JP2009200535A - Serial data transmission device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、シリアルデータ伝送装置に関し、特に音声データをシリアル伝送する技術に関する。 The present invention relates to a serial data transmission apparatus, and more particularly to a technique for serially transmitting audio data.
従来、音声データをシリアル伝送する技術が知られている。このシリアル伝送には、ビットクロックと呼ばれる伝送クロックを送受するための伝送クロック線、伝送周期を示すLRクロックを送受するためのLRクロック線および音声データを送受信するためのデータ線といった少なくとも3本の伝送線を用いた3線式が採用されている。音声データはステレオ信号として伝送されるため、左チャンネル用の音声データであるか右チャンネル用の音声データであるかの識別はLRクロックによって行われる。 Conventionally, a technique for serially transmitting audio data is known. The serial transmission includes at least three transmission clock lines for transmitting and receiving a transmission clock called a bit clock, an LR clock line for transmitting and receiving an LR clock indicating a transmission cycle, and a data line for transmitting and receiving audio data. A three-wire system using a transmission line is employed. Since the audio data is transmitted as a stereo signal, it is identified by the LR clock whether the audio data is for the left channel or the right channel.
LRクロックの周波数は音声信号のサンプリング周波数(サンプリングレート)と一致しており、サンプリング周期毎にアナログの音声信号をサンプリングすることにより得られた音声データは、LRクロックに同期して伝送される。このような伝送方式として、例えば、標準的なインタフェースとして広く普及しているI2S(The Inter−IC Sound bus)方式が知られている。 The frequency of the LR clock matches the sampling frequency (sampling rate) of the audio signal, and the audio data obtained by sampling the analog audio signal for each sampling period is transmitted in synchronization with the LR clock. As such a transmission method, for example, an I2S (The Inter-IC Sound bus) method widely known as a standard interface is known.
サンプリングレートと同一の周波数を有するLRクロックを用いて複数の音声信号を送信回路から受信回路へ伝送するシリアルデータ伝送装置では、伝送クロック線とLRクロック線は各音声データで共用されているが、データ線は、送受信すべきデータ量の如何に拘わらず音声信号毎に独立に設けられている。このため、伝送すべき音声信号の数が増加すると、送信回路と受信回路との間を接続する信号線が多くなり、配線が煩雑になるという問題がある。また、送信回路から送信可能な音声信号の数、または、受信回路で受信可能な音声信号の数に制限がある場合、所望の数の音声信号を伝送できないという問題がある。 In a serial data transmission device that transmits a plurality of audio signals from a transmission circuit to a reception circuit using an LR clock having the same frequency as the sampling rate, the transmission clock line and the LR clock line are shared by each audio data. The data line is provided independently for each audio signal regardless of the amount of data to be transmitted / received. For this reason, when the number of audio signals to be transmitted increases, there is a problem that the number of signal lines connecting between the transmission circuit and the reception circuit increases, and the wiring becomes complicated. Further, when the number of audio signals that can be transmitted from the transmission circuit or the number of audio signals that can be received by the reception circuit is limited, there is a problem that a desired number of audio signals cannot be transmitted.
このような問題を解消するために、通信フォーマットを変換し、デジタルデータとクロックを重畳して1本の線で送受信するデジタル信号送受信回路が知られている(例えば、特許文献1参照)。このデジタル信号送受信回路は送信回路と受信回路から構成されており、送信回路は、クロックに同期して入力されるデータを所定の時間幅のデータに変換するデータ変換手段と、クロックとデータ変換手段の出力とを重畳する重畳手段を備え、受信回路は、受信信号からクロックを抽出するクロック抽出手段と、クロック抽出手段で抽出したクロックを基準として、受信信号からデータを抽出するデータ抽出手段を備えている。 In order to solve such a problem, there is known a digital signal transmission / reception circuit that converts a communication format and superimposes digital data and a clock and transmits / receives them using a single line (see, for example, Patent Document 1). The digital signal transmission / reception circuit includes a transmission circuit and a reception circuit. The transmission circuit converts data input in synchronization with a clock into data having a predetermined time width, and a clock and data conversion unit. The receiving circuit includes a clock extracting unit that extracts a clock from the received signal, and a data extracting unit that extracts data from the received signal based on the clock extracted by the clock extracting unit. ing.
しかしながら、上述した特許文献1に開示されたデジタル信号送受信回路では、伝送方式を変換するための変換回路を追加する必要があり、コストの増加や追加した変換回路により装置が小型化できないという問題がある。また、特許文献1に開示されたデジタル信号送受信回路において従来と同等の転送速度を得るためにはクロックを高速化する必要があるが、クロックを高速化すると、EMC(Electro−Magnetic Compatibility)性能が低下するという問題がある。 However, in the digital signal transmission / reception circuit disclosed in Patent Document 1 described above, it is necessary to add a conversion circuit for converting the transmission method, and there is a problem in that the cost cannot be increased and the apparatus cannot be reduced in size due to the added conversion circuit. is there. Further, in the digital signal transmission / reception circuit disclosed in Patent Document 1, it is necessary to increase the clock in order to obtain a transfer rate equivalent to the conventional one. However, if the clock is increased, EMC (Electro-Magnetic Compatibility) performance is improved. There is a problem of lowering.
