JP3930893B2

JP3930893B2 - データ転送装置及び方法

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Publication number: JP3930893B2
Application number: JP2006026140A
Authority: JP
Inventors: ミカエルリーデル; ローランドノイマン
Original assignee: イノヴァセミコンダクトルズゲーエムベーハー
Priority date: 2005-02-07
Filing date: 2006-02-02
Publication date: 2007-06-13
Anticipated expiration: 2026-02-02
Also published as: US20060176934A1; JP2006222953A

Description

本発明は、電磁環境両立性を高めるためにスペクトラム拡散を用いたデータのシリアル転送装置及び方法に関するものである。

自動車内のデータ転送において低遅延の転送及び非圧縮データの転送が必要とされることが従来から知られている。本出願は、このようなデータ転送を行うために、信頼できるシリアル、デジタルデータパスを提供する技術に関する。この技術を用いた集積回路はGigastarに関し、送信器と受信器とを有する（例えば、特許文献１〜３参照）。純粋な連続特性のため、用いられているデータパスは高いスケーリングに適する。

ＳＴＰ（Shielded Twisted Pair）ケーブルを用いた高速シリアル接続を介して非圧縮画素データを転送する。

さらに、画素データ及び制御データの転送のための出力チャンネルと、制御データの転送のための入力チャンネルが設けられている。ＳＴＰケーブルの１又は２つのペアを介して、二方向の非対称接続が形成される。この接続は３５ｍ以上の距離をサポートできる。

図１１は、従来の転送装置の基本構造を示す図である。図示のように、転送装置は送信器２０と受信器２３を有する。そして、送信器２０は第１のＰＬＬ回路２１とシリアル化回路２２を有し、受信器２３は第２のＰＬＬ回路２４と非シリアル化回路２５を有する。

第１のＰＬＬ回路２１は、第１の基本クロック信号Ｔ_ｒｅｆ１から第１のクロック信号Ｔ_ｎｏｍ１を生成する。この第１のクロック信号Ｔ_ｎｏｍ１は第１の基本クロック信号Ｔ_ｒｅｆ１の周波数の倍数であり、第１の基本クロック信号Ｔ_ｒｅｆ１と同位相である。この第１のクロック信号Ｔ_ｎｏｍ１はシリアル化回路２２に送信される。このシリアル化回路２２は平行ラインエンコードされた（parallel line-encoded）データを受信し、これをシリアルデータ信号に変換する。シリアルデータ信号は、第１のクロック信号Ｔ_ｎｏｍ１に同期して受信器２３に転送される。

受信器２３の非シリアル化回路２５は、送信器２０から転送されたシリアルデータ信号を受信する。第２のＰＬＬ回路２４は、第２の基本クロック信号Ｔ_ｒｅｆ２から第２のクロック信号Ｔ_ｎｏｍ２を生成する。第２のクロック信号Ｔ_ｎｏｍ２は、第２の基本クロック信号Ｔ_ｒｅｆ２の倍数であり、第２の基本クロック信号Ｔ_ｒｅｆ２と同位相である。この第２のクロック信号Ｔ_ｎｏｍ２は、非シリアル化回路２５に送信される。非シリアル化回路２５は、シリアルデータ信号の入力を受信して、それを平行ラインエンコードされたデータに変換する。このデータは受信器２３から出力される。

図１２は、従来の転送装置の送信器２０と受信器２３に用いられている第１，第２のＰＬＬ回路２１，２４を示す図である。

図示のように、第１，第２のＰＬＬ回路２１，２４は、位相比較器２６と、電圧制御発振器２７と、１／Ｎ分周器２８とを有する。

位相比較器２６の入力から、送信器２０用の第１の基本クロック信号Ｔ_ｒｅｆ１又は受信器２３用の第２の基本クロック信号Ｔ_ｒｅｆ２が受信される。位相比較器２６の出力信号は、電圧制御発振器２７に供給される。電圧制御発振器２７の出力は、第１，第２のＰＬＬ回路２１，２４の出力である。この出力と第１，第２のＰＬＬ回路２１，２４の他の入力との間に接続された１／Ｎ分周器により同時にフィードバックされる。このように、第１，第２のＰＬＬ回路２１，２４の出力において、第１，第２のクロック信号Ｔ_ｎｏｍ１，Ｔ_ｎｏｍ２は、第１，第２の基本クロック信号Ｔ_ｒｅｆ１，Ｔ_ｒｅｆ２と同位相であり、第１，第２のクロック信号Ｔ_ｎｏｍ１，Ｔ_ｎｏｍ２の周波数の１／Ｎ倍である。

