JP4321175B2 - Signal transmission system with error correction code - Google Patents

Signal transmission system with error correction code Download PDF

Info

Publication number
JP4321175B2
JP4321175B2 JP2003292839A JP2003292839A JP4321175B2 JP 4321175 B2 JP4321175 B2 JP 4321175B2 JP 2003292839 A JP2003292839 A JP 2003292839A JP 2003292839 A JP2003292839 A JP 2003292839A JP 4321175 B2 JP4321175 B2 JP 4321175B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
data
signal
error correction
bits
correction code
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2003292839A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2005064888A (en
Inventor
利樹 松井
淳 宇賀神
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd, Fujifilm Business Innovation Corp filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
Priority to JP2003292839A priority Critical patent/JP4321175B2/en
Publication of JP2005064888A publication Critical patent/JP2005064888A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4321175B2 publication Critical patent/JP4321175B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Detection And Prevention Of Errors In Transmission (AREA)
  • Dc Digital Transmission (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)
  • Detection And Correction Of Errors (AREA)

Description

本発明は、光バスにより複数の機器間や制御基板間等のノード間を相互に接続した誤り訂正符号付き信号伝送システムに関するものである。   The present invention relates to a signal transmission system with an error correction code in which nodes such as a plurality of devices and control boards are mutually connected by an optical bus.

従来から、光ファイバは、その特性を活かして主に基幹通信用途で利用されているが、それを用いた信号伝送方式は、送信側と受信側をそれぞれ1対1に接続した伝送を基本としている。   Conventionally, optical fibers have been used mainly in basic communication applications taking advantage of their characteristics, but the signal transmission method using them is based on transmission in which the transmission side and the reception side are connected one-to-one. Yes.

一方、近年の超大規模集積回路(VLSI)の開発により、データ処理システムで使用する回路基板の回路機能が大幅に増大してきている。また、回路機能が増大化するにつれて各回路基板で使用する信号線数も増大化し、さらに各基板間をつなぐケーブルの芯線数も増大化してきた。このようなシステムにおいては、従来のような電線による伝送方式では、ケーブルの特性インピーダンスの不整合による反射や、電線の長さのばらつきからくる信号遅延、あるいは電線からの不要輻射による放射電磁界ノイズが避けられず、これらは信号の高速化を図る上で障害となっていた。   On the other hand, the development of very large scale integrated circuits (VLSI) in recent years has greatly increased the circuit functions of circuit boards used in data processing systems. As the circuit function increases, the number of signal lines used on each circuit board also increases, and the number of cable cores connecting the boards also increases. In such a system, the conventional transmission system using electric wires causes reflection due to mismatching in the characteristic impedance of the cable, signal delay resulting from variations in the length of the electric wires, or radiated electromagnetic field noise due to unwanted radiation from the electric wires. However, these have been an obstacle to speeding up the signal.

この種の問題を解決する手段として光伝送による方法がある。光伝送で光ファイバを使用すれば不要輻射による放射電磁界ノイズを発生させることなく信号の高速化を図ることができ、さらに信号をシリアル化することで光ファイバの本数を少なくすることも可能である。以上のような理由により光ファイバは基幹通信用途に留まらず徐々に機器間、機器内、あるいはボード上のチップ間の信号伝送に応用が進みつつある。   As a means for solving this type of problem, there is a method using optical transmission. If optical fiber is used for optical transmission, the speed of the signal can be increased without generating radiated electromagnetic noise due to unnecessary radiation, and the number of optical fibers can be reduced by serializing the signal. is there. For the reasons described above, optical fibers are not limited to basic communication applications but are gradually being applied to signal transmission between devices, within devices, or between chips on a board.

このような応用を考えるとき、光ファイバの接続方法を1対1に限定していては利用範囲が広がらないので、信号光を合流(結合)または分流(分岐)するために1対多、または多対多の接続方法が必要となる。その際、光ファイバを1対多、または多対多接続するために光分岐結合装置(光分岐装置および/または光結合装置)が使用される。これは、例えば光スターカプラのような部品が用いられるが、特許文献1に記載のような光シートバスを用いることもできる。
特開平10−123350号公報
When considering such an application, the range of use does not widen if the connection method of optical fibers is limited to one-to-one, so one-to-many to join (couple) or shunt (branch) signal light, or A many-to-many connection method is required. At that time, an optical branching and coupling device (an optical branching device and / or an optical coupling device) is used for one-to-many or many-to-many connection of optical fibers. For this, for example, a component such as an optical star coupler is used, but an optical sheet bus as described in Patent Document 1 can also be used.
JP-A-10-123350

この種の光シートバス等の光分岐結合装置を用いて、プロセッサを有する演算モジュールとメモリを有するメモリモジュール間で光信号を伝送する技術が、例えば特許文献2および特許文献3に記載されている。この技術は、バス配線を電気的に接続したときの消費電力の増加、コストアップ、スキューによる伝送エラーなどの問題を解決し、演算モジュールとメモリモジュール間におけるデータ伝送の高速化および低消費電力化を図り、かつ接続の簡素化を図ろうとするものである。
特開平11−39069号公報 特開平11−39251号公報
Techniques for transmitting optical signals between an arithmetic module having a processor and a memory module having a memory using an optical branching and coupling device such as this type of optical sheet bus are described in, for example, Patent Document 2 and Patent Document 3. . This technology solves problems such as increased power consumption when the bus wiring is electrically connected, cost increase, transmission error due to skew, etc., speeding up data transmission between the arithmetic module and memory module and reducing power consumption It is intended to simplify the connection.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-39069 JP-A-11-39251

このような光伝送を実現するために、送信側と受信側には様々な手段が設けられている。具体的には、光電変換手段、電光変換手段、パラレル/シリアル変換手段、シリアル/パラレル変換手段、誤り訂正符号エンコーダ/デコーダ手段、DCバランスをとるための符号エンコーダ/デコーダ手段、光伝送のためのクロックとデータ信号のタイミング調整手段などがあり、これらを備えることにより品質の良い信号の送受信が可能となる。誤り訂正方法については、例えば特許文献4に記載されている。
特開平9−219698号公報
In order to realize such optical transmission, various means are provided on the transmission side and the reception side. Specifically, photoelectric conversion means, electro-optic conversion means, parallel / serial conversion means, serial / parallel conversion means, error correction code encoder / decoder means, code encoder / decoder means for DC balance, optical transmission There are clock and data signal timing adjustment means, and the provision of these means makes it possible to transmit and receive high-quality signals. An error correction method is described in Patent Document 4, for example.
JP-A-9-219698

CPUバスのような双方向データバス信号を単純に光ファイバ接続に置き換えようとするときには、光信号の系統を送信側と受信側の2系統に分割する必要がある。この場合、CPU側の装置からメモリやASIC側の装置にデータを書き込みに行くとき(ライト時)は、CPU側の装置では光信号送信側を使用し、メモリやASICのある側の装置では光信号受信側を使用する。逆に、CPU側がメモリやASIC側の装置にデータを読み取りに行くとき(リード時)は、CPU側の装置では光信号受信側を使用し、メモリやASIC側の装置では光信号送信側を使用する。   When a bidirectional data bus signal such as a CPU bus is simply replaced with an optical fiber connection, it is necessary to divide the optical signal system into two systems, a transmission side and a reception side. In this case, when writing data from the CPU side device to the memory or ASIC side device (during writing), the CPU side device uses the optical signal transmission side and the memory or ASIC side device uses the optical signal transmission side. Use the signal receiver. Conversely, when the CPU side reads data to the memory or ASIC side device (when reading), the CPU side device uses the optical signal receiving side, and the memory or ASIC side device uses the optical signal transmitting side. To do.

ここで問題になるのが、ビットエラーレート(BER)とデータ伝送帯域である。
光ファイバを使うような高速シリアルデータ伝送においては、誤り訂正符号のエンコード/デコード手段を用意することが必須である。CPUバスにおけるデータの読み書きでは誤り発生時にデータを再送する余裕はなく、誤り訂正もリアルタイムで行う必要がある。物理レベルでのBERと誤り訂正アルゴリズムを組み合わせた状態での実質BERが要求仕様を上回らなければならない。さらに光信号の受信に使用するフォトダイオードに対して無信号状態の継続、あるいは固定したレベルの光信号を継続的に与える状態はフォトダイオードの応答特性を悪化させるため、好ましくないとされている。強弱レベルのある光信号を一定のデューティ比で常に与え続け、DCバランスを取るようにすることで、フォトダイオードの応答特性を維持することが可能になる。
The problems here are the bit error rate (BER) and the data transmission band.
In high-speed serial data transmission using an optical fiber, it is essential to prepare an error correction code encoding / decoding means. In reading and writing data on the CPU bus, there is no room for resending data when an error occurs, and error correction must be performed in real time. The actual BER in a state where the BER at the physical level and the error correction algorithm are combined must exceed the required specification. Further, it is not preferable that the photodiode used for receiving the optical signal is continuously in a no-signal state or a state in which a fixed-level optical signal is continuously given, because the response characteristic of the photodiode is deteriorated. It is possible to maintain the response characteristics of the photodiode by constantly applying an optical signal having a strong and weak level at a constant duty ratio to achieve DC balance.

