JP3133384B2 - マルチフレームの同期判別装置 - Google Patents

マルチフレームの同期判別装置

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JP3133384B2 JP03162050A JP16205091A JP3133384B2 JP 3133384 B2 JP3133384 B2 JP 3133384B2 JP 03162050 A JP03162050 A JP 03162050A JP 16205091 A JP16205091 A JP 16205091A JP 3133384 B2 JP3133384 B2 JP 3133384B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、国際電信電話諮問委
員会(CCITT)の勧告H.221を使用する動画テ
レビ電話等の装置におけるマルチフレームの同期判別装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】CCITT勧告H.221に基づいて、
デジタル通信回線であるISDN(Integrated Servi
ce DigitalNetwork)のBチャネル又はHチャネル等
を利用して、音声及びマルチフレームの動画を送受信す
る動画テレビ電話やテレビ会議システムなどが開発され
ている。このような装置においては、マルチフレームの
画像信号の同期を確立してそれを維持する必要がある
が、そのために同期検出あるいは同期状態の判別を行な
う必要がある。
【0003】なお、ISDNのBチャンネルは伝送速度
が64kb/sであり、HチャネルにはH0,H11,H1
2 があり、伝送速度がそれぞれ384kb/s,153
6kb/s,及び1920kb/sである。そして、1
マルチフレームはそれぞれ2フレームからなる8つのサ
ブマルチフレーム、すなわち16フレームによって構成
されており、Bチャネルの場合は80オクテット(80
×8=640ビット)で1フレームを構成している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなマルチフレームの同期検出あるいは同期状態の判別
に関する実用性のある公知技術は見当らない。一般に考
えられる方法としては、1フレームのデータを保持でき
るシフトレジスタを16個使用して、1マルチフレーム
分のデータを保持させ、所定のタイミングでその特定ビ
ットを水平同期パターン及び垂直同期パターンと比較し
て、その一致によって同期を検出することが可能であ
る。
【0005】ところが、この方法によると、前述のBチ
ャネルの場合でも1フレームが640ビットで構成され
ているので、1マルチフレーム(16フレーム)分のデ
ータを保持させるには10240ビットになり、Hチャ
ネルの場合にはH0 で61440ビット,H11では24
5760ビット,H12では307200ビットにもな
り、これだけのシフトレジスタを構成するのは大変であ
り、低コストのLSI化が困難なため多大な費用がかか
るばかりか、検出に要する時間も長くなるという問題が
ある。
【0006】この発明は上記の点に鑑みてなされたもの
であり、必要なレジスタ数及びそのビット数を大幅に減
らしてもマルチフレームの同期状態を最短時間で正確に
判別できるようにし、同期判別装置のLSI化を容易に
して低コスト化を図ること、及びBチャネルにもHチャ
ネルにも共通に適用できるようにすることを目的とす
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明によるマルチフレームの同期判別装置は、
次の(a)乃至(e)によって構成する。 (a)データクロックによってマルチフレームの入力信
号を1ビット間隔でシフトさせる64ビットのシフトレ
ジスタ、(b)このシフトレジスタの1ビット目から5
7ビット目までの8ビットおきの特定ビットのデータを
それぞれ入力して、データクロックとは別のシフトクロ
ックによってそれぞれ1フレーム間隔でシフトさせる8
個の16ビットのシフトレジスタ、
【0008】(c)上記64ビットのシフトレジスタの
57ビット目を除く上記特定ビットを水平同期パターン
と比較して一致したら水平同期信号を出力する水平同期
検出器、(d)上記16ビットのシフトレジスタのうち