この発明は、上述した問題を解消するためになされたものであり、伝送方式の変換やクロックの高速化を行うことなく、データの送受信に要する信号線の本数を少なくできる安価なシリアルデータ伝送装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and is an inexpensive serial data transmission device capable of reducing the number of signal lines required for data transmission / reception without converting the transmission method or increasing the clock speed. Is to provide.
この発明に係るシリアルデータ伝送装置は、伝送周期を表すLRクロックを送受するためのLRクロック線、LRクロック内におけるデータの送受タイミングを規定する伝送クロックを送受するための伝送クロック線およびデータを送受するためのデータ線によって接続された送信回路と受信回路とを備えたシリアルデータ伝送装置において、送信回路は、外部から入力される第1入力信号を、受信回路で発生されてLRクロック線を介して送られてくるLRクロックに同期してサンプリングすることにより得られたデジタル信号を第1データとして出力する第1データ変換手段と、外部から入力される第2入力信号を、受信回路で発生されてLRクロック線を介して送られてくるLRクロックに同期してサンプリングすることにより得られたデジタル信号を第2データとして出力する第2データ変換手段と、第1データ変換手段からの第1データのビット位置と、第2データ変換手段からの第2データのビット位置が重ならないように重畳するデータ重畳手段と、データ重畳手段で重畳されたデータを受信回路から伝送クロック線を介して送られてくる伝送クロックに同期してデータ線にシリアルに送出するデータ出力手段とを備え、受信回路は、データ線からシリアルに送られてくるデータを、自己の内部で発生したLRクロックおよび伝送クロックに同期して入力するデータ入力手段と、データ入力手段により入力されたデータを第1データと第2データとに分離する信号分離手段と、信号分離手段で分離された第1データおよび第2データを外部に出力するデータ出力手段とを備えている。 The serial data transmission apparatus according to the present invention transmits / receives an LR clock line for transmitting / receiving an LR clock representing a transmission cycle, a transmission clock line for transmitting / receiving a transmission clock defining data transmission / reception timing within the LR clock, and data. In a serial data transmission apparatus including a transmission circuit and a reception circuit connected by a data line for transmitting, a transmission circuit generates a first input signal input from the outside via an LR clock line by being generated by the reception circuit. The receiving circuit generates a first data conversion means for outputting a digital signal obtained by sampling in synchronization with the LR clock sent as the first data and a second input signal inputted from the outside. Is obtained by sampling in synchronization with the LR clock sent via the LR clock line. The second data converting means for outputting the digital signal as the second data, the bit position of the first data from the first data converting means and the bit position of the second data from the second data converting means are superimposed so as not to overlap. A data superimposing means, and a data output means for serially sending the data superimposed by the data superimposing means to the data line in synchronization with a transmission clock sent from the receiving circuit via the transmission clock line. Includes data input means for inputting data sent serially from the data line in synchronization with an LR clock and a transmission clock generated within the data line, and data input by the data input means for the first data and the first data. Signal separating means for separating the data into two data, and data output means for outputting the first data and the second data separated by the signal separating means to the outside It is equipped with a.
この発明に係るシリアルデータ伝送装置によれば、第1データのビット位置と第2データのビット位置とが重ならないように重畳してデータ線をシリアルに伝送するように構成したので、伝送方式の変換やクロックの高速化を行うことなく、データの送受信に要する信号線の本数を少なくできる。また、従来は未使用のビット位置を使用してデータを送受信できるので、ハードウェアの追加などは不要であり、安価なシリアルデータ伝送装置を提供できる。 According to the serial data transmission apparatus according to the present invention, the data line is serially transmitted so that the bit position of the first data and the bit position of the second data do not overlap with each other. The number of signal lines required for data transmission / reception can be reduced without performing conversion or increasing the clock speed. In addition, since data can be transmitted and received using unused bit positions in the past, no additional hardware is required, and an inexpensive serial data transmission device can be provided.
以下、この発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。以下では、シリアルデータの伝送方式の標準的なインタフェースとして広く普及しているI2Sフォーマットにより音声データを伝送する場合について説明する。
実施の形態1.
一般に、音声データのシリアル伝送は、伝送クロックとしてのビットクロックを送受信する伝送クロック線、伝送周期を示すLRクロックを送受信するLRクロック線および音声データを送受信するデータ線といった3本の線を用いる3線式で行われる。音声データのシリアル伝送は、送信側と受信側は同一方式で動作することが前提である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following, a case will be described in which audio data is transmitted in the I2S format that is widely used as a standard interface for serial data transmission.
Embodiment 1 FIG.
Generally, serial transmission of audio data uses three lines: a transmission clock line for transmitting and receiving a bit clock as a transmission clock, an LR clock line for transmitting and receiving an LR clock indicating a transmission cycle, and a data line for transmitting and receiving audio data. It is done with a wire system. The serial transmission of audio data is based on the premise that the transmission side and the reception side operate in the same manner.
