JP4094931B2 - トランシーバ集積回路及び通信モジュール - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明はバスを介して相互に接続される通信モジュールにおいて備えられるトランシーバに関する。例えばIEEE802.3aeの規格に対応したトランシーバに採用することができる。
【0002】
【従来の技術】
バスを介して相互に接続される通信モジュールにおいて備えられるトランシーバとして、IEEE802.3aeの規格に対応したトランシーバがある。IEEE802.3aeで採用されるシリアルバスとしてMDIO(Management Data Input/Output)インタフェース用のバス(以下「MDIOバス」と称す)の他、非特許文献1に示されるI2C(Inter IC)用のバス(以下「I2Cバス」と称す)がある。
【0003】
またIEEE802.3aeに準拠した規格として非特許文献2に示される構成が提案されており、ここではIEEE802.3aeの規格に対応したトランシーバが備えるレジスタについて規定されている。10Gbイーサネット(登録商標)用トランシーバIC(Integrated Circuit:集積回路、以下では単に「トランシーバIC」と称す)は上記の規格に基づいており、非特許文献2で規定される“XENPAK Register Set”における“Non-Volatile Register”(以下「NVレジスタ」と称す)や“Digital Optical Monitoring”用のレジスタ(以下「DOMレジスタ」と称す)や“Link Alarm Status Interrupt”用のレジスタ(以下「LASIレジスタ」と称す)や“Vendor Specific”用のレジスタ(以下「VSレジスタ」と称す)を備えている。
【0004】
トランシーバICは、複数のトランシーバICを制御する上位レイヤ(例えばMAC(Media Access Control)レイヤ)との間で上位バスたるMDIOバスを介して接続されている。またトランシーバICは、例えば、送信用レーザやこれを監視、制御する周辺IC(周辺集積回路)と共に光通信モジュールを構成する。そして周辺ICとトランシーバICとは周辺IC用バスたるI2Cバスを介して接続されている。
【0005】
【非特許文献1】
"THE I2C-BUS SPECIFICATION VERSION 2.1"、[online]、JANUARY 2000、Philips Semiconductor、[平成14年10月17日検索]、インターネット<http://www-us.semiconductors.philips.com/acrobat/various/I2C_BUS_SPECIFICATION_3.pdf>
【非特許文献2】
"A Cooperation Agreement for 10 Gigabit Ethernet Transceiver Package Issue 3.0"、[online]、18th September 2002、XENPAK、[平成14年10月17日検索]、インターネット<http://www.xenpak.org/MSA/XENPAK_MSA_R3.0.pdf>
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、周辺ICはNVレジスタ及びDOMレジスタに対して直接にはアクセスできなかった。そのため、周辺ICからの情報、例えば送信用レーザの異常などをこれらのレジスタに直ちには反映させることができず、光通信モジュールにおいてトランシーバICの機能を補うべき周辺ICの機能を制限してしまっていた。
【0007】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、これまで周辺ICからアクセスされていなかったレジスタに対しても、周辺ICからのアクセスを可能とすることを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかるトランシーバ集積回路は、外部の上位レイヤ及び外部の周辺集積回路と接続するトランシーバ集積回路である。前記上位レイヤは前記トランシーバ集積回路を制御し、前記周辺集積回路は送受信部の制御情報を前記トランシーバ集積回路に出力する。そして前記トランシーバ集積回路は、前記上位レイヤと接続される上位レイヤ用バスと、前記周辺集積回路と接続される周辺IC用バスと、前記上位レイヤから前記上位レイヤ用バスを介してその格納内容が参照される上位レイヤ用レジスタとを備える。そして前記周辺集積回路による前記周辺IC用バスを介しての前記上位レイヤ用レジスタへの書き込みが可能である。
【0009】
この発明にかかる通信モジュールは、前記トランシーバ集積回路と、前記周辺集積回路とを備える。そして前記周辺集積回路は、異常を検知した場合に、異常警告信号を前記上位レイヤへ与える。
