JP5993665B2 - Serial data receiving circuit and receiving method, audio signal processing circuit, electronic device, and audio system - Google Patents
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Description
本発明は、シリアルデータを受信する受信回路に関する。 The present invention relates to a receiving circuit that receives serial data.
集積回路間で情報を伝送するために、2線式あるいは3線式のシリアルインタフェースが利用される。2線式シリアルインタフェースとしてはI2C(Inter Integrated Circuit)バス規格が、3線式シリアルインタフェースとしてはデジタルオーディオ信号を伝送するためのI2S(Inter Integrated circuit Sound)バス規格が、提唱、実用化されている。 In order to transmit information between integrated circuits, a 2-wire or 3-wire serial interface is used. The I 2 C (Inter Integrated Circuit) bus standard is proposed as a 2-wire serial interface, and the I 2 S (Inter Integrated circuit Sound) bus standard for transmitting digital audio signals is proposed and used as a 3-wire serial interface. It has become.
図1は、I2Sの信号フォーマットを示す図である。シリアルデータDATAは、サンプリング周期Tsごとに、64ビットを含む。64ビットのうち、32ビットがLチャンネルに、32ビットがRチャンネルに割り当てられている。Lチャンネル、Rチャンネルごとのデータを1ワードという。
ビットクロックBCKは、シリアルデータDATAのビットごとにポジティブエッジを有する。つまりビットクロックBCKの周波数は、サンプリング周波数fs(=1/Ts)の64倍である。
FIG. 1 is a diagram illustrating an I 2 S signal format. The serial data DATA includes 64 bits for each sampling period Ts. Of the 64 bits, 32 bits are assigned to the L channel and 32 bits are assigned to the R channel. The data for each L channel and R channel is called one word.
The bit clock BCK has a positive edge for each bit of the serial data DATA. That is, the frequency of the bit clock BCK is 64 times the sampling frequency fs (= 1 / Ts).
I2S伝送では、これらに加えて、1ワード(32ビット)ごとにポジティブエッジとネガティブエッジを有するワードクロックLRCKが入力される。ワードクロックLRCKがローレベルのときLチャンネルのデータが伝送され、ハイレベルのときRチャンネルのデータが伝送される。 In the I 2 S transmission, in addition to these, a word clock LRCK having a positive edge and a negative edge is input for each word (32 bits). When the word clock LRCK is at a low level, L channel data is transmitted, and when the word clock LRCK is at a high level, R channel data is transmitted.
I2S通信では、1ワード32ビットのうち、最大24ビットがオーディオデータに割り当てられる。このビット長Kは音質に応じて可変である。左詰め(Left-justified)の場合、32ビットのうち上位Kビットがオーディオ信号を示すデータ(オーディオデータという)となり、右詰め(Right-justified)の場合、下位Kビットがオーディオデータとなる。LチャンネルのオーディオデータをLchデータ、RチャンネルのオーディオデータをRchデータと称する。 In I 2 S communication, a maximum of 24 bits are assigned to audio data out of 32 bits per word. This bit length K is variable according to the sound quality. In the case of left-justified, the upper K bits of the 32 bits are data indicating audio signals (referred to as audio data), and in the case of right-justified, the lower K bits are audio data. The L channel audio data is referred to as Lch data, and the R channel audio data is referred to as Rch data.
以上がI2S通信のフォーマットの概要である。 The above is the outline of the format of the I 2 S communication.
図2は、本発明者が検討したI2S通信用インタフェースを備える受信回路100rの構成を示すブロック図である。なお、図2の受信回路100rの構成およびその動作を、公知技術と認定してはならない。受信回路100rは、シリアルインタフェース回路10、逓倍回路30、DSP(Digital Signal Processor)の入力段50を備える。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a
シリアルインタフェース回路10は、ワードクロックLRCK、ビットクロックBCK、データDATAを受け、パラレルシリアル変換し、LチャンネルデータD_Lch、RチャンネルデータD_Rchを、後段のDSPの入力段50に出力する。
The
逓倍回路30はたとえばPLL回路を含み、ビットクロックBCKを16逓倍することにより、サンプリング周波数fsの1024倍のシステムクロックPLLCKを生成する。データの受信先であるDSPは、このシステムクロックPLLCKと同期してオーディオデータD_Lch、D_Rchを処理する。
The
シリアルインタフェース回路10は、シリアルパラレル変換器11、第1カウンタ12、カウンタクリア回路16を備える。
The
シリアルパラレル変換器11は、ビットクロックBCKおよびワードクロックLRCKと同期して、シリアルデータDATAに含まれるLチャンネルデータD_Lch、RチャンネルデータD_Rchを抽出する。
The serial /
シリアルパラレル変換器11は、シフトレジスタ14、LchバッファBUF_L、RchバッファBUF_R、タイミング制御部15を含む。
