JP3671782B2 - 信号位相調整回路 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波数を用いた複数の装置間におけるデータ伝送を行う技術に関するものである。より詳細には、受信側装置のクロック位相の調整によりデータ伝送を実現している装置に関し、最適なクロック位相の調整を行う調整機構の技術に関する。
【0002】
本発明は、例えば近年開発が活発に進められている、マルチプロセッサシステムにおけるプロセッサ間通信等に利用することが考えられる。
【0003】
【従来の技術】
従来の技術としては、例えば特開平11−136312号や特開平11−112483号に開示されている信号伝送システムがある。
【0004】
特開平11−136312号に記載の技術を図2に示す。送信側装置20と受信側装置30とは、同一のクロック51で同期して動作するものである。
【0005】
送信側装置20には、伝送の同期が正確か否かを受信側装置30が判定するために、所定パターンの信号を発生させるパターン発生器21が備えられている。パターン発生器21で発生した所定パターンの信号は、伝送路10で伝送される各信号線に対応して備えられた出力用のフリップフロップ22に供給される。伝送路10に送信されたパターン信号は、受信側装置30で受信され、信号線毎の入力用フリップフロップ33に入力される。入力用フリップフロップ33を動作させるクロック信号は、クロック発生器51から送信されるクロック信号をサンプリングクロック調整回路31により位相変更した信号である。位相変更のための変更量は、制御部により位相調整信号41として指示される。
【0006】
受信側装置30には、パターン発生器35が備えられている。パターン発生器5は送信側装置のパターン発生器21と同一パターン信号を発生する。パターン発生器35で発生した所定パターンの信号は遅延回路38を経由して比較器39に入力される。比較器39には、更に、前述の入力用フリップフロップ33から出力された信号が同期用フリップフロップ34を経由して入力される。ここで、同期用フリップフロップ34を経由するのは、入力用フリップフロップの動作クロックが受信側装置内部の動作クロックと同期していない可能性が高いためである。回路上の安定性を高めて、比較器39による確実な比較動作を行うために同期用フリップフロップ34は備えられている。
【0007】
制御部52には、予め伝送路10による信号の遅延量が与えられており、遅延量に見合う位相変更量をサンプリングクロック調整回路31に指示することで、データ伝送の同期を図っている。比較器39からは、制御部52に対し、入力される二つの信号が一致しているか否かを示す情報が伝送される。制御部52は、この情報により、受信側装置全体がデータ信号の伝送に関して、正常に動作しているか否かを判断することができる。
【0008】
特開平11−112483号に記載の技術を図3に示す。送信側装置60と受信側装置70とは、同一のクロック51で同期して動作するものである。
【0009】
送信側装置60には、受信側装置が、伝送される信号のクロック位相の調整を行うための位相調整用テストパターン及び複数の信号間の位相ずれを調整するための同期調整用テストパターンを送信するパターン発生器61がある。
【0010】
パターン発生器61で発生した所定パターンの信号は、伝送路10で伝送される複数の信号に対応して備えられた出力用のフリップフロップ22に供給される。伝送路10に送信されたパターン信号は、受信側装置70で受信され、信号線毎にサンプリング信号調整回路76に入力される。サンプリング信号調整回路76は、制御部72から指示される調整信号により、サンプリング位相を変化させる。サンプリング信号調整回路76から出力された信号は、それぞれ同期調整回路73に入力される。
【0011】
同期調整回路73は、制御部72からの指示により、信号線ごとに伝送遅延量を制御され、受信判定回路75に入力される。受信判定回路75は、入力された複数の信号が全て同一であるか否かを前記位相調整用テストパターンで判断することで信号線間の遅延時間のずれを検出する。また、受信判定回路75は、受信した信号が前記同期調整用テストパターンと同一であるか否かを判断することで伝送路の位相変遅延を検出する。制御部72は以上の検出の結果から、受信側装置が正常に信号を受信できるように、信号位相調整回路76及び同期調整回路73に調整量を指示する。
【0012】