伝送クロックとしては、様々な品質の音声を伝送できるように、多くの場合は、図2(a)に示すように、LRクロックの64倍の周波数を有するクロックが用いられる。この場合において、音楽CD相当の品質の音声に対応する16ビットの音声データを伝送する場合は、データ線で音声データを伝送する時間帯の半分は未使用となる。したがって、音楽CD相当の品質の音声を伝送すれば十分なシステムにおいては、この未使用部分に同一サンプリングレートの他の音声データを重畳することによりデータ線を効率的に利用することが可能となる。この発明は、このような未使用部分を有効に活用するようにしたものである。なお、図2(b)に示すように、伝送クロックとして、LRクロックの48倍の周波数が用いられる場合もある。この場合も、上述したLRクロックの64倍の周波数が用いられる場合と同様に、未使用部分を有効に活用することができる。
In many cases, a clock having a
この発明の実施の形態1に係るシリアルデータ伝送装置は、音楽CD相当の品質を有する4種類のステレオ音声データを、I2Sフォーマットによって伝送する。音楽CDはPCM(Pulse-code modulation)方式を採用しているため、音楽CDに記録されている音声データの伝送にもビットクロック線、LRクロック線およびデータ線を利用したシリアルデータ伝送方式が採用されている。音楽CDの音楽データは、サンプリング周波数44.1kHz(1秒問に44100回の数値化)でサンプリングされ、16ビット(0〜65535の65536段階で音声データを表現)に量子化されている。つまり16ビットのデータ長で音楽CD相当の品質の音声を得ることが可能である。以下では、伝送クロックとして、図2(a)に示すような、LRクロックの64倍の周波数が用いられる場合について説明する。 The serial data transmission apparatus according to Embodiment 1 of the present invention transmits four types of stereo audio data having a quality equivalent to a music CD in the I2S format. Since music CDs use the PCM (Pulse-code modulation) method, serial data transmission methods using bit clock lines, LR clock lines, and data lines are also used to transmit audio data recorded on music CDs. Has been. Music data of a music CD is sampled at a sampling frequency of 44.1 kHz (quantized 44100 times per second) and quantized to 16 bits (expressing voice data in 65536 levels from 0 to 65535). That is, it is possible to obtain a sound with a quality equivalent to a music CD with a data length of 16 bits. Hereinafter, a case will be described in which a frequency that is 64 times the LR clock as shown in FIG. 2A is used as the transmission clock.
図1は、この発明の実施の形態1に係るシリアルデータ伝送装置の構成を示すブロック図である。このシリアルデータ伝送装置は、大きく分けると、送信回路1と受信回路2とから構成されている。これら送信回路1と受信回路2との間は、LRクロック線31、ビットクロック線32、第1データ線33aおよび第2データ線33bによって接続されている。ビットクロック線32は、この発明の伝送クロック線に対応する。
1 is a block diagram showing a configuration of a serial data transmission apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. This serial data transmission apparatus is roughly composed of a transmission circuit 1 and a
送信回路1は、クロック抽出手段11、タイミング制御手段12、データ変換手段13a、13b、13cおよび13d、データ重畳手段14aおよび14b、ならびに、データ出力手段15aおよび15bを備えている。 The transmission circuit 1 includes clock extraction means 11, timing control means 12, data conversion means 13a, 13b, 13c and 13d, data superimposing means 14a and 14b, and data output means 15a and 15b.
クロック抽出手段11は、受信回路2からLRクロック線31を介して送られてくる信号からLRクロックを抽出するとともに、ビットクロック線32を介して送られてくる信号からビットクロックを抽出する。このクロック抽出手段11で抽出されたLRクロックおよびビットクロックはタイミング制御手段12に送られる。
The clock extraction means 11 extracts the LR clock from the signal sent from the
タイミング制御手段12は、音声データの送信タイミングを制御するための制御信号を生成する。このタイミング制御手段12で生成された制御信号は、データ変換手段13a、13b、13cおよび13d、データ重畳手段14aおよび14b、ならびに、データ出力手段15aおよび15bに送られる。 The timing control means 12 generates a control signal for controlling the transmission timing of the audio data. The control signal generated by the timing control means 12 is sent to the data conversion means 13a, 13b, 13c and 13d, the data superimposing means 14a and 14b, and the data output means 15a and 15b.
データ変換手段13a、13b、13cおよび13dは、例えばA/D変換器から構成されている。データ変換手段13a(この発明の第1データ変換手段に対応する)は、外部から送られてくるステレオのアナログ音声信号A(この発明の第1入力信号に対応する)を、タイミング制御手段12から送られてくる制御信号に含まれるLRクロックに同期して、例えば44.1kHzでサンプリングし、データA(この発明の第1データおよび第1ステレオ音声データに対応する)としてデータ重畳手段14aに送る。 The data conversion means 13a, 13b, 13c and 13d are composed of, for example, A / D converters. The data conversion means 13a (corresponding to the first data conversion means of the present invention) receives a stereo analog audio signal A (corresponding to the first input signal of the present invention) sent from the outside from the timing control means 12. In synchronization with the LR clock included in the transmitted control signal, sampling is performed at, for example, 44.1 kHz, and the data A (corresponding to the first data and the first stereo audio data of the present invention) is sent to the data superimposing means 14a. .
データ変換手段13b(この発明の第2データ変換手段に対応する)は、外部から送られてくるステレオのアナログ音声信号B(この発明の第2入力信号に対応する)を、タイミング制御手段12から送られてくる制御信号に含まれるLRクロックに同期して、例えば44.1kHzでサンプリングし、データB(この発明の第2データおよび第2ステレオ音声データに対応する)としてデータ重畳手段14aに送る。 The data conversion means 13b (corresponding to the second data conversion means of the present invention) receives a stereo analog audio signal B (corresponding to the second input signal of the present invention) sent from the outside from the timing control means 12. In synchronization with the LR clock included in the transmitted control signal, for example, sampling is performed at 44.1 kHz, and the data B (corresponding to the second data and the second stereo audio data of the present invention) is sent to the data superimposing means 14a. .
