JP2010114574A - 情報処理装置、及び全二重伝送方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】直流成分を含まず、かつ、クロックの半周期毎に極性が反転する波形に第1送信データを符号化して第1データ信号を生成する第1データ信号生成部、第1データ信号を送信する第1信号送信部、第2モジュールより受信した信号から第1データ信号を減算する信号減算部を有する第1モジュールと、第1モジュールより受信した第1データ信号の極性反転周期に基づいてクロックを検出するクロック検出部、検出されたクロックを用いて直流成分を含まない波形に第2送信データを符号化して第2データ信号を生成する第2データ信号生成部、第2データ信号を第1モジュールから送信される第1データ信号に同期加算して送信する第2信号送信部を有する第2モジュールと、を含む情報処理装置が提供される。
【選択図】図18
Description
ここで、以下に記載する本発明の実施形態に関する説明の流れについて簡単に述べる。まず、図1を参照しながら、パラレル伝送方式を採用した携帯端末等が抱える技術的課題について簡単に説明する。次いで、図2〜図6を参照しながら、シリアル伝送方式を採用した信号伝送技術が抱える課題について説明する。次いで、図7〜図11を参照しながら、シリアル伝送方式を採用した信号伝送技術が抱える課題を解決するために考案された新規な信号伝送技術について説明する。また、このような新規な信号伝送技術が抱える技術的課題についても説明する。
1:課題の整理
1−1:パラレル伝送方式について
1−2:シリアル伝送方式について
1−3:電源線を利用したデータ伝送方式について
2:基盤技術1(新方式について)
3:基盤技術2(新方式の双方向伝送への拡張;拡張方式について)
4:実施形態
4−1:携帯端末500の機能構成
4−2:全二重伝送用符号について
4−3:まとめ
まず、本発明の一実施形態に係る技術について詳細な説明をするに先立ち、同実施形態が解決しようとする課題について簡単に纏める。
まず、図1を参照しながら、パラレル伝送方式を採用した携帯端末100の構成例について簡単に説明する。図1は、パラレル伝送方式を採用した携帯端末100の構成例を示す説明図である。なお、図1には、携帯端末100の一例として携帯電話が模式的に描画されている。しかし、以下の説明に係る技術の適用範囲は、携帯電話に限定されるものではない。
そこで、図2を参照しながら、シリアル伝送方式を採用した携帯端末130の構成例について簡単に説明する。図2は、シリアル伝送方式を採用した携帯端末130の構成例を示す説明図である。なお、図2には、携帯端末130の一例として携帯電話が模式的に描画されている。しかし、以下の説明に係る技術の適用範囲は、携帯電話に限定されるものではない。また、図1に示したパラレル伝送方式の携帯端末100と実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付することにより詳細な説明を省略する。
ここで、図3を参照しながら、シリアル伝送方式を採用した携帯端末130の機能構成について説明する。図3は、シリアル伝送方式を採用した携帯端末130の機能構成の一例を示す説明図である。但し、図3は、シリアライザ134、及びデシリアライザ138の機能構成を中心に描画した説明図であり、他の構成要素に関する記載を省略している。
図3に示すように、シリアライザ134は、P/S変換部152と、エンコーダ154と、LVDSドライバ156と、PLL部158と、タイミング制御部160とにより構成される。
図3に示すように、デシリアライザ138は、主に、LVDSレシーバ172と、デコーダ174と、S/P変換部176と、クロック再生部178と、PLL部180と、タイミング制御部182とにより構成される。
上記の携帯端末130においては、符号化方式として直流成分を含まないマンチェスター符号方式(図5を参照)やAMI符号化方式(図6を参照)を利用することができる。このように、直流成分を含まない符号化信号は、電源に重畳して伝送することが可能である。そこで、上記の携帯端末130に対し、この電源線伝送方式を応用する技術について説明する。携帯端末230は、この技術を用いた構成例である。
まず、図4を参照しながら、電源線を利用してデータ伝送することが可能な携帯端末230の機能構成について説明する。図4は、電源線を利用してデータ伝送することが可能な携帯端末230の機能構成の一例を示す説明図である。但し、図4は、シリアライザ134、及びデシリアライザ138の機能構成を中心に描画した説明図であり、他の構成要素に関する記載を省略している。また、携帯端末230が有する各構成要素のうち、既に述べた携帯端末130と実質的に同一の機能構成を有する構成要素については同一の符号を付することにより詳細な説明を省略した。
