JP4758506B2 - クロック同期方法 - Google Patents

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Description

本発明は、映像及び音声機器(以下、AV機器という。)間で映像及び音声データ(以下、AVデータという。)を伝送する通信システム及びそのためのクロック同期方法に関する。特に、非圧縮映像データや音声データをパケット伝送する通信システム及びそのためのクロック同期方法に関する。
AVデータをパケット化し、パケットの中に基準時計の校正情報(タイムスタンプ)を挿入して伝送するMPEG2システム規格(ISO/IEC13818−1)が制定されている。このMPEG2システム規格のトランスポートストリームではPCR(Program Clock Reference)といった基準時計の校正情報を伝送する。
図12は従来技術に係るクロック同期方法を用いた通信システムの構成を示すブロック図であり、特に、トランスポートストリームのクロック同期方法を示す。以下図面を参照しながら、トランスポートストリームのクロック同期方法の動作について説明する。図12において、当該通信システムは、通信回線70を介して接続された送信機器71及び受信機器74を備えて構成され、送信機器73はPCRカウンタ73を備え、受信機器74はPCRパケット検出部75とクロック同期部76とを備える。
以上説明したように構成されたトランスポートストリームのクロック同期方法を用いた通信システムの構成及び動作について以下に説明する。
送信機器71は、ビデオパケットやオーディオパケットなどに加え、PCRパケットを周期的に生成して通信回線70を介して受信機器74に対して送信する。PCRパケットは、送信クロック72を計数するPCRカウンタ73の計数値(以下、PCR値という。)が設定されたパケットである。受信機器74は、送信機器71が送信したパケットに含まれるPCRパケットを、PCRパケット検出部75で検出し、クロック同期部76にPCR値を出力する。クロック同期部76は、位相同期ループ回路(以下、PLL(Phase Locked Loop)回路という。)を含み構成され、上記PCRパケット検出部75のPCR値と、受信クロック77によって計数したPCR値を比較し、両者の差異が小さくなるように受信クロック77を制御する。このようなクロック同期方法を用いて、受信機器74は送信機器71と同期したクロック信号を得ることができる。
なお、クロック同期回路については、例えば特許文献1や特許文献2に示されている。
特開2004−248123号公報。 特開2000−101560号公報。
しかしながら、上記PCRを用いたトランスポートストリームのクロック同期方法では、送信クロック72と受信クロック77は固定のクロック周波数(27MHz)を有し、非圧縮ビデオの画素データのクロックのように、テレビの画面サイズや表示する画質などによってクロック周波数が数十MHzから数百MHzまで広範囲に変化する場合については、クロック周波数に応じてクロック同期部76のPLL回路で使用する電圧制御水晶発振器(以下、VCXOという。)を交換しなければならないといった課題を有していた。また、VCXOの代わりに電圧制御発振器(以下、VCOという。)を使用した場合は、タイムスタンプの送出タイミングをクロック周波数が高くなるほど頻繁にしなければならないといった課題を有していた。
本発明の目的は以上の問題点を解決し、AV機器間などの電子機器間でAVデータをパケット伝送する通信システムにおいて、非圧縮映像データ内の画素データのクロックや音声データ内のオーディオのクロックのように周波数が変化する場合であっても、電子機器間でクロック同期をとることができる通信システム及びそのためのクロック同期方法を提供することにある。
第1の発明に係る通信システムは、通信回線を介して互いに接続されたソース機器とシンク機器とを備えた通信システムにおいて、
上記ソース機器は、画素データのクロックCLKpixelを送信カウンタを用いて計数し、映像パケットPvideoをシンク機器に送出するタイミングにおける上記送信カウンタの計数値Csource(t)をタイムスタンプ値として上記映像パケットPvideoのヘッダ部に付加して上記シンク機器に送信し、
上記シンク機器は、上記映像パケットPvideoを受信し、上記映像パケットPvideoのヘッダ部からタイムスタンプ値Csource(t)を抽出し、第1のPLL回路を用いて上記送信カウンタの計数値Csource(t)に基づいて所定の第1の分周パラメータで固定の基準クロックCLKrefを生成し、第2のPLL回路を用いて上記基準クロックCLKrefに基づいて所定の第2の分周パラメータで上記ソース機器の画素データのクロックCLKpixelを生成することを特徴とする。
上記通信システムにおいて、上記ソース機器は、画素データのクロック周波数情報Fpixelを上記シンク機器に送信し、
上記シンク機器は、上記画素データのクロック周波数情報Fpixelに基づいて、上記第1のPLL回路の第1の分周パラメータ及び上記第2のPLL回路の第2の分周パラメータを設定することを特徴とする。
また、上記通信システムにおいて、上記第1のPLL回路は、
上記送信カウンタの計数値Csource(t)に所定の第1の乗数を乗算して乗算結果の信号を出力する第1の乗算手段と、
上記第1の乗算手段から出力される乗算結果の信号と、第2の乗算手段から出力される乗算結果の信号との差分値を計算して、差分値を示す差分信号を出力する減算手段と、
上記減算手段から出力される差分信号を平滑化して出力するフィルタ手段と、
上記フィルタ手段から出力される平滑化された差分信号をアナログ信号にD/A変換するD/A変換手段と、
上記D/A変換手段から出力されるアナログ信号によって制御され、基準クロックCLKrefを発生して出力する電圧制御水晶発振器と、
上記電圧制御水晶発振器から出力される基準クロックCLKrefを計数し計数値の信号を出力する受信カウンタと、
上記受信カウンタから出力される計数値の信号に所定の第2の乗数を乗算して乗算結果の信号を上記減算手段に出力する第2の乗算手段とを備えたことを特徴とする。
さらに、上記通信システムにおいて、上記第2のPLL回路は、
入力される基準クロックCLKrefを所定の第1の分周比で分周して第1の分周クロックを出力する第1の分周器と、
上記第1の分周器から出力される第1の分周クロックの位相と、第2の分周器から出力される第2の分周クロックの位相とを位相比較し、位相比較結果の誤差信号を出力する位相比較器と、
上記位相比較器から出力される誤差信号を平滑化して出力する低域通過フィルタと、
上記低域通過フィルタから出力される平滑化された誤差信号によって制御され、発振信号を発生して画素データのクロックCLKpixelとして出力する電圧制御発振器と、
上記電圧制御発振器から出力される画素データのクロックCLKpixelを所定の第2の分周比で分周して第2の分周クロックを出力する第2の分周器とを備えたことを特徴とする。
第2の発明に係る通信システムは、通信回線を介して互いに接続されたソース機器とシンク機器とを備えた通信システムにおいて、
上記ソース機器は、オーディオデータの基準クロックCLKaudioを送信カウンタを用いて計数し、音声パケットPaudioをシンク機器に送出するタイミングにおける上記送信カウンタの計数値Csource(t)をタイムスタンプ値として上記音声パケットPaudioのヘッダ部に付加して上記シンク機器に送信し、
上記シンク機器は、上記音声パケットPaudioを受信し、上記音声パケットPaudioのヘッダ部からタイムスタンプ値Csource(t)を抽出し、第1のPLL回路を用いてタイムスタンプ値Csource(t)に基づいて固定の基準クロックCLKrefを生成し、第2のPLL回路を用いて基準クロックCLKrefに基づいて上記ソース機器のオーディオデータの基準クロックCLKaudioを生成することを特徴とする。
上記通信システムにおいて、上記ソース機器は、オーディオデータのクロック周波数情報Faudioを上記シンク機器に送信し、
上記シンク機器は、上記オーディオデータのクロック周波数の情報Faudioに基づいて上記第1のPLL回路の第1の分周パラメータ及び上記第2のPLL回路の第2の分周パラメータを設定することを特徴とする。
第3の発明に係る通信システムは、通信回線を介して互いに接続されたソース機器とシンク機器とを備えた通信システムにおいて、
上記ソース機器は、画素データのクロックCLKpixelを送信カウンタを用いて計数し、映像データ及び音声データの混在パケットPavを上記シンク機器に送出するタイミングにおける上記送信カウンタの計数値Csource(t)をタイムスタンプ値として上記混在パケットPavのヘッダ部に付加して上記シンク機器に送信し、
上記シンク機器は、上記混在パケットPavを受信し、上記混在パケットPavのヘッダ部からタイムスタンプ値Csource(t)を抽出し、第1のPLL回路を用いてタイムスタンプ値Csource(t)に基づいて固定の基準クロックCLKrefを生成し、第2のPLL回路を用いて基準クロックCLKrefに基づいて上記ソース機器の画素データのクロックCLKpixelを生成し、第3のPLL回路を用いて基準クロックCLKrefに基づいて上記ソース機器のオーディオデータの基準クロックCLKaudioを生成することを特徴とする。
第4の発明に係る通信システムは、通信回線を介して互いに接続されたソース機器とシンク機器とを備えた通信システムにおいて、
上記ソース機器は、画素データのクロックCLKpixelを第1の送信カウンタを用いて計数し、オーディオデータの基準クロックCLKaudioを第2の送信カウンタを用いて計数し、映像データ及び音声データの混在パケットPavを上記シンク機器に送出するタイミングにおける上記第1の送信カウンタの計数値Csource1(t)及び上記第2の送信カウンタの計数値Csource2(t)をそれぞれタイムスタンプ値として上記各混在パケットPavのヘッダ部に付加して上記シンク機器に送信し、
上記シンク機器は上記混在パケットPavを受信し、上記混在パケットPavのヘッダ部から上記タイムスタンプ値Csource1(t)及び上記タイムスタンプ値Csource2(t)を抽出し、第1のPLL回路を用いて上記タイムスタンプ値Csource(t)に基づいて固定の基準クロックCLKref1を生成し、第2のPLL回路を用いて上記基準クロックCLKref1に基づいて上記ソース機器の画素データのクロックCLKpixelを生成し、第4のPLL回路を用いて上記タイムスタンプ値Csource2(t)に基づいて固定の基準クロックCLKref2を生成し、第3のPLL回路を用いてCLKref2に基づいて上記ソース機器のオーディオデータの基準クロックCLKaudioを生成することを特徴とする。
第5の発明に係るクロック同期方法は、通信回線を介して互いに接続されたソース機器とシンク機器とを備えた通信システムのためのクロック同期方法において、
上記ソース機器は、画素データのクロックCLKpixelを送信カウンタを用いて計数し、映像パケットPvideoをシンク機器に送出するタイミングにおける上記送信カウンタの計数値Csource(t)をタイムスタンプ値として上記映像パケットPvideoのヘッダ部に付加して上記シンク機器に送信し、
上記シンク機器は、上記映像パケットPvideoを受信し、上記映像パケットPvideoのヘッダ部からタイムスタンプ値Csource(t)を抽出し、第1のPLL回路を用いて上記送信カウンタの計数値Csource(t)に基づいて所定の第1の分周パラメータで固定の基準クロックCLKrefを生成し、第2のPLL回路を用いて上記基準クロックCLKrefに基づいて所定の第2の分周パラメータで上記ソース機器の画素データのクロックCLKpixelを生成することを特徴とする。
上記クロック同期方法において、上記ソース機器は、画素データのクロック周波数情報Fpixelを上記シンク機器に送信し、
上記シンク機器は、上記画素データのクロック周波数情報Fpixelに基づいて、上記第1のPLL回路の第1の分周パラメータ及び上記第2のPLL回路の第2の分周パラメータを設定することを特徴とする。
また、上記クロック同期方法において、上記第1のPLL回路は、
第1の乗算手段を用いて、上記送信カウンタの計数値Csource(t)に所定の第1の乗数を乗算して乗算結果の信号を出力し、
減算手段を用いて、上記第1の乗算手段からの乗算結果の信号と、第2の乗算手段から出力される乗算結果の信号との差分値を計算して、差分値を示す差分信号を出力し、
フィルタ手段を用いて、上記減算手段から出力される差分信号を平滑化して出力し、
D/A変換手段を用いて、上記フィルタ手段から出力される平滑化された差分信号をアナログ信号にD/A変換し、
電圧制御水晶発振器を用いて、上記D/A変換手段から出力されるアナログ信号によって制御され、基準クロックCLKrefを発生して出力し、
受信カウンタを用いて、上記電圧制御水晶発振器から出力される基準クロックCLKrefを計数し計数値の信号を出力し、
上記第2の乗算手段を用いて、上記受信カウンタから出力される計数値の信号に所定の第2の乗数を乗算して乗算結果の信号を上記減算手段に出力することを特徴とする。
さらに、上記クロック同期方法において、上記第2のPLL回路は、
第1の分周器を用いて、入力される基準クロックCLKrefを所定の第1の分周比で分周して第1の分周クロックを出力し、
位相比較器を用いて、上記第1の分周器から出力される第1の分周クロックの位相と、第2の分周器から出力される第2の分周クロックの位相とを位相比較し、位相比較結果の誤差信号を出力し、