の少なくとも上記64ビットのシフトレジスタの57ビ
ット目のデータを入力するものの特定ビットを垂直同期
パターンと比較して一致したら垂直同期信号を出力する
垂直同期検出器、
【0009】(e)これらの水平同期検出器と垂直同期
検出器から出力される水平同期信号と垂直同期信号が一
定の関係にあるときにマルチフレームの同期状態と判断
し、その同期状態における同期タイミングで水平同期信
号又は垂直同期信号が出力されなくなった時に同期外れ
と判断する同期判断手段、
【0010】さらに、上記マルチフレームの同期判別装
置における同期判断手段に、64ビットのシフトレジス
タの49ビット目のデータを入力する16ビットのシフ
トレジスタの1ビット目のデータが“1”である時にの
み水平同期信号を有効とする手段を設けるとよい。
【0011】また、上記マルチフレームの同期判別装置
における16ビットのシフトレジスタを、64ビットの
シフトレジスタの57ビット目のデータを入力する1個
だけにして、垂直同期検出器がその16ビットのシフト
レジスタの特定ビットを垂直同期パターンと比較して一
致したら垂直同期信号を出力するようにしてもよい。
【0012】
【作用】前述のように、Bチャネル上では80オクテッ
トで1フレームを構成しているが、そのうちの先頭部の
8オクテットのビット8が水平及び垂直の同期語(同期
信号)を含むFASデータに割当てられている。
【0013】そこでこの発明によるマルチフレームの同
期判別装置は、64ビットのシフトレジスタによってマ
ルチフレームの入力信号を1ビット間隔でシフトさせて
8オクテット分格納できるようにし、偶数フレームの先
頭部の8オクテットのデータが格納されたタイミング
で、その各オクテットのビット8のうち第1オクテット
を除く水平同期語が格納された特定ビットを水平同期パ
ターンと比較して水平同期を検出する。
【0014】また、フレーム1からフレーム11までの
奇数フレームの上記第1オクテットのビット8に垂直同
期語があるので、これを64ビットのシフトレジスタの
少なくとも57ビット目から順次16ビットのシフトレ
ジスタへ取り込んで1フレーム間隔でシフトさせ、1マ
ルチフレーム(16フレーム)分取り込んだタイミング
で、この16ビットのシフトレジスタの上記垂直同期語
がある特定ビットを垂直同期パターンと比較して水平同
期を検出する。
【0015】そして、上記水平同期と垂直同期の各検出
信号である水平同期信号と垂直同期信号が一定の関係に
あるときにマルチフレームの同期状態と判断し、その同
期状態における同期タイミングでこの水平同期信号又は
垂直同期信号が出力されなくなった時に同期外れと判断
する。
【0016】さらに、奇数フレームの第2オクテットに
も水平同期語があるので、これを64ビットのシフトレ
ジスタの49ビット目から16ビットのシフトレジスタ
へ取り込んで1フレーム間隔でシフトさせ、64ビット
のシフトレジスタに偶数フレームの先頭の8オクテット
分のデータが格納された時に、常にその直前の奇数フレ
ームの水平同期語が上記16ビットのシフトレジスタの
1ビット目に取り込まれているようにし、そのデータが
“1”である時にのみ上記水平同期信号を有効にするよ
うにすれば、水平同期の検出精度がより向上する。
【0017】なお、上記1個又は2個の16ビットのシ
フトレジスタ以外の16ビットのシフトレジスタは省略
してもよいが、それらを設けることにより、過去の同期
状態や同期語以外のデータを取り出すことも可能にな
る。
【0018】この発明によれば、シフトレジスタは64
ビットのもの1個と16ビットのもの8個を使用する場
合でも、64+16×8=192ビットあればよく、1
6ビットのシフトレジスタを1個だけにした場合には8
0ビットで済み、大幅なビット数の低減を実現し、安価
なLSI化が可能になる。しかも検出速度も速い。そし
て、Hチャネルでのマルチフレームの場合にも、そのデ
ータクロック及びシフトクロックの周期が短かくなるだ
けで、同様に使用できる利点がある。
【0019】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて具
体的に説明する。図1はこの発明の一実施例であるマル
チフレームの同期判別装置の構成を示すブロック図であ
り、この装置はBチャネル及びHチャネルの双方に共通
して使用可能である。
【0020】この装置は3つの部分に大別することがで
