JP5266164B2

JP5266164B2 - データ受信装置

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Publication number: JP5266164B2
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Authority: JP
Inventors: 基茂池田
Original assignee: Renesas Electronics Corp
Current assignee: Renesas Electronics Corp
Priority date: 2009-08-25
Filing date: 2009-08-25
Publication date: 2013-08-21
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Description

本発明は、高速シリアル転送するデータ受信装置、データ受信方法及びプログラムに関し、特に、データ受信の安定化を図ったデータ受信装置、データ受信方法及びプログラムに関する。

高速シリアル転送においては、データにクロックが重畳されており、正しくデータとクロックを分離するために、データ受信装置におけるデータの周期性（同一パターンのデータが続くこと）を回避するよう、送信するデータに対しスクランブル処理が行われている。したがって、受信したデータに対し、デスクランブル処理を行っている。

従来のデータ受信装置として、ＣＯＭシンボル等の初期化用シンボルやＳＫＰシンボル等のタイミング調整用データが、伝送路上のノイズの影響により一部で破損していても、デスクランブル回路の初期化が行われるようにしたデータ受信装置が特許文献１に記載されている。なお、ここでは、ＰＣＩＥｘｐｒｅｓｓバス方式を例にとって説明する。

図１０は、特許文献１に記載の技術を適用しなかった場合のＰＣＩＥｘｐｒｅｓｓバス方式のデータ転送装置の構成を示すブロック図である。

送信データは、スクランブル回路１０１によりスクランブルされる。次に、８Ｂ／１０Ｂエンコード回路１０２により"０"あるいは"１"のデータが所定数以上連続しないよう８ビットのデータが１０ビットにエンコードされる。そして、Ｐ／Ｓ変換回路１０３でパラレルデータからシリアルデータに変換されて差動形式の送信伝送路（レーン）１０４に送信される。

また、差動形式の受信伝送路（レーン）１０５から受信されたデータは、Ｓ／Ｐ変換回路１０６でシリアルデータからパラレルデータに変換される。そして、エラスティックバッファ回路１０７において送信側と受信側のクロック周波数偏差（ずれ）の修正が行われ、８Ｂ／１０Ｂデコード回路１０８で１０ビットから８ビットのデータにデコードされ、デスクランブル回路１１０でデスクランブルされる。

このようなＰＣＩＥｘｐｒｅｓｓバス方式において、スクランブル回路１０１のスクランブル処理及びデスクランブル回路１１０のデスクランブル処理は、リニアフィードバックシフトレジスタ（ＬＦＳＲ）を用いた回路により実行される。

このスクランブル回路１０１及びデスクランブル回路１１０には、ＣＯＭシンボルでシフトレジスタが初期値（ＦＦＦＦｈ）に初期化され、ＳＫＰシンボル以外でＬＦＳＲはシフトする（ＳＫＰシンボルではＬＦＳＲはシフトしない）、トレーニングシーケンスとコンプライアンスパターンを除くＤコード全てでスクランブル及びデスクランブル処理を行う、Ｋコードの全てでスクランブル及びデスクランブルを行わない、というルールが適用される。

ここで、ＣＯＭシンボルとは、スクランブル回路１０１及びデスクランブル回路１１０を初期化するためのデータ、初期化用シンボルを示す。また、ＳＫＰシンボルとは、スクランブル回路１０１及びデスクランブル回路１１０のＬＳＦＲをシフトさせず、送信側と受信側のクロック周波数偏差（ずれ）を修正するためのタイミング調整用データを示す。さらに、Ｋコードとは通常のデータ以外の１２種類の特殊データであり、上記のＣＯＭシンボルやＳＫＰシンボルはこのＫコードに含まれる。これに対し、Ｄコードは、Ｋコード等の制御用データ以外のデータシンボルを示す。