低域通過フィルタを用いて、上記位相比較器から出力される誤差信号を平滑化して出力し、
電圧制御発振器を用いて、上記低域通過フィルタから出力される平滑化された誤差信号によって制御され、発振信号を発生して画素データのクロックCLKpixelとして出力し、
上記第2の分周器を用いて、上記電圧制御発振器から出力される画素データのクロックCLKpixelを所定の第2の分周比で分周して第2の分周クロックを出力することを特徴とする。
第6の発明に係るクロック同期方法は、通信回線を介して互いに接続されたソース機器とシンク機器とを備えた通信システムのためのクロック同期方法において、
上記ソース機器は、オーディオデータの基準クロックCLKaudioを送信カウンタを用いて計数し、音声パケットPaudioをシンク機器に送出するタイミングにおける上記送信カウンタの計数値Csource(t)をタイムスタンプ値として上記音声パケットPaudioのヘッダ部に付加して上記シンク機器に送信し、
上記シンク機器は、上記音声パケットPaudioを受信し、上記音声パケットPaudioのヘッダ部からタイムスタンプ値Csource(t)を抽出し、第1のPLL回路を用いてタイムスタンプ値Csource(t)に基づいて固定の基準クロックCLKrefを生成し、第2のPLL回路を用いて基準クロックCLKrefに基づいて上記ソース機器のオーディオデータの基準クロックCLKaudioを生成することを特徴とする。
上記クロック同期方法において、上記ソース機器は、オーディオデータのクロック周波数情報Faudioを上記シンク機器に送信し、
上記シンク機器は、上記オーディオデータのクロック周波数の情報Faudioに基づいて上記第1のPLL回路の第1の分周パラメータ及び上記第2のPLL回路の第2の分周パラメータを設定することを特徴とする。
第7の発明に係るクロック同期方法は、通信回線を介して互いに接続されたソース機器とシンク機器とを備えた通信システムのためのクロック同期方法において、
上記ソース機器は、画素データのクロックCLKpixelを送信カウンタを用いて計数し、映像データ及び音声データの混在パケットPavを上記シンク機器に送出するタイミングにおける上記送信カウンタの計数値Csource(t)をタイムスタンプ値として上記混在パケットPavのヘッダ部に付加して上記シンク機器に送信し、
上記シンク機器は、上記混在パケットPavを受信し、上記混在パケットPavのヘッダ部からタイムスタンプ値Csource(t)を抽出し、第1のPLL回路を用いてタイムスタンプ値Csource(t)に基づいて固定の基準クロックCLKrefを生成し、第2のPLL回路を用いて基準クロックCLKrefに基づいて上記ソース機器の画素データのクロックCLKpixelを生成し、第3のPLL回路を用いて基準クロックCLKrefに基づいて上記ソース機器のオーディオデータの基準クロックCLKaudioを生成することを特徴とする。
第8の発明に係るクロック同期方法は、通信回線を介して互いに接続されたソース機器とシンク機器とを備えた通信システムのためのクロック同期方法において、
上記ソース機器は、画素データのクロックCLKpixelを用いて第1の送信カウンタを計数し、オーディオデータの基準クロックCLKaudioを用いて第2の送信カウンタを計数し、映像データ及び音声データの混在パケットPavを上記シンク機器に送出するタイミングにおける上記第1の送信カウンタの計数値Csource1(t)及び上記第2の送信カウンタの計数値Csource2(t)をそれぞれタイムスタンプ値として上記各混在パケットPavのヘッダ部に付加して上記シンク機器に送信し、
上記シンク機器は上記混在パケットPavを受信し、上記混在パケットPavのヘッダ部から上記タイムスタンプ値Csource1(t)及び上記タイムスタンプ値Csource2(t)を抽出し、第1のPLL回路を用いて上記タイムスタンプ値Csource(t)に基づいて固定の基準クロックCLKref1を生成し、第2のPLL回路を用いて上記基準クロックCLKref1に基づいて上記ソース機器の画素データのクロックCLKpixelを生成し、第4のPLL回路を用いて上記タイムスタンプ値Csource2(t)に基づいて固定の基準クロックCLKref2を生成し、第3のPLL回路を用いてCLKref2に基づいて上記ソース機器のオーディオデータの基準クロックCLKaudioを生成することを特徴とする。
第9の発明に係るクロック通信システムは、通信回線を介して互いに接続されたソース機器とシンク機器とを備えた通信システムにおいて、
上記ソース機器は、画素データのクロックCLKpixelを送信カウンタを用いて計数し、映像パケットPvideoをシンク機器に送出するタイミングにおける上記送信カウンタの計数値Csource(t)をタイムスタンプ値として上記映像パケットPvideoのヘッダ部に付加して上記シンク機器に送信し、
上記シンク機器は、上記映像パケットPvideoを受信し、上記映像パケットPvideoのヘッダ部からタイムスタンプ値Csource(t)を抽出し、第1のPLL回路を用いて上記送信カウンタの計数値Csource(t)及び第2のPLL回路によって生成された画素データのクロックCLKpixelに基づいて固定の基準クロックCLKrefを生成し、上記第2のPLL回路を用いて上記基準クロックCLKrefに基づいて所定の第2の分周パラメータで上記ソース機器の画素データのクロックCLKpixelを生成することを特徴とする。
上記通信システムにおいて、上記ソース機器は、画素データのクロック周波数情報Fpixelを上記シンク機器に送信し、
上記シンク機器は、上記画素データのクロック周波数情報Fpixelに基づいて、上記第2のPLL回路の第2の分周パラメータを設定することを特徴とする。
また、上記通信システムにおいて、上記第1のPLL回路は、
上記送信カウンタの計数値Csource(t)と、受信カウンタから出力される信号との差分値を計算して、差分値を示す差分信号を出力する減算手段と、
上記減算手段から出力される差分信号を平滑化して出力するフィルタ手段と、
上記フィルタ手段から出力される平滑化された差分信号をアナログ信号にD/A変換するD/A変換手段と、
上記D/A変換手段から出力されるアナログ信号によって制御され、基準クロックCLKrefを発生して出力する電圧制御水晶発振器と、
入力される画素データのクロックCLKpixelを計数し計数値の信号を出力する受信カウンタとを備えたことを特徴とする。
さらに、上記通信システムにおいて、上記第2のPLL回路は、
入力される基準クロックCLKrefを所定の第1の分周比で分周して第1の分周クロックを出力する第1の分周器と、
上記第1の分周器から出力される第1の分周クロックの位相と、第2の分周器から出力される第2の分周クロックの位相とを位相比較し、位相比較結果の誤差信号を出力する位相比較器と、
上記位相比較器から出力される誤差信号を平滑化して出力する低域通過フィルタと、
上記低域通過フィルタから出力される平滑化された誤差信号によって制御され、発振信号を発生して画素データのクロックCLKpixelとして出力する電圧制御発振器と、
上記電圧制御発振器から出力される画素データのクロックCLKpixelを所定の第2の分周比で分周して第2の分周クロックを出力する第2の分周器とを備えたことを特徴とする。
第10の発明に係るクロック同期方法は、通信回線を介して互いに接続されたソース機器とシンク機器とを備えた通信システムのためのクロック同期方法において、
上記ソース機器は、画素データのクロックCLKpixelを送信カウンタを用いて計数し、映像パケットPvideoをシンク機器に送出するタイミングにおける上記送信カウンタの計数値Csource(t)をタイムスタンプ値として上記映像パケットPvideoのヘッダ部に付加して上記シンク機器に送信し、
上記シンク機器は、上記映像パケットPvideoを受信し、上記映像パケットPvideoのヘッダ部からタイムスタンプ値Csource(t)を抽出し、第1のPLL回路を用いて上記送信カウンタの計数値Csource(t)及び第2のPLL回路によって生成された画素データのクロックCLKpixelに基づいて固定の基準クロックCLKrefを生成し、上記第2のPLL回路を用いて上記基準クロックCLKrefに基づいて所定の第2の分周パラメータで上記ソース機器の画素データのクロックCLKpixelを生成することを特徴とする。
上記クロック同期方法において、上記ソース機器は、画素データのクロック周波数情報Fpixelを上記シンク機器に送信し、
上記シンク機器は、上記画素データのクロック周波数情報Fpixelに基づいて、上記第2のPLL回路の第2の分周パラメータを設定することを特徴とする。
また、上記クロック同期方法において、上記第1のPLL回路は、
減算手段を用いて、上記送信カウンタの計数値Csource(t)と、受信カウンタから出力される信号との差分値を計算して、差分値を示す差分信号を出力し、
フィルタ手段を用いて、上記減算手段から出力される差分信号を平滑化して出力し、
D/A変換手段を用いて、上記フィルタ手段から出力される平滑化された差分信号をアナログ信号にD/A変換し、
電圧制御水晶発振器を用いて、上記D/A変換手段から出力されるアナログ信号によって制御され、基準クロックCLKrefを発生して出力し、
受信カウンタを用いて、入力される画素データのクロックCLKpixelを計数し計数値の信号を出力し、
上記受信カウンタから出力される計数値の信号を上記減算手段に出力することを特徴とする。
さらに、上記クロック同期方法において、上記第2のPLL回路は、
第1の分周器を用いて、入力される基準クロックCLKrefを所定の第1の分周比で分周して第1の分周クロックを出力し、
位相比較器を用いて、上記第1の分周器から出力される第1の分周クロックの位相と、第2の分周器から出力される第2の分周クロックの位相とを位相比較し、位相比較結果の誤差信号を出力し、
低域通過フィルタを用いて、上記位相比較器から出力される誤差信号を平滑化して出力し、
電圧制御発振器を用いて、上記低域通過フィルタから出力される平滑化された誤差信号によって制御され、発振信号を発生して画素データのクロックCLKpixelとして出力し、
上記第2の分周器を用いて、上記電圧制御発振器から出力される画素データのクロックCLKpixelを所定の第2の分周比で分周して第2の分周クロックを出力することを特徴とする。
本発明に係る通信システムとそのためのクロック同期方法によれば、ソース機器は、画素データのクロックCLKpixelを送信カウンタを用いて計数し、映像パケットPvideoをシンク機器に送出するタイミングにおける上記送信カウンタの計数値Csource(t)をタイムスタンプ値として上記映像パケットPvideoのヘッダ部に付加して上記シンク機器に送信し、上記シンク機器は映像パケットPvideoのヘッダ部からタイムスタンプ値Csource(t)を抽出し、第1のPLL回路を用いてタイムスタンプ値Csource(t)に基づいて固定の基準クロックCLKrefを生成し、第2のPLL回路を用いて基準クロックCLKrefに基づいて上記ソース機器の画素データのクロックCLKpixelを生成する。上記ソース機器は、画素データのクロック周波数情報Fpixelを上記シンク機器に送信し、上記シンク機器は画素データのクロック周波数情報Fpixelに基づいて上記第1のPLL回路及び上記第2のPLL回路の分周パラメータを設定するとともに、画素データのクロックCLKpixelによってタイムスタンプを生成することで、クロック周波数の可変を容易に実現することができる。また、上記第1のPLL回路に例えばVCXOを、及び上記第2のPLL回路にVCOをそれぞれ使用し、上記第1のPLL回路及び上記第2のPLL回路の分周パラメータをそれぞれ画素データのクロックCLKpixelの周波数に応じて設定することで、数十MHzから数百MHzの広範囲に変化するクロック周波数に対してジッタの少ない安定した通信システム及びそのためのクロック同期方法を提供することができる。
本発明の第1の実施形態に係るクロック同期方法を用いた通信システムの構成を示すブロック図である。 図1のPLL回路13の構成を示すブロック図である。 図1のPLL回路14の構成を示すブロック図である。 本発明の第2の実施形態に係るクロック同期方法を用いた通信システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第3の実施形態に係るクロック同期方法を用いた通信システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第4の実施形態に係るクロック同期方法を用いた通信システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第5の実施形態に係るクロック同期方法を用いた通信システムの構成を示すブロック図である。 図7のPLL回路13Aの構成を示すブロック図である。 本発明の第6の実施形態に係るクロック同期方法を用いた通信システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第7の実施形態に係るクロック同期方法を用いた通信システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第8の実施形態に係るクロック同期方法を用いた通信システムの構成を示すブロック図である。 従来技術に係るクロック同期方法を用いた通信システムの構成を示すブロック図である。
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同様の構成要素については同一の符号を付している。
第1の実施形態.
