JP4793138B2 - Signal transmission system, signal transmission method and program - Google Patents

Signal transmission system, signal transmission method and program Download PDF

Info

Publication number
JP4793138B2
JP4793138B2 JP2006183634A JP2006183634A JP4793138B2 JP 4793138 B2 JP4793138 B2 JP 4793138B2 JP 2006183634 A JP2006183634 A JP 2006183634A JP 2006183634 A JP2006183634 A JP 2006183634A JP 4793138 B2 JP4793138 B2 JP 4793138B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
transmission
slave
node
timing
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
JP2006183634A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2008016955A (en
Inventor
健 上村
範彦 黒石
淳 北村
一広 鈴木
一宏 逆井
勉 浜田
忍 小関
智夫 馬場
勝 木島
修 上野
嘉秀 佐藤
純二 岡田
雅夫 舟田
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 JP2006183634A priority Critical patent/JP4793138B2/en
Publication of JP2008016955A publication Critical patent/JP2008016955A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4793138B2 publication Critical patent/JP4793138B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Dc Digital Transmission (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Description

本発明は、シリアル(直列)伝送路を用いて1対多ノード間でデータ転送を行う信号伝送システム、信号伝送方法及びプログラムに関する。   The present invention relates to a signal transmission system, a signal transmission method, and a program for transferring data between one-to-many nodes using a serial transmission line.

近年、半導体集積化技術の向上により、LSIのデータ処理速度が飛躍的に速くなってきた。これに伴い、半導体集積回路を実装する配線基板に対して、信号伝送能力向上が求められている。特に最近ではパーソナルコンピュータにおいても、上位機種にあたるサーバタイプのシステムにおいては高速CPUチップを複数備える、いわゆる並列処理アーキテクチャが採用されている。   In recent years, the data processing speed of LSI has been dramatically increased due to improvements in semiconductor integration technology. Along with this, an improvement in signal transmission capability is required for a wiring board on which a semiconductor integrated circuit is mounted. In particular, recently, a so-called parallel processing architecture including a plurality of high-speed CPU chips has been adopted in a personal computer as well, in a server type system corresponding to a higher model.

並列処理アーキテクチャ技術に関しては、例えば、非特許文献1に記載されているものがある。   For example, Non-Patent Document 1 discloses a parallel processing architecture technology.

これによると、CPUなどデータ処理を行うモジュールを複数含むシステムを構成する場合、モジュール間の結合方法はバス結合型、スイッチ結合型、結合網型に分類される。このうちバス結合型は、多数のモジュールの結合には適さないが、他に比べて構造がシンプルであり、ハードウェア量が少ない、拡張性にも優れるといったメリットがある。パーソナルコンピュータを始めとする商用の計算機や、ページプリンタ等の計算機応用製品において多く用いられている。   According to this, when configuring a system including a plurality of modules that perform data processing such as a CPU, the coupling method between modules is classified into a bus coupling type, a switch coupling type, and a coupling network type. Of these, the bus coupling type is not suitable for coupling a large number of modules, but has advantages such as a simple structure, a small amount of hardware, and excellent extensibility compared to other modules. It is widely used in commercial computers such as personal computers and computer application products such as page printers.

並列処理システムのモジュール間結合部の実装においては、多数の接続コネクタと配線を必要とするため、配線の多層化や微細化による通信能力や配線密度の向上が計られてきた。しかし、配線間容量や接続配線抵抗に起因する信号遅延や伝送波形の歪みにより、限界に達しつつある。また動作速度の上昇により電磁ノイズ(EMI:Electro Magnetic Interference)も大きな問題となる。   The mounting of the inter-module coupling part of the parallel processing system requires a large number of connection connectors and wirings, so that the communication capacity and wiring density have been improved by multilayering and miniaturization of the wirings. However, the limit is being reached due to signal delay and transmission waveform distortion caused by inter-wiring capacitance and connection wiring resistance. Moreover, electromagnetic noise (EMI: Electro Magnetic Interference) becomes a big problem due to the increase in operating speed.

このようにデータ処理装置の処理能力は、しばしば配線基板のバスの伝送能力によって制限されるようになってきた。そこで電気式バスの限界を打破するために、光インターコネクションと呼ばれる、システム内光接続技術を用いることが検討されている。   As described above, the processing capability of the data processing apparatus is often limited by the transmission capability of the wiring board bus. In order to overcome the limitations of electric buses, the use of an in-system optical connection technology called optical interconnection has been studied.

光インターコネクション技術の概要は、システムの構成内容により様々な形態が提案されている(例えば、非特許文献2、3参照)。   As the outline of the optical interconnection technology, various forms have been proposed depending on the contents of the system configuration (for example, see Non-Patent Documents 2 and 3).

この技術によれば、電気式以上の高周波動作が可能でありながら電磁ノイズが低減できること、バス信号線の物理的な結線が不要となること、波長や強度等を用いた多重化により伝送バンド幅を拡張できること、同時双方向通信が可能であること、といったメリットがある。   According to this technology, it is possible to reduce electromagnetic noise while being able to operate at a higher frequency than electric, eliminating the need for physical connection of bus signal lines, and transmission bandwidth by multiplexing using wavelength, strength, etc. Can be expanded, and simultaneous bidirectional communication is possible.

特に、空間光伝送技術は光ファイバによる伝送技術と異なり、多ノード間の同時通信を可能とするため、上述のバス結合型の並列処理アーキテクチャとの整合性がよい。関連する技術として、特許文献1に記載されている。   In particular, unlike the optical fiber transmission technology, the spatial optical transmission technology enables simultaneous communication between multiple nodes, and therefore has good consistency with the above-described bus-coupled parallel processing architecture. As a related technique, it is described in Patent Document 1.

この技術は平板型の導光路の端面に設置されたノード間での光通信を実現するものであり、入射信号光を拡散して対向する端面に伝送し、ブロードキャスト通信を実現する。多重伝送を用いることにより、複数の独立なブロードキャスト通信が同時に実行される。   This technology realizes optical communication between nodes installed on the end face of a flat light guide, and diffuses incident signal light and transmits it to the opposite end face to realize broadcast communication. By using multiple transmissions, multiple independent broadcast communications are performed simultaneously.

このような空間光伝送を応用した信号伝送システム技術としては、信号間の伝送スキューの問題を緩和し、かつ伝送路の数を削減するために、複数の電気信号線を並列直列変換して得られるシリアル信号(直列データ信号)を光化し、空間光伝送媒体を介して伝送するシリアルバスシステムが提案されている。
天野英晴、「並列コンピュータ」、昭晃堂、pp.6−13 内田禎二、「第9回回路実装学術講演大会」、15C01、pp.201〜202 H.Tomimura,et al、“Packaging Technology for Optical Interconnects”、IEEE Tokyo、No.33、pp.81〜86、1994 特開平10−123350号公報
As a signal transmission system technology that applies such spatial light transmission, in order to alleviate the problem of transmission skew between signals and reduce the number of transmission lines, a plurality of electric signal lines are converted in parallel and serially. A serial bus system has been proposed in which a serial signal (serial data signal) is optically transmitted through a spatial light transmission medium.
Hideharu Amano, “Parallel Computer”, Shosodo, pp. 6-13 Junji Uchida, “9th Circuit Packaging Conference”, 15C01, pp. 201-202 H. Tomimura, et al., “Packaging Technology for Optical Interconnects”, IEEE Tokyo, No. 33, pp. 81-86, 1994 JP-A-10-123350

一般に、シリアル伝送においては8B10B符号といった符号化技術によりクロック信号をデータ信号に埋め込んで送信し、受信回路においてクロックデータリカバリ回路がクロック信号とデータ信号を抽出することで、クロック〜データ間の同期が実現されている。   In general, in serial transmission, a clock signal is embedded in a data signal by an encoding technique such as 8B10B code and transmitted, and a clock data recovery circuit extracts a clock signal and a data signal in a receiving circuit, thereby synchronizing clock to data. It has been realized.

しかし、シリアルバスを介して複数のスレーブノードから1つのマスターノードへの信号伝送を行う場合、マスターノード側の受信回路は、異なるスレーブノードからのシリアル信号を選択的に受信する必要がある。シリアルバス伝送において送信ノードが切り替わると、受信ノードにおいてクロック信号を再抽出するためのオーバーヘッドが数十マイクロ秒から数ミリ秒ほど生じ、その間、信号伝送が中断してしまうという問題がある。   However, when signal transmission is performed from a plurality of slave nodes to one master node via a serial bus, the receiving circuit on the master node side needs to selectively receive serial signals from different slave nodes. When the transmission node is switched in the serial bus transmission, there is a problem that the overhead for re-extracting the clock signal in the reception node occurs from several tens of microseconds to several milliseconds, during which the signal transmission is interrupted.

