JP2015146525A - 通信装置、画像形成装置、通信方法およびプログラム - Google Patents

通信装置、画像形成装置、通信方法およびプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】耐ノイズ性能を高めて伝送エラーの判定を行うことが可能な通信装置、画像形成装置、通信方法およびプログラムを提供する。【解決手段】本発明に係る通信装置は、パラレルデータをシリアルデータに変換して出力するシリアライザ部と、シリアライザ部から出力されるシリアルデータをパラレルデータに変換して出力するデシリアライザ部とを有する通信装置である。シリアライザ部は、パラレルデータ内の固有データを検出するのに用いられる第1データを固有データの前に付加し、固有データを検出するのに用いられる第2データを固有データの後に付加するとともに、第1データおよび第2データの各々に対して、長さを可変に設定可能な第3データを付加する。【選択図】図5

Description

本発明は、通信装置、画像形成装置、通信方法およびプログラムに関する。
例えば8B/10B変換を用いた高速シリアル通信において、画像データのようなアクティブデータを変換・送信する以外に、シンボルコードと呼ばれる規定のコードを送信することができる。このシンボルコードは全部で12種類あり、シンボルコードをアクティブデータの前後に付加し、受信側がシンボルコードを受信できなかった場合に伝送エラーが発生したと判定する高速シリアル通信制御技術が知られている。
例えば特許文献1には、シリアライザ回路は、パラレルデータ内における画像データを検出するための付加情報を、パラレルデータ内の画像データの前後に挿入(付加)し、デシリアライザ回路は、変換したパラレルデータ内において、シリアライザ回路により挿入された各付加情報の検出を行い、各付加情報を検出できる場合は各付加情報に基づきパラレルデータ内から画像データを抽出し、各付加情報のいずれか一方を検出できない場合は受信異常状態を検出する構成が開示されている。
しかしながら、従来の高速シリアル通信制御技術では、シンボルコードをアクティブデータの前後に付加した場合、シンボルコードの転送時間は、1Gbpsを超えるような高速通信時には数nsのオーダーとなる。このときに、伝送経路に静電気が発生する等のノイズが発生した場合、ノイズ発生時間は数μsのオーダーとなるため、シンボルコードの受信が困難になり、伝送エラーと判定される。そして、伝送エラーと判定された場合、1ライン分の画像データを破棄しなければならないという問題がある。
例えば上記特許文献1に開示された技術では、異常状態を検出するための付加情報の時間が短く、耐ノイズ性能が低いという問題を解消できない。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、耐ノイズ性能を高めて伝送エラーの判定を行うことが可能な通信装置、画像形成装置、通信方法およびプログラムを提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、パラレルデータをシリアルデータに変換して出力するシリアライザ部と、前記シリアライザ部から出力されるシリアルデータをパラレルデータに変換して出力するデシリアライザ部とを有する通信装置であって、前記シリアライザ部は、前記パラレルデータ内の固有データを検出するのに用いられる第1データを前記固有データの前に付加し、前記固有データを検出するのに用いられる第2データを前記固有データの後に付加するとともに、前記第1データおよび前記第2データの各々に対して、長さを可変に設定可能な第3データを付加する。
本発明によれば、耐ノイズ性能を高めて伝送エラーの判定を行うことができる。
図1は、本発明が適用された通信装置を示す模式図である。 図2は、従来の高速シリアル通信のシンボルコード付加による異常状態検出の概念を説明するための図である。 図3は、8B/10B変換で使用するシンボルコードを説明するための図である。 図4は、シリアライザ部の機能構成の一例を示す図である。 図5は、シンボルコードの可変長制御について説明するための図である。 図6は、画像形成装置の構成の一例を示す図である。
以下、添付図面を参照しながら、本発明に係る通信装置、画像形成装置、通信方法およびプログラムの実施形態を詳細に説明する。
図1は、本発明が適用された通信装置1を模式的に示す図である。図1に示すように、通信装置1は、シリアライザ部10と、デシリアライザ部20とを有する。詳細な内容については後述するが、シリアライザ部10は、パラレルデータをシリアルデータに変換して出力する。また、デシリアライザ部20は、シリアライザ部10から出力されるシリアルデータをパラレルデータに変換して出力する。