一方で、安価な光シートバスとプラスティック光ファイバ(POF)の組み合わせによる拡散光学系を用いて光信号を伝送するには、吸収損失の関係からおのずとファイバ1本あたりの伝送帯域の上限が決まってくる。帯域の制限をクリアするにはファイバ線数を増やすことが考えられるが、むやみに増やすと今度は信号間スキューが問題になってくる。   On the other hand, in order to transmit an optical signal using a diffusion optical system using a combination of an inexpensive optical sheet bus and a plastic optical fiber (POF), the upper limit of the transmission band per fiber is naturally determined from the relationship of absorption loss. come. In order to clear the bandwidth limitation, it is conceivable to increase the number of fiber lines, but if it is increased unnecessarily, signal-to-signal skew becomes a problem.

そこで、光ファイバの帯域を有効利用してファイバ本数を減らすため、送信データはシリアル化される。このシリアルデータの生成に先立って、シリアルデータのDCバランスを保持するための符号化手段、例えば8B10B符号化が行われる。これにより、データについてDCバランスを確保することができる。一方、データの誤り訂正用に誤り訂正符号(ECC)も伝送されるが、フォトダイオードの応答性を維持するためには、ECCについてもDCバランスの確保が必要であるが、ECCの場合は上記8B10B符号化を使えないという問題がある。   Therefore, in order to reduce the number of fibers by effectively using the bandwidth of the optical fiber, the transmission data is serialized. Prior to the generation of the serial data, encoding means for maintaining the DC balance of the serial data, for example, 8B10B encoding is performed. Thereby, DC balance can be ensured for the data. On the other hand, an error correction code (ECC) is also transmitted for error correction of data. However, in order to maintain the responsiveness of the photodiode, it is necessary to ensure DC balance for the ECC. There is a problem that 8B10B encoding cannot be used.

本発明は上記従来の問題点を解消するために成されたもので、フォトダイオードの応答性を維持しつつビットエラーレートとデータ伝送帯域を確保した誤り訂正符号付き信号伝送システムの提供を目的とする。   The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and it is an object of the present invention to provide a signal transmission system with an error correction code that secures a bit error rate and a data transmission band while maintaining the responsiveness of a photodiode. To do.

上記目的は、データ信号およびその誤り訂正符号をシリアル化して一方のノードから他方のノードへ光伝送路を介して伝送する誤り訂正符号付き信号伝送システムであって、前記シリアル化されたデータ信号およびその誤り訂正符号がともにDCバランスのとれた状態で伝送される誤り訂正符号付き信号伝送システムにより、達成される。
ここで、前記データ信号とその反転信号および前記誤り訂正符号とその反転信号は共用線を介して伝送することができる。
The above object is a signal transmission system with an error correction code that serializes a data signal and its error correction code and transmits the data signal from one node to the other node via an optical transmission line, the serialized data signal and This is achieved by a signal transmission system with an error correction code in which both of the error correction codes are transmitted in a DC balanced state.
Here, the data signal and its inverted signal and the error correction code and its inverted signal can be transmitted via a common line.

また、前記誤り訂正符号とその反転信号は前記データ信号の伝送線とは別の専用線を介して伝送することができる。この場合、前記誤り訂正符号とその反転信号は周期的に例えば1ビット毎に交互に配置することができる。
さらに、前記誤り訂正符号とダミービット(固定値)は前記データ信号の伝送線とは別の専用線を介して伝送することができる。この場合、前記誤り訂正符号とダミービットは周期的に例えば1ビット毎に交互に配置することができる。
The error correction code and its inverted signal can be transmitted via a dedicated line different from the data signal transmission line. In this case, the error correction code and its inverted signal can be alternately arranged, for example, every bit.
Further, the error correction code and the dummy bit (fixed value) can be transmitted via a dedicated line different from the data signal transmission line. In this case, the error correction code and the dummy bit can be alternately arranged, for example, every bit.

また、前記誤り訂正符号とその反転信号およびダミービットは前記データ信号の伝送線とは別の専用線を介して伝送することができる。
さらに、前記誤り訂正符号が分割され、前記分割された誤り訂正符号とその反転信号および/またはダミービットは前記データ信号の伝送線とは別の複数の専用線を介してそれぞれ伝送することができる。
The error correction code, its inverted signal and dummy bit can be transmitted via a dedicated line different from the data signal transmission line.
Further, the error correction code is divided, and the divided error correction code and its inverted signal and / or dummy bit can be transmitted through a plurality of dedicated lines different from the data signal transmission line. .

本発明によれば、安価な光部品、例えば光シートバスとプラスティック光ファイバ(POF)の組み合わせによる拡散光学系を用いながら、フォトダイオードの応答性を維持しつつビットエラーレート(BER)とデータ伝送帯域を確保した誤り訂正符号付き信号伝送システムを実現することができる。   According to the present invention, a bit error rate (BER) and data transmission are maintained while maintaining the responsiveness of a photodiode while using a diffusion optical system using a combination of inexpensive optical components, for example, an optical sheet bus and a plastic optical fiber (POF). It is possible to realize a signal transmission system with an error correction code that secures a band.

以下、本発明を説明するが、その前に本発明が適用される信号伝送システムの一例について説明する。
図1は、信号伝送システムの一例を示す概略図である。機構系の動作や画像系処理用のASICなどを制御する場合などに使われるCPUには、CPUとその周辺デバイスを電気的に接続し制御するためにCPUインターフェースとも呼ばれるCPUバスがある。そのCPUバスの双方向データバスを光ファイバ接続で実現しようとするとき、図1に示すように、光信号の系統を送信側と受信側の2系統に分割する必要がある。なお、本例のシステムでは、誤り訂正符号エンコーダ/デコーダは後述するように光インターフェース制御用ASIC中に備えられている。
Hereinafter, the present invention will be described, but before that, an example of a signal transmission system to which the present invention is applied will be described.
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a signal transmission system. CPUs used for controlling mechanical operation, ASIC for image processing, and the like include a CPU bus called a CPU interface for electrically connecting and controlling the CPU and its peripheral devices. When the bidirectional data bus of the CPU bus is to be realized by optical fiber connection, as shown in FIG. 1, it is necessary to divide the optical signal system into two systems, a transmission side and a reception side. In the system of this example, the error correction code encoder / decoder is provided in the ASIC for optical interface control as will be described later.

本例のシステムは、図1に示すように、マスター装置1とメインスレーブ装置2およびサブスレーブ装置3,4を備える。マスター装置1は、CPU(プロセッサ)11、光インターフェース制御用ASIC12、光送信器13、および光受信器14を有する。光送信器13は、1つ又は複数のレーザダイオード(LD)等の発光素子131、その駆動回路132、および光ファイバとの結合用の光コネクタ133を有する。光受信器14は、1つ又は複数のフォトダイオード(PD)等の受光素子141、受信回路142、および光ファイバとの結合用の光コネクタ143を有する。光インターフェース制御用ASIC12には所定のクロック15が与えられる。   As shown in FIG. 1, the system of this example includes a master device 1, a main slave device 2, and sub slave devices 3 and 4. The master device 1 includes a CPU (processor) 11, an optical interface control ASIC 12, an optical transmitter 13, and an optical receiver 14. The optical transmitter 13 includes a light emitting element 131 such as one or a plurality of laser diodes (LD), a driving circuit 132 thereof, and an optical connector 133 for coupling with an optical fiber. The optical receiver 14 includes a light receiving element 141 such as one or a plurality of photodiodes (PD), a receiving circuit 142, and an optical connector 143 for coupling with an optical fiber. A predetermined clock 15 is applied to the optical interface control ASIC 12.

メインスレーブ装置2およびサブスレーブ装置3,4は同一構成とすることができ、それぞれメモリ21、31、41、光インターフェース制御用ASIC22、32、42、光送信器23、33、43、および光受信器24、34、44を有する。光送信器23、33、43はマスター装置の場合と同様に、1つ又は複数のレーザダイオード(LD)等の発光素子、その駆動回路、および光ファイバとの結合用の光コネクタ233、333、433を有する。光受信器24、34、44も同様に、1つ又は複数のフォトダイオード(PD)等の受光素子、受信回路、および光ファイバとの結合用の光コネクタ243、343、443を有する。   The main slave device 2 and the sub slave devices 3 and 4 can have the same configuration, and the memories 21, 31, and 41, the optical interface control ASICs 22, 32, and 42, the optical transmitters 23, 33, and 43, and the optical receiver, respectively. And 24, 34, 44. As in the case of the master device, the optical transmitters 23, 33, and 43 are one or more light emitting elements such as laser diodes (LD), their drive circuits, and optical connectors 233, 333 for coupling to optical fibers, 433. Similarly, the optical receivers 24, 34, and 44 include one or a plurality of light receiving elements such as photodiodes (PD), a receiving circuit, and optical connectors 243, 343, and 443 for coupling with optical fibers.