従って、本発明の目的は、上記問題点を解決し、シリアル伝送路を用いた1対多ノード間のデータ転送を簡単な構成で良好に行うことができる信号伝送システム、信号伝送方法及びプログラムを提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a signal transmission system, a signal transmission method, and a program that can solve the above-mentioned problems and can perform data transfer between one-to-many nodes using a serial transmission line with a simple configuration. It is to provide.

本発明の一態様は、上記目的を達成するため、以下の信号伝送システムを提供する。   In order to achieve the above object, one aspect of the present invention provides the following signal transmission system.

[1]マスターノードと、前記マスターノードとの間でデータ転送を行う複数のスレーブノードとを有する信号伝送システムにおいて、前記マスターノードは、基準クロック信号に同期して動作し、前記複数のスレーブノードからの直列データ信号に埋め込まれたクロック信号を抽出するクロックデータリカバリ部と、前記基準クロック信号と前記クロック信号との間の位相差を検出する位相差検出部とを備え、前記複数のスレーブノードは、それぞれ、前記位相差検出部によって検出された前記位相差が所定の値以下となるように前記直列データ信号の送信タイミングを調整する送信タイミング制御部を備えたことを特徴とする信号伝送システム。 [1] In a signal transmission system including a master node and a plurality of slave nodes that perform data transfer between the master node, the master node operates in synchronization with a reference clock signal, and the plurality of slave nodes A clock data recovery unit that extracts a clock signal embedded in the serial data signal from the signal, and a phase difference detection unit that detects a phase difference between the reference clock signal and the clock signal, and the plurality of slave nodes Each comprising a transmission timing control section for adjusting the transmission timing of the serial data signal so that the phase difference detected by the phase difference detection section is equal to or less than a predetermined value. .

上記構成の信号伝送システムによれば、スレーブノードから送信される直列データ信号に埋め込まれたクロック信号の位相をマスターノードで生成された基準クロック信号に合わせることが可能となるので、信号伝送を中断することなく、スレーブノードを切り替えることができる。   According to the signal transmission system having the above configuration, the phase of the clock signal embedded in the serial data signal transmitted from the slave node can be matched with the reference clock signal generated at the master node, so that the signal transmission is interrupted. Without switching, the slave node can be switched.

[2]前記マスターノード及び前記複数のスレーブノードは、前記直列データ信号をシリアルバスを介して送受信することを特徴とする前記[1]に記載の信号伝送システム。この構成によれば、信号線数を減らすことができ、帯域を増大させることができる。 [2] The signal transmission system according to [1], wherein the master node and the plurality of slave nodes transmit and receive the serial data signal via a serial bus. According to this configuration, the number of signal lines can be reduced and the band can be increased.

[3]前記複数のスレーブノードの前記送信タイミング制御部は、前記直列データ信号の送信タイミングの調整を逐次的に行うことを特徴とする前記[1]に記載の信号伝送システム。 [3] The signal transmission system according to [1], wherein the transmission timing control unit of the plurality of slave nodes sequentially adjusts the transmission timing of the serial data signal.

[4]前記マスターノードは、データ転送を実行していない期間中に、前記マスターノードが出力する直列データ信号の受信タイミングの調整を前記スレーブノード毎に個別に設定する受信調整シーケンスと、前記スレーブノードが出力する直列データ信号の送信タイミングを前記スレーブノード毎に個別に設定する送信調整シーケンスとを実行するマスタータイミング調整部を備え、前記スレーブノードは、前記マスタータイミング調整部からの命令に従い、前記受信調整シーケンスの実行中は受信タイミングの調整を行い、前記送信調整シーケンスの実行中は前記送信タイミング制御部に対して送信タイミングの変化を指示して、送信タイミングの調整を行うスレーブタイミング調整部を備えたことを特徴とする前記[1]に記載の信号伝送システム。 [4] A reception adjustment sequence in which the master node individually sets the adjustment of the reception timing of the serial data signal output from the master node for each slave node during a period when data transfer is not performed, and the slave A master timing adjustment unit that executes a transmission adjustment sequence for individually setting the transmission timing of the serial data signal output by the node for each slave node, the slave node according to a command from the master timing adjustment unit, A slave timing adjustment unit that adjusts transmission timing by adjusting reception timing during execution of the reception adjustment sequence and instructing the transmission timing control unit to change transmission timing during execution of the transmission adjustment sequence. The signal transmission according to the above [1], characterized by comprising: System.

[5]前記マスタータイミング調整部は、前記受信調整シーケンス、前記送信調整シーケンスの順に処理を行うことを特徴とする前記[4]に記載の信号伝送システム。 [5] The signal transmission system according to [4], wherein the master timing adjustment unit performs processing in the order of the reception adjustment sequence and the transmission adjustment sequence.

[6]前記マスターノードと前記スレーブノードとの間のデータ転送は、光伝送媒体を介して行われることを特徴とする前記[1]に記載の信号伝送システム。この構成によれば、耐ノイズ性が向上し、多重伝送が可能となる。 [6] The signal transmission system according to [1], wherein data transfer between the master node and the slave node is performed via an optical transmission medium. According to this configuration, noise resistance is improved and multiplex transmission is possible.

[7]前記基準クロック信号、および前記スレーブノードからの直列データ信号に埋め込まれたクロック信号は、同一の発振源より生成されることを特徴とする前記[1]に記載の信号伝送システム。この構成によれば、クロック信号の位相を高精度に基準クロック信号に合わせることができる。 [7] The signal transmission system according to [1], wherein the reference clock signal and the clock signal embedded in the serial data signal from the slave node are generated from the same oscillation source. According to this configuration, the phase of the clock signal can be matched with the reference clock signal with high accuracy.

[8]マスターノードからスレーブノードに基準クロック信号が埋め込まれた直列データ信号を送信する第1のステップと、前記スレーブノードから前記マスターノードに送信された前記直列データ信号に埋め込まれたクロック信号と前記基準クロック信号との位相差を検出する第2のステップと、前記位相差を所定の値以下となるように前記スレーブノードから前記マスターノードへの前記直列データ信号の送信タイミングを調整する第3のステップとを含むことを特徴とする信号伝送方法。 [8] A first step of transmitting a serial data signal in which a reference clock signal is embedded from a master node to a slave node; and a clock signal embedded in the serial data signal transmitted from the slave node to the master node; A second step of detecting a phase difference with respect to the reference clock signal; and a third step of adjusting a transmission timing of the serial data signal from the slave node to the master node so that the phase difference is not more than a predetermined value. The signal transmission method characterized by including these steps.

[9]前記[8]に記載の前記第1乃至第3のステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。 [9] A program for causing a computer to execute the first to third steps according to [8].

本発明によれば、スレーブノードから送信される直列データ信号に埋め込まれたクロック信号の位相をマスターノードで生成された基準クロック信号に合わせることができるので、シリアル伝送路を用いた1対多ノード間のデータ転送を簡単な構成で良好に行うことができる。本発明の構成を用いることにより、複数のスレーブノードが逐次的にマスターノードへとデータ転送を行う際、スレーブノードが切り換わってもオーバーヘッドを生じないため、転送時間を短縮することができる。例えば、シリアル伝送路の伝送帯域を1GB/秒とし、第1のスレーブノードと第2のスレーブノードから各々32KBのデータをマスターノードに転送する処理を行うものとする。ここで、32KBという数値は市販データベースがストレージ装置とのデータ転送において設定される一般的なブロックサイズを参考にした。従来方法における上記オーバーヘッドを500μ秒とすると、全転送時間は564μ秒(=32KB/1GB×2+500μ)かかるのに対し、本発明では64μ秒(=32KB/1GB×2)で済む。   According to the present invention, since the phase of the clock signal embedded in the serial data signal transmitted from the slave node can be matched with the reference clock signal generated by the master node, the one-to-many node using the serial transmission path The data transfer between them can be satisfactorily performed with a simple configuration. By using the configuration of the present invention, when a plurality of slave nodes sequentially transfer data to the master node, no overhead occurs even when the slave node is switched, so that the transfer time can be shortened. For example, it is assumed that the transmission band of the serial transmission path is 1 GB / second, and 32 KB data is transferred from the first slave node and the second slave node to the master node. Here, the numerical value of 32 KB refers to a general block size that is set in a data transfer with a storage device by a commercially available database. Assuming that the overhead in the conventional method is 500 μsec, the total transfer time takes 564 μsec (= 32 KB / 1 GB × 2 + 500 μ), whereas in the present invention, 64 μsec (= 32 KB / 1 GB × 2) is sufficient.

[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る信号伝送システムの構成を示すブロック図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the signal transmission system according to the first embodiment of the present invention.

本実施の形態に係る信号伝送システムは、CPU2に設けられた1つのマスターノード1と、複数(例えば3つ)のメモリ5A〜5Cにそれぞれ設けられたスレーブノード3b、3c、3dとの間で、シリアルバス4を介してデータ転送を行う。   In the signal transmission system according to the present embodiment, between one master node 1 provided in the CPU 2 and slave nodes 3b, 3c, and 3d provided in a plurality of (for example, three) memories 5A to 5C, respectively. Data transfer is performed via the serial bus 4.