まず、図2を用いて、従来の高速シリアル通信のシンボルコード付加による異常状態検出の概念を説明する。図2は、従来の高速シリアル通信のシンボルコード付加による異常状態検出の概念を説明するための図である。ここでは、高速シリアル通信として、8B/10B変換を用いた通信方式を例に挙げて説明する。8B/10B変換は、Serial ATAやPCI Expressなどの高速シリアルインターフェース規格などで採用されている公知の技術である。
また、ここでは、シリアライザ部10には、画像データが入力される場合を例に挙げて説明する。以下の説明では、シリアライザ部10に入力される画像データを入力画像データと称する場合がある。図2の例では、シリアライザ部10は、入力画像ゲートのエッジをトリガとして、画像データの検出(始点の検出)に用いられるSTP1−4のシンボルコードを入力画像データの前に付加し、画像データの検出(終点の検出)に用いられるEND1−4のシンボルコードを入力画像データの後に付加する。以下の説明では、STP1−4のシンボルコードを互いに区別しない場合はSTPコードと称し、END1−4のシンボルコードを互いに区別しない場合はENDコードと称する。この例では、STPコードは、請求項の「第1データ」に対応し、ENDコードは、請求項の「第2データ」に対応していると考えることができる。
また、シリアライザ部10は、出力画像ゲートがネゲートしている場合は、画像データ外のデータであることを認識するのに用いられるCOMのシンボルコード(以下の説明では、「COMコード」と称する場合がある)を転送する。見方を変えれば、シリアライザ部10は、付加情報が付加された入力画像データ外にCOMコードを付加して送信データを生成していると考えることができる。そして、シリアライザ部10は、8ビットの送信データを、8B/10B符号化技術に基づき、10ビットのデータにエンコード(符号化)する。図2の例では、エンコードされた画像データ(出力画像データ)は、10ビットのHigh Activeデータとなり、これが、パラレルデータに含まれる固有データであると考えることができる。
シリアライザ部10は、エンコードにより得られた10ビットのデータ(パラレルデータ)を、シリアル変換し、デシリアライザ部20へ出力する。デシリアライザ部20は、シリアライザ部10から入力されたシリアルデータをデシリアライズし、元の8ビットのデータに変換する。なお、ここでは、データの転送に用いるクロックは100MHz程度を使用し、この場合の最高転送レートは1000Mbpsとなる。
デシリアライザ部20は、STP1−STP4コードのうちの2つ以上と、END1−END4コードのうちの2つ以上を検出できた場合、正常にデータ受信ができたと判定する。なお、100MHzのクロックを用いた場合、STPコードの転送時間は40nsとなり、10ns程度のノイズが発生しても正常に検知することが可能になる。
図3は、8B/10B変換で使用するシンボルコードを説明するための図である。シンボルコードは全部で12種類用意されており、このうちの1種類をCOMコードに割り当てる。また、STP/ENDコードは、5コードまで増やすことが可能であり、図3の例では、12種類のうちの5種類をSTP1−5コードに割り当て、その他の5種類をEND1−5コードに割り当てている。
図3中のRD−/RD+は、ランニング・ディスパリティ(RD)を表している。なお、COMコードは、連続して生成するため、RD−/RD+が交互に生成されるコード(K28.5、K28.1、K28.2、K28.3、K28.6のいずれか)が望ましい。RD−/RD+が交互に生成されるコードならば、定常時に通信装置1が正常動作しているかを判別しやすいためである。
次に、図4を用いて、シリアライザ部10の具体的な内容を説明する。図4は、シリアライザ部10の機能構成の一例を示す図である。説明の便宜上、図4では、本発明に関する機能を中心に例示しているが、シリアライザ部10が有する機能は、これらに限られるものではない。図4に示すように、シリアライザ部10は、8B/10B変換部100と、パラレル/シリアル変換部110とを有する。