【0010】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1は本発明の実施の形態1を示すブロック図である。光通信モジュール10はトランシーバIC1を備えており、10Gbイーサネット(登録商標)用の通信モジュールとして機能する。
【0011】
光通信モジュール10は送信用レーザ5及び受信用素子6も備えており、これらを用いて光ケーブル22を介して外部と送受信可能である。送信用レーザ5にはトランシーバIC1から送信データ51が与えられ、トランシーバIC1には受信用素子6から受信データ52が与えられる。
【0012】
光通信モジュール10は送信用レーザ5及び受信用素子6の動作制御を行う周辺IC2をも備えており、これはトランシーバIC1と周辺IC用シリアルバス4を介して接続されている。周辺IC用シリアルバス4としては、例えば上述のI2Cバスを採用することができる。
【0013】
光通信モジュール10は上位レイヤ側回路21と接続されている。具体的にはトランシーバIC1と上位レイヤ側回路21とが上位レイヤ用シリアルバス3を介して接続されている。上位レイヤ用シリアルバス3としては、例えば上述のMDIOバスを採用することができる。またトランシーバIC1と上位レイヤ側回路21との間で通信用データ11を授受する接続も設けられている。
【0014】
トランシーバICは、NVレジスタ及びDOMレジスタを含む上位レイヤ用レジスタ15と、LASIレジスタ及びVSレジスタを含むその他レジスタ16とを備えている。上位レイヤ用シリアルバス3及び周辺IC用シリアルバス4のいずれもが、上位レイヤ用レジスタ15及びその他レジスタ16に接続されている。
【0015】
本発明では周辺IC用シリアルバス4からも上位レイヤ用レジスタ15に対してアクセス可能である。よって周辺IC2が送信用レーザ5や受信用素子6の異常を検出した場合、異常を検出した旨の情報を周辺IC用シリアルバス4を介して上位レイヤ用レジスタ15に書き込むことができる。上位レイヤ側回路21は上位レイヤ用シリアルバス3を介して上位レイヤ用レジスタ15の格納内容を参照するので、上位レイヤ側回路21による当該異常への対処が可能である。
【0016】
周辺IC2は例えば送信用レーザ5や光通信モジュール10内の温度、送信用レーザ5のバイアス、受信用素子6のバイアス、送信用レーザ5の電源電圧を監視する。そして送信用レーザ5の累積駆動時間を送信用レーザ5の出力と照合し、送信用レーザ5の出力が一定となるように送信用レーザ5のバイアスを制御する。そして周辺IC2は異常を検出した場合、上位レイヤ用レジスタ15に、例えばDOMレジスタに異常の検出を示す情報を書き込む。上位レイヤ側回路21はDOMレジスタの内容を読み込み、光通信モジュール10が継続して動作することが不適切と判断した場合、例えば当該光通信モジュール10を停止させる。
【0017】
望ましい態様として、周辺IC2は異常を検出した場合、上位レイヤ側回路21に対して異常警告信号7bを与える。これを契機として、上位レイヤ側回路21は上位レイヤ用シリアルバス3を介して上位レイヤ用レジスタ15を参照し、異常が検出されたことを了知する。
【0018】
また、トランシーバIC1において通信データの異常が検出された場合、これを異常検出情報7aとして周辺IC2に与えてもよい。異常警告信号7bは、周辺IC2自身が異常を検出した場合のみならず、トランシーバIC1が異常を検出した場合にも上位レイヤ側回路21に対して与えることが望ましい。
【0019】
実施の形態2.
図2は本発明の実施の形態2を例示するブロック図であり、トランシーバIC1の内部構造を示している。トランシーバIC1は上位レイヤ用インタフェース17及び周辺IC用インタフェース18をも備えている。以下では上位レイヤ用シリアルバス3、周辺IC用シリアルバス4として、それぞれMDIOバス、I2Cバスを採用した場合を例にとって説明し、それぞれMDIOバス3、I2Cバス4と表記する。この場合、上位レイヤ用インタフェース17及び周辺IC用インタフェース18はそれぞれMDIO用インタフェース及びI2C用インタフェース(それぞれ図中では「MDIO_IF」「I2C_IF」として示す)が採用され、以下MDIO用インタフェース17及びI2C用インタフェース18と表記する。
【0020】
MDIO用インタフェース17にはMDIOバス3を介して外部から入力データ(MDI)73を入力し、外部へと出力データ(MDO)72を出力する。
【0021】
MDIO用インタフェース17はインタフェース本体17aと、上位レイヤ用レジスタ15及びその他レジスタ16へのアクセスを司るアクセス制御部17bとを有している。もちろんインタフェース本体17aとアクセス制御部17bとの間ではデータの授受が行われるが、それぞれの動作が依拠するクロック信号は異なる。即ちインタフェース本体17aにはMDIOバス3から外部クロック(MDC)71が与えられ、これに基づいてインタフェース本体17aが動作する。一方、アクセス制御部17bには内部クロック14が与えられ、これに基づいてアクセス制御部17bが動作する。インタフェース本体17aとアクセス制御部17bとの間でのデータの授受は、例えば外部クロック71に基づいて行われる。
【0022】
I2C用インタフェース18はI2Cバス4との間でシリアルクロック81及びシリアルデータ82を授受する。これらはI2Cバス4の、それぞれSCL(Serial Clock Line)及びSDA(Serial Data Line)から得られる。
【0023】
I2C用インタフェース18はインタフェース本体18aと、上位レイヤ用レジスタ15及びその他レジスタ16へのアクセスを司るアクセス制御部18bとを有している。もちろんインタフェース本体18aとアクセス制御部18bとの間ではデータの授受が行われるが、それぞれの動作が依拠するクロック信号は異なる。即ちインタフェース本体18aにはI2Cバス4からシリアルクロック81が与えられ、これに基づいてインタフェース本体18aが動作する。一方、アクセス制御部18bには内部クロック14が与えられ、これに基づいてアクセス制御部18bが動作する。インタフェース本体18aとアクセス制御部18bとの間でのデータの授受は、例えばシリアルクロック81に基づいて行われる。
【0024】
本実施の形態においては上位レイヤ用レジスタ15及びその他レジスタ16は一纏めのレジスタ30として扱われる。内部クロック14はレジスタ30にも与えられるので、アクセス制御部17b,18bがレジスタ30に対してアクセスすることができる。またレジスタ30はデータ線29を介してアクセス制御部17b,18bと接続されており、レジスタ30に対して読み書きされるデータはデータ線29を介してアクセス制御部17b,18bと授受される。
【0025】
内部クロック14はトランシーバIC1の内部で生成される。例えばトランシーバIC1は分周器19を備えており、分周器19はトランシーバIC1が動作するクロック信号を分周して内部クロック14を生成する。内部クロック14は配線ICLKに載って伝達される。
【0026】
以上のように、上位レイヤ用レジスタ15及びその他レジスタ16のいずれに対しても内部クロック14が与えられ、また内部クロック14に基づいてアクセス制御部17b,18bが動作するので、I2Cバス4からも上位レイヤ用レジスタ15に対してアクセス可能となる。
【0027】
実施の形態3.
図3は本発明の実施の形態3を例示するブロック図である。実施の形態2で示された構成に対して、内部クロック13が分周器19からI2C用インタフェース18のインタフェース本体18aに新たに与えられている点で相違する。内部クロック13は配線BCLKに載って伝達される。
【0028】
内部クロック13はシリアルクロック81及びシリアルデータ82のサンプリングクロックとして採用され、例えばシリアルクロック81の周波数の4倍に設定される。内部クロック14は例えば内部クロック13を分周して生成することができる。
【0029】
図4は配線BCLKに載る信号(即ち内部クロック13)、I2Cバス4のSCLに載る信号(即ちシリアルクロック81)及びSDAに載る信号(即ちシリアルデータ82)と、I2C用インタフェース18の動作との関係を示すタイミングチャートである。
【0030】
同図(a)は内部クロック13の振る舞いを示す。ここでは内部クロック13の立ち下がりでシリアルクロック81及びシリアルデータ82がサンプリングされる場合が例示されている。同図(b)乃至(f)は一般にI2Cバスが採用される場合のI2C用インタフェースの動作を例示している。同図(b)はデータ転送が開始する条件を示している。SCLに載る信号が“H”の状態において、SDAに載る信号が“H”から“L”へと遷移することを契機としてデータ転送が開始する。同図(c)はデータ転送の再送が開始する条件を示している。SCLに載る信号が“L”の状態において、SDAに載る信号の“L”から“H”への遷移はデータ転送の継続を意味する。その後、データ転送の開始条件と同様にして、SCLに載る信号が“H”の状態において、SDAに載る信号が“H”から“L”へと遷移することを契機としてデータ転送が再開する。同図(d)はデータ転送が停止する条件を示している。SCLに載る信号が“H”の状態において、SDAに載る信号が“L”から“H”へと遷移することを契機としてデータ転送が開始する。同図(e),(f)はそれぞれ書き込み及び読み出し動作を示しており、データの有効性を得るためにSCLに載る信号が“L”の時にはSDAの状態が変更可能である。
【0031】
以上のようにシリアルクロック81及びシリアルデータ82のサンプリングを、シリアルクロック81よりも高い周波数で行うことにより、シリアルクロック81及びシリアルデータ82の検出をより確実に行うことができる。しかもこの為に用いる内部クロック13は内部クロック14を生成する分周器19から得ることができる。
【0032】
上記の各実施の形態においては上位レイヤ用シリアルバス3、周辺IC用シリアルバス4として、それぞれMDIOバス、I2Cバスを採用した場合を例にとって説明したが、他の規格を採用した場合にも適用可能である。
【0033】
【発明の効果】
本発明にかかるトランシーバ集積回路及び通信モジュールによれば、周辺集積回路が異常を検出した場合、異常を検出したことを周辺IC用バスを介して上位レイヤ用レジスタに書き込む。上位レイヤは上位レイヤ用バスを介して上位レイヤ用レジスタの格納内容を参照する。よって上位レイヤによる当該異常への対処が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1を示すブロック図である。
【図2】 本発明の実施の形態2を例示するブロック図である。
【図3】 本発明の実施の形態3を例示するブロック図である。
【図4】 本発明の実施の形態3を例示するタイミングチャートである。
【符号の説明】
1 トランシーバIC、2 周辺IC、3 上位レイヤ用シリアルバス(MDIOバス)、4 周辺IC用シリアルバス(I2Cバス)、5 送信用レーザ、6 受信用素子、7a 異常検出情報、7b 異常警告信号、13,14 内部クロック、17 上位レイヤ用インタフェース、15 上位レイヤ用レジスタ、18 周辺IC用インタフェース、17a,18a インタフェース本体、17b,18b アクセス制御部、19 分周器、21 上位レイヤ側回路、71 外部クロック、81 シリアルクロック、82 シリアルデータ。
Claims (10)
- トランシーバ集積回路を制御する外部の上位レイヤと接続するとともに、送受信部の制御情報を前記トランシーバ集積回路に出力する外部の周辺集積回路と接続するトランシーバ集積回路であって、
前記上位レイヤと接続される上位レイヤ用バスと、
前記周辺集積回路と接続される周辺IC用バスと、
前記上位レイヤから前記上位レイヤ用バスを介してその格納内容が参照される上位レイヤ用レジスタと
を備え、
前記周辺集積回路による前記周辺IC用バスを介しての前記上位レイヤ用レジスタへの書き込みが可能であるトランシーバ集積回路。 - 前記上位レイヤ用レジスタは、XENPAK Register SetにおけるNon-Volatile Register及びDigital Optical Monitoring Register の少なくともいずれか一つを含む、請求項1記載のトランシーバ集積回路。
- 前記上位レイヤ用バスに接続された上位レイヤ用インタフェースと、
前記周辺IC用バスに接続された周辺IC用インタフェースと
を更に備え、
前記上位レイヤ用インタフェースは、
インタフェース本体と、
前記上位レイヤ用レジスタに対するアクセスを制御するアクセス制御部と
を有し、
前記周辺IC用インタフェースは、
インタフェース本体と、
前記上位レイヤ用レジスタに対するアクセスを制御するアクセス制御部と
を有し、
前記周辺IC用インタフェースの前記アクセス制御部、前記上位レイヤ用インタフェースの前記アクセス制御部、及び前記上位レイヤ用レジスタに対して共通に第1の内部クロック信号が与えられる、請求項1及び請求項2のいずれか一つに記載のトランシーバ集積回路。 - 前記第1の内部クロック信号を生成する生成器を更に備える、請求項3記載のトランシーバ集積回路。
- 前記上位レイヤ用インタフェースの前記インタフェース本体は、前記上位レイヤ用バスを介して与えられる第1の外部クロック信号によって動作し、
前記周辺IC用インタフェースの前記インタフェース本体は、前記周辺IC用バスを介して与えられる第2の外部クロック信号によって動作する請求項4記載のトランシーバ集積回路。 - 前記周辺IC用バスにはI2Cバスが採用され、
前記第2の外部クロック信号は、前記I2Cバスが有するSCL(Serial Clock Line)から得られる、請求項5記載のトランシーバ集積回路。 - 前記周辺IC用インタフェースの前記インタフェース本体には前記I2Cバスが有するSDA(Serial Data Line)が接続され、
前記第2の外部クロック信号及び前記SDAに載る信号は、前記第2のクロック信号よりも高い周波数を有する第2の内部クロック信号でサンプリングされ、前記第2の内部クロック信号をその内部で発生する、請求項6記載のトランシーバ集積回路。 - 請求項1乃至請求項7のいずれか一つに記載のトランシーバ集積回路と、
前記周辺集積回路と
を備え、
前記周辺集積回路は、異常を検知した場合に、異常警告信号を前記上位レイヤへ与える通信モジュール。 - 送受信装置を更に備え、
前記周辺集積回路は、前記送受信装置の異常を検知した場合に、前記異常警告信号を前記上位レイヤへ与える、請求項8記載の通信モジュール。 - 前記トランシーバ集積回路は通信データの異常を前記周辺集積回路に伝達し、
前記周辺集積回路は、前記通信データの異常が検知された場合にも、前記異常警告信号を前記上位レイヤへ与える、請求項9記載の通信モジュール。
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