディジタル出力信号をシリアル・ディジタル信号に変換するためのパラレル/シリアル変換手段と、
パラレル/シリアル変換手段によって変換された複数の前記シリアル・ディジタル信号を入力してそれぞれのパラレル・ディジタル信号に再変換し、元の1画面のディジタル撮像信号に多重化した後に、補間信号処理を施してディジタル画像信号を生成する画像信号処理手段とを備えている。
シリアル・ディジタル信号が、8B/10BエンコードされたDCフリーな信号であり、パラレル/シリアル変換手段と前記画像信号処理手段との間がAC結合されている。
前記シリアル・ディジタル信号が、8B/10BエンコードされたDCフリーな信号であり、前記パラレル/シリアル変換手段と前記画像信号処理手段との間がAC結合されている。
パラレル/シリアル変換手段の出力と、前記画像信号処理手段の入力とが同1基板上で電気的に接続されている。
パラレル/シリアル変換手段の出力と、画像信号処理手段の入力とが別基板どうしをケーブルにて電気的に接続されている。
あるいは、パラレル/シリアル変換手段の出力が差動で駆動される。
以上説明したように本発明は、アナログ・ディジタル変換した多ビットのディジタル撮像信号を、パラレル/シリアル変換手段にて低電圧のシリアル・ディジタル信号に変換してから画像信号処理手段であるディジタル信号処理LSIなどに入力して信号処理を行うように構成したので、
ノイズに敏感なアナログ撮像回路へのディジタル回路系のキックバックノイズを軽減できるという効果がある。
ノイズに敏感なアナログ撮像回路へのディジタル回路系のキックバックノイズを軽減できるという効果がある。
また、アナログ/ディジタル変換手段であるA/D変換手段から画像信号処理手段であるディジタル信号処理LSIにシリアル/ディジタル信号で接続するようにしたので、配線の実装面積を減少させることができるという効果がある。
さらに、上記デバイス間をAC結合できるので、各デバイスの電源電圧にばらつきがあっても吸収することができるという効果がある。
特に、撮像素子から複数の撮像信号を同時に読出して処理するような並列同時読出しをする撮像装置において、アナログ・ディジタル変換後のディジタル信号をシリアル・ディジタル信号で扱うことは、上記3つの効果をさらに大きなものにする。
以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。
本発明の第1実施例について図面を参照して説明する。
図1は、本発明の第1実施例を示す模式図である。1は撮像素子であるCMOSセンサ、2はアナログ/ディジタル変換手段であるA/D変換手段を含むAFE(アナログ・フロント・エンド)LSIである。2−1はCMOSセンサから出力された撮像信号からノイズ成分を取り除いて信号成分を抽出する為の一般的な相関2重検出回路であり、2−2はCDS2−1によって抽出された撮像信号を増幅するプログラマブルゲインアンプであるPGAである。
2−3はA/D変換手段であるADであり、2−4はAD2−3から出力されたパラレル・ディジタル信号を、コード化するためのエンコーダである。2−5は、Enc2−4から出力されたパラレル・ディジタル信号を並直列変換するためのP−Sであり、2−6はP−S2−5でシリアル化されたシリアル・ディジタル信号を駆動信号に変換するためのバッファである。
3はAFE2から送信された信号をシリアル・ディジタル信号に戻すためのバッファであり、4はシリアル・ディジタル信号をパラレル・ディジタル信号に直並列変換するためのS−Pである。5は、パラレル・ディジタル信号を復号化するためのデコーダである。6はパラレル・ディジタル信号にデコードされたディジタル撮像信号を補間などの画像信号処理を施してディジタル画像信号を生成するための信号処理LSIである。
本実施例においては撮像素子であるCMOSセンサ1から並列に4本のアナログ撮像信号が並列に出力されているものとする。
次に、本実施例の回路動作について説明する。
CMOSセンサ1から並列に4本のアナログ撮像信号が出力され、それぞれの出力信号は並列にCDS2−1に入力する。CDS2−1にて相関2重検出されてノイズ成分が除去された撮像信号は、PGA2−2に入力し、所望のゲインに増幅される。その後、AD2−3に入力して8ビットのディジタル信号に変換され、並列に4本のディジタル撮像信号であるから、合計32ビットのパラレル・ディジタル信号がエンコーダであるEnc2−4に入力する。Enc2−4では、公知の8B/10Bコードに符号化され、P−S2−5にて並直列変換されてからバッファ2−6を介して合計4本のシリアル信号が出力される。バッファ2−6から出力された信号はACカップリングされて回路基板あるいは線材を経由してバッファ3へ到達し、シリアル・ディジタル信号に戻されてからS−P4に入力する。S−P4でパラレル・ディジタル信号に変換された撮像信号は、Dec5へ入力され、元のパラレル・ディジタル信号に8B/10Bデコードされてから信号処理LSI6へ入力する。
本実施例においては、A/D変換手段であるAD2−3とバッファ2−6が同一シリコンチップ上であるAFE2に実装されているので、LSIチップ上で電流が大量に流れる出力バッファはバッファ2−6しか存在しない。したがって、A/D変換手段であるAD2−3とバッファ2−6が、図3に示す様に独立したシリコン上に構成(パッケージは一体でも別でも可)されているような別の実施形態に比較した場合、ノイズの発生量と消費電流はともに小さくなることが期待できる。