8B/10B変換部100は、データ処理部101と、エンコード部102とを有する。この例では、データ処理部101には、画像データが入力される。データ処理部101は、入力画像データの前にSTP1−4コードを付加し、入力画像データの後にEND1−4コードを付加する。また、データ処理部101は、装置外部のCPUにより可変に設定されるcodelength_rの設定値(例えば不図示のメモリに記憶されている)に応じて、STPコードおよびENDコードの各々に対して、COMコードを付加する。この例では、COMコードは、請求項の「第3データ」に対応していると考えることができる。また、データ処理部101は、付加情報(STPコード、ENDコード、COMコード)が付加された画像データ外に、COMデータを定常的に付加することで送信データを生成し、生成した送信データをエンコード部102へ出力する。この例では、COMコードは、請求項の「第4データ」に対応していると考えることができる。
エンコード部102は、データ処理部101から入力されたデータを、8B/10B変換により、10ビットのデータに変換して、パラレル/シリアル変換部110へ出力する。画像データ(パラレルデータに含まれる固有データの一例)は、256通りのDコードに変換され、STP、END、COMコードは、制御用のKコードに変換されてパラレル/シリアル変換部110へ出力されるといった具合である。この例では、STPコードに対応するKコードが請求項の「第1データ」に対応し、ENDコードに対応するKコードが請求項の「第2データ」に対応し、COMコードに対応するKコードが請求項の「第3データ」および「第4データ」の各々に対応していると考えることもできる。要するに、シリアライザ部10は、パラレルデータ内の固有データを検出するのに用いられる第1データを固有データの前に付加し、固有データを検出するのに用いられる第2データを固有データの後に付加するとともに、第1データおよび第2データの各々に対して、長さを可変に設定可能な第3データを付加する機能を有する形態であればよい。
パラレル/シリアル変換部110は、8B/10B変換部100によって符号化された10ビットのデータを1ビットにシリアル化して出力する。
図5は、本実施形態のシンボルコードの可変長制御について説明するための図である。この例では、STP/ENDコードは、それぞれ4コードとするが(STP1−4、END1−4)、これに限らず、STP/ENDコードは5コードまで増やすことが可能である。シリアライザ部10は、codelength_rの設定値に応じて、STP/ENDコードのプロトコルを切り替える。
図5(A)のように、codelength_r=0の場合は、通常モード(図2と同等の送信形態)とする。一方、codelength_r=1〜15の場合は、シリアライザ部10(データ処理部101)は、codelength_rの設定値に応じた数のCOMコードを、STPコードおよびENDコード内に付加(挿入)する。ここでは、STP/ENDコード内に挿入されるCOMコードの挿入単位は、3個を1セットとして、1セット×codelength_rとする。なお、これに限らず、クロックレート、想定されるノイズ発生時間によっては、1セット内のCOMコード数を可変に設定することもできる。なお、1セット内のCOMコード数はcodenum_rの設定値に応じて可変する。例えばcodenum_r=3のとき、1セット内のCOMコード数は3となる。1セット内のCOMコード数は複数が望ましいので、2以上の値とする。要するに、STPコードおよびENDコード内に付加するデータ(この例ではCOMコード)は、N(N≧2)×M(M:自然数)個の連続するデータで、1つの挿入単位が構成される形態であればよい。なお、Nはcodenum_rの設定値を示し、Mはcodelength_rの設定値を示している。そして、上記Mの値や挿入単位の数は、装置外部のCPUによって可変に設定される。また、STP/ENDコード内に可変で挿入するコードをCOMコード以外(例えばK28.6等)にして、画像データ外に定常的に挿入するコード(COMコード)と区別することもできる。
いま、図5(B)のように、codelength_r=3の場合を想定する。この場合、シリアライザ部10からデシリアライザ部20への転送レートが1Gbpsであるとすると、COM+STP全コード長は、(3COMコード×3セット+1STPコード)×4STPコード×10ns=400nsとなる。ここで、静電気等による伝送ラインへのノイズは数100nsのオーダーである。codelength_rの設定値=15(最大値)、COMコード長の増分は、3COMコード×15セット×4×10ns=1800nsであり、十分にノイズを避けることが可能になる。
デシリアライザ部20側のSTP/ENDコード検出は、それぞれ4つのシンボルのうちの2つのシンボル(または5つのシンボル中2つのシンボル)を検知すれば、正常検知とみなす。また、デシリアライザ部20は、COMコードを検出すると、画像データ外のデータを受信したと認識するので、COMコードを複数個セットで送信することで、STP/ENDコード間の長さを増やすだけでなく、COMコード単体でのノイズ検知も可能になる。例えば3個のCOMコードで1つのセットが構成される場合、あるシンボル(STP1−4、END1−4のうちの何れか)から1シンボルのCOMコードへの変化を検出した場合、続く2つのCOMコードを検知すれば、正常検知とみなすことができる。
