JP3022816B2 - インタフェース回路 - Google Patents

インタフェース回路

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JP3022816B2
JP3022816B2 JP9204879A JP20487997A JP3022816B2 JP 3022816 B2 JP3022816 B2 JP 3022816B2 JP 9204879 A JP9204879 A JP 9204879A JP 20487997 A JP20487997 A JP 20487997A JP 3022816 B2 JP3022816 B2 JP 3022816B2
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陽一 小関
勲 七五三
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山形日本電気株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はデータの伝送を行う
インタフェース回路に係わり、特にクロック信号は伝送
せずデータのみを伝送し、かつ、データ伝送の所要があ
る場合のみに信号の送出を行う非同期のインタフェース
回路に関する。
【0002】
【従来の技術】この種のインタフェース回路について
は、例えば1994年6年6月発行の,NHK放送技術研
究所編、ディジタル放送技術事典の124〜125頁を
参照すると、送信側の持っている情報を、電気信号とし
て伝送路を経由して受信側に正確に伝達するために用い
られている。
【0003】この従来のインタフェース回路の信号伝送
においてはいくつかの伝送方式がある。その一例の伝送
方式の構成図を示した図8を参照すると、送信側81か
ら送信するデータとこのデータを取り込むためのクロッ
ク信号とをそれぞれ独立して受信側82に伝送を行な
い、受信側では伝送されたクロック信号によって、伝送
されたデータの取り込みを行う方法もある。「ディジタ
ル放送技術事典」所載の伝送方式の構成図を示した図9
(a)を参照すると、クロック信号に同期して伝送デー
タを伝送路に伝搬信号として送出する変換部91と、受
信側には受信した伝搬信号を受ける逆変換部92と、ク
ロック再生部93とから構成される。
【0004】すなわちこの方式では、送信側において、
伝送データを変換部91に入力し、この変換部91によ
って伝送符号化を行い、生成した伝送符号を伝搬信号と
して伝送路へ送出する。受信側では、受信した入力信号
に対して位相同期したクロック信号を生成するクロック
再生部93をもち、入力された伝搬信号は逆変換部92
とクロック再生部93とに入力される。クロック再生部
93の生成したクロック信号もまた逆変換部92に入力
され、このクロック信号によって逆変換部92は伝搬信
号を取り込み、取り込んだデータに逆変換を施して(ス
クランブル変換)伝送データを再生し受信データを得る
ものである。
【0005】このスクランブル変換における図9(a)
の変換部91および逆変換部92の一例を示した図9
(b)を参照すると、変換部91は、疑似ランダムパタ
ーン発生部91aと、この回路の出力信号および入力デ
ータ(伝搬信号)の論理をとる排他的論理和回路部(E
X−OR)92bとからなり、入力データの“0”ある
いは“1”の連続する期間を短くするようにデータを変
換し、出力するように動作する。
【0006】スクランブル変換においては、変換部9
1、逆変換部92は同一の回路で構成でき、入力データ
および擬似ランダムパターン発生部91aの出力の排他
的論理和を取り受信データの信号出力とする。擬似ラン
ダムパターン発生部91aは、クロック再生部93で再
生したクロック信号を入力し、このクロックに同期し
て、“0”,“1”が繰り返し出現する長い周期を持つ
パターンを出力する。
【0007】疑似ランダムパターン発生部91aは、N
段のシフトレジスタとEX−ORで構成され、出力に
“0”または“1”が最大でN個連続し、パターンの周
期は2N −1である。
【0008】さらに、本発明が改善の対象とするインタ
フェース回路の例が特開平7−14396号公報に記載
されている。同公報記載のインタフェース回路の構成を
示した図10(a)を参照すると、このインタフェース
回路は、伝送データを符号化して伝送路へ送出する変換
部101と、受信した伝搬信号を所定時間遅らせる遅延
素子部102と、この遅延素子部102の出力する遅延
された信号を、伝搬信号に同期して(ここでは伝搬信号
をクロック信号に用いている)として読み込み受信信号
として取り出すフリップフロップ103とからなる。
【0009】このインタフェース回路の動作波形を示し
た図10(b)を参照すると、伝送データの“0”,
“1”に対して、狭いパルス幅T0、広いパルス幅T1
を対応させて伝搬信号を生成し、送出する。受信側で
は、伝搬信号の立ち下がりエッジによって、遅延素子で
遅延させた伝搬信号を取り込み、伝送データの再生を行
う。遅延素子における遅延値は、伝搬信号における狭い
パルス幅T0より大きく、広いパルス幅T1より小さい
値である。