また、本実施例では撮像素子であるCMOSセンサ1から並列に4本の出力が出ている場合を想定しているが、別の実施形態として1本の場合やその他の本数の場合も考えられる。特に8本、16本といったように撮像素子からの同時並列読み出しの本数が多くなるに従って本発明は効果的である。符号化するパラレル・ディジタル信号のビット数についても8ビットに限定されるものではなく、何ビットでも構わない。
さらに符号化手段として、ACカップリングが可能になるような8B/10Bエンコード以外の、例えばマンチェスタ符号化などの他の公知であるシリアル化方式を採用した実施形態でも構わない。
なお、撮像素子はCMOSセンサだけではなくてCCDでもよいことは自明である。
本発明の第2実施例について図面を参照して説明する。
図2は、本発明の第1実施例を示す模式図である。10は撮像素子であるCMOSセンサ、20はアナログ/ディジタル変換手段であるA/D変換手段を含むAFE(アナログ・フロント・エンド)LSIである。20−1はCMOSセンサから出力された撮像信号からノイズ成分を取り除いて信号成分を抽出する為の一般的な相関2重検出回路であり、20−2はCDS20−1によって抽出された撮像信号を増幅するプログラマブルゲインアンプであるPGAである。
20−3はA/D変換手段であるADであり、20−4はAD20−3から出力されたパラレル・ディジタル信号を、コード化するためのエンコーダである。20−5は、Enc20−4から出力されたパラレル・ディジタル信号を並直列変換するためのP−Sであり、20−6はP−S20−5でシリアル化されたシリアル・ディジタル信号を差動駆動信号に変換するためのバッファである。
30はAFE2から送信された差動信号をシリアル・ディジタル信号に戻すためのバッファであり、40はシリアル・ディジタル信号をパラレル・ディジタル信号に直並列変換するためのS−Pである。50は、パラレル・ディジタル信号を復号化するためのデコーダである。60はパラレル・ディジタル信号にデコードされたディジタル撮像信号を補間などの画像信号処理を施してディジタル画像信号を生成するための信号処理LSIである。
本実施例においては撮像素子であるCMOSセンサ1から並列に4本のアナログ撮像信号が並列に出力されているものとする。
次に、本実施例の回路動作について説明する。
CMOSセンサ10から並列に4本のアナログ撮像信号が出力され、それぞれの出力信号は並列にCDS20−1に入力する。CDS20−1にて相関2重検出されてノイズ成分が除去された撮像信号は、PGA20−2に入力し、所望のゲインに増幅される。その後、AD20−3に入力して8ビットのディジタル信号に変換され、並列に4本のディジタル撮像信号であるから、合計32ビットのパラレル・ディジタル信号がエンコーダであるEnc20−4に入力する。Enc20−4では、公知の8B/10Bコードに符号化され、P−S20−5にて並直列変換されてからバッファ20−6を介して合計8本の差動シリアル信号が出力される。バッファ20−6から出力された信号はACカップリングされて回路基板あるいは線材を経由してバッファ30へ到達し、シリアル・ディジタル信号に戻されてからS−P40に入力する。S−P40でパラレル・ディジタル信号に変換された撮像信号は、Dec50へ入力され、元のパラレル・ディジタル信号に8B/10Bデコードされてから信号処理LSI60へ入力する。
8B/10Bコードの代表的な生成方法については、インターナショナル・ビジネス・マシン社によって特公平4−49820号公報中に開示されている。この符号化の目的は、送信コードのクロック動作が容易に回復され、かつ交流結合が可能になるように直列データ・ストリームの周波数スペクトルを変換することである。
以下に同明細書の実施例から引用する。
エンコーダのデータ・インタフエースは1バイト幅の並列インタフエースと仮定する。直列インタフエースも可能ではあるが、前記コードは基本的には数Mビット/秒以上で動作するリンクを予定している。その場合、ボー・レートで動作する論理回路数を最小限にし、できるだけ低速回路を切離して集積度の高い回路を低価格で実現するように図られる。エンコーダおよびデコーダ回路はバイト・レートで動作する。
図4には本引用例に従うエンコーダの全体的な機能構成が示される。また、コーディング・システムのデータの流れも図示されている。ここでは、8ビット・バイトの並列データが通信アダプタ・インタフェース70に入力されるものとする。図面上で、8入力データ・ビットはABCDEおよびFGHとして明確に示されている。図示のように、制御ビットKは特別のキャラクタを表示する。最初の5データ・ビットABCDEは5B/6Bエンコーダ71に送り込まれ、ビットFGHは3B/4Bエンコーダ72に送り込まれる。これらのエンコーダが持っている理論機能は表1の「分類」の「ビット符号化」の欄に示されている。ディスパリティ制御回路73は表1の「分類」の「ディスパリティ」欄に示された論理決定を実行する。回路71,72および73の出力は5ビット・データABCDEおよび3ビット・データFGHと一緒に符号化スイッチ74に進み、符号化スイッチ74で最終的な符号化動作が行なわれて、符号化されたサブブロック「abcdei」および「fghj」が生成される。図4の論理動作および回路について次に詳細に説明する。
通信アダプタ・インタフェース70は要約すると8本のデータ線ABCDEFGH(大文字表示に留意)、1本の制御線Kおよびバイト・レートで動作する1本のクロック線CLKから成る。制御線Kは線A〜H上の8ビットがデータか制御情報かを指示する。
符号化のため、到来する各々のバイトは2つのサブブロックに区分される。5ビットABCDEは、5B/6Bエンコーダ71およびディスパリティ制御回路73の指示に従って6ビットabcdei(小文字表示に留意)に符号化される。同様に、3ビットFGHは4ビットfghjに符号化される。5B/6Bエンコーダ71および3B/4Bエンコーダ72は大部分は互いに独立して動作する。