マスター装置1と各スレーブ装置2〜4との間は、下り用の光伝送路5と上り用の光伝送路6とにより接続される。下り用の光伝送路5は、光ファイバ51、光分岐装置55、および複数の光ファイバ52〜54を有する。上り用の光伝送路6は、光ファイバ61、光結合装置65、および複数の光ファイバ62〜64を有する。図1に示すように、光ファイバ51は光コネクタ133に接続され、光ファイバ52〜54は光コネクタ243、343、443と接続される。また、光ファイバ61は光コネクタ143に接続され、光ファイバ62〜64は光コネクタ233、333、433と接続される。ここで、光ファイバとしては、例えばプラスチック光ファイバ(POF)を用いることができるが、これに限定されない。光分岐装置55および光結合装置65としては、例えばスターカプラ、または透過光拡散部を備えた光シートバス(特開平10−123350号公報、特開平10−282371号公報など)を用いることができる。   The master device 1 and each of the slave devices 2 to 4 are connected by a downstream optical transmission path 5 and an upstream optical transmission path 6. The downstream optical transmission path 5 includes an optical fiber 51, an optical branching device 55, and a plurality of optical fibers 52 to 54. The upstream optical transmission line 6 includes an optical fiber 61, an optical coupling device 65, and a plurality of optical fibers 62 to 64. As shown in FIG. 1, the optical fiber 51 is connected to the optical connector 133, and the optical fibers 52 to 54 are connected to the optical connectors 243, 343, and 443. The optical fiber 61 is connected to the optical connector 143, and the optical fibers 62 to 64 are connected to the optical connectors 233, 333, and 433. Here, as the optical fiber, for example, a plastic optical fiber (POF) can be used, but is not limited thereto. As the optical branching device 55 and the optical coupling device 65, for example, a star coupler or an optical sheet bus (Japanese Patent Laid-Open No. 10-123350, Japanese Patent Laid-Open No. 10-282371, etc.) provided with a transmitted light diffusing unit can be used. .

図2は、図1の信号伝送システムの具体的構成例を示すブロック図である。本図では、特に、図1におけるマスター装置1の光インターフェース制御用ASIC12およびメインスレーブ装置2の光インターフェース制御用ASIC22について具体的に示す。図示のとおり、マスター装置1の光インターフェース制御用ASIC12は、送信側においては、アドレスバス、データバスなどのセットアップホールド時間を確保するためのCPU I/Fバスタイミング調整手段121、光伝送するときDC伝送とならないように符号化してシリアルデータのDCバランスを保持する符号化手段122、光伝送の伝送品質を保つ為にデータ信号と併送して送信する誤り訂正符号(ECC;Error Correction Code)を生成する誤り訂正符号エンコーダ手段123、タイミング調整時にタイミング調整回路へバス切り替えを行うTx(送信側)バススイッチ手段124、およびパラレルデータ信号をシリアル化するパラレル/シリアル変換手段125を備え、また受信側においては、シリアルデータ信号をパラレル化するシリアル/パラレル変換手段131、タイミング調整時に後述するタイミング調整回路へバス切り替えを行うRx(受信側)バススイッチ手段132、受信したデータ信号と併送されてきた誤り訂正符号を対比させて誤りがある場合データ信号を訂正する誤り訂正符号デコーダ手段133、光伝送するときDC伝送とならないように符号化されたシリアルデータ信号を元のデータ信号に復元する復号化手段134、およびCPU I/Fバスタイミング調整手段135を備える。   FIG. 2 is a block diagram illustrating a specific configuration example of the signal transmission system of FIG. In particular, the optical interface control ASIC 12 of the master device 1 and the optical interface control ASIC 22 of the main slave device 2 are specifically shown in FIG. As shown in the figure, the optical interface control ASIC 12 of the master device 1 has a CPU I / F bus timing adjustment unit 121 for securing a setup hold time for an address bus, a data bus, etc. Encoding means 122 for encoding so as not to be transmitted and maintaining the DC balance of serial data, and error correction code (ECC) transmitted together with a data signal to maintain the transmission quality of optical transmission An error correction code encoder means 123 to be generated, a Tx (transmission side) bus switch means 124 for switching the bus to the timing adjustment circuit at the time of timing adjustment, and a parallel / serial conversion means 125 for serializing parallel data signals are provided. In Serial / parallel conversion means 131 for parallelizing the aldata signal, Rx (reception side) bus switch means 132 for switching the bus to a timing adjustment circuit (to be described later) at the time of timing adjustment, and an error correction code sent together with the received data signal Error correction code decoder means 133 that corrects the data signal when there is an error, and decoding means 134 that restores the serial data signal encoded so as not to be DC transmission when optically transmitted to the original data signal, And a CPU I / F bus timing adjustment means 135.

さらに、光インターフェース制御用ASIC12は、クロックとデータ信号の位相を調整するためにTxバススイッチ手段124またはRxバススイッチ手段132に接続されるタイミング調整回路140、および、パラレルデータ信号をシリアルデータ信号へ変換するために入力クロックを例えば数倍から10倍程度まで逓倍してパラレル/シリアル変換手段125に付与するPLL(Phase Locked Loop)回路150を備える。   Further, the ASIC 12 for controlling the optical interface controls the timing adjustment circuit 140 connected to the Tx bus switch means 124 or the Rx bus switch means 132 to adjust the phase of the clock and the data signal, and the parallel data signal to the serial data signal. For conversion, a PLL (Phase Locked Loop) circuit 150 that multiplies the input clock from several times to about 10 times and applies it to the parallel / serial conversion means 125 is provided.

一方、スレーブ装置2の光インターフェース制御用ASIC22は、送信側においては、メモリからデータ信号を入力するラッチ手段221、光伝送するときDC伝送とならないように符号化してシリアルデータのDCバランスを保持する符号化手段222、光伝送の伝送品質を保つ為にデータ信号と併送して送信する誤り訂正符号を生成する誤り訂正符号エンコーダ手段223、タイミング調整時にタイミング調整回路へバス切り替えを行うTxバススイッチ手段224、およびパラレルデータ信号をシリアル化するパラレル/シリアル変換手段225を備え、また受信側においては、シリアルデータ信号をパラレル化するシリアル/パラレル変換手段231、タイミング調整時にタイミング調整回路へバス切り替えを行うRxバススイッチ手段232、受信したデータ信号と併送されてきた誤り訂正符号を対比させて誤りがある場合データ信号を訂正する誤り訂正符号デコーダ手段233、光伝送するときDC伝送とならないように符号化されたシリアルデータ信号を元のデータ信号に復元する復号化手段234、データ信号間のチャネル間スキューを抑制するためのラッチ手段235を備える。   On the other hand, the optical interface control ASIC 22 of the slave device 2 holds, on the transmission side, latch means 221 for inputting a data signal from the memory, encoding so as not to be DC transmission during optical transmission, and maintaining the DC balance of the serial data. Encoding means 222, error correction code encoder means 223 for generating an error correction code to be transmitted together with a data signal in order to maintain the transmission quality of optical transmission, and a Tx bus switch for switching the bus to the timing adjustment circuit at timing adjustment Means 224 and parallel / serial conversion means 225 for serializing the parallel data signal, and on the receiving side, serial / parallel conversion means 231 for parallelizing the serial data signal, and switching the bus to the timing adjustment circuit at the time of timing adjustment. Rx bus switch to perform Means 232, error correction code decoder means 233 for correcting the data signal when there is an error by comparing the received data signal and the error correction code sent together, encoded so as not to be DC transmission when optically transmitted A decoding unit 234 for restoring the serial data signal to the original data signal and a latch unit 235 for suppressing inter-channel skew between the data signals are provided.

さらに、光インターフェース制御用ASIC22は、クロックとデータ信号の位相を調整するためにTxバススイッチ手段224またはRxバススイッチ手段232に接続されるタイミング調整回路240、および、パラレルデータ信号をシリアルデータ信号へ変換するために入力クロックを例えば数倍から10倍程度まで逓倍してパラレル/シリアル変換手段225に付与するPLL回路250を備える。
なお、上記の例では、各光インターフェース制御用ASIC中に送信側および受信側の各手段および回路を実現しているものであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、一部の手段または回路を外部に設けることもできる。
Further, the ASIC 22 for controlling the optical interface controls the timing adjustment circuit 240 connected to the Tx bus switch means 224 or the Rx bus switch means 232 to adjust the phase of the clock and the data signal, and the parallel data signal to the serial data signal. For conversion, a PLL circuit 250 that multiplies the input clock from several times to about 10 times and applies it to the parallel / serial conversion means 225 is provided.
In the above example, each means and circuit on the transmission side and reception side are realized in each optical interface control ASIC, but the present invention is not limited to this, and some Means or circuitry may be provided externally.