第１のクロック信号Ｔ_ｎｏｍ１は、平行ラインエンコードされたデータからシリアル化回路２２により第１の基本クロック信号Ｔ_ｒｅｆ１に同期して生成されたシリアルデータ信号を受信器２３の非シリアル化回路２５に伝送するのに用いられ、これは第２のクロック信号Ｔ_ｒｅｆ２に同期して抽出され、平行ラインエンコードされたデータに再び変換される。この平行ラインエンコードされたデータは、後に受信器２３から出力される。

ＰＣＴ／ＥＰ０３／１０５２２号公報ＰＣＴ／ＥＰ０３／１０５２３号公報ＰＣＴ／ＥＰ０３／１０５２４号公報ＵＳ−Ａ−５８９４５１７号公報ＥＰ−Ａ−０８２３８０１号公報ＷＯ９９／３８２８１号公報

しかし、従来技術には２つの問題点がある。第１の問題点は、データのシリアル転送のために、送信器２０及び受信器２３において、周波数及び位相が同じで互いに同期した第１，第２の基本クロック信号Ｔ_ｒｅｆ１，Ｔ_ｒｅｆ２を用いる必要があった。この結果、受信器２３側のクロックと送信器２０側のクロックを同期させるためにクロック情報を受信器２３に転送するか、又は受信器に転送されたシリアルデータからクロック情報を他の方法で引き出す必要がある。このため、ジッタの無いシリアル転送が可能となるようにクロックを安定させる必要がある。

第２の問題点は、この技術を１ＧＨｚ以上の周波数に適用する場合に生じる。自動車内において送信器２０と受信器２３の位置を考えてケーブルを取り付けなければならないため、自動車内の環境からこのケーブルを完全に電磁遮蔽するのは困難である。このため、自動車内の他の電子機器から放射された電磁波がケーブルに連結して電磁気干渉を起す原因となる。従って、電磁環境両立性（EMC: ElectroMagnetic Compatibility）が減少する。

なお、電磁環境両立性を高めるためにスペクトラム拡散を用いたデータのシリアル転送装置及び方法が提案されている（例えば、特許文献４，５参照）。また、電磁環境両立性を高めるためにスペクトラム拡散を用いたデータのパラレル転送装置及び方法が提案されている（例えば、特許文献６参照）。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、外部環境に対する電磁環境両立性を高めることができるシリアル転送装置及び方法を得るものである。

本発明に係るデータ転送装置は、所定の周波数及び所定の位相を有する第１のクロック信号をスペクトラム拡散させ、シリアルデータ信号を送信する送信器と、送信器から送信されたシリアルデータ信号をクロック及びデータの復元により受信して、復元されたクロック信号と復元されたデータの少なくとも一方を出力する受信器とを有する。送信器は、所定の周波数帯域でクロック信号を変動させることでスペクトラム拡散を行い、シリアルデータ信号の転送は、変動されたクロック信号に同期して行い、送信器は、第１の基本クロック信号を受信し、第１のクロック信号の位相を第１の基本クロック信号の位相に制御し、第１の基本クロック信号の周波数から第１のクロック信号の周波数を引き出す第１のＰＬＬ回路を更に有し、第１のＰＬＬ回路は、第１のＰＬＬ回路の入力に接続され、第１の基本クロック信号を受信する第１の位相比較器と、第１の位相比較器の出力に接続され、第１の位相比較器から出力信号を受信し、第１のＰＬＬ回路の出力に出力信号を送信する第１の電圧制御発振器と、第１のＰＬＬ回路の他の入力と出力と間のフィードバック経路に設けられ、第１の電圧制御発振器の出力信号を第１のＰＬＬ回路の他の入力にフィードバックする第１の分周器とを有し、第１の位相比較器は、第１の基本クロック信号の位相と第１の分周器により分周された第１の電圧制御発振器の出力信号の位相とを比較し、この比較結果を示す信号を第１の電圧制御発振器に送信し、変動された第１のクロック信号を生成する変動信号は、第１の分周器により受信される。本発明のその他の特徴は以下に明らかにする。