ＰＣＩＥｘｐｒｅｓｓバス方式においては、データ転送のＩｄｌｅ（Ｄ０．０、すなわちＤコードの００ｈを送信）時に一定間隔（１０８０〜１１５６ｓｙｍｂｏｌ毎）で、タイミング調整用データセット（ＳＫＰオーダードセット）が挿入されている。このＳＫＰオーダードセットは、１つのＣＯＭシンボルと、それに続く３つのＳＫＰシンボルから構成されている。エラスティックバッファ回路１０７において、このＳＫＰオーダードセットのＳＫＰシンボルの数を増減することにより、クロック周波数偏差（ずれ）の補正が行われる。

すなわち、周波数が送信側＜受信側の場合、受信側の物理層はＳＫＰオーダードセットに含まれるＳＫＰシンボルを追加してリンク層に渡す。一方、周波数が送信側＞受信側の場合、受信側の物理層層はＳＫＰオーダードセットに含まれるＳＫＰシンボルを削除してリンク層に渡す。

上述のように、ＣＯＭシンボルにより、スクランブル回路１０１及びデスクランブル回路１１０のＬＦＳＲは初期化される。ＳＫＰシンボルは、受信側で追加・削除される可能性があるため、スクランブル回路１０１及びデスクランブル回路１１０のＬＦＳＲは動作しない。すなわち、ＳＫＰシンボル以外ではスクランブル回路１０１及びデスクランブル回路１１０のＬＦＳＲは動作する。

ところが、上記したデータ転送装置では、受信データが破損してＣＯＭシンボルが受信できない場合には、デスクランブル回路１１０内のＬＦＳＲを初期化できず、そのＬＦＳＲの値が送信側のスクランブル回路１０１のＬＦＳＲの値とずれてしまう。また、ＳＫＰシンボルが破損して別のデータに変わっていた場合には、デスクランブル回路１１０のＬＦＳＲが本来シフトすべきでないにも拘わらずシフトしてしまい、やはり送信側と受信側のＬＦＳＲの値がずれてしまい、正しいデータを受信できなくなってしまう。

そこで、特許文献１に記載のデータ受信装置では、ＣＯＭシンボル等の初期化用シンボルやＳＫＰシンボル等のタイミング調整用データが一部で破損していても、デスクランブル回路の初期化が行われるようにしている。

図１１は、特許文献１に記載のデータ受信装置を示す図である。図１１に示すように、特許文献１に記載のデータ受信装置は、受信伝送路からの受信信号を受信して送信側のクロック周波数を調整するエラスティックバッファ回路１０７と、該エラスティックバッファ回路１０７の出力信号をデスクランブルするデスクランブル回路１１０とを具備する。このデータ受信装置において、受信信号は、デスクランブル回路１１０を初期化するためのＣＯＭシンボルと、ＣＯＭシンボルの後段に続いて配置された複数のＳＫＰシンボルとを、データ列内にデータセットとして有し、エラスティックバッファ回路１０７とデスクランブル回路１１０との間に、データセット内のタイミング調整用データを初期化用データに変換するＳＫＰ／ＣＯＭ変換回路１０９を設けている。

図１２は、特許文献１に記載のデータ受信装置のデスクランブル回路１１０に入力されるデータを説明する図である。図１２（ａ）のように生成されたデータが、通信路などにおいて、図１２（ｂ）に示すように、例えばＳＫＰオーダードセット内の最初のＳＫＰシンボルにエラーが生じたとする。このような場合、特許文献１記載のデータ受信装置によれば、図１２（ｃ）に示すように、デスクランブルを行う前に全てのＳＫＰシンボルがＣＯＭシンボルに置き換えられる。よって、デスクランブル回路１１０は、たとえＳＫＰシンボルにエラーがあったとしても、置き換えられたＣＯＭシンボルの個数分、初期化が繰り返される。すなわち、初期化が確実に実行され、受信側のデスクランブル処理を送信側のスクランブル処理に確実に対応させることが可能となる。

特開２００５−２６８９１０号公報

近時、高速シリアル通信におけるデータ受信装置の分野において、データ通信の高速化と安定性の両立が求められている。しかしながら、昨今ＵＳＢ３．０にも高速シリアル転送が採用され、使用環境が通信ケーブルを用いられることにより、伝送ノイズの混入の可能性が高くなっている。そして、安定性が低下するのに伴い伝送ノイズにより、タイミング調整用シンボルが破損した場合でも転送処理の再実行を伴わない、安定性の高い通信装置の要求（必要性）が高まってきた。