シリアルデータDATAは、32ビットのLチャンネルデータと、32ビットのRチャンネルデータを含むが、それぞれのうち実効的なオーディオデータは最長24ビットである。したがってシフトレジスタ14は、24ビットで構成されており、シリアルデータDATAをビットクロックBCKと同期して1ビットずつシフトしていく。シフトレジスタ14からは、24ビットのパラレルデータDpが出力される。
The serial /
The serial data DATA includes 32-bit L channel data and 32-bit R channel data, of which the effective audio data has a maximum length of 24 bits. Therefore, the
タイミング制御部15は、ワードクロックLRCKのネガティブエッジから、ビットクロックBCKを24個カウントすると、第1タイミング信号をアサートする。LchバッファBUF_Lは、第1タイミング信号がアサートされると、シフトレジスタ14に格納されるパラレルデータDpをLチャンネルデータD_Lchとしてラッチする。
またタイミング制御部15は、ワードクロックLRCKのネガティブエッジから、ビットクロックBCKを(32+24)個カウントすると、あるいはワードクロックLRCKのポジティブエッジからビットクロックBCKを24個カウントすると、第2タイミング信号をアサートする。RchバッファBUF_Rは、第2タイミング信号がアサートされると、シフトレジスタ14に格納されるパラレルデータDpをRチャンネルデータD_Rchとしてラッチする。
The
The
第1カウンタ12は、クリアコマンドが発行されると、次のワードクロックLRCKのネガティブエッジのタイミングでゼロクリアされる。その後、第1カウンタ12は、ビットクロックBCKと同期してカウント動作を行い、カウント値CNT1が所定値(たとえば1023)に達するたびに0に戻り、再びカウントアップする動作を繰り返す。
When the clear command is issued, the
カウンタクリア回路16は、第1カウンタ12のカウント値CNT1を受け、カウント値CNT1が所定値(たとえば800)に達するたびに、カウンタクリア信号CNT_CLRをアサートする。
The counter
DSPの入力段50は、Lchラッチ52、Rchラッチ54、第2カウンタ(DSPシーケンスカウンタ)56、ストローブ信号生成部58を備える。
The
第2カウンタ56は、カウントクリア信号CNT_CLRがアサートされるたびにゼロクリアされ、カウントアップする動作を繰り返す。ストローブ信号生成部58は、第2カウンタ56のカウント値CNT2が第1所定値(たとえば0)になるたびに言い換えればカウントクリア信号CNT_CLRがアサートされるたびに、第1ストローブ信号STRB1をアサートし、カウント値CNT2が第2所定値(たとえば512)になるたびに第2ストローブ信号STRB2をアサートする。
The
Lchラッチ52は、第1ストローブ信号STRB1と同期して、LchバッファBUF_Lに格納されるLチャンネルデータD_Lchをラッチする。同様にRchラッチ54は、第2ストローブ信号STRB2と同期して、RchバッファBUF_Rに格納されるRチャンネルデータD_Rchをラッチする。
The
本発明者は図2の受信回路100rの回路動作を検討し、以下の課題を認識するに至った。図3(a)、(b)は、図2の受信回路100rの動作を示す波形図である。
図3(a)は、システムクロックPLLCKの周波数が、1024×fsを保っているときの動作である。この場合、カウンタクリア信号CNT_CLRは、LチャンネルデータLnの中央付近でアサートされるため、安定的にデータが取り込まれる。
The inventor has studied the circuit operation of the
FIG. 3A shows an operation when the frequency of the system clock PLLCK is maintained at 1024 × fs. In this case, the counter clear signal CNT_CLR is to be asserted in the vicinity of the center of the L-channel data L n, stably data is captured.
実際の回路では、ノイズ等の影響によってシステムクロックPLLCKの周波数は変動し、1024×fsから逸脱する。この場合、第1カウンタ12のクリアのタイミングが、ワードクロックLRCKのネガティブエッジから逸脱していく。その結果、入力段50のLchラッチ52によって、Lnが取り込まれたり、Ln+1が取り込まれたりし、動作が不安定となる。
In an actual circuit, the frequency of the system clock PLLCK fluctuates due to the influence of noise or the like and deviates from 1024 × fs. In this case, the clearing timing of the
本発明は係る課題に鑑みてなされたものあり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、システムクロックの周波数の変動によらずに、シリアルデータを安定的に受信可能な受信回路の提供にある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and one of exemplary purposes of an embodiment thereof is to provide a receiving circuit capable of stably receiving serial data regardless of fluctuations in the frequency of the system clock. is there.
本発明のある態様は、Mビット(Mは自然数)を単位として伝送され、そのうちのKビット(Kは自然数)に受信すべき有効なビットを含むシリアルデータと、シリアルデータのビットごとにエッジを有するビットクロックと、Mビットごとにエッジを有するワードクロックと、を受信する受信回路に関する。
受信回路は、ビットクロックをN逓倍(Nは自然数)することによりシステムクロックを生成する逓倍回路と、シリアルデータを受け、ビットクロックのエッジごとにシフトするKビットのシフトレジスタと、シフトレジスタに格納されるデータを、所定の位相で取り込む第1バッファと、第1バッファに格納されるデータと同じデータを、第1バッファに対して遅れた位相で取り込む第2バッファと、システムクロックをカウントし、第1バッファのデータの取り込みタイミングと同期してカウント値を初期値にリセットする動作を繰り返す第1カウンタと、システムクロックをカウントし、そのカウント値が設定値に達するたびにカウント値を初期値にリセットする動作を繰り返す第2カウンタと、第2カウンタのカウント値が第1所定値に達する毎にアサートされる第1ストローブ信号を生成するストローブ信号生成部と、第1バッファと第2バッファそれぞれに格納されるデータの一方を選択的に、第1ストローブ信号と同期してラッチするラッチ回路と、を備える。
In one aspect of the present invention, serial data including valid bits to be received as K bits (K is a natural number) is transmitted in units of M bits (M is a natural number), and an edge is provided for each bit of the serial data. The present invention relates to a receiving circuit that receives a bit clock having a bit clock and a word clock having an edge every M bits.