STP/ENDコードの検出に成功した場合、デシリアライザ部20は、正常にデータが転送されたと認識する。STP/ENDコードの検出に失敗した場合でも、COMコード(もしくはK28.6)の検出に成功すれば、デシリアライザ部20は、正常にデータが転送されたと認識する。
STP/ENDコードの検出と、COMコードの検出の全てに失敗した場合、デシリアライザ部20は、データ転送に異常が発生(伝送エラーが発生)したと認識する。このとき、デシリアライザ部20は、データ転送に異常が発生したことを通知する。また、1ライン分のデータを破棄することもできる。
以上に説明したように、本実施形態における異常検出では、STP/ENDコードに対してCOMコードを付加(挿入)し、STP/ENDコードの間隔を広げることで、ノイズが発生した場合にSTP/ENDコードを検出する確率を高めることができる。これにより、シンボルコードの種類が増えないため、機能追加に必要な回路を小規模にしつつ、耐ノイズ性能が向上する。また、STP/ENDコード内に挿入するCOMコードを3つで1セットとすることで、COMコード単体での異常検出も可能にする。
また、画像データが正しく転送されているかを確認するため、画像データのタイミングと一致するゲート信号を生成し、外部でモニターすることもできる。さらに、コード付加が正常に行われているかを確認するため、STPコード+画像データ+ENDコードのタイミングと一致するゲート信号を生成し、外部でモニターすることもできる。
ここで、画像データの後ろにコードを付加することは容易であるが、画像データの前にコードを付加するためには2種類の方法がある。1つ目の方法は、コードを付加するブロックが画像データを受信し、コード長に相当する時間、データをFFやSRAMを用いて遅延させる方法である。要するに、シリアライザ部10は、固有データを遅延させて、固有データの前に第3データ(一例としてCOMコード)を付加することができる。この方法では、コードを付加した後に遅延したデータを送信すればよいため、コードの付加が簡単に行えるという利点がある。
2つ目の方法は、画像データを送信するブロックとコードを付加するブロックが、共通の同期信号に基づいて、画像データを送信するブロックはコード長に相当する時間データ送信を遅らせ、コードを付加するブロックは画像データの受信前からコード付加を開始する方法である。要するに、シリアライザ部10は、固有データを受信する前に、第3データの付加を開始することもできる。この方法では、コードを付加するブロックで遅延回路を必要としないため、低コストでコード付加を実現できるという利点がある。
以上より、codelength_rという1つの設定値を変化させるだけで、しかも1から15という簡易な設定値の制御によって、既存のシンボルコードを用いた低コストの回路を用いて、耐ノイズ性能を向上する高速シリアル通信システムを実現することができる。なお、より耐ノイズ性能を追求する場合は、STP/ENDコードのシンボル数、1セット内のCOMコードのセット数を外部から設定するシステムにすることも可能である。
以上に説明した通信装置1は、各種の電子機器に搭載することができる。例えば通信装置1は、複合機(MFP:Multifunction Peripheral)などの画像形成装置に搭載することもできる。図6は、通信装置1が搭載された画像形成装置200の構成の一例を示す図である。図6の例では、画像形成装置200は、CTL201と、ページメモリ202と、プロッタ制御部203と、デシリアライザ部20と、VCSEL204とを備える。プロッタ制御部203は、ビデオ入力部210と、ラインメモリ211と、画像処理部212と、スキュー補正部213と、ラインメモリ214と、8B/10B変換部100と、パラレル/シリアル変換部110とを有する。
ここでの高速シリアル通信は、電子写真の画像データを、VCSEL(面発光レーザ)204のような、高速マシンに用いられる光源のドライバに転送する仕様を想定している。PC300から印刷動作が指示されると、PC300上のプリンタドライバを介してコントローラ(CTL)201に画像データが転送される。CTL201では、画像データをビットマップデータに変換し、実際に印刷する発光データとしてプロッタ制御部203に転送する。