きる。すなわち、1個の64ビットのシフトレジスタ1
とデジタル比較器である水平同期検出器2からなる水平
同期部と、8個の16ビットのシフトレジスタ3a〜3
hとデジタル比較器である垂直同期検出器4からなる垂
直同期部と、これらの各部を制御すると共にその検出信
号を入力して同期状態信号等を発生する同期制御回路5
とによって構成されている。
【0021】その64ビットのシフトレジスタ1は、マ
ルチフレームの入力信号(IDT)を入力して、そのデ
ータクロック(DCLK)によって1ビット間隔でシフ
トさせ、64ビット目からその信号を入力された順序で
出力する。
【0022】8個の16ビットのシフトレジスタ3a〜
3hは、64ビットのシフトレジスタ1の1ビット目か
ら57ビット目までの8ビットおきの特定ビット、すな
わち1ビット目,9ビット目,17ビット目,25ビッ
ト目,33ビット目,41ビット目,49ビツト目,及
び57ビット目のデータをそれぞれ入力し、それを同期
制御回路5がデータクロック(DCLK)を入力して1
フレーム間隔で出力するシフトクロック(SH)によっ
てそれぞれシフトさせる。
【0023】水平同期検出器2は、64ビットのシフト
レジスタ1の57ビット目を除く上記特定ビット(1,
9,17,25,33,41,49ビット目)を特定パ
ターンである水平同期パターン“1101100”と比
較して、一致した時に水平同期信号(HS)を出力す
る。一方、垂直同期検出器4は、64ビットのシフトレ
ジスタ1の57ビット目のデータを入力する16ビット
のシフトレジスタ3hの特定ビット(5,7,9,1
1,13,15ビット目)を特定パターンである垂直同
期パターン“110100”と比較し、一致した時に垂
直同期信号(VS)を出力する。
【0024】そして、同期制御回路5は水平同期検出器
2及び垂直同期検出器4から出力される水平同期信号
(HS)と垂直同期信号(VS)が一定の関係(HSが
16回出力される毎にVSが出力される)を持つ時にマ
ルチフレームの同期状態であると判断して、同期状態信
号(SYNC)を出力すると共に、水平同期パルス(S
MFP)及び垂直同期パルス(MFP)をそれぞれ所定
の周期で出力する。その同期状態から水平同期信号(H
S)又は垂直同期信号(VS)が同期タイミングで所定
回入力されなくなった時に同期外れと判断し、上記各同
期パルス及び同期状態信号の出力を停止する。
【0025】この実施例によってBチャネルのマルチフ
レームの同期判別を行なう場合について、さらに詳細に
説明する。図2はBチャネルでの1フレームの構造を示
す図であり、図3はその1マルチフレーム中のFAS
(Frame Aligment Signal)データのみを16フレー
ム分、すなわち1マルチフレーム(8サブマルチフレー
ムからなる)分取り出して示した図である。
【0026】図2に示すようにBチャネル上では80オ
クテット(80ビット×8サブチャネル)が1フレーム
を構成しており、先頭部の8オクテットのビット8(サ
ブチャネル#7)がFASデータに割り当てられてい
る。このFASデータは図3に示すように、0フレーム
を含む偶数フレームのビット2〜8に水平同期語である
水平同期パターン“1101100”が、各奇数フレー
ムのビット2に“1”(これも水平同期をとるためのデ
ータ)が、1フレームから11フレームまでの奇数フレ
ームのビット1に垂直同期語である垂直同期パターン
“001011”が入っている。
【0027】なお、図3に示すN1〜N4はマルチフレ
ームの番号、L1〜L3はチャネル番号、Aはフレーム
又はマルチフレーム外れ表示、EはCRC誤り表示、C
1〜C4はCRCビットである。
【0028】このようなFASデータを含むマルチフレ
ームの入力信号(IDT)が、図1における64ビット
のシフトレジスタ1の1ビット目に入力され、それが同
時に入力されるデータクロック(DCLK)によって1
ビット間隔で順次図の右方へシフトされ、64ビット目
から出力データ(DT)として出力される。データクロ
ック(DCLK)は同期制御回路5にも入力し、そのカ
ウントにより同期判断及びシフトクロック(SH)発生
のタイミングをとるため等に用いられる。
【0029】入力信号(IDT)が1フレームの先頭部
の8オクテット(64ビット)分入力してシフトレジス
タ1に格納された時、最初の1オクテット(8ビット)
分がシフトレジスタ1の57ビット目〜64ビット目
に、最後の1オクテット分が1ビット目〜8ビット目に
格納されて、その各1オクテットのビット8がそれぞれ
シフトレジスタ1の特定ビット(57,49,41,3
3,25,17,9,1ビット目)に当っている。
【0030】したがって、0フレームを含む偶数フレー
ムの場合、上記特定ビットのうちの57ビット目を除く
各ビットが図3に示した水平同期パターンに対応してい
るはずである。但し、図1では49ビット目が2オクテ
ット目の最先のパターンデータになるので、図3とは左
右が反対の水平同期パターン“1101100”にな
る。そこで、このとき水平同期検出器2によってシフト
レジスタ1の上記特定ビット(57ビット目を除く)を
この水平同期パターンと比較し、各ビットが全て一致し
たら水平同期パターン検出信号として水平同期信号(H
S)を同期制御回路5へ出力する。
【0031】また、このシフトレジスタ1の各特定ビッ
トのデータは垂直同期部の各16ビットのシフトレジス
タ3の1ビット目に入力され、同期制御回路5からデー
タクロック(DCLK)を640カウントする毎に出力
されるシフトクロック(SH)によって1フレーム毎に
図で下方へ順次シフトされる。
【0032】したがって、シフトレジスタ1に偶数フレ
ームの入力信号の先頭部の8オクテット分が格納された
時、右から2番目の16ビットのシフトレジスタ3gの
1ビット目には、直前の奇数フレームの2オクテット目
のビット8のデータ(図3に示した奇数フレームの第2
ビットの“1”)が入っているはずである。そこで、こ
のデータを信号H2として同期制御回路5に取り込ん
で、これが“1”のときにのみ水平同期検出器2から入
力される水平同期信号(HS)を有効にすることによ
り、水平同期の検出精度を高めることができる。
【0033】このようにして、1マルチフレームの最後
のフレーム(図3における15フレーム)の先頭部の8
オクテットの入力信号がシフトレジスタ1に格納され
て、シフトクロック(SH)の発生によってその57ビ
ット目のデータがシフトレジスタ3hの1ビット目に取
り込まれると、この16ビットのシフトレジスタ3hの
各ビットには図3に示した各フレーム0〜15の第1ビ
ットのデータが、図1では下側から順に格納されている
はずである。
【0034】そこで、このとき垂直同期検出器4がこの
16ビットのシフトレジスタ3hの特定ビット(5,
7,9,11,13,15ビット目)を垂直同期パター
ン(但し、図3とは上下方向の順序が反対になるので
“110100”になる)と比較して、一致したら垂直
同期パターン検出信号として垂直同期信号(VS)を同
期制御回路5へ出力する。
【0035】ところで、CCITT勧告H.221では
これらの同期パターンを複数回連続して正しく又は誤っ
て受信した時にそれぞれ同期確立と同期外れを定義して
いるので、同期制御回路5では、水平同期信号(HS)
が所定回数連続して正しく発生したことを確認して水平
同期を確立し、垂直同期検出信号が連続して正しく発生
したことを確認することによって垂直同期を確立する。
【0036】そして、水平同期と垂直同期が同時に発生
した場合がマルチフレームの同期確立であり、このとき
64ビットのシフトレジスタ1の64ビット目からの出
力データ(DT)がマルチフレームの先頭データとな
る。また、水平同期信号(HS)に同期した出力データ
(DT)は各サブマルチフレームの先頭データとなる。
このようにして、マルチフレームとサブマルチフレーム
の同期が可能になり、フレームの同期はシフトクロック
(SH)によって知ることができる。
【0037】この同期の維持は、同期制御回路5によっ
て上述の水平同期信号(HS)及び垂直同期信号(V
S)とデータクロック(DCLK)をカウントするカウ
ンタによりなされるが、信号HSとVSはそれぞれ2フ
レーム及び16フレームの間隔で発生する。
【0038】そこで、疑似同期を防ぐために最初に同期
検出されてから2フレーム毎及び16フレーム毎にそれ
ぞれパルスを発生するカウンタを用いて、その各出力パ
ルスを水平同期パルス(SMFP)及び垂直同期パルス
(MFP)とする。そして、この水平及び垂直パルスと
水平同期信号(HS)及び垂直同期信号(VS)とをそ
れぞれ比較することによって同期外れを知り、同期状態
信号(SYNC)の形で外部に知らせる。
【0039】また、この実施例では、16ビットのシフ
