JP4011062B2 - 信号伝送方法 - Google Patents
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Description
しかし、本来パラレルな信号を単にシリアル信号に並べ換えて伝送すると、そのビットオーダーが保存されないという問題がある。
図14は、この問題を図示したものである。送信側にてビット数nのパラレル信号をパラレル−シリアル変換器91に入力する場合、DI1入力にはd11,d21の信号が時系列に入される。また、DI2入力にはd12,d22、DIn入力にはd1n,d2nの信号が順次入力される。そして、パラレル−シリアル変換器91が、これらの信号をd11,d12,d13,d14・・・d1n,d21,d22の順のシリアル信号DSに変換し、送信する。
一方、受信側では、受信したシリアル信号DSをシリアル−パラレル変換器92でパラレル化するが、データのビットオーダーの切れ目を認識できないため、適当な箇所でnビットに区切ったパラレル信号に変換する。従って、もとのパラレル信号とはビットオーダー(データの区切りや並び順)の異なったパラレル信号が再生されることとなる。例えば、図14の例では、入力側の或るタイムスロットの信号d21〜d2nが、出力側では信号d1n−1〜d2n−2となっている。
このため例えば、デジタル映像信号をシリアル信号として伝送する場合に、映像信号の1ラインデータ毎に同期用データ列を加えて送信し、受信側では、この同期用データ列に基づいて映像信号を再生するデータ伝送方法が提案されている(特許文献1参照)。
しかしながら、このように映像信号に基づくデータ列に同期用データ列を加えた場合、この分だけ送信するデータ量が増加することになるので、これを遅延無く送信するためには、映像信号を処理するクロックよりも速いクロックで同期用データ列を加えたデータ列(複合データ列)を処理することになり、PLL(Phase Locked Loop)回路で異なるクロックを生成させるなど、装置構成が複雑化することになる。
また、このシリアル伝送を複数使った大容量の伝送方式では、シリアル伝送間に遅延差が生じ、この遅延差を吸収することが必要となる。
図15はシリアル伝送間の遅延差について説明した図である。複数のシリアル信号を伝送した際に、該シリアル伝送間で遅延差(Δdelay)が生じた場合、受信側での受信データにもその遅延差が見られることになる。この遅延差が伝送速度に比べて充分小さい時には許容できるが、伝送速度が高速になるにつれて、許容時間差は小さくなり、問題となってしまう。
本発明の送信側の信号伝送方法は、
ビット数Nでタイムスロット数N+αのデータ信号をビット数N+αでタイムスロット数Nのデータ信号に縦−横変換し、空き時間αを作成するステップと、
前記空き時間αに制御信号を挿入するステップと、
前記データ信号及び制御信号を含むパラレル信号をシリアル信号に変換するステップと、
前記シリアル信号を伝送するステップとを行う。
このように、本発明は、縦−横変換によって空き時間を作成し、この空き時間に制御信号を挿入したことにより、入力パラレル信号に含まれるデータに空き時間(アイドル)がない場合でも、データの区切りを示す制御信号を遅延無く埋めこむことができる。従って受信側で該制御信号に基づいて元のビットオーダーを復元することができる。
また、本発明の信号伝送方法は、前記パラレル信号をエンコードした後にシリアル信号に変換しても良い。
これにより、本発明の信号伝送方法は、データ信号と制御信号とを異なる符合列にエンコードし、データの区切りの検出を容易にしている。
また、本発明の信号伝送方法は、前記パラレル信号を8B/10B変換処理によりエンコードしても良い。
また、本発明の信号伝送方法は、前記シリアル信号を複数並行して伝送しても良い。
また、本発明の信号伝送方法は、前記パラレル信号の複数に所定のタイミングで前記制御信号を挿入しても良い。
また、本発明の信号伝送方法は、複数種類の前記制御信号を種類毎に挿入間隔を変えて挿入しても良い。
更に、本発明の信号伝送方法は、
シリアル信号を受信するステップと、
前記シリアル信号をデータの区切りを示す制御信号及びデータ信号を含むパラレル信号に変換するステップと、
前記制御信号に基づき、ビット数N+αでタイムスロット数Nのデータ信号をビット数Nでタイムスロット数N+αのデータ信号に横−縦変換するステップと、
前記変換後のデータ信号を出力するステップと、
を実行する。
また、本発明の信号伝送方法は、前記パラレル信号をデコードしても良い。
また、本発明の信号伝送方法は、前記パラレル信号を10B/8B変換処理によりデコードしても良い。
また、本発明の信号伝送方法は、前記シリアル信号を複数並行して受信しても良い。
