JP5151772B2

JP5151772B2 - 信号伝送装置、信号伝送装置制御方法

Info

Publication number: JP5151772B2
Application number: JP2008193701A
Authority: JP
Inventors: 誠須和田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2008-07-28
Filing date: 2008-07-28
Publication date: 2013-02-27
Anticipated expiration: 2028-07-28
Also published as: US20100020858A1; US8331431B2; JP2010034778A

Description

本発明は、伝送路を介して信号の伝送を行う信号伝送装置、信号伝送装置制御方法に関するものである。

近年、パソコンやサーバで使用されてきたＰＣＩ（Peripheral Component Interconnect）やＰＣＩ−ＸはＰＣＩＥｘｐｒｅｓｓに、ＨＤＤやＣＤ−ＲＯＭなどのストレージデバイスへの接続に使用されてきたＡＴＡ（Advanced Technology Attachment）はＳｅｒｉａｌＡＴＡに、同様にＳＣＳＩ（Small Computer System Interface）はＳｅｒｉａｌＡｔｔａｃｈｅｄＳＣＳＩに移行している。このように、信号伝送のインタフェース（電気インタフェース）はパラレルインタフェースからシリアルインタフェースに急速に移行しつつある。

シリアルインタフェースはパラレルインタフェースより広帯域を使用するため、伝送路のロス・ジッタ・ノイズ・ばらつきなどを適切に見極め、より安定な伝送波形を得る手法が求められている。

シリアルインタフェースは、信号波形を送出する送信ＬＳＩ（Large Scale Integration）と、プリント基板やコネクタやケーブルで構成される伝送路と、信号波形を受信する受信ＬＳＩ等を有する。

伝送速度がＧＨｚオーダーである高速伝送システムの設計では、送・受信器の能力、素子・基板材料の特性ばらつき、伝送路を構成する各要素の特性、ノイズなどを考慮し、最適な伝送品質を得る必要がある。

従来の伝送システムは、送信ＬＳＩや受信ＬＳＩの他に、プリント基板やケーブルやコネクタを有する。この場合に考慮すべき項目の一例としては、送信・受信性能、ＬＳＩ・材料・特性のばらつき、電源・クロストークノイズ、反射、ＰＣＢ（Printed Circuit Board）配線・ＶＩＡ・ケーブル・コネクタ・送受信ＬＳＩのパッケージのロス、等が挙げられる。

なお、従来技術として、等化パラメータの設定を自動化する等化装置や、プリエンファシス調整に要する時間を短縮するプリエンファシス調整方法がある（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
特開２００４−１５６２２号公報特開２００６−２４６１９１号公報

一般的な高速伝送は、エンファシス調整による受信アイ（Eye）開口調整やＥＱ（Equalizer）調整を行う。

しかし、伝送クロック周波数及び多値数は予め決められており、必ずしも最適な伝送方式になっているとは言えない。

また、高速伝送の多ポート化により、ＬＳＩの中に多ポートの送受信回路が内蔵される。これにより、オープンレーンにおけるオープン反射や複数レーンの同時動作ノイズによる伝送品質の悪化が懸念されている。さらには、受信アイ開口を大きくすることが受信マージンを大きくすることと思われがちだが、大きなアイ開口波形を受信することで、多ポートＬＳＩ内部のノイズが大きくなり、同様に伝送品質を悪化させる原因にもなっている。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、信号伝送の設定の最適化を行う信号伝送装置、信号伝送装置制御方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明の一態様は、伝送路を介して信号の伝送を行う信号伝送装置であって、前記伝送路の特性の測定を行うための第１信号を前記伝送路へ送信する第１信号送信部と、前記第１信号送信部により送信された第１信号が前記伝送路により反射された信号に基づいて、前記伝送路の反射特性を測定する反射特性測定部と、前記第１信号送信部により送信された第１信号が前記伝送路を通過した信号に基づいて、前記伝送路の通過特性を測定する通過特性測定部と、前記反射特性測定部により測定された前記反射特性と前記通過特性測定部により測定された前記通過特性とに基づいて、伝送クロック周波数及び多値数を決定する決定部と、前記決定部により決定された伝送クロック周波数及び多値数を用いて情報の変調を行い、該変調により得られた第２信号を前記伝送路へ送信する第２信号送信部と、前記第２信号送信部により送信されて前記伝送路を通過した第２信号を、受信して復調する第２信号受信部とを備える。

また、本発明の一態様は、伝送路を介して信号の伝送を行う信号伝送方法であって、前記伝送路の特性の測定を行うための第１信号を前記伝送路へ送信し、送信された第１信号が前記伝送路により反射された信号に基づいて、前記伝送路の反射特性を測定すると共に、送信された第１信号が前記伝送路を通過した信号に基づいて、前記伝送路の通過特性を測定し、測定された前記反射特性と測定された前記通過特性とに基づいて、伝送クロック周波数及び多値数を決定し、決定された前記伝送クロック周波数及び多値数を用いて情報の変調を行い、該変調により得られた第２信号を前記伝送路へ送信し、送信されて前記伝送路を通過した第２信号を、受信して復調することを行う。