(マスターノード)
マスターノード1は、並列直列変換部10a、送信PLL(Phase Locked Loop)12a、直列並列変換部11a、分周回路13a、位相差検出部19a、CDR部(クロックデータリカバリ部)23a、及びマスタータイミング調整部20aを備える。
(Master node)
The master node 1 includes a parallel / serial conversion unit 10a, a transmission PLL (Phase Locked Loop) 12a, a serial / parallel conversion unit 11a, a frequency dividing circuit 13a, a phase difference detection unit 19a, a CDR unit (clock data recovery unit) 23a, and a master timing. An adjustment unit 20a is provided.

また、マスターノード1は、外部回路とのインタフェースで、並列データ信号100a、同期信号(基準クロック信号)102a、及びタイミング調整の制御信号110aを入力し、並列データ信号101a、及びタイミング調整のステータス信号111aを出力する。また、シリアルバス4とのインタフェースで、直列データ信号201aを入力し、直列データ信号200aを出力する。   The master node 1 is an interface with an external circuit, and receives the parallel data signal 100a, the synchronization signal (reference clock signal) 102a, and the timing adjustment control signal 110a, and receives the parallel data signal 101a and the timing adjustment status signal. 111a is output. In addition, the serial data signal 201a is input through the interface with the serial bus 4, and the serial data signal 200a is output.

送信PLL12aは、マスタータイミング調整部20aから同期信号202aを入力し、周波数を逓倍して得られる直列同期信号250aを出力する。   The transmission PLL 12a receives the synchronization signal 202a from the master timing adjustment unit 20a, and outputs a serial synchronization signal 250a obtained by multiplying the frequency.

並列直列変換部10aは、並列データ信号、同期信号202a、及び直列同期信号250aを入力し、並列データ信号を直列データ信号200aに変換して出力する。例えば、並列データ信号が40ビットで各50Mbps、同期信号202aが50MHz、直列同期信号250aが500MHzであるとすると、出力される直列データ信号は4ビットで各500Mbpsの信号となる。   The parallel / serial conversion unit 10a receives the parallel data signal, the synchronization signal 202a, and the serial synchronization signal 250a, converts the parallel data signal into the serial data signal 200a, and outputs the serial data signal 200a. For example, if the parallel data signal is 40 bits and 50 Mbps, the synchronization signal 202a is 50 MHz, and the serial synchronization signal 250a is 500 MHz, the output serial data signal is 4 bits and each signal is 500 Mbps.

CDR部23aは、直列データ信号201aを入力し、そこから直列同期信号を抽出して出力する。本実施の形態では直列データ信号201aのみを入力としているが、別途参照クロック信号を入力して抽出することも可能である。   The CDR unit 23a receives the serial data signal 201a, extracts a serial synchronization signal therefrom, and outputs it. In this embodiment, only the serial data signal 201a is input, but a reference clock signal can be separately input and extracted.

分周回路13aは、CDR部23aから直列同期信号を入力し、周波数が同期信号202aと等しくなるまで分周した結果を出力する。   The frequency dividing circuit 13a receives the serial synchronization signal from the CDR unit 23a and outputs the result of frequency division until the frequency becomes equal to the synchronization signal 202a.

直列並列変換部11aは、直列データ信号201aと、CDR部23aの出力信号、前記分周回路13aの出力信号を入力し、直列データ信号201aを並列データ信号に変換して出力する。例えば、直列データ信号201aが4ビットで各500Mbps、同期信号が50MHz、直列同期信号が500MHzであるとすると、出力される並列データ信号は40ビットで各50Mbpsの信号となる。   The serial / parallel converter 11a receives the serial data signal 201a, the output signal of the CDR unit 23a, and the output signal of the frequency divider circuit 13a, converts the serial data signal 201a into a parallel data signal, and outputs the parallel data signal. For example, if the serial data signal 201a is 4 bits and 500 Mbps, the synchronization signal is 50 MHz, and the serial synchronization signal is 500 MHz, the output parallel data signal is 40 bits and 50 Mbps each.

位相差検出部19aは、CDR部23aの出力信号と、送信PLL12aの出力である直列同期信号との間の位相差を検出し、結果をマスタータイミング調整部20aに対して出力する。本実施の形態においては直列同期信号から位相差を検出しているが、両入力信号を分周した後に位相差を検出する方法も適用することができる。   The phase difference detection unit 19a detects a phase difference between the output signal of the CDR unit 23a and the serial synchronization signal that is the output of the transmission PLL 12a, and outputs the result to the master timing adjustment unit 20a. In this embodiment, the phase difference is detected from the serial synchronization signal, but a method of detecting the phase difference after dividing both input signals can also be applied.

マスタータイミング調整部20aは、制御信号110aの指示により、データ転送を実行している期間は何も処理を行わず、並列データ信号100aを並列直列変換部10aへ出力し、直列並列変換部11aの出力を並列データ信号101aに接続し、同期信号102aと同期信号202aを接続し、そして、制御信号110aの指示によりタイミング調整を起動された場合は、後述する図3〜図6に示すフローチャートのうち、マスターノード1に対応する処理を実行する。   The master timing adjustment unit 20a outputs no parallel data signal 100a to the parallel-serial conversion unit 10a without performing any processing during the period of data transfer according to the instruction of the control signal 110a. When the output is connected to the parallel data signal 101a, the synchronization signal 102a and the synchronization signal 202a are connected, and the timing adjustment is started by the instruction of the control signal 110a, among the flowcharts shown in FIGS. The process corresponding to the master node 1 is executed.

(スレーブノード)
一方、スレーブノード3b、3c、3dは、それぞれ、並列直列変換部10b、10c、10d、送信PLL12b、12c、12d、直列並列変換部11b、11c、11d、分周回路13b、13c、13d、スレーブタイミング調整部22b、22c、22d、CDR部23b、23c、23d、送信タイミング制御部24b、24c、24d、受信アライナー31b、31c、31d、及び送信アライナー32b、32c、32dを備える。並列直列変換部部10b、10c、10d、送信PLL12b、12c、12d、直列並列変換部11b、11c、11d、分周回路13b、13c、13d、及びCDR部23b、23c、23dに関しては、マスターノード1に含まれる同モジュールと同様であるため、説明を省略する。
(Slave node)
On the other hand, the slave nodes 3b, 3c, 3d are parallel-serial converters 10b, 10c, 10d, transmission PLLs 12b, 12c, 12d, serial-parallel converters 11b, 11c, 11d, frequency dividers 13b, 13c, 13d, slaves, respectively. Timing adjustment units 22b, 22c, 22d, CDR units 23b, 23c, 23d, transmission timing control units 24b, 24c, 24d, reception aligners 31b, 31c, 31d, and transmission aligners 32b, 32c, 32d are provided. With respect to the parallel / serial conversion units 10b, 10c, and 10d, the transmission PLLs 12b, 12c, and 12d, the serial / parallel conversion units 11b, 11c, and 11d, the frequency dividing circuits 13b, 13c, and 13d, and the CDR units 23b, 23c, and 23d, 1 is the same as the module included in FIG.

また、スレーブノード3b、3c、3dは、外部回路とのインタフェースで、それぞれ、並列データ信号100b、100c、100d、及びタイミング調整の制御信号110b、110c、110dを入力し、並列データ信号101b、101c、101d、及びタイミング調整のステータス信号111b、111c、111dを出力する。また、シリアルバス4とのインタフェースで、直列データ信号201b、201c、201dを入力し、直列データ信号200b、200c、200dを出力する。   The slave nodes 3b, 3c, and 3d are interfaces with external circuits, and receive parallel data signals 100b, 100c, and 100d and timing adjustment control signals 110b, 110c, and 110d, respectively, and parallel data signals 101b, 101c. , 101d and status signals 111b, 111c, 111d for timing adjustment are output. In addition, serial data signals 201b, 201c, and 201d are input through the interface with the serial bus 4, and serial data signals 200b, 200c, and 200d are output.

また、制御信号110b、110c、110dは、CPU2からシリアルバス4とは異なる伝送路を介して送信されるようになっている。   The control signals 110b, 110c, and 110d are transmitted from the CPU 2 via a transmission path different from that of the serial bus 4.

送信タイミング制御部24b、24c、24dは、それぞれ分周回路13b、13c、13dから抽出された同期信号203b、203c、203dを入力し、スレーブタイミング調整部22b、22c、22dの指示に従って位相をずらして得られる信号を出力する。各々の位相ずらし量は独立に与える。   The transmission timing control units 24b, 24c, and 24d receive the synchronization signals 203b, 203c, and 203d extracted from the frequency dividing circuits 13b, 13c, and 13d, respectively, and shift the phases in accordance with instructions from the slave timing adjustment units 22b, 22c, and 22d. The signal obtained is output. Each phase shift amount is given independently.