The receiving circuit multiplies the bit clock by N (N is a natural number), generates a system clock, receives a serial data, shifts every bit clock edge, and stores in the shift register. A first buffer that captures the data to be stored at a predetermined phase, a second buffer that captures the same data as the data stored in the first buffer at a phase delayed from the first buffer, and a system clock, The first counter that repeats the operation of resetting the count value to the initial value in synchronization with the data fetch timing of the first buffer, and the system clock is counted, and the count value is set to the initial value every time the count value reaches the set value. A second counter that repeats the resetting operation, and the count value of the second counter is a first predetermined value And a strobe signal generation unit that generates a first strobe signal that is asserted each time the signal reaches the threshold value, and selectively latches one of the data stored in each of the first buffer and the second buffer in synchronization with the first strobe signal. And a latch circuit.
この態様によると、シフトレジスタにより生成されるパラレルデータを、異なる期間にわたり第1、第2バッファに保持しておき、システムクロックの周波数変動に応じて、一方のバッファに格納されるデータを選択することにより、ラッチ回路に、正しいデータを取り込むことができ、シリアルデータを安定的に受信できる。 According to this aspect, the parallel data generated by the shift register is held in the first and second buffers over different periods, and the data stored in one buffer is selected according to the frequency fluctuation of the system clock. Thus, correct data can be taken into the latch circuit, and serial data can be stably received.
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。 Note that any combination of the above-described constituent elements and the constituent elements and expressions of the present invention replaced with each other among methods, apparatuses, systems, and the like are also effective as an aspect of the present invention.
本発明に係る受信回路によれば、シリアルデータを安定的に受信することができる。 The receiving circuit according to the present invention can stably receive serial data.
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。 The present invention will be described below based on preferred embodiments with reference to the drawings. The same or equivalent components, members, and processes shown in the drawings are denoted by the same reference numerals, and repeated descriptions are omitted as appropriate. The embodiments do not limit the invention but are exemplifications, and all features and combinations thereof described in the embodiments are not necessarily essential to the invention.
図4は、実施の形態に係る受信回路100の構成を示すブロック図である。受信回路100は、ソースシンクロナス方式の3線シリアルインタフェース回路であり、図示しない送信回路から、ビットクロックBCK、ワードクロックLRCK、シリアルデータDATAを受ける。ビットクロックBCKは、シリアルデータDATAのビットごとにエッジを有している。以下では、I2Sバス規格に準拠したデジタルオーディオデータを受けるシステムを例に説明をする。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of the receiving
オーディオ信号はサンプリング周波数fsでサンプリングされている。シリアルデータDATAは、サンプリング周期Ts(=1/fs)ごとに、64ビットを含む。64ビットのうち、32ビットがLチャンネルに、32ビットがRチャンネルに割り当てられている。Lチャンネル、Rチャンネルごとの32ビットを1ワードという。つまりシリアルデータDATAは、2ワード、M(=64ビット)を単位として伝送される。 The audio signal is sampled at the sampling frequency fs. The serial data DATA includes 64 bits for each sampling period Ts (= 1 / fs). Of the 64 bits, 32 bits are assigned to the L channel and 32 bits are assigned to the R channel. The 32 bits for each L channel and R channel are referred to as one word. That is, the serial data DATA is transmitted in units of 2 words and M (= 64 bits).
ビットクロックBCKは、シリアルデータDATAのビットごとにポジティブエッジを有する。つまりビットクロックBCKの周波数は、サンプリング周波数fs(=1/Ts)の64倍である。 The bit clock BCK has a positive edge for each bit of the serial data DATA. That is, the frequency of the bit clock BCK is 64 times the sampling frequency fs (= 1 / Ts).
I2S伝送では、これらに加えて、1ワード(32ビット)の境界にポジティブエッジとネガティブエッジを有するワードクロックLRCKが伝送される。ワードクロックLRCKがローレベルのときLチャンネルのデータが伝送され、ハイレベルのときRチャンネルのデータが伝送される。 In the I 2 S transmission, in addition to these, a word clock LRCK having a positive edge and a negative edge at the boundary of one word (32 bits) is transmitted. When the word clock LRCK is at a low level, L channel data is transmitted, and when the word clock LRCK is at a high level, R channel data is transmitted.