本発明により、スペクトラム拡散を用いて変動された第１のクロック信号を生成し、この変動された第１のクロック信号に同期してシリアルデータ信号を連続転送することで、変動されたシリアルデータ信号の周波数スペクトルのピークが強く減少する。従って、周波数スペクトルの大きなピークによる電磁気干渉は減少して、自動車内の他の電子機器の電磁環境両立性は保証される。

さらに、転送されたシリアルデータ信号のクロック及びデータの復元を受信器側で行うことで、送信器側から受信器側へクロック信号に関する情報を別途送る必要はない。

図１は、本発明の実施の形態に係るデータ転送装置の基本構造を示す図である。図１において、符号１は送信器を示す。この送信器１は、第１のＰＬＬ回路２とシリアル化回路３を有する。また、符号４は受信器を示す。この受信器４は、第２のＰＬＬ回路５と、ブラインドオーバーサンプリングした（blind-oversampled）クロック及びデータを復元する装置（ＣＤＲ）８と、マルチプレクサ（ＭＵＸ）９と、非シリアル化回路１０とを有する。そして、ＣＤＲ８は、第１のシフトレジスタ６と、第ｎのシフトレジスタ７と、マルチプレクサ（ＭＵＸ）９とを有する。また、図示は省略するが、ＣＤＲ８は、第２〜第（ｎ−１）のシフトレジスタを有する。

図１に示すように、第１のＰＬＬ回路２は、所定の周波数及び所定の位相を有する第１の基本クロック信号Ｔ_ｒｅｆ１を受信する。第１のＰＬＬ回路２の出力は、シリアル化回路３の入力に接続されている。シリアル化回路２の入力は、平行ラインエンコードされたデータを受信する。シリアル化回路２の出力は、ＣＤＲ８の入力に接続されている。より正確には、第１〜第ｎのシフトレジスタ６，７の入力は、シリアル化回路３の出力に接続されている。

さらに、第２のＰＬＬ回路５は、所定の周波数及び所定の位相を有する第２の基本クロック信号Ｔ_ｒｅｆ２を受信する。第２のＰＬＬ回路５のｎ個の出力は、それぞれ第１〜第ｎのシフトレジスタ６、７の入力に接続されている。第１〜第ｎのシフトレジスタ６、７の出力は、マルチプレクサ９の入力に接続されている。マルチプレクサ９の出力は、非シリアル化回路１０の入力に接続されている。

図２は、本発明の実施の形態に係るデータ転送装置の送信器１に用いられている第１のＰＬＬ回路２を示す図である。

図２において、符号１１は第１の位相比較器を示し、符号１２は第１の電圧制御発振器を示し、符号１３は第１の１／ｎ分周器を示す。

図２に示すように、第１の位相比較器１１は、第１の基本クロック信号Ｔ_ｒｅｆ１を受信する。また、第１の位相比較器１１の出力は第１の電圧制御発振器１２の入力に接続されている。そして、第１の電圧制御発振器１２の出力は、第１のＰＬＬ回路２の出力に接続されている。また、第１の電圧制御発振器１２の出力は、第１の１／ｎ分周器１３の入力に接続されている。そして、第１の１／ｎ分周器１３は変動（wobbling）信号を受信する。第１の１／ｎ分周器１３の出力は、第１の位相比較器１１の他の入力に接続されている。こうしてフィードバック経路が第１のＰＬＬ回路２内に形成されている。