図3は、データおよび誤り訂正符号(ECC)のDCバランスのとり方について説明するための図である。図中、カッコ内の数字はビット数を示す。ここで注目すべき点は、DCバランスの保たれたシリアルデータの生成において、元データに対しては8B10Bエンコーダを利用することはできるが、ECCに対しては8B10エンコーダを利用することはできないということである。これはECCを8B10Bの符号化テーブルで変換してしまうと、受信側においてデータの誤り訂正が出来なくなってしまうためである。   FIG. 3 is a diagram for explaining how to balance DC between data and an error correction code (ECC). In the figure, the numbers in parentheses indicate the number of bits. It should be noted that in the generation of serial data with DC balance maintained, the 8B10B encoder can be used for the original data, but the 8B10 encoder cannot be used for the ECC. That is. This is because if the ECC is converted using the 8B10B encoding table, data error correction cannot be performed on the receiving side.

そこで本例では、データ信号およびECCのDCバランスを図3に示すようにしてとる。即ち、元データ発生手段301から出力されたパラレルの8ビット元データは、8B10Bエンコーダ302によりDCバランスのとれた10ビットに変換される。図中カッコ内の数字はビット数を示す。このパラレルデータ信号はパラレル/シリアル変換手段303によりシリアル化され伝送される。一方、ECCエンコーダ304は、8B10Bエンコーダ302から出力されるパラレルデータ信号に基づいてECC生成部305にて6ビットのECCを生成し、さらに反転ECC付加部306にてECCのDCバランスがとれるようにECCにその反転信号4ビット付加して10ビットで出力する。この反転信号が付加されたECCは、パラレル/シリアル変換手段303によりシリアル化され伝送される。このようにする理由は次のとおりである。即ち、ECCはそのままシリアル変換してもDCバランスの保たれたシリアルデータとはならない。またECCのビット数も8B10B変換後のデータのビット数とも合わない。そこで、反転ECCを追加することにより、ECCをシリアル変換したときにDCバランスが保たれるようにし、かつビット数もデータ信号のそれと同じにするものである。なお、この反転ECCの代わりに、または反転ECCとともに、固定ビット(ダミービット)を付加することもできる。これについては後述する。図3の例では、ファイバ5本で、24ビットのデータ信号および6ビットのECCおよびフレームクロックが、DCバランスの保たれたシリアルデータとして伝送される。そして、シリアルデータの受信側では、反転ECCのビットを取り除いたECCを用いてデータの誤り訂正を実行する。   Therefore, in this example, the DC balance between the data signal and the ECC is set as shown in FIG. That is, the parallel 8-bit original data output from the original data generating means 301 is converted into 10 bits with DC balance by the 8B10B encoder 302. The numbers in parentheses in the figure indicate the number of bits. The parallel data signal is serialized by the parallel / serial conversion means 303 and transmitted. On the other hand, the ECC encoder 304 generates a 6-bit ECC in the ECC generation unit 305 based on the parallel data signal output from the 8B10B encoder 302, and further the DC balance of the ECC is obtained in the inverted ECC addition unit 306. The inverted signal of 4 bits is added to the ECC and output in 10 bits. The ECC to which the inverted signal is added is serialized by the parallel / serial conversion means 303 and transmitted. The reason for doing this is as follows. That is, even if the ECC is serially converted as it is, it does not become serial data in which DC balance is maintained. Also, the number of ECC bits does not match the number of bits of data after 8B10B conversion. Therefore, by adding an inverted ECC, DC balance is maintained when the ECC is serially converted, and the number of bits is the same as that of the data signal. A fixed bit (dummy bit) can be added instead of or together with the inverted ECC. This will be described later. In the example of FIG. 3, a 24-bit data signal, a 6-bit ECC, and a frame clock are transmitted as serial data in which DC balance is maintained by using five fibers. On the serial data receiving side, data error correction is performed using the ECC from which the inverted ECC bits are removed.

一般的に光信号を送信するときは、光ファイバの帯域を有効利用してファイバ本数を減らすため、上記のとおり送信データはシリアル化される。そのときシリアル化された送信データと併送してフレームクロックを送信するか、もしくは信号にフレームクロックを含ませて送る方法のどちらかの手段を使う。フレームクロックとはパラレルデータをシリアルデータに変換するときの基準クロックであり、このクロックをデータ信号とともに受け取る側で受信できないとシリアルデータをパラレルデータに正確に復元できない。   In general, when transmitting an optical signal, transmission data is serialized as described above in order to reduce the number of fibers by effectively using the bandwidth of the optical fiber. At that time, either the frame clock is transmitted together with the serialized transmission data, or the frame clock is included in the signal and transmitted. The frame clock is a reference clock for converting parallel data into serial data. If the clock signal and the data signal cannot be received on the receiving side, the serial data cannot be accurately restored to parallel data.

このシリアルデータの生成に先立って、シリアルデータのDCバランスを保持するための符号化手段、ここでは8B10B符号化(アルゴリズム)を用い、8ビットのデータごとに2ビットの冗長ビットを付加して10ビットのデータに変えている。これにより、データが0と1の組み合わせからなる2進データの場合、0データと1データの出現比率が5対5に近い状態に保たれることになる。さらにビットエラーレート(BER)を確保するため、誤り訂正アルゴリズムを用いて誤り訂正符号を生成しておく。誤り訂正符号の生成には例えばHamming符号を用いる。データ信号をmビット、ECCをnビットとしたとき、m+n≦2−1の関係を満足していれば、伝送誤りの発生時にデータ信号の再送をすることなく誤り訂正が可能になる。 Prior to the generation of the serial data, an encoding means for maintaining the DC balance of the serial data, here 8B10B encoding (algorithm) is used, and 2 redundant bits are added for each 8 bits of data. It is changed to bit data. As a result, when the data is binary data composed of a combination of 0 and 1, the appearance ratio of 0 data and 1 data is kept close to 5 to 5. Further, in order to secure a bit error rate (BER), an error correction code is generated using an error correction algorithm. For example, a Hamming code is used to generate an error correction code. When the data signal is m bits and the ECC is n bits, if the relationship of m + n ≦ 2 n −1 is satisfied, error correction can be performed without retransmitting the data signal when a transmission error occurs.

上述のように、ECCを送る際にECC専用線自体のDCバランス確保にも配慮が必要である。ECCには8B10Bアルゴリズムを使えないので、代替手段としてECCとその反転信号および/またはダミービット(固定ビット)を付加することで、併送する8B10B符号化されたデータと同じ10ビット幅にしつつ、DCバランスが取れた状態になるようにする。0データと1データの出現比率は常に5対5になっていることが理想的であるが、部分的に6対4または4対6の状態が混じっていたとしても、それで固定してしまわない限り、現実的には問題ない。   As described above, it is necessary to consider the DC balance of the ECC dedicated line itself when sending the ECC. Since 8B10B algorithm cannot be used for ECC, by adding ECC and its inverted signal and / or dummy bit (fixed bit) as an alternative means, while making the same 10-bit width as 8B10B encoded data to be sent together, Make sure that the DC balance is achieved. Ideally, the appearance ratio of 0 data and 1 data is always 5 to 5, but even if there is a partial 6 to 4 or 4 to 6 state, it will not be fixed with it. As long as there is no real problem.

また、送るべきデータの本数が少ない場合は、データとECCを1本のファイバで共用することも可能である。この場合、前述の8B10Bアルゴリズムを使ってデータに冗長ビットを付加するのではなく、例えばデータ×2ビットに対して、反転したデータ×2ビット、ECC×3ビット、さらに反転したECC×3ビットを全てあわせた10ビットを1本のファイバで送ることが可能である。このような構成でも8B10Bアルゴリズムを使わずに0データと1データの出現比率を5対5に近づけることが可能である。   Further, when the number of data to be sent is small, it is possible to share the data and ECC with one fiber. In this case, instead of adding redundant bits to the data using the 8B10B algorithm described above, for example, inverted data × 2 bits, ECC × 3 bits, and inverted ECC × 3 bits for data × 2 bits. All 10 bits can be sent on a single fiber. Even in such a configuration, the appearance ratio of 0 data and 1 data can be made close to 5 to 5 without using the 8B10B algorithm.