開示の信号伝送装置、信号伝送装置制御方法によれば、信号伝送の設定の最適化を行うことができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。

本実施の形態に係る信号伝送システムは、多値伝送を行う。また、この信号伝送システムは、データ判定タイミングにおいて伝送信号が取り得るレベルの数である多値数を選択することができる。多値数が多いほど、伝送容量は多くなる。また、この信号伝送システムは、伝送品質と伝送容量が所定の条件を満たすように、伝送クロック周波数及び多値数を決定する。以後、このように決定される伝送クロック周波数及び多値数をそれぞれ、最適周波数及び最適多値数と呼ぶ。

本実施の形態に係る信号伝送システムの構成について以下に説明する。

図１は、本実施の形態に係る信号伝送システムの構成の一例を示すブロック図である。この信号伝送システムは、送信ＬＳＩ１１、受信ＬＳＩ１２、プリント基板１３，１４、コネクタ１５、コントローラ１６、メモリ１７を有する。送信ＬＳＩ１１は、送信制御部２１、変調部２２、増幅部２３（Ａｍｐ）、エンファシス部２４（Ｅｍｐｈａｓｉｓ）、第１ネットワークアナライザ２８を有する。受信ＬＳＩ１２は、ＥＱ３１、復調部３２、波形記憶部３３、ＢＥＲ（Bit Error Ratio）測定部３４、アイ開口測定部３５、判定テーブル記憶部３６、判定部３７、第２ネットワークアナライザ３８を有する。

送信ＬＳＩ１１は、プリント基板１３上に実装されている。受信ＬＳＩ１２は、プリント基板１４上に実装されている。

送信部２２は、ポート１（Ｐｏｒｔ１）、ポート２を有する。受信部３２は、ポート３、ポート４を有する。ポート１とポート３は、プリント基板１３上の伝送信号線、コネクタ１５、プリント基板１４上の伝送信号線を介して接続される。ポート１により送信された信号は、ポート３により受信される。同様に、ポート２とポート４は、プリント基板１３上の伝送信号線、コネクタ１５、プリント基板１４上の伝送信号線を介して接続される。ポート２により送信された信号は、ポート４により受信される。

以後、プリント基板１３上の伝送信号線、コネクタ１５、プリント基板１４上の伝送信号線から成る信号の経路を、伝送路またはレーンと呼ぶ。

また、送信ＬＳＩ１１及び受信ＬＳＩ１２内の各部は、レーン毎に設けられる。

コントローラ１６、メモリ１７、送信制御部２１、送信部２２、ＥＱ３１、受信部３２は、制御信号線を介して接続される。

図２は、本実施の形態に係るコントローラにおけるソフトウェアの構成の一例を示すブロック図である。コントローラ１６は、ソフトウェアであるＳパラメータ測定部４１、選定部４２、設定部４３を実行する。ここで、コントローラ１６は、例えばＣＰＵであり、Ｓパラメータ測定部４１、選定部４２、設定部４３は、コントローラ１６がメモリ１７を用いて実行するプログラムである。

送信制御部２１は、送信ＬＳＩ１１におけるオープンレーンの判定や増幅部２３の制御を行う。変調部２２は、送信ＬＳＩ１１が送信すべき情報の変調を行う。エンファシス部２４は、伝送路による波形の劣化を防ぐために所定の周波数を増幅する。増幅部２３は、送信する信号を増幅する。

ＥＱ３１は、伝送路により劣化した波形の等化を行う。復調部３２は受信した信号を復調する。波形記憶部３３は、受信した波形を記憶する。ＢＥＲ測定部３４は、受信した信号のＢＥＲを測定する。アイ開口測定部３５は、受信した信号のアイ開口を測定する。判定テーブル記憶部３６は、判定テーブルを記憶する。

判定テーブル記憶部３６は、送信ＬＳＩ１１又は受信ＬＳＩ１２において最適周波数及び最適多値数を決定するための判定テーブルを格納する。

判定部３７は、判定テーブルに基づいて最適周波数及び最適多値数を決定する。

第１ネットワークアナライザ２８は、Ｓパラメータを測定するための測定用信号（第１信号）を伝送路へ送信し、伝送路で反射された測定用信号を受信することにより伝送路の反射ロス（反射特性）の測定を行う。第２ネットワークアナライザ３８は、伝送路を通過した測定用信号を受信することにより伝送路の挿入ロス（通過特性）の測定を行う。

第１信号送信部及び第２信号送信部は、送信制御部２１、変調部２２、増幅部２３、エンファシス部２４に対応する。第２信号受信部は、ＥＱ３１、復調部３２、波形記憶部３３、ＢＥＲ測定部３４、アイ開口測定部３５に対応する。

決定部は、判定テーブル記憶部３６、判定部３７、コントローラ１６、メモリ１７に対応する。

Ｓパラメータ測定部４１は、第１ネットワークアナライザ２８及び第２ネットワークアナライザ３８に測定の指示を行い、測定に基づいて伝送路のＳパラメータ特性を算出する。Ｓパラメータは、伝送路の周波数特性を表すパラメータである。選定部４２は、Ｓパラメータ測定部４１により算出されたＳパラメータ特性に基づいて、増幅部２３の設定値である増幅部設定値、エンファシス部２４の設定値であるエンファシス部設定値、ＥＱ３１の設定値であるＥＱ設定値を複数選定する。