図３は、本発明の実施の形態に係るデータ転送装置の受信器４に用いられている第２のＰＬＬ回路５を示す図である。

図３において、符号１４は第２の位相比較器を示し、符号１５は第２の電圧制御発振器を示し、符号１３は第１の１／ｎ分周器を示す。

図３に示すように、第２の位相比較器１４は、第２の基本クロック信号Ｔ_ｒｅｆ２を受信する。第２の位相比較器１４の出力は、第２の電圧制御発振器１５の入力に接続されている。第２の電圧制御発振器１５の出力は、それぞれ第２のＰＬＬ回路５の出力に接続されている。さらに、第２の電圧制御発振器１５の出力の一つは、第２の１／ｎ分周器１６の入力に接続されている。第２の１／ｎ分周器１６の出力は、第２の位相比較器１４の他の入力に接続されている。こうしてフィードバック経路が第２のＰＬＬ回路５内に形成されている。

上記のように、第１のＰＬＬ回路２は、外部で生成された第１の基本クロック信号Ｔ_ｒｅｆ１を受信する。さらに正確には、第１の位相比較器１１は、一つの入力で第１の基本クロック信号Ｔ_ｒｅｆ１を受信し、他の入力で第１の１／ｎ分周器１３を介して第１のＰＬＬ回路２の出力から第１のＰＬＬ回路２の入力にフィードバックされた信号を受信する。この信号は、第１の基本クロック信号Ｔ_ｒｅｆ１の１／ｎ倍の周波数を有する。このフィードバックの結果、第１のクロック信号Ｔ_ｎｏｍ１は、第１のＰＬＬ回路２の出力から出力される。第１のクロック信号Ｔ_ｎｏｍ１は、第１の基本クロック信号Ｔ_ｒｅｆ１の周波数から引き出された周波数を有し、第１の基本クロック信号Ｔ_ｒｅｆ１の位相と同じ位相を有する。さらに正確には、第１のクロック信号Ｔ_ｎｏｍ１の周波数は、第１の基本クロック信号Ｔ_ｒｅｆ１の周波数のｎ倍である。ここで、ｎは０より大きい任意の実数である。さらに、第１の１／ｎ分周器１３の入力は、第１の１／ｎ分周器１３の分周率をプログラムするのに用いられる変動信号を受信する。

図４は、本発明の実施の形態に係るデータ転送装置で用いられる周波数帯域を示す図である。さらに正確には、図４は、第１のクロック信号Ｔ_ｎｏｍ１が変動された帯域を示す。第１のクロック信号は、周波数ｆ_ｎｏｍ１＝１ＧＨｚを有し、ｆ_ｍｏｄ１＝±１ＭＨｚの小さなスイ−プ幅においてｆ_Ｆｍ１＝２．６ｋＨｚの高速で変化する。この変動は、第１の１／ｎ分周器１３の入力に適切な変動信号を供給することで行われる。本発明の実施の形態において、変動は上記のような小さなスイープ幅において出来るだけ高速で行われるが、適当な値に設定できる。上記の変動により、送信器１と受信器４との間を伝送されるシリアルデータ信号はスペクトラム拡散される。

図５は、本発明の実施の形態に係るデータ転送装置の送信器１により送信されたシリアルデータ信号を示す図である。

転送されるシリアルデータ信号は“１”と“０”の交互の繰り返しから構成されると仮定する。図５の上側に、変動信号の影響が無い、送信器１と受信器４との間の経路におけるシリアルデータ信号を示し、図５の下側に、変動信号の影響が無い１ＧＨｚの第１のクロック信号Ｔ_ｎｏｍ１を示す。シリアル化回路３に入力された平行ラインエンコードされたデータが、周波数１ＧＨｚの第１のクロック信号Ｔ_ｎｏｍ１に同期してＣＤＲ８に転送される場合、周波数５００ＭＨｚのシリアルデータ信号が送信器１と受信器４との間を転送される。

図６は、スペクトラム拡散を用いない本発明の実施の形態に係るデータ転送装置の送信器１により送信された図５のシリアルデータ信号の周波数帯域を示す図である。

言い換えると、図６には、変動信号の影響が無い場合について、転送されるシリアルデータ信号の周波数帯域が示されている。図６に示すように、 “１”と“０”の交互の繰り返しから構成される送信器１と受信器４との間を転送されるシリアルデータ信号により、５００ＭＨｚに振幅の大きなピークが発生し、理想的には他の周波数成分が存在しない。

