JP2017005600A - Serial data receiver, serial data transmission system, and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シリアルデータ受信装置、シリアルデータ伝送システム、及び電子機器に関する。 The present invention relates to a serial data receiving device, a serial data transmission system, and an electronic device.
伝送速度の増大に対処するために、また、信号線の本数の増加を抑えるために、パラレルインターフェースのシリアルインターフェースへの置き換えが進んでいる(例えば、特許文献1を参照)。 In order to cope with an increase in transmission speed and to suppress an increase in the number of signal lines, a parallel interface is being replaced with a serial interface (see, for example, Patent Document 1).
シリアルインターフェースを備えた送信装置及び受信装置を含むシリアルデータ伝送システムでは、送信装置から受信装置にクロック信号を送信するために、データ信号を送信するための信号線を共用してもよい。この場合、受信装置は、受信したデータ信号からクロック信号を再生する。 In a serial data transmission system including a transmission device and a reception device having a serial interface, a signal line for transmitting a data signal may be shared in order to transmit a clock signal from the transmission device to the reception device. In this case, the receiving device regenerates the clock signal from the received data signal.
高速シリアル通信では、パラレル通信に比べ、伝送路上に発生するノイズの影響によって通信品質の低下が引き起こされやすい。このノイズの影響を回避するために、誤り訂正符号を付加したデータ信号を送信する送信装置と、その誤り訂正符号を用いて伝送路上で生じたデータ信号の誤りを訂正する受信装置とを含むデータ伝送システムが知られている(例えば、特許文献2を参照)。また、伝送路上の通信品質(伝送路品質)に応じて誤り訂正符号を変更し、よりノイズ耐性を高める技術が知られている。 In high-speed serial communication, compared to parallel communication, communication quality is likely to be degraded due to the influence of noise generated on the transmission path. In order to avoid the influence of this noise, data including a transmission device that transmits a data signal to which an error correction code is added, and a reception device that corrects an error in the data signal generated on the transmission path using the error correction code A transmission system is known (see, for example, Patent Document 2). In addition, a technique is known in which the error correction code is changed according to the communication quality (transmission path quality) on the transmission path, and the noise resistance is further improved.
特許文献2の発明は、FEC(フォーワード・エラー・コレクション)を用いて、通信網におけるデータエラーと遅延のいずれか、もしくは、両方を含むデータ受信状態に基づき通信速度制御を行い、データを送信する。特許文献2の発明は、データのエラーに関する情報を受信した場合に、データの通信速度の大小により、通信網におけるデータのエラーの発生パターンがバースト的であるかを判別し、その判別結果に基づいてFECのパラメータを算出する。このように、発生したエラーがバースト的であるかどうかを判別し、バーストエラーを除いたエラーに適した値にFECの冗長度を変更することにより、FECの冗長度が過度に大きくなってしまう弊害が防止される。また、通信速度制御機能より取得した通信速度に応じて最適なFECのパラメータを算出することで、通信速度制御機能と連携したFECパラメータの変更が可能になる。
The invention of
特許文献2の発明では、誤り訂正後の誤り率に基づいて、又は、誤り訂正前後の誤り連続サイズがしきい値以上であるかどうかに基づいて、バースト誤りが発生しているか否かを判断している。しかし、受信装置が、受信したデータ信号から再生したクロック信号に基づいて動作するディジタル回路を含む場合、以下のような問題がある。受信装置で受信されたデータ信号にバースト誤りが生じている場合、受信装置はデータ信号からクロック信号を再生することができない。この場合、受信装置のディジタル回路が動作しないので、誤り訂正を行ってバースト誤りを検出することができず、また、受信装置から送信装置に要求信号(誤り訂正符号を変更する信号など)を送ることもできなくなる。このため、送信装置及び受信装置が互いに通信できない状態が続き、一定時間が経過した後で通信をリセットしなければならない。
In the invention of
このため、受信装置においてバースト誤りの発生を確実に検出するための新規な方法が必要とされる。 For this reason, a new method for reliably detecting the occurrence of a burst error in the receiving apparatus is required.
本発明の目的は、バースト誤りの発生を確実に検出することができるシリアルデータ受信装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a serial data receiving apparatus capable of reliably detecting the occurrence of a burst error.
本発明の一態様に係るシリアルデータ受信装置によれば、
シリアルデータ送信装置からシリアルデータ信号を受信するシリアルデータ受信装置において、前記シリアルデータ受信装置は、
前記受信したシリアルデータ信号のレベルを検出するレベル検出回路と、
前記受信したシリアルデータ信号の誤りを検出する誤り検出回路と、
前記受信したシリアルデータ信号のレベル及び誤りに基づいて前記シリアルデータ受信装置の動作を制御する制御回路とを備え、
前記制御回路は、
前記誤り検出回路により前記受信したシリアルデータ信号の誤りを検出したとき、かつ、
前記受信したシリアルデータ信号の振幅が第1のしきい値よりも大きいとき、又は、前記受信したシリアルデータ信号の振幅が、前記第1のしきい値よりも小さい第2のしきい値よりも小さいとき、又は、前記受信したシリアルデータ信号の中心電圧が予め決められた電圧範囲の外にあるとき、
前記シリアルデータ信号の受信を停止することを特徴とする。
According to the serial data receiving device of one aspect of the present invention,
In a serial data receiving device that receives a serial data signal from a serial data transmitting device, the serial data receiving device includes:
A level detection circuit for detecting the level of the received serial data signal;
An error detection circuit for detecting an error in the received serial data signal;
A control circuit for controlling the operation of the serial data receiving device based on the level and error of the received serial data signal,
The control circuit includes:
When an error of the received serial data signal is detected by the error detection circuit; and
When the amplitude of the received serial data signal is larger than a first threshold value, or when the amplitude of the received serial data signal is smaller than a second threshold value smaller than the first threshold value When small, or when the center voltage of the received serial data signal is outside a predetermined voltage range,
The reception of the serial data signal is stopped.
本発明の態様に係るシリアルデータ受信装置によれば、バースト誤りの発生を確実に検出することができる。 According to the serial data receiving apparatus according to the aspect of the present invention, it is possible to reliably detect the occurrence of a burst error.
本発明の実施形態に係るシリアルデータ伝送システムの特徴について、以下の図面を用いて詳細に解説する。 Features of the serial data transmission system according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the following drawings.
第1の実施形態.
図1は、本発明の第1の実施形態に係るシリアルデータ伝送システム1の構成を示すブロック図である。シリアルデータ伝送システム1は、信号線31,32を介して互いに接続された送信装置10及び受信装置20を備える。送信装置10及び受信装置20はそれぞれ、シリアルバスである信号線31を介してシリアルデータ信号を伝送するシリアルデータ送信装置及びシリアルデータ受信装置である。送信装置10は、前段の回路からパラレルバスを介して入力された元のパラレルデータ信号をシリアルデータ信号に変換し、信号線31を介して受信装置20に送信する。受信装置20は、信号線31を介して送信装置10から受信したシリアルデータ信号を元のパラレルデータ信号に変換し、パラレルバスを介して後段の回路に出力する。
First embodiment.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a serial
信号線31は、例えば、PCI Expressなどの差動信号線路を含むハーネスである。信号線32は、受信装置20から送信装置10に制御信号を送るための任意の信号線を含むハーネスである。
The
送信装置10は、誤り訂正符号化回路11、8B10B符号化回路12、シリアライザ回路13、及び制御回路14を備える。
The
誤り訂正符号化回路11は、制御回路14の制御下で複数の誤り訂正符号のうちの1つを選択的に用いて、入力された元のパラレルデータ信号に対して誤り訂正符号を算出して付加する。誤り訂正符号化回路11は、例えば、異なる符号化率をそれぞれ有する複数の誤り訂正符号を使用可能である。誤り訂正符号化回路11の出力信号は、8ビットのパラレルデータ信号として8B10B符号化回路12に送られる。
The error
8B10B符号化回路12は、DC成分を抑制するために、誤り訂正符号化回路11から送られた信号の8ビットずつのシンボルを、8B10B符号化の予め決められた10ビットシンボルへ変換する。8B10B符号化回路12の出力信号は、10ビットのパラレルデータ信号としてシリアライザ回路13に送られる。
The
シリアライザ回路13は、8B10B符号化回路12から送られたパラレルデータ信号をシリアルデータ信号に変換し、信号線31を介して受信装置20に送信する。
The
送信装置10の制御回路14は、受信装置20から送られた制御信号に応じて送信装置10の動作を制御する。特に、制御回路14は、誤り訂正符号化回路11で使用する誤り訂正符号を設定し、受信装置20から送られた制御信号に応じて、誤り訂正符号化回路11で使用する誤り訂正符号を変更する。また、制御回路14は、受信装置20から送られた制御信号に応じて、送信装置10によるシリアルデータ信号の送信を停止する。
The
受信装置20は、デシリアライザ回路21、誤り検出回路22、10B8B復号化回路23、誤り訂正復号化回路24、レジスタ25、及び制御回路26を備える。
The receiving
デシリアライザ回路21は、信号線31を介して送信装置10から受信したシリアルデータ信号をパラレルデータ信号に変換する。デシリアライザ回路21の出力信号は、10ビットのパラレルデータ信号として誤り検出回路22及び10B8B復号化回路23に送られる。また、デシリアライザ回路21は、受信したシリアルデータ信号のレベルを検出するレベル検出回路としても動作する。デシリアライザ回路21は、検出したレベルを、レジスタ25に予め設定された電圧しきい値と比較し、受信したシリアルデータ信号のレベルが正常であるか、それとも異常であるかを判断する。電圧しきい値については、図4〜図7を参照して後述する。デシリアライザ回路21は、比較結果(受信したシリアルデータ信号のレベルが正常であるか、それとも異常であるか)を示す信号を制御回路26に送る。さらに、デシリアライザ回路21はクロック再生回路を備え、受信したシリアルデータ信号から受信装置20の内部動作のためのクロック信号を再生する。
The
誤り検出回路22は、デシリアライザ回路21から送られた信号の10ビットずつのシンボルを、8B10B符号化の予め決められた10ビットシンボルと比較することにより、受信したシリアルデータ信号の誤りを検出する。誤り検出回路22は、受信したシリアルデータ信号における誤りの有無を示す信号を制御回路26に送る。
The
10B8B復号化回路23は、デシリアライザ回路21から送られた信号の10ビットずつのシンボルを、8B10B符号化の予め決められた8ビットシンボルへ変換する。10B8B復号化回路23の出力信号は、8ビットのパラレルデータ信号として誤り訂正復号化回路24に送られる。
The
誤り訂正復号化回路24は、制御回路26の制御下で複数の誤り訂正符号のうちの1つを選択的に使用する。誤り訂正復号化回路24は、送信装置10の誤り訂正符号化回路11によって付加された誤り訂正符号を用いて、10B8B復号化回路23から送られたデータ信号の誤りを訂正する。誤り訂正復号化回路24は、元のパラレルデータ信号を出力する。
The error
受信装置20の制御回路26は、デシリアライザ回路21によって検出されたシリアルデータ信号のレベルと、誤り検出回路22によって検出されたシリアルデータ信号の誤りとに基づいて、受信装置20の動作を制御する。制御回路26は、シリアルデータ信号の誤りを検出したとき、シリアルデータ信号のレベルに基づいて、ランダム誤りが発生しているのか、それともバースト誤りが発生しているのかを判断する。制御回路26は、ランダム誤り又はバースト誤りの判断結果に基づいて、誤り訂正符号化回路11で使用する誤り訂正符号を変更させる制御信号、又は、送信装置10によるシリアルデータ信号の送信を停止させる制御信号を、送信装置10に送る。シリアルデータ信号の送信を停止させる制御信号を送信装置10に送ったとき、受信装置20の制御回路26は、さらに、誤り検出回路22による誤りの検出を停止させ、通信時にカウントした誤り検出の回数をリセットする。
The
送信装置10の制御回路14は、例えば、シリアルデータ信号の送信の停止を指示する制御信号を受信してから予め決められた時間が経過したとき、シリアルデータ信号の送信を再開する。受信装置20において、シリアルデータ信号の伝送を停止する前に誤り検出回路22により検出された誤りの情報がシリアルデータ信号の伝送の再開後に残っていると、伝送路品質を正確に判断できなくなる。本実施形態では、シリアルデータ信号の送信を停止させる制御信号を送信装置10に送ったとき、通信時にカウントした誤り検出の回数をリセットすることにより、この問題を回避している。
For example, the
次に、図2及び図3を参照して、信号線31を介してシリアルデータ信号を伝送する際に発生するランダム誤り及びバースト誤りについて説明する。
Next, with reference to FIGS. 2 and 3, a random error and a burst error that occur when a serial data signal is transmitted via the