また、本発明の信号伝送方法は、前記パラレル信号の複数に所定のタイミングで挿入された前記制御信号に基づいて遅延差を求め、この遅延差に基づいて前記複数のパラレル信号を出力しても良い。
また、本発明の信号伝送方法は、種類毎に挿入間隔を変えて挿入された複数種類の前記制御信号に基づいて位相差を求めても良い。
更に、本発明の信号伝送装置は、
ビット数Nでタイムスロット数N+αのデータ信号をビット数N+αでタイムスロット数Nのデータ信号に縦−横変換し、空き時間αを作成する縦−横変換部と、
前記空き時間αに制御信号を挿入する制御信号挿入部と、
前記データ信号及び制御信号を含むパラレル信号をシリアル信号に変換して出力するパラレル−シリアル変換部と、
を備える。
このように、本発明の信号伝送装置は、縦−横変換によって空き時間を作成し、この空き時間に制御信号を挿入したことにより、入力パラレル信号に含まれるデータに空き時間(アイドル)がない場合でも、データの区切りを示す制御信号を遅延無く埋めこむことができる。従って受信側で該制御信号に基づいて元のビットオーダーを復元することができる。
また、本発明の信号伝送装置は、前記パラレル信号をエンコードするエンコーダを更に備えても良い。
これにより、本発明の信号伝送装置は、データ信号と制御信号とを異なる符合列にエンコードし、データの区切りの検出を容易にしている。
また、本発明の信号伝送装置は、前記エンコーダが、前記パラレル信号を8B/10B変換処理によりエンコードしても良い。
また、本発明の信号伝送装置は、前記シリアル信号を複数並行して伝送しても良い。
また、本発明の信号伝送装置は、前記制御信号挿入部が、前記パラレル信号の複数に所定のタイミングで前記制御信号を挿入しても良い。
また、本発明の信号伝送装置は、前記制御信号挿入部が、複数種類の前記制御信号を種類毎に挿入間隔を変えて挿入しても良い。
更に、本発明の信号伝送装置は、シリアル信号をデータの区切りを示す制御信号及びデータ信号を含むパラレル信号に変換するシリアル−パラレル変換部と、
前記制御信号に基づき、ビット数N+αでタイムスロット数Nのデータ信号をビット数Nでタイムスロット数N+αのデータ信号に横−縦変換して出力する横−縦変換部とを備える。
また、本発明の信号伝送装置は、前記パラレル信号をデコードするデコーダを更に備えても良い。
また、本発明の信号伝送装置は、前記デコーダが、前記パラレル信号を10B/8B変換処理によりデコードしても良い。
また、本発明の信号伝送装置は、前記受信部が、シリアル信号を複数並行して受信しても良い。
また、本発明の信号伝送装置は、前記パラレル信号の複数に所定のタイミングで挿入された前記制御信号に基づいて遅延差を求め、この遅延差を調整する遅延調整部を備えても良い。
また、本発明の信号伝送装置は、前記遅延調整部が、種類毎に挿入間隔を変えて挿入された複数種類の前記制御信号に基づいて位相差を求めても良い。
図2は、縦−横変換の説明図。
図3は、本実施形態の信号伝送装置の概略図。
図4は、シリアル信号間の遅延差の説明図。
図5は、シリアル信号間の遅延差の説明図。
図6は、遅延調整部の具体的構成を示す図。
図7は、シリアル信号間の遅延差の説明図。
図8は、データの区切りを示す制御信号の説明図。
図9は、本変形例2の遅延調整部34の具体的構成を示す図。
図10は、送信側の信号伝送装置60の概略構成図。
図11は、受信側の信号伝送装置70の概略構成図。
図12は、信号伝送方法の説明図。
図13は、信号伝送方法の説明図。
図14は、ビットオーダーが保存されない問題の説明図。
図15は、シリアル伝送間の遅延差について説明した図。
〈実施形態1〉
§1.装置構成
図1は、本発明の一実施形態である信号伝送装置の説明図である。
同図に示すように、本実施形態では、送信側の信号伝送装置1が、パラレル信号を時分割多重方式によってシリアル信号に変換し、このシリアル信号を1本の信号線2を介して受信側の信号伝送装置3へ伝送する。これにより基板間でパラレル信号を少ない信号線(バックプレーン)を介して伝送することを可能にしている。
該送信側の信号伝送装置1は、縦−横変換部11や、制御信号挿入部12、エンコーダ13、パラレル−シリアル変換部(P/Sとも記す)14を備えている。
縦−横変換部11は、ビット数Nでタイムスロット数N+αのデータ信号をビット数N+αでタイムスロット数Nのデータ信号に縦−横変換し、空き時間αを作成する。なお、本実施形態では、図2(a)に示すようなビット数7でタイムスロット数7+1のデータ信号を図2(b)に示すようなビット数7+1でタイムスロット数7のデータ信号に変換している。これにより、8タイムスロットのパラレルデータを7タイムスロットのパラレルデータとして送信できるので、1タイムスロット分の空き時間が得られる。
制御信号挿入部12は、この空き時間に制御信号を挿入する。