Ａｓ自動車内の送信器１と受信器４との間の経路は、一般的に例えばＳＴＰ（Shielded-Twisted-Pair）ケーブルなどのケーブルを用いて環境に合わせて設けられなければならず、自動車の外からの電磁気の影響と同じぐらいに、自動車内の他の電子機器によりケーブは電磁気の影響に曝され、電磁気の影響を完全に防ぐことはできない。シリアルデータ信号は周波数が５００ＭＨｚと高いため、電磁気の干渉によりシリアルデータ信号を妨害する可能性が高い。これを防ぐため、上記変動を行って、シリアルデータ信号をスペクトラム拡散する。

図７は、スペクトラム拡散を用いた本発明の実施の形態に係るデータ転送装置の送信器１により送信された図５のシリアルデータ信号の周波数帯域を示す図である。

第１の１／ｎ分周器１３で変動を行った結果、送信器１と受信器４との間の経路におけるシリアルデータ信号のスペクトルが変更されて、図６の５００ＭＨｚにおけるピークが図７に示すように鈍る。ただし、図６，７における振幅Ｕ（Ｖ）は実際の値ではない。そして、図７に示すように、変動によるスペクトラム拡散によりピークは下がり、エネルギーはより広い周波数帯域に分布される。このスペクトラム拡散によってシリアルデータ信号の周波数帯域のピークが下がることで、送信器１と受信器４との間の経路における電磁環境両立性が向上する。

図８は、スクランブル法を用いた本発明の実施の形態に係るデータ転送装置の送信器１により送信されたシリアルデータ信号を示す図である。

上記スペクトラム拡散に加えて、周波数帯域のピークにおける振幅を更に減少させるため、シリアルデータ信号にスクランブル法を行ってもよい。スクランブル法自体は従来から知られているため、ここでは詳しくは説明しない。ただし、激しくスクランブルするとシリアルデータ信号におけるオーバヘッドが増えて、シリアルデータ信号に更に広い帯域が必要となり、更に周波数が高くなってしまう。

図９は、スペクトラム拡散を用いない本発明の実施の形態に係るデータ転送装置の送信器１により送信された図８のシリアルデータ信号の周波数帯域を示す図である。

このスクランブルにより、図５に示すシリアルデータ信号は、“１”と“０”の交互の繰り返しから別のものに変換される。これは、図９に示すように、周波数５００ＭＨｚにおけるピークだけでなく、スクランブルされていないシリアルデータ信号の周波数５００ＭＨｚの前後に複数のピークを有する。そして、図９に示すように、変動によるスペクトラム拡散は無視される。

図１０は、スペクトラム拡散を用いた本発明の実施の形態に係るデータ転送装置の送信器１により送信された図８のシリアルデータ信号の周波数帯域を示す図である。

変動によるスペクトラム拡散を考慮に入れると、図９に示すように複数のピークを有する周波数スペクトルは、図７に示す周波数スペクトルと同様に鈍り、同様の効果を得ることができる。さらに、図９のスクランブルされたシリアルデータ信号の周波数スペクトルにおける複数のピークによって、変動により鈍ったシリアルデータ信号は、図７に示すようにスクランブルされずに鈍ったシリアルデータ信号よりも大きい周波数帯域を有する。

しかし、上記のシリアルデータ信号のスクランブルを行うかどうかは任意であり、高い周波数での単一ピークを回避できるという利点と、オーバヘッドや、より広いバンド幅又は周波数の増加などの問題点を考慮して選択する。

図１に示すように、上記方法によりスクランブルされていない又はスクランブルされたシリアルデータ信号は、その後、第１のクロック信号Ｔ_ｎｏｍ１に同期して、送信器１と受信器４との間の経路を介してＣＤＲ８に転送される。より正確には、シリアルデータ信号は第１〜第ｎのシフトレジスタ６、７の各入力に受信される。