図１３は、特許文献１に記載のデスクランブル回路１１０に入力されるデータの他の例を示す図である。図１３（ａ）のようにして生成されたデータが、通信路等において、図１３（ｂ）のように、ＳＫＰオーダードセット内の最後のＳＫＰシンボルにエラーが生じたとする。特許文献１に記載の技術では、図１３（ｃ）に示すように、ＳＫＰオーダードセットの内の最後のＳＫＰシンボルが破損した場合には、デスクランブル回路１１０の初期化がされない。すなわち、破損したＳＫＰシンボルの次以降のＳＫＰシンボルをＣＯＭシンボルに置換するため、ＳＫＰオーダードセットの内の最後のＳＫＰシンボルが破損していた場合には、それをＣＯＭシンボルに置換することができない。したがって、ＬＦＳＲの初期化がなされないため、受信側のデスクランブル処理と、送信側のスクランブル処理とで対応が取れなくなり、転送処理の再実行が生じるという問題点がある。

本発明に係るデータ受信装置は、スクランブルされ送信されたデータを受信データとして受け取り、送信側とのタイミングを調整するエラスティックバッファと、前記エラスティックバッファでタイミング調整されたデータに対し所定の補完処理を施し出力する補完回路と、前記補完回路から出力されたデータをデスクランブルするデスクランブル回路とを有し、前記受信データは、送信側とのタイミングを調整するためのタイミング調整用データセットを有し、前記補完回路は、前記タイミング調整用データセットに含まれるタイミング調整用データの数が所望の個数となるように、正常なタイミング調整用データを最初に受信後、既存データをタイミング調整用データに置換して必要数出力するものである。

本発明に係るデータ受信方法は、スクランブルされ送信されたデータを受信データとして受け取り、送信側とのタイミングを調整した後、デスクランブルして出力するデータ受信装置のデータ受信方法であって、前記デスクランブル前のデータにおいて、送信側とのタイミングを調整するためのタイミング調整用データセットに含まれるタイミング調整用データを検出し、前記タイミング調整用データセットに含まれるタイミング調整用データの数が所望の個数となるように、正常なタイミング調整用データを最初に受信後、既存データをタイミング調整用データに置換し必要数出力するものである。

また、本発明に係るプログラムは、上述したデータ受信処理をコンピュータに実行させるものである。

本発明においては、デスクランブル回路の前段に補完回路を設け、正常なタイミング調整用データを最初に受信後、既存データをタイミング調整用データに置換し、タイミング調整用データを所望の数だけ出力させる。このことにより、タイミング調整用データセットにエラーが含まれる場合であっても、デスクランブルのタイミングを調整することができる。

本発明によれば、より安定した高速データ転送を可能とするデータ受信装置、データ受信方法及びプログラムを提供することができる。

本発明の実施の形態にかかるデータ送信装置及びデータ受信装置を示す図である。ＳＫＰ補完回路の動作を示すフローチャートである。ＰＣＩＥｘｐｒｅｓｓバス方式のデータを示す模式図である。ＵＳＢ３．０バス方式の場合のスクランブル回路に入力されるデータを示す図である。ＵＳＢ３．０バス方式の場合の送信側及び受信側におけるスクランブル回路及びデスクランブル回路への入力データを示す図である。ＵＳＢ３．０バス方式の場合のＳＫＰオーダードセット内にエラーが生じた場合のＳＫＰ補完回路９の動作を説明するための図である。ＵＳＢ３．０バス方式の場合の本実施の形態にかかる効果を説明するための図である。本発明の実施の形態にかかるＳＫＰ補完回路を適用しない場合のリカバリ動作を示す図である。本発明の実施の形態にかかるデータ受信装置でのリカバリ動作を示す図である。従前のＰＣＩＥｘｐｒｅｓｓバス方式のデータ転送装置の構成を示すブロック図である。特許文献１に記載のデータ受信装置を示す図である。特許文献１に記載のデータ受信装置のデスクランブル回路に入力されるデータを説明する図である。特許文献１に記載のデスクランブル回路に入力されるデータの他の例を示す図である。

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。この実施の形態は、本発明を、ＰＣＩＥｘｐｒｅｓｓなどの高速シリアル通信におけるデータ受信装置に適用したものである。上述したように、タイミング調整用データセットの最終データ（最終シンボル）が破損した場合、受信側のデスクランブル処理と送信側のスクランブル処理の対応が取れなくなり、転送処理の再実行が生じてしまう。これに対し、本実施の形態においては、最初の正常なタイミング調整用データを受信後、次以降受信するデータにエラーがあったとしても、タイミング調整用データに置換し、タイミング調整用データセットを構成する個数分、常にタイミング調整用データを出力することで上記課題を解決するものである。

図１は、本発明の実施の形態にかかるデータ送信装置及びデータ受信装置を示す図である。図１に示すように、データ受信装置において、特許文献１に記載のＳＫＰ／ＣＯＭ変換回路に代えて、ＳＫＰ補完回路９を有している。その他の構成については、特許文献１に記載の装置と同様である。

すなわち、データ送信装置においては、送信データは、スクランブル回路１によりスクランブルされる。次に、８Ｂ／１０Ｂエンコード回路２により"０"あるいは"１"のデータが所定数以上連続しないよう８ビットのデータが１０ビットにエンコードされる。そして、Ｐ／Ｓ変換回路３でパラレルデータからシリアルデータに変換されて差動形式の送信伝送路（レーン）４に送信される。

また、データ受信装置においては、差動形式の受信伝送路（レーン）５から受信されたデータは、Ｓ／Ｐ変換回路６でシリアルデータからパラレルデータに変換される。そして、エラスティックバッファ回路７において送信側と受信側のクロック周波数偏差（ずれ）の修正が行われ、８Ｂ／１０Ｂデコード回路８で１０ビットから８ビットのデータにデコードされ、ＳＫＰ補完回路９において、エラスティックバッファ回路７でタイミング調整されたデータに対し所定の補完処理を施す。そして、デスクランブル回路１０は、このＳＫＰ補完回路９の出力データをデスクランブルして出力する。

ここで、ＳＫＰ補完回路９は、タイミング調整用データセット（以下、ＳＫＰオーダードセットという。）に含まれるタイミング調整用データ（以下、ＳＫＰシンボルという。）の数が所望の個数となるように、正常なＳＫＰシンボルを最初に受信後、既存データに代えてＳＫＰシンボルを必要数出力する。このため、ＳＫＰ補完回路９は、ＳＫＰシンボルの必要個数をカウントするためのＳＫＰカウンタ（不図示）を有している。

そして、最初の正常なＳＫＰシンボルを受信後、次以降受信するシンボルの種類に因らず、ＳＫＰオーダードセットを構成するＳＫＰシンボルを必要数出力する。このことにより、ＳＫＰオーダードセットの最後のＳＫＰシンボルが破損した場合でも、送信側のスクランブル処理と受信側のデスクランブル処理の矛盾は生じず、転送処理の再実行が生じないという効果を奏する。

つまり、ＳＫＰ補完回路９で１つ目のＳＫＰシンボルを認識する。認識した１個目のＳＫＰシンボルからＳＫＰオーダードセットを構成するＳＫＰシンボル数だけ、受信したシンボルの種類に因らず、受信したシンボルをＳＫＰシンボルに置換し、ＳＫＰシンボルを送出することでＳＫＰオーダードセットを補完する。なお、ＳＫＰ補完回路９は、正常なＳＫＰシンボルを最初に受信後、必要数のＳＫＰシンボルを出力する際、受け取ったシンボルが正常なシンボルであってもなくても、全てのシンボルをＳＫＰシンボルに置換し、当該置換したＳＫＰシンボルを出力するものとしてもよいし、又は、ＳＫＰシンボル以外のシンボルの場合にのみ、ＳＫＰシンボルに置換し、正常なＳＫＰシンボルを受け取った場合は置換せずにそのまま出力するようにしてもよい。