データ変換手段13c(この発明の第1データ変換手段に対応する)は、外部から送られてくるステレオのアナログ音声信号C(この発明の第1入力信号に対応する)を、タイミング制御手段12から送られてくる制御信号に含まれるLRクロックに同期して、例えば44.1kHzでサンプリングし、データC(この発明の第1データおよび第1ステレオ音声データに対応する)としてデータ重畳手段14bに送る。
The data conversion unit 13c (corresponding to the first data conversion unit of the present invention) receives a stereo analog audio signal C (corresponding to the first input signal of the present invention) sent from the outside from the
データ変換手段13d(この発明の第2データ変換手段に対応する)は、外部から送られてくるステレオのアナログ音声信号D(この発明の第2入力信号に対応する)を、タイミング制御手段12から送られてくる制御信号に含まれるLRクロックに同期して、例えば44.1kHzでサンプリングし、データD(この発明の第2データおよび第2ステレオ音声データに対応する)としてデータ重畳手段14bに送る。 The data conversion means 13d (corresponding to the second data conversion means of the present invention) receives a stereo analog audio signal D (corresponding to the second input signal of the present invention) sent from the outside from the timing control means 12. In synchronization with the LR clock included in the transmitted control signal, for example, sampling is performed at 44.1 kHz, and the data D (corresponding to the second data and the second stereo audio data of the present invention) is sent to the data superimposing means 14b. .
データ重畳手段14aは、16ビットシフトレジスタ14a1および論理和回路(以下、「OR回路」という)14a2を備えている。16ビットシフトレジスタ14a1は、16ビット幅のシフタであり、データ変換手段13bから送られてくるデータBを、16ビットだけシフトし、データB’としてOR回路14a2に送る。OR回路14a2は、データ変換手段13aから送られてくるデータAと、16ビットシフトレジスタ14a1から送られてくるデータB’との論理和演算を行う。これにより、データAがLRクロックの前半周期の前部分(左チャンネル用音声データ)と後半周期の前部分(右チャンネル用音声データ)に位置し、データBがLRクロックの前半周期の後部分(左チャンネル用音声データ)と後半周期の後部分(右チャンネル用音声データ)に位置するように制御される。このデータ重畳手段14aでデータAとデータBとが重畳されたデータは、データ出力手段15aに送られる。
The data superimposing means 14a includes a 16-bit shift register 14a1 and an OR circuit (hereinafter referred to as “OR circuit”) 14a2. The 16-bit shift register 14a1 is a 16-bit width shifter, shifts the data B sent from the data conversion means 13b by 16 bits, and sends it to the OR circuit 14a2 as data B '. The OR circuit 14a2 performs a logical OR operation on the data A sent from the data conversion means 13a and the data B 'sent from the 16-bit shift register 14a1. As a result, data A is located in the first part of the first half cycle of the LR clock (left channel audio data) and the first part of the second half cycle (right channel audio data), and data B is the second part of the first half cycle of the LR clock ( The left channel audio data) and the latter part of the second half cycle (right channel audio data) are controlled. The data on which the data A and the data B are superimposed by the
データ重畳手段14bは、16ビットシフトレジスタ14b1およびOR回路14b2を備えている。16ビットシフトレジスタ14b1は、16ビット幅のシフタであり、データ変換手段13dから送られてくるデータDを、16ビットだけシフトし、データD’としてOR回路14b2に送る。OR回路14b2は、データ変換手段13cから送られてくるデータCと、16ビットシフトレジスタ14b1から送られてくるデータD’との論理和演算を行う。これにより、データCがLRクロックの前半周期の前部分(左チャンネル用音声データ)と後半周期(右チャンネル用音声データ)の前部分に位置し、データDがLRクロックの前半周期の後部分(左チャンネル用音声データ)と後半周期の後部分(右チャンネル用音声データ)に位置するように制御される。このデータ重畳手段14bでデータCとデータDとが重畳されたデータは、データ出力手段15aに送られる。
The data superimposing means 14b includes a 16-bit shift register 14b1 and an OR circuit 14b2. The 16-bit shift register 14b1 is a 16-bit width shifter, shifts the data D sent from the data conversion means 13d by 16 bits, and sends the data D 'to the OR circuit 14b2. The OR circuit 14b2 performs a logical OR operation on the data C sent from the data conversion unit 13c and the data D 'sent from the 16-bit shift register 14b1. As a result, data C is located in the front part of the first half cycle of the LR clock (left channel audio data) and the front part of the second half cycle (right channel audio data), and data D is the rear part of the first half cycle of the LR clock ( The left channel audio data) and the latter part of the second half cycle (right channel audio data) are controlled. The data on which the data C and the data D are superimposed by the
データ出力手段15aは、タイミング制御手段12から送られてくる制御信号に含まれるLRクロックおよびビットクロックに同期して、データ重畳手段14aのOR回路14a2から送られてくるデータを第1データ線33aに送出する。データ出力手段15bは、タイミング制御手段12から送られてくる制御信号に含まれるLRクロックおよびビットクロックに同期して、データ重畳手段14bのOR回路14b2から送られてくるデータを第2データ線33bに送出する。
The data output means 15a synchronizes the data sent from the OR circuit 14a2 of the data superimposing means 14a with the
受信回路2は、クロック発生手段21、タイミング制御手段22、データ入力手段23aおよび23b、信号分離手段24aおよび24b、ならびに、データ出力手段25a、25b、25cおよび25dを備えている。
The receiving
クロック発生手段21は、データ伝送の基準となる44.1kHzのLRクロックを発生してLRクロック線31に送出するとともに、LRクロックの64倍の周波数である2822.4kHzのビットクロックを発生してビットクロック線32に送出する。また、クロック発生手段21は、発生したLRクロックおよびビットクロックをタイミング制御手段22に送る。
The clock generation means 21 generates a 44.1 kHz LR clock serving as a reference for data transmission and sends it to the
タイミング制御手段22は、音声データの受信タイミングを制御するための制御信号を生成する。このタイミング制御手段22で生成された制御信号は、データ入力手段23aおよび23b、信号分離手段24aおよび24b、ならびに、データ出力手段25a、25b、25cおよび25dに送られる。 The timing control means 22 generates a control signal for controlling the reception timing of the audio data. The control signal generated by the timing control means 22 is sent to the data input means 23a and 23b, the signal separation means 24a and 24b, and the data output means 25a, 25b, 25c and 25d.