図4に示すように、シリアライザ134は、P/S変換部152と、エンコーダ154と、LVDSドライバ156と、PLL部158と、タイミング制御部160と、重畳部232とにより構成される。
図4に示すように、デシリアライザ138は、主に、LVDSレシーバ172と、デコーダ174と、S/P変換部176と、クロック再生部178と、PLL部180と、タイミング制御部182と、分離部234とにより構成される。
上記の通り、操作部108と表示部102との相対的な位置関係を自由に変化させるには、上記の携帯端末100のようにパラレル伝送方式には不都合があった。そこで、上記の携帯端末130のように、シリアライザ134、及びデシリアライザ138を設けることで、映像信号等のシリアル伝送を可能にし、表示部102の可動範囲を広げた。さらに、携帯端末130で利用される符号化方式の特性を生かして、電源ラインに信号を重畳させて伝送する方式を用いて表示部102の可動性をさらに向上させた。
以下、直流成分を含まず、かつ、PLLを利用せずにクロックを再生することが可能な符号により信号を伝送する新規な信号伝送方式(新方式)について説明する。まず、新方式の符号化方法を説明する上で基本となるAMI(Alternate Mark Inversion)符号について簡単に説明する。その後、新方式に係る携帯端末300の機能構成、及び符号化方法について説明する。
まず、図6を参照しながら、AMI符号の信号波形、及びその特徴について簡単に説明する。図6は、AMI符号の信号波形の一例を示す説明図である。但し、以下の説明において、Aは任意の正数であるとする。
ここで、図7を参照しながら、新方式に係る携帯端末300の機能構成について説明する。図7は、新方式に係る携帯端末300の機能構成例を示す説明図である。但し、図7は、シリアライザ134、及びデシリアライザ138の機能構成を中心に描画した説明図であり、他の構成要素に関する記載を省略している。また、携帯端末300が有する各構成要素のうち、既に述べた携帯端末130と実質的に同一の機能構成を有する構成要素については同一の符号を付することにより詳細な説明を省略した。
図7に示すように、シリアライザ134は、P/S変換部152と、LVDSドライバ156と、PLL部158と、タイミング制御部160と、エンコーダ312とにより構成される。上記の携帯端末130との主な相違点はエンコーダ312の機能にある。
図7に示すように、デシリアライザ138は、主に、LVDSレシーバ172と、S/P変換部176と、タイミング制御部182と、クロック検出部332と、デコーダ334とにより構成される。上記の携帯端末130が備えるデシリアライザ138との主な相違点は、PLLを持たないクロック検出部332の存在にある。
次に、図10〜図13を参照しながら、新方式における復号処理の詳細について説明する。図10は、クロック検出部332の回路構成例を示す説明図である。図11は、デコーダ334の回路構成例を示す説明図である。図12は、データ判定用の判定テーブルの構成例を示す説明図である。図13は、新方式を適用した場合の受信信号波形(図中には、アイパターンが示されている。)を示す説明図である。
まず、図10を参照する。図10に示すように、クロック検出部332の機能は、コンパレータ352により実現される。
次に、図11を参照する。図11に示すように、デコーダ334の機能は、複数のコンパレータ354、356、358、360、及びデータ判定部362により実現される。また、データ判定部362には、記憶部364が設けられている。記憶部364には、図12に示すデータ判定用の判定テーブルが格納されている。
上記の通り、新方式の符号は、直流成分を含まず、かつ、PLL回路を用いずにクロックを再生することが可能である点で非常に優れている。そのため、上記の携帯端末230のように信号を直流電源に重畳して伝送することができると共に、上記の携帯端末300のように受信側でPLLを設ける必要がない。ところで、携帯端末300の構成を例に挙げて説明した新方式の技術は、片方向の信号伝送に関するものである。
以下、上記の新方式に係るデータ伝送方法を双方向伝送に拡張する技術について説明する。なお、以下の説明において、当該技術に係るデータ伝送方式のことを拡張方式と呼ぶことにする。この拡張方式は、操作部108から表示部102に伝送された信号からPLL回路を用いずにクロックを抽出し、そのクロックを用いて表示部102から操作部108に信号を伝送する双方向伝送技術に関する。