図２は、ＳＫＰ補完回路の動作を示すフローチャートである。図２に示すように、ＳＫＰ補完回路９は、シンボルを受信すると（ステップＳ１０１）、ＳＫＰカウンタが０であるか否かを判断する（ステップＳ１０２）。ここで、ＳＫＰカウンタが０でない場合は、受け取ったシンボルをＳＫＰシンボルに置換する（ステップＳ１０３）。一方、ＳＫＰカウンタが０である場合は、受け取ったシンボルがＳＫＰシンボルか否かを判断する（ステップＳ１０４）。ＳＫＰシンボルである場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）及びＳＫＰシンボルに置換した場合（ステップＳ１０３）、ＳＫＰカウンタをカウントアップする（ステップＳ１０５）。

次に、ＳＫＰカウンタがＮか否かを判定する（ステップＳ１０６）。ここで、Ｎとは、ＳＫＰオーダードセットに含まれるＳＫＰシンボルの個数である。ＳＫＰカウンタがＮであれば、ＳＫＰカウンタを０にクリアする（ステップＳ１０７）。そして、受信したシンボル又は置換したシンボルをデスクランブル回路１０に送信する。なお、ステップＳ１０４でＳＫＰシンボルでなかった場合、及びステップＳ１０６でＳＫＰカウンタがＮでなかった場合も同様に、シンボルを送信する。

次に、ＰＣＩＥｘｐｒｅｓｓバス方式の場合の動作を具体的に説明する。図３は、ＰＣＩＥｘｐｒｅｓｓバス方式のデータを示す模式図である。図３（ａ）に示すように、ＰＣＩＥｘｐｒｅｓｓバス方式のＳＫＰオーダードセット２０１は、送信側では、１つのＣＯＭシンボルと、３つＳＫＰシンボルで構成される。このＳＫＰオーダードセット２０１は、ＣＯＭシンボルとＳＫＰシンボル以外のシンボルである通常データ２０２、２０３の間に挿入される。

一方、受信側では、エラスティックバッファ回路７において、ＳＫＰオーダードセット内のＳＫＰシンボルの数を増減させて、送信側とのタイミング調整を行う。したがって、ＳＫＰオーダードセット２０１は、受信側では１個のＣＯＭシンボルと１乃至５個のＳＫＰシンボルから構成されることになる。ここで、ＳＫＰオーダードセットに含まれるＳＫＰの個数は、エラスティックバッファ回路７からＳＫＰ補完回路９に通知される。ＳＫＰ補完回路９は、この通知に基づき、ＳＫＰカウンタの数Ｎを設定する。

そして、ＳＫＰ補完回路９は、１個目のＳＫＰシンボルを検出した場合、その検出したＳＫＰシンボルに続くシンボルがどのようなシンボルであっても、ＳＫＰシンボルに置換して出力する。ＳＫＰ補完回路９が出力するＳＫＰシンボルの数は、予め定められていてもよいし、ＳＫＰ補完回路９が受け取ったデータから判断して決定してもよく、又は外部から指示するようにしてもよい。本実施の形態においては、エラスティックバッファ回路７から、当該個数の指示を受け取るものとして説明する。

ここでは、ＳＫＰオーダードセットに含まれるＳＫＰシンボルが３つの場合について説明する。例えば、図３（ｂ）に示すように、３個目（ＳＫＰオーダードセットの３番目のＳＫＰシンボル）が破損してエラーシンボルとなった場合でも、ＳＫＰ補完回路９は、１個目のＳＫＰシンボルを受信した後、次に受信するシンボルをＳＫＰシンボルに置換してデスクランブル回路１０に出力する。本例においては、ＳＫＰオーダードセットを構成するＳＫＰシンボルの数は３つであるので、ＳＫＰ補完回路９は、最初にＳＫＰシンボルを受信した後、以降連続して２つの受信シンボルをＳＫＰシンボルに置換し、出力する。

よって、デスクランブル回路１０は、図３（ｃ）に示すように、３つのＳＫＰシンボルを受け取る。これにより、ＬＦＳＲが停止するため、３個のＳＫＰシンボルの出力完了以降のデータのスクランブル／デスクランブルは対応とれるようになる。このとき、さらに、２個目のＳＫＰシンボルが破損していた場合でも影響はない。

もし、２個目（ＳＫＰオーダードセットの２つ目のＳＫＰシンボル）が破損してエラーシンボルとなった場合でも、ＳＫＰ補完回路９は、３つのＳＫＰシンボルを出力する。よって、デスクランブル回路１０は、３つのＳＫＰシンボルでＬＦＳＲが停止するため、３個のＳＫＰシンボルの出力完了以降のデータのスクランブル／デスクランブルは対応とれるようになる。

また、１個目（ＳＫＰオーダードセットの１つ目のＳＫＰシンボル）が破損してエラーシンボルとなった場合は、エラーシンボルはそのまま置換されず、デスクランブル回路１０に入力される。しかし、ＳＫＰ補完回路９は、２個目に入力される正常なＳＫＰシンボルを１個目とみなし、それ以降の２個、合計３個のＳＫＰシンボルを出力する。本来１個目のＳＫＰシンボルが入力されるべきタイミングで、エラーシンボルが入力されることによってデスクランブル回路１０のＬＦＳＲが動作してしまうが、２個目以降の３個のＳＫＰシンボルを認識することにより、ＬＦＳＲが３シンボル分停止するため、３個のＳＫＰシンボルの出力完了以降のデータのスクランブル／デスクランブルは対応とれるようになる。

次に、ＵＳＢ３．０バス方式の場合の動作について具体的に説明する。図４は、スクランブル回路１に入力されるデータを示す図である。図４に示すように、ＵＳＢ３．０においては、データ転送のＩｄｌｅ（Ｄ０．０、すなわちＤコードの００ｈを送信）時に一定間隔（３５４シンボル毎）で、ＳＫＰオーダードセットが埋め込まれる。データパケット転送中（ＬＦＳＲ１〜３）には、ＳＫＰオーダードセットを埋め込まない。

そして、ＵＳＢ３．０においては、ＳＫＰオーダードセットは２つＳＫＰシンボルから構成される。ＰＣＩＥｘｐｒｅｓｓと異なり、ＳＫＰオーダードセットにＣＯＭシンボルは含まれない。よって、通常は、上述のＮ（ＳＫＰカウンタのカウント値）が２となる。

図５は、送信側及び受信側におけるスクランブル回路１及びデスクランブル回路１０への入力データを示す図である。エラスティックバッファ回路７は、ＳＫＰオーダードセット単位で、周波数偏差(ずれ)の補正を行うため、ＳＫＰシンボルの数は増減する。つまり、常に２つ単位で増減するので、Ｎは常に偶数となる。

図５に示すように、例えば、周波数が送信側＜受信側の場合、受信側の物理層はＳＫＰオーダードセットを追加してリンク層に渡す。一方、周波数が送信側＞受信側の場合、受信側の物理層は、ＳＫＰオーダードセットを削除してリンク層に渡す。ＳＫＰシンボルでは、スクランブル回路１及びデスクランブル回路１０のＬＦＳＲは動作しない。

ＳＫＰ補完回路９は、１個目のＳＫＰシンボルを認識した場合、次のシンボルがどのようなシンボルであっても、ＳＫＰシンボルに置換し出力する動作となる。図６は、ＳＫＰオーダードセット内にエラーが生じた場合のＳＫＰ補完回路９の動作を説明するための図である。送信側では、図６（ａ）に示すように、通常データ２０２、２０３の間にＳＫＰオーダードセット２０１が挿入される。

そして、図６（ｂ）に示すように、このデータが伝送路にてノイズなどが重畳され、ＳＫＰオーダードセット２０１の先頭のＳＫＰシンボルにエラーが生じたとする。この場合、ＳＫＰ補完回路９は、エラーシンボルはそのまま、デスクランブル回路１０に出力し、置換しない。そして、２個目に入力されるＳＫＰシンボルを１個目とみなし、続く次のシンボルをＳＫＰシンボルに置換し出力する。本来１個目のＳＫＰシンボルが入力されるべきタイミングでエラーシンボルが入力されるため、デスクランブル回路１０のＬＦＳＲは動作してしまう。しかし、２個目以降の２個のＳＫＰシンボルを認識することにより、ＬＦＳＲが２シンボル分停止するため、２個のＳＫＰシンボルの出力完了以降のデータのスクランブル／デスクランブルは対応とれるようになる。

もし、２個目のＳＫＰシンボルが破損してエラーシンボルとなった場合は、デスクランブル回路１０では１個目の正常なＳＫＰシンボルと次の置換したＳＫＰシンボルでＬＦＳＲが停止するため、２個のＳＫＰシンボルの出力完了以降のデータのスクランブル／デスクランブルは対応とれるようになる。

次に、ＵＳＢ３．０方式のデータ転送について更に詳細に説明する。図７は、本実施の形態にかかる効果を説明するための図である。図７に示すように、送信側において、ＳＫＰオーダードセットとしてＳＫＰシンボルが２つ挿入されたデータを送信する。この場合、ＳＫＰオーダードセットの先頭のＳＫＰシンボルでエラーが発生したとする。ＳＫＰ補完回路９は、２番目の正常なＳＫＰシンボルを受信したら、続けてＳＫＰシンボルを再度出力する。デスクランブル回路１０では、エラーシンボルにより、ＬＦＳＲがシフトしてしまうが、その後に続く２つのＳＫＰシンボルにより、ＬＦＳＲが２シンボル分停止する。これにより、ＬＦＳＲの４以降のデータは、正常なデータとなる。

ところで、ＵＳＢ３．０においては、データパケットの開始を示すデータセットとして、４つのシンボル（ＳＨＰ、ＳＨＰ、ＳＨＰ、ＥＰＦ）が定義されているが、そのうち３つのシンボル（ＳＨＰ、ＳＨＰ、ＥＰＦ）を読み出すことができれば、データパケットの開始を認識することができる。したがって、本例においては、４つのシンボルのうち３つのシンボルは正常にデスクランブルされるため、データパケットの開始を認識することができる。

図８は、本発明の実施の形態にかかるＳＫＰ補完回路を適用しない場合のリカバリ動作を示す図、図９は、本実施の形態にかかるデータ受信装置でのリカバリ動作を示す図である。

図８に示すように、ＳＫＰにエラーが生じた場合、送信側から送信されたデータパケットは、正常に受信されない。この場合は、受信側からデータが受信できない旨の通知（ＬＢＡＤ）が送信される。送信側は、リトライの通知（ＬＲＴＹ）とデータパケットを送信する。このとき、データ受信完了の信号が受信側から送信側に一定期間たっても送信されない場合、送信側は、タイムアウトとし、リカバリ処理を実施する。リカバリ処理では、送信側が、デスクランブル回路を初期化するためのＣＯＭシンボルなどを送信する。受信側は、このＣＯＭシンボルなどにより、デスクランブルのタイミングが調整され、送信側のデータを正常に受け取れるようになる。正常に受け取れた場合、受信側は送信側に、データ受信完了の通知（ＬＧＯＯＤ＿ｎ）を送信する。このように、従来の方法であると、タイミング調整データセットにエラーが生じると、リカバリフローが発生してしまい、データの転送レートが遅くなるという問題点があった。

これに対し、上述したように、本実施の形態においては、ＳＫＰオーダードセットにエラーが生じても、ＳＫＰオーダードセットに含まれるＳＫＰシンボルの数が所望の個数となるように、ＳＫＰシンボルを最初に受信後、次に続くデータに代えてＳＫＰシンボルを必要数出力する。これにより、図９に示すように。ＳＫＰオーダードセットにエラーが生じていても、その次に続くデータパケットを受信することができる。すなわち、リカバリフローが生じないため、データ転送レートが低下することを抑制する。