データ入力手段23aは、タイミング制御手段22から送られてくる制御信号に含まれるLRクロックおよびビットクロックに同期して、第1データ線33aから音声データを取り込み、信号分離手段24aに送る。データ入力手段23bは、タイミング制御手段22から送られてくる制御信号に含まれるLRクロックおよびビットクロックに同期して、第2データ線33bから音声データを取り込み、信号分離手段24bに送る。
The data input means 23a takes in the audio data from the
信号分離手段24aは、上位16ビット抽出手段24a1および下位16ビット抽出手段24a2から構成されている。上位16ビット抽出手段24a1は、タイミング制御手段12から送られてくる制御信号に応じて、データ入力手段23aから送られてくる32ビットのデータの上位16ビットを抽出し、データ出力手段25aに送る。下位16ビット抽出手段24a2は、タイミング制御手段12から送られてくる制御信号に応じて、データ入力手段23aから送られてくる32ビットのデータの下位16ビットを抽出し、データ出力手段25bに送る。この信号分離手段24aで分離された上位16ビットのデータは、この発明の第1データに対応し、下位16ビットのデータは、この発明の第2データに対応する。
The
信号分離手段24bは、上位16ビット抽出手段24b1および下位16ビット抽出手段24b2から構成されている。上位16ビット抽出手段24b1は、タイミング制御手段12から送られてくる制御信号に応じて、データ入力手段23bから送られてくる32ビットのデータの上位16ビットを抽出し、データ出力手段25cに送る。下位16ビット抽出手段24b2は、タイミング制御手段12から送られてくる制御信号に応じて、データ入力手段23bから送られてくる32ビットのデータの下位16ビットを抽出し、データ出力手段25dに送る。この信号分離手段24bで分離された上位16ビットのデータは、この発明の第1データに対応し、下位16ビットのデータは、この発明の第2データに対応する。
The
データ出力手段25aは、信号分離手段24aの上位16ビット抽出手段24a1から送られてくるデータを、タイミング制御手段22から送られてくる制御信号に応じて、外部に送出する。データ出力手段25bは、信号分離手段24aの下位16ビット抽出手段24a2から送られてくるデータを、タイミング制御手段22から送られてくる制御信号に応じて、外部に送出する。 The data output means 25a sends the data sent from the upper 16-bit extraction means 24a1 of the signal separation means 24a to the outside according to the control signal sent from the timing control means 22. The data output means 25b sends the data sent from the lower 16-bit extraction means 24a2 of the signal separation means 24a to the outside according to the control signal sent from the timing control means 22.
データ出力手段25cは、信号分離手段24bの上位16ビット抽出手段24b1から送られてくるデータを、タイミング制御手段22から送られてくる制御信号に応じて、外部に送出する。データ出力手段25dは、信号分離手段24bの下位16ビット抽出手段24b2から送られてくるデータを、タイミング制御手段22から送られてくる制御信号に応じて、外部に送出する。 The data output means 25c sends the data sent from the upper 16-bit extraction means 24b1 of the signal separation means 24b to the outside according to the control signal sent from the timing control means 22. The data output means 25d sends the data sent from the lower 16-bit extraction means 24b2 of the signal separation means 24b to the outside according to the control signal sent from the timing control means 22.
次に、上記のように構成される、この発明の実施の形態1に係るシリアルデータ伝送装置の動作を説明する。 Next, the operation of the serial data transmission apparatus according to Embodiment 1 of the present invention configured as described above will be described.