まず、図14〜図16を参照しながら、拡張方式に係る携帯端末400の機能構成について説明する。図14は、拡張方式に係る携帯端末400の外観を示す説明図である。図15は、拡張方式に係る携帯端末400の構成例を示す説明図である。図16は、拡張方式に係る携帯端末400の機能構成例を示す説明図である。但し、上記の携帯端末130、230、300と実質的に同一の機能構成については同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
まず、図14を参照する。図14に示す携帯端末400は、主に、表示部102と、接続部106と、操作部108とにより構成されている。また、表示部102には、撮像部402と、操作スイッチ404とが設けられている。携帯端末400は、表示部102と操作部108との間でデータの双方向伝送が求められる構成の一例である。なお、表示部102にタッチパネル等が設けられている場合においても同様である。
次に、図15、及び図16を参照しながら、拡張方式に係る携帯端末400の機能構成について説明する。図15は、拡張方式に係る携帯端末400の全体的な構成を示す説明図である。図16は、拡張方式に係る携帯端末400の機能構成の中で、上記の双方向伝送を実現するために必要とされる主な機能構成について示した説明図である。
まず、図15を参照する。図15に示すように、携帯端末400の表示部102には、液晶部104と、撮像部402と、操作スイッチ404と、シリアライザ/デシリアライザ408(SER/DES)とが設けられている。また、携帯端末400の操作部108には、ベースバンドプロセッサ110と、シリアライザ/デシリアライザ406(SER/DES)とが設けられている。
まず、操作部108から表示部102に向かう信号の流れについて説明する。液晶部104に表示される画像データのパラレル信号は、ベースバンドプロセッサ110により生成される。ベースバンドプロセッサ110により生成されたパラレル信号は、シリアライザ/デシリアライザ406によりシリアル信号に変換される。シリアライザ/デシリアライザ408によりシリアル化された信号は、接続部106を通るシリアル信号線路を介して表示部102に設けられたシリアライザ/デシリアライザ408に入力される。シリアライザ/デシリアライザ408は、シリアル信号線路を介して入力されたシリアル信号をパラレル信号に変換して液晶部104に入力する。
次に、表示部102から操作部108に向かう信号の流れについて説明する。上記の通り、表示部102から操作部108に向かう信号としては、例えば、撮像部402により撮影された画像データの信号や操作スイッチ404の操作により出力された操作信号等がある。ここでは、一例として、撮像部402により撮影された画像データの信号が伝送される場合について説明する。撮像部402から出力されたパラレル信号は、シリアライザ/デシリアライザ408によりシリアル信号に変換され、接続部106を通るシリアル伝送線路を介して操作部108のシリアライザ/デシリアライザ406に入力される。シリアライザ/デシリアライザ406は、シリアル伝送線路を介して入力されたシリアル信号をパラレル信号に変換し、ベースバンドプロセッサ110に入力する。
ここで、図16を参照する。図16には、シリアライザ/デシリアライザ406、408を中心とする携帯端末400の機能構成が示されている。但し、図7(携帯端末300)等に描画されていたP/S変換部152等の一部構成については、その記載を省略している。さらに、携帯端末400は、図4に示した携帯端末230と同様に、信号を直流電源に重畳して伝送する形態を採用している。もちろん、拡張方式に係る技術の適用範囲は、伝送手段を電源ラインとするものに限定されない。
まず、シリアライザ/デシリアライザ406(M)からシリアライザ/デシリアライザ408(D)にデータ(TX DATA1)を伝送する処理について説明する。
既に述べた通り、シリアライザ/デシリアライザ408(D)からシリアライザ/デシリアライザ406(M)にデータ(TX DATA2)を伝送するためには、シリアライザ/デシリアライザ408(D)の側で送信クロックが必要になる。しかしながら、送信クロックを生成するためにシリアライザ/デシリアライザ408(D)の側にPLL回路を設けると、消費電力が増大してしまう。
次に、図17を参照しながら、拡張方式に係るデータの伝送方法について説明する。図17は、拡張方式に係るデータの伝送方法の一例を示す説明図である。
以上、拡張方式に係る信号伝送方法について説明した。上記の通り、拡張方式においては、操作部108の側と表示部102の側との間におけるデータ伝送にTDD方式が用いられる。また、伝送方向に関わらず、操作部108の側(シリアライザ/デシリアライザ406(M))から表示部102の側(シリアライザ/デシリアライザ408(D))にクロックが提供される。このクロックを用いて表示部102の側(シリアライザ/デシリアライザ408(D))からデータが伝送される。そのため、表示部102の側(シリアライザ/デシリアライザ408(D))にPLLを設ける必要がない。その結果、シリアル伝送線路を通じて双方向伝送を実現しつつ、PLLを搭載しない分だけ消費電力を低減させることができる。