本実施の形態においては、ＳＫＰオーダードセットを構成するいずれのＳＫＰシンボルにエラーがあっても、ＳＫＰ補完回路９は、最初に正常なＳＫＰシンボルを受信後、連続して２個、合計３つのＳＫＰシンボルを出力する構成のため、以降のデータのデスクランブル／スクランブルのタイミングを合わせることができる。

よって、ＵＳＢ３．０方式の場合は、ＳＫＰオーダードセットを構成するいずれのＳＫＰシンボルにエラーがあっても、正常にデスクランブル処理することができる。これに対し、特許文献１に記載の技術においては、ＵＳＢ３．０方式の場合、ＳＫＰオーダードセットにエラーが発生した場合には、必ず上述のリカバリフローが必要となり、転送レートを高めることが難しい。

以上をまとめると、第１の効果として、ＳＫＰオーダードセットの最後のＳＫＰシンボルが破損した場合でも、転送処理の再実行が生じない。その理由としては、ＳＫＰオーダードセットを構成するＳＫＰシンボルの数が所望の個数となるように、最初の正常なＳＫＰシンボルを受信後、次以降受信するシンボルの種類に因らず、ＳＫＰオーダードセットを構成するためのＳＫＰシンボルを必要数出力することでＳＫＰオーダードセットを補完し、スクランブル回路とデスクランブル回路のＬＦＳＲに矛盾が生じなくなるからである。

第２の効果として、ＳＫＰオーダードセット内に、スクランブル／デスクランブル回路のＬＦＳＲの初期化を行うシンボルが定義されない通信規格、例えばＵＳＢ３．０の場合でも適用できることである。その理由としては、デスクランブル回路のＬＦＳＲを初期化するＣＯＭシンボルを使用しないためである。

なお、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。

例えば、上述の実施の形態では、ハードウェアの構成として説明したが、これに限定されるものではなく、任意の処理を、ＣＰＵ（Central Processing Unit）にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。この場合、コンピュータプログラムは、記録媒体に記録して提供することも可能であり、また、インターネットその他の伝送媒体を介して伝送することにより提供することも可能である。

また、ＰＣＩＥｘｐｒｅｓｓとＵＳＢ３．０とで、タイミングオーダードセットのＳＫＰシンボルの個数が異なる。したがって、ＳＫＰ補完回路９が、現在のデータが、いずれの規格であるか判断する機能を設け、その判断結果からＳＫＰシンボルの個数（ＳＫＰカウンタの設定値）Ｎを設定するようにしてもよい。又は、外部からの指示により、ＳＫＰカウンタの値Ｎを設定するようにしてもよい。ＳＫＰ補完回路９のＳＫＰカウンタのカウンタ値を可変に設定可能に構成することにより、いずれの規格のデータであっても、上述の補完処理を行うことができる。

１、１０１スクランブル回路
２、１０２８Ｂ／１０エンコード回路
３、１０３Ｐ／Ｓ変換回路
６、１０６Ｓ／Ｐ変換回路
７、１０７エラスティックバッファ回路
８、１０８８Ｂ／１０Ｂデコード回路
９ＳＫＰ補完回路
１０、１１０デスクランブル回路
１０９ＳＫＰ／ＣＯＭ変換回路

Claims

スクランブルされ送信されたデータを受信データとして受け取り、送信側とのタイミングを調整するエラスティックバッファと、
前記エラスティックバッファでタイミング調整されたデータに対し所定の補完処理を施し出力する補完回路と、
前記補完回路から出力されたデータをデスクランブルするデスクランブル回路とを有し、
前記受信データは、送信側とのタイミングを調整するためのタイミング調整用データセットを有し、
前記補完回路は、前記タイミング調整用データセットに含まれるタイミング調整用データの数が所望の個数となるように、正常なタイミング調整用データを最初に受信後、既存データをタイミング調整用データに置換して必要数出力する、データ受信装置。