ここで、増幅部設定値は、増幅特性であり、ここでは増幅部２３の出力振幅値または増幅率とする。エンファシス部設定値は、強調特性であり、ここでは強調する周波数におけるゲインとする。ＥＱ３１の設定値は、等化特性であり、ここでは中心周波数とする。ここで、ＥＱ３１は、中心周波数においてゲインが最大となる周波数特性を有する。

なお、本実施の形態の信号伝送システムは、伝送路を共通にする双方向インタフェースであっても良い。この場合、受信ＬＳＩ１２側が更に、変調部２２、増幅部２３、エンファシス部２４、第１ネットワークアナライザ２８を有し、送信ＬＳＩ１１側が更に、ＥＱ３１、復調部３２、波形記憶部３３、ＢＥＲ測定部３４、アイ開口測定部３５、判定テーブル記憶部３６、判定部３７、第２ネットワークアナライザ３８を有する。そして、この信号伝送システムは、送信ＬＳＩ１１側から受信ＬＳＩ１２側への伝送と同様に、受信ＬＳＩ１２側から送信ＬＳＩ１１側への伝送を行う。

本実施の形態に係る信号伝送システムの動作について以下に説明する。

図３は、本実施の形態に係る信号伝送システムの動作の一例を示すフローチャートである。

まず、設定部４３は、判定テーブルがメモリ等に存在するか否かの判定を行う（Ｓ１１）。判定テーブルが存在する場合（Ｓ１１，Ｙｅｓ）、このフローは処理Ｓ２５へ移行する。判定テーブルが存在しない場合（Ｓ１１，Ｎｏ）、設定部４３は、判定テーブルを作成する判定テーブル作成処理を行い（Ｓ１２）、処理Ｓ２５へ移行する。判定テーブル作成処理において、設定部４３は、例えばユーザから入力される送信ＬＳＩ１１及び受信ＬＳＩ１２のデータシート（ＬＳＩの規格）の情報を取得し、その情報から判定テーブルを作成する。

次に、設定部４３は、作成済みの判定テーブルを取得して判定テーブル記憶部３６に設定する（Ｓ２５）。

次に、設定部４３は、予め指定された判定基準を取得する（Ｓ２７）。判定基準は、最適周波数及び最適多値数を決定するための基準であり、伝送品質重視または伝送容量重視を示す。ここで、予め判定基準に伝送容量重視が指定されていない場合、判定基準として伝送品質重視が用いられる。

次に、送信制御部２１は、オープンレーンがあるか否かの判定を行う（Ｓ３１）。オープンレーンがない場合（Ｓ３１，Ｎｏ）、このフローは処理Ｓ２１へ移行する。オープンレーンがある場合（Ｓ３１，Ｙｅｓ）、送信制御部２１は、増幅部２３に対してオープンレーンをＯＦＦもしくは出力レベルを０にし（Ｓ３２）、このフローは処理Ｓ２１へ移行する。伝送に不要なオープンレーンを判定して送信出力を止めることで、オープン反射によるクロストーク、ＬＳＩ内部ノイズを抑制することが可能となり、ＢＥＲを低減する効果がある。

次に、Ｓパラメータ測定部４１は、ＥＱ３１をオフにし（Ｓ３３）、第１ネットワークアナライザ２８及び第２ネットワークアナライザ３８によりＳパラメータを測定するＳパラメータ測定処理を行う（Ｓ３４）。

次に、判定部３７は、Ｓパラメータ測定処理により得られたＳパラメータ測定値と判定テーブル記憶部３６に格納された判定テーブルとから、最適周波数及び最適多値数を決定する周波数多値数決定処理を行う（Ｓ３７）。

次に、選定部４２は、増幅部２３、エンファシス部２４、ＥＱ３１の設定値の候補である設定値候補を複数決定する設定値候補決定処理を行う（Ｓ４０）。

次に、選定部４２は、設定値候補の組み合わせを順次設定し、アイ開口測定部３５によるアイ開口測定処理と、ＢＥＲ測定部３４によるＢＥＲ測定処理とを行う（Ｓ４１）。

次に、選定部４２は、設定値候補の組み合わせ毎に得られたアイ開口及びＢＥＲに基づいて、所定の適正条件を満たす設定値候補の組み合わせである適正設定値を選択する（Ｓ４２）。

適正条件の例について説明する。適正条件Ａとして、選定部４２は、ＢＥＲがエラーフリーとなり且つアイ開口が最大となる設定値と、ＢＥＲがエラーフリーとなり且つアイ開口が最小となる設定値と、ＢＥＲがエラーフリーとなり且つアイ開口が中心値に最も近くなる設定値とを、適正設定値とする。ここで、中心値は、最大値と最小値の平均値とする。適正条件Ｂとして、選定部４２は、ＢＥＲがエラーフリーとなり、且つアイ開口が予め設定された範囲内となる設定値を適正設定値とする。ユーザは、予め所定の適正条件として適正条件Ａまたは適正条件Ｂを選択することができる。