以下、本発明の一実施形態について説明する。本実施形態は、上記(課題の整理3)で説明した技術的課題を解決するために、操作部108から表示部102に向けて伝送される信号と、表示部102から操作部108に向けて伝送される信号を同期合成して伝送する方式に関する。また、表示部102及び操作部108において、同期合成して伝送された信号から自身の送信信号を減算することで相手が送信した信号を抽出する技術に関する。なお、本実施形態においても上記の新方式で送信データを符号化する技術を採用する。そのため、送信信号を直流電源に加算して伝送することが可能になり、かつ、受信側にPLLを設けずともクロックが再生可能になるという効果が本実施形態に対しても継承される。
まず、図18を参照しながら、本実施形態に係る携帯端末500の機能構成について説明する。図18は、本実施形態に係る携帯端末500の機能構成を示す説明図である。図18は、本実施形態に係る携帯端末500の機能構成の中で、上記の全二重伝送を実現するために必要とされる主な機能構成について示した説明図である。従って、携帯端末400等が備える他の構成要素が付加されていてもよい。但し、上記の携帯端末400と実質的に同一の機能構成については同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
まず、シリアライザ/デシリアライザ406(M)からシリアライザ/デシリアライザ408(D)にデータ(TX DATA1)を伝送する処理について説明する。なお、本実施形態においては、データが全二重伝送されるため、データを送信しつつ、データが受信されている状態となる。説明の都合上、シリアライザ/デシリアライザ406(M)からシリアライザ/デシリアライザ408(D)への伝送処理と、その逆方向への伝送処理とを分けて説明するが、これらの伝送処理が時間軸上で分けられたものではない点に注意されたい。
シリアライザ/デシリアライザ408(D)からシリアライザ/デシリアライザ406(M)へのデータ伝送には、例えば、図18に示すような直流成分を含まない符号が用いられる。また、シリアライザ/デシリアライザ408(D)は、クロック検出部438で検出されたクロックを利用してデータを伝送する。なお、本実施形態においては、シリアライザ/デシリアライザ406(M)からシリアライザ/デシリアライザ408(D)に対してクロックを含む信号又はクロックのみが常に伝送されているものとする。
ここで、図19を参照しながら、伝送路における全二重伝送用符号の波形、及びデコーダ502、504による復号方法について説明する。図19は、本実施形態に係る全二重伝送用符号の一例を示す説明図である。
最後に、本実施形態の携帯端末が有する機能構成と、当該機能構成により得られる作用効果について簡単に纏める。
上記のエンコーダ412は、第1のデータ信号生成部の一例である。上記のドライバ414、合成分配器416、重畳部418は、第1の信号送信部の一例である。上記のデコーダ502は、信号減算部の一例である。上記のシリアライザ/デシリアライザ406(操作部108)は、第1のモジュールの一例である。上記のエンコーダ444は、第2のデータ信号生成部の一例である。上記のドライバ446、合成分配器434は、第2の信号送信部の一例である。上記のエンコーダ414は、データ符号化部、及び同期加算部の一例である。上記の重畳部418は、信号重畳部の一例である。上記の分離部432は、信号分離部の一例である。上記の携帯端末500は、携帯機器の一例である。上記の操作部108は、本体部の一例である。上記の接続部106は、可動部材の一例である。上記の液晶部104は、表示画面の一例である。なお、上記の携帯機器の形態には、例えば、携帯電話、携帯ゲーム機、撮像装置、ノート型PC、電子辞書、プリンタ、ファクシミリ、その他情報家電等が含まれる。とりわけ、可動部分を含み、当該可動部分で接続された2つ以上の構成部材の間で電力供給、及びデータ伝送が発生するような電子機器において上記の技術が好適に用いられる。
102 表示部
104 液晶部
106 接続部
108 操作部
110 ベースバンドプロセッサ
112、132、140 パラレル信号線路
134 シリアライザ
136 シリアル信号線路
138 デシリアライザ
152 P/S変換部
154、312、412、444 エンコーダ
156 LVDSドライバ
158、180 PLL部
160 タイミング制御部
172、420、436 レシーバ
174、334、422、440、502、504 デコーダ
176 S/P変換部
178 クロック再生部
182 タイミング制御部
414、446 ドライバ
232 重畳部
234 分離部
332 クロック検出部
352、354、356、358、360、532、534、536、538、540、542、544 コンパレータ
362 データ判定部
364 記憶部
402 撮像部
404 操作スイッチ
406、408 シリアライザ/デシリアライザ
416、434 合成分配器
418 重畳部
432 分離部
438 クロック検出部
442 バンドパスフィルタ
546 演算回路
548 判定回路
ADD 加算器
Claims (7)
- 直流成分を含まず、かつ、クロックの半周期毎に極性が反転する波形に第1の送信データを符号化して第1のデータ信号を生成する第1のデータ信号生成部と、
第2のモジュールに向けて前記第1のデータ信号を送信する第1の信号送信部と、
前記第2のモジュールより受信した信号から前記第1のデータ信号を減算する信号減算部と、
を有する第1のモジュールと;
前記第1のモジュールより受信した第1のデータ信号の極性反転周期に基づいて前記クロックを検出するクロック検出部と、
前記クロック検出部で検出されたクロックを用いて、直流成分を含まない波形に第2の送信データを符号化して第2のデータ信号を生成する第2のデータ信号生成部と、
前記第2のデータ信号を前記第1のモジュールから送信される第1のデータ信号に同期加算して前記第1のモジュールに送信する第2の信号送信部と、
を有する前記第2のモジュールと;
を備える、情報処理装置。 - 前記第1のデータ信号生成部は、
第1のビット値が複数の第1の振幅値で表現され、かつ、前記第1のビット値とは異なる第2のビット値が前記第1の振幅値とは異なる第2の振幅値で表現される直流成分を含まない伝送速度Fbの符号に前記第1の送信データを符号化して符号化信号を生成するデータ符号化部と、
伝送速度がFb/2で前記符号化信号よりも振幅が大きいクロックを前記符号化信号に同期加算して前記第1のデータ信号を生成する同期加算部と、
を含む、請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記第2のデータ信号生成部は、前記第2の送信データを伝送速度Fb/2のASK(Amplitude Shift Keying)符号に符号化して前記第2のデータ信号を生成する、請求項2に記載の情報処理装置。
- 前記第1のモジュールは、直流電源から供給される電力信号を前記第1のデータ信号に重畳して重畳信号を生成する信号重畳部をさらに有し、
前記第1の信号送信部は、前記重畳信号を前記第2のモジュールに送信し、
前記第2のモジュールは、前記第1のモジュールより受信した重畳信号を前記電力信号と前記第1のデータ信号とに分離する信号分離部をさらに有する、請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記情報処理装置は、可動部材で接続された本体部及び表示部を有する携帯機器であり、
前記第1のモジュールは、少なくとも演算処理装置が搭載される前記本体部であり、
前記第2のモジュールは、少なくとも表示画面が搭載される前記表示部である、請求項4に記載の情報処理装置。 - 前記信号減算部は、前記第2のモジュールより受信した信号のデジタルデータから前記第1のデータ信号のデジタルデータを減算する、請求項1に記載の情報処理装置。
- 第1のモジュールにより、
直流成分を含まず、かつ、クロックの半周期毎に極性が反転する波形に第1の送信データを符号化して第1のデータ信号を生成する第1のデータ信号生成ステップと、
第2のモジュールに向けて前記第1のデータ信号を送信する第1の信号送信ステップと、
前記第2のモジュールにより、
前記第1のモジュールより受信した第1のデータ信号の極性反転周期に基づいて前記クロックを検出するクロック検出ステップと、
前記クロック検出ステップで検出されたクロックを用いて、直流成分を含まない波形に第2の送信データを符号化して第2のデータ信号を生成する第2のデータ信号生成ステップと、
前記第2のデータ信号を前記第1のモジュールから送信される第1のデータ信号に同期加算して前記第1のモジュールに送信する第2の信号送信ステップと、
前記第1のモジュールにより、
前記第2のモジュールより受信した信号から前記第1のデータ信号を減算して前記第2のデータ信号を抽出するデータ抽出ステップと、
を含む、全二重伝送方法。
Priority Applications (4)
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