トレジスタ3a〜3gに1ビットおきに偶数フレームの
FASデータの水平同期パターンに対応するデータが順
次格納されるので、各シフトレジスタ3a〜3gのその
対応する各ビットを水平同期パターンと比較する水平同
期検出器を設ければ、現時点以前の水平同期状態を検出
することができる。したがって、その検出信号を同期制
御回路5に入力させれば、連続して所定回数の水平同期
信号発生によって水平同期を確立するのが容易になる。
【0040】さらに、このシフトレジスタ3a〜3gに
は1マルチフレーム分のFASデータの同期用以外の図
3に示した各種のデータも保存されるので、それらを必
要に応じて任意に取り出すことも可能である。
【0041】次に、この発明の他の実施例を図4によっ
て説明するが、図1と同じ部分には同一符号を付してあ
り、それらの説明は省略する。この実施例の同期検出装
置では、16ビットのシフトレジスタとして、図1に示
した実施例のシフトレジスタ3hに相当するシフトレジ
スタ3を1個だけ設け、64ビットのシフトレジスタ1
に各フレームの先頭部の8オクテット分の入力信号(I
DT)が格納された時に、その57ビット目のデータを
シフトレジスタ3の1ビット目に取り込むようにしたも
のである。
【0042】前述の実施例では、同期確立や同期外れの
検出のために1マルチフレーム分のFASデータを保存
し、そのFAS信号のデータの特定ビットを水平同期パ
ターンと比較することによって水平同期を確立したり、
マルチフレーム中の任意のデータを取り出すこともでき
たが、その必要がなく、単に同期をとるだけならFAS
データ中の水平同期パターンのデータを保存しなくと
も、同期を確立し、同期外れを判別することができる。
【0043】そこで、この図4に示す同期判別装置で
は、同期制御回路5′において現在の水平同期状態を1
回目の水平同期検出,2回目の水平同期検出というよう
に持ち、水平同期信号(HS)の入力によってこの状態
を変化させることによって、所定回数連続して水平同期
が検出されたことを確認して水平同期の確立を行なうよ
うにする必要がある。
【0044】また、前述した奇数フレームの先頭部の8
オクテットの第2ビットにある水平同期をとるためのデ
ータ“1”を保持することができないので、64ビット
のシフトレジスタ1に奇数フレームの先頭部の8オクテ
ット分の入力信号が格納された時に、水平同期検出器2
によってその49ビット目のデータを“1”と比較し、
一致していれば水平同期信号H2を同期制御回路5′へ
出力するようにする。
【0045】それによって、同期制御回路5′は水平同
期信号HSとH2とが連続して入力した時に水平同期信
号HSを有効にする処理を行なうようにするのが望まし
い。これらにより、この実施例の同期制御回路5′は図
1の同期制御回路5に比してその構成が若干複雑になる
が、使用するシフトレジスタのビット数は大幅に減らす
ことができる。
【0046】これらの各実施例によれば、サブマルチフ
レーム内の同期語(水平同期)の検出及びマルチフレー
ム内の同期語(垂直同期)の検出、及び同期状態の判別
を、少ないシフトレジスタのビット数で最短時間で実行
することができる。例えば、動画テレビ電話ではこの同
期判別装置内での処理時間による遅延の問題が発生する
が、その遅延は64ビットだけであり64Kb/sのデ
ータレートに対してわずか1msである。
【0047】同期制御回路において、水平及び垂直同期
信号を直接出力せずに、これらの同期信号に同期されて
2フレーム毎及び16フレーム毎にそれぞれパルスを発
生するカウンタの出力パルスを各同期パルスとして出力
するようにしたので、データエラーによる一時的同期喪
失の保護ができる。シフトレジスタのビット数を192
ビットあるいは80ビットと大幅に減少できるので、L
SI化が容易であり、低コスト化が期待できる。
【0048】さらに、同期制御回路5又は5′内のカウ
ンタを変更すれば、フレームのビット数が異なるだけで
B,H0,H11,H12 いずれのチャネルに対しても共通
に使用可能である。また、H.221勧告では上述した
実施例で示した以外にも種々のデータが送受されるが、
図1の実施例ではこれらのデータの取り出しも水平及び
垂直方向で容易に任意の位置から行なうことが可能であ
る。
【0049】
【発明の効果】以上説明してきたように、この発明によ
るマルチフレームの同期判別装置は、必要なレジスタの
数及びビット数を大幅に減らすことができ、しかも最短
時間で水平,垂直同期の検出と同期状態及び同期外れを
正確に判別することができる。したがって、低コスト化
が期待できると共に、装置内での遅延時間も極めて短か
くなる。また、BチャネルとHチャネルに共用すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示すマルチフレームの同
期判別装置のブロック図である。
【図2】Bチャネルでの1フレームの構造を示す説明図
である。
【図3】同じくその中のFASデータを1マルチフレー
ム(16フレーム)分取り出して示す説明図である。
【図4】この発明の他の実施例を示すマルチフレームの
同期判別装置のブロック図である。
【符号の説明】
1 64ビットのシフトレジスタ 2 水平同期検出
器 3a〜3h,3 16ビットのシフトレジスタ 4 垂直同期検出器 5,5′ 同期制
御回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 5/04 - 5/12 H04N 7/14 - 7/173 H04L 7/00 - 7/10

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 データクロックによってマルチフレーム
    の入力信号を1ビット間隔でシフトさせる64ビットの
    シフトレジスタと、該シフトレジスタの1ビット目から
    57ビット目までの8ビットおきの特定ビットのデータ
    をそれぞれ入力して、前記データクロックとは別のシフ
    トクロックによってそれぞれ1フレーム間隔でシフトさ
    せる8個の16ビットのシフトレジスタと、前記64ビ
    ットのシフトレジスタの57ビット目を除く前記特定ビ
    ットを水平同期パターンと比較して一致したら水平同期
    信号を出力する水平同期検出器と、前記16ビットのシ
    フトレジスタのうちの少なくとも前記64ビットのシフ
    トレジスタの57ビット目のデータを入力するものの特
    定ビットを垂直同期パターンと比較して一致したら垂直
    同期信号を出力する垂直同期検出器と、前記水平同期検
    出器と垂直同期検出器から出力される水平同期信号と垂
    直同期信号が一定の関係にあるときにマルチフレームの
    同期状態と判断し、その同期状態における同期タイミン
    グで前記水平同期信号又は垂直同期信号が出力されなく
    なった時に同期外れと判断する同期判断手段とからなる
    ことを特徴とするマルチフレームの同期判別装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のマルチフレームの同期判
    別装置において、同期判断手段が、前記64ビットのシ
    フトレジスタの49ビット目のデータを入力する16ビ
    ットのシフトレジスタの1ビット目のデータが“1”で
    ある時にのみ前記水平同期信号を有効とする手段を有す
    ることを特徴とするマルチフレームの同期判別装置。
  3. 【請求項3】 データクロックによってマルチフレーム
    の入力信号を1ビット間隔でシフトさせる64ビットの
    シフトレジスタと、該シフトレジスタの57ビット目の
    データを入力して、前記データクロックとは別のシフト
    クロックによって1フレーム間隔でシフトさせる16ビ
    ットのシフトレジスタと、前記64ビットのシフトレジ
    スタの1ビット目から49ビット目までの8ビットおき
    の特定ビットを水平同期パターンと比較して一致したら
    水平同期信号を出力する水平同期検出器と、前記16ビ
    ットのシフトレジスタの特定ビットを垂直同期パターン
    と比較して一致したら垂直同期信号を出力する垂直同期
    検出器と、前記水平同期検出器と垂直同期検出器から出
    力される水平同期信号と垂直同期信号が一定の関係にあ
    るときにマルチフレームの同期状態と判断し、その同期
    状態における同期タイミングで前記水平同期信号又は垂
    直同期信号が出力されなくなった時に同期外れと判断す
    る同期判断手段とからなることを特徴とするマルチフレ
    ームの同期判別装置。
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