一方、フレームクロックの周波数、及びパラレルデータからシリアルデータへの変換比を組み合わせるとシリアル化した信号の伝送帯域がおのずと決まる。例えば、フレームクロックの周波数が50MHzで、パラレル/シリアル変換比が10:1であったとすると、1本のシリアルデータを送るファイバ線には500Mbpsの伝送帯域が必要となる。フレームクロックの周波数やパラレル/シリアル変換比を上げようとすれば、当然のことながら1本のシリアルデータを送るファイバ線に求められる伝送帯域が上昇する。光信号のブロードキャスト転送を可能にする、安価な光シートバスとプラスティック光ファイバ(POF)の組み合わせによる拡散光学系を用いて光信号を伝送するには、伝送距離と吸収損失の関係からおのずとファイバ1本あたりの伝送帯域の上限が決まってくる。伝送帯域を上げるにはPOFではなく、グラス光ファイバ(GOF)を使用することが考えられるが、そうすると光軸の位置合わせの問題が発生し、光シートバスを用いた拡散光学系と接続することは困難になる。逆に安価な光シートバスとPOFの組み合わせによる拡散光学系を用いながら、伝送帯域を確保するにはPOFの本数をむやみに増やそうとすると、今度は信号間スキューを補償するのが困難になるばかりか回路基板の複雑化を招く。
また、ECC専用線を増やすとリアルタイム補正可能なエラービット数が増えることになるが、POF本数が増えることでやはり前述と同じように信号間スキューの増大や回路基板の複雑化の問題が大きくなるし、POF本数に制約がある場合、データ伝送可能なビット数(情報量)が減ってしまう。このようなことから、本発明では、データとECCを以下のようにして伝送する。
On the other hand, when the frequency of the frame clock and the conversion ratio from parallel data to serial data are combined, the transmission band of the serialized signal is naturally determined. For example, if the frequency of the frame clock is 50 MHz and the parallel / serial conversion ratio is 10: 1, a transmission line of 500 Mbps is required for a fiber line for sending one piece of serial data. If the frequency of the frame clock or the parallel / serial conversion ratio is increased, the transmission band required for the fiber line for sending one serial data naturally increases. In order to transmit an optical signal using a diffusion optical system using a combination of an inexpensive optical sheet bus and a plastic optical fiber (POF) that enables broadcast transmission of an optical signal, the fiber 1 is naturally used from the relationship between transmission distance and absorption loss. The upper limit of transmission bandwidth per book is determined. In order to increase the transmission band, it is conceivable to use glass optical fiber (GOF) instead of POF. However, this causes a problem of alignment of the optical axis, and it is necessary to connect to a diffusion optical system using an optical sheet bus. Becomes difficult. Conversely, if a diffusion optical system using a combination of an inexpensive optical sheet bus and POF is used and if the number of POFs is increased excessively in order to secure a transmission band, it will be difficult to compensate for the signal-to-signal skew. Or the circuit board becomes complicated.
Increasing the number of ECC dedicated lines increases the number of error bits that can be corrected in real time, but increasing the number of POFs also increases the problem of increased signal skew and circuit board complexity, as described above. However, when the number of POFs is limited, the number of bits (information amount) that can be transmitted is reduced. For this reason, in the present invention, data and ECC are transmitted as follows.

図4は、ファイバの本数(芯数)に対する最適なECCビット数およびデータ伝送可能なビット数(情報量)の関係の一例を示す図である。図示のように、各ケースにおいてクロック(CLK)線として1本を使うので、データ信号およびECC用に利用できるファイバ本数は全ファイバ芯線からCLK用1本を引いた本数である。上述のように、データ信号をmビット、ECCをnビットとしたとき、m+n≦2−1を満足するようにする。以下、カッコ内の数字はビット数を示すものである。 FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the relationship between the optimum number of ECC bits and the number of bits that can be transmitted (information amount) with respect to the number of fibers (number of cores). As shown in the figure, since one clock (CLK) line is used in each case, the number of fibers that can be used for data signals and ECC is the number obtained by subtracting one CLK for all fiber core lines. As described above, when the data signal is m bits and the ECC is n bits, m + n ≦ 2 n −1 is satisfied. Hereinafter, the numbers in parentheses indicate the number of bits.

ケースAでは、データ線は1本で、ECC専用線はない。このデータ線に、データ(2)+反転データ(2)+ECC(3)+反転ECC(3)をまとめて送る。この場合、データもECCもそれぞれ反転信号を付加することによりDCバランスを確保する。8B10B符号化は使用しない。
ケースBでは、データ線およびECC専用線はそれぞれ1本である。データ線は8B10B符号化を利用し、ECC専用線はECC(4)に反転ECC(4)+ダミー(2)を追加して10ビット化を図る。この場合、データ(10)+ECC(4)≦2−1を満たす。
In case A, there is one data line and no ECC dedicated line. Data (2) + inverted data (2) + ECC (3) + inverted ECC (3) are sent together to this data line. In this case, DC balance is secured by adding an inverted signal to both data and ECC. 8B10B encoding is not used.
In case B, there is one data line and one ECC dedicated line. The data line uses 8B10B encoding, and the ECC dedicated line adds 10 bits to the ECC (4) by adding the inverted ECC (4) + dummy (2). In this case, data (10) + ECC (4) ≦ 2 4 −1 is satisfied.

ケースCでは、データ線が2本およびECC専用線が1本である。データ線2本は8B10B符号化を利用し、ECC専用線はECC(5)に反転ECC(5)を追加して10ビット化を図る。この場合、データ(20)+ECC(5)≦2−1を満たす。
ケースDでは、データ線が3本およびECC専用線が1本である。データ線2本は8B10B符号化を利用し、ECC専用線はECC(5)に反転ECC(5)を追加して10ビット化を図る。この場合、データ(20)+ECC(5)≦2−1を満たす。残りはデータ(2)+反転データ(2)+ECC(3)+反転ECC(3)をまとめて1線で送るが8B10Bは使用しない。これはスレーブ装置からマスター装置への送信に使用する。
In Case C, there are two data lines and one ECC dedicated line. The two data lines use 8B10B encoding, and the ECC dedicated line adds ECC (5) to ECC (5) to achieve 10 bits. In this case, data (20) + ECC (5) ≦ 2 5 −1 is satisfied.
In Case D, there are three data lines and one ECC dedicated line. The two data lines use 8B10B encoding, and the ECC dedicated line adds ECC (5) to ECC (5) to achieve 10 bits. In this case, data (20) + ECC (5) ≦ 2 5 −1 is satisfied. The remaining data (2) + inverted data (2) + ECC (3) + inverted ECC (3) are sent together in one line, but 8B10B is not used. This is used for transmission from the slave device to the master device.

ケースEでは、データ線が3本およびECC専用線が1本である。データ線3本は8B10B符号化を利用する。ECCは6ビットを1線で送る。そのうち4ビット分だけ反転ECC(4)を生成し、これをECCに追加し10ビット化を図る。この場合、データ(30)+ECC(6)≦2−1を満たす。これはマスター装置からスレーブ装置への送信に使用する(コスト優先)。
ケースFでは、データ線が3本およびECC専用線が2本である。データ線3本は8B10B符号化を利用する。ECCは6ビットを2線に分割。反転ECC(3)とダミー(4)を各線に追加し10ビット化を図る。この場合、データ(30)+ECC(6)≦2−1を満たす。
In Case E, there are three data lines and one ECC dedicated line. The three data lines use 8B10B encoding. ECC sends 6 bits on one line. Of these, inverted ECC (4) is generated for 4 bits, and this is added to the ECC to achieve 10 bits. In this case, data (30) + ECC (6) ≦ 2 6 −1 is satisfied. This is used for transmission from the master device to the slave device (cost priority).
In Case F, there are three data lines and two ECC dedicated lines. The three data lines use 8B10B encoding. ECC divides 6 bits into 2 lines. Inverted ECC (3) and dummy (4) are added to each line to achieve 10 bits. In this case, data (30) + ECC (6) ≦ 2 6 −1 is satisfied.

ケースGでは、データ線が4本およびECC専用線が2本である。データ線4本は8B10B符号化を利用する。ECCは6ビットを2線に分割する。反転ECC(3)とダミー(4)を各線に追加し10ビット化を図る。この場合、データ(40)+ECC(6)≦2−1を満たす。
ケースHでは、データ線が5本およびECC専用線が2本である。データ線5本は8B10B符号化を利用する。ECCは6ビットを2線に分割する。反転ECC(3)とダミー(4)を各線に追加し10ビット化を図る。この場合、データ(50)+ECC(6)≦2−1を満たす。
In Case G, there are four data lines and two ECC dedicated lines. The four data lines use 8B10B encoding. ECC divides 6 bits into 2 lines. Inverted ECC (3) and dummy (4) are added to each line to achieve 10 bits. In this case, data (40) + ECC (6) ≦ 2 6 −1 is satisfied.
In Case H, there are five data lines and two ECC dedicated lines. The five data lines use 8B10B encoding. ECC divides 6 bits into 2 lines. Inverted ECC (3) and dummy (4) are added to each line to achieve 10 bits. In this case, data (50) + ECC (6) ≦ 2 6 −1 is satisfied.

ケースIでは、データ線が6本およびECC専用線が2本である。データ線6本は8B10B符号化を利用する。ECCは7ビットを2線に振り分ける。一方は反転ECC(4)とダミー(2)を追加し、他方は反転ECC(3)とダミー(4)を追加してそれぞれ10ビット化を図る。この場合、データ(60)+ECC(7)≦2−1を満たす。
ケースJでは、データ線が7本およびECC専用線が2本である。データ線7本は8B10B符号化を利用する。ECCは7ビットを2線に振り分ける。一方は反転ECC(4)とダミー(2)を追加し、他方は反転ECC(3)とダミー(4)を追加してそれぞれ10ビット化を図る。この場合、データ(70)+ECC(7)≦2−1を満たす。これはマスター装置からスレーブ装置への送信に使用する(速度優先)。
なお、ファイバ芯線11本以上の場合はここには例示されていないが、この場合も、上述の各ケースの組合せでデータ線およびECC専用線を用いてDCバランスのとれた信号を伝送することができる。
In Case I, there are 6 data lines and 2 ECC dedicated lines. The 6 data lines use 8B10B encoding. ECC distributes 7 bits to two lines. One adds an inverted ECC (4) and a dummy (2), and the other adds an inverted ECC (3) and a dummy (4) to achieve 10 bits. In this case, data (60) + ECC (7) ≦ 2 7 −1 is satisfied.
In Case J, there are seven data lines and two ECC dedicated lines. Seven data lines use 8B10B encoding. ECC distributes 7 bits to two lines. One adds an inverted ECC (4) and a dummy (2), and the other adds an inverted ECC (3) and a dummy (4) to achieve 10 bits. In this case, data (70) + ECC (7) ≦ 2 7 −1 is satisfied. This is used for transmission from the master device to the slave device (speed priority).
Note that the case of 11 or more fiber cores is not illustrated here, but in this case as well, a DC balanced signal can be transmitted using a data line and an ECC dedicated line in a combination of the above cases. it can.

図5(a)〜(d)は、ECC6ビットのケースにおける反転ビットまたはダミービットの付加方法の具体例を示す図である。ECC6ビットを10ビット化するに際し、図5(a)では、連続した空き4ビットに図示のように反転ECCを挿入する。ここで、反転ECCはECC6ビットの先頭4ビットを用いて行っているが、これ以外のビットを用いてもよい。これは以下の例でも同様である。図5(b)では、ECC6ビットの先頭4ビットを図示のように交互に反転させ空き4ビットに反転ECCを挿入する。図5(c)では、連続した空き4ビットに図示のようにダミービット(固定値)を挿入する。ダミービットの挿入位置は任意である。図5(d)では、ECC6ビットの先頭4ビットについて図示のようにダミービット交互に挿入する。以上において、10ビット化されたECCにおける反転ECCおよびダミービットは受信側で無視される。このことは以下の例でも同様である。なお、DCバランスについては、0データと1データの出現比率は常に5対5になっていることが理想的であるが、上述のとおり、部分的に6対4または4対6の状態が混じっていたとしても、それで固定してしまわない限り現実的には問題ない。しかし、出来る限り最適な方法、即ち同じ値の連続が最も少なくなる方法を選択することが好ましい。この点について次に述べる。   FIGS. 5A to 5D are diagrams showing a specific example of a method of adding an inverted bit or a dummy bit in the case of ECC 6 bits. When converting ECC 6 bits to 10 bits, in FIG. 5A, inverted ECCs are inserted into consecutive free 4 bits as shown. Here, the inverted ECC is performed using the first 4 bits of the ECC 6 bits, but other bits may be used. The same applies to the following examples. In FIG. 5B, the first 4 bits of the ECC 6 bits are alternately inverted as shown, and the inverted ECC is inserted into the empty 4 bits. In FIG. 5 (c), dummy bits (fixed values) are inserted into consecutive four free bits as shown. The dummy bit insertion position is arbitrary. In FIG. 5 (d), dummy bits are alternately inserted as shown in the top 4 bits of the ECC 6 bits. In the above, the inverted ECC and dummy bits in the 10-bit ECC are ignored on the receiving side. The same applies to the following examples. As for DC balance, it is ideal that the appearance ratio of 0 data and 1 data is always 5 to 5. However, as described above, a state of 6 to 4 or 4 to 6 is partially mixed. Even if it is, there is no problem in practice unless it is fixed with it. However, it is preferable to select the most suitable method, that is, the method that minimizes the continuity of the same value. This will be described next.

図6(a)〜(d)は、ECC6ビットに反転ビットまたはダミービットを付加しシリアル化して送る場合の具体例を示す図である。図6(a)は、図5(a)のように10ビット化したECCをシリアル化したものを示す。この場合、同じ値が最大6ビット連続して現れる可能性がある。図6(b)は、図5(b)のように10ビット化したECCをシリアル化したものを示す。この場合、同じ値が最大3ビット連続して現れる可能性がある。図6(c)は、図5(c)のように10ビット化したECCをシリアル化したものを示す。この場合、同じ値が最大7ビット連続して現れる可能性がある。図6(d)は、図5(d)のように10ビット化したECCをシリアル化したものを示す。この場合、同じ値が最大4ビット連続して現れる可能性がある。以上を勘案すると、DCバランスに関して、図6(b)の場合が上記の中で最適ということができる。   FIGS. 6A to 6D are diagrams showing a specific example in the case where an inverted bit or a dummy bit is added to the ECC 6 bits and serialized and transmitted. FIG. 6A shows a serialized ECC having 10 bits as shown in FIG. In this case, the same value may appear continuously for a maximum of 6 bits. FIG. 6B shows a serialized ECC having 10 bits as shown in FIG. In this case, the same value may appear continuously for up to 3 bits. FIG. 6C shows a serialized ECC having 10 bits as shown in FIG. In this case, the same value may appear continuously up to 7 bits. FIG. 6D shows a serialized ECC having 10 bits as shown in FIG. In this case, the same value may appear continuously up to 4 bits. Considering the above, it can be said that the case of FIG.

図7は、ECC3ビットのケースにおける反転ビットの付加方法の具体例を示す図である。本例はECCを2ビットのデータと同じ線(共用線)で送るもので、データに対しても8B10B符号化は行わない。10ビット化は、まずECC3ビットを交互に反転し、続いてデータ2ビットを交互に反転して行う。これによりデータおよびECCのDCバランスをとることができる。   FIG. 7 is a diagram showing a specific example of the inverted bit adding method in the case of ECC 3 bits. In this example, ECC is sent on the same line (shared line) as 2-bit data, and 8B10B encoding is not performed on the data. Conversion to 10 bits is performed by first inverting ECC 3 bits alternately, and then inverting data 2 bits alternately. Thereby, DC balance of data and ECC can be taken.

図8は、ECC4ビットのケースにおける反転ビットおよびダミービットの付加方法の具体例を示す図である。本例はECC4ビットを前半と後半の2ビットずつに分けてそれぞれ交互に反転し、前半の反転終了後にダミービットを1ビット挿入し、後半の反転終了後に反転されたダミービットを1ビット挿入して10ビット化するものである。これによりECCのDCバランスをとることができる。   FIG. 8 is a diagram showing a specific example of the method of adding the inverted bit and the dummy bit in the case of ECC 4 bits. In this example, ECC 4 bits are divided into two bits, the first half and the second half, and are alternately inverted. One dummy bit is inserted after the first half is inverted, and one dummy bit is inserted after the second half is inverted. To 10 bits. Thereby, the DC balance of ECC can be taken.

図9は、ECC5ビットのケースにおける反転ビットの付加方法の具体例を示す図である。本例はECC5ビットを1ビットずつ交互に反転して10ビット化を図るものである。これによりECCのDCバランスをとることができる。   FIG. 9 is a diagram illustrating a specific example of a method of adding an inverted bit in the case of ECC 5 bits. In this example, ECC 5 bits are alternately inverted bit by bit to achieve 10 bits. Thereby, the DC balance of ECC can be taken.

図10は、ECC6ビットを2本の専用線で送るケースにおける反転ビットおよびダミービットの付加方法の具体例を示す図である。本例はECC6ビットを前半の3ビットと後半の3ビットに分割し、それぞれを2本のECC専用線に振り分ける。前半の3ビットは、図示のようにダミービットを2ビット挿入後に交互に反転し、この反転終了後にダミービットをさらに2ビット挿入して10ビット化し、後半の3ビットも同様に、ダミービットを2ビット挿入後に交互に反転し、この反転終了後にダミービットをさらに2ビット挿入して10ビット化するものである。これによりECCのDCバランスをとることができる。   FIG. 10 is a diagram showing a specific example of a method of adding an inverted bit and a dummy bit in a case where ECC 6 bits are sent by two dedicated lines. In this example, the ECC 6 bits are divided into the first half 3 bits and the second half 3 bits, and each is divided into two ECC dedicated lines. As shown in the figure, the first 3 bits are alternately inverted after inserting 2 bits of dummy bits, and after this inversion is completed, 2 more dummy bits are inserted into 10 bits, and the latter 3 bits are similarly replaced with dummy bits. Inverted alternately after 2 bits are inserted, and after the end of the inversion, another 2 bits are inserted into 10 bits. Thereby, the DC balance of ECC can be taken.

図11は、ECC7ビットのケースにおける反転ビットおよびダミービットの付加方法の具体例を示す図である。本例はECC7ビットを前半の4ビットと後半の3ビットに分割し、それぞれを2本のECC専用線に振り分ける。前半の4ビットは、図示のようにまず2ビットを交互に反転しダミービットを1ビット挿入したのちさらに2ビットを交互に反転し再度ダミービットを1ビット挿入して10ビット化し、後半の3ビットは、ダミービットを2ビット挿入後に交互に反転し、この反転終了後にダミービットをさらに2ビット挿入して10ビット化するものである。これによりECCのDCバランスをとることができる。   FIG. 11 is a diagram showing a specific example of the method of adding the inverted bit and the dummy bit in the case of ECC 7 bits. In this example, ECC 7 bits are divided into 4 bits in the first half and 3 bits in the second half, and each is assigned to two ECC dedicated lines. As shown in the figure, for the first 4 bits, 2 bits are alternately inverted and 1 dummy bit is inserted, then 2 bits are alternately inverted and 1 dummy bit is inserted again to make 10 bits. Bits are inverted alternately after 2 bits of dummy bits are inserted, and after the inversion, 2 bits of dummy bits are inserted to make 10 bits. Thereby, the DC balance of ECC can be taken.

図12は、データとECCの流れの一例を示す図である。本図は、下り10チャンネル(D0〜D8,CLK)、上り5チャンネル(D’0〜D’3,CLK)の場合を示している。CPU(プロセッサ)を搭載している基板であるマスター装置1からASICやメモリなどを搭載している基板であるスレーブ装置2〜4にデータを書込むときは、マスター装置1からアドレスAD、データDA、ライトWR、チップセレクトCSなどの各制御信号並びに誤り訂正符号ECCおよびフレームクロック(CLK)などの信号を光送信器から光伝送路5を介して送信する。各スレーブ装置2〜4はこれらの信号を光受信器により受信する。またマスター装置1がスレーブ装置2〜4のデータを読み取るときは、まずマスター装置1からアドレスAD、リードRE、チップセレクトCSなどの信号を光送信器から光伝送路5を介して送信すると、スレーブ装置2〜4が光受信器により受信した信号に従い動作を実行する。そしてスレーブ装置2〜4は光送信器から光伝送路6を介してデータDAおよび誤り訂正符号ECCをマスター装置1に送る。本例では、戻りのフレームクロック(CLK’)信号は送らない。マスター装置1は光受信器によりそのデータ信号等を受信しデータを受け取ることができる。ここで伝送される信号はECCを含めてDCバランスのとれた状態とされている。   FIG. 12 is a diagram illustrating an example of the flow of data and ECC. This figure shows the case of 10 downlink channels (D0 to D8, CLK) and 5 uplink channels (D'0 to D'3, CLK). When data is written from the master device 1 which is a substrate on which a CPU (processor) is mounted to the slave devices 2 to 4 which are substrates on which an ASIC or a memory is mounted, the address AD and data DA from the master device 1 The control signals such as the write WR and the chip select CS, and the signals such as the error correction code ECC and the frame clock (CLK) are transmitted from the optical transmitter via the optical transmission line 5. Each slave device 2-4 receives these signals by an optical receiver. When the master device 1 reads the data of the slave devices 2 to 4, first, the master device 1 transmits signals such as the address AD, the read RE, and the chip select CS from the optical transmitter via the optical transmission line 5. The devices 2 to 4 perform operations according to the signals received by the optical receiver. Then, the slave devices 2 to 4 send the data DA and the error correction code ECC to the master device 1 via the optical transmission path 6 from the optical transmitter. In this example, the return frame clock (CLK ′) signal is not sent. The master device 1 can receive the data by receiving the data signal and the like by the optical receiver. The signal transmitted here is in a DC balanced state including ECC.

マスター装置1から光分岐装置55を経由してスレーブ装置に光信号を送信する場合、1対1接続による伝送の場合とは異なり、マスター装置1からの光信号は全てのスレーブ装置2〜4に送信されることになる。これは光分岐装置55で分岐された信号が各スレーブ装置にそれぞれ到達するからである。従って、各スレーブ装置の受信側では自分に関係している信号であるかどうかを判定し、その結果、自分に対して送信されている信号であるならばその信号を受け取り、そうでなければ無視する判定装置を備える。この判定を行うために、各スレーブ装置には固有の識別番号が記憶されている。この識別番号はマスター装置より各スレーブ装置に付与することができる。   When transmitting an optical signal from the master device 1 to the slave device via the optical branching device 55, the optical signal from the master device 1 is transmitted to all the slave devices 2 to 4, unlike the case of transmission by one-to-one connection. Will be sent. This is because the signal branched by the optical branching device 55 reaches each slave device. Therefore, the receiving side of each slave device determines whether it is a signal related to itself, and as a result, if it is a signal transmitted to itself, it receives that signal, otherwise it is ignored. A determination device is provided. In order to make this determination, a unique identification number is stored in each slave device. This identification number can be given to each slave device from the master device.

図13は、データとECCの流れの他の例を示す図である。本図が図12の例と特に異なる点は、チャンネル数が、下り5チャンネル(D0〜D3,CLK)、上り5チャンネル(D’0〜D’3,CLK)とされているところにある。本例は、マスター装置1からスレーブ装置2〜4に向かうアドレスバス、データバスの本数を上位ビットと下位ビットに2分割し、2クロックに分けて転送することで、ファイバの本数を減らすことを可能にしたものである。即ち、上りチャンネルでは、アドレスADおよびデータDAはそれぞれ16ビットを8ビットずつに分け、2サイクルかけてマスター装置1からスレーブ装置2〜4へ伝送される。誤り訂正符号(ECC)は、ECC6ビットにその反転信号4ビットを付加してDCバランスをとり10ビットで伝送される。また、下りチャンネルでは、データDAは16ビットでスレーブ装置2〜4からマスター装置1へ伝送され、そして誤り訂正符号(ECC)は、ECC5ビットにその反転信号5ビットを付加してDCバランスをとり10ビットで伝送される。   FIG. 13 is a diagram illustrating another example of the flow of data and ECC. This figure is particularly different from the example of FIG. 12 in that the number of channels is 5 downlink channels (D0 to D3, CLK) and 5 uplink channels (D'0 to D'3, CLK). This example reduces the number of fibers by dividing the number of address buses and data buses from the master device 1 to the slave devices 2 to 4 into upper bits and lower bits and transferring them in two clocks. It is possible. That is, in the upstream channel, the address AD and the data DA are each divided into 16 bits by 8 bits and transmitted from the master device 1 to the slave devices 2 to 4 over 2 cycles. The error correction code (ECC) is transmitted at 10 bits with DC balance by adding 4 bits of the inverted signal to ECC 6 bits. In the downstream channel, the data DA is transmitted in 16 bits from the slave devices 2 to 4 to the master device 1, and the error correction code (ECC) adds 5 bits of the inverted signal to the ECC 5 bits to achieve DC balance. It is transmitted in 10 bits.

本発明は、フォトダイオードの応答性を維持しつつビットエラーレートとデータ伝送帯域を確保できるので、例えば、光バスにより複数の機器間や制御基板間等のノード間を相互に接続した誤り訂正符号付き信号伝送システムに適用することができる。   Since the present invention can secure a bit error rate and a data transmission band while maintaining the responsiveness of a photodiode, for example, an error correction code in which nodes such as a plurality of devices or between control boards are connected to each other by an optical bus. It can be applied to an attached signal transmission system.

信号伝送システムの一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of a signal transmission system. 図1の信号伝送システムの具体的構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the specific structural example of the signal transmission system of FIG. データおよび誤り訂正符号(ECC)のDCバランスのとり方について説明するための図である。It is a figure for demonstrating how to make DC balance of data and an error correction code (ECC). ファイバの本数(芯数)に対する最適なECCビット数およびデータ伝送可能なビット数(情報量)の関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the relationship between the optimal ECC bit number with respect to the number of fibers (core number), and the number of bits (information amount) which can be transmitted. (a)〜(d)はECC6ビットのケースにおける反転ビットまたはダミービットの付加方法の具体例を示す図である。(A)-(d) is a figure which shows the specific example of the addition method of the inversion bit or dummy bit in the case of ECC 6 bits. (a)〜(d)はECC6ビットに反転ビットまたはダミービットを付加しシリアル化して送る場合の具体例を示す図である。(A)-(d) is a figure which shows the specific example in the case of adding an inversion bit or a dummy bit to ECC6 bit, and serializing and transmitting. ECC3ビットのケースにおける反転ビットの付加方法の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the addition method of the inversion bit in the case of ECC3 bit. ECC4ビットのケースにおける反転ビットおよびダミービットの付加方法の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the addition method of the inversion bit and dummy bit in the case of ECC4 bit. ECC5ビットのケースにおける反転ビットの付加方法の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the addition method of the inversion bit in the case of ECC5 bit. ECC6ビットを2本の専用線で送るケースにおける反転ビットおよびダミービットの付加方法の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the addition method of the inversion bit and dummy bit in the case where ECC6 bit is sent with two exclusive lines. ECC7ビットのケースにおける反転ビットおよびダミービットの付加方法の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the addition method of the inversion bit and dummy bit in the case of ECC7 bit. データとECCの流れの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the flow of data and ECC. データとECCの流れの他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the flow of data and ECC.