ここでは分周された信号の位相を調整しているが、分周前の信号の位相を調整し、その結果得られた信号を分周するという方法を用いても構わない。   Although the phase of the frequency-divided signal is adjusted here, a method of adjusting the phase of the signal before frequency division and frequency-dividing the resulting signal may be used.

受信アライナー31b、31c、31dは、それぞれ、直列並列変換部11b、11c、11dの出力信号を入力し、スレーブタイミング調整部22b、22c、22dの指示に従ってワードアライメント処理を施した結果を、スレーブタイミング調整部22b、22c、22dに対して出力する。   Receiving aligners 31b, 31c, and 31d receive the output signals of the serial-to-parallel converters 11b, 11c, and 11d, respectively, and perform word alignment processing in accordance with instructions from the slave timing adjusters 22b, 22c, and 22d. Output to the adjusting units 22b, 22c, and 22d.

送信アライナー32b、32c、32dは、それぞれ、送信データをスレーブタイミング調整部22b、22c、22dから入力し、スレーブタイミング調整部22b、22c、22dの指示に従ってワードアライメント処理を施した結果を、並列直列変換部10b、10c、10dに出力する。   The transmission aligners 32b, 32c, and 32d input transmission data from the slave timing adjustment units 22b, 22c, and 22d, respectively, and perform word alignment processing in accordance with instructions from the slave timing adjustment units 22b, 22c, and 22d. The data is output to the conversion units 10b, 10c, and 10d.

スレーブタイミング調整部22b、22c、22dは、それぞれ、制御信号110b、110c、110dの指示により、データ転送を実行している期間は何も処理を行わず、並列データ信号100b、100c、100dを送信アライナー32b、32c、32dへ出力し、受信アライナー31b、31c、31dの出力を並列データ信号101b、101c、101dに接続し、そして、制御信号110b、110c、110dの指示によりタイミング調整を起動された場合は、後述する図3〜図6に示すフローチャートのうち、スレーブノード3に対応する処理を実行する。   The slave timing adjustment units 22b, 22c, and 22d transmit parallel data signals 100b, 100c, and 100d without performing any processing during the period of data transfer in accordance with the instructions of the control signals 110b, 110c, and 110d, respectively. Output to the aligner 32b, 32c, 32d, connect the output of the receive aligner 31b, 31c, 31d to the parallel data signal 101b, 101c, 101d, and the timing adjustment is activated by the instruction of the control signal 110b, 110c, 110d In this case, processing corresponding to the slave node 3 is executed in the flowcharts shown in FIGS.

(アライメント処理)
図2(a)は、受信時のアライメントシーケンスの一例、(b)は送信時のアライメントシーケンスの一例、(c)はアライナーの構成の一例をそれぞれ示す図である。
(Alignment processing)
2A shows an example of an alignment sequence at the time of reception, FIG. 2B shows an example of an alignment sequence at the time of transmission, and FIG. 2C shows an example of the configuration of the aligner.

スレーブノード3におけるデータ受信時には、次のようにしてアライメント処理が行われる。まず、図2(a)に示すように、マスターノード1における並列データ信号「1/2/・・・/10」は、並列直列変換部(P/S)により直列データ信号「1−2−・・・−10」に変換されて送信される。スレーブノード3で受信された直列データ信号「1−2−・・・−10」は、直列並列変換部(S/P)により並列データ信号に変換される。この際、同期信号と直列データ信号の位相が異なると、元の並列データ信号のビット順がずれて、例えば、並列データ信号は、図示のように「5/6/・・・/4」となる。受信アライナー31は、スレーブタイミング調整部22からの指示により、データ信号が元通りの並列データ信号「1/2/・・・/10」に整列するようにアライメント処理を行う。   When data is received by the slave node 3, alignment processing is performed as follows. First, as shown in FIG. 2A, the parallel data signal “1/2 /... / 10” in the master node 1 is converted into a serial data signal “1-2” by the parallel-serial converter (P / S). ... -10 "and transmitted. The serial data signal “1-2... -10” received by the slave node 3 is converted into a parallel data signal by the serial / parallel converter (S / P). At this time, if the phase of the synchronization signal and the serial data signal are different, the bit order of the original parallel data signal is shifted. For example, the parallel data signal is “5/6 /... Become. In response to an instruction from the slave timing adjustment unit 22, the reception aligner 31 performs alignment processing so that the data signal is aligned with the original parallel data signal “1/2 /... / 10”.

スレーブノード3におけるデータ送信時には、図2(b)に示すようにアライメント処理が行われる。シリアル伝送路は図2(a)と同様であり、同期信号と直列データ信号の伝送遅延時間のずれにより、直列データ信号は4ビットずれて受信されるものとする。マスターノード1は、後述するタイミング調整シーケンスを用いて、このずれによるアライメント情報をスレーブノード3にあらかじめ伝達しておく。これを受けて、スレーブタイミング調整部22は、送信アライナー32に所定のアライメント処理を指示する。まず、スレーブノード3における並列データ信号「1/2/・・・/10」は、送信アライナー32により信号が「5/6/・・・/4」となるようにアライメント処理を行う。並列直列変換部(P/S)により直列データ信号「5−6−・・・−4」に変換されて送信される。マスターノード1で受信された直列データ信号「5−6−・・・−4」は、直列並列変換部(S/P)により元通りの並列データ信号「1/2/・・・/10」に整列される。   At the time of data transmission in the slave node 3, alignment processing is performed as shown in FIG. The serial transmission path is the same as that shown in FIG. 2A, and the serial data signal is received with a shift of 4 bits due to the transmission delay time difference between the synchronization signal and the serial data signal. The master node 1 transmits the alignment information due to this shift to the slave node 3 in advance using a timing adjustment sequence described later. In response to this, the slave timing adjustment unit 22 instructs the transmission aligner 32 to perform a predetermined alignment process. First, the parallel data signal “1/2 /... / 10” in the slave node 3 is subjected to alignment processing by the transmission aligner 32 so that the signal becomes “5/6 /. It is converted into a serial data signal “5-6... -4” by a parallel / serial converter (P / S) and transmitted. The serial data signal “5-6... -4” received by the master node 1 is converted into the original parallel data signal “1/2 /... / 10” by the serial / parallel converter (S / P). Aligned.

このように、ワードアライメント処理を各送信ノードにおいて行うことにより、受信ノードは送信ノードの切換えを意識することなくデータを受信できるので、回路構成が簡素化される。   Thus, by performing the word alignment process at each transmitting node, the receiving node can receive data without being aware of switching of the transmitting node, so that the circuit configuration is simplified.

送信アライナー32および受信アライナー31は、本例では、図2(c)に示すように、10ビットのレジスタ30a、分岐回路30b、10入力1出力のセレクタSL1〜SL10を用いて構成することができる。本回路により、シリアルバス4上を伝送される連続2ワード分の信号19ビットから、連続する10ビットの信号を出力することができる。レジスタ30aは、入力される1−10の各信号をクロックに同期して保持する。分岐回路30bは、入力信号1−9を各々コピーして得られる信号11−19と、レジスタ30aから出力される信号1−10の合計19ビットの信号を入力し、セレクタSL1〜SL10への各入力信号を生成する。セレクタSL1〜SL10には、それぞれ選択信号が与えられ、これに従って各セレクタSL1〜SL10から出力が1つずつ出され、所定のアライメント処理が実行される。これらの選択信号は、スレーブタイミング調整部22から与えられる。   In this example, the transmission aligner 32 and the reception aligner 31 can be configured using a 10-bit register 30a, a branch circuit 30b, and 10-input 1-output selectors SL1 to SL10 as shown in FIG. . With this circuit, a continuous 10-bit signal can be output from the 19-bit signal for two consecutive words transmitted on the serial bus 4. The register 30a holds the input 1-10 signals in synchronization with the clock. The branch circuit 30b receives a total of 19 bits of a signal 11-19 obtained by copying the input signals 1-9 and a signal 1-10 output from the register 30a, and outputs the signals to the selectors SL1 to SL10. Generate an input signal. Each of the selectors SL1 to SL10 is given a selection signal, and according to this, one output is output from each of the selectors SL1 to SL10, and a predetermined alignment process is executed. These selection signals are given from the slave timing adjustment unit 22.

(第1の実施の形態の動作)
次に、図3〜図6を用いて、上記以外のタイミング調整シーケンスの説明を行う。これらはいずれもマスタータイミング調整部20a、スレーブタイミング調整部22b〜22dが実行する。タイミング調整シーケンスの全部または一部をプログラムによって実現することができる。
(Operation of the first embodiment)
Next, a timing adjustment sequence other than the above will be described with reference to FIGS. All of these are executed by the master timing adjustment unit 20a and the slave timing adjustment units 22b to 22d. All or part of the timing adjustment sequence can be realized by a program.