図1は本発明の第1の実施形態に係るクロック同期方法を用いた通信システムの構成を示すブロック図であり、図2は図1のPLL回路13の構成を示すブロック図であり、図3は図1のPLL回路14の構成を示すブロック図である。
本発明の第1の実施形態によれば、ソース機器1とシンク機器11とが例えば無線通信回線(有線通信回線であってもよい。)である通信回線7を介して接続されてなる通信システムにおいて、ソース機器1は、画素データのクロックCLKpixelを送信カウンタ2を用いて計数し、映像パケットPvideoをシンク機器11に送出するタイミングにおける送信カウンタ2の計数値Csource(t)を映像パケットPvideoのヘッダ部に付加して送信し、シンク機器11は映像パケットPvideoのヘッダ部から送信カウンタ2の計数値Csource(t)を抽出し、PLL回路13は送信カウンタ2の計数値Csource(t)に基づいて固定の基準クロックCLKrefを生成し、PLL回路14は基準クロックCLKrefに基づいてソース機器1の画素データのクロックCLKpixelを再生し、ソース機器1の送信コントローラ4は画素データのクロック周波数情報Fpixelを通信回線7を介してシンク機器11に送信し、シンク機器11の受信コントローラ15は画素データのクロック周波数情報Fpixelに基づいてPLL回路13,14の分周パラメータA,B,M,Nを設定することを特徴とする。また、画素データのクロックCLKpixelによってタイムスタンプを生成することで、クロック周波数の可変を容易に実現し、また、PLL回路13にVCXOを及びPLL回路14にVCOをそれぞれ使用し、PLL回路13,14の分周パラメータA,B,M,Nをそれぞれ画素データのクロックCLKpixelの周波数に応じて設定することにより、ソース機器1の画素データと同期したクロックをシンク機器11で生成することを実現したことを特徴としている。
図1において、ソース機器1は、送信カウンタ2と、パケット生成回路3と、レジスタ3rと、送信コントローラ4と、例えばDVDプレイヤなどの映像再生装置5と、データ信号送信回路6とを備えて構成される。一方、シンク機器11は、パケット処理回路12と、レジスタ12rと、PLL回路13,14と、受信コントローラ15と、制御信号発生器20sを含む映像データ処理回路20と、データ信号受信回路16と、映像データを再生するディスプレイ17とを備えて構成される。
以上説明したように構成されたクロック同期方法を用いた通信システムの構成及び動作について、以下図1乃至図3を用いて説明する。
まず、ソース機器1の動作について説明する。図1において、ソース機器1は、例えば映像再生装置5からの画素データのクロックCLKpixel(例えば、水平ライン当りの画素数2200×水平ライン数1125×フィールド周波数60Hz=148.5MHzの周波数を有する。)を送信カウンタ2を用いて計数する。送信カウンタ2の計数値Csource(t)は、レジスタ3rに出力される。レジスタ3rは、パケット生成回路3からのロード命令に応答して、計数値Csource(t)をパケット生成回路3に出力する。次いで、送信カウンタ2の計数値Csource(t)は、パケット生成回路3において、タイムスタンプ値として映像データパケットPvideoがデータ信号送信回路6からシンク機器11に送出されるタイミング毎にパケットPvideoのヘッダ部に付加される。パケット生成回路3は、映像再生装置5からの映像データ及び送信コントローラ4からの画素データのクロック周波数の情報Fpixelを含む映像データパケットPvideoのデータ信号を生成して、データ信号送信回路6及び通信回線7を介してシンク機器11のデータ信号受信回路16に送信する。
次に、シンク機器11の動作について説明する。データ信号受信回路16は、ソース機器1から送信されたパケットPvideoを含むデータ信号を受信し、パケットPvideoをパケット処理回路12に出力する。パケット処理回路12は、ソース機器1から送信されたパケットPvideoのヘッダに付加されたタイムスタンプ値Csource(t)を取り出し、レジスタ12rにセット命令を送信した後に当該タイムスタンプ値Csource(t)をレジスタ12rに出力する。レジスタ12rは、パケット処理回路12からのタイムスタンプ値Csource(t)を、PLL回路13に出力する。また、パケット処理回路12は映像データを多重分離して映像データ処理回路20に出力する。映像データ処理回路20の制御信号発生器20sは、PLL回路14からの画素データのクロックに基づいて、水平同期信号HSYNC及び垂直同期信号VSYNCを発生してディスプレイ17に出力する。映像データ処理回路20は、入力される映像データに対して、PLL回路14からの画素データのクロックに基づいて所定のパケット復号処理等を実行することにより映像信号に変換した後、ディスプレイ17に出力してその画像を表示させる。
図2において、PLL回路13は、減算器21と、フィルタ22と、D/A変換器23と、VCXO24と、受信カウンタ25と、乗算器26,27とを備えて構成され、入力されるタイムスタンプ値Csource(t)に基づいて基準クロックCLKrefを生成する。ここで、PLL回路13は以下のように動作する。
図2において、まず、ソース機器1が出力するタイムスタンプ値Csource(t)は乗算器26に入力され、乗算器26はCsource(t)を所定の乗数Aで乗算し、乗算結果のデータを減算器21に出力する。減算器21は乗算器26と乗算器27からそれぞれ入力されるデータの差分値D(t)を計算してフィルタ22に出力する。フィルタ22は例えばLPFにてなり、上記差分値D(t)を平滑化し、平滑化したデータDav(t)をD/A変換器23に出力する。D/A変換器23は平滑化したデータDav(t)をアナログ電圧に変換してVCXO24の発振周波数を制御する。VCXO24は基準クロックCLKref(例えば27MHzの周波数を有する。)を受信カウンタ25に出力する。受信カウンタ25は基準クロックCLKrefを用いて計数し、その計数値Ccount(t)を乗算器27に出力する。乗算器27は計数値Ccount(t)を所定の乗数Bで乗算し、乗算結果のデータを減算器21に出力する。
ここで、乗算器26の乗数Aと乗算器27の乗数Bとの比は、映像データの画素データのクロックCLKpixelの周波数f(CLKpixel)と、VCXO24の基準クロックCLKrefの周波数f(CLKref)との比R=f(CLKref)/f(CLKpixel)(例えば、27MHz/148.5MHz=1/5.5)に等しく、R<1の場合はA=R、B=1に設定し、R>1の場合はA=1、B=1/Rに設定し、またR=1の場合はA=B=1に設定する。以上説明したように構成することにより、PLL回路13はタイムスタンプ値Csource(t)と受信カウンタ25の出力データCcount(t)が一致するようにVCXO24の出力信号である基準クロックCLKrefの発振周波数を制御し、基準クロックCLKrefをPLL回路14に出力する。
図3において、PLL回路14は、分周器31,32と、位相比較器33と、低域通過フィルタ(以下、LPFという。)34と、VCO35と、カウンタ36とを備えて構成され、PLL回路13からの基準クロックCLKrefに基づいて、映像データの画素データのクロックCLKpixelを生成して出力する。以下、PLL回路14の動作について説明する。
図3において、まず、PLL回路13のVCXO24から出力される基準クロックCLKrefは分周器31に入力される。分周器31は基準クロックCLKrefを分周比Nで分周し、分周クロックCLKref/Nを位相比較器33に出力する。位相比較器33は分周クロックCLKref/Nの位相と、分周器32から入力される分周クロックの位相とを位相比較し、その位相比較結果を示す誤差信号をLPF34に出力する。LPF34は、誤差信号を平滑化して、平滑した誤差信号をVCO35に出力してVCO35の発振周波数を制御する。VCO35は、映像データの画素データのクロックCLKpixelを生成して分周器32に出力する。分周器32は、画素データのクロックCLKpixelを分周比Mで分周し、分周クロックCLKpixel/Mを位相比較器33に出力する。
ここで、PLL回路14の分周器31の分周比Nと分周器32の分周比Mとの比N/Mは、画素データのクロックCLKpixelの周波数f(CLKpixel)と、VCXO24の基準クロックCLKrefの周波数f(CLKref)との比R=f(CLKref)/f(CLKpixel)(例えば27MHz/148.5MHz=1/5.5)と同じである。以上説明したように構成されたPLL回路14は、分周器31が出力する分周クロックCLKref/Nの周波数及び位相と、分周器32が出力する分周クロックCLKpixel/Mの周波数及び位相がそれぞれ一致するように、VCO35の出力発振信号である画素データのクロックCLKpixelの周波数を制御する。
最後に、PLL回路13とPLL回路14の分周パラメータA,B,M,Nの設定方法について説明する。ソース機器1の送信コントローラ4は画素データのクロック周波数の情報Fpixelを含むパケットをデータ信号送信回路6及び通信回路7を介してシンク機器11に送信する。シンク機器11のデータ信号受信回路16は画素データのクロック周波数の情報Fpixelを含むパケットを受信して、パケット処理回路12を介して受信コントローラ15に出力する。受信コントローラ15は画素データのクロック周波数の情報Fpixelの値に基づいて、PLL回路13の乗算器26の乗数Aと、乗算器27の乗数Bと、PLL回路14の分周器31の分周比Nと、分周器32の分周比Mとをそれぞれ設定する。
以上説明したように構成された本実施形態によれば、ソース機器1は、画素データのクロックCLKpixelを送信カウンタを用いて計数し、映像パケットPvideoをシンク機器11に送出するタイミングにおける送信カウンタの計数値Csource(t)を映像パケットPvideoのヘッダ部に付加して送信し、シンク機器11は映像パケットPvideoのヘッダ部から送信カウンタの計数値Csource(t)を抽出し、PLL回路13は送信カウンタの計数値Csource(t)に基づいて固定の基準クロックCLKrefを生成し、PLL回路14は基準クロックCLKrefに基づいてソース機器1の画素データのクロックCLKpixelを再生し、ソース機器1の送信コントローラ4は画素データのクロック周波数情報Fpixelをシンク機器11に送信し、シンク機器11の受信コントローラ15は画素データのクロック周波数の情報Fpixelに基づいてPLL回路13及びPLL回路14の分周パラメータA,B,M,Nを設定することができる。また、画素データのクロックCLKpixelによってタイムスタンプを生成することで、クロック周波数の可変を容易に実現できる。さらに、PLL回路13にVCXO24及びPLL回路14にVCO35をそれぞれ使用し、PLL回路13及びPLL回路14の分周パラメータA,B,M,Nをそれぞれ画素データのクロックCLKpixelの周波数に応じて設定することで、数十MHzから数百MHzの広範囲に変化するクロック周波数に対してジッタの少ない安定したクロック同期方法を用いた通信システムを提供することができる。
第2の実施形態.
図4は本発明の第2の実施形態に係るクロック同期方法を用いた通信システムの構成を示すブロック図である。図4において、ソース機器1Aは、送信カウンタ2と、パケット生成回路3と、レジスタ3rと、送信コントローラ4Aと、例えばCDプレイヤなどの音声再生装置5Aと、データ信号送信回路6とを備えて構成される。一方、シンク機器11Aは、パケット処理回路12と、レジスタ12rと、PLL回路13,14と、受信コントローラ15Aと、データ信号受信回路16と、音声データ処理回路20Aと、音声データを再生するスピーカ17Aとを備えて構成される。
図4の第2の実施形態に係る通信システムは、図1の第1の実施形態に係る通信システムに比較して以下の点が異なる。
(1)ソース機器1Aにおいて、オーディオデータの基準クロックCLKaudioを送信カウンタ2を用いて計数すること。
(2)ソース機器1Aにおいて、パケット生成回路3は音声再生装置5Aからの音声データをオーディオデータの基準クロックCLKaudioを用いて音声パケットにパケット化して、データ信号送信回路6からシンク機器11Aに送信すること。
(3)シンク機器11Aにおいて、PLL回路14は基準クロックCLKrefに基づいてオーディオデータのクロックCLKaudioを再生すること。
(4)ソース機器1Aの送信コントローラ4はオーディオデータのクロック周波数の情報Faudioをパケット生成回路3及びデータ信号送信回路6を介してシンク機器11Aに送信すること。
(5)シンク機器11Aの受信コントローラ15は、パケット処理回路12により分離抽出されるオーディオデータのクロック周波数の情報Faudioに基づいてPLL回路13及びPLL回路14の分周パラメータA,B,M,Nを設定すること。
以下、図4に示す本実施形態に係るクロック同期方法を用いた通信システムの構成及び動作について説明する。
図4において、まず、ソース機器1Aは、例えば音声再生装置5Aからの音声データ内のオーディオデータのマスタクロックCLKaudio(例えば、サンプル周波数96kHz×128=12.288MHzの周波数を有する。)を送信カウンタ2を用いて計数する。送信カウンタ2の計数値Csource(t)は、レジスタ3rに出力される。レジスタ3rは、パケット生成回路3からのロード命令に応答して、計数値Csource(t)をパケット生成回路3に出力する。次いで、送信カウンタ2の計数値Csource(t)はタイムスタンプ値として、パケット生成回路3において、音声パケットPaudioがソース機器1からシンク機器11に送出されるタイミング毎に、音声再生装置5Aからの音声データを含む音声パケットPaudioのヘッダ部に付加された後、データ信号送信回路6により当該音声パケットPaudioを含むデータ信号が通信回線7を介してシンク機器11Aのデータ信号受信回路16に送信される。
シンク機器11Aのデータ信号受信回路16はソース機器1Aから送信された音声パケットPaudioを受信してパケット処理回路12に出力する。パケット処理回路12はソース機器1Aから送信されたパケットPaudioのヘッダに付加されたタイムスタンプ値Csource(t)を取り出し、レジスタ12rにセット命令を送信した後に当該タイムスタンプ値Csource(t)をレジスタ12rに出力する。レジスタ12rは、パケット処理回路12からのタイムスタンプ値Csource(t)を、PLL回路13の乗算器26(図2参照)に出力する。また、パケット処理回路12は音声データを多重分離して音声データ処理回路20Aに出力し、音声データ処理回路20Aは、入力される音声データに対して、PLL回路14からのオーディオデータのクロックに基づいて所定のパケット復号処理等を実行することにより音声信号に変換した後、スピーカ17Aに出力してその音声を出力する。
図2において、PLL回路13は、第1の実施形態と同様に動作し、タイムスタンプ値Csource(t)に基づいて基準クロックCLKrefを発生してPLL回路14の分周器31に出力する。ここで、乗算器26の乗数Aと、乗算器27の乗数Bは、オーディオデータのマスタクロックCLKaudioの周波数f(CLKaudio)と、VCXO24の基準クロックCLKrefの周波数f(CLKref)との比R=f(CLKref)/f(CLKaudio)(例えば27MHz/12.288MHz)に等しく、R<1の場合はA=R、B=1に設定し、R>1の場合はA=1、B=1/Rに設定し、またR=1の場合はA=B=1に設定することで、PLL回路13はタイムスタンプ値Csource(t)と、受信カウンタ25の出力データCcount(t)が一致するようにVCXO24の出力信号である基準クロックCLKrefの周波数を制御し、基準クロックCLKrefをPLL回路14に出力する。
図3において、PLL回路14は、第1の実施形態と同様に動作し、PLL回路13からの基準クロックCLKrefに基づいて、オーディオデータのマスタクロックCLKaudioを再生して出力する。ここで、PLL回路14の分周器31の分周比Nと、分周器32の分周比Mとの比N/Mは、オーディオデータのマスタクロックCLKaudioの周波数f(CLKaudio)と、VCXO24の基準クロックCLKrefの周波数f(CLKref)との比R=f(CLKref)/f(CLKaudio)(例えば27MHz/12.288MHz)と同じである。PLL回路14は分周器31が出力する分周クロックCLKref/Nの周波数及び位相と、分周器32が出力する分周クロックCLKaudio/Mの周波数及び位相がそれぞれ一致するように、VCO35の出力信号であるオーディオデータのマスタクロックCLKaudioの周波数を制御する。
最後に、PLL回路13とPLL回路14の分周パラメータA,B,M,Nの設定方法について以下に説明する。ソース機器1Aの送信コントローラ4Aは、オーディオデータのクロック周波数の情報Faudioを含むパケットをパケット生成回路3及びデータ信号送信回路6を介してシンク機器11Aに送信する。シンク機器11Aのデータ信号受信回路16は、オーディオデータのクロック周波数の情報Faudioを含むパケットを受信して受信コントローラ15Aに出力し、受信コントローラ15はオーディオデータのクロック周波数の情報Faudioの値に基づいてPLL回路13の乗算器26の乗数A及び乗算器27の乗数Bと、PLL回路14の分周器31の分周比N及び分周器32の分周比Mをそれぞれ設定する。
以上説明したように、本実施形態によれば、ソース機器1Aは、オーディオデータのマスタクロックCLKaudioを送信カウンタを用いて計数し、音声パケットPaudioをシンク機器11Aに送出するタイミングにおける送信カウンタ2の計数値Csource(t)を音声パケットPaudioのヘッダ部に付加して送信し、シンク機器11Aは音声パケットPaudioのヘッダ部からCsource(t)を抽出し、PLL回路13はCsource(t)に基づいて固定の基準クロックCLKrefを生成し、PLL回路14は基準クロックCLKrefに基づいてソース機器1AのオーディオデータのマスタクロックCLKaudioを再生し、ソース機器1Aの送信コントローラはオーディオデータのマスタクロック周波数情報Faudioをシンク機器11Aに送信し、シンク機器11Aの受信コントローラ15Aはオーディオデータのクロック周波数の情報Faudioに基づいてPLL回路13及びPLL回路14の分周パラメータA,B,M,Nを設定し、さらに、オーディオデータのマスタクロックCLKpixelに基づいてタイムスタンプを生成することで、クロック周波数の可変を容易に実現することができる。また、PLL回路13にVCXO24及びPLL回路14にVCO35をそれぞれ使用し、PLL回路13及びPLL回路14の分周パラメータA,B,M,NをそれぞれオーディオデータのマスタクロックCLKaudioの周波数に応じて設定することで、数十MHzから数百MHzの広範囲に変化するクロック周波数に対してジッタの少ない安定したクロック同期方法を用いた通信システム提供することができる。
第3の実施形態.
図5は本発明の第3の実施形態に係るクロック同期方法を用いた通信システムの構成を示すブロック図である。図5において、ソース機器1Bは、送信カウンタ2と、パケット生成回路3と、レジスタ3rと、送信コントローラ4Bと、例えばDVDプレイヤなどの映像音声再生装置5と、データ信号送信回路6とを備えて構成される。一方、シンク機器11Bは、パケット処理回路12と、レジスタ12rと、PLL回路13,14,18と、受信コントローラ15Bと、データ信号受信回路16と、制御信号発生器20sを含む映像音声データ処理回路20と、映像データ及び音声データを再生するスピーカ付きディスプレイ17Bとを備えて構成される。
第3の実施形態に係る通信システムは、図1の実施形態に係る通信システムに比較して以下の点が異なる。
(1)ソース機器1Bのパケット生成回路3は、映像音声再生装置5Bからの映像データ及び音声データを含む映像音声データを、送信カウンタ2の計数値Csource(t)に基づいてパケット化し、生成した映像音声パケットをデータ信号送信回路6を介してシンク機器11Bに送信すること。
(2)PLL回路13からの基準クロックCLKrefに基づいてオーディオデータのクロックCLKaudioを再生するPLL回路18をさらに備えたこと。
(3)ソース機器1Bの送信コントローラ4Bは画素データのクロック周波数情報Fpixelとオーディオデータのクロック周波数情報Faudioをデータ信号送信回路6を介してシンク機器11Bに送信すること。
(4)シンク機器11Bの受信コントローラ15Bは、データ信号受信回路16により受信された後パケット処理回路12により抽出された、画素データのクロック周波数の情報Fpixelと、オーディオデータのクロック周波数の情報Faudioとから、PLL回路13,14,18の分周パラメータA,B,M,Nを設定すること。
以下、第3の実施形態に係るクロック同期方法を用いた通信システムの構成及び動作について説明する。
図5において、ソース機器1Bは、例えば映像音声再生装置5Bからの映像データ内の画素データのクロックCLKpixel(例えば、水平ライン当りの画素数2200×水平ライン数1125×フィールド周波数60Hz=148.5MHz)を用いて送信カウンタ2を計数する。送信カウンタ2の計数値Csource(t)は、レジスタ3rに出力される。レジスタ3rは、パケット生成回路3からのロード命令に応答して、計数値Csource(t)をパケット生成回路3に出力する。次いで、送信カウンタ2の計数値Csource(t)はタイムスタンプ値として、映像データ及び音声データの混在パケットPavがソース機器1Bのデータ信号送信回路6からシンク機器11Bに送出されるタイミング毎にパケットPvideoのヘッダ部に付加された後、当該パケットPvideoを含むデータ信号はデータ信号送信回路6から通信回線7を介してシンク機器11Bのデータ信号受信回路16に送信される。
次いで、シンク機器11Bのパケット処理回路12は、ソース機器1Bから送信された後データ信号受信回路16により受信されたパケットPavのヘッダに付加されたタイムスタンプ値Csource(t)を取り出し、レジスタ12rにセット命令を送信した後にタイムスタンプ値Csource(t)をレジスタ12rに出力する。レジスタ12rは、パケット処理回路12からのタイムスタンプ値Csource(t)を、PLL回路13に出力する。また、パケット処理回路12は映像データ及び音声データを多重分離して映像音声データ処理回路20Bに出力する。映像音声データ処理回路20Bの制御信号発生器20sは、PLL回路14からの画素データのクロックに基づいて、水平同期信号HSYNC及び垂直同期信号VSYNCを発生してディスプレイ17に出力する。映像音声データ処理回路20Bは、入力される映像データ及び音声データに対して、PLL回路14,18からの画素データのクロック及びオーディオデータのクロックに基づいて所定のパケット復号処理等を実行することにより映像信号及び音声信号に変換した後、スピーカ付きディスプレイ17Bに出力してその画像を表示させるとともに、その音声を出力する。
PLL回路13は、第1の実施形態と同様に動作し、タイムスタンプ値Csource(t)に基づいて基準クロックCLKrefを生成してPLL回路14,18に出力する。PLL回路14は、第1の実施形態と同様に動作し、基準クロックCLKrefに基づいて画素データのクロックCLKpixelを生成して出力する。さらに、PLL回路18はPLL回路14と同様に構成され、同様に動作し、PLL回路13からの基準クロックCLKrefに基づいてオーディオデータのマスタクロックCLKaudioを再生して出力する。
ソース機器1Bの送信コントローラ4Bは、画素データのクロック周波数の情報Fpixelとオーディオデータのマスタクロック周波数の情報Faudioをパケット生成回路3に出力し、パケット生成回路3はそれらの情報を含むパケットを生成して、データ信号送信回路6を介してシンク機器11Bのデータ信号受信回路16に送信する。シンク機器11Bのデータ信号受信回路16は画素データのクロック周波数の情報Fpixelとオーディオデータのマスタクロック周波数の情報Faudioを含むパケットを受信してパケット処理回路12を介して受信コントローラ15Bに出力する。受信コントローラ15Bは画素データのクロック周波数の情報Fpixelの値に基づいてPLL回路13の乗算器26の乗数A及び乗算器27の乗数Bと、PLL回路14の分周器31の分周比N及び分周器32の分周比Mをそれぞれ設定する。また、受信コントローラ15Bはオーディオデータのクロック周波数の情報Faudioの値に基づいてPLL回路18の分周器31の分周比Nと分周器32の分周比Mをそれぞれ設定する。
以上説明したように、本実施形態によれば、ソース機器1Bは、画素データのクロックCLKpixelを送信カウンタ2を用いて計数し、映像データ及び音声データの混在パケットPavをシンク機器11Bに送出するタイミングにおける送信カウンタ2の計数値Csource(t)をパケットPavのヘッダ部に付加して送信し、シンク機器11Bは映像データ及び音声データの混在パケットPavのヘッダ部からタイムスタンプ値Csource(t)を抽出し、PLL回路13はタイムスタンプ値Csource(t)に基づいて固定の基準クロックCLKrefを生成し、PLL回路14は基準クロックCLKrefに基づいてソース機器1Bの画素データのクロックCLKpixelを再生して出力し、PLL回路18は基準クロックCLKrefに基づいてソース機器1BのオーディオデータのクロックCLKaudioを再生して出力し、また、ソース機器1Bの送信コントローラ4Bは画素データのクロック周波数情報Fpixelとオーディオデータのマスタクロックの周波数情報Faudioをパケット生成回路3及びデータ信号送信回路6を介してシンク機器11Bに送信し、シンク機器11Bの受信コントローラ15Bは受信した画素データのクロック周波数の情報Fpixelとオーディオデータのマスタクロック周波数の情報Faudioに基づいてPLL回路13,14,18の分周パラメータA,B,M,Nを設定し、また、画素データのクロックCLKpixelに基づいてタイムスタンプ値を生成することでクロック周波数の可変を容易に実現し、さらに、PLL回路13にVCXO24及びPLL回路14,18にVCO35をそれぞれ使用し、PLL回路13,14,18の分周パラメータA,B,M,Nをそれぞれ画素データのクロックCLKpixelとオーディオデータのマスタクロックCLKaudioの周波数に応じて設定することで、画素データのクロック周波数の情報Fpixelとオーディオデータのマスタクロック周波数の情報Faudioの双方を同時に数十MHzから数百MHzの広範囲に変化するクロック周波数に対してジッタの少ない安定したクロック同期方法を用いた通信システムを提供することができる。
第4の実施形態.
図6は本発明の第4の実施形態に係るクロック同期方法を用いた通信システムの構成を示すブロック図である。図6において、ソース機器1Cは、送信カウンタ2,2Aと、パケット生成回路3と、レジスタ3ra、3rbと、送信コントローラ4Bと、例えばDVDプレイヤなどの映像音声再生装置5Bと、データ信号送信回路6とを備えて構成される。一方、シンク機器11Cは、パケット処理回路12と、レジスタ12ra,12rbと、PLL回路13,14,18,19と、受信コントローラ15Bと、データ信号受信回路16と、制御信号発生器20sを含む映像音声データ処理回路20Bと、映像データ及び音声データを再生するスピーカ付きディスプレイ17Bとを備えて構成される。
第4の実施形態に係る通信システムは、図1の実施形態に係る通信システムに比較して以下の点が異なる。
(1)ソース機器1Cにおいて、画素データのクロックCLKpixelを用いて送信カウンタ2を計数し、オーディオデータのクロックCLKaudioを用いて送信カウンタ2Aを計数すること。
(2)ソース機器1Cのパケット生成回路3は、送信カウンタ2の計数値Csource1(t)と送信カウンタ2Aの計数値Csource2(t)をそれぞれタイムスタンプ値として各映像音声パケットのヘッダ部に加えてデータ信号送信回路6を介してシンク機器11Cに送信すること。なお、好ましくは、タイムスタンプ値Csource1(t)とタイムスタンプ値Csource2(t)は交互に各映像音声パケットのヘッダ部に加える。
(3)シンク機器11CのPLL回路13はタイムスタンプ値Csource1(t)から基準クロックCLKref1を生成し、PLL回路19はタイムスタンプ値Csource2(t)から基準クロックCLKref2を生成すること。
(4)シンク機器11CのPLL回路14は基準クロックCLKref1に基づいて画素データのクロックCLKpixelを再生し、PLL回路18は基準クロックCLKref2に基づいてオーディオデータのクロックCLKaudioを再生すること。
(5)ソース機器1Cの送信コントローラ4Bは画素データのクロック周波数情報Fpixelとオーディオデータのクロック周波数情報Faudioをパケット生成回路3及びデータ信号送信回路6を介してシンク機器11Cに送信し、シンク機器11Cの受信コントローラ15Bは画素データのクロック周波数の情報Fpixelとオーディオデータのマスタクロック周波数の情報Faudioに基づいてPLL回路13,14,19,18の分周パラメータA,B,M,Nを設定すること。
以下、第4の実施形態に係るクロック同期方法を用いた通信システムの構成及び動作について説明する。
図6において、ソース機器1Cは、例えば映像音声再生装置5Bからの映像データ内の画素データのクロックCLKpixel(例えば、水平ライン当りの画素数2200×水平ライン数1125×フィールド周波数60Hz=148.5MHz)を送信カウンタ82を用いて計数する。送信カウンタ2の計数値Csource1(t)は、レジスタ3raに出力される。レジスタ3raは、パケット生成回路3からのロード命令に応答して、計数値Csource1(t)をパケット生成回路3に出力する。また、オーディオデータのマスタクロックCLKaudio(例えば、サンプル周波数96kHz×128=12.288MHz)を送信カウンタ2Aを用いて計数する。送信カウンタ2Aの計数値Csource2(t)は、レジスタ3rbに出力される。レジスタ3rbは、パケット生成回路3からのロード命令に応答して、計数値Csource2(t)をパケット生成回路3に出力する。送信カウンタ2の計数値Csource1(t)及び送信カウンタ2Aの計数値Csource2(t)はタイムスタンプ値として映像データと音声データの混在パケットPavは、パケット生成回路3により、ソース機器1Cからシンク機器11Cに送出されるタイミング毎にどちらか一方の計数値が例えば交互に映像データ及び音声データの混在パケットPavのヘッダ部に付加された後、当該混在パケットを含むデータ信号がデータ信号送信回路6から通信回線7を介してシンク機器11Cのデータ信号受信回路16に出力される。
次いで、シンク機器11Cのデータ信号受信回路16は受信したデータ信号内のパケットPavをパケット処理回路12に出力し、パケット処理回路12は、ソース機器1Cから送信されたパケットPavのヘッダに付加されたタイムスタンプ値Csource1(t)を取り出し、レジスタ12raにセット命令を送信した後に当該タイムスタンプ値Csource1(t)をレジスタ12raに出力する。レジスタ12raは、パケット処理回路12からのタイムスタンプ値Csource1(t)を、PLL回路13に出力する。また、パケット処理回路12は、タイムスタンプ値Csource2(t)を取り出し、レジスタ12rbにセット命令を送信した後に当該タイムスタンプ値Csource2(t)をレジスタ12rabに出力する。レジスタ12rbは、パケット処理回路12からのタイムスタンプ値Csource2(t)を、PLL回路19に出力する。さらに、パケット処理回路12は、映像データ及び音声データを多重分離して映像音声データ処理回路20Bに出力する。映像音声データ処理回路20Bの制御信号発生器20sは、PLL回路14からの画素データのクロックに基づいて、水平同期信号HSYNC及び垂直同期信号VSYNCを発生してディスプレイ17に出力する。映像音声データ処理回路20Bは、入力される映像データ及び音声データに対して、PLL回路14,18からの画素データのクロック及びオーディオデータのクロックに基づいて所定のパケット復号処理等を実行することにより映像信号及び音声信号に変換した後、スピーカ付きディスプレイ17Bに出力してその画像を表示させるとともに、その音声を出力する。
各PLL回路13,19はそれぞれ、図2のPLL回路13と同様に構成されて同様に動作し、PLL回路13はタイムスタンプ値Csource1(t)に基づいて基準クロックCLKref1を発生してPLL回路14に出力し、PLL回路19はタイムスタンプ値Csource2(t)に基づいて基準クロックCLKref2を発生してPLL回路18に出力する。各PLL回路14,18はそれぞれ図3のPLL回路14と同様に構成されて同様に動作し、PLL回路14は基準クロックCLKref1に基づいて画素データのクロックCLKpixelを再生して出力し、PLL回路18は基準クロックCLKref2に基づいてオーディオデータのクロックCLKaudioを再生して出力する。
さらに、ソース機器1Cの送信コントローラ4Bは画素データのクロック周波数の情報Fpixelとオーディオデータのマスタクロック周波数の情報Faudioを含むパケットをパケット生成回路3及びデータ信号送信回路6を介してシンク機器11Cに送信する。シンク機器11Cのデータ信号受信回路16は画素データのクロック周波数の情報Fpixelとオーディオデータのマスタクロック周波数の情報Faudioを含むパケットを受信し、パケット処理回路12はそのパケットの中から画素データのクロック周波数の情報Fpixelとオーディオデータのマスタクロック周波数の情報Faudio抽出して受信コントローラ15Bに出力する。受信コントローラ15Bは画素データのクロック周波数の情報Fpixelの値に基づいてPLL回路13の乗算器26の乗数A及び乗算器27の乗数Bと、PLL回路14の分周器31の分周比N及び分周器32の分周比Mとをそれぞれ設定する。また、受信コントローラ15Bはオーディオデータのクロック周波数の情報Faudioの値に基づいてPLL回路19の乗算器26の乗数A及び乗算器27の乗数Bと、PLL回路18の分周器31の分周比N及び分周器32の分周比Mをそれぞれ設定する。
以上説明したように、本実施形態によれば、ソース機器1Cは、画素データのクロックCLKpixelを送信カウンタ2を用いて計数し、オーディオデータのマスタクロックCLKaudioを送信カウンタ2Aを用いて計数し、映像データ及び音声データの混在パケットPavをシンク機器11Cに送出するタイミングにおける送信カウンタ2の計数値Csource1(t)及び送信カウンタ2Aの計数値Csource2(t)のうちのいずれか一方を混在パケットPavのヘッダ部に付加してシンク機器11Cに送信し、シンク機器11Cは映像データ及び音声データの混在パケットPavのヘッダ部からタイムスタンプ値Csource1(t)及びタイムスタンプ値Csource2(t)を抽出してそれぞれ、レジスタ12a,12bを介してPLL回路13,19に出力し、PLL回路13はタイムスタンプ値Csource1(t)に基づいて固定の基準クロックCLKref1を生成し、PLL回路19はタイムスタンプ値Csource2(t)に基づいて固定の基準クロックCLKref2を生成し、PLL回路14は基準クロックCLKref1に基づいてソース機器1Cの画素データのクロックCLKpixelを再生して出力し、PLL回路18は基準クロックCLKref2に基づいてソース機器11CのオーディオデータのマスタクロックCLKaudioを再生して出力し、また、ソース機器11Cの送信コントローラ4Bは画素データのクロック周波数情報Fpixelとオーディオデータのマスタクロックの周波数情報Faudioをパケット生成回路3及びデータ信号送信回路6を介してシンク機器11Cに送信し、シンク機器11Cの受信コントローラ15Bは画素データのクロック周波数の情報Fpixelとオーディオデータのマスタクロック周波数の情報Faudioに基づいてPLL回路13,14,19,18の分周パラメータA,B,M,Nを設定し、さらに、画素データのクロックCLKpixelとオーディオデータのマスタクロックCLKaudioに基づいてタイムスタンプ値を生成することで、クロック周波数の可変を容易に実現できる。また、PLL回路13,19にVCXO24及びPLL回路14,18にVCO35をそれぞれ使用し、PLL回路13,14,19,18の分周パラメータA,B,M,Nをそれぞれ画素データのクロックCLKpixelとオーディオデータのマスタクロックCLKaudioの周波数に応じて設定することで、画素データのクロック周波数の情報Fpixelとオーディオデータのマスタクロック周波数の情報Faudioが非同期の場合であっても、数十MHzから数百MHzの広範囲に変化するクロック周波数に対してジッタの少ない安定したクロック同期方法を用いた通信システムを提供することができる。
第5の実施形態.
図7は、本発明の第5の実施形態に係るクロック同期方法を用いた通信システムの構成を示すブロック図であり、図8は、図7のPLL回路13Aの構成を示すブロック図である。
図7の通信システムは、図1の第1の実施形態に係るソース機器1と、シンク機器11Dとを備えて構成される。ここで、シンク機器11Dは、パケット処理回路12と、レジスタ12rと、PLL回路13A,14と、受信コントローラ15と、制御信号発生器20sを含む映像データ処理回路20と、データ信号受信回路16と、映像データを再生するディスプレイ17とを備えて構成される。
第5の実施形態に係る通信システムは、図1の第1の実施形態に係る通信システムに比較して、以下の点が異なる。
(1)PLL回路13に代えて、入力されるタイムスタンプ値Csource(t)とPLL回路14からの画素データのクロックCLKpixelに基づいて基準クロックCLKrefを生成するPLL回路13Aを備えたこと。
シンク機器11Dの動作について説明する。データ信号受信回路16は、ソース機器1から送信されたパケットPvideoを含むデータ信号を受信し、パケットPvideoをパケット処理回路12に出力する。パケット処理回路12は、ソース機器1から送信されたパケットPvideoのヘッダに付加されたタイムスタンプ値Csource(t)を取り出し、レジスタ12rにセット命令を送信した後に当該タイムスタンプ値Csource(t)をレジスタ12rに出力する。レジスタ12rは、パケット処理回路12からのタイムスタンプ値Csource(t)を、PLL回路13Aに出力する。また、パケット処理回路12は映像データを多重分離して映像データ処理回路20に出力する。映像データ処理回路20の制御信号発生器20sは、PLL回路14からの画素データのクロックに基づいて、水平同期信号HSYNC及び垂直同期信号VSYNCを発生してディスプレイ17に出力する。映像データ処理回路20は、入力される映像データに対して、PLL回路14からの画素データのクロックに基づいて所定のパケット復号処理等を実行することにより映像信号に変換した後、ディスプレイ17に出力してその画像を表示させる。
図8において、PLL回路13Aは、減算器21と、フィルタ22と、D/A変換器23と、VCXO24と、受信カウンタ25とを備えて構成され、入力されるタイムスタンプ値Csource(t)とPLL回路14からの画素データのクロックCLKpixelに基づいて基準クロックCLKrefを生成する。ここで、PLL回路13Aは以下のように動作する。
図8において、まず、ソース機器1が出力するタイムスタンプ値Csource(t)は減算器21に入力される。減算器21は、受信カウンタ25のデータとタイムスタンプ値Csource(t)の差分値D(t)を計算してフィルタ22に出力する。フィルタ22は例えばLPFにてなり、上記差分値D(t)を平滑化し、平滑化したデータDav(t)をD/A変換器23に出力する。D/A変換器23は平滑化したデータDav(t)をアナログ電圧に変換してVCXO24の発振周波数を制御する。VCXO24は基準クロックCLKref(例えば27MHzの周波数を有する。)をPLL回路14に出力する。受信カウンタ25はPLL回路14から入力される画素データのクロックCLKpixelを用いて計数し、その計数値Ccount(t)を減算器21に出力する。
また、PLL回路14は、第1の実施形態と同様に動作し、基準クロックCLKrefに基づいて画素データのクロックCLKpixelを生成して出力する。さらに、受信コントローラ15は、第1の実施形態と同様に、画素データのクロック周波数の情報Fpixelに基づいて、PLL回路14の分周パラメータM,Nを設定する。
以上説明したように構成された本実施形態によれば、ソース機器1は、画素データのクロックCLKpixelを送信カウンタを用いて計数し、映像パケットPvideoをシンク機器11Dに送出するタイミングにおける送信カウンタの計数値Csource(t)を映像パケットPvideoのヘッダ部に付加して送信し、シンク機器11Dは映像パケットPvideoのヘッダ部から送信カウンタの計数値Csource(t)を抽出し、PLL回路13Aは送信カウンタの計数値Csource(t)とPLL回路14からの画素データのクロックCLKpixelに基づいて固定の基準クロックCLKrefを生成し、PLL回路14は基準クロックCLKrefに基づいてソース機器1の画素データのクロックCLKpixelを再生し、ソース機器1の送信コントローラ4は画素データのクロック周波数情報Fpixelをシンク機器11Dに送信し、シンク機器11Dの受信コントローラ15は画素データのクロック周波数の情報Fpixelに基づいてPLL回路14の分周パラメータM,Nを設定することができる。また、画素データのクロックCLKpixelによってタイムスタンプを生成することで、クロック周波数の可変を容易に実現できる。さらに、PLL回路13AにVCXO24及びPLL回路14にVCO35をそれぞれ使用し、PLL回路14の分周パラメータM,Nをそれぞれ画素データのクロックCLKpixelの周波数に応じて設定することで、数十MHzから数百MHzの広範囲に変化するクロック周波数に対してジッタの少ない安定したクロック同期方法を用いた通信システムを提供することができる。
第6の実施形態.
図9は、本発明の第6の実施形態に係るクロック同期方法を用いた通信システムの構成を示すブロック図である。図9の通信システムは、図4の第2の実施形態に係るソース機器1Aと、シンク機器11Eとを備えて構成される。ここで、シンク機器11Eは、パケット処理回路12と、レジスタ12rと、PLL回路13A,14と、受信コントローラ15Aと、音声データ処理回路20Aと、データ信号受信回路16と、音声データを再生するスピーカ17Aとを備えて構成される。
第6の実施形態に係る通信システムは、図4の第2の実施形態に係る通信システムに比較して、以下の点が異なる。
(1)PLL回路13に代えて、入力されるタイムスタンプ値Csource(t)とPLL回路14からのオーディオデータのクロックCLKaudioに基づいて基準クロックCLKrefを生成するPLL回路13Aを備えたこと。
図2において、PLL回路13Aは、第5の実施形態と同様に動作し、タイムスタンプ値Csource(t)とPLL回路14からのオーディオデータのクロックCLKaudioに基づいて基準クロックCLKrefを発生してPLL回路14の分周器31に出力する。また、PLL回路14は、第2の実施形態と同様に動作し、基準クロックCLKrefに基づいてオーディオデータのクロックCLKaudioを生成して出力する。さらに、受信コントローラ15Aは、第2の実施形態と同様に、オーディオデータのクロック周波数の情報Faudioに基づいて、PLL回路14の分周パラメータM,Nを設定する。
以上説明したように、本実施形態によれば、ソース機器1Aは、オーディオデータのマスタクロックCLKaudioを送信カウンタを用いて計数し、音声パケットPaudioをシンク機器11Eに送出するタイミングにおける送信カウンタ2の計数値Csource(t)を音声パケットPaudioのヘッダ部に付加して送信し、シンク機器11Eは音声パケットPaudioのヘッダ部からCsource(t)を抽出し、PLL回路13AはCsource(t)及びPLL回路14からのオーディオデータのマスタクロックCLKaudioに基づいて固定の基準クロックCLKrefを生成し、PLL回路14は基準クロックCLKrefに基づいてソース機器1AのオーディオデータのマスタクロックCLKaudioを再生し、ソース機器1Aの送信コントローラはオーディオデータのマスタクロック周波数情報Faudioをシンク機器11Eに送信し、シンク機器11Eの受信コントローラ15Aはオーディオデータのクロック周波数の情報Faudioに基づいてPLL回路14の分周パラメータM,Nを設定し、さらに、オーディオデータのマスタクロックCLKpixelに基づいてタイムスタンプを生成することで、クロック周波数の可変を容易に実現することができる。また、PLL回路13AにVCXO24及びPLL回路14にVCO35をそれぞれ使用し、PLL回路14の分周パラメータM,NをそれぞれオーディオデータのマスタクロックCLKaudioの周波数に応じて設定することで、数十MHzから数百MHzの広範囲に変化するクロック周波数に対してジッタの少ない安定したクロック同期方法を用いた通信システム提供することができる。
第7の実施形態.
図10は、本発明の第7の実施形態に係るクロック同期方法を用いた通信システムの構成を示すブロック図である。図10の通信システムは、図5の第3の実施形態に係るソース機器1Bと、シンク機器11Fとを備えて構成される。ここで、シンク機器11Fは、パケット処理回路12と、レジスタ12rと、PLL回路13A,14,18と、受信コントローラ15Bと、データ信号受信回路16と、制御信号発生器20sを含む映像音声データ処理回路20と、映像データ及び音声データを再生するスピーカ付きディスプレイ17Bとを備えて構成される。
第7の実施形態に係る通信システムは、図5の第3の実施形態に係る通信システムに比較して、以下の点が異なる。
(1)PLL回路13に代えて、入力されるタイムスタンプ値Csource(t)とPLL回路14からの画素データのクロックCLKpixelに基づいて基準クロックCLKrefを生成するPLL回路13Aを備えたこと。
図10において、PLL回路13Aは、第5の実施形態と同様に動作し、タイムスタンプ値Csource(t)とPLL回路14からの画素データのクロックCLKpixelに基づいて基準クロックCLKrefを発生してPLL回路14及びPLL回路18に出力する。PLL回路14は、第3の実施形態と同様に動作し、基準クロックCLKrefに基づいて画素データのクロックCLKpixelを生成して出力する。また、PLL回路18は、第3の実施形態と同様に動作し、基準クロックCLKrefに基づいてオーディオデータのクロックCLKaudioを生成して出力する。さらに、受信コントローラ15Bは、第3の実施形態と同様に、画素データのクロック周波数の情報Fpixel及びオーディオデータのクロック周波数の情報Faudioに基づいて、PLL回路14,18の分周パラメータM,Nを設定する。
以上説明したように、本実施形態によれば、ソース機器1Bは、画素データのクロックCLKpixelを送信カウンタ2を用いて計数し、映像データ及び音声データの混在パケットPavをシンク機器11Fに送出するタイミングにおける送信カウンタ2の計数値Csource(t)をパケットPavのヘッダ部に付加して送信し、シンク機器11Fは映像データ及び音声データの混在パケットPavのヘッダ部からタイムスタンプ値Csource(t)を抽出し、PLL回路13Aはタイムスタンプ値Csource(t)及びPLL回路14からの画素データのクロックCLKpixelに基づいて固定の基準クロックCLKrefを生成し、PLL回路14は基準クロックCLKrefに基づいてソース機器1Bの画素データのクロックCLKpixelを再生して出力し、PLL回路18は基準クロックCLKrefに基づいてソース機器1BのオーディオデータのクロックCLKaudioを再生して出力し、また、ソース機器1Bの送信コントローラ4Bは画素データのクロック周波数情報Fpixelとオーディオデータのマスタクロックの周波数情報Faudioをパケット生成回路3及びデータ信号送信回路6を介してシンク機器11Fに送信し、シンク機器11Fの受信コントローラ15Bは受信した画素データのクロック周波数の情報Fpixelとオーディオデータのマスタクロック周波数の情報Faudioに基づいてPLL回路14,18の分周パラメータM,Nを設定し、また、画素データのクロックCLKpixelに基づいてタイムスタンプ値を生成することでクロック周波数の可変を容易に実現し、さらに、PLL回路13AにVCXO24及びPLL回路14,18にVCO35をそれぞれ使用し、PLL回路14,18の分周パラメータM,Nをそれぞれ画素データのクロックCLKpixelとオーディオデータのマスタクロックCLKaudioの周波数に応じて設定することで、画素データのクロック周波数の情報Fpixelとオーディオデータのマスタクロック周波数の情報Faudioの双方を同時に数十MHzから数百MHzの広範囲に変化するクロック周波数に対してジッタの少ない安定したクロック同期方法を用いた通信システムを提供することができる。
第8の実施形態.
図11は、本発明の第8の実施形態に係るクロック同期方法を用いた通信システムの構成を示すブロック図である。図11の通信システムは、図6の第4の実施形態に係るソース機器1Cと、シンク機器11Gとを備えて構成される。図11において、シンク機器11Gは、パケット処理回路12と、レジスタ12ra,12rbと、PLL回路13A,14,18,19Aと、受信コントローラ15Bと、データ信号受信回路16と、制御信号発生器20sを含む映像音声データ処理回路20Bと、映像データ及び音声データを再生するスピーカ付きディスプレイ17Bとを備えて構成される。
第8の実施形態に係る通信システムは、図6の第4の実施形態に係る通信システムに比較して、以下の点が異なる。
(1)PLL回路13に代えて、入力されるタイムスタンプ値Csource1(t)とPLL回路14からの画素データのクロックCLKpixelに基づいて基準クロックCLKref1を生成するPLL回路13Aを備えたこと。
(2)PLL回路19に代えて、入力されるタイムスタンプ値Csource2(t)とPLL回路18からのオーディオデータのクロックCLKaudioに基づいて基準クロックCLKref2を生成するPLL回路19Aを備えたこと。
図11において、PLL回路13Aは、第5の実施形態のPLL回路13Aと同様に動作し、タイムスタンプ値Csource1(t)とPLL回路14からの画素データのクロックCLKpixelに基づいて基準クロックCLKref1を発生してPLL回路14に出力する。PLL回路14は、第4の実施形態のPLL回路14と同様に動作し、基準クロックCLKref1に基づいて画素データのクロックCLKpixelを生成して出力する。また、PLL回路19Aは、第5の実施形態のPLL回路13Aと同様に動作し、タイムスタンプ値Csource2(t)とPLL回路18からのオーディオデータのクロックCLKaudioに基づいて基準クロックCLKref2を発生してPLL回路18に出力する。PLL回路19は、第4の実施形態のPLL回路19と同様に動作し、基準クロックCLKref2に基づいてオーディオデータのクロックCLKaudioを生成して出力する。さらに、受信コントローラ15Bは、第4の実施形態と同様に、画素データのクロック周波数の情報Fpixel及びオーディオデータのクロック周波数の情報Faudioに基づいて、PLL回路14,18の分周パラメータM,Nを設定する。
以上説明したように、本実施形態によれば、ソース機器1Cは、画素データのクロックCLKpixelを送信カウンタ2を用いて計数し、オーディオデータのマスタクロックCLKaudioを送信カウンタ2Aを用いて計数し、映像データ及び音声データの混在パケットPavをシンク機器11Gに送出するタイミングにおける送信カウンタ2の計数値Csource1(t)及び送信カウンタ2Aの計数値Csource2(t)のうちのいずれか一方を混在パケットPavのヘッダ部に付加してシンク機器11Gに送信し、シンク機器11Gは映像データ及び音声データの混在パケットPavのヘッダ部からタイムスタンプ値Csource1(t)及びタイムスタンプ値Csource2(t)を抽出してそれぞれ、レジスタ12a,12bを介してPLL回路13A,19Aに出力し、PLL回路13Aはタイムスタンプ値Csource1(t)に基づいて固定の基準クロックCLKref1を生成し、PLL回路19Aはタイムスタンプ値Csource2(t)に基づいて固定の基準クロックCLKref2を生成し、PLL回路14は基準クロックCLKref1に基づいてソース機器1Cの画素データのクロックCLKpixelを再生して出力し、PLL回路18は基準クロックCLKref2に基づいてソース機器11GのオーディオデータのマスタクロックCLKaudioを再生して出力し、また、ソース機器11Gの送信コントローラ4Bは画素データのクロック周波数情報Fpixelとオーディオデータのマスタクロックの周波数情報Faudioをパケット生成回路3及びデータ信号送信回路6を介してシンク機器11Gに送信し、シンク機器11Gの受信コントローラ15Bは画素データのクロック周波数の情報Fpixelとオーディオデータのマスタクロック周波数の情報Faudioに基づいてPLL回路14,18の分周パラメータM,Nを設定し、さらに、画素データのクロックCLKpixelとオーディオデータのマスタクロックCLKaudioに基づいてタイムスタンプ値を生成することで、クロック周波数の可変を容易に実現できる。また、PLL回路13A,19AにVCXO24及びPLL回路14,18にVCO35をそれぞれ使用し、PLL回路14,18の分周パラメータM,Nをそれぞれ画素データのクロックCLKpixelとオーディオデータのマスタクロックCLKaudioの周波数に応じて設定することで、画素データのクロック周波数の情報Fpixelとオーディオデータのマスタクロック周波数の情報Faudioが非同期の場合であっても、数十MHzから数百MHzの広範囲に変化するクロック周波数に対してジッタの少ない安定したクロック同期方法を用いた通信システムを提供することができる。
以上の実施形態において、PLL回路13,19は、図2に示すように、減算器21とフィルタ22とD/A変換器23とVCXO24と受信カウンタ25と乗算器27,27とを備えて構成されているが、本発明はこれに限らず、VCXOを含む他の構成を有するPLL回路であってもよい。
以上の実施形態において、PLL回路14,18は、図3に示すように、分周器31,32と位相比較器33とLPF34とVCO35とカウンタ36とを備えて構成されているが、本発明はこれに限らず、VCOを含む他の構成を有するPLL回路であってもよい。
以上詳述したように、本発明に係る通信システムとそのためのクロック同期方法によれば、ソース機器は、画素データのクロックCLKpixelを送信カウンタを用いて計数し、映像パケットPvideoをシンク機器に送出するタイミングにおける上記送信カウンタの計数値Csource(t)をタイムスタンプ値として上記映像パケットPvideoのヘッダ部に付加して上記シンク機器に送信し、上記シンク機器は映像パケットPvideoのヘッダ部からタイムスタンプ値Csource(t)を抽出し、第1のPLL回路を用いてタイムスタンプ値Csource(t)に基づいて固定の基準クロックCLKrefを生成し、第2のPLL回路を用いて基準クロックCLKrefに基づいて上記ソース機器の画素データのクロックCLKpixelを生成する。上記ソース機器は、画素データのクロック周波数情報Fpixelを上記シンク機器に送信し、上記シンク機器は画素データのクロック周波数情報Fpixelに基づいて上記第1のPLL回路及び上記第2のPLL回路の分周パラメータを設定するとともに、画素データのクロックCLKpixelによってタイムスタンプを生成することで、クロック周波数の可変を容易に実現することができる。また、上記第1のPLL回路に例えばVCXOを、及び上記第2のPLL回路にVCOをそれぞれ使用し、上記第1のPLL回路及び上記第2のPLL回路の分周パラメータをそれぞれ画素データのクロックCLKpixelの周波数に応じて設定することで、数十MHzから数百MHzの広範囲に変化するクロック周波数に対してジッタの少ない安定した通信システム及びそのためのクロック同期方法を提供することができる。従って、例えば本発明を、上記ソース機器から上記シンク機器に非圧縮のビデオデータをパケット伝送する際のクロック同期方法に利用できる。
1,1A,1B,1C…ソース機器、
2,2A…送信カウンタ、
3…パケット生成回路、
3r,3ra,3rb,12r,12ra,12rb…レジスタ、
4,4A…送信コントローラ、
5…映像再生装置、
5A…音声再生装置、
5B…映像音声再生装置、
6…データ信号送信回路、
7…通信回線、
11,11A,11B,11C,11D,11E,11F,11G…シンク機器、
12…パケット処理回路、
13,13A,14,18,19,19A…PLL回路、
15,15A,15B…受信コントローラ、
16…データ信号受信回路、
17…ディスプレイ、
17A…スピーカ、
17B…スピーカ付きディスプレイ、
20…映像データ処理回路、
20A…音声データ処理回路、
20B…映像音声データ処理回路、
20s…制御信号発生器、
21…減算器、
22…フィルタ、
23…D/A変換器、
24…電圧制御水晶発振器(VCXO)、
25…受信カウンタ、
26…乗算器、
31,32…分周器、
33…位相比較器
34…低域通過フィルタ(LPF)、
35…電圧制御発振器(VCO)、
36…カウンタ。

Claims (24)

  1. 通信回線を介して互いに接続されたソース機器とシンク機器とを備えた通信システムにおいて、
    上記ソース機器は、画素データのクロックCLKpixelを送信カウンタを用いて計数し、映像パケットPvideoをシンク機器に送出するタイミングにおける上記送信カウンタの計数値Csource(t)をタイムスタンプ値として上記映像パケットPvideoのヘッダ部に付加して上記シンク機器に送信し、
    上記シンク機器は、上記映像パケットPvideoを受信し、上記映像パケットPvideoのヘッダ部からタイムスタンプ値Csource(t)を抽出し、第1のPLL回路を用いて上記送信カウンタの計数値Csource(t)に基づいて所定の第1の分周パラメータで固定の基準クロックCLKrefを生成し、第2のPLL回路を用いて上記基準クロックCLKrefに基づいて所定の第2の分周パラメータで上記ソース機器の画素データのクロックCLKpixelを生成することを特徴とする通信システム。
  2. 上記ソース機器は、画素データのクロック周波数情報Fpixelを上記シンク機器に送信し、
    上記シンク機器は、上記画素データのクロック周波数情報Fpixelに基づいて、上記第1のPLL回路の第1の分周パラメータ及び上記第2のPLL回路の第2の分周パラメータを設定することを特徴とする請求項1記載の通信システム。
  3. 上記第1のPLL回路は、
    上記送信カウンタの計数値Csource(t)に所定の第1の乗数を乗算して乗算結果の信号を出力する第1の乗算手段と、
    上記第1の乗算手段から出力される乗算結果の信号と、第2の乗算手段から出力される乗算結果の信号との差分値を計算して、差分値を示す差分信号を出力する減算手段と、
    上記減算手段から出力される差分信号を平滑化して出力するフィルタ手段と、
    上記フィルタ手段から出力される平滑化された差分信号をアナログ信号にD/A変換するD/A変換手段と、
    上記D/A変換手段から出力されるアナログ信号によって制御され、基準クロックCLKrefを発生して出力する電圧制御水晶発振器と、
    上記電圧制御水晶発振器から出力される基準クロックCLKrefを計数し計数値の信号を出力する受信カウンタと、
    上記受信カウンタから出力される計数値の信号に所定の第2の乗数を乗算して乗算結果の信号を上記減算手段に出力する第2の乗算手段とを備えたことを特徴とする請求項1又は2記載の通信システム。
  4. 上記第2のPLL回路は、
    入力される基準クロックCLKrefを所定の第1の分周比で分周して第1の分周クロックを出力する第1の分周器と、
    上記第1の分周器から出力される第1の分周クロックの位相と、第2の分周器から出力される第2の分周クロックの位相とを位相比較し、位相比較結果の誤差信号を出力する位相比較器と、
    上記位相比較器から出力される誤差信号を平滑化して出力する低域通過フィルタと、
    上記低域通過フィルタから出力される平滑化された誤差信号によって制御され、発振信号を発生して画素データのクロックCLKpixelとして出力する電圧制御発振器と、
    上記電圧制御発振器から出力される画素データのクロックCLKpixelを所定の第2の分周比で分周して第2の分周クロックを出力する第2の分周器とを備えたことを特徴とする請求項1乃至3のうちのいずれか1つに記載の通信システム。
  5. 通信回線を介して互いに接続されたソース機器とシンク機器とを備えた通信システムにおいて、
    上記ソース機器は、オーディオデータの基準クロックCLKaudioを送信カウンタを用いて計数し、音声パケットPaudioをシンク機器に送出するタイミングにおける上記送信カウンタの計数値Csource(t)をタイムスタンプ値として上記音声パケットPaudioのヘッダ部に付加して上記シンク機器に送信し、
    上記シンク機器は、上記音声パケットPaudioを受信し、上記音声パケットPaudioのヘッダ部からタイムスタンプ値Csource(t)を抽出し、第1のPLL回路を用いてタイムスタンプ値Csource(t)に基づいて固定の基準クロックCLKrefを生成し、第2のPLL回路を用いて基準クロックCLKrefに基づいて上記ソース機器のオーディオデータの基準クロックCLKaudioを生成することを特徴とする通信システム。
  6. 上記ソース機器は、オーディオデータのクロック周波数情報Faudioを上記シンク機器に送信し、
    上記シンク機器は、上記オーディオデータのクロック周波数の情報Faudioに基づいて上記第1のPLL回路の第1の分周パラメータ及び上記第2のPLL回路の第2の分周パラメータを設定することを特徴とする請求項5記載の通信システム。
  7. 通信回線を介して互いに接続されたソース機器とシンク機器とを備えた通信システムにおいて、
    上記ソース機器は、画素データのクロックCLKpixelを送信カウンタを用いて計数し、映像データ及び音声データの混在パケットPavを上記シンク機器に送出するタイミングにおける上記送信カウンタの計数値Csource(t)をタイムスタンプ値として上記混在パケットPavのヘッダ部に付加して上記シンク機器に送信し、
    上記シンク機器は、上記混在パケットPavを受信し、上記混在パケットPavのヘッダ部からタイムスタンプ値Csource(t)を抽出し、第1のPLL回路を用いてタイムスタンプ値Csource(t)に基づいて固定の基準クロックCLKrefを生成し、第2のPLL回路を用いて基準クロックCLKrefに基づいて上記ソース機器の画素データのクロックCLKpixelを生成し、第3のPLL回路を用いて基準クロックCLKrefに基づいて上記ソース機器のオーディオデータの基準クロックCLKaudioを生成することを特徴とする通信システム。
  8. 通信回線を介して互いに接続されたソース機器とシンク機器とを備えた通信システムにおいて、
    上記ソース機器は、画素データのクロックCLKpixelを第1の送信カウンタを用いて計数し、オーディオデータの基準クロックCLKaudioを第2の送信カウンタを用いて計数し、映像データ及び音声データの混在パケットPavを上記シンク機器に送出するタイミングにおける上記第1の送信カウンタの計数値Csource1(t)及び上記第2の送信カウンタの計数値Csource2(t)をそれぞれタイムスタンプ値として上記各混在パケットPavのヘッダ部に付加して上記シンク機器に送信し、
    上記シンク機器は上記混在パケットPavを受信し、上記混在パケットPavのヘッダ部から上記タイムスタンプ値Csource1(t)及び上記タイムスタンプ値Csource2(t)を抽出し、第1のPLL回路を用いて上記タイムスタンプ値Csource(t)に基づいて固定の基準クロックCLKref1を生成し、第2のPLL回路を用いて上記基準クロックCLKref1に基づいて上記ソース機器の画素データのクロックCLKpixelを生成し、第4のPLL回路を用いて上記タイムスタンプ値Csource2(t)に基づいて固定の基準クロックCLKref2を生成し、第3のPLL回路を用いてCLKref2に基づいて上記ソース機器のオーディオデータの基準クロックCLKaudioを生成することを特徴とする通信システム。
  9. 通信回線を介して互いに接続されたソース機器とシンク機器とを備えた通信システムのためのクロック同期方法において、
    上記ソース機器は、画素データのクロックCLKpixelを送信カウンタを用いて計数し、映像パケットPvideoをシンク機器に送出するタイミングにおける上記送信カウンタの計数値Csource(t)をタイムスタンプ値として上記映像パケットPvideoのヘッダ部に付加して上記シンク機器に送信し、
    上記シンク機器は、上記映像パケットPvideoを受信し、上記映像パケットPvideoのヘッダ部からタイムスタンプ値Csource(t)を抽出し、第1のPLL回路を用いて上記送信カウンタの計数値Csource(t)に基づいて所定の第1の分周パラメータで固定の基準クロックCLKrefを生成し、第2のPLL回路を用いて上記基準クロックCLKrefに基づいて所定の第2の分周パラメータで上記ソース機器の画素データのクロックCLKpixelを生成することを特徴とするクロック同期方法。
  10. 上記ソース機器は、画素データのクロック周波数情報Fpixelを上記シンク機器に送信し、
    上記シンク機器は、上記画素データのクロック周波数情報Fpixelに基づいて、上記第1のPLL回路の第1の分周パラメータ及び上記第2のPLL回路の第2の分周パラメータを設定することを特徴とする請求項9記載のクロック同期方法。
  11. 上記第1のPLL回路は、
    第1の乗算手段を用いて、上記送信カウンタの計数値Csource(t)に所定の第1の乗数を乗算して乗算結果の信号を出力し、
    減算手段を用いて、上記第1の乗算手段からの乗算結果の信号と、第2の乗算手段から出力される乗算結果の信号との差分値を計算して、差分値を示す差分信号を出力し、
    フィルタ手段を用いて、上記減算手段から出力される差分信号を平滑化して出力し、
    D/A変換手段を用いて、上記フィルタ手段から出力される平滑化された差分信号をアナログ信号にD/A変換し、
    電圧制御水晶発振器を用いて、上記D/A変換手段から出力されるアナログ信号によって制御され、基準クロックCLKrefを発生して出力し、
    受信カウンタを用いて、上記電圧制御水晶発振器から出力される基準クロックCLKrefを計数し計数値の信号を出力し、
    上記第2の乗算手段を用いて、上記受信カウンタから出力される計数値の信号に所定の第2の乗数を乗算して乗算結果の信号を上記減算手段に出力することを特徴とする請求項9又は10記載のクロック同期方法。
  12. 上記第2のPLL回路は、
    第1の分周器を用いて、入力される基準クロックCLKrefを所定の第1の分周比で分周して第1の分周クロックを出力し、
    位相比較器を用いて、上記第1の分周器から出力される第1の分周クロックの位相と、第2の分周器から出力される第2の分周クロックの位相とを位相比較し、位相比較結果の誤差信号を出力し、
    低域通過フィルタを用いて、上記位相比較器から出力される誤差信号を平滑化して出力し、
    電圧制御発振器を用いて、上記低域通過フィルタから出力される平滑化された誤差信号によって制御され、発振信号を発生して画素データのクロックCLKpixelとして出力し、
    上記第2の分周器を用いて、上記電圧制御発振器から出力される画素データのクロックCLKpixelを所定の第2の分周比で分周して第2の分周クロックを出力することを特徴とする請求項9乃至11のうちのいずれか1つに記載のクロック同期方法。
  13. 通信回線を介して互いに接続されたソース機器とシンク機器とを備えた通信システムのためのクロック同期方法において、
    上記ソース機器は、オーディオデータの基準クロックCLKaudioを送信カウンタを用いて計数し、音声パケットPaudioをシンク機器に送出するタイミングにおける上記送信カウンタの計数値Csource(t)をタイムスタンプ値として上記音声パケットPaudioのヘッダ部に付加して上記シンク機器に送信し、
    上記シンク機器は、上記音声パケットPaudioを受信し、上記音声パケットPaudioのヘッダ部からタイムスタンプ値Csource(t)を抽出し、第1のPLL回路を用いてタイムスタンプ値Csource(t)に基づいて固定の基準クロックCLKrefを生成し、第2のPLL回路を用いて基準クロックCLKrefに基づいて上記ソース機器のオーディオデータの基準クロックCLKaudioを生成することを特徴とするクロック同期方法。
  14. 上記ソース機器は、オーディオデータのクロック周波数情報Faudioを上記シンク機器に送信し、
    上記シンク機器は、上記オーディオデータのクロック周波数の情報Faudioに基づいて上記第1のPLL回路の第1の分周パラメータ及び上記第2のPLL回路の第2の分周パラメータを設定することを特徴とする請求項13記載のクロック同期方法。
  15. 通信回線を介して互いに接続されたソース機器とシンク機器とを備えた通信システムのためのクロック同期方法において、
    上記ソース機器は、画素データのクロックCLKpixelを送信カウンタを用いて計数し、映像データ及び音声データの混在パケットPavを上記シンク機器に送出するタイミングにおける上記送信カウンタの計数値Csource(t)をタイムスタンプ値として上記混在パケットPavのヘッダ部に付加して上記シンク機器に送信し、
    上記シンク機器は、上記混在パケットPavを受信し、上記混在パケットPavのヘッダ部からタイムスタンプ値Csource(t)を抽出し、第1のPLL回路を用いてタイムスタンプ値Csource(t)に基づいて固定の基準クロックCLKrefを生成し、第2のPLL回路を用いて基準クロックCLKrefに基づいて上記ソース機器の画素データのクロックCLKpixelを生成し、第3のPLL回路を用いて基準クロックCLKrefに基づいて上記ソース機器のオーディオデータの基準クロックCLKaudioを生成することを特徴とするクロック同期方法。
  16. 通信回線を介して互いに接続されたソース機器とシンク機器とを備えた通信システムのためのクロック同期方法において、
    上記ソース機器は、画素データのクロックCLKpixelを用いて第1の送信カウンタを計数し、オーディオデータの基準クロックCLKaudioを用いて第2の送信カウンタを計数し、映像データ及び音声データの混在パケットPavを上記シンク機器に送出するタイミングにおける上記第1の送信カウンタの計数値Csource1(t)及び上記第2の送信カウンタの計数値Csource2(t)をそれぞれタイムスタンプ値として上記各混在パケットPavのヘッダ部に付加して上記シンク機器に送信し、
    上記シンク機器は上記混在パケットPavを受信し、上記混在パケットPavのヘッダ部から上記タイムスタンプ値Csource1(t)及び上記タイムスタンプ値Csource2(t)を抽出し、第1のPLL回路を用いて上記タイムスタンプ値Csource(t)に基づいて固定の基準クロックCLKref1を生成し、第2のPLL回路を用いて上記基準クロックCLKref1に基づいて上記ソース機器の画素データのクロックCLKpixelを生成し、第4のPLL回路を用いて上記タイムスタンプ値Csource2(t)に基づいて固定の基準クロックCLKref2を生成し、第3のPLL回路を用いてCLKref2に基づいて上記ソース機器のオーディオデータの基準クロックCLKaudioを生成することを特徴とするクロック同期方法。
  17. 通信回線を介して互いに接続されたソース機器とシンク機器とを備えた通信システムにおいて、
    上記ソース機器は、画素データのクロックCLKpixelを送信カウンタを用いて計数し、映像パケットPvideoをシンク機器に送出するタイミングにおける上記送信カウンタの計数値Csource(t)をタイムスタンプ値として上記映像パケットPvideoのヘッダ部に付加して上記シンク機器に送信し、
    上記シンク機器は、上記映像パケットPvideoを受信し、上記映像パケットPvideoのヘッダ部からタイムスタンプ値Csource(t)を抽出し、第1のPLL回路を用いて上記送信カウンタの計数値Csource(t)及び第2のPLL回路によって生成された画素データのクロックCLKpixelに基づいて固定の基準クロックCLKrefを生成し、上記第2のPLL回路を用いて上記基準クロックCLKrefに基づいて所定の第2の分周パラメータで上記ソース機器の画素データのクロックCLKpixelを生成することを特徴とする通信システム。
  18. 上記ソース機器は、画素データのクロック周波数情報Fpixelを上記シンク機器に送信し、
    上記シンク機器は、上記画素データのクロック周波数情報Fpixelに基づいて、上記第2のPLL回路の第2の分周パラメータを設定することを特徴とする請求項17記載の通信システム。
  19. 上記第1のPLL回路は、
    上記送信カウンタの計数値Csource(t)と、受信カウンタから出力される信号との差分値を計算して、差分値を示す差分信号を出力する減算手段と、
    上記減算手段から出力される差分信号を平滑化して出力するフィルタ手段と、
    上記フィルタ手段から出力される平滑化された差分信号をアナログ信号にD/A変換するD/A変換手段と、
    上記D/A変換手段から出力されるアナログ信号によって制御され、基準クロックCLKrefを発生して出力する電圧制御水晶発振器と、
    入力される画素データのクロックCLKpixelを計数し計数値の信号を出力する受信カウンタとを備えたことを特徴とする請求項17又は18記載の通信システム。
  20. 上記第2のPLL回路は、
    入力される基準クロックCLKrefを所定の第1の分周比で分周して第1の分周クロックを出力する第1の分周器と、
    上記第1の分周器から出力される第1の分周クロックの位相と、第2の分周器から出力される第2の分周クロックの位相とを位相比較し、位相比較結果の誤差信号を出力する位相比較器と、
    上記位相比較器から出力される誤差信号を平滑化して出力する低域通過フィルタと、
    上記低域通過フィルタから出力される平滑化された誤差信号によって制御され、発振信号を発生して画素データのクロックCLKpixelとして出力する電圧制御発振器と、
    上記電圧制御発振器から出力される画素データのクロックCLKpixelを所定の第2の分周比で分周して第2の分周クロックを出力する第2の分周器とを備えたことを特徴とする請求項17乃至19のうちのいずれか1つに記載の通信システム。
  21. 通信回線を介して互いに接続されたソース機器とシンク機器とを備えた通信システムのためのクロック同期方法において、
    上記ソース機器は、画素データのクロックCLKpixelを送信カウンタを用いて計数し、映像パケットPvideoをシンク機器に送出するタイミングにおける上記送信カウンタの計数値Csource(t)をタイムスタンプ値として上記映像パケットPvideoのヘッダ部に付加して上記シンク機器に送信し、
    上記シンク機器は、上記映像パケットPvideoを受信し、上記映像パケットPvideoのヘッダ部からタイムスタンプ値Csource(t)を抽出し、第1のPLL回路を用いて上記送信カウンタの計数値Csource(t)及び第2のPLL回路によって生成された画素データのクロックCLKpixelに基づいて固定の基準クロックCLKrefを生成し、上記第2のPLL回路を用いて上記基準クロックCLKrefに基づいて所定の第2の分周パラメータで上記ソース機器の画素データのクロックCLKpixelを生成することを特徴とするクロック同期方法。
  22. 上記ソース機器は、画素データのクロック周波数情報Fpixelを上記シンク機器に送信し、
    上記シンク機器は、上記画素データのクロック周波数情報Fpixelに基づいて、上記第2のPLL回路の第2の分周パラメータを設定することを特徴とする請求項21記載のクロック同期方法。
  23. 上記第1のPLL回路は、
    減算手段を用いて、上記送信カウンタの計数値Csource(t)と、受信カウンタから出力される信号との差分値を計算して、差分値を示す差分信号を出力し、
    フィルタ手段を用いて、上記減算手段から出力される差分信号を平滑化して出力し、
    D/A変換手段を用いて、上記フィルタ手段から出力される平滑化された差分信号をアナログ信号にD/A変換し、
    電圧制御水晶発振器を用いて、上記D/A変換手段から出力されるアナログ信号によって制御され、基準クロックCLKrefを発生して出力し、
    受信カウンタを用いて、入力される画素データのクロックCLKpixelを計数し計数値の信号を出力し、
    上記受信カウンタから出力される計数値の信号を上記減算手段に出力することを特徴とする請求項21又は22記載のクロック同期方法。
  24. 上記第2のPLL回路は、
    第1の分周器を用いて、入力される基準クロックCLKrefを所定の第1の分周比で分周して第1の分周クロックを出力し、
    位相比較器を用いて、上記第1の分周器から出力される第1の分周クロックの位相と、第2の分周器から出力される第2の分周クロックの位相とを位相比較し、位相比較結果の誤差信号を出力し、
    低域通過フィルタを用いて、上記位相比較器から出力される誤差信号を平滑化して出力し、
    電圧制御発振器を用いて、上記低域通過フィルタから出力される平滑化された誤差信号によって制御され、発振信号を発生して画素データのクロックCLKpixelとして出力し、
    上記第2の分周器を用いて、上記電圧制御発振器から出力される画素データのクロックCLKpixelを所定の第2の分周比で分周して第2の分周クロックを出力することを特徴とする請求項21乃至23のうちのいずれか1つに記載のクロック同期方法。
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