データ・ブロックのディスパリティはブロック中の1および0の数の差である。ディスパリティが正であれば1の方が多く、負であれば0の方が多い。6B=abcdeiおよび4B=fghjのサブブロックにおいて許容されるディスパリティは0、+2、−2のいずれかである。例えば、4個の1と2個の0を含む6Bサブブロックは+2のディスパリティを有する。コーデイング規制は非0ディスパリティ・ブロックの極性が交互に変化しなければならないことを必要とする。これについて6Bおよび4Bサブブロックの間で差異はない。
非0ディスパリティ・コード点は相補対の形で単一のデータ点に割当てられる。エンコーダは相補対のうちの1つを生成する。それが前記交互極性の規則に反する場合には、要求されたディスパリティに一致するように符号化スイッチでサブブロック全体が反転される。
5B/6Bエンコーダ71のためのディスパリティおよび極性の決定に続いて3B/4Bエンコーダ72のための対応する動作が行なわれ、走行ディスパリティ・パラメータは次のバイトのコーデイングに渡される。
コード化されたサブブロックの大部分は0ディスパリティであり、いくつかの例外はあるが、走行ディスパリティとは無関係であって、補数の代替を有しない。
10本の符号化線abcdefghjは通常、直列伝送のために直列化器に接続されている。この場合、「a」ビットが最初で「j」ビットが最後に伝送される。
8B/10Bの符号化は次のように行なわれる。すなわち、入力バイトの中のビットABCDEは表1に示されたコーディング計画及び規則に従って5B/6Bエンコーダにおいて線デイジツトabcdeiに符号化され、ビットFGHは表2の規則に従って3B/4Bエンコーダにおいて線デイジツトfghjに符号化される。
表1において、第1の欄の「名称」は、Aを低順位ビット、Eを高順位ビットであるものとして、ABCDEに等価な32個の10進値を示す。通常のデータ(D.x)の場合は、線Kは0に保持されなければならない。いくつかのコード点は特別キャラクタの一部分であって、データとは異なるものとして識別可能である。そのようなコード点はD/K.xまたはK.xと表示され、Kの欄にxまたは1と表示される。特別のキャラクタを符号化するにはK線は1でなければならない。Kと表示されるコード点は特別キャラクタのみであるのに対し、D/Kと表示されるコード点はK線の状態によってどちらにもなりうる。
表1の分類欄で、項目L04はABCDにおいて1はないが0が4個あることを意味し、L13は1が1個あり、0が3個あることを意味する。文字Lは当該項目が5B/6Bエンコーダに関係していることを表わす。表4で表示Pは6B/5Bデコーダに関係していることを表わす。記号の右上のアクセント符号は補数化を表わすのに用いられる、従ってE′はEの補数である。
表1の左の「abcdei」の見出しの欄では、5B/6BエンコーダによってABCDE入力から直接に生成されるコード点のすべてが表示されている。エンコーダを通過する際に変更されるべきビット数を最小にし、要求される変更がいくつかのコード点に適用可能な数グループに分類可能なようにコーデイング・テーブルは設計されている。表1で、「abcdei」の欄に下線を付して示されているビットは、iの初期値を0と仮定して、5B/6Bエンコーダによって変更されるビットである。
入力が「ビット符号化」の欄に表示された論理条件を満たすとき、下線を付したビットが変更される。たとえば、条件L04を満たすD.0及びD.16の場合は、bおよびcが1に変更される。「ビット符号化」の欄においてD.16およびD.31のところに示されているL04・EおよびL40・Eはiに適用される。「分類」にエントリのない行では、ABCDEビットは変更されずにabcdeに移り、付加されるiビットは0である。
「ビット符号化」および「ディスパリティ」の2つの欄で指定されるような各種のデータ入力構成に関する論理ステートメントは、図4におけるエンコーダ71および72およびディスパリティ制御回路73が実行すべき論理を表わす。実際の論理動作は後に詳細に説明する図6、図7、図8および図9に示す論理回路で実行される。これらの図面で、データ・ビットは例えばABCまたはそれらの補数A′B′C′のように明確に定義され、かつAND機能は・記号で、OR機能は+記号で示す等、特定の論理関数も明確に定義される。同じ定義が表2、4および5に示された論理関数にも当てはまる。ここで、表1の分類の欄の「ビット符号化」および「ディスパリティ」の欄の意味について要約すると、まず「ビット符号化」の欄に記載されている論理式は、入力ビットの関数であるその論理式が真(=1)となるとき、その行に対応する表1のabcdeiで示す欄の下線を付けた位置のビットが変更を受けることを意味する。
換言すると、その行のABCDEで示されているビット・パターンがその論理式を満たす。「ディスパリティ」の欄に示されている論理式は、入来ABCDEビット・パターンのディスパリティを特徴付ける論理式であって、この論理式が真(=1)となるとき、若干の例外(D.7)を除き、D−1からD0への走行ディスパリティの反転が行なわれる。尚、見て取れるように、「ビット符号化」および「ディスパリティ」の論理式は、異なるパターンで共通の論理式を使用することによってビット・パターン自体よりもかなり少数となっており、以して比較的簡易化された論理回路でコーディングを行なうことができる。
表1の右欄の代替abcdeiは代替フオームを有するABCDE入力の補数形式を示す。個々の6B(および4B)サブブロックはディスパリティ規則に従って補数をとる。すべてのサブブロック境界で走行ディスパリティは+1または−1のいずれかであって決して0ではない(図5参照)。図5については後に詳細に説明する。
表1で、D−1の欄はその右側の隣接サブブロックを出力するのに必要な走行ディスパリティを表わす。D−1欄のxはD−1が+または−のいずれでもよいことを意味する。別な表現をすれば、現在のサブブロックのディスパリティは0である。このコードで、サブブロック境界の走行ディスパリティの極性は最新の非0ディスパリティ・ブロックの極性と同一である。
表1の第1行D.0の符号化の例として、走行ディスパリティがD−1=+に一致する場合には、エンコーダの出力は011000であり、そうでない場合には全サブブロックは補数をとって100111となる。
D0欄はその左側に示されているコード化されたサブブロックのディスパリティを表わし、0、+2または−2のいずれかである。表1および2の一番右に示されている「代替」コード点のディスパリティ(D−1およびD0に対応するもの)はその左側のコード点のディスパリティ(D−1およびD0)の補数と一致しているが、その表示は省略されている。
ビットのコード化と同様に、エンコーダは1および0を実際にカウントせずにサブブロックのディスパリティをABCDEおよびK入力から直接決定する。コード・ワードの分類に対しディスパリティの必要条件によって実行されるそれぞれの論理回数は表1の「ディスパリティ」と表示された別の欄に示されている。
表1のD.7行において、1対の0ディスパリティ6Bサブブロックが、非0ディスパリティ・サブブロックに適用可能なものと類似の規則に従って単一データ点に割当てられる。このコーディング特性は最大DSVを8から6に減少し、表2のD/K.x.3の3B/4Bエンコーダにおける同様な規則(後に詳しく説明する)と共同して走行長6の全シーケンスおよび走行長5の大部分のシーケンスを除去する。
また、一対の補数0ディスパリティ・サブブロックを単一コード点に割当てる方法は、表2および3に示されたK.28.1、K.28.2、K.28.3、K.28.5およびK.28.6のような特別キャラクタの一部分である4Bサブブロックのすべてに一様に使用される。
表2は表1の規約および表記法に従う。表2で、「分類」の「ディパリティ」の欄に2つのエントリをもつものがある。例えば、表2でFGH=111の場合、F・GとF・G・Hという2つのエントリをもつことが示されている。これらは、図8に示すように、個別に計算されて、それぞれ+ND−1S4及び+PDOS4を与える。これらの出力はその後図9の回路で使用される。
D.x.P7(基本の7)およびD/K・y・A7(代替の7)のコーディングは説明を要する。D/K・y・A7コード点が導入されたのはディジットeifghにおける走行長5のシーケンスを除去するためである。A7コードは下記のいずれかが成立するごとにP7コーディングに取って代る。
(1) D−1=+で、かつe=i=0のとき。
(2) D−1=−で、かつe=i=1のとき。
(3) K=1のとき。
注:FGH=111はK=1の場合には常にfghj=0111またはその補数に変えられる。
(1) D−1=+で、かつe=i=0のとき。
(2) D−1=−で、かつe=i=1のとき。
(3) K=1のとき。
注:FGH=111はK=1の場合には常にfghj=0111またはその補数に変えられる。
D/K.y.A7コーディングはghjabビットにおける末尾キャラクタ境界を横切る走行長5のシーケンスを生成できる。しかしながら、このシーケンスは1つの例外を除くと、ディジットfにおける1の走行長によって先行される。例外は、先頭キャラクタが特別キャラクタK.28.7である場合には、末尾キャラクタ境界を横切る走行長5のシーケンスはcdeifにおける他の走行長5のシーケンスによって先行される。これらの差異の意味については下記の特別キャラクタの説明を参照されたい。
K.28.1、K.28.2、K.28.5およびK.28.6の0ディスパリティ4Bサブブロックは、バイト同期特性を有する或る特別キャラクタを生成するために補数化に関してD/K.x.3と同様に処理される。最初の数(28)はabcdeに等価な10進数であり、2番目の数はビットfghと等価な10進数である。xは任意の数である。
特別キャラクタは、ここではデータ・バイトをコード化するのに必要な256を越える特別なコード点として定義される。それらはコーディング処理によって2ビットを追加挿入する(すなわち、8ビットが10ビットに拡張される)ことにより存在することができる。
特別キャラクタは一般に、バイト同期の確立、フレームの開始と終了の表示、そして時には打切り、リセット、遮断、アイドル、およびリンク診断のような制御機能の報知に使用される。表3に示す12の特別キャラクタのセットは第1および2表で定義されたコーディング規則によって生成可能である。この特別キャラクタのセットは、必要ならば、より大きい定義しうるセットからの最も有用なキャラクタを含む。それらはすべて最大走行長5および最大DSV6の一般的なコーディング拘束に従う。
表3で、最初の8特別キャラクタK.28.xのグループはabcdei=001111または110000を認めることによってデータ以外のものとして識別可能である。データの場合には決してc=d=e=iは観察されない。
表3で、2番目の4特別キャラクタK.x.7のグループはeifghj=101000または010111によって特徴づけられる。データとの差異はFGHをA7(0111または1000)にコーディングすることであり、その場合、表2によって、P7(1110または0001)はデータに対しても用いられるが、有効データに対しては、fghj=1000はei=00を必要とし、fghj=0111はei=11によって先行されなければならない。
カンマは適切なバイト境界を表わし、バイト同期の瞬時取得または検証に使用される。それが有用であるためには、カンマ・シーケンスは単一であり、かつバイト境界との整合状態が一様でなければならない。エラーがない場合には、カンマはキャラクタ内またはキャラクタ間のオーバラップの中で他のビット位置に生じてはならない。前記コードの3キャラクタ(K.28.1、K.28.5、K.28.7)はカンマ特性を有する。それらは表3で示すように星印を付されており、単一のシーケンスが下線を付して示されている。また、これらの3キャラクタはフレームの開始と終了の位置を示すのに最も適した区切りである。
前記コードにおける単一のカンマは走行長2以上(RL2)で、ディジットbで終り、走行長5のシーケンスが後続するシーケンスである。その場合、2番目のシーケンスは他のカンマのRL2のシーケンスであることは許されない。換言すれば、2以上のRL2/RL5のシーケンスがオーバラップする場合、第1、第3または他の奇数番のシーケンスのみがカンマとして認められる。この規則が必要である理由は、或る状況で、K.28.7のカンマがディジットghjabにおける走行長5の他のシーケンスによって後続されるからである。
連続するK.28.7キャラクタのシーケンスは、キャラクタ同期に有用ではなく、ビット・クロック同期に対しても十分ではない、1および0のRL=5のシーケンスを交互に生成する。この理由で、隣接するK.28.7キャラクタは許されない。
K.28.7のカンマは、それに課された制限にもかかわらず、しばしば他の2つのカンマよりも好まれる。それは、同期された状態において単一エラーによってデータから有効なK.28.7が生成されることはないという理由による。雑音に対し他の2つのカンマと同レベルの免疫性を得るため、区切りが常に非0ディスパリティを有する6Bサブブロックによって後続されるように、フレーム構造を定義することができる。
コードのスペクトル特性を記述するのに使用されるパラメータはディジタル和変化(DSV)、ディスパリティおよび走行長である。
このコードで任意の点の間の最大DSVは6である。時にはDSVはキャラクタ末尾のような特定のビット位置に関して言及され、通常はより低い数字が得られる。ここに記述されたコードでは、任意の2つのi/fまたはj/aのビット境界の間の最大DSVは2である。
前に説明したように、用語「ディスパリティ」はここでは、規定されたディジット・ブロックで0ビットを上回る1ビットの数、または走行和の長期間の平均値からの瞬時偏移を示すのに用いられる。すべての6Bおよび4Bサブブロックが個々に、そして完全な10ボー・キャラクタが0または±2のいずれかのディスパリティを有する、すなわち10Bアルフアベツトの各々の有効キャラクタは5個の1および5個の0、または6個の1および4個の0、または4個の1および6個の0のいずれかを有する。
図5に示すように、時間またはボー間隔の関数としてディスパリティを作図することは理解するのに有益である。図5では、各々のビット「1」は1ボー間隔で且つ45度の上昇線で表わされ、反対に各々のビット「0」は同じく下降線で表わされる。例えば、一番左のj/aビット境界上の円で示された+1のディスパリティ値の点から出発すると、110100のディジット・パターンは上部の外形線に沿ってi/fビット境界で+1のディスパリティに達する。代りに、前記と同じ点から出発すると、例えば001010(abcdei)のパターンはi/f境界で−1のディスパリティに達する。表1、2および3のデータ・キャラクタおよび特別キャラクタのすべては図5で表わされる。太線はカンマのシーケンスを表わす。
図面から明らかなように、任意の点の間の最大DSVは6である。ディスパリティは制限されているから、コードは直流成分を課されない(すなわち、直流平衡である)。
また、図5はディスパリティの或る動特性、すなわちそれがどれだけ長い間極値に留まりうるかを明らかにする。このコードのディスパリティは2ボーの期間よりも長い間|2|を越えることはできず、同様に6ボーの期間を越えて|1|以上に留まることはできない。
他方、ディスパリティは完全なフレーム期間から10ボーの期間を減じた期間、非0に留まることができる。このために必要な条件が何であるかは図5から容易に理解される。例えば、フレームのデータ部分が+1のディスパリティで開始され、abcdeiが110100、101010、または101100で、かつfghjが1010である。
フレームにおいては、終了区切りまでディスパリティが0に戻らない。区切りはすべて少なくとも1つの非0ディスパリティ・サブブロックを含み、太線で示すように、eビットとiビットの間のキャラクタの中心で0ディスパリティ線を横切る。ディスパリティ・パラメータの動特性は送信機および受信機の交流回路の設計に関連する。
走行長は前に定義したように、連続する同一記号の数である。2レベル・コードの場合には、走行長はコード化後の連続する1または0の数である。重要な走行長は最短または最長(ここでは、1または5)の走行長である。
また、図5はどのビット位置が走行長5のシーケンスの一部分になりうるかを示す。可能性のあるRL=5のシーケンスはc、e、gおよびjのビット位置で始まる。しかしながら、表1の調査で、6Bのアルフアベツトにはa=b=c=dであるコード点が含まれないこと、およびc=d=e=iがK.28.xの特別キャラクタに制限されることが明らかである。これらの制約によってRL=5のシーケンスがjで始まることを不可能にし、cで始まるRL=5のシーケンスは表3に列挙されたカンマのシーケンスに制限される。eで始まるRL=5のデータ・シーケンスは表2の代替コード点D.x.A7によって除外され、前記D.x.A7のみがgで始まるRL=5のシーケンスの唯一の生成元である。しかしながら、このシーケンスはK.27.7のカンマとオーバラップするとき以外は常にRL=1によって先行されることに注意されたい。
コード化された回線ディジットの中の単一エラーまたは短かいエラー・バーストがデコードされたメツセージの中でより長いエラー・バーストを生成することがある。8B/10Bコードにおいて、回線デイジツト・エラーの影響は常に6Bまたは4Bサブブロックに局限され、単一エラーから生じるエラー・バーストの長さは5以下又は3以下である。これは、各々の6Bまたは4Bサブブロックがそのサブブロックに属する値だけに基づき、かつディスパリティまたは他の外部のパラメータと無関係に一意的にデコーダ可能であるという事実による。唯一の例外は特別キャラクタK.28.1、K.28.2、K.28.5、K.28.6であり、特別キャラクタのfghjビットのデコーディングはabcdeiビットに依存する。しかしながら、特別キャラクタは通常、フレーム境界に関して指定されたスロツトでのみ現われ、またCRCで保護されないことが多いので、その影響は少ない。
コードの個有冗長度をエラー検出に使用することができる。回線ディジットのエラーはしばしば、無効キャラクタを生成する、すなわちディスパリティ規則に違反する。簡単な回路(図示せず)でここのような規則違反を監視することができる。一般に、フレームの回線ディジットの誤った1の数が誤った0の数に等しくないときはいつも、コード違反として他の多くの場合と同様に検出される。
このコードと共に使用されるCRCは、少なくとも回線ディジットの二重エラーのどんな組合せをも検出しなければならない。回線ディジットの二重エラーは最悪の場合、デコーディング後に各々長さ5の2つのエラー・バーストを生成できる。そのためには、ファイヤ・コードが適している。Peterson and Brown、“Cyclic Codes for Error Detection″、Proceedings IRE、Vol.49、pp.228−235、January1961、Theorem 8に、2つのエラー・バーストを検出する能力を有する巡回コードの生成多項式をどのように決めるかが記述されている。16個の検査をビットによって、連結された長さが10以下の2つのバーストが142バイトまでのフレーム検出可能である。24個の検査ビットは同じ事を36862バイトまでのフレームで行なうことができる。他の中間的な選択も可能である。例えば、連結した長さが16の2つのバーストを958バイトまでの長さのフレームで検出できる次数24の多項式がある。
一般に、CRCは検査ビット数を越えない長さの単一のエラー・バーストを検出できる。8B/10Bコードにおいては、長さ15以下のコード化されたディジットでの単一エラー・バーストはどれも、デコーディングの後に16ビットよりも多くはなり得ない。同様に、コード化されたビットでの長さ25および35のエラー・バーストは、デコーディングの後にそれぞれ24および32ビットよりも長いエラー・バーストには変えられない。
結論的には、実用的なフレームの長さのすべてに対し、8B/10Bコードの固有のエラー検出能力に加えて24ビット以上のフアイヤ・コードを使用すると、フレームの先頭と末尾が正しく確立されているという条件の下に、回線ディジットにおけるいかなる3エラーをも検出することができる。
8B/10Bエンコーダ、直列化器、並列化器およびデコーダが試験的な200Mボー光ファイバ・リンクの一部分として製作され、作動された。図6乃至図11および図13乃至図16に示す回路図は若干簡略化されて簡明に表示されている。より基礎的な論理の詳細については表1、2および3を参照しなければならない。論理図でラインの名称に関連する+符号および−符号はそれぞれ、正または負のライン・レベルを意味する。例えば、図6で+L13は、L13が真であれば、正のレベルにあることを示し、−BはB=1ならば、負のレベルにあることを示す。
エンコーダおよびデコーダはモトローラ社のMECL10000シリーズの回路を用いたものである。図示されたフリップフロップはすべて正縁トリガ・タイプである。
エンコーダは送信器から取出されたバイト・レートのクロックによってクロックされる(図12参照)。また、バイトクロック(+SBYTECLK、Sは送り手を示す)はデータ・ソース・バツフアに送られる。データ・ソース・バツフアはそれぞれの正クロック遷移後、+A、−A、+B、−B、+C、−C、+D、−D、+E、−E、+F、+G、+H、+K、−Kとラベルを付された15本の並行ライン上の新しいバイトABCDEFFGH Kによって応答する。コード化されたバイトは第7および図11の出力バッファに送られる。ライン−a、−b、−c、−d、−e、−iは+SBYTECLKの各々の正遷移後に更新され(図10)、ライン−f、−g、−h、−jは−SBYTECLKの各々の正遷移後に更新される(図11)。このスタガーされた転送は区分されたコードの構造によって可能である。
図6の回路は、エンコーダ入力から、表1の基本論理関数のいくつかを生成する。尚、これらの基本論理関数の入出力の記法の詳細は、表1および表2を参照されたい。
これらの図面に利用された論理の規約の詳細な節明については、John F.WakeRLy、“Documentation Standars Clarify Design”、Computer Design、Februaly1977、pp.75−85の論文を参照されたい(特に77頁を参照されたい)。この論文は一般に各種の論理回路装置のドツト入力の使用について、また或る論理設計における正負入力の使用について論じている。また、T/I社発行の“1981 Supplencent of the TTL Data Book for Design Engineers″、second edition、pp.321−325も参照されたい。前記参照文献に記述された参照番号を拡張して、設計上本質的に補数または負の値の入力および出力を必要とする場合に、前記ドツトの代りに入力および出力に矢印が使用されている。
図7の回路は表2の分類を生成する。F、G、HおよびKの入力はバッファ回路に入る。図5に示すように、6Bサブブロックのiビットに続く送信回線に見られるような走行ディスパリティがそれぞれ正または負の場合には、−PDL6または−NDL6はダウン・レベルである。PDL6およびNDL6は図9で生成される。ビット値に付されている数4(F4、G4、H4、K4)は4バッファの出力を入力と区別するものであり、3B/4Bコーデイングの間有効である。
図8の回路は表1および2の両方のディスパリティの分類を実現する。すべての入力は、図10で見出される(L13・D・E)を除き、図6および図7、すなわちデータ・ソースから得られる。出力の記号は次の通りである。
P:正
N:負
S:送り手(受信端のデコーダでRとラベルされた類似の関数と区別する)
D−1およびD0:表1および2のそれぞれの欄参照
数6:5B/6Bコーディングと表1に関連する。
数4:3B/4Bコーディングと表2に関連する。
P:正
N:負
S:送り手(受信端のデコーダでRとラベルされた類似の関数と区別する)
D−1およびD0:表1および2のそれぞれの欄参照
数6:5B/6Bコーディングと表1に関連する。
数4:3B/4Bコーディングと表2に関連する。
例えば、+PD−1S6は表1のD−1欄で+符号を有する任意の入力に対してアップ・レベルにあり、+ND0S4は表2のD0欄で−符号を有する任意の入力に対してアップ・レベルにある。
図9の上部のフリップフロップはiビットの終りで走行ディスパリティを追跡し、下部のフリップフロップはjビットについて同じ動作をする。右側のゲートは走行ディスパリティおよび図8のD−1エントリのディスパリティ分類に基づいて、表1および2の代替の補数コード点が適用されるかどうかを決定する。左側のゲートはコード化中のサブブロックのD0ディスパリティ、補数化および前のサブブロックの終りでの走行ディスパリティを考慮して、フリップフロップをどのように更新するかを決定する。+PDL4はjビットの終りで正の走行ディスパリティのアップ・レベルにある。図9に示す2つのフリップフロップは1つのフリップフロップで置換えることができるが、それには2倍のバイト速度で走行する、直列化器からの追加クロック・ラインを必要とする。
図10は表1によって5入力ビットABCDEを6出力ビットabcdeiに実際に変換する動作を行なう。E(排他的OR)ゲートの左側ゲートは表1に太字で示したビット変更のすべてを行なう。
図11の回路は表2に従う3B/4Bコーデイング実行する。
図12はエンコーダにおける事象の間のタイミング関係を示す。
〔デコーダの論理回路(図13乃至図16)〕
デコーダの論理関数およびそれらの分類は表4および表5に定義される。デコーディングでは、iおよびjビットは落され、残りのビットのあるものは下線付きの0および1のエントリによっても指示するように補数化される。
デコーダの論理関数およびそれらの分類は表4および表5に定義される。デコーディングでは、iおよびjビットは落され、残りのビットのあるものは下線付きの0および1のエントリによっても指示するように補数化される。
図13の回路は図6のエンコーダの場合に極めて類似しており、デコーディングのためにいくつかの基礎的論理関数を生成する。図13の入力はコード化されたビットで、通常は10ビット幅並列レジスタ内の並列化器(図示せず)によって送信リンクの受信端でアセンブルされる。
図14の回路は、表4のデコーディング分類および、表5の下部に明白な形式で記述されているように、特別キャラクタを指示するK関数を実現する。ghjビットに依存する2つの入力は図16から到来する。
図15の回路は表4による実際の6B/5Bデコーデイングのため、図14で生成された論理関数を使用する。
図16の回路は表5による4B/3Bデコーデイングを示す。
図6乃至図11および図13乃至図16のエンコーダおよびデコーダ回路のすべてはバイト速度で動作している。臨界遅延試験では、エンコーダおよびデコーダのゲート遅延が1ボー間隔を越えてはならないことが示されている。
回路量を決定するために、各々のE(排他的OR)ゲートが3ゲートとして計数される。エンコーダ(図6〜図11)のゲート数は89ゲートおよび17フリップフロップである。デコーダ(図13〜図16)は79ゲートおよび9フリップフロップを要する。低速および中速のデータ・レート−ゲート遅延がボー間隔よりもずっと少ない一では、些細な設計変更で回路量をかなり減少しうる。例えば、コーディングおよびデコーディングの遅延が1バイト時間の小部分にすぎないときは、デコーダ(図14、図15、図16)の出力におけるバッファ・フリップフロップ、および図10または図11のエンコーダ・バッファを取除くことができる。
本コーデァング・システムが他のブロック・サイズにも適用可能なことは明白である。すなわち、本コーデァングの概念を用いて、例えば11ビット(8データ・ビット、3制御ビット)をコード化したい場合、走行長およびディスパリティに拘束に従いながら5B/6B、3B/4B、3B/4B並列エンコーダを生じるように、入力ブロックは3サブブロックに分割されるであろう。
1 CMOSセンサ
2 AFE(アナログ・フロント・エンド)LSI
2−1 相関2重検出回路
2−2 PGA
2−3 AD
2−4 エンコーダ
2−5 P−S
2−6 バッファ
2−7 バッファ
3 バッファ
4 S−P
5 デコーダ
6 信号処理LSI
10 CMOSセンサ
20 AFE(アナログ・フロント・エンド)LSI
20−1 相関2重検出回路
20−2 PGA
20−3 AD
20−4 エンコーダ
20−5 P−S
20−6 バッファ
30 バッファ
40 S−P
50 デコーダ
60 信号処理LSI
70 アダプタ・インタフェース
71 5B/6Bエンコーダ
72 3B/4Bエンコーダ
73 ディスパリティ制御
74 符号化スイッチ
2 AFE(アナログ・フロント・エンド)LSI
2−1 相関2重検出回路
2−2 PGA
2−3 AD
2−4 エンコーダ
2−5 P−S
2−6 バッファ
2−7 バッファ
3 バッファ
4 S−P
5 デコーダ
6 信号処理LSI
10 CMOSセンサ
20 AFE(アナログ・フロント・エンド)LSI
20−1 相関2重検出回路
20−2 PGA
20−3 AD
20−4 エンコーダ
20−5 P−S
20−6 バッファ
30 バッファ
40 S−P
50 デコーダ
60 信号処理LSI
70 アダプタ・インタフェース
71 5B/6Bエンコーダ
72 3B/4Bエンコーダ
73 ディスパリティ制御
74 符号化スイッチ
Claims (9)
- アナログ信号を多ビットのパラレル・ディジタル信号に変換するためのアナログ/ディジタル変換手段であるA/D変換手段と、
前記A/D変換手段から出力されるパラレル・ディジタル信号をシリアル・ディジタル信号に変換するためのパラレル/シリアル変換手段とを備え、
前記A/D変換手段と、前記パラレル/シリアル変換手段とが同一シリコンチップ上に構成されたことを特徴とする差動シリアル・ディジタル出力A/D変換手段。 - アナログ信号を多ビットのパラレル・ディジタル信号に変換するためのアナログ/ディジタル変換手段であるA/D変換手段と、
前記A/D変換手段から出力されるパラレル・ディジタル信号をシリアル・ディジタル信号に変換するためのパラレル/シリアル変換手段とを備え、
前記A/D変換手段と、前記パラレル/シリアル変換手段とが同一半導体パッケージ内に構成されたことを特徴とする差動シリアル・ディジタル出力A/D変換手段。 - 撮像素子からの撮像信号出力をアナログ/ディジタル変換手段であるA/D変換手段よって多ビットのパラレル・ディジタル信号にアナログ/ディジタル変換し、ディジタル信号処理手段にて補間信号処理を施してディジタル画像信号を生成する撮像装置において、
撮像素子から出力されたアナログ撮像信号をアナログ/ディジタル変換して多ビットのパラレル・ディジタル信号に変換するためのA/D変換手段と、
前記A/D変換手段から出力されるパラレル・ディジタル出力信号をシリアル・ディジタル信号に変換するためのパラレル/シリアル変換手段と
前記パラレル/シリアル変換手段によって変換された前記シリアル・ディジタル信号を入力してパラレル・ディジタル信号に再変換し、補間信号処理を施してディジタル画像信号を生成する画像信号処理手段とを備えることを特徴とする撮像装置。 - 複数の画像読出し出力端子を有する撮像素子からの撮像信号出力を複数のアナログ/ディジタル変換手段であるA/D変換手段によって並列にそれぞれ多ビットのパラレル・ディジタル信号にアナログ/ディジタル変換し、ディジタル信号処理手段にて1画面分のディジタル撮像信号に多重化した後に補間信号処理を施してディジタル画像信号を生成する撮像装置において、
撮像素子から出力されたアナログ撮像信号をアナログ・ディジタル変換して多ビットのパラレル・ディジタル信号に変換するためのA/D変換手段と、
前記A/D変換手段から出力されるパラレル・ディジタル出力信号をシリアル・ディジタル信号に変換するためのパラレル/シリアル変換手段と
前記パラレル/シリアル変換手段によって変換された複数の前記シリアル・ディジタル信号を入力してそれぞれのパラレル・ディジタル信号に再変換し、元の1画面のディジタル撮像信号に多重化した後に、補間信号処理を施してディジタル画像信号を生成する画像信号処理手段とを備えることを特徴とする撮像装置。 - 前記シリアル・ディジタル信号が、8B/10BエンコードされたDCフリーな信号であり、前記パラレル/シリアル変換手段と前記画像信号処理手段との間がAC結合されていることを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。
- 前記シリアル・ディジタル信号が、8B/10BエンコードされたDCフリーな信号であり、前記パラレル/シリアル変換手段と前記画像信号処理手段との間がAC結合されていることを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。
- 前記パラレル/シリアル変換手段の出力と、前記画像信号処理手段の入力とが同1基板上で電気的に接続されていることを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の撮像装置。
- 前記パラレル/シリアル変換手段の出力と、前記画像信号処理手段の入力とが別基板どうしをケーブルにて電気的に接続されていることを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の撮像装置。
- 前記パラレル/シリアル変換手段の出力が、差動で駆動されることを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の撮像装置。
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