I2S通信では、1ワード、32ビットのうち、最大でK(=24)ビットがオーディオデータに割り当てられる。I2S通信では、1ワード32ビットのうち、Kビット(=24)が受信すべき有効なビットであり、左詰め(Left-justified)の場合、32ビットのうち上位24ビットがオーディオ信号を示すオーディオデータに割り当てられる。Lチャンネルのオーディオデータ(24ビット)をLchデータD_Lch、RチャンネルのオーディオデータをRchデータD_Rchと称する。 In I 2 S communication, a maximum of K (= 24) bits are assigned to audio data out of one word and 32 bits. In I 2 S communication, K bits (= 24) out of 32 bits per word are valid bits to be received, and in the case of left-justified, the upper 24 bits of 32 bits are used for audio signals. Assigned to the audio data shown. The L channel audio data (24 bits) is referred to as Lch data D_Lch, and the R channel audio data is referred to as Rch data D_Rch.
受信回路100は、シリアルインタフェース回路10、逓倍回路30、入力段50、を備え、ひとつの半導体基板上に一体集積化される。「一体集積化」とは、回路の構成要素のすべてが半導体基板上に形成される場合や、回路の主要構成要素が一体集積化される場合が含まれ、回路定数の調節用に一部の抵抗やキャパシタなどが半導体基板の外部に設けられていてもよい。回路を1つのICとして集積化することにより、回路面積を削減することができるとともに、回路素子の特性を均一に保つことができる。
The receiving
シリアルインタフェース回路10は、ワードクロックLRCK、ビットクロックBCK、データDATAを受け、パラレルシリアル変換し、パラレルデータをDSP110に出力する。
The
逓倍回路30は、ビットクロックBCKをN(Nは2以上の整数であり、本実施の形態ではN=16とする)逓倍することにより、サンプリング周波数fsのM×N(=1024)倍のシステムクロックPLLCKを生成する。たとえば逓倍回路30はPLL回路で構成される。
The
データの受信先であるDSP(Digital Signal Processor)50は、このシステムクロックPLLCKと同期してオーディオデータD_Lch、D_Rchを処理する。 A DSP (Digital Signal Processor) 50 which is a data receiving destination processes the audio data D_Lch and D_Rch in synchronization with the system clock PLLCK.
シリアルインタフェース回路10は、第1カウンタ(内部カウンタ)12、シフトレジスタ14、タイミング制御部15、第1バッファBUF1、第2バッファBUF2、第3バッファBUF3、第4バッファBUF4、選択回路20、を備える。
The
シリアルデータDATAは、32ビットのLチャンネルデータと、32ビットのRチャンネルデータを含むが、それぞれのうち実効的なオーディオデータは最長24ビットである。したがってシフトレジスタ14は、24ビットで構成されており、シリアルデータDATAをビットクロックBCKと同期して1ビットずつシフトしていく。シフトレジスタ206からは、24ビットのパラレルデータDpが出力される。
The serial data DATA includes 32-bit L channel data and 32-bit R channel data, of which the effective audio data has a maximum length of 24 bits. Therefore, the
第1バッファBUF1は、シフトレジスタ14に格納されるLチャンネルデータを、所定の位相で取り込む。第2バッファBUF2は、第1バッファBUF1に格納されるLチャンネルデータと同じデータを、第1バッファBUF1に対して遅れた位相で取り込む。好ましくは、第2バッファBUF2は、第1バッファBUF1に対して180度遅れた位相でデータを取り込む。
The first buffer BUF1 takes in the L channel data stored in the
また第3バッファBUF3は、シフトレジスタ14に格納されるRチャンネルデータを、所定の位相で取り込む。第4バッファBUF4は、第3バッファBUF3に格納されるRチャンネルデータと同じデータを、第3バッファBUF3に対して遅れた位相で取り込む。好ましくは、第4バッファBUF4は、第3バッファBUF3に対して180度遅れた位相でデータを取り込む。
The third buffer BUF3 takes in the R channel data stored in the
第1バッファBUF1〜第4バッファBUF4の取り込みタイミングは、タイミング制御部15によって制御される。タイミング制御部15には、ワードクロックLRCKとビットクロックBCKが入力される。Lチャンネルデータ、Rチャンネルデータが左詰である場合、タイミング制御部15は、ワードクロックLRCKのネガティブエッジから、ビットクロックBCKを24個カウントすると、第1バッファBUF1にシフトレジスタ14の出力Dpの取り込みを指示する。
The
続いて、タイミング制御部15は、第1バッファBUF1にデータ取り込みを指示した後、ビットクロックBCKを所定個カウントした後に、第2バッファBUF2に、第1バッファBUF1と同じデータの取り込みを指示する。第1バッファBUF1と第2バッファBUF2の位相差が180度の場合、第1バッファBUF1のデータ取り込み後、32クロック後に、第2バッファBUF2がデータを取り込む。
Subsequently, the
また、タイミング制御部15は、ワードクロックLRCKのポジティブエッジから、ビットクロックBCKを24個カウントすると、もしくは、ワードクロックLRCKのネガティブエッジからビットクロックBCKを(32+24)個カウントすると、第3バッファBUF3にシフトレジスタ14の出力Dpの取り込みを指示する。
The
続いてタイミング制御部15は、第3バッファBUF3にデータ取り込みを指示した後、ビットクロックBCKを所定個カウントした後に、第4バッファBUF4に、第3バッファBUF3と同じデータの取り込みを指示する。第3バッファBUF3と第4バッファBUF4の位相差が180度の場合、第3バッファBUF3のデータ取り込み後、32クロック後に、第4バッファBUF4がデータを取り込む。
Subsequently, the
第1カウンタ12は、システムクロックPLLCKをカウントし、第1バッファBUF1のデータの取り込みタイミングと同期して、カウント値を初期値(たとえばゼロ)にリセットする動作を繰り返す。
The
選択回路20については後述する。
The
入力段50は、ラッチ回路51、第2カウンタ56、ストローブ信号生成部58を備える。
The
第2カウンタ56は、システムクロックPLLCKをカウントし、そのカウント値CNT2が設定値(たとえば1023)に達するたびにカウント値を初期値(たとえば0)にリセットする動作を繰り返す。すなわち第2カウンタ56はフリーランを繰り返す。
The
ストローブ信号生成部58は、第2カウンタ56のカウント値CNT2が第1所定値V1に達する毎にアサートされる第1ストローブ信号STRB1を生成する。またストローブ信号生成部58は、第2カウンタ56のカウント値CNT2が第2所定値V2に達する毎にアサートされる第2ストローブ信号STRB2を生成する。たとえば第1所定値V1と第2所定値V2の差は、第2カウンタ56のカウント周期1024の1/2である。本実施の形態では、V1=1023、V2=511とする。
The
ラッチ回路51は、Lchラッチ52とRchラッチ54を含む。Lchラッチ52は、第1バッファBUF1と第2バッファBUF2それぞれに格納されるデータの一方を選択的に、第1ストローブ信号STBR1と同期してラッチする。Rchラッチ54は、第3バッファBUF3と第4バッファBUF4それぞれに格納されるデータの一方を選択的に、第2ストローブ信号STBR2と同期してラッチする。
ここで、ある判定タイミングにおける第1カウンタ12のカウント値CNT1は、システムクロックPLLCKの周波数(周期)に応じて変化する。すなわち、システムクロックPLLCKの周波数が基準値1024×fsよりも高くなれば、判定タイミングにおけるカウント値CNT1は、サンプリング周期毎に大きくなっていく。反対に、システムクロックPLLCKの周波数が基準値1024×fsよりも低くなれば、判定タイミングにおけるカウント値CNT1は、サンプリング周期毎に小さくなっていく。
Here, the count value CNT1 of the
そこで選択回路20は、所定の判定タイミングにおける第1カウンタ12のカウント値CNT1にもとづいて、第1バッファBUF1と第2バッファBUF2それぞれに格納されるデータの一方を選択し、ラッチ回路51に出力する。同様に、選択回路20は、所定の判定タイミングにおける第1カウンタ12のカウント値CNT1にもとづいて、第3バッファBUF3と第4バッファBUF4それぞれに格納されるデータの一方を選択し、ラッチ回路51に出力する。つまり選択回路20は、システムクロックPLLCKの周波数に応じて、データを選択することになる。
Therefore, the
たとえば判定タイミングは、ラッチ回路51のLchラッチ52がデータを取り込むタイミング、すなわちストローブ信号STBR1に応じている。変形例において判定タイミングは、ラッチ回路51のRchラッチ54がデータを取り込むタイミング、すなわちストローブ信号STBR2に応じていてもよい。
For example, the determination timing corresponds to the timing at which the
選択回路20は、第1カウンタ12のカウント値CNT1の上位Pビット(Pは自然数)の値xにもとづいて、入力段50に供給するデータを切りかえてもよい。第1カウンタ12が10ビットカウンタである場合、P=3としてもよい。この場合、カウント値CNT1の上位3ビットは、カウント値CNT1が、0〜127、128〜255、256〜383、384〜511、512〜639、640〜767、768〜895、896〜1023のいずれの範囲に含まれるかを示す。
The
選択回路20は、第1セレクタ22、第2セレクタ24、シーケンサ26を備える。第1セレクタ22は、第1バッファBUF1と第2バッファBUF2それぞれのデータL1、L2の一方を選択し、Lchラッチ52に出力する。第2セレクタ24は、第3バッファBUF3と第4バッファBUF4それぞれのデータR1、R2の一方を選択し、Rchラッチ54に出力する。シーケンサ26は、カウント値CNT1にもとづいて、第1セレクタ22、第2セレクタ24の状態を切りかえる。
The
シーケンサ26は2状態のステートマシンであり、第1状態φ1と第2状態φ2を遷移する。第1状態φ1において、第1セレクタ22が第1バッファBUF1を選択し、第2セレクタ24が第3バッファBUF3を選択する。第2状態φ2では、第1セレクタ22が第2バッファBUF2を選択し、第2セレクタ24が第4バッファBUF4を選択する。
The
図5は、シーケンサ26の状態遷移を示す図である。
シーケンサ26の状態遷移は、第1カウンタ12のカウント値CNT1に対して不感帯およびヒステリシスが設定される。具体的には、第1状態φ1であるとき、判定タイミングにおいてカウント値CNT1の上位3ビットの値Xが、0または7をとると、第2状態φ2に遷移する(S100)。第2状態φ2であるとき、判定タイミングにおいてカウント値CNT1の上位3ビットの値Xが、3または4をとると、第1状態φ1に遷移する(S102)。
FIG. 5 is a diagram showing state transition of the
In the state transition of the
以上が受信回路100の構成である。続いてその動作を説明する。
図6(a)、(b)は、図4の受信回路100の動作を示す波形図である。上述のように、第2カウンタ(DSPシーケンスカウンタ)56はフリーランしており、ワードクロックLRCKとは非同期である。
The above is the configuration of the receiving
6A and 6B are waveform diagrams showing the operation of the receiving
図6(a)と(b)では、第2カウンタ56のカウント値が異なっている。第2カウンタ56のカウント値CNT2がV1=1023となるたびに、ストローブ信号STRB1がアサートされる。図6(a)では、ストローブ信号STRB1のタイミングで、第1カウンタ12のカウント値CNT1は7である。したがって、選択回路20は、第2バッファBUF2および第4バッファBUF4のデータL2、R2を選択し、ラッチ回路51に出力する。
6A and 6B, the count value of the
図6(b)では、ストローブ信号STRB1のタイミングで、第1カウンタ12のカウント値CNT1は3である。したがって、選択回路20は、第1バッファBUF1および第3バッファBUF3のデータL1、R1を選択し、ラッチ回路51に出力する。
In FIG. 6B, the count value CNT1 of the
以上が受信回路100の動作である。この受信回路100によると、シフトレジスタ14により生成されるLチャンネル(Rチャンネル)のパラレルデータを、異なる期間にわたり2つのバッファBUF1、BUF2(BUF3、BUF4)に保持される。そしてシステムクロックPLLCKの周波数が変動した場合であっても、2つのバッファに格納されるデータの一方を選択することにより、ラッチ回路に、正しいデータを取り込むことができ、シリアルデータを安定的に受信できる。
The above is the operation of the receiving
また、第1カウンタ12のカウント値CNT1を参照することにより、システムクロックPLLCKの周波数を監視し、システムクロックPLLCKの周波数に応じて、2つのバッファに格納されるデータのうち、適切な一方を選択することができる。
Further, the frequency of the system clock PLLCK is monitored by referring to the count value CNT1 of the
加えて、選択回路20の状態遷移にヒステリシスおよび不感帯を設けることにより、状態が頻繁に遷移し、系が不安定になるのを抑制できる。
In addition, by providing hysteresis and a dead band in the state transition of the
続いて受信回路100の用途を説明する。
図7は、受信回路100を備えるオーディオ信号処理回路200を用いたオーディオシステム500の構成を示すブロック図である。
Next, the use of the receiving
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of an
オーディオシステム500は、音源2、オーディオ信号処理回路200、アンプ8L、8R、スピーカ9L、9Rを備える。
The
オーディオ信号処理回路200は、CDプレイヤなどの音源2と3線シリアルインタフェースを介して接続され、デジタルオーディオ信号を受ける。オーディオ信号処理回路200は、上述の受信回路100に加えて、複数の処理ユニット203、D/Aコンバータ204を備える。入力段50および複数の処理ユニット203を、DSP202と総称する。
The audio
入力段50は、音源2からのデジタルオーディオ信号を受け、LチャンネルデータD_LchおよびRチャンネルデータD_Rchを生成する。入力段50から出力されたデータD_Lch、D_Rchは、後段の処理ユニット203に入力される。処理ユニット203は、デジタルボリウム回路、マルチバンドイコライザ、ラウドネス回路、クロスオーバフィルタ、バスブースト回路などであり、データD_Lch、D_Rchに所定の信号処理を施す。
The
処理ユニット203の信号処理は、入力段50の第2カウンタ56のカウント値CNT2と同期している。すなわち、カウント値CNT2が、第1の範囲のとき、最初の処理ユニット203が信号処理を行い、第2の範囲のとき、2番目の処理ユニット203が信号処理を行う。
The signal processing of the
D/Aコンバータ204L、204Rはそれぞれ、処理ユニット203を経由したオーディオデータD_Lch、D_Rchをデジタル/アナログ変換し、アナログオーディオ信号S_Lch、S_Rchを生成する。
The D /
アンプ8L、8Rは、アナログオーディオ信号S_Lch、S_Rchを増幅し、スピーカ9L、9Rへと出力する。
The
図7のオーディオ信号処理回路200は、車載用オーディオ装置、家庭用のオーディオコンポーネント装置に利用することもできる。あるいは、オーディオ信号処理回路200は、テレビ、デスクトップPC、ノートPC、タブレットPC、携帯電話端末、デジタルカメラ、ポータブルオーディオプレイヤなどの電子機器に搭載することもできる。
The audio
図8(a)〜(c)は、電子機器あるいはオーディオコンポーネント装置の外観図である。図8(a)は電子機器の一例であるディスプレイ装置600である。ディスプレイ装置600は、筐体602、スピーカ9を備える。オーディオ信号処理回路200は筐体に内蔵され、スピーカ9を駆動する。
8A to 8C are external views of electronic devices or audio component devices. FIG. 8A illustrates a
図7(b)はオーディオコンポ700である。オーディオコンポ700は、筐体702、スピーカ9を備える。オーディオ信号処理回路200は筐体702に内蔵され、スピーカ9を駆動する。
FIG. 7B shows an
図7(c)は電子機器の一例である小型情報端末800である。小型情報端末800は、携帯電話、PHS(Personal Handy-phone System)、PDA(Personal Digital Assistant)、タブレットPC(Personal Computer)、オーディオプレイヤなどである。小型情報端末800は、筐体802、スピーカ9、ディスプレイ804を備える。オーディオ信号処理回路200は筐体802に内蔵され、スピーカ9を駆動する。
FIG. 7C illustrates a
以上、本発明について、実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例について説明する。 The present invention has been described based on the embodiments. This embodiment is an exemplification, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made to combinations of the respective constituent elements and processing processes, and such modifications are within the scope of the present invention. is there. Hereinafter, such modifications will be described.
実施の形態では、I2Sバス規格のシリアルデータを例に説明したが本発明はそれに限定されず、I2Cバス規格など、その他の規格に準拠したシリアルデータの伝送にも利用することができる。この場合、パラメータである自然数M、Kの値を適宜変更すればよい。また、シリアルデータを伝送する線は、複数であってもよい。またシリアルデータは、オーディオデータには限定されず、任意のデータでよい。 In the embodiment, the serial data of the I 2 S bus standard has been described as an example. However, the present invention is not limited thereto, and may be used for transmission of serial data compliant with other standards such as the I 2 C bus standard. it can. In this case, the values of the natural numbers M and K that are parameters may be changed as appropriate. Further, there may be a plurality of lines for transmitting serial data. The serial data is not limited to audio data and may be arbitrary data.
実施の形態では、判定タイミングにおける第1カウンタのカウント値にもとづいて、バッファを選択する場合を説明したが、本発明はそれに限定されない。たとえば周波数カウンタを別途設け、システムクロックPLLCKの周波数をカウントし、その値にもとづいてバッファを選択してもよい。 In the embodiment, the case where the buffer is selected based on the count value of the first counter at the determination timing has been described, but the present invention is not limited thereto. For example, a frequency counter may be separately provided, the frequency of the system clock PLLCK may be counted, and the buffer may be selected based on the value.
実施の形態にもとづき、具体的な語句を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。 Although the present invention has been described using specific terms based on the embodiments, the embodiments only illustrate the principles and applications of the present invention, and the embodiments are defined in the claims. Many variations and modifications of the arrangement are permitted without departing from the spirit of the present invention.
BCK…ビットクロック、DATA…シリアルデータ、LRCK…ワードクロック、PLLCK…システムクロック、100…受信回路、10…シリアルインタフェース回路、12…第1カウンタ、14…シフトレジスタ、16…カウンタクリア回路、30…逓倍回路、50…入力段、52…Lchラッチ、54…Rchラッチ、56…第2カウンタ、58…ストローブ信号生成部、70…周期設定部、200…オーディオ信号処理回路、202…DSP、203…処理ユニット、204…D/Aコンバータ、500…オーディオシステム、2…音源、8…アンプ、9…スピーカ。
BCK ... bit clock, DATA ... serial data, LRCK ... word clock, PLLCK ... system clock, 100 ... receiving circuit, 10 ... serial interface circuit, 12 ... first counter, 14 ... shift register, 16 ... counter clear circuit, 30 ...
Claims (21)
前記ビットクロックをN逓倍(Nは自然数)することによりシステムクロックを生成する逓倍回路と、
前記シリアルデータを受け、前記ビットクロックのエッジごとにシフトするKビットのシフトレジスタと、
前記シフトレジスタに格納されるデータを、所定の位相で取り込む第1バッファと、
前記第1バッファに格納されるデータと同じデータを、前記第1バッファに対して遅れた位相で取り込む第2バッファと、
前記システムクロックをカウントし、前記第1バッファのデータの取り込みタイミングと同期してカウント値を初期値にリセットする動作を繰り返す第1カウンタと、
前記システムクロックをカウントし、そのカウント値が設定値に達するたびにカウント値を初期値にリセットする動作を繰り返す第2カウンタと、
前記第2カウンタのカウント値が第1所定値に達する毎にアサートされる第1ストローブ信号を生成するストローブ信号生成部と、
前記第1バッファと前記第2バッファそれぞれに格納されるデータの一方を、選択的に前記第1ストローブ信号と同期してラッチするラッチ回路と、
を備えることを特徴とする受信回路。 Serial data including effective bits to be received in M bits (M is a natural number), K bits (K is a natural number), a bit clock having an edge for each bit of the serial data, and A receiving circuit for receiving a word clock having an edge every M bits,
A multiplier for generating a system clock by multiplying the bit clock by N (N is a natural number);
A K-bit shift register that receives the serial data and shifts every edge of the bit clock;
A first buffer for capturing data stored in the shift register at a predetermined phase;
A second buffer for capturing the same data as the data stored in the first buffer with a phase delayed from the first buffer;
A first counter that counts the system clock and repeats an operation of resetting the count value to an initial value in synchronization with the data fetch timing of the first buffer;
A second counter that repeats an operation of counting the system clock and resetting the count value to an initial value every time the count value reaches a set value;
A strobe signal generator that generates a first strobe signal that is asserted every time the count value of the second counter reaches a first predetermined value;
A latch circuit that selectively latches one of the data stored in each of the first buffer and the second buffer in synchronization with the first strobe signal;
A receiving circuit comprising:
前記第3バッファに格納されるLチャンネルデータと同じデータを、前記第3バッファに対して遅れた位相で取り込む第4バッファと、
をさらに備え、
前記第1バッファは、前記シフトレジスタに格納されるLチャンネルデータを、所定の位相で取り込み、
前記第2バッファは、前記第1バッファに格納されるLチャンネルデータと同じデータを、前記第1バッファに対して遅れた位相で取り込み、
前記ストローブ信号生成部は、前記第2カウンタのカウント値が第2所定値に達する毎にアサートされる第2ストローブ信号を生成し、
前記ラッチ回路は、前記第1ストローブ信号と同期して、前記Lチャンネルデータをラッチし、前記第2ストローブ信号と同期して、前記Rチャンネルデータをラッチすることを特徴とする請求項7に記載の受信回路。 A third buffer for capturing R channel data stored in the shift register at a predetermined phase;
A fourth buffer for capturing the same data as the L channel data stored in the third buffer with a phase delayed from the third buffer;
Further comprising
The first buffer captures L channel data stored in the shift register at a predetermined phase,
The second buffer captures the same data as the L channel data stored in the first buffer with a phase delayed from the first buffer,
The strobe signal generation unit generates a second strobe signal that is asserted every time the count value of the second counter reaches a second predetermined value;
8. The latch circuit according to claim 7, wherein the L channel data is latched in synchronization with the first strobe signal, and the R channel data is latched in synchronization with the second strobe signal. Receiver circuit.
前記第4バッファは、前記第3バッファに対して180度遅れた位相でRチャンネルデータを取り込むことを特徴とする請求項8に記載の受信回路。 The second buffer captures L channel data with a phase delayed by 180 degrees with respect to the first buffer,
9. The receiving circuit according to claim 8, wherein the fourth buffer captures R channel data with a phase delayed by 180 degrees with respect to the third buffer.
前記受信回路が受信したデータを信号処理する処理ユニットと、
を備えることを特徴とするオーディオ信号処理回路。 A receiving circuit according to any one of claims 1 to 11,
A processing unit for signal processing the data received by the receiving circuit;
An audio signal processing circuit comprising:
前記ビットクロックをN逓倍(Nは自然数)することによりシステムクロックを生成するステップと、
Kビットのシフトレジスタにより、前記シリアルデータを前記ビットクロックのエッジごとにシフトするステップと、
前記シフトレジスタに格納されるデータを、第1バッファに所定の位相で取り込むステップと、
前記第1バッファに格納されるデータと同じデータを、前記第1バッファに対して遅れた位相で第2バッファに取り込むステップと、
第1カウンタによって、前記システムクロックをカウントし、前記第1バッファのデータの取り込みタイミングと同期してカウント値を初期値にリセットする動作を繰り返すステップと、
第2カウンタによって、前記システムクロックをカウントし、そのカウント値が設定値に達するたびにカウント値を初期値にリセットする動作を繰り返すステップと、
前記第2カウンタのカウント値が第1所定値に達する毎にアサートされる第1ストローブ信号を生成するステップと、
前記第1バッファと前記第2バッファそれぞれに格納されるデータの一方を選択的に前記第1ストローブ信号と同期してラッチするステップと、
を備えることを特徴とする方法。 Serial data including effective bits to be received in M bits (M is a natural number), K bits (K is a natural number), a bit clock having an edge for each bit of the serial data, A word clock having an edge every M bits, comprising:
Generating a system clock by multiplying the bit clock by N (N is a natural number);
Shifting the serial data for each edge of the bit clock by a K-bit shift register;
Capturing the data stored in the shift register into the first buffer at a predetermined phase;
Capturing the same data as the data stored in the first buffer into the second buffer with a phase delayed from the first buffer;
Repeating the operation of counting the system clock by a first counter and resetting the count value to an initial value in synchronization with the data fetch timing of the first buffer;
Repeating the operation of counting the system clock by a second counter and resetting the count value to an initial value every time the count value reaches a set value;
Generating a first strobe signal that is asserted every time the count value of the second counter reaches a first predetermined value;
Selectively latching one of data stored in each of the first buffer and the second buffer in synchronization with the first strobe signal;
A method comprising the steps of:
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