上記のように、第２のＰＬＬ回路２は、第１の基本クロック信号Ｔ_ｒｅｆ１と同じ周波数を有するが、位相は無関係の第２の基本クロック信号Ｔ_ｒｅｆ２を受信する。より正確には、第２の位相比較器１４は、一つの入力で第２の基本クロック信号Ｔ_ｒｅｆ２を受信し、第２の１／ｎ分周器１６を介して第２のＰＬＬ回路５の出力から第２のＰＬＬ回路５の入力にフィードバックされた信号を他の入力で受信する。この信号は、第２の基本クロック信号Ｔ_ｒｅｆ２の１／ｎ倍の周波数を有する。このフィードバックにより、第２のＰＬＬ回路５の各出力において第２のクロック信号Ｔ_{ｎｏｍ２１}〜Ｔ_{ｎｏｍ２ｎ}が出力され、これらは第２の基本クロック信号Ｔ_ｒｅｆ２の周波数から引き出された周波数を有し、第２の基本クロック信号Ｔ_ｒｅｆ２の位相と等しい位相を有する。より正確には、第２のクロック信号Ｔ_{ｎｏｍ２１}〜Ｔ_{ｎｏｍ２ｎ}の周波数は、第２の基本クロック信号Ｔ_ｒｅｆ２の周波数のｎ倍である。ここで、ｎは０より大きい任意の実数であり、第１の１／ｎ分周器１３の分周率ｎに一致する必要はない。

例えば、第２のクロック信号Ｔ_{ｎｏｍ２１}〜Ｔ_{ｎｏｍ２ｎ}のうちで、第２のクロック信号Ｔ_{ｎｏｍ２１}〜Ｔ_{ｎｏｍ２８}は第２のＰＬＬ回路５から出力され、第１〜第８のシフトレジスタ６、７の入力で受信される。この場合に十分なブラインドオーバーサンプリングを保証するために、第１〜第８の第２のクロック信号Ｔ_{ｎｏｍ２１}〜Ｔ_{ｎｏｍ２８}の周波数は、第１のクロック信号の周波数に等しくなるように、例えば１ＧＨｚに設定される。第２のクロック信号Ｔ_{ｎｏｍ２１}〜Ｔ_{ｎｏｍ２ｎ}は、第２の１／ｎ分周器の分周率とは周波数は同じであるが位相が例えば４５度異なり、第１〜第８のシフトレジスタ６、７の入力で受信される。第１〜第８の第２のクロック信号Ｔ_{ｎｏｍ２１}〜Ｔ_{ｎｏｍ２８}でクロックパルスが起こるたびに、転送されたシリアルデータ信号はサンプリングされ、対応する第１〜第８のシフトレジスタ６、７に書き込まれる。第１〜第８のシフトレジスタ６は、１０ビットのリングオシュレータとなり、それぞれ第１〜第８の第２のクロック信号Ｔ_{ｎｏｍ２１}〜Ｔ_{ｎｏｍ２８}の１０回のサンプリング時にサンプルされた１０ビットを記憶する。転送されたシリアルデータ信号の８ビットは互いに一致するが、異なるサンプリング時に第１〜第８の第２のクロック信号Ｔ_{ｎｏｍ２１}〜Ｔ_{ｎｏｍ２８}によりサンプリングされ、これらの８ビットから所定の条件を満たす１つのビットを所定の方法で選択する。

ブラインドオーバーサンプリングは、例えば、第１のクロック信号Ｔ_ｎｏｍ１に同期して生成されたシリアルデータ信号が第２のクロック信号Ｔ_{ｎｏｍ２１}〜Ｔ_{ｎｏｍ２８}の一つによりサンプリングされることにより行われる。第２のクロック信号Ｔ_{ｎｏｍ２１}〜Ｔ_{ｎｏｍ２８}は、シリアルデータ信号の周期の複数のサンプリング、を認めるよう設定され、オーバーサンプリングが行われる。結局、第２のクロック信号Ｔ_{ｎｏｍ２１}〜Ｔ_{ｎｏｍ２８}は、周波数は第１のクロック信号Ｔ_ｎｏｍ１と同じに設定され、位相は相対的に所定の量シフトされる。

さらに、別の実施の形態として、第２のクロック信号の周波数は、倍数により、第１のクロック信号Ｔ_ｎｏｍ１の周波数よりも高くなるように選択してもよい。

本発明の実施の形態では、ブラインドオーバーサンプリングをクロック及びデータの復元のために用いたが、これは一例であり、クロック及びデータの復元のために様々な方法を用いることができる。例えば、アナログ、ＰＬＬベースのクロック及びデータの復元、クロック同期を伴う又は伴わないブラインドオーバーサンプリング、アナログＶＣＯによるブラインドオーバーサンプリング、bang-bang構造によるクロック及びデータの復元、直線位相検出器によるクロック及びデータの復元などを用いることができる。