(全体フロー)
図3は、シーケンス全体のフローチャートを示す。処理が開始され(ST30)、タイミング調整の制御信号110a(110b〜110d)の検知を行うと(ST31)、ステータス信号111a(111b〜111d)をアクティブとし、外部に対してビジー状態を通知する(ST32)。これにより、タイミング調整処理中は並列データ信号100a(100b〜100d)、101a(101b〜101d)の入出力は禁止される。
(Overall flow)
FIG. 3 shows a flowchart of the entire sequence. When the processing is started (ST30) and the timing adjustment control signal 110a (110b to 110d) is detected (ST31), the status signal 111a (111b to 111d) is activated and a busy state is notified to the outside (ST31). ST32). Thus, input / output of the parallel data signals 100a (100b to 100d) and 101a (101b to 101d) is prohibited during the timing adjustment process.

次に、受信調整シーケンスを実行し(ST33)、次に、送信調整シーケンスを実行する(ST34)。これらが終了すると、外部に対するビジー状態を解除し(ST35)、全体を終了する(ST36)。   Next, a reception adjustment sequence is executed (ST33), and then a transmission adjustment sequence is executed (ST34). When these are finished, the busy state for the outside is canceled (ST35), and the whole is finished (ST36).

(受信調整シーケンス)
図4は、受信調整シーケンスのフローチャートを示す。以下の図4〜図6においては、各処理ブロック名のうちMで始まるものはマスタータイミング調整部20aが行う処理を表し、Sで始まるものはスレーブタイミング調整部22b〜22dが行う処理を表す。また太い矢印は、マスターノード1とスレーブノード3間の信号のやり取りを表す。
(Reception adjustment sequence)
FIG. 4 shows a flowchart of the reception adjustment sequence. In the following FIGS. 4 to 6, each processing block name starting with M represents a process performed by the master timing adjustment unit 20 a, and one starting with S represents a process performed by the slave timing adjustment units 22 b to 22 d. A thick arrow represents a signal exchange between the master node 1 and the slave node 3.

マスターノード1のマスタータイミング調整部20aで受信調整シーケンスが開始されると(M40)、マスタータイミング調整部20aが起動され、テストパターン信号を並列直列変換部10aから全スレーブノード3に送信する(M41)。このテストパターンは、マスタータイミング調整部20a、スレーブタイミング調整部22b〜22dの両方において予めメモリ等の記憶手段に格納されているものとする。   When the reception adjustment sequence is started in the master timing adjustment unit 20a of the master node 1 (M40), the master timing adjustment unit 20a is activated and transmits a test pattern signal from the parallel / serial conversion unit 10a to all the slave nodes 3 (M41). ). It is assumed that this test pattern is stored in advance in a storage unit such as a memory in both the master timing adjustment unit 20a and the slave timing adjustment units 22b to 22d.

テストパターンとして、例えば10ビット信号の場合であれば、以下の繰り返しパターンを用いることができる。
ビット列1.“0001110101”
ビット列2.“0011010101”
テストパターンに必要な条件は伝送路の仕様に依存するが、例えば、以下が必要である。
条件1.ビット列の中に論理値“1”が4割から6割を占めていること
条件2.先頭ビットがどれであるかをパターン自身から判定できること
ビット列1と2はいずれも条件1と2を満たしている。また、イーサネット(登録商標)の通信確立に用いられるカンマディテクション用のビット列も適用可能である。
As a test pattern, for example, in the case of a 10-bit signal, the following repetitive pattern can be used.
Bit string “0001110101”
Bit string 2. “0011010101”
The conditions required for the test pattern depend on the transmission path specifications, but for example, the following is required.
Condition 1. 1. The logical value “1” occupies 40% to 60% in the bit string. It can be determined from the pattern itself which bit is the first bit. Bit strings 1 and 2 both satisfy conditions 1 and 2. In addition, a bit string for comma detection used for establishing Ethernet (registered trademark) communication is also applicable.

次に、マスタータイミング調整部20aは、一定時間だけテストパターン信号を送信し続けた後(M42)、処理を終了する(M43)。ここでの一定時間とは、以下で説明するスレーブタイミング調整部22b〜22dの処理S41〜S52の処理時間よりも十分に長い時間を表す。   Next, the master timing adjustment unit 20a continues to transmit the test pattern signal for a predetermined time (M42), and then ends the process (M43). Here, the fixed time represents a time sufficiently longer than the processing times of the processes S41 to S52 of the slave timing adjustment units 22b to 22d described below.

続いてスレーブタイミング調整部22b〜22dの処理を説明する。以下は全スレーブノード3において実行する。   Next, processing of the slave timing adjustment units 22b to 22d will be described. The following is executed in all slave nodes 3.

処理を開始すると(S40)、処理M41により送信されたテストパターン信号を受信する(S41)。   When the process is started (S40), the test pattern signal transmitted by the process M41 is received (S41).

CDR部23b〜23dにより最適な信号受信タイミングが設定され(S42)、受信されたテストパターンと、予め格納されている正解パターンとの照合を行い、照合結果をメモリに格納する。ここで例えば上記のビット列1が正解パターンである場合に、受信されたテストパターンが、
ビット列3.“1000111010”
であったとする。この場合、各ビットは正しく受信されているが、先頭ビットの位置が1ビット下位側にずれているだけであり、ワードアライメントを行えば正解となる。よって照合結果としては、以下の2つを記憶する。
結果1.全ての個別ビットは正しく受信されているかどうか。
結果2.もし結果1がOKであれば、何ビットシフトすれば正解となるか。
Optimal signal reception timing is set by the CDR units 23b to 23d (S42), the received test pattern is collated with the correct pattern stored in advance, and the collation result is stored in the memory. Here, for example, when the above bit string 1 is a correct pattern, the received test pattern is:
2. Bit string “10000111010”
Suppose that In this case, each bit is received correctly, but the position of the first bit is only shifted to the lower side by 1 bit, and a correct answer is obtained if word alignment is performed. Therefore, the following two are stored as the collation results.
Result 1. Whether all individual bits are received correctly.
Result 2. If the result 1 is OK, how many bits should be shifted to get the correct answer?

もしも受信結果がNGの場合は受信タイミングを設定できなかったものとして、エラー信号を外部に出力する(S50)。OKである場合は、最適な受信タイミングに対応する上記結果2(シフト数)を、受信アライナー31b、31c、31dに対して設定する。
以上でスレーブタイミング調整部22b〜22dの処理が終了する。
If the reception result is NG, it is determined that the reception timing cannot be set, and an error signal is output to the outside (S50). In the case of OK, the above result 2 (number of shifts) corresponding to the optimal reception timing is set for the reception aligners 31b, 31c, and 31d.
This completes the processing of the slave timing adjustment units 22b to 22d.

(送信調整シーケンス)
次に、図5および図6により、送信調整シーケンスの説明を行う。図5はマスターノード1について、図6はスレーブノード3についてそれぞれ示しており、両図は各図中の「A」、「B」、「C」同士で接続される。
(Transmission adjustment sequence)
Next, the transmission adjustment sequence will be described with reference to FIGS. FIG. 5 shows the master node 1 and FIG. 6 shows the slave node 3, and both figures are connected by “A”, “B”, and “C” in each figure.

マスターノード1のマスタータイミング調整部20aで送信調整シーケンスが開始されると(M80)、マスタータイミング調整部20aが起動され、ID信号(=各スレーブノード3を識別するために予め設定されたID番号を、データ信号とした信号)を、並列直列変換部10aから全スレーブノード3に送信する(M81)。送信調整シーケンスは、個々のスレーブノード3とマスターノード1との1対1の伝送により実行するため、マスターノード1側からスレーブノード3を1つずつ指定するために処理M81が必要となる。   When the transmission adjustment sequence is started in the master timing adjustment unit 20a of the master node 1 (M80), the master timing adjustment unit 20a is activated and an ID signal (= ID number set in advance to identify each slave node 3). Is transmitted as a data signal) from the parallel-serial converter 10a to all the slave nodes 3 (M81). Since the transmission adjustment sequence is executed by one-to-one transmission between each slave node 3 and the master node 1, a process M81 is required to designate the slave nodes 3 one by one from the master node 1 side.

マスタータイミング調整部20aは、一定時間だけID信号を送信し続けた後(M82)、スレーブノード3から送信されるテストパターンを受信する(M83)。ここでの一定時間とは、以下で説明するスレーブタイミング調整部22b〜22dによる処理S81〜S85の処理時間よりも十分に長い時間を表す。続いてスレーブタイミング調整部22b〜22dの処理を説明する。以下でのスレーブタイミング調整部22b〜22dの処理は全てのスレーブノード3において実行する。   The master timing adjustment unit 20a continues to transmit the ID signal for a predetermined time (M82), and then receives the test pattern transmitted from the slave node 3 (M83). Here, the fixed time represents a time sufficiently longer than the processing times of the processes S81 to S85 by the slave timing adjustment units 22b to 22d described below. Next, processing of the slave timing adjustment units 22b to 22d will be described. The following processes of the slave timing adjustment units 22b to 22d are executed in all the slave nodes 3.