プロッタ制御部203(ビデオ入力部210)からCTL201に、LSYNC信号(ライン先端を示すパルス式の同期信号)が出力される。CTL201はLSYNC信号の出力タイミングに合わせてデータをプロッタ制御部203に転送する。この転送形式には、複数種類の色版毎に異なるフォーマットを処理できる画像形成方式と、色版間で共通のフォーマットのみを処理する画像形成方式がある。
プロッタ制御部203では、CTL201と動作クロック周波数が異なる場合もある。その場合、ビデオ入力部210は、一旦画像データをラインメモリ211に格納し、プロッタ制御部203の動作クロックに基づいてデータをリードする周波数変換を行う。ビデオ入力部210でクロック周波数を変換された画像データは、画像処理部212に供給される。画像処理部212は、供給された画像データに対して内部パターン処理やトリミング処理といった所定の画像処理を施して出力する。また、画像処理部212にラインメモリを持たせることで、ジャギー補正のようなラインメモリを必要とする画像処理を施すことが可能となる。
画像処理部212から出力された画像データは、スキュー補正部213に供給される。スキュー補正部213は、供給された画像データを、複数のスキュー補正用のラインメモリ214に格納する。スキュー補正部213は、画像位置に応じて読み出すラインメモリ214を切り替えることで、スキュー補正を行う。スキュー補正メモリのライト/リードで周波数変換を行うこともできる。
なお、スキュー補正部213は、スキュー補正を行う際に、読み出し後のライン周期を書込み時の1/N(Nは自然数)とし、1つのラインメモリ214からN回データを読み出すことで、スキュー補正後のデータを、書き込み時から副走査方向の解像度がN倍となった高密度データとすることができる。この処理を、倍密処理と呼ぶ。スキュー補正部213から出力された画像データは、上述の8B/10B変換部100に転送され、8B/10B変換部100は、8B/10B変換とシンボルコードの付加を実施する。8B/10B変換により10ビットに変換されたデータは、上述のパラレル/シリアル変換部110にてシリアル変換された後、プロッタ制御部203外のデシリアライザ部20へ出力され、元の8ビットのデータに再変換される。そして、その再変換後の8ビットのデータに基づいて、VCSEL204が発光するといった具合である。
なお、光源はVCSELに限定されるものではない。例えばLD、マルチLD、LDアレイ、ラインヘッド(LEDA、有機EL)などを発光制御する形態であってもよい。要するに、上述のシリアライザ部10(8B/10B変換部100、パラレル/シリアル変換部110)は、面発光レーザのドライバと接続される形態であってもよいし、マルチレーザのドライバと接続される形態であってもよいし、ラインヘッドのドライバと接続される形態であってもよい。
以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述の実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。
なお、上述の通信装置1のハードウェア構成は、CPU、ROMやRAM等の記憶装置、MFP等と通信するための通信I/Fを含むコンピュータ装置で構成され、上述した通信装置1の各部の機能(8B/10B変換部100等)は、CPUが記憶装置に格納されたプログラムを実行することにより実現される。なお、これに限らず、例えば上述した通信装置1の各部の機能のうちの少なくとも一部が専用のハードウェア回路(例えば半導体集積回路等)で実現されてもよい。
また、上述した実施形態の通信装置1で実行されるプログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでCD−ROM、フレキシブルディスク(FD)、CD−R、DVD(Digital Versatile Disk)、USB(Universal Serial Bus)等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよいし、インターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。また、各種プログラムを、ROM等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。
10 シリアライザ部
20 デシリアライザ部
100 8B/10B変換部
101 データ処理部
102 エンコード部
110 パラレル/シリアル変換部
200 画像形成装置
特開2011−19188号公報

Claims (19)

  1. パラレルデータをシリアルデータに変換して出力するシリアライザ部と、前記シリアライザ部から出力されるシリアルデータをパラレルデータに変換して出力するデシリアライザ部とを有する通信装置であって、