次に、選定部４２は、適正設定値の中から所定の最適条件を満たす設定値である最適設定値を選択し、最適設定値を増幅部２２、エンファシス部２４、ＥＱ３１に設定する（Ｓ４３）。ここで、最適条件は、アイ開口が中心値に最も近くなることである。これにより、アイ開口及び振幅が過剰になることにより発生するノイズを抑制することができ、受信感度の向上を図ることができる。

次に、設定部４３は、送信ＬＳＩ１１及び受信ＬＳＩ１２に通常の伝送を開始させる（Ｓ４４）。次に、設定部４３は、伝送を終了させるか否かの判定を行う（Ｓ４５）。

伝送を終了させる場合（Ｓ４５，Ｙｅｓ）、このフローは終了する。伝送を終了させない場合（Ｓ４５，Ｎｏ）、設定部４３は、伝送条件が変更されたか否かの判定を行う（Ｓ４６）。ここで、伝送条件は、例えば伝送負荷、伝送距離等である。

伝送条件が変更されていない場合（Ｓ４６，Ｎｏ）、このフローは処理Ｓ４５へ移行する。伝送条件が変更された場合（Ｓ４６，Ｙｅｓ）、このフローは処理Ｓ３１へ移行する。

また、設定値候補の組み合わせの全てについて処理Ｓ４１〜Ｓ４２を実行し、もっともＢＥＲ特性がよい設定値候補で運用することも可能である。

また、本実施の形態に係る信号伝送システムの動作は、上述したフローの全てを使用する必要はなく、必要なフローを設定して運用することも可能である。

周波数多値数決定処理について以下に説明する。

判定テーブルは、少なくとも一つの判定パターンを有する。判定パターンは、設定される伝送クロックの周波数範囲と設定される多値数とＳパラメータ測定値が満たすべきＳパラメータ条件とを有する。Ｓパラメータ条件は、挿入ロス条件と反射ロス条件とを有する。

まず、判定基準が伝送品質重視である場合の周波数多値数決定処理について説明する。判定部３７は、Ｓパラメータ測定値がＳパラメータ条件を満たす判定パターンを抽出し、抽出された判定パターンのうち、多値数が２より大きく且つ多値数が最小となる判定パターンを選択する。多値数が２より大きい判定パターンにおいてＳパラメータ測定値が全てのＳパラメータ条件を満たさない場合、判定部３７は、多値数が２の判定パターンを選択する。

次に、判定部３７は、選択された判定パターンにおける周波数範囲及び多値数を、それぞれ最適周波数範囲及び最適多値数とする。次に、判定部３７は、最適周波数範囲内でＳパラメータ測定値がＳパラメータ条件を満たす最も高い周波数を最適周波数とする。

次に、判定基準が伝送容量重視である場合の周波数多値数決定処理について説明する。まず、判定部３７は、判定基準が伝送品質重視である場合と同様に判定パターンを選択して伝送品質重視条件とする。次に、判定部３７は、多値数が最も大きい判定パターンを選択して伝送容量重視条件とする。

伝送品質重視条件と伝送容量重視条件が同一である場合、判定部３７は、その判定パターンの最適周波数範囲、最適多値数、最適周波数を決定する。伝送品質重視条件と伝送容量重視条件が異なる場合、判定部３７は、伝送品質重視条件の最適周波数範囲、最適多値数、最適周波数を決定して伝送容量を算出し、伝送容量重視条件の最適周波数範囲、最適多値数、最適周波数を決定して伝送容量を算出する。し、伝送品質重視条件と伝送容量重視条件のうち伝送容量の高い方の最適周波数及び最適多値数を選択する。エラー率の許容値が少し大きめでも問題無いような信号伝送システムの場合、伝送容量重視が指定される。

伝送品質重視及び伝送容量重視の他、伝送品質重視と同様にして複数の判定パターンが選択された場合に、ＢＥＲが最も小さくなる判定パターンを選択するような判定基準が用いられても良い。

また、例えば、判定パターンを満たす周波数の中で、反射が最も小さい周波数を最適周波数として選定することも可能である。

設定値候補決定処理の詳細について以下に説明する。

設定値候補決定処理において、選定部４２は、増幅部２３の設定値、エンファシス部２４の設定値、ＥＱ３１の設定値をそれぞれ３種類ずつ決定する。

図４は、本実施の形態に係る設定値候補決定処理の一例を示すフローチャートである。まず、選定部４２は、前処理として、送信ＬＳＩ１１における各ポートの出力振幅値、受信ＬＳＩ１２における各ポートのアイ開口値、等化特性を認識してメモリ１７へ格納する（Ｓ５１）。ここで、アイ開口値は、振幅方向の値である。次に、選定部４２は、事前の入力から、伝送特性にほとんど影響の無いＳＤＤ１１の上限値（ＳＤＤ１１＿ｌｍｔ）を取得してメモリ１７へ格納する（Ｓ５２）。

次に、選定部４２は、Ｓパラメータの測定値、出力振幅値、アイ開口値に基づいて、全ての出力振幅値の中から所定の設定条件を満たす出力振幅値を３種類選定して、増幅部設定値候補とする（Ｓ６１）。所定の選定条件は、当該出力振幅値にＳパラメータ測定結果による伝送ロスを考慮して得られる受信ＬＳＩ２１の入力振幅値が予め定められた条件を満たすことである。