図5は、同期調整回路73を示した図である。伝送路10から入力された信号51は、複数の遅延素子により1クロック遅延された信号00、2クロック遅延された信号01、3クロック遅延された信号10及び4クロック遅延された信号11となって、選択回路50に入力される。選択回路50には、制御部101からの遅延調整信号92が入力される。選択回路50は、制御部101からの遅延調整信号92に応じた信号を、複数の遅延信号の中から選択して出力信号52として出力する。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
動作周波数の低い装置を利用せざるを得なかい現在であれば、従来のような単純な調整回路を利用しても、装置間通信を行う際の信号遅延はクロック間隔に隠れてしまい問題にならない。しかし、今後の情報処理装置は、動作周波数が著しく向上して行くため、例えば隣り合う回路基盤間のようなわずかな距離の伝送であっても、信号の遅延及び信号間の遅延量のばらつきは、大きな問題となる。特にプロセッサの動作周波数が向上するに従い、この問題は今後更に顕著になることが予想される。
【0014】
すなわち、製造時の材料や実効線長のばらつき等の製造誤差、また信号線の温度や湿度等の環境条件の変化による変動誤差によって、▲1▼伝送される信号が時間経過とともに変動することと、▲2▼信号の変動により受信側装置が正常に信号を受信するための位相変更量も変動すること、等が原因となり、転送サイクル数の境目となる位相やノイズの大きい特定の位相、一のクロック信号で動作している回路から他のクロックで動作している回路への信号伝送のタイミング制約を満たせない位相、等において局所的に正常な信号の受信が不可能となることがある。
【0015】
この状態を図4に示す。図4は、横軸を位相変更量として示してあり、右に行くほど位相の変更量は大きくなる。A点は位相変更量が0、すなわち受信信号の位相を全く変更しない点を表し、B点は位相変更量が1回路周波数分となる点をあらわす。
【0016】
上段は従来考えられていた伝送可能な位相変更量の範囲、下段は本願の発明者が発見した伝送可能な位相調整の範囲を表す。図において、楕円の枠で囲まれた斜線の範囲が伝送可能な位相変更量の範囲であり、単なる線分で示されている部分は伝送不可能な位相変更量の範囲である。
【0017】
図の上段で示しているように、従来は、伝送可能な位相変更量の範囲は位相変更量の値が1回路周波数分変動する間に、一箇所のみ存在すると考えられていた。このため、従来は、信号線毎の位相調整は、正常に受信できた位相変更量の中点に設定するようにしていた。これは伝送可能な調整値の分布が単一の連続領域になることを暗黙的に期待しているものであった。
【0018】
しかし、実際には、回路の動作周波数が向上するに従い、図の下段で示すように、位相変更量の値が1回路周波数分変動する間に、伝送可能な位相変更量の範囲は複数存在するようになり、それぞれの連続する領域の幅も異なることが分かった。これは、回路の動作周波数が向上するに従い、従来、伝送可能だと考えられていた調整量の範囲が、実際には複数の部分で局所的に分断されるためである。これは、見方によっては、伝送可能な位相変更量の範囲が複数の領域に分かれる場合があるともいえる。更に、複数に分かれた伝送可能な領域は、その幅がそれぞれ異なるという現象が発生するのである。
【0019】
このため、従来のように、無作為に見つけ出した任意の受信可能な位相変更量の範囲の中点に位相を調整してしまうと、例えば、図の下段のような状態の場合には、中央の領域を選択してしまう可能性があった。このような領域を選択してしまうと、受信側装置は外乱により伝送信号が微小に変動した場合でも、受信信号が簡単に正常に受信でイの位相変更量の範囲の外に移動してしまうこととなり、安定性を欠く状態となってしまうことが問題となる。
【0020】
本発明は、正常に受信できる位相変更量の分布が複数の連続領域に分断されてしまう場合でも、信号線間の遅延時間の差を調整し最適な位相設定を行える調整回路を提供する。
【0021】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、複数存在する受信可能な位相変更量が連続する領域のうちから、その幅が所定値以上の領域を検出して、この領域を位相変更量の設定に利用することとした。
【0022】
本発明の原理を図1に示す。
【0023】
送信側装置20と受信側装置90とには、同一のクロック発生器51により同一位相同一周波数のクロックが供給されている。なお、図では省略されているが、受信側装置90の各回路には、同期用フリップフロップ34に入力されているクロックと同様のクロックが供給されている。
【0024】