図2は、図1の信号線31におけるランダムノイズによって発生するランダム誤りを説明する図である。図2の上部に、送信装置10から送信されたシリアルデータ信号を示し、図2の下部に、信号線31を介して伝送されて受信装置20で受信されたシリアルデータ信号を示す。図2は、信号線31上のランダムノイズの影響により、受信装置20で受信されたシリアルデータ信号においてビット誤りが発生している状態を示す。この状態では、伝送されるシリアルデータ信号に対して、ランダムノイズが外乱要因として影響し、受信装置20は、シリアルデータ信号の一部のビット「0」及び「1」が反転してビット「1」及び「0」にそれぞれ変化したものを受信している。このようなランダム誤りの場合には、誤り訂正符号の冗長性を高めることによって、受信装置20で誤りを訂正することができる。従って、誤り訂正符号の変更を指示する制御信号を受信装置20から送信装置10に送ることが有効である。
FIG. 2 is a diagram for explaining a random error caused by random noise in the
図3は、図1の信号線31におけるバーストノイズによって発生するバースト誤りを説明する図である。図3の上部に、送信装置10から送信されたシリアルデータ信号を示し、図3の下部に、信号線31を介して伝送されて受信装置20で受信されたシリアルデータ信号を示す。図3は、信号線31上のバーストノイズの影響により、受信装置20で受信されたシリアルデータ信号においてバースト誤りが発生している状態を示す。この状態では、伝送されるシリアルデータ信号に対して、バーストノイズが外乱要因として影響し、受信装置20は、ビット列「010101110…00101011」が「011111111…11111111」に変化したものを受信している。このようなバースト誤りは、ESD(electrostatic discharge)のような突発的なバーストノイズによって引き起こされる場合があり、また、誤りが発生しやすい伝送路品質を有する環境で生じる場合もある。突発的なバーストノイズによってバースト誤りが引き起こされている場合には、受信したシリアルデータ信号のレベルの異常を伴う。異常ノイズのレベルによっては、受信装置20でクロック信号を再生することができなくなる。
FIG. 3 is a diagram for explaining a burst error caused by burst noise in the
次に、図4〜図7を参照して、デシリアライザ回路21が受信したシリアルデータ信号のレベルが正常であるか、それとも異常であるかを判断する動作について説明する。
Next, an operation for determining whether the level of the serial data signal received by the
図4は、図1の受信装置20によって受信される正常なシリアルデータ信号を示す波形図である。図4の波形は、シリアルデータ信号の中心電圧に対して、予め決められたしきい値Th1(図5)以下であり、かつ、予め決められたしきい値Th2(図6)以上である振幅Va1を有する。
FIG. 4 is a waveform diagram showing a normal serial data signal received by the receiving
これに対して、図5〜図7は、異常なレベルを有するシリアルデータ信号の波形を示す。これらのシリアルデータ信号が一定期間にわたって入力されると、受信装置20は正常なクロック信号を再生できなくなる。
On the other hand, FIGS. 5 to 7 show waveforms of serial data signals having abnormal levels. When these serial data signals are input for a certain period, the receiving
図5は、図1の受信装置20によって受信される異常に大きな振幅を有するシリアルデータ信号を示す波形図である。図5の波形は、シリアルデータ信号の中心電圧に対して、予め決められたしきい値Th1より大きな振幅Va2を有する。デシリアライザ回路21は、しきい値Th1より大きな振幅を有するシリアルデータ信号を一定期間にわたって継続して受信した場合、受信したシリアルデータ信号のレベルが異常であることを示す信号を制御回路26に送る。
FIG. 5 is a waveform diagram showing a serial data signal having an abnormally large amplitude received by the receiving
図6は、図1の受信装置20によって受信される異常に小さな振幅を有するシリアルデータ信号を示す波形図である。図6の波形は、シリアルデータ信号の中心電圧に対して、しきい値Th1より小さい予め決められたしきい値Th2より小さな振幅Va3を有する。デシリアライザ回路21は、しきい値Th2より小さな振幅を有するシリアルデータ信号を一定期間にわたって継続して受信した場合、受信したシリアルデータ信号のレベルが異常であることを示す信号を制御回路26に送る。この場合、シリアルデータ信号は実質的に直流であるとみなされる。
FIG. 6 is a waveform diagram showing a serial data signal having an abnormally small amplitude received by the receiving
図7は、図1の受信装置20によって受信される異常に大きな中心電圧を有するシリアルデータ信号を示す波形図である。シリアルデータ信号を正常に受信するためには、シリアルデータ信号の中心電圧は、予め決められた上限のしきい値(例えば1.0V)及び予め決められた下限のしきい値(例えば0.2V)の間の電圧範囲内になければならない。図6の波形は、上限のしきい値(例えば1.0V)より大きなシリアルデータ信号の中心電圧を有し、振幅Va4を有する。デシリアライザ回路21は、上限のしきい値及び下限のしきい値の間の電圧範囲の外に中心電圧を有するシリアルデータ信号を一定期間にわたって継続して受信した場合、受信したシリアルデータ信号のレベルが異常であることを示す信号を制御回路26に送る。
FIG. 7 is a waveform diagram showing a serial data signal having an abnormally large center voltage received by the receiving
受信装置20のレジスタ25は、シリアルデータ信号の振幅のしきい値Th1及びTh2と、電圧範囲の上限及び下限のしきい値とを予め格納する。
The
次に、図8を参照して、図1のシリアルデータ伝送システムの動作について説明する。 Next, the operation of the serial data transmission system of FIG. 1 will be described with reference to FIG.