エンコーダ13は、前記データ信号及び制御信号を含むパラレル信号(8ビット)をエンコードする。本実施形態では、公知の8B/10B変換処理、例えばIBMコーポレーションによる8B/10B変換規則や1000BASE−X規格に基づく処理により、8ビットのデータを10ビットの符号に変換している。
そして、P/S14は、前記パラレル信号をシリアル信号に変換する。
また、受信側の信号伝送装置3は、シリアル−パラレル変換部(S/Pとも称す)31や、デコーダ32、横−縦変換部33を備えている。
前記S/P31は、シリアル信号をデータの区切りを示す制御信号及びデータ信号を含むパラレル信号に変換する。
デコーダ32は、前記パラレル信号をデコードする。本実施形態では、前記パラレル信号を公知の10B/8B変換処理によりデコードしている。上記エンコードと逆の処理により10ビットの符号を8ビットのデータに復号化している。
横−縦変換部33は、前記制御信号に基づき、ビット数N+αでタイムスロット数Nのデータ信号をビット数Nでタイムスロット数N+αのデータ信号に横−縦変換する。
§2.信号伝送方法
次に上記構成の信号伝送装置における信号伝送方法について説明する。
送信側の信号伝送装置1は、まず縦−横変換部11を用い、7ビットのパラレル信号DI1〜DI7の8タイムスロット分のデータを8ビットのパラレルデータDI1〜DI8に変換し、かつ、空いたタイムスロットに制御信号挿入部12から入力された制御信号(K値、8ビット)を挿入し、エンコーダ13に出力する。
エンコーダ13は、該8ビットのパラレル信号を10ビットの符号列(パラレル信号)にエンコードし、P/S14に出力する。これによりパラレル信号をシリアル信号に変換した際のデータの区切りが分かるようにしている。
例えば8ビットのデータを単にシリアルに並べかえて伝送すると、受信側でデータの区切りが分からず、同じ8ビットのデータを得ることができない。そこで、8ビット(即ち、256通り)のデータを10ビット(即ち、1024通り)の符号列に変換することにより、8ビットのデータを示す符号(データ符号)の他に制御用の符号(コントロール符号)を付加できるようにしている。該符号列は、データ符号として計512組(256×2)と、コントロール符号として20組(10×2)が存在する。8B/10B変換によって得られる符号列には、通常0または1の連続が最大4にしかならないという特長がある。しかし、コントロール符号の中の6組(3×2)は特にコンマ符号と呼ばれ、これらの符号を送った場合のみ、0または1の連続が5になる場合が存在する。受信側ではこれを検知してシリアルデータのバイトの切れ目を判断し、ビットオーダーを復元する。
P/S14は、該8B/10B変換された符号列をシリアル信号に変換し、信号線2を介して伝送する。
一方、受信側の信号伝送装置3では、まずS/P31によって、伝送されたシリアル信号を10ビットのパラレル信号に変換し、デコーダ32へ出力する。この時、送信側で挿入されたコンマ符号を検出し、パラレル変換のタイミングを決定する。
デコーダ32は、該10ビットのパラレル信号を10B/8B変換によって8ビットのパラレル信号に戻し、横−縦変換部33へ出力する。
そして、横−縦変換部33は、該8ビットのパラレル信号のうち前記制御信号で区切られた7タイムスロット分のデータ信号を横−縦変換して、元の7ビットのパラレル信号8タイムスロット分のデータとし、この7ビットのパラレル信号DO1〜DO7を後段の回路へ出力する。
以上のように本実施形態によれば、ビットオーダーを再現するための制御信号を縦−横変換によって作成した空き時間に挿入したことにより、制御信号を含めたパラレル信号を遅延無く、且つ元のビットオーダーの復元を可能とした伝送を行うことができる。
特に、本実施形態では、制御信号を含めたパラレル信号をクロックアップすることなく処理できるので、PLL等の回路を必要とせず、簡易な構成で伝送を行うことができる。
〈実施形態2〉
本発明の実施形態2に係る信号伝送装置を図3〜図6に基づいて説明する。
上記実施形態1では1つのシリアル信号を伝送する構成を示したが、本実施形態では、複数のシリアル信号を並行して伝送する。なお、個々のシリアル信号を伝送する構成については、前述の実施形態1と同様なので同一の要素に同符号を付すなどして再度の説明を省略する。
§1.装置構成
図3は、本実施形態の信号伝送装置の概略図である。同図に示すように送信側の信号伝送装置10は、前述と同じ縦−横変換部11、エンコーダ13、パラレル−シリアル変換部14をそれぞれ複数(本例では2つ)備え、パラレル信号DI1〜DI14を複数のシリアル信号DS1,DS2に変換し、これを並行して伝送(パラレル伝送)する。
一方、受信側の信号伝送装置30は、シリアル−パラレル変換部(S/P)31や、デコーダ32、横−縦変換部33をそれぞれ複数(本例では2つ)備え、更にシリアル信号間の遅延差を調整するための遅延調整部34を備えている。
本実施形態の信号伝送装置10は、制御信号挿入部12からの制御信号を前記複数の縦−横変換部11に入力されたパラレル信号DI1〜DI7,DI8〜DI14にそれぞれ同じタイミングで制御信号を入力している。これにより、受信側の信号伝送装置30で、これら複数のシリアル信号DS1,DS2を受信した際に、該制御信号を基準として各シリアル信号DS1,DS2の遅延差Δdelayを認識し、この遅延差の調整を行って正しいビットオーダーでパラレル信号DO1〜DO14を得ることができる。
§2.遅延差調整方法
図4は、該シリアル信号間の遅延差の説明図である。同図では、デコーダ32でデコードした後のパラレル信号Dt1,Dt2を示しており、Dx.yがデータ信号、Kx.yが制御信号を示している。
前述したように制御信号は、パラレル信号DI1,DI2についてそれぞれ8タイムスロットに1回、同じタイミングで挿入されている。従って、パラレル信号Dt1,Dt2についても制御信号を同じタイムスロットに揃えるように調整を行うことで、伝送元と同じデータオーダーの信号が得られる。
なお、制御信号の調整を行う際には、最も近い制御信号同士を揃えるようにしている。即ち、図4の例では、パラレル信号Dt1の制御信号に対し、パラレル信号Dt2の制御信号が2タイムスロット分進んでいると認識できるので、パラレル信号Dt2をパラレル信号Dt1に対して2タイムスロット分遅らせるように調整を行う。同様に図5の例では、パラレル信号Dt1の制御信号に対し、パラレル信号Dt2の制御信号が3タイムスロット分遅れていると認識できるので、パラレル信号Dt1をパラレル信号Dt2に対して3タイムスロット分遅らせるように調整を行う。
§3.遅延調整部の構成
図6は、上記遅延の調整を実行する遅延調整部34の具体的構成を示している。
遅延調整されるべきパラレル信号Dt1,Dt2は、遅延調整部34に入力されると、それぞれシフトレジスタ(F/F)を通して出力される。
このとき基準側のパラレル信号Dt1は、1タイムスロットのデータ(本例では8ビット)毎にクロックCLK1に応じたタイミングで4つのシフトレジスタFF11〜FF14に順に送られたのち、終段のシフトレジスタFF10に格納され、調整側のデータと同時に出力される。
一方、調整側のパラレル信号Dt2は、1タイムスロットのデータ毎にクロックCLK2に応じたタイミングで7つのシフトレジスタFF21〜FF27に順に送られ、このうちセレクタSELに選択されたシフトレジスタのデータが終段のシフトレジスタFF20に格納され、基準側のデータと同時に出力される。
COMP(比較器)41,COMP42は、入力データが制御信号か否かを判定し、制御信号と判定した場合に次段へ信号を出力する。
カウンタ43は、COMP41からの信号出力を受けた場合に、カウンタ値をリセットする。その後、クロックCLK1に従い、カウントアップし、ラッチ44に出力する。
ラッチ44では、カウンタ43からの出力を受け、COMP42からの信号を受けた場合にこの値を保持する。即ち、パラレル信号Dt1の制御信号が入力されてからパラレル信号Dt2の制御信号が入力されるまでの時間(オフセット値)を測ることができる。
カウンタ45は、ラッチ44から出力されるオフセット値に応じて、パラレル信号Dt2の遅延差を決定し、セレクタSELに出力する。セレクタSELは、この遅延差に応じたシフトレジスタFF21〜FF27を選択し、このシフトレジスタからのデータをシフトレジスタFF20に出力する。このとき遅延差は、前述のように最も近い制御信号との差であるので、オフセット値が1であれば+1の遅れ、オフセット値が5であれば−1の遅れ(1タイムスロット分の進み)、オフセット値が7であれば−3の遅れとなる。そして、セレクタSELは、この遅延差−3〜+3に基づき、例えば遅延差が0であればシフトレジスタFF24を選択し、遅延差が+1であればシフトレジスタFF23、遅延差が+3であればシフトレジスタFF21、遅延差が−1であればシフトレジスタFF24、遅延差が−3であればシフトレジスタFF27をそれぞれ選択する。
これにより、シフトレジスタFF10,FF20からは、遅延差の調整を行ったデータが出力され、これを横−縦変換することで、元のパラレルデータDI1,DI2と同一のビットオーダーのパラレル信号DO1,DO2が得られる。
以上のように、本実施形態によれば、シリアル信号をパラレル伝送する際の遅延差を調整し、正しいビットオーダーで伝送することができる。
なお、本実施形態において遅延調整部34は、デコーダ32からのパラレル信号Dt1,Dt2の制御信号に基づいて遅延調整を行ったが、S/P31からのパラレル信号のコンマ符号に基づき、同様に遅延調整を行っても良い。但しこの場合、1タイムスロットのデータが10ビットであるので、シフトレジスタも10ビットを1ワードとして1度に格納できるように構成する。
〈変形例1〉
上記実施形態では、8ビット毎に挿入された制御信号を用いて遅延調整を行った。しかし、本発明の実施は、これに限定されない。例えば、複数種類の制御信号を種類毎に挿入間隔を変えて挿入しても良い。
上記実施形態では、8ビット毎に制御信号を挿入しているため、±3タイムスロットの遅延が調整可能な遅延の限界となっている。これは、図7に示すように±4タイムスロット以上の遅延が発生すると、どの制御信号同士を揃えれば良いのかが認識できなくなるためである。
従って、本変形例では、横−縦変換する際のデータの区切りを示す制御信号と、遅延調整用の制御信号として複数種類の制御信号を挿入し、この遅延制御用の制御信号の挿入間隔を長く設定することにより、遅延調整の限界を高めている。
即ちビット数Nでタイムスロット数N+αのデータ信号をビット数N+αでタイムスロット数Nのデータ信号に縦−横変換し、N+αタイムスロット毎に制御信号を挿入する場合、M(N+α)タイムスロット毎に遅延調整用の制御信号を挿入し、それ以外のN+αタイムスロット毎にデータの区切りを示す制御信号を挿入する(但し、Mは2以上の整数)。
図8は、データの区切りを示す制御信号Ax.yを8タイムスロット毎、遅延調整用の制御信号Kx.yを24タイムスロット毎に挿入した例を示している。(即ち、M=3)
この場合、制御信号挿入部12は、8タイムスロット毎に制御信号Ax.yを出力してパラレル信号DI1,DI2に挿入し、24タイムスロット毎に該制御信号Ax.yに代えて制御信号Kx.yを出力し、パラレル信号DI1,DI2に挿入する。
エンコーダ13は、この異なる種類の制御信号をそれぞれ対応する種類のコンマ符号にエンコードする。
送信側の信号伝送装置10において、その他の構成は、前述の実施形態と同じであり、このエンコード後のパラレル信号をシリアル信号DS1,DS2に変換して伝送する。
一方、受信側の信号伝送装置30は、受信したシリアル信号をS/P31でパラレル信号に変換したのち、デコーダ32でデコードし、前記異なる種類のコンマ符号をそれぞれ対応する制御信号(Ax.y,Kx.y)に変換する。
遅延調整部34は、このデコード後のパラレル信号Dt1,Dt2の遅延差を制御信号Kx.yに基づいて調整する。本例の遅延調整部34は、制御信号Kx.yの挿入間隔を長くした分、シフトレジスタの数を増やした点が異なっている。このため、基準側のパラレル信号Dt1は、1タイムスロットのデータ毎にクロックCLK1に応じたタイミングで12のシフトレジスタに順に送られたのち、終段のシフトレジスタFF10に格納され、調整側のデータと同時に出力される。
一方、調整側のパラレル信号Dt2は、1タイムスロットのデータ毎にクロックCLK2に応じたタイミングで23のシフトレジスタに順に送られ、この送られている際にセレクタSELに選択されたシフトレジスタのデータが終段のシフトレジスタFF20に格納され、基準側のデータと同時に出力される。
本例ではオフセット値が1であれば+1の遅れ、オフセット値が13であれば−1の遅れ(1タイムスロット分の進み)、オフセット値が23であれば−11の遅れとなる。そして、セレクタSELは、この遅延差−11〜+11に基づき、例えば遅延差が0であれば入力側から12番目のシフトレジスタを選択し、遅延差が+1であれば同11番目のシフトレジスタ、遅延差が+11であれば一番目のシフトレジスタ、遅延差が−1であれば13番目のシフトレジスタ、遅延差が−11であれば23番目のシフトレジスタをそれぞれ選択する。
そして、この遅延調整後のパラレルデータは、横−縦変換部33で横縦変換される。このとき横−縦変換部33は、8タイムスロット毎に挿入されている制御信号(Ax.y,Kx.y)をデータの区切りとして認識し、7ビット8タイムスロットのデータに横−縦変換する。
以上のように本例によれば、縦−横変換のデータ区切りを示す制御信号とは別に遅延調整用の制御信号を挿入するので、縦−横変換のデータ区切りに依らず長い間隔(本例では±11タイムスロット)で遅延の調整を行うことができる。
なお、制御信号の種類は、2種類に限らず、3種類以上を挿入するようにしても良い。例えば、ビット数Nでタイムスロット数N+αのデータ信号をビット数N+αでタイムスロット数Nのデータ信号に縦−横変換し、N+αタイムスロット毎に制御信号を挿入する場合、M(N+α)タイムスロット毎及びL(N+α)タイムスロット毎に遅延調整用の制御信号を挿入し、それ以外のN+αタイムスロット毎にデータの区切りを示す制御信号を挿入する(但し、L>M、Mは2以上の整数)。即ち、8タイムスロット毎に制御信号を挿入し、このうち24タイムスロット毎に第1の遅延調整用の制御信号を挿入し、100タイムスロット毎に第2の遅延調整用の制御信号を挿入する。これにより、受信側伝送装置の遅延調整部が100タイムスロット分の調整(±49タイムスロット)が可能な場合、第二の遅延調整用の制御信号を用い、受信側伝送装置の遅延調整部が24タイムスロット分の調整が可能な場合には、第一の遅延調整用の制御信号を用いる等のように受信側の遅延調整部の容量に応じて遅延調整の間隔を変更することが可能となる。
〈変形例2〉
上記実施形態では、遅延調整部43をシフトレジスタで構成した例を示した。しかし、本発明はこれに限定されない。本変形例2では、遅延調整部43をRAMで構成している。
図9は、本変形例2の遅延調整部34の具体的構成を示している。
遅延調整されるべきパラレル信号Dt1,Dt2は、遅延調整部34に入力されると、それぞれRAM51,52に格納され、遅延差を調整したタイミングで呼び出されて出力される。
このとき基準側のパラレル信号Dt1,Dt2は、1タイムスロットのデータ毎にクロックCLK1に応じたタイミングで入力され、これと共にカウンタ53,54が書き込みアドレスを生成してRAM51,52に入力し、このアドレスに前記タイムスロットのデータが書き込まれる。カウンタ53,54は、クロックCLK1,2が入力される毎にカウントアップして書き込みアドレスを生成し、前記パラレル信号Dt1の1タイムスロットのデータを順(但し、RAMの最終のアドレスに達したら最初のアドレスに戻って循環させる)にRAM51,52に格納させる。
COMP(比較器)55,COMP56は、入力データが制御信号か否かを判定し、制御信号と判定した場合に次段へ信号を出力する。
ラッチ57,58は、カウンタ53,54からのアドレスが入力されており、COMP55,COMP56からの出力信号を受けた場合にこの値を保持する。
RCOUNTER50は、読み出しクロックRCLKにより、カウントアップし、RAM1の読み出しアドレスを生成する。
差分回路59は、このラッチ57,ラッチ58が保持した値(アドレス)の差から遅延差を求めると共に、その値とRCOUNTER50を足した値をRAM52の読み出しアドレスとして出力する。
例えば制御信号が100タイムスロット毎に挿入され、RAM51,52が1番地から100番地のアドレスを有している場合に、基準側の制御信号のアドレスが40番地、調整側の制御信号のアドレスが70番地であると、RCOUNTER50が基準側のアドレスが40番地よりもRAM51の容量の半分だけ小さい値(90番地)を読み出しアドレスとしてRAM51に入力する。また差分回路59は、この90番地から前記遅延差(+30番地)分遅らせたアドレス、即ち20番地を読み出しアドレスとしてRAM52に入力する。
〈実施形態3〉
§1.装置構成
本発明の実施形態3に係る信号伝送装置を図10〜図13に基づいて説明する。
本実施形態の信号伝送装置60,70は、CPUやメモリを備えた一般的なコンピュータであり、信号伝送プログラムに従う演算処理部の処理により、パラレル信号をシリアル信号に変換し、少ない信号線(伝送路)を介して伝送するものである。
図10は、送信側の信号伝送装置60の概略構成図である。該信号伝送装置60は、本体61内にCPU(central processing unit)やメインメモリ等よりなる演算処理部62、演算処理の為のデータやソフトウェアを記憶した記憶装置(ハードディスク)63、入出力部(I/O)64等を備えている。
入出力部64は、他の機器からパラレル信号が入力される入力ポートや、シリアル信号を伝送路へ出力する出力ポートを有している。
記憶装置63には、オペレーティングシステム(OS)やアプリケーションソフト(信号伝送プログラム)がインストールされている。
演算処理部62は、該信号伝送プログラムに従って演算処理を行うことにより、縦−横変換部11や、制御信号挿入部12、エンコーダ13、パラレル−シリアル変換部(P/Sとも記す)14として機能する。
縦−横変換部11は、ビット数Nでタイムスロット数N+αのデータ信号をビット数N+αでタイムスロット数Nのデータ信号に縦−横変換し、空き時間αを作成する。なお、本実施形態では、図2(a)に示すようなビット数7でタイムスロット数7+1のデータ信号を図2(b)に示すようなビット数7+1でタイムスロット数7のデータ信号に変換している。これにより、8タイムスロットのパラレルデータを7タイムスロットのパラレルデータとして送信できるので、1タイムスロット分の空き時間が得られる。
制御信号挿入部12は、この空き時間に制御信号を挿入する。
エンコーダ13は、前記データ信号及び制御信号を含むパラレル信号(8ビット)をエンコードする。本実施形態では、公知の8B/10B変換処理によりエンコードしている。
そして、P/S14は、前記パラレル信号をシリアル信号に変換する。
一方、図11は、受信側の信号伝送装置70の概略構成図である。該信号伝送装置70は、本体71内にCPU(central processing unit)やメインメモリ等よりなる演算処理部72、演算処理の為のデータやソフトウェアを記憶した記憶装置(ハードディスク)73、入出力部(I/O)74等を備えている。
入出力部74は、他の機器からパラレル信号が入力される入力ポートや、シリアル信号を伝送路へ出力する出力ポートを有している。
記憶装置73には、オペレーティングシステム(OS)やアプリケーションソフト(信号伝送プログラム)がインストールされている。
演算処理部72は、該信号伝送プログラムに従って演算処理を行うことにより、シリアル−パラレル変換部(S/Pとも称す)31や、デコーダ32、横−縦変換部33として機能している。
前記S/P31は、シリアル信号をデータの区切りを示す制御信号及びデータ信号を含むパラレル信号に変換する。
デコーダ32は、前記パラレル信号をデコードする。本実施形態では、前記パラレル信号を公知の10B/8B変換処理によりデコードしている。
横−縦変換部33は、前記制御信号に基づき、ビット数N+αでタイムスロット数Nのデータ信号をビット数Nでタイムスロット数N+αのデータ信号に横−縦変換する。
§2.信号伝送方法
次に上記構成の信号伝送装置において信号伝送プログラムに従って実行する信号伝送方法について図12,図13を用いて説明する。
送信側の信号伝送装置60は、パラレル信号が入力されると(S1)、まず縦−横変換部31を用い、この7ビットのパラレル信号DI1〜DI7の8タイムスロット分のデータを8ビットのパラレルデータDI1〜DI8に変換し、かつ、空いたタイムスロットに制御信号挿入部12から入力された制御信号(K値、8ビット)を挿入し、エンコーダ13に出力する(S2)。
エンコーダ13は、該8ビットのパラレル信号を10ビットの符号列(パラレル信号)にエンコードし、P/S14に出力する(S3)。該符号列には、データ符号と呼ばれる計512組(256×2)の符号列と、コントロール符号と呼ばれる20組(10×2)の符号列が存在する。8B/10B変換によって得られる符号列には、通常0または1の連続が最大4にしかならないという特長がある。しかし、コントロール符号の中の6組(3×2)は特にコンマ符号と呼ばれ、これらの符号を送った場合のみ、0または1の連続が5になる場合が存在する。受信側ではこれを検知してシリアルデータのバイトの切れ目を判断し、ビットオーダーを復元する。
P/S14は、該8B/10B変換された符号列をシリアル信号に変換し、信号線2を介して伝送する(S4)。
一方、受信側の信号伝送装置70では、前記シリアル信号を受信すると(S5)、まずS/P31によって、伝送されたシリアル信号を10ビットのパラレル信号に変換し、デコーダ32へ出力する(S6)。この時、送信側で挿入されたコンマ符号を検出し、パラレル変換のタイミングを決定する。
デコーダ32は、該10ビットのパラレル信号を10B/8B変換によって8ビットのパラレル信号に戻し、横−縦変換部33へ出力する(S7)。
そして、横−縦変換部33は、該8ビットのパラレル信号のうち前記制御信号で区切られた7タイムスロット分のデータ信号を横−縦変換して、元の7ビットのパラレル信号8タイムスロット分のデータとし、この7ビットのパラレル信号DO1〜DO7を後段の機器へ出力する(S8)。
以上のように本実施形態によれば、ビットオーダーを再現するための制御信号を縦−横変換によって作成した空き時間に挿入したことにより、制御信号を含めたパラレル信号を遅延無くシリアル化して伝送することができる。
特に、本実施形態は、汎用のコンピュータを用いた長距離の通信に好適に用いることができる。
〈変形例1〉
上記実施形態3では汎用のコンピュータを用いてパラレル信号を1つのシリアル信号に変換して伝送する構成を示した。しかし、本発明はこれに限定されない。例えば、汎用のコンピュータを用いてパラレル信号を複数のシリアル信号に変換し、並行して伝送しても良い。
本変形例は、前述の実施形態3と比べ、信号伝送装置60,70のハード構成が略同じであるので同一の要素に同符号を付すなどして再度の説明を省略する。
なお、本例の送信側信号伝送装置60の演算処理部62は、前述と同じ縦−横変換部11、エンコーダ13、パラレル−シリアル変換部14の機能をそれぞれ複数実現しており、図3と同様にパラレル信号DI1〜DI14を複数のシリアル信号DS1,DS2に変換し、これを並行して伝送(パラレル伝送)する。
また、本例の受信側信号伝送装置70の演算処理部72は、シリアル−パラレル変換部(S/P)31や、デコーダ32、横−縦変換部33の機能をそれぞれ複数実現し、更にシリアル信号間の遅延差を調整するための遅延調整部34の機能を実現しており、図3と同様にシリアル信号DS1,DS2を受信し、これをパラレル信号DI1〜DI14に変換して出力している。
本実施形態の信号伝送装置10は、制御信号挿入部12からの制御信号を前記複数の縦−横変換部11に入力されたパラレル信号DI1〜DI7,DI8〜DI14にそれぞれ同じタイミングで制御信号を入力している。これにより、受信側の信号伝送装置30で、これら複数のシリアル信号DS1,DS2を受信した際に、該制御信号を基準として各シリアル信号DS1,DS2の遅延差Δdelayを認識し、この遅延差の調整を行って正しいビットオーダーでパラレル信号DO1〜DO14を得ることができる。
なお、具体的な遅延差の調整手順は、前述の実施形態2の変形例2と同様である。
尚、本発明は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
Claims (24)
- ビット数Nでタイムスロット数N+αのデータ信号をビット数N+αでタイムスロット数Nのデータ信号に縦−横変換し、空き時間αを作成するステップと、
前記空き時間αに制御信号を挿入するステップと、
前記データ信号及び制御信号を含むパラレル信号をシリアル信号に変換するステップと、
前記シリアル信号を伝送するステップと、
を行う信号伝送方法。 - 前記パラレル信号をエンコードした後にシリアル信号に変換する請求項1に記載の信号伝送方法。
- 前記パラレル信号を8B/10B変換処理によりエンコードする請求項2に記載の信号伝送方法。
- 前記シリアル信号を複数並行して伝送する請求項1に記載の信号伝送方法。
- 前記パラレル信号の複数に所定のタイミングで前記制御信号を挿入する請求項4に記載の信号伝送方法。
- 複数種類の前記制御信号を種類毎に挿入間隔を変えて挿入する請求項5に記載の信号伝送方法。
- シリアル信号を受信するステップと、
前記シリアル信号をデータの区切りを示す制御信号及びデータ信号を含むパラレル信号に変換するステップと、
前記制御信号に基づき、ビット数N+αでタイムスロット数Nのデータ信号をビット数Nでタイムスロット数N+αのデータ信号に横−縦変換するステップと、
前記変換後のデータ信号を出力するステップと、
を実行する信号伝送方法。 - 前記パラレル信号をデコードする請求項7に記載の信号伝送方法。
- 前記パラレル信号を10B/8B変換処理によりデコードする請求項8に記載の信号伝送方法。
- 前記シリアル信号を複数並行して受信する請求項7に記載の信号伝送方法。
- 前記パラレル信号の複数に所定のタイミングで挿入された前記制御信号に基づいて遅延差を求め、この遅延差に基づいて前記複数のパラレル信号を出力する請求項10に記載の信号伝送方法。
- 種類毎に挿入間隔を変えて挿入された複数種類の前記制御信号に基づいて位相差を求める請求項11に記載の信号伝送方法。
- ビット数Nでタイムスロット数N+αのデータ信号をビット数N+αでタイムスロット数Nのデータ信号に縦−横変換し、空き時間αを作成する縦−横変換部と、
前記空き時間αに制御信号を挿入する制御信号挿入部と、
前記データ信号及び制御信号を含むパラレル信号をシリアル信号に変換して出力するパラレル−シリアル変換部と、
を備える信号伝送装置。 - 前記パラレル信号をエンコードするエンコーダを更に備える請求項13に記載の信号伝送装置。
- 前記エンコーダが、前記パラレル信号を8B/10B変換処理によりエンコードする請求項14に記載の信号伝送装置。
- 前記シリアル信号を複数並行して伝送する請求項13に記載の信号伝送装置。
- 前記制御信号挿入部が、前記パラレル信号の複数に所定のタイミングで前記制御信号を挿入する請求項13に記載の信号伝送装置。
- 前記制御信号挿入部が、複数種類の前記制御信号を種類毎に挿入間隔を変えて挿入する請求項17に記載の信号伝送装置。
- シリアル信号をデータの区切りを示す制御信号及びデータ信号を含むパラレル信号に変換するシリアル−パラレル変換部と、
前記制御信号に基づき、ビット数N+αでタイムスロット数Nのデータ信号をビット数Nでタイムスロット数N+αのデータ信号に横−縦変換して出力する横−縦変換部と、
を備える信号伝送装置。 - 前記パラレル信号をデコードするデコーダを更に備える請求項19に記載の信号伝送装置。
- 前記デコーダが、前記パラレル信号を10B/8B変換処理によりデコードする請求項20に記載の信号伝送装置。
- 前記受信部が、シリアル信号を複数並行して受信する請求項20に記載の信号伝送装置。
- 前記パラレル信号の複数に所定のタイミングで挿入された前記制御信号に基づいて遅延差を求め、この遅延差を調整する遅延調整部を備える請求項22に記載の信号伝送装置。
- 前記遅延調整部が、種類毎に挿入間隔を変えて挿入された複数種類の前記制御信号に基づいて位相差を求める請求項23に記載の信号伝送装置。
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