送信側装置20には、受信側装置が信号が正常に伝送されているかを確認するために、一定パターンの信号を発生させるパターン発生器21が備えられている。パターン発生器21で生成された一定パターンの信号は、出力用フリップフロップ22に入力される。出力用フリップフロップは、伝送路10により伝送される信号線に各々対応して備えられている。出力用フリップフロップ22は、全て同一のクロック信号に同期して動作するため、複数の信号線から同時に信号が出力される。なお、図1は、伝送路10により伝送される信号線が複数であることを想定した記載となっているが、もちろん、伝送路の信号線が1本であっても差し支えない。
【0025】
伝送路10を伝播した信号は、受信側装置90の遅延調整回路96により受信される。遅延調整回路96は、制御部101からの指示により、信号線ごとに出力の遅延量を調整する。この遅延調整回路は、従来例として示した1クロック単位で信号を遅延させるものではなく、クロックサイクルの数十分の1程度の量を遅延単位としている。遅延調整回路96から出力された信号は、入力用フリップフロップ33に入力される。入力用フリップフロップ33を動作させるクロック信号は、クロック発生器51から送信されるクロック信号をサンプリングクロック調整回路91により位相変更した信号である。位相変更のための変更量は、制御部101により位相調整信号93としてサンプリングクロック調整回路91に指示される。入力用フリップフロップ33から出力された信号は同期用フリップフロップ34を経由して受信判定回路98に入力される。ここで、同期用フリップフロップ34を経由することとしているのは、従来と同様の理由による。
【0026】
受信側装置90の受信判定回路98は、受信した信号の遅延量及び位相変更量が適切な値であるかを判断するための回路である。受信判定回路35にはパターン発生器35が備えられている。パターン発生器35は、送信側装置20のパターン発生回路21と同一パターンの信号を発生する。受信判定回路98は、同期用フリップフロップ34からの出力と、パターン発生器35からの出力とを比較し、両者が同一である場合に、正常に受信している旨を制御部101に通知する。
【0027】
制御部101は、信号の伝送が開始されると、遅延調整回路96に対して遅延量を最小にするよう指示を出す。制御部101は、複数の同期用フリップフロップ34から入力される信号のうち一つを選択し、正常に伝送できる位相変更量を検出する。正常に伝送できる位相変更量を検出するために、制御部101は、サンプリングクロック調整回路91への指示を、徐々に位相変更量を上昇させるように行い、受信判定回路98からの正常通知を監視する。
【0028】
制御部101は位相変更量を回路の動作周波数の1回路周波数分変動させることで処理を終了する。制御部101は、この間の受信判定回路98からの正常出力に基づき、正常に受信できる位相変更量の連続した領域(以下、「安定位相領域」という。)の分布を認識する。制御部101は、複数存在する領域のうち、所定値以上の大きさを持つ領域を選択して、これを最適な位相領域として特定する。
【0029】
なお、安定位相領域の幅と比較される所定値は、回路を構成する素子のばらつきや、回路の動作周波数で決定される。それらの値から、外乱により信号の位相や信号の遅延量が変動する範囲が求められるので、所定値には、この変動範囲よりも安定位相領域が広くなるような値が設定される。もちろん、実際の装置ごとに変動範囲は異なるが、装置を構成する素子の誤差範囲を元に最大の変動範囲を予想しておけば、問題は発生しない。
【0030】
また、所定値以上の幅を有する安定位相領域が存在しない場合を考慮すれば、選択する安定位相領域は、その幅が所定値以上のものとするのではなく、その幅が最大のものとしておくことも考えられる。もともと、所定値は最悪の場合を想定して決定されている値であるから、最大幅を持つ安定位相領域が所定値以上の幅を有しない場合であっても、大きな問題となることは少ないと考える。
【0031】
制御部101は、全ての信号線について上記の判断を行い、その後、全ての信号線について特定された位相領域に基づき、受信側回路90としての最適な位相領域を決定する。制御部101は、全ての信号線についての最適な位相領域の最低位相変更量が同一の値となるように、遅延調整回路96に遅延量を指示することで位相調整を完了する。
【0032】
制御部101は、遅延調整回路96の設定を完了させた状態で、全ての信号線で正常に信号の受信が可能となる位相領域の最大位相変更量と最小位相変更量とから、最適なサンプリング位相変更量を決定する。
【0033】
以上は、伝送される信号線が複数存在する場合の調整手段を述べたが、伝送される信号線が1本の場合には、信号線間の遅延量調整が不要となるだけで、基本的な考え方の変更は必要ない。この場合、受信側装置90に備えられている遅延調整回路96自体を省略しても問題ない。
【0034】
以上の手段により、受信側装置は、最も外乱に強い位相調整量を選択することができ、装置の安定性を向上させることができる。
【0035】
【発明の実施の形態】
【0036】
【実施例】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、図中同一の符号が付されているものは、同一の機構を示すものとする。
【0037】
図6は、本発明に係る受信判定回路98の一例を示すブロック図である。受信判定回路98には、複数の同期用フリップフロップ34からの信号191が入力される。入力された複数の信号191は二つに分岐され、それぞれ選択回路181と信号間一致判定回路182とに入力される。
【0038】
選択回路181は、入力された複数の信号191の中から、制御部101から通知されるセレクト信号192により指定される1本の信号線からの入力を選択して比較器181に比較対象信号195として出力する。
【0039】
信号間一致判定回路182は、入力された複数の信号の全てが同一の値であるか否かを判定し出力する。信号間一致判定回路182からの出力は、制御部101から通知される信号間比較指示信号193と論理和演算がされ、信号間一致信号194として出力される。
【0040】
パターン発生器35は、通常は一定パターンの信号を繰り返し出力している。しかし、リセット信号196が入力されると、パターン発生器35は一定パターンの最初から信号の出力を再開する。パターン発生器35は、また、一定パターンの出力が一巡した場合には、一巡完了信号197を出力する。
【0041】
比較器181は、比較対象信号195とパターン発生器35からの一定パターンの信号とを比較して、一致していれば信号一致信号198を出力する。
【0042】
信号一致信号198と一巡完了信号197とは、順序回路185に入力される。順序回路185は、信号一致信号198が入力され、その入力が維持されている際に一巡完了信号197が入力された場合に、同期維持信号199を出力する。また、順序回路185は、信号一致信号198の入力がなくなった場合には、リセット信号196を出力する。
【0043】
以上により、複数の信号191の中から選択された1の信号について、所定パターン一巡分の一致が取れることで、順序回路185からの同期維持信号199が得られることとなる。受信判定回路98は、最終的には、同期維持信号199と信号間一致信号194との論理積演算の結果を出力することとなるが、信号間一致信号194は、制御部101からの信号間比較指示信号193がセットされていない場合は常にオンである。したがって、制御部101は、複数伝送されてくる信号線の中の1本について正常に受信できるか否かの判定を行う際は、信号間比較指示信号193をセットせずに受信判定回路98からの出力を検出することで行うことができる。
【0044】
一方、制御部101は、全ての入力信号について、正常に受信可能な位相領域の特定が終了し、各信号の遅延量を調整した後に、信号間比較指示信号193をセットすることで、全ての信号線において信号の伝送が同期しており、かつ正常に受信できていることを確認することもできる。
【0045】
図10に、制御部101の構成図を示す。
【0046】
制御部101には、
全ての信号について、安定位相領域のうちで、連続域の幅が所定値以上となる領域の位相変更量の下限量と上限量を検出し、遅延調整量を決定するための位相基準値を決定する位相変更指示部161と、
当該位相基準値を記憶する位相基準値記憶部167と、
全ての信号について、安定位相領域のうちで、連続域の幅が所定値以上となる領域の位相変更量の下限量が前記位相基準値となるように遅延調整量を設定する遅延変更量決定手段168と、
全信号を同時に対象とした場合の安定位相領域のうちで、連続域の幅が所定値以上となる領域の下限値と上限値とから、サンプリング位相変更量を決定する位相変更量決定手段164と、
安定位相領域のうちで、連続域の幅が所定値以上となる領域の位相変更量の下限量を記録する開始位相記憶部162と、
安定位相領域のうちで、連続域の幅が所定値以上となる領域の位相変更量の上限量を記録する終了位相記憶部163と、
信号毎に安定位相領域のうちで、連続域の幅が所定値以上となる領域の位相変更量の下限量と上限量とを記憶する連続領域記憶部165と、
これら六つの回路を統合制御する統制部166とが備えられている。
【0047】
また、制御部101には、統制部166と位相変更指示部161とから出力される遅延調整信号91を遅延調整回路96に伝送するためのドライバ169と、統制部161と遅延変更量決定手段168とか出力される位相調整信号92をサンプリングクロック調整回路91に伝送するためのドライバ170と、も備えられている。
【0048】
ここで、
次に、実際の位相変更量調整手順を説明する。
【0049】
図9〜図11は、制御部101が行う位相変更量調整の手順を示したフローチャートである。
【0050】
最初に、制御部101の手順の概要を述べる。
【0051】
制御部101は、始めに位相調整のための位相基準値を求める(S11〜S29)。次に各信号の遅延量の調整を行う(S30〜S45)。最後にサンプリング位相変更量の最終決定を行う(S46〜S60)。以下、ステップごとに詳細に述べる。
【0052】
統制部166は、各信号の安定位相領域を求めるために、信号間比較指示信号をオフにする(S11)。これにより、信号間の位相のずれは、判断に影響を及ぼさなくなる。統制部166は、信号毎に順に安定位相領域を求めるが、本実施例では、信号線0から調整を行うこととする(S12)。
【0053】
統制部166は、遅延調整回路96に通知する遅延量を初期化し(S13)、位相調整回路91に通知する変更量を初期化する(S14)。
【0054】
統制部166は、以降、信号線0の位相信号基準値を求めるために、位相変更指示部161に処理を開始させる。
【0055】
位相変更指示部161は、監視タイマを初期化し(S15)、タイムアウト監視を始める。位相変更指示部161は正常に信号が受信できるか否かを判定する(S16)。正常に受信できなければ、タイムアウトしていないか判定する(S18)。タイムアウトしていなければ、タイムアウトするまで、正常に信号が受信できるか否かを監視しつづける(S16〜S18)。所定時間、正常受信できるか否かを待つのは、受信判定回路が正常状態を通知するまでに一定の時間を要するからである。
【0056】
位相変更指示部161は、正常に信号の受信ができずにタイムアウトを検出した場合は、現在の位相変更量では正常な信号の受信は不可能であると判断して、位相変更量を増加させる(S19)。位相変更指示部161は、以上の手順を繰り返して、正常な信号の受信が可能となる最小の位相変更量、すなわち安定位相領域の最小位相変更量を探し出す(S15〜S19)。最小位相変更量は、開始位相記憶部122記憶する。
【0057】
位相変更指示部161は、安定位相領域の最小位相変更量を検出すると、その値と位相基準値記憶部167に記憶されている値とを比較することで、その値がこれまで検出した他の信号の最小位相変更量よりも大きいか否かを判定する(S20)。新たに検出した最小位相調整が位相基準値記憶部167に格納されている値より大きい場合は、位相基準値記憶部167の値を新たに検出した値で更新する(S21)。
【0058】
次に、位相変更指示部161は、安定位相領域の幅を検査する処理に移る。
【0059】
位相変更指示部161は、現在の位相変更量を更に増加させる(S22)。そして、最小位相変更量を検出したときと同様の手順により、正常に信号の受信ができなくなる位相変更量を検出する(S22〜S26)。この位相変更量が、安定位相領域の最大位相変更量である。
【0060】
位相変更指示部161は、開始位相記憶部122に記憶された最小位相変更量と検出した最大位相変更量との差、すなわち安定位相領域の幅が、所定値以上であるか否かを判定する(S27)。安定位相領域の幅が所定値未満であれば、処理をカウンタの初期化(S15)に戻して、再び安定位相領域の幅が所定値以上となる領域の検出に戻る。
【0061】
検出した安定位相領域の幅が所定値以上であれば、位相変更指示部161は、その際の最小位相変更量と最大位相変更量とを連続領域記憶部に保存して、処理が完了した旨を統制部166に通知する。統制部166は、全ての信号線について、位相変更指示部161の処理が完了したか否かを判断し(S28)、完了していない場合は次の信号線を選択し(S29)、再び位相変更指示部161に処理を依頼する。統制部166は、全ての信号線について同様の処理を行う。
【0062】
以上で、位相調整基準値の検出が完了する。
【0063】
ここまでの手順を、図11を参照しながらまとめる。
【0064】
図11は、伝送される信号線が3本である場合を例にとっている。図は、横軸を位相変更量として示しており、右に行くほど位相の変更量は大きくなる。図に示してある部分は、受信側装置の1回路周波数分の範囲である。図中、楕円で囲まれた部分が安定位相領域である。楕円の中が空白で示されている安定位相領域は、その幅が所定値未満であることを示しており、楕円の中が斜線で示されている安定位相領域は、その幅が所定値以上であることを示している。
【0065】
すなわち、この図においては、信号アについての最小位相変更量はA点の値であり、信号イについての最小位相変更量はB点の値であり、信号ウについての最小位相変更量はC点の値である。そして、最小位相変更量のうち、最も大きい値であるB点の値が、位相調整基準値となる。
【0066】
話を、図8のフローチャートの説明に進める。
【0067】
統制部166は、位相調整基準値が決定されると、各信号線の遅延量の調整に移る。
【0068】
統制部166は、位相調整基準値記憶部167に記憶されている位相基準値を位相調整回路91に設定する。統制部166は、信号線0を選択し(S32)、信号線0に設定すべき遅延時間を検出させるために、遅延変更量決定部168に処理を開始させる。
【0069】
遅延変更量決定部168は、正常の伝送ができるまで遅延調整信号で通知する遅延量を増加させる(S33〜S37)。遅延変更量決定部168は、正常な伝送ができることを検出したら、更に遅延量を増加させてゆき、正常な伝送ができなくなる遅延量を検出する(S38〜S42)。遅延変更量決定部168は、正常な伝送できなくなったら遅延量を1段階小さくして遅延調整回路96に設定する(S43)。
【0070】
以上の処理で、1本の信号線についての遅延量の設定が完了する。遅延変更量決定部168は、処理が完了した旨を統制部166に通知する。
【0071】
統制部166は、全ての信号線について、遅延変更量決定部168の処理が完了したか否かを判断し(S44)、完了していない場合は次の信号線を選択し(S45)、再び遅延変更量決定部168に処理を依頼する。統制部166は、全ての信号線について同様の処理を行う。
【0072】
以上で、各信号線の遅延量の調整が終了する。
【0073】
ここまでの手順を、図12を参照しながらまとめる。
【0074】
信号イについては、その最小位相変更量が位相調整基準値と等しいため、信号の遅延は不要であり、遅延量は0となる。信号アについては、その最小位相変更量をAの値からBの値まで増加させるために、遅延調整回路に遅延量が設定されなければならない。図では、破線の矢印の長さが遅延量に相当する。また、信号ウについても、同様の遅延処理が必要となる。この作業により、全ての信号において、安定位相領域の最小位相変更量が同一の値(図12で示すB点の値)になる。
【0075】
ここまでの処理で、信号線間の遅延量調整と最適な位相変更領域の検出が終了している。したがって、この後は、サンプリング位相変更量を、安定位相領域のどの値にするかを決定すればよい。しかし、本実施例では、完全を期するために以下の処理を追加することを提案する。
【0076】
話を、図9のフローチャートの説明に進める。
【0077】
統制部166は、更に、全信号線の信号の値が一致している状態を保ちながら、安定位相領域の幅を検出することとする。
【0078】
統制部166は、信号間比較指示信号をオンにする(S46)。統制部166は、信号線0を選択し(S47)、位相調整回路33へ指示する位相調整量を徐々に順に大きくしてゆく。統制部166は、初めて正常に信号の受信が可能となった位相変更量を記憶する(S48〜S52)。この値は、安定位相領域の最小位相調整量である。
【0079】
統制部166は、更に、正常に信号の受信ができなくなるまで、位相変更量を順に大きくする(S53〜S57)。統制部166は、記憶している最小位相調整量と正常に信号の受信ができなくなったとき位相変更量との差を求め、この差が、連続領域記憶部に記憶されている、最も狭い安定位相領域の幅以上であるか否かを判定する(S59)。この判断の結果、現在求めた差が、記憶されている値よりも小さい場合は、再び処理を戻し、安定位相領域の検出を再開する。現在求めた差が、記憶されている値よりも大きい場合には、受信側装置が目的の受信状態となっていることを意味するので、統制部166は、最終的なサンプリング位相変更量の決定に進む。
【0080】
サンプリング位相変更量の決定に先立ち、その決定手順を説明する。
【0081】
例えば、通常の電圧で位相変更量が10から100まで連続して伝送可能なシステムで、電圧変動が生じた場合を考える。通常電圧の連続領域10から100の中心の値は55となる。電圧が+10%となったときには10から110まで、電圧が-10%となったときには9から90まで連続して正常な伝送が可能になるとする。この場合、3つの連続領域の共通部分である10から90までの中心、すなわち50にサンプリング位相変更量を設定した場合に電圧マージンが最大になる。
【0082】
したがって、この場合、統制部166は、最終的に位相調整回路に、調整値50を指示して、処理を完了する。
【0083】
ここまでの手順が完了した状態を、図13を参照しながらまとめる。
【0084】
図で、安定位相領域が最も狭いのは信号アである。したがって、サンプリング位相変更量は、信号アの安定位相領域の最小位相調整量と最大位相調整量とから決定される。信号アの安定位相領域の中点は、図中のP点である。そして、実際にサンプリング位相変更量として決定されるのは、図中のR点である。
【0085】
以上で、受信側装置の各信号線に対応した遅延回路に設定する遅延量及び位相調整回路に設定するサンプリング位相変更量が最適なものとなる。
【0086】
なお、例えば、受信判定が良好な状態から受信状態が不良な状態への変化を検出する機構を備えることとすれば、遅延量や位相変更量が回路の最小変更単位に見ない値で変化した場合に発生する瞬間的な伝送不良を検出することも可能となる。
【0087】
また、信号線の一部で反転のパターンを送信し、一定の順序で反転する信号を交代させて、信号の反転順序を考慮した受信判定を行うことにより、ケーブルの接続ミスの検出なども可能なる。
【0088】
また、調整用の所定パターン内に多様な01の並びを含めることにより、パターン固有ノイズによる送信不良を検出することも可能となる。
【0089】
また、信号接続に複数のモードをもち、伝送信号の一部は特定の接続のモードでのみ接続されるような伝送路においては、特定のモードで未接続となる信号に対して、モード信号で受信判定結果をマスクし、信号が未接続の場合に受信判定対象から除外する機構を設けることにより、信号の接続モードによらず調整手順を共通化できる。
【0090】
また、通常の伝送で用いる系に加えて、サンプリングクロック調整回路及び受信判定回路を備えた観測用伝送系(以下観測系と記述)を2系統分設ける。伝送で用いるサンプリングクロックに対して、位相を前にずらしたサンプリングクロックと位相を後にずらしたサンプリングクロックを用いて2つの観測系で伝送を行い、伝送エラーを監視する。片側の観測系で伝送エラーが発生した場合に、通常の伝送で用いる系のサンプリングクロックをエラーの起こっていない観測系のサンプリングクロックの位相に一定幅近づける。2つの観測系におけるサンプリングクロックの位相も、同じ方向に同じ幅分変更する。これにより、外部環境の変動に動的に対応してサンプリングクロックを変更することが可能となる。
【0091】
【発明の効果】
本願発明を利用することより、動作周波数の高速化が進む情報処理装置において、外乱に対しても非常に安定した伝送処理を行うことが可能となる。また、伝送路の製造誤差に対する安定性も向上する。
【0092】
また、本願発明は、伝送データの同期ずれよるシステムダウンや、システムリカバリによる処理能力の低下を防止することも可能とするものであり、今後の技術発展を支える必須の技術であると考える。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本願発明に係る位相調整回路の原理構成図である。
【図2】 従来の位相調整回路の原理構成図である。
【図3】 従来の位相調整回路の原理構成図である。
【図4】 安定位相領域の模式図である。
【図5】 本願発明に係る遅延回路の一実施例を示す構成図である。
【図6】 本願発明に係る受信判定回路の一実施例を示す構成図である。
【図7】 本願発明に係る制御部の処理を示すフローチャートである。
【図8】 本願発明に係る制御部の処理を示すフローチャートである。
【図9】 本願発明に係る制御部の処理を示すフローチャートである。
【図10】本願発明に係る制御部の一実施例を示す構成図である。
【図11】本願発明の位相調整手段を説明する安定位相領域の模式図である。
【図12】本願発明の位相調整手段を説明する安定位相領域の模式図である。
【図13】本願発明の位相調整手段を説明する安定位相領域の模式図である。
【符号の説明】
10 伝送路
20 従来の送信側装置1
21 従来の送信側パターン発生器1
22 従来の出力用フリップフロップ1
30 従来の受信側装置1
31 サンプリング位相調整回路
33 受信側入力フリップフロップ
34 受信側同期フリップフロップ
35 受信側パターン発生器
38 従来の遅延回路
39 従来の比較器
50 遅延回路に備えられている選択回路
51 クロック発生器
52 従来の制御部1
60 送信側装置2
72 従来の制御部2
73 従来の同期調整回路
75 従来の受信判定回路
76 従来の信号位相調整回路
91 サンプリング位相調整回路
92 受信判定回路
96 遅延調整回路
101 制御部
161 位相変更指示部
162 開始位相記憶部
163 終了位相記憶部
164 位相変更量決定手段
165 連続領域記憶部
167 位相基準値記憶部
166 統制部
181 受信判定回路に備えられている選択回路
182 受信判定回路に備えられている信号間一致判定回路
194 受信判定回路に備えられている論理和演算回路
183 受信判定回路に備えられている比較器
185 受信判定回路に備えられている順序回路

Claims (6)

  1. 入力されたクロック信号の位相を変更して出力するクロック位相変更回路と、
    クロック位相変更回路から出力されるクロックに基づいて動作して、入力されるデータ信号を受信し伝送する入力信号調整回路と、
    予め定められた一定パターンの信号と入力信号調整回路から伝送される信号とが一致した場合に受信状態が正常であると判断する受信判定部と、
    受信判定部の判断結果に応じてクロック位相変更回路に位相の変更量を指示する制御部と、
    から成る信号位相調整回路であって、
    前記制御部は、
    前記受信判定部の判断結果に基づいて、正常に受信できる状態となる位相変更量が連続する領域のうちで、連続域の幅が所定値以上となる領域の位相変更量の下限量と上限量とからサンプリング位相変更量を決定すること、
    を特徴とする信号位相調整回路。
  2. 入力データ信号が複数入力される請求項1記載の信号位相調整回路であって、
    各入力データ信号に対応して、入力データ信号を所定時間遅延させて伝播する入力遅延回路を備え、
    前記制御部は、
    各入力データ信号の、正常に受信できる状態となる位相変更量が連続する領域のうちで連続域の幅が所定値以上となる領域を検出して連続領域の最小位相変更量のうち最も大きい値を位相変更基準値とし、
    各遅延回路に対して、正常に受信できる状態となる位相変更量が連続する領域のうちで連続域の幅が所定値以上となる領域の最小位相変更量が前記位相基準値と一致するように遅延量を設定する遅延変更量決定手段と、
    全ての信号を正常に受信できる状態であって、かつ全ての信号が同一である連続する領域のうちで、連続域の幅が所定値以上となる個所の位相変更量の下限量と上限量とからサンプリング位相変更量を決定すること、
    を特徴とする信号位相調整回路。
  3. 請求項1記載の信号位相調整回路であって、
    前記制御部は、
    クロック位相変更回路に対して第一の値から第二の値まで昇順または降順に位相変更量を指示して、正常に信号を受信するとこができる連続域の幅が所定値以上である領域の最小位相変更量と最大位相変更量とを検出する位相変更量指示部を備えること、
    を特徴とする信号位相調整回路。
  4. 請求項2記載の信号位相調整回路であって、
    前記受信判定部は、入力される複数の信号の中からいずれか一つを選択する選択回路を更に備え、当該選択された信号とあらかじめ定めされた一定パターンの信号とが一致した場合に受信状態が正常であると判断し、
    前記制御部は、
    前記選択回路に対して選択指示を行うことで、全ての信号線について正常に受信できる状態となる位相変更量が連続する領域のうちで連続域の幅が所定値以上となる領域を検出すること、
    を特徴とする信号位相調整回路。
  5. 請求項1から請求項4記載の信号位相調整回路であって、
    前記制御部は、
    全ての信号を正常に受信できる状態であって、かつ全ての信号が同一である連続する領域のうちで、連続域の幅が所定値以上となる個所の位相変更量の下限量と上限量とからサンプリング位相変更量を決定すること、に変えて、
    全ての信号を正常に受信できる状態であって、かつ全ての信号が同一である連続する領域のうちで、連続域の幅が最大となる個所の位相変更量の下限量と上限量とからサンプリング位相変更量を決定すること、
    を特徴とする信号位相調整回路。
  6. 所定のパターンの信号を出力する送信側装置と、
    該信号を伝送する伝送路と、
    伝送路から伝播してくる信号を受信する受信側装置と、から成る信号同期伝送システムであって、
    前記送信側装置は、予め定められた所定パターンの信号を前記伝送路に送信し、
    前記受信側装置は、前記請求項1から請求項5に記載のうちのいずれか一つの信号位相調整回路を備えたものであって、前記送信側装置と同一のパターンの信号を一定パターンの信号として用いること、
    を特徴とする信号同期伝送システム
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