図8は、図1の受信装置20の制御回路26によって実行されるデータ受信処理を示すフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart showing data reception processing executed by the
ステップS1において、制御回路26は、受信装置20によるシリアルデータ信号の受信を開始する。受信装置20は、シリアルデータ信号の受信開始後から、誤り検出回路22において、受信したシリアルデータ信号の誤りを検出する。ステップS2において、制御回路26は、誤り検出回路22により誤りを検出したか否かを判断し、YESのときはステップS4に進み、NOのときはステップS3に進む。ステップS3において、制御回路26は、シリアルデータ信号の受信を継続する。誤り検出回路22により誤りが検出されない場合は、伝送路品質が良好であり、現在設定されている誤り訂正符号を用いた通信を継続する。
In step S <b> 1, the
誤り検出回路22により誤りが検出された場合は、伝送路品質を判断するためのステップS4〜S6に進む。ここで、伝送路品質として、シリアルデータ信号のレベルが異常に大きな振幅又は異常に小さな振幅を有しているかを判断し、さらに、シリアルデータ信号の中心電圧が予め決められた電圧範囲の外にあるかを判断する。ステップS4において、制御回路26は、受信したシリアルデータ信号の振幅は第1のしきい値Th1よりも大きいか否かを判断し、YESのときはステップS8に進み、NOのときはステップS5に進む。ステップS5において、制御回路26は、受信したシリアルデータ信号の振幅は第2のしきい値Th2よりも小さいか否かを判断し、YESのときはステップS8に進み、NOのときはステップS6に進む。ステップS6において、制御回路26は、受信したシリアルデータ信号の中心電圧は予め決められた電圧範囲の外にあるか否かを判断し、YESのときはステップS8に進み、NOのときはステップS7に進む。
If an error is detected by the
ステップS4〜S6がすべてNOであるとき、信号線31上でランダムノイズなどの軽微な外乱要因によってランダム誤りが引き起こされていると考えられる。従って、よりノイズに強いデータ伝送を行うために誤り訂正符号を変更する。ステップS7において、制御回路26は、誤り訂正符号の変更を指示する制御信号を送信装置10に送り、ステップS3に進む。制御回路26は、誤り訂正符号の変更を指示する制御信号を誤り訂正復号化回路24にも送る。
When Steps S4 to S6 are all NO, it is considered that a random error is caused on the
ステップS4〜S6のいずれかがYESであるとき、信号線31上でESDのような突発的なバーストノイズによってバースト誤りが引き起こされていると考えられる。従って、受信装置20の制御回路26は、誤り訂正符号の変更を送信装置10に指示せず、シリアルデータ信号の伝送停止を送信装置10に指示する。ステップS8において、制御回路26は、誤り検出回路22による誤り検出を停止する。ステップS9において、制御回路26は、シリアルデータ信号の伝送停止を指示する制御信号を送信装置10に送る。また、このとき、制御回路26は、誤り検出回路22による誤りの検出を停止させ、通信時にカウントした誤り検出の回数をリセットする。
When any of steps S4 to S6 is YES, it is considered that a burst error is caused by sudden burst noise such as ESD on the
従って、受信装置20の制御回路26は、以下のように動作する。
Accordingly, the
受信装置20の制御回路26は、受信したシリアルデータ信号の誤りを誤り検出回路22により検出したとき、かつ、受信したシリアルデータ信号の振幅が第1のしきい値Th1よりも大きいとき、又は、受信したシリアルデータ信号の振幅が、第2のしきい値Th2よりも小さいとき、又は、受信したシリアルデータ信号の中心電圧が予め決められた電圧範囲の外にあるとき、シリアルデータ信号の受信を停止する。
The
受信装置20の制御回路26は、受信したシリアルデータ信号の誤りを誤り検出回路22により検出したとき、かつ、受信したシリアルデータ信号の振幅が第1のしきい値Th1よりも大きいとき、又は、受信したシリアルデータ信号の振幅が第2のしきい値Th2よりも小さいとき、又は、受信したシリアルデータ信号の中心電圧が予め決められた電圧範囲の外にあるとき、シリアルデータ信号の送信の停止を指示する制御信号を送信装置10に送る。
The
受信装置20の制御回路26は、受信したシリアルデータ信号の誤りを誤り検出回路22により検出したとき、かつ、受信したシリアルデータ信号の振幅が第1のしきい値Th1以下であるとき、かつ、受信したシリアルデータ信号の振幅が第2のしきい値Th2以上であるとき、かつ、受信したシリアルデータ信号の中心電圧が予め決められた電圧範囲内にあるとき、誤り訂正符号の変更を指示する制御信号を送信装置10に送る。
The
送信装置10の制御回路14は、シリアルデータ信号の送信の停止を指示する制御信号を受信装置20から受信したとき、送信装置10によるシリアルデータ信号の送信を停止する。制御回路14は、誤り訂正符号の変更を指示する制御信号を受信装置20から受信したとき、誤り訂正符号化回路11で使用する誤り訂正符号を変更する。
The
送信装置10の制御回路14は、例えば、シリアルデータ信号の送信の停止を指示する制御信号を受信してから予め決められた時間が経過したとき、シリアルデータ信号の送信を再開する。このとき、制御回路14は、シリアルデータ信号の送信を停止する直前に使用していた誤り訂正符号を、再度、誤り訂正符号化回路11に設定してもよい。
For example, the
このように、受信装置20の制御回路26は、誤り検出回路22が誤りを検出したとき、受信したシリアルデータ信号のレベルに基づいて、この誤りがランダムノイズに起因するものか、突発的なバーストノイズに起因するものかを判定する。突発的なバーストノイズに起因する誤りである場合、受信したシリアルデータ信号のレベルが異常であると判断し、誤り訂正符号を変更することなくデータ伝送は停止される。
As described above, when the
図1のシリアルデータ伝送システム1によれば、バースト誤りの発生を確実に検出することができる。従って、突発的なバーストノイズに起因したバースト誤りの影響を回避することができる。
According to the serial
第2の実施形態.
図9は、本発明の第2の実施形態に係るシリアルデータ伝送システム1Aの構成を示すブロック図である。シリアルデータ伝送システム1Aは、信号線31を介して互いに接続された送信装置10A及び受信装置20Aと、外部制御回路41とを備える。送信装置10Aは、図1の送信装置10の各構成要素に加えて、信号線31に接続された差動レシーバ回路15を備える。受信装置20Aは、図1の受信装置20の各構成要素に加えて、信号線31に接続された差動ドライバ回路27を備える。外部制御回路41は、タイミング信号fsync及びIgateを生成して送信装置10A及び受信装置20Aに送る。
Second embodiment.
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a serial
受信装置20Aは、共通の信号線31を介して、送信装置10Aからシリアルデータ信号を受信し、送信装置10Aに制御信号を送信する。受信装置20Aの制御回路26は、差動ドライバ回路27、信号線31、及び差動レシーバ回路15を介して、送信装置10Aの制御回路14に制御信号を送る。
The receiving
図10は、図9のシリアルデータ伝送システム1Aにおけるシリアルデータ信号及び制御信号の伝送を示すタイミングチャートである。図10は、例えば、1フレーム分の画像データを送信装置10Aから受信装置20Aに送信する場合を示す。タイミング信号fsyncは各フレームの開始を示す。タイミング信号Igate(ゲート信号)は、送信装置10Aから受信装置20Aにシリアルデータ信号を伝送可能である有効期間を示す。各フレームにおいて、シリアルデータ信号を送信後に次のフレームが開始するまでの期間中には、信号線31上でシリアルデータ信号は伝送されない。従って、この期間が、受信装置20Aから送信装置10Aに制御信号を伝送可能な有効期間になる。
FIG. 10 is a timing chart showing transmission of serial data signals and control signals in the serial
図9のシリアルデータ伝送システム1Aによれば、信号線31を共用しているので、受信装置20Aから送信装置10Aに制御信号を伝送するために余分な信号線を必要としない。図1のシリアルデータ伝送システム1よりも信号線の本数を削減することができるので、システムの設計上の自由度を向上させることができる。
According to the serial
第3の実施形態.
図11は、本発明の第3の実施形態に係るシリアルデータ伝送システム1Bの構成を示すブロック図である。シリアルデータ伝送システム1Bは、信号線31を介して互いに接続された送信装置10B及び受信装置20Bと、外部のCPU42(プロセッサ)とを備える。送信装置10Bは、図1の制御回路14に代えて、CPU42と通信する制御回路14Bを備える。受信装置20Bは、図1の制御回路26に代えて、CPU42と通信する制御回路26Bを備える。
Third embodiment.
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a serial data transmission system 1B according to the third embodiment of the present invention. The serial data transmission system 1B includes a transmission device 10B and a
受信装置20Bは、外部のCPU42を介して、送信装置10Bに制御信号を送信する。受信装置20Bの制御回路26Bは、シリアルデータ信号の送信の停止又は誤り訂正符号の変更を送信装置10Bの制御回路14Bに指示するとき、CPU42に割り込み信号を送る。CPU42は、その割り込み信号から受信装置20Bの状態を識別し、送信装置10Bの制御回路14Bに制御信号を送る。送信装置10Bの制御回路14Bは、CPU42から送られた制御信号に応じて送信装置10Bの動作(シリアルデータ信号の送信の停止及び再開、又は誤り訂正符号の変更)を制御する。
The receiving
図11のシリアルデータ伝送システム1Bによれば、CPU42が制御信号を管理することで、例えば、信号線31上でバーストノイズが発生したことを認識することができる。
According to the serial data transmission system 1B of FIG. 11, the
第4の実施形態.
図12は、本発明の第4の実施形態に係るシリアルデータ伝送システム1Cの構成を示すブロック図である。シリアルデータ伝送システム1Cは、信号線31,32を介して互いに接続された送信装置10C及び受信装置20Cを備える。送信装置10Cは、図1の送信装置10の各構成要素に加えて、誤り訂正符号化回路11及び8B10B符号化回路12の間に設けられたインターリーバ回路16を備える。インターリーバ回路16は、内部にメモリ16mを備える。受信装置20Cは、図1の受信装置20の各構成要素に加えて、10B8B復号化回路23及び誤り訂正復号化回路24の間に設けられたデインターリーバ回路28を備える。デインターリーバ回路28は、内部にメモリ28mを備える。
Fourth embodiment.
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a serial data transmission system 1C according to the fourth embodiment of the present invention. The serial data transmission system 1C includes a transmission device 10C and a
インターリーバ回路16は、データ信号に誤り訂正符号を付加した後に、データ信号をメモリ16m上でインターリービングし、8B10B符号化回路12に送る。送信装置10は、インターリービングされたシリアルデータ信号を受信装置20に送信する。デインターリーバ回路28は、受信したシリアルデータ信号を、10B8B復号化の後にメモリ28m上でデインターリービングし、誤り訂正復号化回路24に送る。
After adding an error correction code to the data signal, the
図13は、図12のシリアルデータ伝送システム1Cにおけるデータ信号のインターリービング及びデインターリービングを示す図である。インターリービングでは、送信装置10Cが入力された元のパラレルデータ信号をシリアルデータ信号に変換する際に、シンボルの順序を変更する。受信装置20Cは、シリアルデータ信号を受信した後、シンボルの元の順序を復元する。これにより、信号線31上でバースト誤りが発生していたとしても、受信装置20Cでシンボルの元の順序を復元した後には誤りが拡散されるので、誤り訂正符号化により誤りを訂正することができる。一般に、誤り訂正符号を用いた誤り訂正は、ランダム誤りには有効であるが、バースト誤りを訂正することはできない。図12のシリアルデータ伝送システム1Cでは、データ信号のインターリービングを行うことにより、受信したシリアルデータ信号のレベルが異常であると判断されない程度のバースト誤りを訂正することができ、ノイズ耐性を向上することが可能となる。
FIG. 13 is a diagram showing data signal interleaving and deinterleaving in the serial data transmission system 1C of FIG. In interleaving, the order of symbols is changed when the original parallel data signal input by the transmitting apparatus 10C is converted into a serial data signal. The receiving
図12のシリアルデータ伝送システム1Cによれば、インターリービングを行うことによって、軽微なランダム誤りだけでなく軽微なバースト誤りを訂正することができ、ノイズ耐性を向上することができる。 According to the serial data transmission system 1C of FIG. 12, by performing interleaving, not only a minor random error but also a minor burst error can be corrected, and noise resistance can be improved.
第5の実施形態.
図14は、本発明の第5の実施形態に係るシリアルデータ伝送システム1Dの構成を示すブロック図である。シリアルデータ伝送システム1Dは、信号線31,32を介して互いに接続された送信装置10及び受信装置20と、外部のCPU42とを備える。受信装置20のレジスタに設定される電圧しきい値(しきい値Th1、しきい値Th2、及び電圧範囲)は可変であってもよい。CPU42によって電圧しきい値をレジスタ25に設定することで、任意の電圧しきい値を使用することができる。図14のシリアルデータ伝送システム1Dによれば、受信したシリアルデータ信号のレベルの異常を、伝送路品質に応じて任意の精度で検出することが可能となる。
Fifth embodiment.
FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of a serial data transmission system 1D according to the fifth embodiment of the present invention. The serial data transmission system 1D includes a
第6の実施形態.
図15は、本発明の第6の実施形態に係るシリアルデータ伝送システム1Eの構成を示すブロック図である。シリアルデータ伝送システム1Eは、信号線31,32を介して互いに接続された送信装置10及び受信装置20Eを備える。受信装置20Eは、図1の制御回路26に代えて、レジスタ25に設定する電圧しきい値(しきい値Th1、しきい値Th2、及び電圧範囲)を決定する制御回路26Eを備える。
Sixth embodiment.
FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of a serial data transmission system 1E according to the sixth embodiment of the present invention. The serial data transmission system 1E includes a
デシリアライザ回路21は、受信したシリアルデータ信号のレベルが異常であると判断した頻度を決定し、この頻度を示す信号を制御回路26Eに送る。誤り検出回路22は、受信したシリアルデータ信号の誤りを検出した頻度を決定し、この頻度を示す信号を制御回路26Eに送る。制御回路26Eは、デシリアライザ回路21によってシリアルデータ信号のレベルが異常であると判断した頻度が第1の頻度しきい値を超えたとき、誤り検出回路22によってシリアルデータ信号の誤りを検出した頻度を第2の頻度しきい値と比較する。このとき、誤り検出回路22によってシリアルデータ信号の誤りを検出した頻度が第2の頻度しきい値を超えていない場合、レジスタ25に設定する電圧しきい値が低すぎる可能性があるので、制御回路26Eは電圧しきい値を増大させる。一方、誤り検出回路22によってシリアルデータ信号の誤りを検出した頻度が第2の頻度しきい値を超えている場合、受信したシリアルデータ信号のレベルの異常の検出に失敗している可能性があるので、制御回路26Eは電圧しきい値を減少させる。制御回路26Eは、変更された電圧しきい値をレジスタ25に設定する。
The
このように、受信装置20Eの制御回路26Eは、受信したシリアルデータ信号の誤りを誤り検出回路22により検出した頻度と、受信したシリアルデータ信号の振幅が第1のしきい値Th1よりも大きくなるか、受信したシリアルデータ信号の振幅が第2のしきい値Th2よりも小さくなるか、受信したシリアルデータ信号の中心電圧が電圧範囲の外になった頻度とに基づいて、第1のしきい値Th1、第2のしきい値Th2、及び電圧範囲を決定する。
As described above, the
図15のシリアルデータ伝送システム1Eによれば、通常通信時の情報(シリアルデータ信号のレベルが異常であると判断した頻度、及び、シリアルデータ信号の誤りを検出した頻度)に基づいて、最適な電圧しきい値を自動的に設定することができる。従って、ノイズによりシリアルデータ信号のレベルの異常が多少検出されても、実際にはデータ伝送を行うことができ、シリアルデータ信号の伝送を過度に停止しないようにすることができる。 According to the serial data transmission system 1E of FIG. 15, the optimum information based on information during normal communication (the frequency at which the level of the serial data signal is determined to be abnormal and the frequency at which an error in the serial data signal is detected) is optimal. The voltage threshold can be set automatically. Therefore, even if an abnormality in the level of the serial data signal is detected due to noise, data transmission can actually be performed and transmission of the serial data signal can be prevented from being excessively stopped.
本発明の第1〜第6の実施形態に係るシリアルデータ伝送システムを備える任意の電子機器、例えば、コンピュータ、通信装置(携帯電話機、携帯型情報端末など)、画像処理装置(プロジェクタ、テレビジョン会議システムなど)、などを提供してもよい。 Arbitrary electronic equipment provided with the serial data transmission system according to the first to sixth embodiments of the present invention, for example, a computer, a communication device (mobile phone, portable information terminal, etc.), an image processing device (projector, video conference) System, etc.) may be provided.
本発明の態様に係るシリアルデータ受信装置、シリアルデータ伝送システム、及び電子機器は、以下の構成を備えたことを特徴とする。 A serial data receiving device, a serial data transmission system, and an electronic device according to an aspect of the present invention are characterized by having the following configuration.
本発明の第1の態様に係るシリアルデータ受信装置は、
シリアルデータ送信装置からシリアルデータ信号を受信するシリアルデータ受信装置において、前記シリアルデータ受信装置は、
前記受信したシリアルデータ信号のレベルを検出するレベル検出回路と、
前記受信したシリアルデータ信号の誤りを検出する誤り検出回路と、
前記受信したシリアルデータ信号のレベル及び誤りに基づいて前記シリアルデータ受信装置の動作を制御する制御回路とを備え、
前記制御回路は、
前記誤り検出回路により前記受信したシリアルデータ信号の誤りを検出したとき、かつ、
前記受信したシリアルデータ信号の振幅が第1のしきい値よりも大きいとき、又は、前記受信したシリアルデータ信号の振幅が、前記第1のしきい値よりも小さい第2のしきい値よりも小さいとき、又は、前記受信したシリアルデータ信号の中心電圧が予め決められた電圧範囲の外にあるとき、
前記シリアルデータ信号の受信を停止することを特徴とする。
The serial data receiving apparatus according to the first aspect of the present invention is:
In a serial data receiving device that receives a serial data signal from a serial data transmitting device, the serial data receiving device includes:
A level detection circuit for detecting the level of the received serial data signal;
An error detection circuit for detecting an error in the received serial data signal;
A control circuit for controlling the operation of the serial data receiving device based on the level and error of the received serial data signal,
The control circuit includes:
When an error of the received serial data signal is detected by the error detection circuit; and
When the amplitude of the received serial data signal is larger than a first threshold value, or when the amplitude of the received serial data signal is smaller than a second threshold value smaller than the first threshold value When small, or when the center voltage of the received serial data signal is outside a predetermined voltage range,
The reception of the serial data signal is stopped.
本発明の第2の態様に係るシリアルデータ受信装置は、第1の態様に係るシリアルデータ受信装置において、
前記制御回路は、
前記誤り検出回路により前記受信したシリアルデータ信号の誤りを検出したとき、かつ、
前記受信したシリアルデータ信号の振幅が前記第1のしきい値よりも大きいとき、又は、前記受信したシリアルデータ信号の振幅が前記第2のしきい値よりも小さいとき、又は、前記受信したシリアルデータ信号の中心電圧が前記電圧範囲の外にあるとき、
前記シリアルデータ信号の送信の停止を指示する第1の制御信号を前記シリアルデータ送信装置に送ることを特徴とする。
The serial data receiving device according to the second aspect of the present invention is the serial data receiving device according to the first aspect,
The control circuit includes:
When an error of the received serial data signal is detected by the error detection circuit; and
When the amplitude of the received serial data signal is greater than the first threshold, or when the amplitude of the received serial data signal is smaller than the second threshold, or the received serial When the center voltage of the data signal is outside the voltage range,
A first control signal for instructing to stop transmission of the serial data signal is sent to the serial data transmitting device.
本発明の第3の態様に係るシリアルデータ受信装置は、第1又は第2の態様に係るシリアルデータ受信装置において、
前記シリアルデータ送信装置は、複数の誤り訂正符号のうちの1つを選択的に用いて符号化されたシリアルデータ信号を前記シリアルデータ受信装置に送信し、
前記制御回路は、
前記誤り検出回路により前記受信したシリアルデータ信号の誤りを検出したとき、かつ、
前記受信したシリアルデータ信号の振幅が前記第1のしきい値以下であるとき、かつ、前記受信したシリアルデータ信号の振幅が前記第2のしきい値以上であるとき、かつ、前記受信したシリアルデータ信号の中心電圧が前記電圧範囲内にあるとき、
前記誤り訂正符号の変更を指示する第2の制御信号を前記シリアルデータ送信装置に送ることを特徴とする。
The serial data receiving device according to the third aspect of the present invention is the serial data receiving device according to the first or second aspect,
The serial data transmission device transmits a serial data signal encoded by selectively using one of a plurality of error correction codes to the serial data reception device;
The control circuit includes:
When an error of the received serial data signal is detected by the error detection circuit; and
When the received serial data signal has an amplitude less than or equal to the first threshold and when the received serial data signal has an amplitude greater than or equal to the second threshold and the received serial data When the center voltage of the data signal is within the voltage range,
A second control signal for instructing the change of the error correction code is sent to the serial data transmitting device.
本発明の第4の態様に係るシリアルデータ受信装置は、第3の態様に係るシリアルデータ受信装置において、
前記シリアルデータ受信装置は、共通の信号線を介して、前記シリアルデータ送信装置から前記シリアルデータ信号を受信し、前記シリアルデータ送信装置に前記第1及び第2の制御信号を送信することを特徴とする。
A serial data receiving device according to a fourth aspect of the present invention is the serial data receiving device according to the third aspect,
The serial data receiving device receives the serial data signal from the serial data transmitting device via a common signal line, and transmits the first and second control signals to the serial data transmitting device. And
本発明の第5の態様に係るシリアルデータ受信装置は、第3の態様に係るシリアルデータ受信装置において、
前記シリアルデータ受信装置は、外部のプロセッサを介して、前記シリアルデータ送信装置に前記第1及び第2の制御信号を送信することを特徴とする。
A serial data receiving device according to a fifth aspect of the present invention is the serial data receiving device according to the third aspect,
The serial data receiving device transmits the first and second control signals to the serial data transmitting device via an external processor.
本発明の第6の態様に係るシリアルデータ受信装置は、第1〜第5のうちの1つの態様に係るシリアルデータ受信装置において、
前記シリアルデータ送信装置は、インターリービングされたシリアルデータ信号を前記シリアルデータ受信装置に送信し、
前記シリアルデータ受信装置は、前記受信したシリアルデータ信号をデインターリービングするデインターリーバ回路をさらに備えることを特徴とする。
A serial data receiving device according to a sixth aspect of the present invention is the serial data receiving device according to one of the first to fifth aspects,
The serial data transmitting device transmits an interleaved serial data signal to the serial data receiving device;
The serial data receiving apparatus further includes a deinterleaver circuit that deinterleaves the received serial data signal.
本発明の第7の態様に係るシリアルデータ受信装置は、第1〜第6のうちの1つの態様に係るシリアルデータ受信装置において、
前記第1のしきい値、前記第2のしきい値、及び前記電圧範囲は可変であることを特徴とする。
A serial data receiving device according to a seventh aspect of the present invention is the serial data receiving device according to one of the first to sixth aspects,
The first threshold value, the second threshold value, and the voltage range are variable.
本発明の第8の態様に係るシリアルデータ受信装置は、第7の態様に係るシリアルデータ受信装置において、
前記制御回路は、
前記誤り検出回路により前記受信したシリアルデータ信号の誤りを検出した頻度と、
前記受信したシリアルデータ信号の振幅が前記第1のしきい値よりも大きくなるか、前記受信したシリアルデータ信号の振幅が前記第2のしきい値よりも小さくなるか、前記受信したシリアルデータ信号の中心電圧が前記電圧範囲の外になった頻度とに基づいて、
前記第1のしきい値、前記第2のしきい値、及び前記電圧範囲を決定することを特徴とする。
A serial data receiving device according to an eighth aspect of the present invention is the serial data receiving device according to the seventh aspect,
The control circuit includes:
The frequency of detecting errors in the received serial data signal by the error detection circuit;
Whether the amplitude of the received serial data signal is greater than the first threshold value, whether the amplitude of the received serial data signal is smaller than the second threshold value, or the received serial data signal On the basis of the frequency at which the center voltage is outside the voltage range,
The first threshold value, the second threshold value, and the voltage range are determined.
本発明の第9の態様に係るシリアルデータ伝送システムは、信号線を介して互いに接続された、前記シリアルデータ送信装置と、第1〜第8のうちの1つの態様に係るシリアルデータ受信装置とを備えることを特徴とする。 A serial data transmission system according to a ninth aspect of the present invention includes the serial data transmission device and the serial data reception device according to one of the first to eighth aspects, which are connected to each other via a signal line. It is characterized by providing.
本発明の第10の態様に係る電子機器は、第9の態様に係るシリアルデータ伝送システムを備えることを特徴とする。 An electronic apparatus according to a tenth aspect of the present invention includes the serial data transmission system according to the ninth aspect.
1,1A〜1E…シリアルデータ伝送システム、
10,10A〜10C…送信装置、
11…誤り訂正符号化回路、
12…8B10B符号化回路、
13…シリアライザ回路、
14,14B…制御回路、
15…差動レシーバ回路、
16…インターリーバ回路、
16m…メモリ、
20,20A〜20C,20E…受信装置、
21…デシリアライザ回路、
22…誤り検出回路、
23…10B8B復号化回路、
24…誤り訂正復号化回路、
25…レジスタ、
26,26B,26E…制御回路、
27…差動ドライバ回路、
28…デインターリーバ回路、
28…メモリ、
31,32…信号線、
41…外部制御回路、
42…CPU。
1, 1A to 1E ... serial data transmission system,
10, 10A to 10C ... transmitting device,
11 ... error correction coding circuit,
12 ... 8B10B encoding circuit,
13 ... Serializer circuit,
14, 14B ... control circuit,
15 ... Differential receiver circuit,
16 ... Interleaver circuit,
16m ... memory,
20, 20A to 20C, 20E ... receiving device,
21 ... deserializer circuit,
22 ... error detection circuit,
23 ... 10B8B decoding circuit,
24. Error correction decoding circuit,
25 ... registers,
26, 26B, 26E ... control circuit,
27: Differential driver circuit,
28 ... deinterleaver circuit,
28 ... Memory,
31, 32 ... signal lines,
41. External control circuit,
42 ... CPU.
Claims (10)
前記受信したシリアルデータ信号のレベルを検出するレベル検出回路と、
前記受信したシリアルデータ信号の誤りを検出する誤り検出回路と、
前記受信したシリアルデータ信号のレベル及び誤りに基づいて前記シリアルデータ受信装置の動作を制御する制御回路とを備え、
前記制御回路は、
前記誤り検出回路により前記受信したシリアルデータ信号の誤りを検出したとき、かつ、
前記受信したシリアルデータ信号の振幅が第1のしきい値よりも大きいとき、又は、前記受信したシリアルデータ信号の振幅が、前記第1のしきい値よりも小さい第2のしきい値よりも小さいとき、又は、前記受信したシリアルデータ信号の中心電圧が予め決められた電圧範囲の外にあるとき、
前記シリアルデータ信号の受信を停止することを特徴とするシリアルデータ受信装置。 In a serial data receiving device that receives a serial data signal from a serial data transmitting device, the serial data receiving device includes:
A level detection circuit for detecting the level of the received serial data signal;
An error detection circuit for detecting an error in the received serial data signal;
A control circuit for controlling the operation of the serial data receiving device based on the level and error of the received serial data signal,
The control circuit includes:
When an error of the received serial data signal is detected by the error detection circuit; and
When the amplitude of the received serial data signal is larger than a first threshold value, or when the amplitude of the received serial data signal is smaller than a second threshold value smaller than the first threshold value When small, or when the center voltage of the received serial data signal is outside a predetermined voltage range,
A serial data receiving apparatus, wherein reception of the serial data signal is stopped.
前記誤り検出回路により前記受信したシリアルデータ信号の誤りを検出したとき、かつ、
前記受信したシリアルデータ信号の振幅が前記第1のしきい値よりも大きいとき、又は、前記受信したシリアルデータ信号の振幅が前記第2のしきい値よりも小さいとき、又は、前記受信したシリアルデータ信号の中心電圧が前記電圧範囲の外にあるとき、
前記シリアルデータ信号の送信の停止を指示する第1の制御信号を前記シリアルデータ送信装置に送ることを特徴とする請求項1記載のシリアルデータ受信装置。 The control circuit includes:
When an error of the received serial data signal is detected by the error detection circuit; and
When the amplitude of the received serial data signal is greater than the first threshold, or when the amplitude of the received serial data signal is smaller than the second threshold, or the received serial When the center voltage of the data signal is outside the voltage range,
2. The serial data receiving apparatus according to claim 1, wherein a first control signal instructing to stop transmission of the serial data signal is sent to the serial data transmitting apparatus.
前記制御回路は、
前記誤り検出回路により前記受信したシリアルデータ信号の誤りを検出したとき、かつ、
前記受信したシリアルデータ信号の振幅が前記第1のしきい値以下であるとき、かつ、前記受信したシリアルデータ信号の振幅が前記第2のしきい値以上であるとき、かつ、前記受信したシリアルデータ信号の中心電圧が前記電圧範囲内にあるとき、
前記誤り訂正符号の変更を指示する第2の制御信号を前記シリアルデータ送信装置に送ることを特徴とする請求項1又は2記載のシリアルデータ受信装置。 The serial data transmission device transmits a serial data signal encoded by selectively using one of a plurality of error correction codes to the serial data reception device;
The control circuit includes:
When an error of the received serial data signal is detected by the error detection circuit; and
When the received serial data signal has an amplitude less than or equal to the first threshold and when the received serial data signal has an amplitude greater than or equal to the second threshold and the received serial data When the center voltage of the data signal is within the voltage range,
3. The serial data receiving apparatus according to claim 1, wherein a second control signal instructing change of the error correction code is sent to the serial data transmitting apparatus.
前記シリアルデータ受信装置は、前記受信したシリアルデータ信号をデインターリービングするデインターリーバ回路をさらに備えることを特徴とする請求項1〜5のうちの1つに記載のシリアルデータ受信装置。 The serial data transmitting device transmits an interleaved serial data signal to the serial data receiving device;
The serial data receiving device according to claim 1, further comprising a deinterleaver circuit that deinterleaves the received serial data signal.
前記誤り検出回路により前記受信したシリアルデータ信号の誤りを検出した頻度と、
前記受信したシリアルデータ信号の振幅が前記第1のしきい値よりも大きくなるか、前記受信したシリアルデータ信号の振幅が前記第2のしきい値よりも小さくなるか、前記受信したシリアルデータ信号の中心電圧が前記電圧範囲の外になった頻度とに基づいて、
前記第1のしきい値、前記第2のしきい値、及び前記電圧範囲を決定することを特徴とする請求項7記載のシリアルデータ受信装置。 The control circuit includes:
The frequency of detecting errors in the received serial data signal by the error detection circuit;
Whether the amplitude of the received serial data signal is greater than the first threshold value, whether the amplitude of the received serial data signal is smaller than the second threshold value, or the received serial data signal On the basis of the frequency at which the center voltage is outside the voltage range,
8. The serial data receiving apparatus according to claim 7, wherein the first threshold value, the second threshold value, and the voltage range are determined.
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