次に、選定部４２は、Ｓパラメータの測定結果に基づいて、ＳＤＤ１１がＳＤＤ１１＿ｌｍｔ以下となるような周波数を全て選定してＥＱ設定値群とする（Ｓ６２）。次に、選定部４２は、ＥＱ設定値群の中心値と、その中心値のすぐ上の値と、その中心値のすぐ下の値とを、ＥＱ設定値候補として選定する（Ｓ６３）。次に、選定部４２は、事前の入力から、強調特性におけるゲインの範囲を取得する（Ｓ６４）。次に、選定部４２は、取得した範囲の中心値と、最大値と、最小値とを、エンファシス部設定値候補とし（Ｓ６５）、このフローは終了する。

上述した信号伝送システムの動作により、最適周波数及び最適多値数で波形、受信感度ともに良好な安定な伝送を行うことが可能となる。

さらには、各種ばらつき要因に左右されることなく、すべての量産装置で最適設定による安定した伝送を行うことが可能になる。従って、本実施の形態に係る信号伝送システムを用いることにより、容易に高信頼性を実現する大容量の信号伝送システムを構築することが可能となる。また、負荷変動時や伝送路変更時には再度最適化を行うことで、常に安定した信号伝送システムを構築することが可能となる。

本実施の形態に係る信号伝送システムの動作の具体例について以下に説明する。

図５は、本実施の形態に係る判定テーブルの一例を示す表である。この判定テーブルは、送信ＬＳＩ１１及び受信ＬＳＩ１２のデータシートに基づいて作成されたものであり、３個の判定パターンを有する。各判定パターンは、判定パターン番号、周波数範囲、多値数、Ｓパラメータ条件である挿入ロス（ＩＬ）条件及び反射ロス（ＲＬ）条件を有する。この例において、送信ＬＳＩ１１及び受信ＬＳＩ１２は、伝送クロック周波数を１ＧＨｚ〜２ＧＨｚとするときに多値数を８とすることができ、伝送クロック周波数を１ＧＨｚ〜３ＧＨｚとするときに多値数を４とすることができ、伝送クロック周波数を１ＧＨｚ〜５ＧＨｚとするときに多値数を２とすることができる。

判定パターン１における挿入ロス（ＳＤＤ２１）をＩＬ１とし、判定パターン１における反射ロス（ＳＤＤ１１）をＲＬ１とする。また、判定パターン２における挿入ロス（ＳＤＤ２１）をＩＬ２とし、判定パターン２における反射ロス（ＳＤＤ１１）をＲＬ２とする。判定パターン３における挿入ロス（ＳＤＤ２１）をＩＬとし、判定パターン３における反射ロス（ＳＤＤ１１）をＲＬとする。

Ｓパラメータ測定処理は、ＳＤＤ２１（差動−差動の挿入ロス）及びＳＤＤ１１（差動−差動の反射ロス）を測定してＳパラメータ測定値とする。図６は、本実施の形態に係るＳパラメータ測定値の一例を示すグラフである。この図において、横軸は周波数［ＭＨｚ］を示し、縦軸はＳＤＤ２１またはＳＤＤ１１［ｄＢ］を示す。実線の測定値は、ＳＤＤ１１を示し、破線の測定値は、ＳＤＤ２１を示す。

Ｆ＿１は、判定パターン１の周波数範囲を示し、ＳＤＤ２１＿１は、判定パターン１の挿入ロス条件を満たすＳＤＤ２１の範囲を示し、ＳＤＤ１１＿１は、判定パターン１の反射ロス条件を満たすＳＤＤ１１の範囲を示す。同様に、Ｆ＿２は、判定パターン２の周波数範囲を示し、ＳＤＤ２１＿２は、判定パターン２の挿入ロス条件を満たすＳＤＤ２１の範囲を示し、ＳＤＤ１１＿２は、判定パターン２の反射ロス条件を満たすＳＤＤ１１の範囲を示す。同様に、Ｆ＿３は、判定パターン３の周波数範囲を示し、ＳＤＤ２１＿３は、判定パターン３の挿入ロス条件を満たすＳＤＤ２１の範囲を示し、ＳＤＤ１１＿３は、判定パターン３の反射ロス条件を満たすＳＤＤ１１の範囲を示す。

図７は、本実施の形態に係る周波数多値数決定処理におけるＳパラメータ条件の判定結果の一例を示す表である。この表は、上述した判定テーブルの例の判定パターンの他に、挿入ロス条件の判定結果（○または×）、反射ロス条件の判定結果（○または×）を示す。

判定基準が伝送品質重視である場合、まず、Ｓパラメータ測定値がＳパラメータ条件を満たす判定パターンとして、判定パターン２，３が抽出される。次に、多値数が２より大きく且つ多値数が最小となる判定パターンとして、判定パターン２が選択される。即ち、最適周波数範囲が１ＧＨｚ〜３ＧＨｚに決定され、最適多値数が４に決定される。更に、Ｓパラメータ特性により、最適周波数範囲内でＳパラメータ測定値がＳパラメータ条件を満たす最も高い周波数である最適周波数が２．４３ＧＨｚに決定される。

この最適周波数及び最適多値数を用いた場合の伝送容量は、２．４３ＧＨｚ（伝送クロック周波数）×２×２＝９．７２Ｇｂｐｓとなる。図８は、本実施の形態に係る受信信号のアイパターンの一例を示す波形図である。この図において、横軸は時間を示し、縦軸は受信電圧を示す。ここで、最適周波数＝２．４３ＧＨｚ、最適多値数＝４である。ここで、Ｔは、伝送クロック周期（１／伝送クロック周波数）である。この例においてＴ＝１／２．４３［ＧＨｚ］＝４１２［ｐｓｅｃ］である。また、１ＵＩ（Unit Interval）は、１シンボルの時間間隔（伝送クロック周期／２）である。この例において１ＵＩ＝４１２［ｐｓｅｃ］／２＝２０６［ｐｓｅｃ］である。また、データ判定タイミングＤにおいて、受信電圧のレベルは、４値のいずれかを取り得る。

もし、判定パターン３を用いて２値変調の最適化を行ったとすると、多値数が２、伝送クロック周波数が３．８３ＧＨｚとなり、伝送容量は、３．８３ＧＨｚ×２＝７．６６Ｇｂｐｓになる。従って、判定基準が伝送品質重視である場合に最適化された伝送容量は、最適化された２値変調の伝送容量と比較して１．２７倍の大容量を実現することができる。

また、判定基準に伝送容量重視が指定されている場合、多値数が最も高い判定パターンとして、判定パターン１が選択される。即ち、最適周波数範囲が１ＧＨｚ〜２ＧＨｚに決定され、最適多値数が８に決定される。更に、Ｓパラメータ特性により、最適周波数範囲内でＳパラメータ測定値がＳパラメータ条件を満たす最も高い周波数である最適周波数が１．８６ＧＨｚに決定される。

この最適周波数及び最適多値数を用いた場合の伝送容量は、１．８６ＧＨｚ（伝送クロック周波数）×２×３＝１１．１６Ｇｂｐｓとなる。従って、判定基準が伝送容量重視である場合に最適化された伝送容量は、判定基準が伝送品質重視である場合に最適化された伝送容量より高くなるため、伝送容量重視の場合の最適周波数及び最適多値数が選択される。

本実施の形態によれば、伝送路特性と送受信ＬＳＩ特性を最大限に使用し、安定かつ最大性能での伝送が可能となる。加えて、各種ばらつき要因が入ってきても最適な伝送設定を容易に自動で行うことが可能となるため、量産装置でも常に安定した運用を行うことが可能となる。また、本実施の形態の信号伝送システムは、総合的に、大幅な伝送品質の向上、伝送障害の撲滅、開発、評価、調査、修理工数の大幅削減を可能とするものである。

本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他の様々な形で実施することができる。そのため、前述の実施の形態は、あらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、何ら拘束されない。更に、特許請求の範囲の均等範囲に属する全ての変形、様々な改良、代替および改質は、全て本発明の範囲内のものである。

以上の実施の形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
伝送路を介して信号の伝送を行う信号伝送装置であって、
前記伝送路の特性の測定を行うための第１信号を前記伝送路へ送信する第１信号送信部と、
前記第１信号送信部により送信された第１信号が前記伝送路により反射された信号に基づいて、前記伝送路の反射特性を測定する反射特性測定部と、
前記第１信号送信部により送信された第１信号が前記伝送路を通過した信号に基づいて、前記伝送路の通過特性を測定する通過特性測定部と、
前記反射特性測定部により測定された前記反射特性と前記通過特性測定部により測定された前記通過特性とに基づいて、伝送クロック周波数及び多値数を決定する決定部と、
前記決定部により決定された伝送クロック周波数及び多値数を用いて情報の変調を行い、該変調により得られた第２信号を前記伝送路へ送信する第２信号送信部と、
前記第２信号送信部により送信されて前記伝送路を通過した第２信号を、受信して復調する第２信号受信部と、
を備える信号伝送装置。
（付記２）
前記決定部は、伝送クロック周波数条件と多値数条件と反射特性条件と通過特性条件との組み合わせである判定パターンを少なくとも１個記憶し、前記判定パターンを満たす伝送クロック周波数の範囲及び多値数の範囲を決定する、
付記１に記載の信号伝送装置。
（付記３）
前記決定部は、決定された前記伝送クロック周波数の範囲及び前記多値数の範囲のうち伝送容量が最も高くなる伝送クロック周波数及び多値数を選択する、
付記２に記載の信号伝送装置。
（付記４）
前記伝送路は複数存在し、
前記第２信号送信部は、複数の前記伝送路のうちオープンレーンを検出し、該オープンレーンの出力をオフにする、
付記１に記載の信号伝送装置。
（付記５）
前記決定部は、前記伝送路における伝送品質を測定して伝送品質測定結果とし、前記伝送品質測定結果に基づいて、前記第２信号送信部による送信に用いられる増幅特性、前記第２信号送信部による送信に用いられる強調特性、前記第２信号受信部による受信に用いられる等化特性の最適化を行う、
付記１に記載の信号伝送装置。
（付記６）
前記伝送品質は、アイ開口を含み、
前記決定部は、前記増幅特性の設定値、前記強調特性の設定値、前記等化特性の設定値の組み合わせを複数取得し、複数の前記組み合わせのそれぞれに対応して前記伝送品質の測定を行い、アイ開口が中心値となる組み合わせを選択して前記第２信号送信部及び前記第２信号受信部に設定し、前記情報の伝送を行う、
付記５に記載の信号伝送装置。
（付記７）
前記伝送品質は、アイ開口及び誤り率を含み、
前記決定部は、前記増幅特性の設定値、前記強調特性の設定値、前記等化特性の設定値の組み合わせを複数取得し、複数の前記組み合わせのそれぞれに対応して前記伝送品質の測定を行い、誤り率が所定の誤り率条件を満たし且つアイ開口が中心値となる組み合わせを選択して前記第２信号送信部及び前記第２信号受信部に設定し、前記情報の伝送を行う、
付記５に記載の信号伝送装置。
（付記８）
前記伝送品質は、誤り率を含み、
前記決定部は、前記増幅特性の設定値、前記強調特性の設定値、前記等化特性の設定値の組み合わせを複数取得し、複数の前記組み合わせのそれぞれに対応して前記伝送品質の測定を行い、誤り率が最小となる組み合わせを選択して前記第２信号送信部及び前記第２信号受信部に設定し、前記情報の伝送を行う、
付記５に記載の信号伝送装置。
（付記９）
前記情報の伝送の前に、前記決定部は、前記伝送品質の測定と前記最適化を行う、
付記５に記載の信号伝送装置。
（付記１０）
前記伝送路の伝送負荷が変動した場合、前記決定部は、前記伝送品質の測定と前記最適化を行う、
付記５に記載の信号伝送装置。
（付記１１）
前記反射特性は、Ｓパラメータのうち反射ロスの周波数特性であり、
前記通過特性は、Ｓパラメータのうち挿入ロスの周波数特性である、
付記１に記載の信号伝送装置。
（付記１２）
伝送路を介して信号の伝送を行う信号伝送方法であって、
前記伝送路の特性の測定を行うための第１信号を前記伝送路へ送信し、
送信された第１信号が前記伝送路により反射された信号に基づいて、前記伝送路の反射特性を測定すると共に、送信された第１信号が前記伝送路を通過した信号に基づいて、前記伝送路の通過特性を測定し、
測定された前記反射特性と測定された前記通過特性とに基づいて、伝送クロック周波数及び多値数を決定し、
決定された前記伝送クロック周波数及び多値数を用いて情報の変調を行い、該変調により得られた第２信号を前記伝送路へ送信し、
送信されて前記伝送路を通過した第２信号を、受信して復調する、
ことを行う信号伝送方法。
（付記１３）
伝送クロック周波数条件と多値数条件と反射特性条件と通過特性条件との組み合わせである判定パターンを少なくとも１個記憶し、前記判定パターンを満たす伝送クロック周波数の範囲及び多値数の範囲を決定する、
付記１２に記載の信号伝送方法。
（付記１４）
決定された前記伝送クロック周波数の範囲及び前記多値数の範囲のうち伝送容量が最も高くなる伝送クロック周波数及び多値数を選択する、
付記１３に記載の信号伝送方法。
（付記１５）
前記伝送路は複数存在し、
複数の前記伝送路のうちオープンレーンを検出し、該オープンレーンの出力をオフにする、
付記１２に記載の信号伝送方法。
（付記１６）
前記伝送路における伝送品質を測定して伝送品質測定結果とし、前記伝送品質測定結果に基づいて、第２信号送信の送信に用いられる増幅特性、第２信号の送信に用いられる強調特性、第２信号の受信に用いられる等化特性の最適化を行う、
付記１２に記載の信号伝送方法。
（付記１７）
前記伝送品質は、アイ開口を含み、
前記増幅特性の設定値、前記強調特性の設定値、前記等化特性の設定値の組み合わせを複数取得し、複数の前記組み合わせのそれぞれに対応して前記伝送品質の測定を行い、アイ開口が中心値となる組み合わせを選択して設定し、前記情報の伝送を行う、
付記１６に記載の信号伝送方法。
（付記１８）
前記伝送品質は、アイ開口及び誤り率を含み、
前記増幅特性の設定値、前記強調特性の設定値、前記等化特性の設定値の組み合わせを複数取得し、複数の前記組み合わせのそれぞれに対応して前記伝送品質の測定を行い、誤り率が所定の誤り率条件を満たし且つアイ開口が中心値となる組み合わせを選択して設定し、前記情報の伝送を行う、
付記１６に記載の信号伝送方法。
（付記１９）
前記情報の伝送の前に、前記伝送品質の測定と前記最適化を行う、
付記１６に記載の信号伝送装置。
（付記２０）
前記伝送路の伝送負荷が変動した場合、前記伝送品質の測定と前記最適化を行う、
付記１６に記載の信号伝送方法。

本実施の形態に係る信号伝送システムの構成の一例を示すブロック図である。本実施の形態に係るコントローラにおけるソフトウェアの構成の一例を示すブロック図である。本実施の形態に係る信号伝送システムの動作の一例を示すフローチャートである。本実施の形態に係る設定値候補決定処理の一例を示すフローチャートである。本実施の形態に係る判定テーブルの一例を示す表である。本実施の形態に係るＳパラメータ測定値の一例を示すグラフである。本実施の形態に係る周波数多値数決定処理におけるＳパラメータ条件の判定結果の一例を示す表である。本実施の形態に係る受信信号のアイパターンの一例を示す波形図である。

符号の説明

１１送信ＬＳＩ、１２受信ＬＳＩ、１３，１４プリント基板、１５コネクタ、１６コントローラ、１７メモリ、２１送信制御部、２２変調部、２３増幅部、２４エンファシス部、２８第１ネットワークアナライザ、３１ＥＱ、３２復調部、３３波形記憶部、３４ＢＥＲ測定部、３５アイ開口測定部、３６判定テーブル記憶部、３７判定部、３８第２ネットワークアナライザ。

Claims

伝送路を介して信号の伝送を行う信号伝送装置であって、
前記伝送路の特性の測定を行うための第１信号を前記伝送路へ送信する第１信号送信部と、
前記第１信号送信部により送信された第１信号が前記伝送路により反射された信号に基づいて、前記伝送路の反射特性を測定する反射特性測定部と、
前記第１信号送信部により送信された第１信号が前記伝送路を通過した信号に基づいて、前記伝送路の通過特性を測定する通過特性測定部と、
前記反射特性測定部により測定された前記反射特性と前記通過特性測定部により測定された前記通過特性とに基づいて、伝送クロック周波数及び多値数を決定する決定部と、
前記決定部により決定された伝送クロック周波数及び多値数を用いて情報の変調を行い、該変調により得られた第２信号を前記伝送路へ送信する第２信号送信部と、
前記第２信号送信部により送信されて前記伝送路を通過した第２信号を、受信して復調する第２信号受信部と、
を備える信号伝送装置。
前記決定部は、伝送クロック周波数条件と多値数条件と反射特性条件と通過特性条件との組み合わせである判定パターンを少なくとも１個記憶し、前記判定パターンを満たす伝送クロック周波数の範囲及び多値数の範囲を決定する、
請求項１に記載の信号伝送装置。
前記決定部は、決定された前記伝送クロック周波数の範囲及び前記多値数の範囲のうち伝送容量が最も高くなる伝送クロック周波数及び多値数を選択する、
請求項２に記載の信号伝送装置。
前記伝送路は複数存在し、
前記第２信号送信部は、複数の前記伝送路のうちオープンレーンを検出し、該オープンレーンの出力をオフにする、
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の信号伝送装置。
前記決定部は、前記伝送路における伝送品質を測定して伝送品質測定結果とし、前記伝送品質測定結果に基づいて、前記第２信号送信部による送信に用いられる増幅特性、前記第２信号送信部による送信に用いられる強調特性、前記第２信号受信部による受信に用いられる等化特性の最適化を行う、
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の信号伝送装置。
前記伝送品質は、アイ開口を含み、
前記決定部は、前記増幅特性の設定値、前記強調特性の設定値、前記等化特性の設定値の組み合わせを複数取得し、複数の前記組み合わせのそれぞれに対応して前記伝送品質の測定を行い、アイ開口が中心値となる組み合わせを選択して前記第２信号送信部及び前記第２信号受信部に設定し、前記情報の伝送を行う、
請求項５に記載の信号伝送装置。
前記伝送品質は、アイ開口及び誤り率を含み、
前記決定部は、前記増幅特性の設定値、前記強調特性の設定値、前記等化特性の設定値の組み合わせを複数取得し、複数の前記組み合わせのそれぞれに対応して前記伝送品質の測定を行い、誤り率が所定の誤り率条件を満たし且つアイ開口が中心値となる組み合わせを選択して前記第２信号送信部及び前記第２信号受信部に設定し、前記情報の伝送を行う、
請求項５に記載の信号伝送装置。
前記伝送路の伝送負荷が変動した場合、前記決定部は、前記伝送品質の測定と前記最適化を行う、
請求項５に記載の信号伝送装置。
前記伝送路の伝送負荷が変動した場合、前記決定部は、前記伝送品質の測定と前記最適化を行う、
請求項５に記載の信号伝送装置。
伝送路を介して信号の伝送を行う信号伝送方法であって、
前記伝送路の特性の測定を行うための第１信号を前記伝送路へ送信し、
送信された第１信号が前記伝送路により反射された信号に基づいて、前記伝送路の反射特性を測定すると共に、送信された第１信号が前記伝送路を通過した信号に基づいて、前記伝送路の通過特性を測定し、
測定された前記反射特性と測定された前記通過特性とに基づいて、伝送クロック周波数及び多値数を決定し、
決定された前記伝送クロック周波数及び多値数を用いて情報の変調を行い、該変調により得られた第２信号を前記伝送路へ送信し、
送信されて前記伝送路を通過した第２信号を、受信して復調する、
ことを行う信号伝送方法。