図6において、処理が開始されると(S80)、まず送信タイミングの初期化が行われる(S92)。処理M81により送信されたID信号を受信し(S81)、それがID信号であるか、終了通知信号であるかを判別する。終了通知信号を受信した場合は、処理を終了する(S91)。ID信号を受信した場合は、各スレーブノード3のID番号との照合を行い(S82)、自ノードが指定されているか否かを判定する(S83)。この判定結果はレジスタ等の記憶手段により保持するものとする。   In FIG. 6, when processing is started (S80), transmission timing is first initialized (S92). The ID signal transmitted by the process M81 is received (S81), and it is determined whether it is an ID signal or an end notification signal. If an end notification signal is received, the process ends (S91). When the ID signal is received, the ID number of each slave node 3 is collated (S82), and it is determined whether or not the own node is designated (S83). This determination result is held by storage means such as a register.

処理S83の結果、ID信号によって指定されたスレーブノード3は、テストパターン信号をマスターノード1に対して送信する(S84)。テストパターン信号については図4の処理M41と同様であるため、説明を省略する。またID信号によって指定されていないスレーブノード3は、全ての論理値が“0”であるテストパターン信号を送信する(S85)。処理S84と処理S85は同様のタイミングで実行され、かつ各信号がシリアルバスにおいて合流される。よって、処理S84のテストパターン信号が合流による影響を受けず、正しくマスターノード1に伝送されるように、処理S85の信号を選ぶことが必要である。   As a result of the process S83, the slave node 3 designated by the ID signal transmits a test pattern signal to the master node 1 (S84). The test pattern signal is the same as the process M41 in FIG. Further, the slave node 3 not designated by the ID signal transmits a test pattern signal having all logical values “0” (S85). Process S84 and process S85 are executed at the same timing, and the signals are joined on the serial bus. Therefore, it is necessary to select the signal of the process S85 so that the test pattern signal of the process S84 is not affected by the merge and is correctly transmitted to the master node 1.

次に、マスタータイミング調整部20aの処理を説明する。マスタータイミング調整部20aは、テストパターンを受信すると(M83)、CDR部23aにより最適な信号受信タイミングを設定し(M84)、受信されたテストパターンと、予め格納されている正解パターンとの照合を行い、照合結果をメモリに格納する。   Next, processing of the master timing adjustment unit 20a will be described. When the master timing adjustment unit 20a receives the test pattern (M83), the CDR unit 23a sets an optimum signal reception timing (M84), and collates the received test pattern with the stored correct pattern. The collation result is stored in the memory.

次に、現在指定中のスレーブノード3に関して、位相差検出部19aの出力値が所定値以下か否かの判定を行い(M86)、所定値を越えている場合は、タイミング変更指示信号を位相差の値と共にスレーブノード3に送信する(M90)。ここでタイミング変更指示信号とは、スレーブノード3からの送信タイミングを変更して再度テストを行う指示信号である。次に、一定時間だけタイミング変更指示信号を送信し続けた後(M95)に処理M83に戻り、処理M83〜M86を実行する。処理M95における一定時間とは、後述するスレーブタイミング調整部22b〜22dによる処理S86〜S87、S83〜S85の処理時間よりも十分に長い時間とする。   Next, for the currently designated slave node 3, it is determined whether or not the output value of the phase difference detector 19a is equal to or less than a predetermined value (M86). It transmits to the slave node 3 together with the value of the phase difference (M90). Here, the timing change instruction signal is an instruction signal for changing the transmission timing from the slave node 3 and performing the test again. Next, after continuing to transmit the timing change instruction signal for a predetermined time (M95), the process returns to the process M83, and the processes M83 to M86 are executed. The fixed time in the process M95 is a time sufficiently longer than the process times of processes S86 to S87 and S83 to S85 by the slave timing adjustment units 22b to 22d described later.

一方、処理M86により位相差が所定値以下である場合は、タイミング固定指示信号を送信する(M89)。   On the other hand, when the phase difference is equal to or smaller than the predetermined value by the process M86, a timing fixing instruction signal is transmitted (M89).

続いて、全てのスレーブノード3に関して送信タイミング調整を終えたかどうかの判定を行う(M91)。まだ終えていない場合は、スレーブノード3のID番号を更新し(M92)、次のスレーブノード3の送信タイミング調整を行う(M81)。調整終了の場合は、処理M96とM97により、終了通知信号を一定時間だけスレーブノード3に送信し続ける。ここで一定時間とは、スレーブタイミング調整部22b〜22dによるS81の処理時間よりも十分に長い時間を示す。最後に最終結果とステータスを出力し(M93)、終了する(M94)。   Subsequently, it is determined whether or not the transmission timing adjustment has been completed for all slave nodes 3 (M91). If not finished yet, the ID number of the slave node 3 is updated (M92), and the transmission timing of the next slave node 3 is adjusted (M81). In the case of the end of adjustment, the end notification signal is continuously transmitted to the slave node 3 for a predetermined time by the processes M96 and M97. Here, the fixed time indicates a time sufficiently longer than the processing time of S81 by the slave timing adjustment units 22b to 22d. Finally, the final result and status are output (M93), and the process ends (M94).

スレーブタイミング調整部22b〜22dは、マスタータイミング調整部20aによる処理M89もしくはM90により送信された信号を受信する(S86)。   The slave timing adjustment units 22b to 22d receive the signal transmitted by the process M89 or M90 by the master timing adjustment unit 20a (S86).

受信信号がタイミング変更指示信号である場合、位相差に基づくデータ送信タイミングの変更を送信タイミング制御部24b〜24dに対して指示し(S87)、更に処理S83に戻る。   When the received signal is a timing change instruction signal, the transmission timing control units 24b to 24d are instructed to change the data transmission timing based on the phase difference (S87), and the process returns to step S83.

受信信号がタイミング固定指示信号である場合、その結果をメモリに格納し(S88)、送信タイミング制御部24b〜24dに対して設定する(S89)。更にマスターノード1に対するテストパターンの送信を中止した後(S90)、処理S81に戻る。   If the received signal is a timing fixing instruction signal, the result is stored in the memory (S88) and set for the transmission timing control units 24b to 24d (S89). Further, after stopping the transmission of the test pattern to the master node 1 (S90), the process returns to S81.

また処理S86において上記以外の信号を受信している場合は、処理S83に戻りテストパターン信号の送信を継続する。   If a signal other than the above is received in process S86, the process returns to process S83 and the transmission of the test pattern signal is continued.

(伝送タイミング)
図7は、本発明の信号伝送システムが実行するタイミング調整シーケンスによる、伝送タイミングの改善効果を示す図である。例としてスレーブノード3bとマスターノード1との間の伝送タイミングを示しているが、他のスレーブノード3c、3dにおいても同様である。
(Transmission timing)
FIG. 7 is a diagram showing the improvement effect of the transmission timing by the timing adjustment sequence executed by the signal transmission system of the present invention. The transmission timing between the slave node 3b and the master node 1 is shown as an example, but the same applies to the other slave nodes 3c and 3d.

図7(a)にタイミング調整を行わない場合のタイムチャートを示す。この場合、スレーブノード3からマスターノード1への信号伝播遅延、素子通過遅延等により、直列同期信号250aと直列データ信号201aの間に位相差が生じている。この位相差は各スレーブノード3によって異なるため、もしも送信するスレーブノード3が切り換わると、マスターノード1のCDR部23aはその都度、直列同期信号を抽出する必要があり、その間の伝送は中断される。   FIG. 7A shows a time chart when the timing adjustment is not performed. In this case, a phase difference is generated between the serial synchronization signal 250a and the serial data signal 201a due to a signal propagation delay from the slave node 3 to the master node 1, an element passage delay, and the like. Since this phase difference is different for each slave node 3, if the transmitting slave node 3 is switched, the CDR section 23a of the master node 1 must extract the serial synchronization signal each time, and the transmission between them is interrupted. The

図7(b)にタイミング調整後のタイムチャートを示す。直列同期信号250bの位相を調整することにより、マスターノード1においては直列同期信号250aと直列データ信号201aの間の位相差がなくなっている。CDR部23aは、どのスレーブノード3から信号送信されても、いずれも直列同期信号250aと同じタイミングで受信することができるため、スレーブノード3が切り換わっても伝送の中断が起こらない。   FIG. 7B shows a time chart after timing adjustment. By adjusting the phase of the serial synchronization signal 250b, the master node 1 eliminates the phase difference between the serial synchronization signal 250a and the serial data signal 201a. The CDR unit 23a can receive any signal from any slave node 3 at the same timing as the serial synchronization signal 250a. Therefore, even if the slave node 3 is switched, transmission is not interrupted.

なお、本実施の形態においては、いずれのスレーブノード3が送信しても、信号201aの位相が信号250aと同程度になるようにタイミングを調整しているが、必ず信号250aに合わせる必要はない。何らかの基準となる信号と信号201aとの位相差が同程度になる方法であれば適用可能である。   In the present embodiment, the timing is adjusted so that the phase of the signal 201a is approximately the same as that of the signal 250a regardless of which slave node 3 transmits, but it is not always necessary to match the signal 250a. . Any method can be applied as long as the phase difference between the signal as a reference and the signal 201a is approximately the same.

(第1の実施の形態の効果)
上述した第1の実施の形態によれば、シリアルバス4により1対多ノード間の信号伝送を実現することができる。特に、複数のスレーブノード3側からマスターノード1側へのシリアルデータ伝送において、シリアルデータ信号に埋め込まれたクロック信号の位相を、予めマスターノード側の基準クロック信号に合わせ込むことにより、マスターノード1はスレーブノード3が切り換わっても伝送中断することなくデータを受信することができる。
(Effects of the first embodiment)
According to the first embodiment described above, signal transmission between one-to-many nodes can be realized by the serial bus 4. In particular, in serial data transmission from the plurality of slave nodes 3 to the master node 1 side, the phase of the clock signal embedded in the serial data signal is matched with the reference clock signal on the master node side in advance, whereby the master node 1 Can receive data without interrupting transmission even when the slave node 3 is switched.

[第2の実施の形態]
図8は、本発明の第2の実施の形態に係る信号伝送システムの構成を示すブロック図である。本実施の形態は、第1の実施の形態におけるシリアルバスの部分を、光分波器60、光合波器61、電気光変換部62(62a〜62d)、光電気変換部63(63a〜63d)で置き換えた構成となっている。その他のマスターノード1、スレーブノード3b〜3d、および各部における信号は、第1の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。
[Second Embodiment]
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a signal transmission system according to the second embodiment of the present invention. In this embodiment, the serial bus portion in the first embodiment is divided into an optical demultiplexer 60, an optical multiplexer 61, an electro-optical converter 62 (62a to 62d), and an opto-electric converter 63 (63a to 63d). ). The other master node 1, slave nodes 3b to 3d, and signals in the respective units are the same as those in the first embodiment, and thus description thereof is omitted.

第2の実施の形態においては、各部から送信されるシリアルデータ信号およびフレーム信号は光信号に変換され、それぞれ光ファイバや後述する光バス等の光伝送媒体を介して伝送され、受信側で電気信号に変換される。   In the second embodiment, serial data signals and frame signals transmitted from the respective units are converted into optical signals, which are respectively transmitted via optical transmission media such as optical fibers and an optical bus described later, and are electrically transmitted on the receiving side. Converted to a signal.

光分波器60は、光信号の入射ポート1つと、出射ポート3つを備えている。入射ポートからの光信号入射に対して、各出射ポートにおいて同様の光量の光信号が得られるように導光路を構成する。光分波器60としては例えばスターカプラなどを用いることができ、また特開平10−123350号公報や特開平10−123374号公報に記載された光バスを用いることもできる。これらの光バスは、シート状の光伝送媒体の内部または入射端面で信号光を拡散することによって、出射端面において一様な光強度レベルの信号光を得るものである。   The optical demultiplexer 60 includes one optical signal incident port and three output ports. The light guide is configured so that an optical signal having the same amount of light can be obtained at each exit port when an optical signal enters from the entrance port. As the optical demultiplexer 60, for example, a star coupler or the like can be used, and an optical bus described in JP-A-10-123350 or JP-A-10-123374 can also be used. These optical buses obtain signal light having a uniform light intensity level at the exit end face by diffusing the signal light inside the sheet-like optical transmission medium or at the entrance end face.

光合波器61は、光信号の入射ポート3つと、出射ポート1つを備えている。いずれの入射ポートから光信号が入射されても、出射ポートにおいて同様の光量の光信号が得られるように導光路を構成する。光合波器61としては上述の光分波器60と同様にスターカプラや光バスを用いることができる。   The optical multiplexer 61 includes three optical signal incident ports and one outgoing port. The light guide is configured so that an optical signal having a similar light quantity can be obtained at the exit port regardless of which optical signal is incident from any of the entrance ports. As the optical multiplexer 61, a star coupler or an optical bus can be used as in the optical demultiplexer 60 described above.

電気光変換部62は、各ノードから出力される電気信号を光信号に変換して出力するものであり、発光ダイオード、LED等の発光素子とその駆動回路を含み構成される。   The electro-optical converter 62 converts an electrical signal output from each node into an optical signal and outputs the optical signal, and includes a light-emitting element such as a light-emitting diode or an LED and a drive circuit thereof.

光電気変換部63は、光分波器60、光合波器61から出力される光信号を電気信号に変換して各ノードに接続するものであり、フォトダイオード等の受光素子と、その出力信号の増幅回路を含み構成される。   The photoelectric conversion unit 63 converts the optical signal output from the optical demultiplexer 60 and the optical multiplexer 61 into an electrical signal and connects it to each node. The light receiving element such as a photodiode and its output signal The amplifier circuit is configured.

第2の実施の形態によれば、シリアル伝送路に光伝送媒体を用いているので、耐ノイズ性が向上し、多重伝送が可能となる。   According to the second embodiment, since the optical transmission medium is used for the serial transmission path, noise resistance is improved and multiplex transmission is possible.

なお、図8においては、電気光変換部62と光電気変換部63が各ノードとは別ブロックとなっているが、各々を各ノード内に含める構成としてもよい。   In FIG. 8, the electro-optic converter 62 and the opto-electric converter 63 are separate blocks from each node, but each may be included in each node.

[他の実施の形態]
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、発明の要旨を変更しない範囲内で種々な変形が可能である。また、発明の要旨を変更しない範囲内で各実施の形態間の構成要素を任意に組み合わせることができる。
[Other embodiments]
The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. In addition, the constituent elements between the respective embodiments can be arbitrarily combined within the scope not changing the gist of the invention.

本発明の第1の実施の形態に係る信号伝送システムのブロック図である。1 is a block diagram of a signal transmission system according to a first embodiment of the present invention. (a)は受信時のアライメントシーケンスの一例、(b)は送信時のアライメントシーケンスの一例、(c)はアライナーの構成の一例をそれぞれ示す図である。(A) is an example of the alignment sequence at the time of reception, (b) is an example of the alignment sequence at the time of transmission, and (c) is a diagram showing an example of the configuration of the aligner. 本発明の第1の実施の形態に係る信号伝送システムが実行するタイミング調整シーケンスの全体処理フロー図である。It is a whole processing flow figure of the timing adjustment sequence which the signal transmission system concerning a 1st embodiment of the present invention performs. 本発明の第1の実施の形態に係る信号伝送システムが実行するタイミング調整シーケンスに含まれる、受信調整シーケンスの処理フロー図である。It is a processing flow figure of a reception adjustment sequence included in the timing adjustment sequence which the signal transmission system concerning a 1st embodiment of the present invention performs. 本発明の第1の実施の形態に係る信号伝送システムが実行するタイミング調整シーケンスに含まれる、送信調整シーケンス(マスターノード)の処理フロー図である。It is a processing flowchart of a transmission adjustment sequence (master node) included in the timing adjustment sequence executed by the signal transmission system according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態に係る信号伝送システムが実行するタイミング調整シーケンスに含まれる、送信調整シーケンス(スレーブノード)の処理フロー図である。It is a processing flow figure of a transmission adjustment sequence (slave node) included in the timing adjustment sequence which the signal transmission system concerning a 1st embodiment of the present invention performs. (a)は、比較例を示す図、(b)は、本発明の第1の実施の形態に係る信号伝送システムが実行するタイミング調整シーケンスによる、伝送タイミングの改善効果を示す図である。(A) is a figure which shows a comparative example, (b) is a figure which shows the improvement effect of the transmission timing by the timing adjustment sequence which the signal transmission system which concerns on the 1st Embodiment of this invention performs. 本発明の第2の実施の形態に係る信号伝送システムの構成図である。It is a block diagram of the signal transmission system which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 マスターノード
3,b〜3d スレーブノード
4 シリアルバス
5A〜5C メモリ
10,10a〜10d 並列直列変換部
11a〜11d 直列並列変換部
12a〜12d 送信PLL
13a〜13d 分周回路
19a 位相差検出部
20a マスタータイミング調整部
22,22b〜22d スレーブタイミング調整部
23a〜23d CDR部
24b〜24d 送信タイミング制御部
30a レジスタ
30b 分岐回路
31,31b 受信アライナー
32,32b 送信アライナー
60 光分波器
61 光合波器
62a〜62d 電気光変換部
63a〜63d 光電気変換部
100a〜100d,101a〜101d 並列データ信号
102a 同期信号
110a〜110d 制御信号
111a〜111d ステータス信号
200a,200b 直列データ信号
201a,201b 直列データ信号
202a 同期信号
203b 同期信号
250a,250b 直列同期信号
SL1〜SL10 セレクタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Master node 3, b-3d Slave node 4 Serial bus 5A-5C Memory 10, 10a-10d Parallel serial converter 11a-11d Serial parallel converter 12a-12d Transmission PLL
13a to 13d Frequency dividing circuit 19a Phase difference detection unit 20a Master timing adjustment unit 22, 22b to 22d Slave timing adjustment unit 23a to 23d CDR unit 24b to 24d Transmission timing control unit 30a Register 30b Branch circuit 31, 31b Reception aligner 32, 32b Transmission aligner 60 Optical demultiplexer 61 Optical multiplexers 62a-62d Electro-optical converters 63a-63d Photo-electric converters 100a-100d, 101a-101d Parallel data signal 102a Synchronization signals 110a-110d Control signals 111a-111d Status signals 200a, 200b serial data signal 201a, 201b serial data signal 202a synchronous signal 203b synchronous signal 250a, 250b serial synchronous signal SL1-SL10 selector

Claims (9)

マスターノードと、前記マスターノードとの間でデータ転送を行う複数のスレーブノードとを有する信号伝送システムにおいて、
前記マスターノードは、基準クロック信号に同期して動作し、前記複数のスレーブノードからの直列データ信号に埋め込まれたクロック信号を抽出するクロックデータリカバリ部と、前記基準クロック信号と前記クロック信号との間の位相差を検出する位相差検出部とを備え、
前記複数のスレーブノードは、それぞれ、前記位相差検出部によって検出された前記位相差が所定の値以下となるように前記直列データ信号の送信タイミングを調整する送信タイミング制御部を備えたことを特徴とする信号伝送システム。
In a signal transmission system having a master node and a plurality of slave nodes that perform data transfer between the master node,
The master node operates in synchronization with a reference clock signal, extracts a clock signal embedded in serial data signals from the plurality of slave nodes, and includes a reference clock signal and the clock signal. A phase difference detection unit that detects a phase difference between
Each of the plurality of slave nodes includes a transmission timing control unit that adjusts the transmission timing of the serial data signal so that the phase difference detected by the phase difference detection unit is a predetermined value or less. Signal transmission system.
前記マスターノード及び前記複数のスレーブノードは、前記直列データ信号をシリアルバスを介して送受信することを特徴とする請求項1に記載の信号伝送システム。   The signal transmission system according to claim 1, wherein the master node and the plurality of slave nodes transmit and receive the serial data signal via a serial bus. 前記複数のスレーブノードの前記送信タイミング制御部は、前記直列データ信号の送信タイミングの調整を逐次的に行うことを特徴とする請求項1に記載の信号伝送システム。   The signal transmission system according to claim 1, wherein the transmission timing control unit of the plurality of slave nodes sequentially adjusts the transmission timing of the serial data signal. 前記マスターノードは、データ転送を実行していない期間中に、前記マスターノードが出力する直列データ信号の受信タイミングの調整を前記スレーブノード毎に個別に設定する受信調整シーケンスと、前記スレーブノードが出力する直列データ信号の送信タイミングを前記スレーブノード毎に個別に設定する送信調整シーケンスとを実行するマスタータイミング調整部を備え、
前記スレーブノードは、前記マスタータイミング調整部からの命令に従い、前記受信調整シーケンスの実行中は受信タイミングの調整を行い、前記送信調整シーケンスの実行中は前記送信タイミング制御部に対して送信タイミングの変化を指示して、送信タイミングの調整を行うスレーブタイミング調整部を備えたことを特徴とする請求項1に記載の信号伝送システム。
The master node outputs a reception adjustment sequence for individually setting the adjustment of the reception timing of the serial data signal output from the master node for each slave node during a period when data transfer is not performed, and the slave node outputs A master timing adjustment unit that executes a transmission adjustment sequence for individually setting the transmission timing of the serial data signal for each slave node;
The slave node adjusts a reception timing during execution of the reception adjustment sequence according to a command from the master timing adjustment unit, and changes a transmission timing to the transmission timing control unit during the execution of the transmission adjustment sequence. The signal transmission system according to claim 1, further comprising a slave timing adjustment unit that instructs transmission of the transmission timing.
前記マスタータイミング調整部は、前記受信調整シーケンス、前記送信調整シーケンスの順に処理を行うことを特徴とする請求項4に記載の信号伝送システム。   The signal transmission system according to claim 4, wherein the master timing adjustment unit performs processing in the order of the reception adjustment sequence and the transmission adjustment sequence. 前記マスターノードと前記スレーブノードとの間のデータ転送は、光伝送媒体を介して行われることを特徴とする請求項1に記載の信号伝送システム。   The signal transmission system according to claim 1, wherein data transfer between the master node and the slave node is performed via an optical transmission medium. 前記基準クロック信号、および前記スレーブノードからの直列データ信号に埋め込まれたクロック信号は、同一の発振源より生成されることを特徴とする請求項1に記載の信号伝送システム。   The signal transmission system according to claim 1, wherein the reference clock signal and the clock signal embedded in the serial data signal from the slave node are generated from the same oscillation source. マスターノードからスレーブノードに基準クロック信号が埋め込まれた直列データ信号を送信する第1のステップと、
前記スレーブノードから前記マスターノードに送信された前記直列データ信号に埋め込まれたクロック信号と前記基準クロック信号との位相差を検出する第2のステップと、
前記位相差を所定の値以下となるように前記スレーブノードから前記マスターノードへの前記直列データ信号の送信タイミングを調整する第3のステップとを含むことを特徴とする信号伝送方法。
A first step of transmitting a serial data signal in which a reference clock signal is embedded from a master node to a slave node;
A second step of detecting a phase difference between the clock signal embedded in the serial data signal transmitted from the slave node to the master node and the reference clock signal;
And a third step of adjusting a transmission timing of the serial data signal from the slave node to the master node so that the phase difference is equal to or less than a predetermined value.
請求項8に記載の前記第1乃至第3のステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。   A program for causing a computer to execute the first to third steps according to claim 8.
JP2006183634A 2006-07-03 2006-07-03 Signal transmission system, signal transmission method and program Expired - Fee Related JP4793138B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006183634A JP4793138B2 (en) 2006-07-03 2006-07-03 Signal transmission system, signal transmission method and program

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006183634A JP4793138B2 (en) 2006-07-03 2006-07-03 Signal transmission system, signal transmission method and program

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008016955A JP2008016955A (en) 2008-01-24
JP4793138B2 true JP4793138B2 (en) 2011-10-12

Family

ID=39073599

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006183634A Expired - Fee Related JP4793138B2 (en) 2006-07-03 2006-07-03 Signal transmission system, signal transmission method and program

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4793138B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008016955A (en) 2008-01-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7366821B2 (en) High-speed memory system
EP2441184B1 (en) Optical interconnection arrangement for high speed, high density communication systems
JP2500973B2 (en) Exchange connection system
US8817929B2 (en) Transmission circuit and communication system
WO2022166423A1 (en) Clock domain system and management method for interconnected dies
CN112817908B (en) High-speed expansion system and expansion method between bare chips
US20110305248A1 (en) Clock selection for synchronous ethernet
US5682408A (en) Method of transmitting sync clock and sync data between shelves of a synchronous digital hierarchy system
JP4407104B2 (en) Signal transmission system
JP2002107419A (en) Semiconductor integrated circuit
JP4793138B2 (en) Signal transmission system, signal transmission method and program
US20060209679A1 (en) Transceiver, optical transmitter, port-based switching method, program, and storage medium
JP3979116B2 (en) Signal transmission system
USH967H (en) High speed, long distance, data transmission multiplexing circuit
CN116578528A (en) Multi-FPGA prototype verification platform hardware architecture of multi-mode hybrid interconnection architecture
WO2013025311A1 (en) Temporal redundancy
CN115017081B (en) Multipath SRIO interface clock resource sharing system based on domestic FPGA
JP4023203B2 (en) Signal transmission system
KR100406490B1 (en) Apparatus for Conversing Interface of Board about Bus Structure In Router System
JP2000195287A (en) Shift register, serial/parallel conversion circuit, and lsi for communication
CN115658584A (en) Token ring-based SPI (Serial peripheral interface) backboard bus communication method
KR100243697B1 (en) A signal conversion and phase alignning apparatus
JPS62163431A (en) Optical parallel transmission and reception circuit
KR200314153Y1 (en) Data parallel transmission device of ATM system
JPH10341207A (en) Optical concentrator

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090210

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110617

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: 20110628

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: 20110711

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: 20140805

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees