JP6120798B2 - 送信装置、受信装置および送受信システム - Google Patents

Description

本発明は、送信装置、受信装置および送受信システムに関するものである。

液晶表示装置等の画像表示装置に画像を表示する為の画像データを伝送する送受信システムが特許文献１に開示されている。この文献に開示された送受信システム２は、図１に示されるとおり、画像データを送出する送信装置１０Ａと、この送信装置１０Ａから送出された画像データを受信して画像表示装置に画像を表示させる受信装置２０Ａと、を備える。

送信装置１０Ａは、シリアライザ１１および符号化部１２を含む。符号化部１２は、送信すべき画像データ（パラレルデータ）を符号化する。シリアライザ１２は、この符号化されたパラレルデータをシリアルデータに変換して、クロックが埋め込まれたシリアルデータを受信装置２０Ａへ送出する。

送信装置１０Ａから送出されたデータを受信する受信装置２０Ａは、デシリアライザ２１および復号化部２２を含む。デシリアライザ２１は、受信データに基づいてシリアルデータおよびクロックを復元するとともに、シリアルデータをパラレルデータに変換する。復号化部２２は、このパラレルデータを復号化して画像データを再生する。受信装置において受信データに基づいてシリアルデータおよびクロックを復元する技術はＣＤＲ（clock data recovery）と呼ばれる。

このようなＣＤＲ技術を採用してシリアルデータを伝送する送受信システムは、パラレルデータを伝送する場合と比較すると、データ伝送の為の伝送路の本数を少なくすることができ、その伝送路に接続される基板の面積を小さくすることができる。また、この送受信システムは、クロックが埋め込まれたデータを伝送するので、データとクロックとの間のスキューの問題が原理的に生じることがなく、高速・大容量のデータ伝送をすることができる。

受信装置においてデータおよびクロックを正確に復元する為に、送信装置から受信装置へ伝送されるシリアルデータは高頻度でレベルが遷移する必要がある。伝送されるシリアルデータにおいて高頻度のレベル遷移を保証する為に、送信装置において符号化処理が行われ、その符号化処理に対応する復号化処理が受信装置において行われる。ここで用いられる符号化処理は例えば８Ｂ１０Ｂ符号化処理やスクランブル処理などである。

送信装置において符号化処理されたシリアルデータを受信装置において正確に復号化処理する為に、送信装置と受信装置との間で通信の同期をとる為の特定のビット列を有するデータ（特定データ）を送信装置から受信装置へ送る。従来の送受信システムでは、データイネーブル信号（ＤＥ信号）に基づいて所定のタイミングで特定データを伝送する。ＤＥ信号は、有効データ（画像データ）を伝送する期間に第１レベル（例えばＨレベル）となり、無効データ（ブランキンググデータ）を伝送する期間に第２レベル（例えばＬレベル）となる。このＤＥ信号のレベル遷移のタイミングで特定データを伝送することができる。画像データの１ライン毎に特定データを伝送する場合、画像データの複数ライン毎に特定データを伝送する場合、および、画像データの１フレーム毎に特定データを伝送する場合がある。

特開２００９−１３５８０１号公報

上記のような送受信システムにおいて、送信装置から伝送路を経て受信装置へシリアルデータが伝送される際に、静電気等の外因によりシリアルデータに一時的にノイズが重畳する場合がある。このノイズにより、送信装置における符号化処理と受信装置における復号化処理との間の同期が外れる場合がある。そして、ノイズが一時的であっても、同期が一旦外れると、その後に特定データが伝送される時まで同期が外れたままとなって正確なデータ送受信ができない。その結果、画像表示装置において、動画の場合は画面がチラつき、静止画の場合は画面上に正しく画像が表示されない部分が現れて、画像表示上の障害が顕著に現れる。特に、図１のように同期信号がＤＥ信号としての機能を兼ねている場合には、特定データがノイズにより損傷するとＤＥ信号を復元できず、画像データが１ライン消失し、画像表示上の障害がより顕著に現れる。

図２は、送信装置から伝送路を経て受信装置へ伝送されるシリアルデータに一時的にノイズが重畳した場合に、そのデータに基づく画像表示上の問題点を説明する図である。この図は、画像データの１ライン毎に特定データを伝送する場合を示している。この場合、或るフレームにおいて、ノイズが重畳した或る行の或る画素から、その行の終わりの画素まで、正しく画像が表示されない部分（図中のハッチング領域）となってしまう。図２中では、特定データは、画像の無効期間（ブランキング期間）の開始を示すブランキングスタート（ＢＳ）、及び、ブランキング期間の終了を示すブランキングエンド（ＢＥ）として模式的に表記されている。

なお、このような同期外れの問題は、画像データを伝送する場合だけでなく、一般にデータを符号化して伝送する場合にも存在する。

本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、ノイズによって送信装置における符号化処理と受信装置における復号化処理との間の同期が外れた場合に早期に両者間の同期を回復することができる送信装置、受信装置および送受信システムを提供することを目的とする。

本発明の送信装置は、クロックが埋め込まれたシリアルデータを送信する送信装置であって、(1)クロックのパルスをカウントするカウンタと、(2) カウンタによるカウント値に基づいて、クロックのＰサイクル期間に第１レベルであってＰサイクル期間に続くＱサイクル期間に第２レベルである周期(Ｐ＋Ｑ)の同期信号を生成する同期信号生成部と、(3) クロックに同期してデータをｎビット毎に入力してバッファリングするデータバッファリング部と、(4) カウンタによるカウント値に基づいて、データバッファリング部によりバッファリングされているデータから選択したｍビットデータを出力するデータ選択部と、(5) 同期信号が第１レベルである期間にクロックに同期してデータバッファリング部からｍビットデータを読み出し該データを符号化して当該符号化後のデータを出力し、同期信号が第２レベルである期間にクロックに同期して特定データを出力する符号化部と、(6) 符号化部から出力されたデータをシリアルデータに変換して該シリアルデータを送出するシリアライザと、を備えることを特徴とする。ｎ，ｍ，Ｐ，Ｑは自然数、ｎ＜ｍ、ｎ(Ｐ＋Ｑ) ≦ ｍＰ である。

本発明の受信装置は、クロックが埋め込まれたシリアルデータを受信する受信装置であって、(1)送られてきたシリアルデータを受信し、そのシリアルデータをパラレルデータに変換して、クロックに同期して該パラレルデータを出力するデシリアライザと、(2) デシリアライザから出力されたパラレルデータが特定データであるか否かを判別して、パラレルデータが特定データでないＰサイクル期間に第１レベルであってパラレルデータが特定データであるＱサイクル期間に第２レベルである周期(Ｐ＋Ｑ)の同期信号を再生するとともに、同期信号が第１レベルである期間にパラレルデータを復号化してクロックに同期して当該復号化後のｍビットデータを出力する復号化部と、(3) クロックのパルスをカウントし、同期信号の１周期毎にカウント値を初期化するカウンタと、(4) クロックに同期して復号化部から出力されたｍビットデータを入力してバッファリングするデータバッファリング部と、(5) カウンタによるカウント値に基づいて、データバッファリング部によりバッファリングされているデータから選択したｎビットデータを出力するデータ選択部と、を備えることを特徴とする。ｎ，ｍ，Ｐ，Ｑは自然数、ｎ＜ｍ、ｎ(Ｐ＋Ｑ) ≦ ｍＰ である。

本発明の送受信システムは、データを送信する上記の本発明の送信装置と、送信装置から送られてきたデータを受信する上記の本発明の受信装置と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、ノイズによって送信装置における符号化処理と受信装置における復号化処理との間の同期が外れた場合に、早期に両者間の同期を回復することができる。

比較例の送受信システム２の構成を示す図である。 比較例の送受信システム２における画像表示上の問題点を説明する図である。 本実施形態の送受信システム１の構成を示す図である。 送信装置１０のデータバッファリング部１３およびデータ選択部１４の構成を示す図である。 受信装置２０のデータバッファリング部２３およびデータ選択部２４の構成を示す図である。 本実施形態の送受信システム１における各信号および各データを説明する図である。 本実施形態の送受信システム１における画像表示の一例を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図３は、本実施形態の送受信システム１の構成を示す図である。送受信システム１は、画像データを送出する送信装置１０と、この送信装置１０から送出された画像データを受信する受信装置２０と、を備える。送信装置１０から受信装置２０へ伝送されるデータは、クロックが埋め込まれたシリアルデータである。

送信装置１０は、受信装置２０へ送信すべきデータを入力するとともに、クロックを入力し、クロックに同期した処理を行って、クロックが埋め込まれたシリアルデータを生成し送出する。送信装置１０は、シリアライザ１１、符号化部１２、データバッファリング部１３、データ選択部１４、カウンタ１５および同期信号生成部１６を含む。

カウンタ１５は、クロックのパルスをカウントする。同期信号生成部１６は、カウンタ１５によるカウント値に基づいて、周期(Ｐ＋Ｑ)の同期信号を生成する。この同期信号は、第１レベル（例えばＨレベル）であるＰサイクル期間と、第２レベル（例えばＬレベル）であるＱサイクル期間とを交互に繰り返す。１サイクル期間は、クロックの１周期の期間である。

データバッファリング部１３は、クロックに同期してデータをｎビット毎に入力してバッファリングする。データバッファリング部１３に入力されるデータには、有効データ（画像データ）に加えて無効データ（ブランキンググデータ）が含まれ、また、有効データと無効データとを識別するためのＤＥ信号が含まれる。データ選択部１４は、カウンタ１５によるカウント値に基づいて、データバッファリング部１３によりバッファリングされているデータから選択したｍビットデータを出力する。なお、データバッファリング部１３およびデータ選択部１４については後に詳述する。

符号化部１２は、同期信号が第１レベルである期間に、クロックに同期してデータバッファリング部１３からｍビットデータを読み出し、該データを符号化して、当該符号化後のデータを出力する。ここで用いられる符号化処理は、例えば、マンチェスター符号化処理、８Ｂ１０Ｂ符号化処置、スクランブル処理などである。また、符号化部１２は、同期信号が第２レベルである期間に、クロックに同期して特定データを出力する。この特定データは、符号化後データと異なる特定のビット列を有する。シリアライザ１１は、符号化部１２から出力されたデータ（符号化後データおよび特定データ）をシリアルデータに変換して、該シリアルデータを受信装置２０へ送出する。

なお、ｎ，ｍ，Ｐ，Ｑは自然数である。ｎ＜ｍ であり、ｎ(Ｐ＋Ｑ) ≦ ｍＰ である。好適には、ｎ(Ｐ＋Ｑ) ＝ ｍＰ である。

受信装置２０は、クロックが埋め込まれたシリアルデータを送信装置１０から受信する。受信装置２０は、デシリアライザ２１、復号化部２２、データバッファリング部２３、データ選択部２４およびカウンタ２５を含む。

デシリアライザ２１は、送信装置１０から送られてきたシリアルデータを受信し、この受信したシリアルデータに埋め込まれていたクロックを復元し、この復元クロックを分周したクロックを出力する。また、デシリアライザ２１は、受信したシリアルデータをパラレルデータに変換して、クロックに同期して該パラレルデータを出力する。

復号化部２２は、デシリアライザ２１から出力されたパラレルデータが特定データであるか否かを判別して、この判別結果に基づいて周期(Ｐ＋Ｑ)の同期信号を再生する。この同期信号は、パラレルデータが特定データでないＰサイクル期間に第１レベルとなり、パラレルデータが特定データであるＱサイクル期間に第２レベルとなる。また、復号化部２２は、同期信号が第１レベルである期間にパラレルデータを復号化して、クロックに同期して当該復号化後のｍビットデータを出力する。復号化部２２における復号化処理は、送信装置１０の符号化部１２における符号化処理に対応するものであり、この符号化処理に同期して行われる。

カウンタ２５は、デシリアライザ２１から出力されたクロックのパルスをカウントし、復号化部２２から出力された同期信号の１周期毎にカウント値を初期化する。データバッファリング部２３は、クロックに同期して復号化部２２から出力されたｍビットデータを入力してバッファリングする。データ選択部２４は、カウンタ２５によるカウント値に基づいて、データバッファリング部２３によりバッファリングされているデータから選択したｎビットデータを出力する。なお、データバッファリング部２３およびデータ選択部２４については後に詳述する。

図４は、送信装置１０のデータバッファリング部１３およびデータ選択部１４の構成を示す図である。同図にはカウンタ１５および同期信号生成部１６も示されている。また、同図には、データバッファリング部１３に入力されるｎビットデータが模式的に示され、データ選択部１４から出力されるｍビットデータが模式的に示されている。ここでは、ｎ＝８、ｍ＝１０としている。

データバッファリング部１３は、直列的に接続されてクロックに同期してｎビットデータを保持するデータ保持部１３１，１３２を有する。データ選択部１４は、ｎビットデータを記憶する記憶部１４１〜１４３を有する。記憶部１４１は、データバッファリング部１３のデータ保持部１３２により保持されたｎビットデータを記憶する。記憶部１４２は、データバッファリング部１３のデータ保持部１３１により保持されたｎビットデータを記憶する。記憶部１４３は、データバッファリング部１３に入力されたｎビットデータを記憶する。

すなわち、記憶部１４１は、ｎビットデータ[A0〜A7]を記憶し、記憶部１４２は、これに続くｎビットデータ[B0〜B7]を記憶し、記憶部１４３は、更に続くｎビットデータ[C0〜C7]を記憶することができる。データ選択部１４は、記憶部１４１〜１４３により記憶されたデータに基づいて、ｍビットデータ[A0〜A7,B0,B1]を出力し、続いてｍビットデータ[B2〜B7,C0〜C3]を出力する。

図５は、受信装置２０のデータバッファリング部２３およびデータ選択部２４の構成を示す図である。同図にはカウンタ２５も示されている。また、同図には、データバッファリング部２３に入力されるｍビットデータが模式的に示され、データ選択部２４から出力されるｎビットデータが模式的に示されている。ここでも、ｎ＝８、ｍ＝１０としている。

データバッファリング部２３は、直列的に接続されてクロックに同期してｍビットデータを保持するデータ保持部２３１，２３２を有する。データ選択部２４は、ｍビットデータを記憶する記憶部２４１〜２４３を有する。記憶部２４１は、データバッファリング部２３のデータ保持部２３２により保持されたｍビットデータを記憶する。記憶部２４２は、データバッファリング部２３のデータ保持部２３１により保持されたｍビットデータを記憶する。記憶部２４３は、データバッファリング部２３に入力されたｍビットデータを記憶する。

すなわち、記憶部２４１は、ｍビットデータ[A0〜A7,B0,B1]を記憶し、記憶部２４２は、これに続くｍビットデータ[B2〜B7,C0〜C3]を記憶し、記憶部２４３は、更に続くｍビットデータ[C4〜C7,D0〜D5]を記憶することができる。データ選択部２４は、記憶部２４１〜２４３により記憶されたデータに基づいて、ｎビットデータ[A0〜A7]を出力し、続いてｎビットデータ[B0〜B7]を出力し、更に続いてｎビットデータ[C0〜C7]を出力する。

図６は、本実施形態の送受信システム１における各信号および各データを説明する図である。同図（ａ）はクロックを示し、同図（ｂ）はＤＥ信号を示し、同図（ｃ）はｎビットデータを示し、同図（ｄ）は同期信号を示し、同図（ｅ）はｍビットデータを示す。ここでも、ｎ＝８、ｍ＝１０としている。また、Ｐ＝８、Ｑ＝２ としている。

送信装置１０においてクロック（同図（ａ））に同期して入力されるｎビットデータ（同図（ｃ））が有効データ（画像データ）である期間では、ＤＥ信号（同図（ｂ））はＨレベルである。同期信号生成部１６により生成される周期(Ｐ＋Ｑ)の同期信号（同図（ｄ））は、Ｐサイクル期間においてＨレベルとなり、Ｑサイクル期間においてＬレベルとなる。データ選択部１４から出力されるｍビットデータ（同図（ｅ））は、同期信号がＨレベルであるＰサイクル期間では、画像データ（図中でＡ０〜Ｊ７と表記）であり、同期信号がＬレベルであるＱサイクル期間では、画像データではなく特定データ（図中でＢＳ，ＢＥと表記）である。

受信装置２０では、送信装置１０の処理と逆の処理により、受信したデータに基づいてクロック，ＤＥ信号および同期信号を復元することができ、画像データと特定データとを識別することができ、ｎビットデータを取得することができる。

ｎ，ｍ，Ｐ，Ｑの間で ｎ＜ｍ、ｎ(Ｐ＋Ｑ) ≦ ｍＰ なる関係が満たされることにより、同期信号がＨレベルであるＰサイクル期間に画像データを伝送することができ、同期信号がＬレベルであるＱサイクル期間に特定データを伝送することができる。すなわち、ＤＥ信号がＨレベルであって画像データを伝送する有効データ期間内においても、周期(Ｐ＋Ｑ)で特定データを伝送することができる。

この特定データの送受信のタイミングを用いることで、送信装置１０の符号化部１２における符号化処理と受信装置２０の復号化部２２における復号化処理との間の同期をとることができる。そして、ノイズによって送信装置１０の符号化部１２における符号化処理と受信装置２０の復号化部２２における復号化処理との間の同期が外れた場合であっても、早期に両者間の同期を回復することができる。

図７は、本実施形態の送受信システム１における画像表示の一例を示す図である。同図に示されるように、送信装置１０から伝送路を経て受信装置２０へ伝送されるシリアルデータに一時的にノイズが重畳した場合、或るフレームにおいてノイズが重畳した或る行の或る画素から次に特定データが伝送されるときまで表示が乱れる。その特定データの伝送によって送信装置１０の符号化部１２における符号化処理と受信装置２０の復号化部２２における復号化処理との間の同期が回復するので、その特定データの伝送のとき以降は、正常な表示が行われ得る。したがって、画面のチラつき等が低減され画像表示の品質が向上する。

なお、以上の実施形態では、送信装置から受信装置へ伝送するデータが画像データである場合について説明した。しかし、本発明は、一般に符号化データをシリアルデータとして伝送する場合であって送信側の符号化処理と受信側の復号化処理との間で同期をとる送受信システムにも適用され得る。

１…送受信システム、１０…送信装置、１１…シリアライザ、１２…符号化部、１３…データバッファリング部、１４…データ選択部、１５…カウンタ、１６…同期信号生成部、２０…受信装置、２１…デシリアライザ、２２…復号化部、２３…データバッファリング部、２４…データ選択部、２５…カウンタ。

Claims (3)

1. クロックが埋め込まれたシリアルデータを送信する送信装置であって、
   クロックのパルスをカウントするカウンタと、
   前記カウンタによるカウント値に基づいて、前記クロックのＰサイクル期間に第１レベルであって前記Ｐサイクル期間に続くＱサイクル期間に第２レベルである周期(Ｐ＋Ｑ)の同期信号を生成する同期信号生成部と、
   前記クロックに同期してデータをｎビット毎に入力してバッファリングするデータバッファリング部と、
   前記カウンタによるカウント値に基づいて、前記データバッファリング部によりバッファリングされているデータから選択したｍビットデータを出力するデータ選択部と、
   前記同期信号が前記第１レベルである期間に前記クロックに同期して前記データバッファリング部からｍビットデータを読み出し該データを符号化して当該符号化後のデータを出力し、前記同期信号が前記第２レベルである期間に前記クロックに同期して特定データを出力する符号化部と、
   前記符号化部から出力されたデータをシリアルデータに変換して該シリアルデータを送出するシリアライザと、
   を備え、
   ｎ，ｍ，Ｐ，Ｑは自然数、ｎ＜ｍ、ｎ(Ｐ＋Ｑ) ≦ ｍＰ である、
   ことを特徴とする送信装置。
2. クロックが埋め込まれたシリアルデータを受信する受信装置であって、
   送られてきたシリアルデータを受信し、そのシリアルデータをパラレルデータに変換して、クロックに同期して該パラレルデータを出力するデシリアライザと、
   前記デシリアライザから出力されたパラレルデータが特定データであるか否かを判別して、前記パラレルデータが前記特定データでないＰサイクル期間に第１レベルであって前記パラレルデータが前記特定データであるＱサイクル期間に第２レベルである周期(Ｐ＋Ｑ)の同期信号を再生するとともに、前記同期信号が前記第１レベルである期間に前記パラレルデータを復号化して前記クロックに同期して当該復号化後のｍビットデータを出力する復号化部と、
   前記クロックのパルスをカウントし、前記同期信号の１周期毎にカウント値を初期化するカウンタと、
   前記クロックに同期して前記復号化部から出力されたｍビットデータを入力してバッファリングするデータバッファリング部と、
   前記カウンタによるカウント値に基づいて、前記データバッファリング部によりバッファリングされているデータから選択したｎビットデータを出力するデータ選択部と、
   を備え、
   ｎ，ｍ，Ｐ，Ｑは自然数、ｎ＜ｍ、ｎ(Ｐ＋Ｑ) ≦ ｍＰ である、
   ことを特徴とする受信装置。
3. データを送信する請求項１に記載の送信装置と、前記送信装置から送られてきたデータを受信する請求項２に記載の受信装置と、を備えることを特徴とする送受信システム。