転送されたシリアルデータ信号の８ビットは互いに一致するが、異なるサンプリング時に第１〜第８の第２のクロック信号Ｔ_{ｎｏｍ２１}〜Ｔ_{ｎｏｍ２８}によりサンプリングされ、このうち最も確かなものはマルチプレクサ９により出力される。所定の論理により、マルチプレクサ９を制御して、最も確かなビットに対応するビットを選択させる。出力ビットは、平行ラインエンコードされたデータを復元するために非シリアル化回路１０に供給される。マルチプレクサ９と非シリアル化回路の双方は、第２のクロック信号Ｔ_{ｎｏｍ２１}〜Ｔ_{ｎｏｍ２８}の一つに同期して動作し、その第２のクロック信号Ｔ_{ｎｏｍ２１}〜Ｔ_{ｎｏｍ２８}の一つを用いて互いに同時に動作できるようにする。直線エンコードされたデータは、受信器から出力されて、更なる処理が施される。

本発明の実施の形態に係るデータ転送装置の基本構造を示す図である。本発明の実施の形態に係るデータ転送装置の送信器に用いられている第１のＰＬＬ回路を示す図である。本発明の実施の形態に係るデータ転送装置の受信器に用いられている第２のＰＬＬ回路を示す図である。本発明の実施の形態に係るデータ転送装置で用いられる周波数帯域を示す図である。本発明の実施の形態に係るデータ転送装置の送信器により送信されたシリアルデータ信号を示す図である。スペクトラム拡散を用いない本発明の実施の形態に係るデータ転送装置の送信器により送信された図５のシリアルデータ信号の周波数帯域を示す図である。スペクトラム拡散を用いた本発明の実施の形態に係るデータ転送装置の送信器により送信された図５のシリアルデータ信号の周波数帯域を示す図である。スクランブル法を用いた本発明の実施の形態に係るデータ転送装置の送信器により送信されたシリアルデータ信号を示す図である。スペクトラム拡散を用いない本発明の実施の形態に係るデータ転送装置の送信器により送信された図８のシリアルデータ信号の周波数帯域を示す図である。スペクトラム拡散を用いた本発明の実施の形態に係るデータ転送装置の送信器により送信された図８のシリアルデータ信号の周波数帯域を示す図である。従来のデータ転送装置の基本構造を示す図である。従来のデータ転送装置の送信器及び受信器に用いられているＰＬＬ回路を示す図である。

符号の説明

１，２０送信器
２，２１第１のＰＬＬ回路
３，２２シリアル化回路
４，２３受信器
５，２４第２のＰＬＬ回路
６，７シフトレジスタ
８ブラインドオーバーサンプリングしたクロック及びデータを復元する装置（ＣＤＲ）
９マルチプレクサ
１０，２５非シリアル化回路
１１，１４，２６位相比較器
１２，１５，２７電圧制御発振器
１３，１６，２８分周器

Claims

所定の周波数及び所定の位相を有する第１のクロック信号をスペクトラム拡散させ、シリアルデータ信号を送信する送信器と、
前記送信器から送信された前記シリアルデータ信号をクロック及びデータの復元により受信して、復元された前記クロック信号と復元された前記データの少なくとも一方を出力する受信器とを有し、
前記送信器は、所定の周波数帯域で前記クロック信号を変動させることでスペクトラム拡散を行い、前記シリアルデータ信号の転送は、変動された前記クロック信号に同期して行い、
前記送信器は、第１の基本クロック信号を受信し、前記第１のクロック信号の位相を前記第１の基本クロック信号の位相に制御し、前記第１の基本クロック信号の周波数から第１のクロック信号の周波数を引き出す第１のＰＬＬ回路を更に有し、
前記第１のＰＬＬ回路は、
前記第１のＰＬＬ回路の入力に接続され、前記第１の基本クロック信号を受信する第１の位相比較器と、
前記第１の位相比較器の出力に接続され、前記第１の位相比較器から出力信号を受信し、前記第１のＰＬＬ回路の出力に出力信号を送信する第１の電圧制御発振器と、
前記第１のＰＬＬ回路の他の入力と出力と間のフィードバック経路に設けられ、前記第１の電圧制御発振器の出力信号を前記第１のＰＬＬ回路の前記他の入力にフィードバックする第１の分周器とを有し、
前記第１の位相比較器は、前記第１の基本クロック信号の位相と第１の分周器により分周された前記第１の電圧制御発振器の出力信号の位相とを比較し、この比較結果を示す信号を前記第１の電圧制御発振器に送信し、
前記変動された第１のクロック信号を生成する変動信号は、前記第１の分周器により受信されることを特徴とするデータ転送装置。
前記クロック及び前記データの復元が前記受信器により行われ、前記受信器は、送信された前記シリアルデータ信号を複数の第２のクロック信号に同期してサンプリングし、複数のサンプリングした前記シリアルデータ信号を得て、これらのサンプリングした前記シリアルデータ信号のうち最適のものは、所定のアルゴリズムにより、前記複数の第２のクロック信号の所定の一つに同期して出力され、前記複数の第２のクロック信号は前記第１のクロック信号と同じ所定の周波数を持ち、互いに位相が異なることを特徴とする請求項１に記載のデータ転送装置。
前記第１のクロック信号の位相は、前記複数の第２のクロック信号の位相とは関係が無く、これらの間の関係が、転送された前記シリアルデータ信号又はサンプリングした複数のクロック信号から引き出されることもないことを特徴とする請求項２に記載のデータ転送装置。
前記送信器は、エンコードされたデータと前記変動された第１のクロック信号とを受信し、前記エンコードされたデータを前記シリアルデータ信号に変換し、前記変動された第１のクロック信号に同期して前記シリアルデータ信号を送信するシリアル化回路を更に有することを特徴とする請求項２又は３に記載のデータ転送装置。
前記受信器は、第２の基本クロック信号を受信し、前記第２の基本クロック信号の位相を考慮して前記第２のクロック信号の位相を制御し、前記第２の基本クロック信号の周波数から前記第２のクロック信号の周波数を引き出す第２のＰＬＬ回路を更に有することを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載のデータ転送装置。
前記受信器は、サンプリングしたクロック及びデータの復元ユニットを更に有することを特徴とする請求項２〜５の何れか１項に記載のデータ転送装置。
前記サンプリングされたクロック及びデータの復元ユニットは、
前記複数の第２のクロック信号にそれぞれ対応する前記シリアルデータ信号を検出して記憶する複数のシフトレジスタと、
前記複数の第２のクロック信号の所定の一つに同期して、アルゴリズムによって、前記サンプリングされたシリアルデータ信号のうち最適のものを前記シリアルデータ信号として出力するマルチプレクサとを有することを特徴とする請求項６に記載のデータ転送装置。
前記受信器は、前記マルチプレクサから出力された前記シリアルデータ信号を受信し、前記シリアルデータ信号をエンコードされたデータに変換し、前記受信器から前記エンコードされたデータを出力する非シリアル化回路を更に有することを特徴とする請求項７に記載のデータ転送装置。
前記第２のＰＬＬ回路は、
前記第２のＰＬＬ回路の入力に接続され、前記第２の基本クロック信号を受信する第２の位相比較器と、
前記第２の位相比較器の出力に接続され、そこから出力信号を受信し、前記出力信号を前記第２のＰＬＬ回路の出力に送信する第２の電圧制御発振器と、
第２のＰＬＬ回路の他の入力と出力の間のフィードバック経路に設けられ、前記第２の電圧制御発振器の出力信号を前記第２のＰＬＬ回路の前記他の入力にフィードバックする第２の分周器とを有し、
前記第２の位相比較器は、前記第２の基本クロック信号の位相と第２の分周器により分周された前記第２の電圧制御発振器の出力信号の位相とを比較し、この比較結果を示す信号を前記第２の電圧制御発振器に送信することを特徴とする請求項８に記載のデータ転送装置。