【0010】特に、上述した特開平7−14396号公
報記載の方式では、伝送データは“0”,“1”の二元
データのみに限定され、また、フリップフロップ103
のクロック入力端子に伝搬信号を入力し、フリップフロ
ップ103のデータ入力端子に遅延させた伝搬信号を入
力することに限定している。
【0011】前述したように、クロック信号は伝送せず
データのみを伝送し、かつ、データ伝送の所要がある場
合にのみ不定期に信号送出を行うインタフェースを、非
同期インタフェースと称している。
【0012】非同期インタフェースにおいては、信号の
伝送に要する配線本数は最少であり、また、冗長な伝搬
信号の送出を削減している。
【0013】ここで、送信側から受信側に伝達する情報
を伝送データ、伝送路を経由して送られる電気信号を伝
搬信号、伝搬信号上のデータを伝搬データ、または伝送
符号と称する。また、送信側において伝送データを変換
してデータを送出する場合、受信側において逆変換によ
り得られた伝送データを再生データ、または受信データ
と称する。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】上述した図8の従来の
インタフェース回路においては、データとデータを取り
込むためのクロック信号をそれぞれ独立して伝送を行う
場合、データの配線の他にクロック信号の配線が必ず必
要となる。
【0015】この信号線数を減らした図9の従来例にお
いては、伝送データに対して変換を行い、クロック信号
は伝送せず、変換後の伝送符号のみを伝送するが、受信
側で複雑な回路が必要になる。
【0016】同様に信号線数を減らした図10の従来例
においては、入力された伝搬信号に位相同期したクロッ
クを生成するクロック再生の手段が必要であり、発振回
路部、PLL(Phase Locked Loop)
回路部などが必要になる。
【0017】また、伝送データを持たないときに信号の
送出を一旦停止し、伝送データを持ったときに信号の送
出を再開する場合、送出された伝搬データの始めの部分
は正確に受信されないか、あるいは、目的の伝搬データ
を送出する前に冗長な伝搬信号の送出が必要になる。
【0018】なぜならば、伝搬信号の送出が開始されて
から、受信側において伝搬信号に位相同期したクロック
を生成するまでには時間がかかるからである。
【0019】伝送データの“0”,“1”に対して、パ
ルス幅の広い、狭いを対応させて伝搬信号を生成し、送
出するインタフェースにおいては、伝送データに対して
伝搬信号の状態変化数が2倍になる。
【0020】つまり、伝搬信号の1つのパルスは、幅が
異なるとしても、“0”から“1”,“1”から“0”
の2つの状態変化を必要とし、nbitの元データを伝
送しようとするとき、伝送される伝搬信号は2nの回数
の状態変化を必要とするためである。
【0021】本発明の目的は、上述した従来の欠点に鑑
みなされたものであり、クロック信号は伝送せずデータ
のみを伝送し、データ伝送の所要がある場合にのみ信号
送出を行い、冗長な伝搬信号を必要としない非同期のイ
ンタフェース回路であって、伝搬信号の状態変化を少な
く抑えた、簡便なデータの伝送が行えるインタフェース
回路をを提供するものである。
【0022】
【課題を解決するための手段】本発明のインタフェース
回路は、クロック信号は伝送せずデータのみを伝送し、
かつ、データ伝送の所要がある場合にのみ信号の送出を
行う非同期のインタフェース回路において、伝搬信号の
論理レベルが一方レベルから他方レベルへ遷移するとき
の状態遷移時間を、0からm(mは1以上の整数)まで
の合計m+1個の多値を取り得る伝送データに対してそ
れぞれ異なる前記状態遷移時間をもつ前記伝搬信号に変
換する手段としてそれぞれ駆動能力の異なる、0からm
までの合計m+1個の合成出力を送出する駆動手段を備
えたドライバ手段を送信側に有し、前記送信側から伝送
された前記伝搬信号を受ける受信側は、前記伝搬信号の
前記状態遷移時間の取り得るm+1個の状態にそれぞれ
対応した第1から第m+1の合計m+1個のパルス幅を
もつパルス信号を生成するレシーバ手段を有することを
特徴とする。
【0023】
【0024】
【0025】さらにまた、前記ドライバ手段は、前記伝
搬信号の立ち上がり時間と立ち下がり時間とが等しくな
るように駆動能力が制御される。
【0026】また、前記ドライバ手段は前記駆動能力の
それぞれ異なる複数の駆動手段を有し、前記立ち上がり
時間および前記立ち下がり時間が等しくなる前記駆動能
力は、前記伝送データ値に対応してあらかじめ定めた所
定のコントロール信号に応答して前記駆動手段の組み合
わせが決定される。
【0027】さらに、前記ドライバ手段は、第1のクロ
ック信号および前記伝送データから前記コントロール信
号を生成するコントロール部と、電源電位および接地電
位間にpチャネル型MOSトランジスタおよびnチャネ
ル型MOSトランジスタが直列接続された複数個の駆動
部とを有し、前記トランジスタ相互の直列接続点を互い
に共通接続してドライバ出力端とすると共に、前記pチ
ャネル型MOSトランジスタおよびnチャネル型MOS
トランジスタのゲート電極に前記伝送データ値に対応し
た前記コントロール信号がそれぞれ供給される構成とす
ることができる。
【0028】さらにまた、前記レシーバ手段は、前記伝
搬信号から前記立ち上がり時間および前記立ち下がり時
間をそれぞれのパルス幅として抽出した前記パルス信号
を生成するパルス生成手段と、前記立ち上がりまたは前
記立ち下がり時間のパルス幅をパルス幅分離手段により
各パルス幅毎に振り分けて保持するとともに、これらの
振り分けられた信号をデコード手段で前記伝送データ値
に変換するデータ判定手段とを有する。
【0029】また、前記レシーバ手段は、前記伝搬信号
の電源電位に近いレベルを論理しきい値として入力する
第1のインバータと前記伝搬信号の接地電位に近い電圧
を論理しきい値とする第2のインバータとを有し、これ
らインバータの出力端が排他的論路和回路部の2入力端
にそれぞれ接続され前記排他的論路和回路部から前記パ
ルス信号を出力するパルス生成部と、前記パルス信号を
パルス幅毎に所定時間遅らせる複数の遅延素子部と、こ
れらの遅延素子部の出力がそれぞれ対応するクロック端
子に入力され、データ入力端子には前記パルス信号がそ
れぞれパルス幅毎に入力される複数のフリップフロップ
とを有し、これらフリップフロップの出力をデコーダで
前記伝送データ値に変換するデータ判定部とから構成す
ることができる。
【0030】さらに、前記遅延手段の出力がデータ入力
端子に入力され、クロック端子には前記パルス信号がそ
れぞれパルス幅毎に入力される。
【0031】クロック信号は伝送せずデータのみを伝送
し、かつ、データ伝送の所要がある場合にのみ信号の送
出を行う非同期のインタフェース回路であって、論理レ
ベルの一方レベルから他方レベルへ変化する伝搬信号の
状態遷移時間を伝送データ値に対応させて伝送路へ送出
するドライバ手段と、受信した前記伝搬信号の前記状態
遷移時間をパルス信号幅に変換し、このパルス信号幅の
違いを前記伝送データ値に割り当てて送信元の前記伝送
データ値を再生するレシーバ手段とを有し、前記伝送デ
ータ値が多値論理であって、かつこれらの多値論理デー
タが前記パルス信号幅に対応するインタフェース回路に
おいて、前記データ判定手段は、第2のクロックによっ
て動作するカウント手段と前記パルス信号の立ち上がり
エッジ検出手段と立ち下がりエッジ検出手段とを有し、
これら立ち上がりおよび立ち下がりの2つのエッジ検出
信号のうち、立ち上がりエッジ検出信号により前記カウ
ント手段を初期化するとともに前記第2のクロック信号
をカウントし、このカウント値を前記デコード手段が前
記立ち下がりエッジ検出信号により取り込み、かつ前記
カウント値に対応する前記パルス信号の幅を前記伝送デ
ータのいずれかへデコード変換する。
【0032】また、前記データ判定手段は、前記パルス
信号の立ち上がりエッジを抽出する立ち上がりエッジ検
出部と前記パルス信号の立ち下がりエッジを抽出する立
ち下がりエッジ検出部と前記第2のクロック信号をカウ
ントするカウンタと前記パルス信号の幅を前記伝送デー
タのいずれかに変換するデコーダとを備え、前記立ち上
がりエッジ検出部および前記立ち下がりエッジ検出部の
うち立ち上がりエッジ検出部の出力端はカウンタのクリ
ア端子に接続され、このカウンタの出力端と前記立ち下
がりエッジ検出部の出力端とが前記デコーダの対応する
入力端にそれぞれ接続され、これら立ち上がりおよび立
ち下がりエッジ検出部と前記カウンタとには前記第2の
クロック信号がそれぞれ共通に供給されるとともに、前
記デコーダの出力端から前記伝送データに対応する受信
データを取り出す構成とすることができる。
【0033】
【発明の実施の形態】まず、本発明が容易に把握出来る
ようにあらかじめ概要を述べると、送信側では、伝送デ
ータに論理レベルの“0”から“1”へ、“1”から
“0”へ達するまでの状態遷移時間を対応させて伝搬信
号を生成し送出し、受信側では、論理しきい値の低い駆
動回路部と論理しきい値の高い駆動手段(インバータ
A,B)を用いて、入力された伝搬信号の状態変遷移時
間をパルス幅に変換し、パルス幅の違いをデータに割り
当て、伝送データを再生する。
【0034】伝送データに状態遷移時間を対応させて伝
搬信号を生成するため、伝送データがデータ長nである
場合には、伝搬信号の状態遷移時間はn回である。
【0035】不定期に伝搬信号の送出が行われても、伝
搬信号の状態遷移時間から伝送データの再生を行うた
め、冗長な伝搬信号は必要でない。
【0036】受信側で伝搬信号に位相同期したクロック
を生成する発振手段が必要でなく、回路を簡略化でき
る。
【0037】次に、本発明の第1の実施の形態を図面を
参照しながら詳細に説明する。
【0038】図1は、本発明の第1の実施の形態の構成
を示すブロック図であり、図2はこのブロック図で用い
るドライバ回路部の回路図であり、図3はこのブロック
図で用いるレシ−バ回路部の回路図である。図1を参照
すると、このインタフェース回路は、送信側の伝送デー
タを送出するドライバ部1と、このドライバ部1の出力
が伝搬信号として伝送路を介して供給される受信側のレ
シーバ部2とからなる。
【0039】図2を参照すると、ドライバ部1は、クロ
ック信号および伝送信号が供給されるコントロール部1
1と、このコントロール部11および駆動部12を有
し、駆動部12は入力されるコントロール信号SP0
SP1 ,………,SPL-1 およびSN0 ,SN1 ,……
…,SNL-1 がそれぞれゲート電極に供給され、かつ電
源電位および接地電位間に直列接続されるpチャネル型
MOSトランジスタ(以下、pMOSトランジスタと称
す)およびnチャネル型MOSトランジスタ(以下、n
MOSトランジスタと称す)をL(Lは1以上の整数)
組有し、それぞれの直列接続点のドレイン電極を共通接
続するとともに伝搬信号出力端とする構成からなる。
【0040】図3を参照すると、このレシーバ部2のパ
ルス生成部21には、伝送路から供給される伝搬信号が
供給され、次段のデータ判定回路部を駆動するためのパ
ルス信号を発生するパルス生成部21と、このパルス生
成部21から供給されるパルス信号から伝送データを抽
出するデータ判定部22とを有する。
【0041】パルス生成部21は、入力の論理しきい値
が電源電圧寄りに設定されたインバータA211と、入
力の論理しきい値が接地電圧寄りに設定されたインバー
タB212と、EX−OR213とを有し、インバータ
A211およびB212の入力端には伝搬信号が共通に
供給され、それぞれの出力端はEX−OR213の入力
端に接続され、EX−OR213の出力端をこの回路の
パルス信号出力端とする。
【0042】データ判定部22は、パルス信号をあらか
じめ定める時間だけ遅延する遅延素子部D0 ,………,
m-1 と、パルス信号または遅延信号を記憶するフリッ
プフロップFF0 ,………,FFm-1 と、これらのフリ
ップフロップの出力信号をデコードして伝送データを再
生して受信データを出力するデコーダ221とから構成
される。
【0043】上述した構成からなるインタフェース回路
の動作を説明する。
【0044】図1,図2,図3およびこのインタフェー
ス回路の動作説明用タイミングチャートを示した図4を
併せて参照すると、送信側の伝送データは、ドライバ部
1に供給され、ドライバ部1は伝搬信号を出力する。ド
ライバ部1の出力である伝搬信号は伝送路である信号配
線を経由してレシーバ部2に供給され、レシーバ部2は
受信した伝搬信号を変換して受信データを出力する。こ
とき、伝送データは0,……,mまでの、合計m+1
個の多値を取り得る。ここで、mは1以上の整数であ
る。
【0045】伝搬信号は“0”,“1”の状態を繰り返
し、“1”から“0”または“0”から“1”に状態が
変化する間の遷移時間、すなわち状態遷移時間が伝送デ
ータのデータ値に対応する。状態遷移時間は、伝搬信号
が立ち上がりであるか立ち下がりであるかを区別せず、
伝送データと同様にm+1個の値を取ることができる。
【0046】レシーバ部2におけるパルス生成部21の
出力であるパルス信号は、入力である伝搬信号の状態変
化の遷移時間をパルス信号幅として抽出した信号であ
る。0,……,mまでのm+1個の多値のデータ値を有
する伝送データに対して、パルス信号幅はm+1個のt
0,……,Tmの多値を取り得る。
【0047】受信データは、レシーバ部2におけるデー
タ判定部22の出力であり、伝搬信号の状態遷移時間か
ら抽出したパルス信号幅に、0,1,……,mの値を割
り当て、伝送データを再生したものである。図4に示し
たタイミングチャートでは、パルス信号の立ち下がりに
おいて受信データが確定している場合の状態を示してい
る。
【0048】図2のドライバ回路部の具体的な構成例に
おけるpMOSトランジスタ,nMOSトランジスタの
段数Lは、 2L ≧m+1 (Lは1以上の整数)………(1) を満たすように設定する。
【0049】Lが最小となるように構成する場合、L段
のpMOSトランジスタをP0 ,P1 ,……,PL-1
nMOSトランジスタをN0 ,N1 ,……,NL-1
し、その利得係数をβP0 ,βP1 ,……,βPL-1
βN0 ,βN1 ,……,βNL-1 、また、利得係数の等
しいトランジスタは添字の等しいpMOSトランジス
タ,nMOSトランジスタのみであり、pMOSトラン
ジスタPL-1 ,nMOSトランジスタNL-1 のトランジ
スタをそれぞれ最大の利得係数とし、 βP0 <βP1 ……<βPL-1 βN0 <βN1 ……<βNL-1 (添字0,1,……,L−1順に駆動能力が大きくなる
ことを示す)
【0050】(L′は1以上L以下の整数、L″は1以
上L′以下の整数)が成り立ち、pMOSまたはnMO
Sトランジスタのみで β0 <β1 <β2 ……<βm であるm+1通りの合成利得係数を構成することが出来
る。すなわち、β0 =第1番目,β 1 =第2番目,β
2 =第3番目,……,β m =第m+1番目としてβP
0 ,βP1 ,……,βPL-1 ,βN0 ,βN1 ,……,
βNL-1 に2進数の重みをつけて対応させ、ビットに
“1”が立つ利得係数を記述すると、 β0 =βP0 =βN0 ………………………01 β1 =βP1 =βN1 ………………………10 β2 =βP1 +βP0 =βN1 +βN0 …11 β3 =βP2 =βN2 ………………………100 β4 =βP2 +βP0 =βN2 +βN0 …101 β5 =βP2 +βP1 =βN2 +βN1 …110 β6 =βP2 +βP1 +βP0=βN2 +βN1 +βN
0 …………………111 β7 =βP3 =βN3 ………………………1000 ………………… pMOSトランジスタP0 ,P1 ,……,PL-1 ,nM
OSトランジスタN0 ,N1 ,……,NL-1 はコントロ
ール部11により制御され、信号配線の状態変化におい
て、コントロール部11は伝送データが0,1,2,…
…,mのとき、信号配線を駆動するトランジスタの利得
係数がβ0 ,β 1 ,β 2 ,……,β mであるように制
御を行う。
【0051】例えば、β6 のときm=6は2進数では1
10であるからビットに“1”が立つ利得係数はβP2
+βP1 =βN2 +βN1 、したがって、pMOSトラ
ンジスタP1 ,P2 にロウレベルを、nMOSトランジ
スタN1 ,N2 にも“0”のコントロール信号を与えて
伝搬信号を“1”にして立ち上がりの遷移時間を設定し
て送出する。または、pMOSトランジスタP1
2 ,nMOSトランジスタN1 ,N2 にそれぞれ
“1”のコントロール信号を与えて伝搬信号を“0”に
して立ち下がりの遷移時間を設定して送出する。このよ
うに利得係数を制御することにより、伝搬信号の立ち上
がりおよび立ち下がりの遷移時間が等しくなるように制
御する。
【0052】ドライバ部の動作説明用タイミングチャー
トを示した図5を参照すると、伝送データが0,1,
2,……,mのとき、伝搬信号が“0”から“1”また
は“1”から“0”に変化する際に、伝搬信号を送信す
る信号配線を駆動しているトランジスタの利得係数がβ
0 ,β 1 ,β 2 ,……,β m であることを示してい
る。
【0053】図5において、電圧値VHは伝搬信号の
“1”をレシーバ部2が“1”であると認識する電圧レ
ベルであり、電圧値VLは伝搬信号をレシーバ部2が
“0”であると認識する電圧レベルである。また、伝搬
信号の状態遷移時間とは、伝搬信号の立ち上がりにおい
ては伝搬信号が電圧値VLから電圧値VHに達するのに
要した遷移時間であり、伝搬信号の立ち下がりにおいて
は伝搬信号が電圧値VHから電圧値VLに達するのに要
した遷移時間であるとし、伝送データが0,1,2,…
…,mであり、信号配線を駆動しているトランジスタの
利得係数がβ0 ,β 1,β 2 ,……,β m である場合
の伝搬信号の状態遷移時間は、それぞれT0,T1 ,T
2 ,……,Tm である。
【0054】信号配線を駆動しているトランジスタの利
得係数がβ0 ,β 1 ,β 2 ,……,β m である場合
の伝搬信号の状態遷移時間T0 ,T1 ,T2 ,……,T
m は、トランジスタの利得係数と伝送路における寄生抵
抗、寄生容量などの分布定数やレシーバ回路部2の負荷
容量などの影響により決定される。
【0055】再び図3を参照すると、伝搬信号はパルス
生成部21に入力され、パルス生成部21では、伝搬信
号の電圧値VHを論理しきい値とするインバータ部A2
11と電圧値VLを論理しきい値とするインバータB2
12とに入力され、インパータA211,B212の出
力は排他的論理和を取ってパルス生成部21の出力であ
るパルス信号となる。ここで、VL<VHであり、ここ
での論理しきい値とは、出力を電源電位または接地電位
のいずれかに反転させるインバータA,Bの境界の入力
電圧レベルである。
【0056】論理しきい値が電圧値VHのインバータA
211と論理しきい値が電圧値VLのインバータB21
2の出力を排他的論理和を取ることにより、伝搬信号が
電圧値VHから電圧値VLまたは電圧値VLから電圧値
VHに変化する時間をパルス幅として抽出することがで
きる。
【0057】即ち、0,1,2,……,mの伝送データ
に対応して状態遷移時間T0 ,T1,T2 ,……,Tm
をもつ伝搬信号から、伝搬信号が電圧値VHから電圧値
VLまたは電圧値VLから電圧値VHに遷移する時間を
パルス信号幅として抽出を行う。
【0058】データ判定部22は、パルス生成部21の
出力であるパルス信号が入力され、m個の遅延素子部D
0 ,D1 ,D2 ,……,Dm-1 と、m個のフリップフロ
ップFF0 ,FF1 ,……,FFm-1とにそれぞれ分配
される。m個の遅延素子部D0,D1 ,D2 ,……,D
m-1 は、 Td0 ,Td1 ,Td2 ,……,Tdm-1 の遅延値を持ち、それぞれの遅延量の関係は Td0 <Td1 <Td2 <……<Tdm-1 であり、 Tm'<Tdm'<Tm'+1 (m’は0以上m−1以下の整数)である。
【0059】フリップフロップFF0 ,FF1 ,……,
FFm-1 がクロック信号の立ち上がりでデータを取り込
むときには、遅延素子部D0 ,D1 ,D2 ,……,D
m-1 の出力がフリップフロップFF0 ,FF1 ,……,
FFm-1 のクロック入力となり、これらフリップフロッ
プがクロック信号の立ち下がりでデータを取り込むとき
には、パルス生成部21の出力であるパルス信号がフリ
ップフロップFF0 ,FF1 ,……,FFm-1 のクロッ
ク信号となる。
【0060】例えばクロック信号の立ち下がりでデータ
を取り込むときの動作説明用のタイミングチャートを示
した図6を参照すると、パルス信号の幅がT0 である場
合には、フリップフロップFF0 ,FF1 ,……,FF
m-1 の出力は全て“0”となる。
【0061】パルス信号の幅がT1 である場合には、フ
リップフロップ部FF0 の出力は、遅延信号TD1 のハ
イレベルを取り込むので、その出力は“1”であり、F
0 ,FF1 ,……,FFm-1 の出力は“0”となる。
【0062】パルス信号の幅がT2 である場合には、、
フリップフロップ部FF0 ,FF1の出力は、遅延信号
TD0 ,TD1 のハイレベルを取り込むので、そそれぞ
れのフリップフロップFF1 の出力は“1”であり、F
1 ,……,FFm-1 の出力は“0”となる。
【0063】パルス信号の幅がTm-1 である場合には、
フリップフロップFF0 ,FF1 ,……,FFm-2 の出
力は“1”であり、FFm-1 の出力は“0”となる。
【0064】同様に、パルス信号の幅がTm である場合
には、フリップフロップFF0 の出力は、遅延信号TD
0 ,TD1 ,……,TDm-1 ,のハイレベルを取り込む
ので、フリップフロップFF0 ,FF1 ,……,FF
m-1 の出力は全て“1”となる。
【0065】即ち、パルス信号の幅T0 ,……,Tm
対して、m+1通りのm個のフリップフロップの出力が
対応しており、デコーダ221はT0 ,……,Tm に対
するフリップフロップの出力を入力とし、0,……,m
のデータに対応させて出力する。
【0066】伝送路における寄生抵抗、寄生容量などの
分布定数やレシーバ部2の負荷容量などの影響により、
ドライバ回路部1から出力された伝搬信号とレシーバ部
2に入力される伝搬信号では波形が異なる場合がある。
即ち、0,……,mの伝送データに対する、ドライバ部
1から出力された伝搬信号の状態変化の時間T0 ,…
…,Tm とレシーバ部2に入力される伝搬信号の状態遷
移時間T0',……,Tm'で相違が生じる場合が考えられ
る。この場合、レシーバ部2側でのパルス信号幅からの
伝送データの再現は、レシーバ部2に入力される伝搬信
号の状態遷移時間T0',……,Tm'をデータの0,…
…,mに対応させるものでなくてはならない。
【0067】本発明の第1の実施の形態に含まれるレシ
ーバ部2の変形例の具体的な構成例を示した図7参照す
ると、パルス生成部21の出力であるパルス信号が入力
されるデータ判定部23は、立ち上がりエッジ検出部2
31と立ち下がりエッジ検出部232とカウンタ部23
3とデコーダ234とを有し、パルス信号がそれぞれ供
給される立ち上がりエッジ検出部231および立ち下が
りエッジ検出部232のうち立ち上がりエッジ検出部2
21の出力端はカウンタ233のクリア端子に接続さ
れ、このカウンタ233の出力端と立ち下がりエッジ検
出部232の出力端とがデコーダ234の対応する入力
端にそれぞれ接続され、これら立ち上がりエッジ検出部
231と立ち下がりエッジ検出部232とカウンタ23
3とにはクロック信号がそれぞれ共通に供給されるとと
もに、デコーダ234の出力端から受信データを取り出
す構成である。
【0068】すなわち、データ判定部23は第1の実施
例に用いた遅延素子部とフリップフロップの組み合わせ
ではなく、高速なクロックによって動作するカウンタ回
路部とパルス信号の立ち上がりエッジ検出部と立ち下が
りエッジ検出部とを有することが異なる。
【0069】この変形例では、入力したパルス信号を2
つのエッジ検出部231,232に入力し、これらのエ
ッジ検出部はそれぞれクロック信号に同期して、パルス
信号毎にその立ち上がりエッジ検出信号および立ち下が
りエッジ検出信号をそれぞれ出力する。例えば、任意の
1つの伝搬信号に対して、その立ち上がり遷移時間を抽
出したパルス幅Tm のパルス信号、およびその立ち下が
り遷移時間を抽出したパルス幅Tm のパルス信号の2つ
の信号があり、それぞれのパルス信号毎に立ち上がりエ
ッジ検出信号および立ち下がりエッジ検出信号が得られ
る。
【0070】これら立ち上がりおよび立ち下がりの2つ
のエッジ検出信号のうち、立ち上がりエッジ検出信号に
よりカウンタ部233はカウンタ値を初期化されるとと
もに、クロック信号のカウントを開始する。このカウン
ト値を入力とするデコーダ234は、立ち下がりエッジ
検出信号によりカウンタ値を取り込むことにより、パル
ス信号Tm のパルス幅のカウント値を得る。このカウン
ト値のデコードを行うことによって、カウント値に対応
するパルス信号の幅を0,……,mのいずれかのデータ
へと変換する。
【0071】伝送路である信号配線を抵抗を介して電源
電位にプルアップし、ドライバ側の出力段としてドレイ
ン電極を伝送路である信号配線に、ソース電極を接地電
位に接続したトランジスタを用い、情報を伝達する伝搬
信号の状態遷移を伝搬信号の立ち下がりのみで行っても
よい。
【0072】しかし、この場合においては、ドライバ側
で行う伝搬信号の状態遷移はn回であるが、実際に伝搬
信号が行う状態遷移は立ち上がり時および立ち下がり時
の2n回である。つまり、ドライバ側では、プルダウン
操作のみ行うので、n回のプルダウン操作になるが、ド
ライバがプルダウンを終了し、伝送線の駆動を止めたと
きに、抵抗からのプルアップが行われる。ドライバのn
回のプルダウンと抵抗のn回のプルアップを合計して2
n回の状態遷移が起こることになる。
【0073】
【発明の効果】伝搬信号が論理レベルの一方レベルから
他方レベルへの状態遷移時間を伝送データ値に対応させ
て伝搬信号を送信するドライバ手段と、入力された伝搬
信号の状態遷移時間をパルス信号幅に変換し、このパル
ス信号幅の違いを伝送データ値に割り当てて送信元の伝
送データを再生するレシーバ手段とを用いるとともに、
データ値が多値論理であって、かつこれらの多値論理デ
ータがパルス信号幅に対応するので、クロック信号を伝
送する必要が無く、クロック信号の伝送のための配線を
削減できる。
【0074】また、伝送データに状態遷移時間を対応さ
せて伝搬信号を生成するため、伝送データがデータ長n
である場合には、伝搬信号の状態遷移は従来の半分のn
回でよい。
【0075】さらに、伝搬信号の状態遷移から伝送デー
タの再生を行うため、不定期に伝搬信号の送出が行われ
ても、冗長な伝搬信号は不要である。
【0076】受信側で伝搬信号に位相同期したクロック
を生成する手段が必要でないため、受信側の回路を簡略
化できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の構成を示すブロッ
ク図である。
【図2】図1の構成に用いるドライバ回路部の構成を示
す図である。
【図3】図1の構成に用いるレシーバ回路部の構成を示
す図である。
【図4】第1の実施の形態の動作説明用のタイミングチ
ャートである。
【図5】図2のドライバ回路部の動作説明用タイミング
チャートである。
【図6】図3のレシーバ回路部の動作説明用タイミング
チャートである。
【図7】第1の実施の形態の変形例に含まれるレシーバ
回路部2の変形例の具体的な構成例を示した図である。
【図8】従来の伝送方式におけるインタフェース回路の
一例を示す概略図である。
【図9】(a)従来の伝送方式における他のインタフェ
ース回路の一例を示す概略図である。 (b)スクランブル変換における変換回路部、逆変換回
路部の一例を示す概略図である。
【図10】(a)従来のインタフェース回路のさらに他
の一例を示す概略図である。 (b)その動作説明用タイミングチャートである。
【符号の説明】
1 ドライバ部 2 レシーバ部 11 コントロール部 12 駆動部 21 パルス生成部 22,23 データ判定部 81 送信側 82 受信側 91,101 変換部 91a 疑似ランダムパターン発生部 92 逆変換部 93 クロック再生部 102,D0 ,D1 ,……,Dm-1 遅延素子部 103,FF0 ,FF0 ,FF1 ,……,FFm-1
フリップフロップ 211 インバータA 212 インバータB 213,92b EX−OR 221,234 デコーダ 231 立ち上がりエッジ検出部 232 立ち下がりエッジ検出部 233 カウンタ N0 ,ND0 ,……,NL-1 nMOSトランジスタ P0,P1 ……,PL-1 pMOSトランジスタ SP0 ,SP1 ,……,SPL-1 ,SN0 ,SN1 ,…
…,SNL-1 コントロール信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−183159(JP,A) 特開 昭49−11054(JP,A) 特開 昭48−52164(JP,A) 特開 昭50−59018(JP,A) 特開 平9−36922(JP,A) 特公 昭36−7105(JP,B1)

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 クロック信号は伝送せずデータのみを伝
    送し、かつ、データ伝送の所要がある場合にのみ信号の
    送出を行う非同期のインタフェース回路において、 伝搬信号の論理レベルが一方レベルから他方レベルへ遷
    移するときの状態遷移時間を、0からm(mは1以上の
    整数)までの合計m+1個の多値を取り得る伝送データ
    に対してそれぞれ異なる前記状態遷移時間をもつ前記伝
    搬信号に変換する手段としてそれぞれ駆動能力の異な
    る、0からmまでの合計m+1個の合成出力を送出する
    駆動手段を備えたドライバ手段を送信側に有し、前記送
    信側から伝送された前記伝搬信号を受ける受信側は、前
    記伝搬信号の前記状態遷移時間の取り得るm+1個の状
    態にそれぞれ対応した第1から第m+1の合計m+1個
    のパルス幅をもつパルス信号を生成するレシーバ手段
    有することを特徴とするインタフェース回路。
  2. 【請求項2】 前記ドライバ手段は、前記伝搬信号の立
    ち上がり時間と立ち下がり時間とが等しくなるように駆
    動能力が制御される請求項記載のインタフェース回
    路。
  3. 【請求項3】 前記ドライバ手段は前記駆動能力のそれ
    ぞれ異なる複数の駆動手段を有し、前記立ち上がり時間
    および前記立ち下がり時間が等しくなる前記駆動能力
    は、前記伝送データ値に対応してあらかじめ定めた所定
    のコントロール信号に応答して前記駆動手段の組み合わ
    せが決定される請求項記載のインタフェース回路。
  4. 【請求項4】 前記ドライバ手段は、第1のクロック信
    号および前記伝送データから前記コントロール信号を生
    成するコントロール部と、電源電位および接地電位間に
    pチャネル型MOSトランジスタおよびnチャネル型M
    OSトランジスタが直列接続された複数個の駆動部とを
    有し、前記トランジスタ相互の直列接続点を互いに共通
    接続してドライバ出力端とすると共に、前記pチャネル
    型MOSトランジスタおよびnチャネル型MOSトラン
    ジスタのゲート電極に前記伝送データ値に対応した前記
    コントロール信号がそれぞれ供給される構成とする請求
    記載のインタフェース回路。
  5. 【請求項5】 前記レシーバ手段は、0からm(mは1
    以上の整数)までの合計m+1個の多値を取り得るシリ
    アルな伝送データに対してそれぞれ異なる前記状態遷移
    時間をもつ前記伝搬信号を入力し、その伝搬信号それぞ
    れの立ち上がりおよび立ち下がり時の前記状態遷移時間
    をパルス幅として生成するパルス生成手段と、生成され
    た前記m+1個の多値の信号毎にそれぞれのパルス幅以
    上のパルス幅の信号に対して論理レベルのハイレベルと
    なるとともに、そのハイレベルを保持することにより各
    パルス幅毎に振り分けるパルス幅分離手段と、これらパ
    ルス幅分離手段それぞれの保持出力を前記伝送データ値
    に変換するデコード手段とからなるデータ判定手段とを
    有する請求項記載のインタフェース回路。
  6. 【請求項6】 前記レシーバ手段は、前記伝搬信号の電
    源電位に近いレベルを論理しきい値として入力する第1
    のインバータと前記伝搬信号の接地電位に近い電圧を論
    理しきい値とする第2のインバータとを有し、これらイ
    ンバータの出力端が排他的論路和回路部の2入力端にそ
    れぞれ接続され前記排他的論路和回路部から前記パルス
    信号を出力するパルス生成部と、前記パルス信号をパル
    ス幅毎に所定時間遅らせる複数の遅延素子部と、これら
    の遅延素子部の出力がそれぞれ対応するクロック端子に
    入力され、データ入力端子には前記パルス信号がそれぞ
    れパルス幅毎に入力される複数のフリップフロップとを
    有し、これらフリップフロップの出力をデコーダで前記
    伝送データ値に変換するデータ判定部とから構成する請
    求項記載のインタフェース回路。
  7. 【請求項7】 前記遅延手段の出力がデータ入力端子に
    入力され、クロック端子には前記パルス信号がそれぞれ
    パルス幅毎に入力される請求項記載のインタフェース
    回路。
  8. 【請求項8】 クロック信号は伝送せずデータのみを伝
    送し、かつ、データ伝送の所要がある場合にのみ信号の
    送出を行う非同期のインタフェース回路であって、論理
    レベルの一方レベルから他方レベルへ変化する伝搬信号
    の状態遷移時間を伝送データ値に対応させて伝送路へ送
    出するドライバ手段と、受信した前記伝搬信号の前記状
    態遷移時間をパルス信号幅に変換し、このパルス信号幅
    の違いを前記伝送データ値に割り当てて送信元の前記伝
    送データ値を再生するレシーバ手段とを有し、前記伝送
    データ値が多値論理であって、かつこれらの多値論理デ
    ータが前記パルス信号幅に対応するインタフェース回路
    において、 前記データ判定手段は、第2のクロックによって動作す
    るカウント手段と前記パルス信号の立ち上がりエッジ検
    出手段と立ち下がりエッジ検出手段とを有し、これら立
    ち上がりおよび立ち下がりの2つのエッジ検出信号のう
    ち、立ち上がりエッジ検出信号により前記カウント手段
    を初期化するとともに前記第2のクロック信号をカウン
    トし、このカウント値を前記デコード手段が前記立ち下
    がりエッジ検出信号により取り込み、かつ前記カウント
    値に対応する前記パルス信号の幅を前記伝送データのい
    ずれかへデコード変換することを特徴とするインタフェ
    ース回路。
  9. 【請求項9】 前記データ判定手段は、前記パルス信号
    の立ち上がりエッジを抽出する立ち上がりエッジ検出部
    と前記パルス信号の立ち下がりエッジを抽出する立ち下
    がりエッジ検出部と前記第2のクロック信号をカウント
    するカウンタと前記パルス信号の幅を前記伝送データの
    いずれかに変換するデコーダとを備え、前記立ち上がり
    エッジ検出部および前記立ち下がりエッジ検出部のうち
    立ち上がりエッジ検出部の出力端はカウンタのクリア端
    子に接続され、このカウンタの出力端と前記立ち下がり
    エッジ検出部の出力端とが前記デコーダの対応する入力
    端にそれぞれ接続され、これら立ち上がりおよび立ち下
    がりエッジ検出部と前記カウンタとには前記第2のクロ
    ック信号がそれぞれ共通に供給されるとともに、前記デ
    コーダの出力端から前記伝送データに対応する受信デー
    タを取り出す構成とする請求項記載のインタフェース
    回路。
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