音声データの伝送が行われる場合は、まず、受信回路2のクロック発生手段21は、LRクロックおよびビットクロックを発生し、LRクロック線31およびビットクロック線32をそれぞれ介して送信回路1に送るとともに、受信回路2の内部のタイミング制御手段22に送る。
When audio data is transmitted, first, the clock generation means 21 of the
送信回路1の内部のクロック抽出手段11は、受信回路2からLRクロック線31を介して送られてくる信号からLRクロックを抽出するとともに、ビットクロック線32を介して送られてくる信号からビットクロックを抽出し、タイミング制御手段22に送る。タイミング制御手段22は、クロック抽出手段11から送られてくるLRクロックおよびビットクロックに同期してデータを送信するための制御信号を生成し、データ変換手段13a、13b、13cおよび13d、データ重畳手段14aおよび14b、ならびに、データ出力手段15aおよび15bに送る。
The clock extraction means 11 inside the transmission circuit 1 extracts the LR clock from the signal sent from the
ステレオのアナログ音声信号A〜Dは、データ変換手段13a〜13dへそれぞれ入力される。データ変換手段13a〜13dは、タイミング制御手段12から送られてくる制御信号に含まれるLRクロックに同期して、アナログ音声信号A〜Dをそれぞれサンプリングし、制御信号に含まれるビットクロックに同期した32ビットのシリアルデータに変換する。ただし16ビット精度の音声品質とし、データ長32ビットに対し上位16ビットのみが使用される。
Stereo analog audio signals A to D are input to
データ変換手段13aでの変換により得られた32ビットのシリアルデータであるデータAは、データ重畳手段14aのOR回路14a2に送られる。データ変換手段13bでの変換により得られた32ビットのシリアルデータであるデータBは、データ重畳手段14aの16ビットシフトレジスタ14a1に送られる。データ変換手段13cでの変換により得られた32ビットのシリアルデータであるデータCは、データ重畳手段14bのOR回路14b2に送られる。データ変換手段13dでの変換により得られた32ビットのシリアルデータであるデータDは、データ重畳手段14bの16ビットシフトレジスタ14b1に送られる。
Data A, which is 32-bit serial data obtained by the conversion in the data conversion means 13a, is sent to the OR circuit 14a2 of the data superimposing means 14a. Data B, which is 32-bit serial data obtained by the conversion in the
16ビットシフトレジスタ14a1は、タイミング制御手段12から送られてくる制御信号に含まれるビットクロックに同期して、データBを下位方向に16ビットだけシフトし、データB’としてOR回路14a2に送る。16ビットシフトレジスタ14b1は、タイミング制御手段12から送られてくる制御信号に含まれるビットクロックに同期して、データDを下位方向に16ビットだけシフトし、データD’としてOR回路14b2に送る。 The 16-bit shift register 14a1 shifts the data B by 16 bits in the lower direction in synchronization with the bit clock included in the control signal sent from the timing control means 12, and sends the data B 'to the OR circuit 14a2. The 16-bit shift register 14b1 shifts the data D by 16 bits in the lower direction in synchronization with the bit clock included in the control signal sent from the timing control means 12, and sends the data D 'to the OR circuit 14b2.
OR回路14a2は、データ変換手段13aから送られてくるデータAと16ビットシフトレジスタ14a1から送られてくるデータB’との論理和をとり、データ出力手段15aに送る。これにより、アナログ音声信号Aに対応する音声データとアナログ音声信号Bに対応する音声データとのビット位置が重なることなく、換言すれば、互いに干渉し合うことなく重畳される。同様に、OR回路14b2は、データ変換手段13cから送られてくるデータCと16ビットシフトレジスタ14b1から送られてくるデータD’との論理和をとり、データ出力手段15aに送る。これにより、アナログ音声信号Cに対応する音声データとアナログ音声信号Dに対応する音声データとのビット位置が重なることなく、換言すれば、互いに干渉し合うことなく重畳される。 The OR circuit 14a2 takes the logical sum of the data A sent from the data conversion means 13a and the data B 'sent from the 16-bit shift register 14a1, and sends it to the data output means 15a. Thus, the bit positions of the audio data corresponding to the analog audio signal A and the audio data corresponding to the analog audio signal B are superimposed without being overlapped, in other words, without interfering with each other. Similarly, the OR circuit 14b2 takes the logical sum of the data C sent from the data conversion means 13c and the data D 'sent from the 16-bit shift register 14b1, and sends it to the data output means 15a. Thus, the bit positions of the audio data corresponding to the analog audio signal C and the audio data corresponding to the analog audio signal D are not overlapped, in other words, superimposed without interfering with each other.
データ出力手段15aは、データAとデータBとが重畳されたデータを第1データ線33aに送出する。また、データ出力手段15bは、データCとデータDとが重畳されたデータを第2データ線33bに送出する。
The data output means 15a sends the data A and the data B superimposed on the
受信回路2においては、データ入力手段23aは、タイミング制御手段22から送られてくる制御信号に含まれるLRクロックおよびビットクロックに同期して、第1データ線33aから2つの音声が多重化されたデータを取り込み、信号分離手段24aに送る。同様に、データ入力手段23bは、タイミング制御手段22から送られてくる制御信号に含まれるLRクロックおよびビットクロックに同期して、第2データ線33aから2つの音声が多重化されたデータを取り込み、信号分離手段24bに送る。
In the receiving
信号分離手段24aの上位16ビット抽出手段24a1は、タイミング制御手段22から送られてくる制御信号に応じて、データ入力手段23aから送られてくる32ビットのデータの上位16ビットを抽出し、データ出力手段25aに送る。また、下位16ビット抽出手段24a2は、タイミング制御手段22から送られてくる制御信号に応じて、データ入力手段23aから送られてくる32ビットのデータの下位16ビットを抽出し、データ出力手段25bに送る。
The upper 16-bit extraction unit 24a1 of the
同様に、信号分離手段24bの上位16ビット抽出手段24b1は、タイミング制御手段12から送られてくる制御信号に応じて、データ入力手段23bから送られてくる32ビットのデータの上位16ビットを抽出し、データ出力手段25cに送る。また、下位16ビット抽出手段24b2は、タイミング制御手段12から送られてくる制御信号に応じて、データ入力手段23bから送られてくる32ビットのデータの下位16ビットを抽出し、データ出力手段25dに送る。
Similarly, the upper 16 bits extraction unit 24b1 of the
データ出力手段25aは、上位16ビット抽出手段24a1から送られてくるデータを、アナログ音声信号Aに対応する音声データとして外部に出力する。また、データ出力手段25bは、下位16ビット抽出手段24a2から送られてくるデータを、アナログ音声信号Bに対応する音声データとして外部に出力する。同様に、データ出力手段25cは、上位16ビット抽出手段24b1から送られてくるデータを、アナログ音声信号Cに対応する音声データとして外部に出力する。また、データ出力手段25dは、下位16ビット抽出手段24b2から送られてくるデータを、アナログ音声信号Dに対応する音声データとして外部に出力する。
The
以上説明したように、この発明の実施の形態1に係るシリアルデータ伝送装置によれば、音声データを多重化することにより、図3に示す従来のシリアルデータ伝送装置と比較して、同じ通信線の本数で、2倍の音声データを伝送することが可能になる。その結果、伝送方式の変換やクロックの高速化を行うことなく、データの送受信に要する信号線の本数を少なくできる。また、従来は未使用のビット位置を使用してデータを送受信できるので、ハードウェアの追加などは不要であり、安価なシリアルデータ伝送装置を提供できる。 As described above, according to the serial data transmission apparatus according to the first embodiment of the present invention, the same communication line as compared with the conventional serial data transmission apparatus shown in FIG. It becomes possible to transmit twice as many audio data. As a result, the number of signal lines required for data transmission / reception can be reduced without converting the transmission method or increasing the clock speed. In addition, since data can be transmitted and received using unused bit positions in the past, no additional hardware is required, and an inexpensive serial data transmission device can be provided.
なお、上述した実施の形態1に係るシリアルデータ伝送装置では、複数のステレオ音声信号を伝送する場合について説明したが、図4に示すように、1系統のステレオ音声信号(ステレオ音声A(左)およびステレオ音声A(右))と2系統のモノラル音声信号(モノラル音声Bおよびモノラル音声C)とを重畳して伝送するように変形することができる。 In the serial data transmission apparatus according to the first embodiment described above, the case of transmitting a plurality of stereo audio signals has been described. However, as shown in FIG. 4, a single stereo audio signal (stereo audio A (left)) is transmitted. And stereo sound A (right)) and two types of monaural sound signals (monaural sound B and monaural sound C) can be superposed and transmitted.
また、図5に示すように、品質の異なる音声信号を重畳して伝送するように変形することもできる。図5では、1系統の24ビットステレオ音声信号(24ビットステレオ音声A(左)および24ビットステレオ音声A(右))と、1系統のモノラル音声信号(モノラル音声B(上位8ビット)およびモノラル音声B(下位8ビット))とを伝送する場合を示している。 Moreover, as shown in FIG. 5, it can also be modified so as to superimpose and transmit audio signals of different qualities. In FIG. 5, one system of 24-bit stereo sound signal (24-bit stereo sound A (left) and 24-bit stereo sound A (right)), one system of monaural sound signal (monaural sound B (upper 8 bits) and monaural) In this case, audio B (lower 8 bits) is transmitted.
1 送信回路、2 受信回路、11 クロック抽出手段、12 タイミング制御手段、13a〜13d データ変換手段、14a,14b データ重畳手段、14a1,14b1 16ビットシフトレジスタ、14a2,14b2 OR回路、15a,15b データ出力手段、21 クロック発生手段、22 タイミング制御手段、23a,23b データ入力手段、24a,24b 信号分離手段、24a1,24b1 上位16ビット抽出手段、24a2,24b2 下位16ビット抽出手段、25a〜25d データ出力手段、31 LRクロック線、32 ビットクロック線、33a 第1データ線、33b 第2データ線。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transmission circuit, 2 Reception circuit, 11 Clock extraction means, 12 Timing control means, 13a-13d Data conversion means, 14a, 14b Data superimposition means, 14a1, 14b1 16 bit shift register, 14a2, 14b2 OR circuit, 15a, 15b Data Output means, 21 clock generation means, 22 timing control means, 23a, 23b data input means, 24a, 24b signal separation means, 24a1, 24b1 upper 16-bit extraction means, 24a2, 24b2 lower 16-bit extraction means, 25a-25d data output Means, 31 LR clock line, 32-bit clock line, 33a first data line, 33b second data line.
Claims (5)
前記送信回路は、
外部から入力される第1入力信号を、前記受信回路で発生されて前記LRクロック線を介して送られてくるLRクロックに同期してサンプリングすることにより得られたデジタル信号を第1データとして出力する第1データ変換手段と、
外部から入力される第2入力信号を、前記受信回路で発生されて前記LRクロック線を介して送られてくるLRクロックに同期してサンプリングすることにより得られたデジタル信号を第2データとして出力する第2データ変換手段と、
前記第1データ変換手段からの第1データのビット位置と、前記第2データ変換手段からの第2データのビット位置が重ならないように重畳するデータ重畳手段と、
前記データ重畳手段で重畳されたデータを前記受信回路から前記伝送クロック線を介して送られてくる伝送クロックに同期して前記データ線にシリアルに送出するデータ出力手段
とを備え、
前記受信回路は、
前記データ線からシリアルに送られてくるデータを、自己の内部で発生したLRクロックおよび伝送クロックに同期して入力するデータ入力手段と、
前記データ入力手段により入力されたデータを前記第1データと前記第2データとに分離する信号分離手段と、
前記信号分離手段で分離された前記第1データおよび前記第2データを外部に出力するデータ出力手段
とを備えたシリアルデータ伝送装置。 Transmission connected by an LR clock line for transmitting / receiving an LR clock representing a transmission cycle, a transmission clock line for transmitting / receiving a transmission clock that defines transmission / reception timing of data in the LR clock, and a data line for transmitting / receiving data In a serial data transmission device comprising a circuit and a receiving circuit,
The transmission circuit includes:
A digital signal obtained by sampling a first input signal input from outside in synchronization with an LR clock generated by the receiving circuit and sent via the LR clock line is output as first data. First data converting means for
A digital signal obtained by sampling a second input signal input from the outside in synchronization with an LR clock generated by the receiving circuit and sent via the LR clock line is output as second data. Second data conversion means for
Data superimposing means for superimposing the bit position of the first data from the first data converting means and the bit position of the second data from the second data converting means so as not to overlap,
Data output means for serially sending the data superimposed by the data superimposing means to the data line in synchronization with a transmission clock sent from the receiving circuit via the transmission clock line;
The receiving circuit is
Data input means for inputting data sent serially from the data line in synchronization with an LR clock and a transmission clock generated inside the data line;
Signal separation means for separating the data input by the data input means into the first data and the second data;
A serial data transmission device comprising: data output means for outputting the first data and the second data separated by the signal separation means to the outside.
ことを特徴とする請求項1記載のシリアルデータ伝送装置。 In the data superimposing means, the first data from the first data converting means is located in the front part of the first half period of the LR clock and the front part of the second half period, and the second data from the second data converting means is the first half period of the LR clock. 2. The serial data transmission apparatus according to claim 1, wherein the serial data transmission device is superposed so as to be located in the remaining portion of the second half period.
データ重畳手段は、前記第1ステレオ音声データの一方のチャンネル用の音声データがLRクロックの前半周期の前半分に位置し、前記第1ステレオ音声データの他方のチャンネル用の音声データがLRクロックの後半周期の前半分に位置し、前記第2ステレオ音声データの一方のチャンネル用の音声データがLRクロックの前半周期の後半分に位置し、前記第2ステレオ音声データの他方のチャンネル用の音声データがLRクロックの後半周期の後半分に位置するように重畳する
ことを特徴とする請求項2記載のシリアルデータ伝送装置。 The first data consists of first stereo audio data, the second data consists of second stereo audio data,
The data superimposing means is such that the audio data for one channel of the first stereo audio data is located in the first half of the first half of the LR clock, and the audio data for the other channel of the first stereo audio data is the LR clock. Audio data for one channel of the second stereo audio data is located in the latter half of the LR clock, and audio data for the other channel of the second stereo audio data is located in the first half of the second half cycle 3. The serial data transmission apparatus according to claim 2, wherein superimposition is performed so as to be positioned in the second half of the second half period of the LR clock.
データ重畳手段は、前記ステレオ音声データの一方のチャンネル用の音声データがLRクロックの前半周期の前半分に位置し、前記第1ステレオ音声データの他方のチャンネル用の音声データがLRクロックの後半周期の前半分に位置し、前記第1モノラル音声データがLRクロックの前半周期の後半分に位置し、前記第2モノラル音声データがLRクロックの後半周期の後半分に位置するように重畳する
ことを特徴とする請求項2記載のシリアルデータ伝送装置。 The first data consists of stereo audio data, the second data consists of first monaural audio data and second monaural audio data,
The data superimposing means is such that the audio data for one channel of the stereo audio data is located in the first half of the first half cycle of the LR clock, and the audio data for the other channel of the first stereo audio data is the second half cycle of the LR clock. Are superimposed so that the first monaural audio data is located in the second half of the first half cycle of the LR clock and the second monaural audio data is located in the second half of the second half cycle of the LR clock. 3. The serial data transmission apparatus according to claim 2, wherein
データ重畳手段は、前記ステレオ音声データの一方のチャンネル用の音声データがLRクロックの前半周期の前部分に位置し、前記第1ステレオ音声データの他方のチャンネル用の音声データがLRクロックの後半周期の前部分に位置し、前記モノラル音声データの一部がLRクロックの前半周期の残余部分に位置し、前記モノラル音声データの残余部分がLRクロックの後半周期の残余部分に位置するように重畳する
ことを特徴とする請求項2記載のシリアルデータ伝送装置。 The first data consists of stereo audio data, the second data consists of monaural audio data,
In the data superimposing means, the audio data for one channel of the stereo audio data is located in the front part of the first half cycle of the LR clock, and the audio data for the other channel of the first stereo audio data is the second half cycle of the LR clock. Are superimposed so that a part of the monaural audio data is located in the remaining part of the first half cycle of the LR clock and the remaining part of the monaural audio data is located in the remaining part of the second half period of the LR clock. The serial data transmission apparatus according to claim 2, wherein:
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