    前記シリアライザ部は、
    前記パラレルデータ内の固有データを検出するのに用いられる第1データを前記固有データの前に付加し、前記固有データを検出するのに用いられる第2データを前記固有データの後に付加するとともに、前記第1データおよび前記第2データの各々に対して、長さを可変に設定可能な第3データを付加する、
    通信装置。
  2. 前記固有データは画像データである、
    請求項1に記載の通信装置。
  3. 前記パラレルデータは、8B/10B変換で生成された10ビットのデータである、
    請求項1または請求項2に記載の通信装置。
  4. 前記シリアライザ部は、前記パラレルデータ外に第4データを定常的に付加する、
    請求項1乃至3のうちの何れか1項に記載の通信装置。
  5. 前記第1データ、前記第2データ、前記第3データおよび前記第4データの各々は、8B/10B変換の複数種類のシンボルコードのうちの何れかである、
    請求項4に記載の通信装置。
  6. 前記第3データは、K28.5、K28.1、K28.2、K28.3、K28.6のうちの何れかである、
    請求項5に記載の通信装置。
  7. 前記第4データは、K28.5、K28.1、K28.2、K28.3、K28.6のうちの何れかである、
    請求項5に記載の通信装置。
  8. 前記第3データは、前記第4データと等しいシンボルコードである、
    請求項5乃至7のうちの何れか1項に記載の通信装置。
  9. 前記第3データは、N(N≧2)×M(M:自然数)個の連続するデータで、1つの挿入単位が構成される、
    請求項1乃至8のうちの何れか1項に記載の通信装置。
  10. 前記Mの値は可変に設定される、
    請求項9に記載の通信装置。
  11. 前記シリアライザ部は、前記固有データを遅延させて、前記固有データの前に前記第3データを付加する、
    請求項1乃至10のうちの何れか1項に記載の通信装置。
  12. 前記シリアライザ部は、
    前記固有データを受信する前に、前記第3データの付加を開始する、
    請求項1乃至10のうちの何れか1項に記載の通信装置。
  13. 前記デシリアライザ部は、
    変換した前記パラレルデータ内において、前記第1データおよび前記第2データの検出を行い、前記第1データおよび前記第2データを検出できる場合は前記固有データを抽出し、前記第1データおよび前記第2データを検出できない場合は受信異常状態を検出する、
    請求項1乃至12のうちの何れか1項に記載の通信装置。
  14. 請求項1乃至13のうちの何れか1項に記載の通信装置を備える画像形成装置。
  15. 前記シリアライザ部は、面発光レーザのドライバと接続される、
    請求項14に記載の画像形成装置。
  16. 前記シリアライザ部は、マルチレーザのドライバと接続される、
    請求項15に記載の画像形成装置。
  17. 前記シリアライザ部は、ラインヘッドのドライバと接続される、
    請求項15に記載の画像形成装置。
  18. パラレルデータをシリアルデータに変換して出力するシリアライザ部と、前記シリアライザ部から出力されるシリアルデータをパラレルデータに変換して出力するデシリアライザ部とを有する通信装置が実行する通信方法であって、
    前記パラレルデータを前記シリアルデータに変換して出力する場合、前記パラレルデータ内の固有データを検出するのに用いられる第1データを前記固有データの前に付加し、前記固有データを検出するのに用いられる第2データを前記固有データの後に付加するとともに、前記第1データおよび前記第2データの各々に対して、長さを可変に設定可能な第3データを付加する付加ステップを含む、
    通信方法。
  19. パラレルデータをシリアルデータに変換して出力するシリアライザ部と、前記シリアライザ部から出力されるシリアルデータをパラレルデータに変換して出力するデシリアライザ部とを有する通信装置に搭載されたコンピュータに、
    前記パラレルデータを前記シリアルデータに変換して出力する場合、前記パラレルデータ内の固有データを検出するのに用いられる第1データを前記固有データの前に付加し、前記固有データを検出するのに用いられる第2データを前記固有データの後に付加するとともに、前記第1データおよび前記第2データの各々に対して、長さを可変に設定可能な第3データを付加する付加ステップを実行させるためのプログラム。
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