符号の説明Explanation of symbols

1 マスター装置
2 メインスレーブ装置
3,4 サブスレーブ装置
5 下り用の光伝送路
6 上り用の光伝送路
13,23,33,43 光送信器
14,24,34,44 光受信器
55 光分岐装置
56 光結合装置
51〜54,61〜64 光ファイバ
301 元データ発生手段
302 8B10Bエンコーダ
303 パラレル/シリアル変換手段
304 ECCエンコーダ
305 ECC生成部
306 反転ECC付加部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Master apparatus 2 Main slave apparatus 3, 4 Sub slave apparatus 5 Downstream optical transmission path 6 Uplink optical transmission path 13,23,33,43 Optical transmitter 14,24,34,44 Optical receiver 55 Optical branching Device 56 Optical coupling device 51 to 54, 61 to 64 Optical fiber 301 Original data generation means 302 8B10B encoder 303 Parallel / serial conversion means 304 ECC encoder 305 ECC generation unit 306 Inverted ECC addition unit

Claims (6)

データ信号およびその誤り訂正符号をシリアル化して一方のノードから他方のノードへ光伝送路を介して伝送する誤り訂正符号付き信号伝送システムであって、前記データ信号のNビット元データを0データと1データの出現比率がバランスしたMビットデータに変換し、かつ前記Mビットデータに変換されたデータ信号に基づいて生成された誤り訂正符号をその反転信号の付加により0データと1データの出現比率がバランスしたMビットとするものであり、前記Mビットデータに変換されたデータ信号をシリアル化して伝送線を介して伝送するとともに、前記反転信号を付加したMビットの誤り訂正符号をシリアル化して前記伝送線とは別の専用線を介して伝送することを特徴とする誤り訂正符号付き信号伝送システム。 A data signal and the error correction code with signal transmission system for transmitting over an optical transmission path that error correcting code from one node to serialize the other node, the N-bit original data before Kide data signal 0-data and 1-data are converted into M-bit data in which the appearance ratio of 0-data and 1-data is balanced, and an error correction code generated based on the data signal converted into the M-bit data is added to the inverted signal. The data signal converted into the M-bit data is serialized and transmitted through a transmission line, and an M-bit error correction code with the inverted signal added thereto is used. A signal transmission system with an error correction code, characterized by being serialized and transmitted via a dedicated line different from the transmission line . 前記誤り訂正符号とその反転信号が交互に配置されることを特徴とする請求項記載の誤り訂正符号付き信号伝送システム。 The error correction code and an error correction code with signal transmission system according to claim 1, wherein the inverted signal thereof and being arranged alternately. Mビットの誤り訂正符号が、前記反転信号に代えて、ダミービットの付加によりMビットとされることを特徴とする請求項1記載の誤り訂正符号付き信号伝送システム。 2. The signal transmission system with an error correction code according to claim 1 , wherein an M-bit error correction code is changed to M bits by adding dummy bits instead of the inverted signal . 前記誤り訂正符号とダミービットが交互に配置されることを特徴とする請求項記載の誤り訂正符号付き信号伝送システム。 4. The signal transmission system with an error correction code according to claim 3, wherein the error correction code and the dummy bit are alternately arranged. Mビットの誤り訂正符号が、前記反転信号に代えて、前記反転信号およびダミービットの付加によりMビットとされることを特徴とする請求項1記載の誤り訂正符号付き信号伝送システム。 2. The signal transmission system with an error correction code according to claim 1 , wherein an M-bit error correction code is changed to M bits by adding the inverted signal and a dummy bit instead of the inverted signal . データ信号およびその誤り訂正符号をシリアル化して一方のノードから他方のノードへ光伝送路を介して伝送する誤り訂正符号付き信号伝送システムであって、前記データ信号のNビット元データを0データと1データの出現比率がバランスしたMビットデータに変換し、かつ前記Mビットデータに変換されたデータ信号に基づいて生成された誤り訂正符号を分割し、前記分割された誤り訂正符号をその反転信号および/またはダミービットの付加によりそれぞれ0データと1データの出現比率がバランスしたMビットとするものであり、前記Mビットデータに変換されたデータ信号をシリアル化して伝送線を介して伝送するとともに、前記反転信号および/またはダミービットを付加した分割されたMビットの誤り訂正符号をシリアル化して前記伝送線とは別の複数の専用線を介してそれぞれ伝送することを特徴とする誤り訂正符号付き信号伝送システム。
A signal transmission system with an error correction code that serializes a data signal and its error correction code and transmits the data signal from one node to the other node via an optical transmission line, wherein the N-bit original data of the data signal is set to 0 data The data is converted into M-bit data in which the appearance ratio of one data is balanced, and the error correction code generated based on the data signal converted into the M-bit data is divided, and the divided error correction code is converted into its inverted signal. And / or dummy bits are added to form M bits in which the appearance ratios of 0 data and 1 data are balanced, and the data signal converted into the M bit data is serialized and transmitted through a transmission line. Serialize the divided M-bit error correction code to which the inverted signal and / or dummy bit is added An error correction code with signal transmission system characterized by transmitting through respective different plurality of dedicated lines to the transmission line.
JP2003292839A 2003-08-13 2003-08-13 Signal transmission system with error correction code Expired - Fee Related JP4321175B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003292839A JP4321175B2 (en) 2003-08-13 2003-08-13 Signal transmission system with error correction code

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003292839A JP4321175B2 (en) 2003-08-13 2003-08-13 Signal transmission system with error correction code

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005064888A JP2005064888A (en) 2005-03-10
JP4321175B2 true JP4321175B2 (en) 2009-08-26

Family

ID=34370028

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003292839A Expired - Fee Related JP4321175B2 (en) 2003-08-13 2003-08-13 Signal transmission system with error correction code

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4321175B2 (en)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4578328B2 (en) * 2005-06-02 2010-11-10 東芝三菱電機産業システム株式会社 Serial signal transmission method
JP2007036607A (en) * 2005-07-26 2007-02-08 Sumitomo Electric Ind Ltd Optical communication system
JP4902665B2 (en) * 2006-11-17 2012-03-21 アラクサラネットワークス株式会社 Data transmission apparatus and transmission code generation method
JP5233165B2 (en) * 2007-05-24 2013-07-10 富士ゼロックス株式会社 Data transmission device
US8103942B2 (en) 2007-05-24 2012-01-24 Fuji Xerox Co., Ltd. Data transmission apparatus, data transmission device, data reception device and data transmission system
JP4609552B2 (en) * 2008-08-22 2011-01-12 オムロン株式会社 Parallel / serial converter for optical transmission, optical transmission system, and electronic device
KR101531981B1 (en) * 2009-04-29 2015-06-26 휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피. Optical memory expansion
JP5724877B2 (en) * 2009-10-21 2015-05-27 日本電気株式会社 Parity control system and method, and communication system and method
JP6095768B2 (en) * 2013-03-04 2017-03-15 富士機械製造株式会社 Database, database construction method, communication apparatus, and electronic component mounting apparatus
JP5689498B2 (en) * 2013-05-08 2015-03-25 ファナック株式会社 Serial communication control circuit

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005064888A (en) 2005-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6385263B1 (en) Method and apparatus for accomplishing high bandwidth serial communication between semiconductor devices
TWI526837B (en) Optical memory expansion
US11388268B1 (en) Network systems and methods for CXL standard
JP4321175B2 (en) Signal transmission system with error correction code
US11333907B2 (en) Optical engine
US20100229071A1 (en) Interconnections techniques
CN107124225A (en) A kind of high speed PAM4 optical transceiver modules based on DML
WO2017113878A1 (en) Optical signal transmission method, device, and system
JP6126598B2 (en) Circuit apparatus and method for transmitting signals
US9236946B2 (en) Method and apparatus for performing data rate conversion and phase alignment
WO2018040108A1 (en) High-speed low-power-consumption light transceiving chip
US7373107B1 (en) Ultra-wideband wireless backplane
JPH04223628A (en) Data link array utilizing differential transmission
EP1417787B1 (en) Optical transmitter for transmitting a plurality of output signals
JP6126602B2 (en) Circuit apparatus and method for transmitting signals
US6944691B1 (en) Architecture that converts a half-duplex bus to a full-duplex bus while keeping the bandwidth of the bus constant
US7317720B2 (en) Signal transmission system
JP2014524698A (en) Circuit apparatus and method for transmitting signals
JP2005033690A (en) Bidirectional optical transmission system
US11563494B2 (en) Optical network apparatus and optical module
JP4179054B2 (en) Optical transmission equipment
JP4186698B2 (en) Optical transmission equipment
CN112567650A (en) Optical engine
WO2021251345A1 (en) Optical transmitter and method for controlling optical transmitter
JP4175048B2 (en) Optical transmission equipment

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060724

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20081107

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20081111

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090109

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090512

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090525

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120612

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120612

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130612

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140612

Year of fee payment: 5

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees