JP7204594B2 - 通信システム、制御回路およびイコライザの受信信号調整方法 - Google Patents

Description

本開示は、通信システム、制御回路およびイコライザの受信信号調整方法に関し、例えば、高速データ通信用の通信システム、制御回路およびイコライザの受信信号調整方法に関する。

シリアルデータを高速に伝送する通信として、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）が知られている。上記通信は、ホスト機器と外部機器（デバイス機器等）の機器間のデータ通信に多く用いられている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１－１３００９３号公報

このような高速シリアル通信では、ケーブルや配線等の伝送路での損失による信号品質の劣化が問題となっている。近年、通信速度の向上に伴って、高速データ通信を処理する装置の設計が難しくなっている。高速データ通信に用いるケーブルや機器が、通信速度の高速化を考慮した設計となっていない場合、伝送路のインピーダンスの不整合による反射や損失が発生し、通信信号が劣化してしまう。これにより、通信中にノイズの影響を受けやすくなるため、信号が正しく受信できない状況が発生し、実効データレートが低下する事象が発生していた。

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

実施の形態に係る通信システムは、受信信号線と送信信号線とを介して外部装置と通信可能な通信システムであって、外部装置の識別情報および、識別情報に関連付けられた補正係数と、を記憶可能な記憶部と、補正係数を設定されて動作するイコライザと、記憶部に記憶された補正係数をイコライザに設定する制御部と、を有する。

また、実施の形態に係る制御回路は、認証処理を行うことで、外部から識別情報を受信し、識別情報に関連付けられた補正係数を検索し、補正係数を、初期値とする。

さらに、実施の形態に係るイコライザの受信信号調整方法は、外部に接続された外部装置の識別情報及びそれに関連付けられた補正係数の検索を行う工程と、外部装置の識別情報に対応した補正係数を、イコライザに設定する工程と、設定された補正係数に基づいて、テスト用信号を受信し、イコライザの補正係数を変更して、さらにテスト用信号を受信する動作を繰り返し行うことで補正係数を選択する工程とを含む。

実施の形態に係る通信システムによれば、以前に接続された外部装置が再度接続された場合に、実効データレートを高められる。

図１は、実施の形態１、２に係る送受信システムの構成の一例を示すブロック図である。 図２は、実施の形態１に係る送受信システムの内部構成の一例を示すブロック図である。 図３は、実施の形態１に係る受信部の内部構成の一例を示すブロック図である。 図４は、実施の形態１に係る送受信システムにおけるトレーニングシーケンスを含むイコライザの受信信号調整方法の一例を示すフローチャートである。 図５は、接続回数および実効データレートの関係の一例を示すグラフである。 図６は、実施の形態２に係る送受信システムの内部構成の一例を示すブロック図である。 図７は、実施の形態２に係る送受信システムにおけるトレーニングシーケンスを含むイコライザの受信信号調整方法の一例を示すフローチャートである。

以下の実施の形態においては、便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうではないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。

以下、実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態では、特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。

（実施の形態１）
実施の形態１について説明する。図１は、実施の形態１、２に係る送受信システムの構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、送受信システム１は、ホスト機器１００、デバイス機器２００及びケーブル３００を備える。ホスト機器１００及びデバイス機器２００は、通信システムである。ケーブル３００は、ホスト機器１００及びデバイス機器２００を接続する。

ホスト機器１００は、ケーブル３００を介して、外部装置としてのデバイス機器２００に接続される。ホスト機器１００及びデバイス機器２００は、それぞれレセプタクル１９０、２９０を有する。ケーブル３００は、その両端部に、ホスト機器１００及びデバイス機器２００のレセプタクル１９０、２９０に接続されるプラグ３９１、３９２を有する。ここでは、ケーブル３００がプラグ３９１、３９２を介して、通信システムのレセプタクル１９０、２９０と接続される形態を示すが、実施の形態はこれに限らない。例えば、デバイス機器２００の形態によっては、ケーブル３００は使用せず、ホスト機器１００とデバイス機器２００とがレセプタクル１９０、２９０を介して、直接接続される形態であってもよい。

図２は、実施の形態１に係る送受信システムの内部構成の一例を示すブロック図である。送受信システム１は、ホスト機器１００、デバイス機器２００と、ホスト機器１００とデバイス機器２００とに接続されるケーブル３００とを備える。例えば、図１に示すように、ホスト機器１００とデバイス機器２００とは、プラグ３９１、３９２を備えるケーブル３００と、レセプタクル１９０、２９０を介して接続されるものである。

ホスト機器１００は、制御回路１４０と、識別情報部１６０と、ホストコントローラ１２０と、を含む。ホスト機器１００は、デバイス機器２００とケーブル３００とを含む送受信システム１の全体を制御する。通信システム（ホスト機器１００）は、受信信号線ＲＬと送信信号線ＴＬとを介して外部装置（デバイス機器２００）と通信可能である。

制御回路１４０は、デバイス機器２００の識別情報部２６０と、ケーブル３００の識別情報部３６０とに接続される。制御回路１４０は、デバイス機器２００の識別情報部２６０に格納された識別情報と、ケーブル３００の識別情報部３６０に格納された識別情報とを基に、ホストコントローラ１２０に対して、上記識別情報に関連付けられた補正係数を検索するよう制御を行う。上記識別情報に関連付けられた補正係数がある場合、制御回路１４０は、上記補正係数をトレーニング開始係数とする。さらに、制御回路１４０は、上記補正係数を、ホストコントローラ１２０に設定する。さらに、制御回路１４０は、ホストコントローラ１２０に対して、受信部ＲＸ（ＲＸ１、ＲＸ２、ＲＸ３、ＲＸ４）を制御するように指示する。

識別情報部１６０は、ホスト機器１００の個体を識別する識別情報を有するメモリで構成される。例えば、識別情報は、ホスト機器や、制御回路１４０等の製造時などに割り当てられた製造番号である。また、識別情報部１６０は、制御回路１４０やホストコントローラ１２０に含まれていてもよい。

ホストコントローラ１２０は、記憶部１８０と、受信部ＲＸ１と、送信部ＴＸ１と、を含む。ホストコントローラ１２０は、送信信号線ＴＬ及び受信信号線ＲＬを介して、デバイス機器２００とデータ通信を行う。ホストコントローラ１２０は、ホスト機器１００とデバイス機器２００とがケーブル３００を介して接続される毎に、トレーニングシーケンスを実行する。トレーニングシーケンスの詳細については後述する。ホストコントローラ１２０と制御回路１４０とは、デバイス機器２００及びとケーブル３００との送受信動作を制御する制御部である。

記憶部１８０は、ホストコントローラ１２０が用いる所定のデータを格納する。記憶部１８０は、デバイス機器２００の識別情報及び上記識別情報に関連した補正係数の値と、を対応付けて格納する。さらに、記憶部１８０は、ケーブル３００の識別情報、および上記識別情報に関連した補正係数の値と、を対応付けて格納する。記憶部１８０の例には、メモリおよびレジスタが含まれる。つまり、記憶部１８０は、外部装置（デバイス機器２００）の識別情報および、識別情報に関連付けられた補正係数と、を記憶可能である。

受信部ＲＸ１は、受信信号線ＲＬを介して、送信部ＴＸ４から送信された高速シリアル信号を受信する。

送信部ＴＸ１は、送信信号線ＴＬを介して、受信部ＲＸ３に対して高速シリアル信号を送信する。

デバイス機器２００は、識別情報部２６０と、デバイスコントローラ２２０と、を含む。デバイス機器２００は、ホスト機器１００との間でデータ通信を行う。

識別情報部２６０は、デバイス機器２００の個体を識別するための識別情報を有したメモリで構成される。例えば、識別情報は、デバイス機器２００が製造時などに割り当てられる製造番号、または、正規品と接続するための認証データ等である。識別情報部２６０に格納された識別情報は、ケーブル３００を介して、ホスト機器１００の制御回路１４０に送信される。

デバイスコントローラ２２０は、受信部ＲＸ２と送信部ＴＸ２とを含む。デバイスコントローラ２２０は、送信信号線ＴＬ及び受信信号線ＲＬを介して、ホスト機器１００とデータ通信を行うことができる。デバイスコントローラ２２０は、ホスト機器１００の制御回路１４０と、ケーブル３００を介して接続される。

デバイスコントローラ２２０の受信部ＲＸ２は、送信信号線ＴＬを介して、ホスト機器１００からのシリアルデータを受信する。

デバイスコントローラ２２０の送信部ＴＸ２は、受信信号線ＲＬを介してホスト機器１００に対してシリアルデータを送信する。

ケーブル３００は、識別情報部３６０、リタイマ３２０、送信信号線ＴＬ、受信信号線ＲＬと、を含む。

識別情報部３６０は、ケーブル３００の個体を識別するための識別情報を有したメモリで構成される。例えば、識別情報は、ケーブル３００の製造時等に割り当てられる製造番号、または、正規品と接続するための認証データ等である。識別情報部３６０に格納された識別情報は、ホスト機器１００の制御回路１４０に送信される。

リタイマ３２０は、受信部ＲＸ（ＲＸ３、ＲＸ４）と送信部ＴＸ（ＴＸ３、ＴＸ４）とを複数有する。リタイマ３２０の内部では、受信部ＲＸ３で受け取った送信部ＴＸ１からのデータを、送信部ＴＸ３に受け渡す。そして、送信部ＴＸ３で受け取ったデータは受信部ＲＸ２へ送信される。また、受信部ＲＸ４で受け取った送信部ＴＸ２からのデータを、送信部ＴＸ４に受け渡す。そして、送信部ＴＸ４で受け取ったデータは受信部ＲＸ１へ送信される。リタイマ３２０は、ホスト機器１００の制御回路１４０に接続される。リタイマ３２０は、制御回路１４０から送信される制御信号を受信する。

リタイマ３２０の受信部ＲＸ３は、送信信号線ＴＬを介して、送信部ＴＸ１からシリアルデータを受信する。そのデータをリタイマ３２０の送信部ＴＸ３に受け渡す。リタイマ３２０の受信部ＲＸ４は、受信信号線ＲＬを介して、送信部ＴＸ２からシリアルデータを受信する。そのデータをリタイマ３２０の送信部ＴＸ４に受け渡す。

リタイマ３２０の送信部ＴＸ３は、リタイマ３２０の受信部ＲＸ３から受け取ったデータを、送信信号線ＴＬを介して、受信部ＲＸ２に対してシリアルデータ信号を送信する。リタイマ３２０の送信部ＴＸ４は、リタイマ３２０の受信部ＲＸ４から受け取ったデータを、受信信号線ＲＬを介して、受信部ＲＸ１に対してシリアルデータ信号を送信する。

送信信号線ＴＬは、ホスト機器１００の送信部ＴＸ１から送信されるシリアルデータ信号をデバイス機器２００へ伝送する。

受信信号線ＲＬは、デバイス機器２００の送信部ＴＸ２から送信されるシリアルデータ信号をホスト機器１００へ伝送する。送信信号線ＴＬと受信信号線ＲＬとは、例えば、１対の差動信号配線である。さらに、送信信号線ＴＬと受信信号線ＲＬとは、１対以上の差動信号配線であってもよい。

図３は、実施の形態１に係る受信部ＲＸの内部構成の一例を示すブロック図である。

図３に示す受信部ＲＸは、受信部ＲＸ１、ＲＸ２、ＲＸ３、ＲＸ４のおのおのの回路構成に対応する。受信部ＲＸは、バッファ（ＢＵＦ）６８０と、クロックデータリカバリ回路（ＣＤＲ）６４０と、イコライザ６２０と、シリアルパラレル変換器（Ｓ／Ｐ）６６０とを含む。

バッファ６８０は、送信信号線ＴＬ及び受信信号線ＲＬから差動信号を入力し、イコライザ６２０及びクロックデータリカバリ回路６４０へ、シリアルデータを出力する。

クロックデータリカバリ回路６４０は、バッファ６８０から受信したシリアルデータからクロック信号を再生する。

イコライザ６２０は、クロックデータリカバリ回路６４０により再生されたクロック信号を用いてシリアルデータから受信データを再生する。イコライザ６２０は、受信信号の周波数特性を最適化させるように周波数フィルタ等によって波形を調整する補償回路である。記憶部１８０が、デバイス機器２００の識別情報とケーブル３００の識別情報および、上記各識別情報に関連付けられた補正係数の値を記憶している場合、イコライザ６２０は、制御回路１４０によって上記補正係数を設定される。また、記憶部１８０が、デバイス機器２００の識別情報とケーブルの識別情報および、上記各識別情報に関連付けられた補正係数の値を記憶していない場合、イコライザ６２０は、ホストコントローラ１２０によって所定の初期値を補正係数として設定される。イコライザ６２０は、設定された補正係数をもとに動作する。さらにイコライザ６２０は、ホストコントローラ１２０によって、トレーニングシーケンスを実行される。所定の初期値は、例えば、ホスト機器１００に含まれるメモリに格納される。

シリアルパラレル変換器６６０は、イコライザ６２０が再生した受信データをパラレル信号へ変換し、複数ビットのパラレル信号であるデータ信号ＲｘＤと、受信クロックＲＣＬＫとを生成する。

トレーニングシーケンスを以下に説明する。

ホストコントローラ１２０の制御により、トレーニングシーケンスが開始されると、受信部ＲＸ１は、送信部ＴＸ４から出力されるテスト用の信号を受信する。ホストコントローラ１２０は、受信部ＲＸ１で受信した信号のＥｙｅダイアグラムを作成する制御を行う。Ｅｙｅダイアグラムとは、受信した複数の信号波形を重ね合わせて図示化したものである。信号の品質が良い場合、同じ形の波形が重なるため、Ｅｙｅの開口部は開いた状態となる。また、信号の品質が悪い場合、ずれた波形が重なるため、Ｅｙｅの開口部は狭い状態となる。

受信部ＲＸ（ＲＸ１、ＲＸ２、ＲＸ３、ＲＸ４）の各イコライザ６２０は、設定される補正係数の変更と、テスト用信号の受信と、を繰り返し行われる。ホストコントローラ１２０は、補正係数が変更されてテスト用信号を受信する毎に、Ｅｙｅダイアグラムを作成する制御を行う。補正係数を変更すると、受信した信号の振幅が調整されて、Ｅｙｅの開口部の大きさは変化する。

ホストコントローラ１２０は、作成した複数のＥｙｅダイアグラムの中から、Ｅｙｅの開口部が最も開いた状態の補正係数を、通常動作の各イコライザ６２０の補正係数として選択する。Ｅｙｅダイアグラムの開口部が大きく開くと、受信特性が良くなり、安定して信号を受信することが可能となる。

各イコライザ６２０の補正係数は、広い範囲の補正を行えるように取りうる値が多く用意されている。ホストコントローラ１２０は、開口部のサイズを確認しながら、補正係数の値を変更してトレーニングシーケンスを実行する。

トレーニングシーケンスを実行する時間は、ユーザーを待たせないために制限されている。例えばＵＳＢ３．２の規格では、３６０ｍｓｅｃと規定されている。しかし、この時間制限により、ホストコントローラ１２０は、予め用意された全ての補正係数のＥｙｅダイアグラムの作成を実行することができない。そのため、ホストコントローラ１２０は、実行された一部の補正係数のＥｙｅダイアグラムから、開口部が大きく開いた状態の補正係数を選択する。補正係数は、実行された一部の補正係数の中から選択されるため、実行されていない補正係数に比較し、開口部の開きが小さい補正係数が選択される場合がある。

開口部の開きが小さい補正係数が選ばれると、通常動作時に、電源ノイズや温度変化等の不確定要因のノイズの影響を受けやすくなる。ノイズによりＥｙｅの開口部は小さくなるため、信号を正しく判定することができない事象が発生する。これが受信エラーであり、受信エラーが発生すると、再度トレーニングシーケンスを実行するため、結果として、実効データレートが低下してしまう。

本実施の形態１では、上記受信エラーの発生を低くするため、トレーニングシーケンスの開始の前に、識別情報を検索する処理を行う。

トレーニングシーケンスの前に、制御回路１４０は、記憶部１８０に、今回接続されるデバイス機器２００の識別情報部２６０に格納された識別情報と、ケーブル３００の識別情報部３６０に格納された識別情報の組合せと、上記識別情報の組合せに関連した前回の補正データである補正係数が格納されているかを検索する。

記憶部１８０が、デバイス機器２００の識別情報とケーブル３００の識別情報の組合せを有する場合、制御回路１４０は、識別情報に関連づけられて格納されている前回の補正係数をトレーニング開始係数として受信部ＲＸ（ＲＸ１、ＲＸ２、ＲＸ３、ＲＸ４）の各イコライザ６２０に設定する。記憶部１８０が、接続されるデバイス機器２００の識別情報とケーブル３００の識別情報の組合せを有さない場合、ホストコントローラ１２０は、予めホスト機器１００等に記憶している初期値をトレーニング開始係数として受信部ＲＸ（ＲＸ１、ＲＸ２、ＲＸ３、ＲＸ４）の各イコライザ６２０に設定する。これにより、ホストコントローラ１２０は、前回の補正係数、または、所定の初期値の補正係数に基づいて、トレーニングシーケンスを開始する。

ホストコントローラ１２０は、受信部ＲＸ（ＲＸ１、ＲＸ２、ＲＸ３、ＲＸ４）の各イコライザ６２０の補正係数を調整して、受信信号の振幅調整を行うトレーニングシーケンスを実行する。また、記憶部１８０に格納される補正係数は、前回の接続時に選択された値に限られず、前回より以前の接続時に選択された値であってもよい。

トレーニングシーケンスの終了の際、トレーニングの結果である受信部ＲＸ１のイコライザ６２０の補正係数及び、接続されるデバイス機器２００の識別情報、ケーブル３００の識別情報は、関連付けられて、さらに、補正係数と各識別情報とは記憶部１８０に格納される。また、デバイス機器２００の受信部ＲＸ２及びケーブル３００の受信部ＲＸ３、ＲＸ４の各イコライザ６２０の補正係数についても、同様に、識別情報と関連付けて、ホスト機器１００の記憶部１８０に格納される。

トレーニングシーケンス終了後の通常動作では、受信部ＲＸ（ＲＸ１、ＲＸ２、ＲＸ３、ＲＸ４）は、トレーニングシーケンスで選択された補正係数を用いて、受信動作を実行する。

記憶部１８０に格納された各補正係数と各識別情報とは、次回以降に、ホスト機器１００が同じ識別情報の組み合わせのデバイス機器２００とケーブル３００とに接続される場合に、記憶部１８０から読みだされ、受信部ＲＸ（ＲＸ１、ＲＸ２、ＲＸ３、ＲＸ４）の各イコライザ６２０に設定される。

同じ組み合わせで接続される毎に、イコライザ６２０は、前回格納された補正係数を設定される。つまり、トレーニングシーケンスの開始の値は、すでに、トレーニングされた結果である。トレーニングされた結果を、今回のトレーニングシーケンスでさらに更新（学習）するため、補正係数は、より受信信号のＥｙｅの開口部が開いた状態の値を選択することが可能となる。よって、接続回数が増えるほど、開口部が開いて受信特性が良くなるため、結果として、実効データレートを高めることが可能となる。

挿抜や機器の変更が頻繁に行われるＵＳＢを用いた送受信システムでは、デバイス機器２００とケーブル３００との様々な組み合わせが想定される。ホスト機器１００、デバイス機器２００及びケーブル３００との接続の組合せにより伝送路の状況は変わるため、記憶部１８０は、デバイス機器２００の識別情報と、ケーブル３００の識別情報の組合せ単位で、イコライザ６２０の補正係数を格納する。

また、リタイマ３２０の受信部ＲＸ３、ＲＸ４、デバイスコントローラ２２０の受信部ＲＸ２に対しても、上記と同様にイコライザ６２０のトレーニングシーケンスが実行される。つまり、ホスト機器１００の制御部は、ホストコントローラ１２０の受信部ＲＸ１と同様に、各受信部ＲＸ（ＲＸ１、ＲＸ２、ＲＸ３、ＲＸ４）の各イコライザ６２０の制御を行う。これにより、伝送路の異なるホスト機器１００、デバイス機器２００、ケーブル３００の各機器において、それぞれ個別の補正係数が決定されることで、各イコライザ６２０は受信特性を良くすることが可能となる。

図４は、実施の形態１に係る送受信システムにおけるトレーニングシーケンスを含むイコライザの受信信号調整方法の一例を示すフローチャートである。各工程は、図１、図２及び図３に示す送受信システムを用いて説明する。

ホスト機器１００とデバイス機器２００とが、ケーブル３００によって接続される（ステップＳＴ１）。制御回路１４０は、今回接続されたデバイス機器２００の識別情報部２６０に格納された識別情報と、ケーブル３００の識別情報部３６０に格納された識別情報とを受信する。制御回路１４０は、今回接続されたデバイス機器２００の識別情報と、ケーブル３００の識別情報及び各識別情報に関連付けられた補正係数とを記憶部１８０が有するか否かを検索する（ステップＳＴ２）。

記憶部１８０が、接続されるデバイス機器２００の識別情報とケーブル３００の識別情報との組合せと、上記識別情報に関連付けられた前回の補正係数とを有する場合、制御回路１４０は、記憶部１８０に格納された上記補正係数をトレーニング開始係数として受信部ＲＸ（ＲＸ１、ＲＸ２、ＲＸ３、ＲＸ４）の各イコライザ６２０へ設定する（ステップＳＴ３１）。

記憶部１８０が、接続されたデバイス機器２００の識別情報とケーブル３００の識別情報の組合せを有さない場合、ホストコントローラ１２０は、予め記憶している初期値をトレーニング開始係数として受信部ＲＸ（ＲＸ１、ＲＸ２、ＲＸ３、ＲＸ４）の各イコライザ６２０へ設定する（ステップＳＴ３２）。設定された補正係数の値を用いて、ホストコントローラ１２０はトレーニングシーケンスを実行する（ステップＳＴ４）。ホストコントローラ１２０は、設定された補正係数に基づいて、テスト用信号を受信し、前記イコライザの前記補正係数を変更して、さらにテスト用信号を受信する動作を繰り返し行う。

制御回路１４０は、トレーニングシーケンスの終了の際、受信部ＲＸ（ＲＸ１、ＲＸ２、ＲＸ３、ＲＸ４）の各イコライザ６２０の補正係数を、デバイス機器２００の識別情報及びケーブル３００の識別情報の組合せと関連付けて、記憶部１８０へ格納する（ステップＳＴ５）。トレーニングシーケンスを終了（ステップＳＴ６）する。トレーニングシーケンスの終了後は、通常動作に移行し、学習結果である補正係数に基づいて受信部ＲＸ（ＲＸ１、ＲＸ２、ＲＸ３、ＲＸ４）の各イコライザ６２０は受信動作を行う。

上記の受信信号調整方法のフローにより、トレーニングシーケンスの学習結果である補正係数を、識別情報と組合せて格納することが可能となる。次回以降にホスト機器１００が、格納された値と同一の識別情報を有するデバイス機器２００とケーブル３００とに接続される場合、前回の補正係数をトレーニング開始係数としてトレーニングシーケンスを実行することが可能となる。よって、初回の接続の場合に比較し、すでに学習されて更新されている値からトレーニングシーケンスが開始されるため、より受信特性の良い補正係数を得ることが可能となる。

図５は、接続回数および実行データレートの関係の一例を示すグラフである。実施の形態１を適用した場合（ａ）と、その比較例（ｂ）とを示している。比較例（ｂ）は、実施の形態１を適用しない場合を示す。実施の形態１を適用した場合（ａ）、接続回数が増えると、それに従い、受信特性の良い補正係数へと更新されるため、実効データレートの平均値が徐々に高くなる。比較例（ｂ）は、接続回数が増えたとしても、毎回、所定の初期値からトレーニングシーケンスが実行されるため、実効データレートは一定となる。

トレーニングシーケンスは、接続が検出された場合に、毎回、所定の時間内、例えば３６０ｍｓｅｃ内で行われる。例えば、接続される機器が同一であっても、接続された状態で電源が遮断され、再度電源が立ち上がった場合には、改めて、送受信システムでトレーニングシーケンスが実行される。実施の形態１を適用すると、同一のデバイス機器２００とケーブル３００との挿抜が頻発したり、電源遮断が頻発したりするような送受信システムにおいて、トレーニングを実行する毎に受信特性が良くなるため、結果として、より高い実効データレートを得ることが可能となる。

次に、本実施の形態１の送受信システムのホスト機器１００による効果について、以下に説明する。

本実施の形態１では、上記のように、制御回路１４０が、デバイス機器２００に含まれる識別情報部２６０の識別情報と、ケーブル３００に含まれる識別情報部３６０の識別情報とに基づいて、識別情報の組合せに関連付けられた前回の同一機器との接続時の補正係数が、記憶部１８０に格納されているかを検索する。前回の補正係数が格納されている場合は、受信部ＲＸ（ＲＸ１、ＲＸ２、ＲＸ３、ＲＸ４）の各イコライザ６２０は、読み出した前回の補正係数を設定される。この結果、接続された識別情報の組合せでの接続が２度目以降の接続の場合、前回のトレーニングシーケンスを行った結果の補正係数から、今回のトレーニングシーケンスを実行することになる。これにより、補正係数はさらに受信特性の良い値に更新されるため、データ通信の実効データレートを向上させることが可能となる。

（実施の形態２）
図６は、実施の形態２に係る送受信システムの構成の一例を示すブロック図である。なお、以下の説明では、実施の形態１との相違点を主に説明する。

送受信システム１ａは、ホスト機器１００、デバイス機器２００と、ホスト機器１００とデバイス機器２００とに接続されるケーブル３００とを備える。

ホスト機器１００は、ホストコントローラ１２０と、ＰＤコントローラ１４５と、電源制御回路１７０と、を含む。ホスト機器１００は、デバイス機器２００とケーブル３００とを含む送受信システム１ａの全体を制御する。ホスト機器１００は、ＡＣ電源から電源を供給される。ホスト機器１００は、グランド線ＧＮＤを介して、デバイス機器２００とケーブル３００とに接続する。

ホストコントローラ１２０は、記憶部１８０と、受信部ＲＸ１と、送信部ＴＸ１と、を含む。

ＰＤコントローラ１４５は、デバイス機器２００のＰＤコントローラ２４５と、ケーブル３００のＰＤコントローラ３４５とに接続される。ＰＤコントローラ１４５は、制御回路としての役割を有し、デバイス機器２００のＰＤコントローラ２４５に格納された識別情報と、ケーブル３００のＰＤコントローラ３４５に格納された識別情報とを、制御線（ＣＣ線）ＣＣを介して取得する。

ＰＤコントローラ１４５は、デバイス機器２００の識別情報と、ケーブル３００の識別情報とを基に、ホストコントローラ１２０に対して、上記識別情報に関連付けられた補正係数を検索するよう制御を行う。ＰＤコントローラ１４５は、ホストコントローラ１２０に対して、受信部ＲＸ（ＲＸ１、ＲＸ２、ＲＸ３、ＲＸ４）を制御するように指示する。受信部ＲＸ（ＲＸ１、ＲＸ２、ＲＸ３、ＲＸ４）の回路構成は、図３に示す回路構成を利用することができる。

さらに、ＰＤコントローラ１４５は、認証イニシエータ（Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ Ｉｎｉｔｉａｔｏｒ）として、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ－Ｃ Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎの認証処理を実行する。ＰＤコントローラ１４５は、認証処理を実行することによって、接続先の個体識別や機器間認証等の通信を行い、デバイス機器２００及びケーブル３００のＨｕｓｈ値を取得する。Ｈｕｓｈ値は、識別情報ともいう。

ＰＤコントローラ１４５は、機器間認証の後、デバイス機器２００の識別情報と、ケーブル３００の識別情報、及び上記識別情報に関連づけられた補正係数が、記憶部１８０に格納されているか否かを検索する。１度目の接続の場合、補正係数は、記憶部１８０に格納されていない。２度目以降の接続の場合は、前回の接続時の補正係数は記憶部１８０に格納されている。補正係数が記憶部１８０に格納されていた場合、ＰＤコントローラ１４５は、トレーニングシーケンスの開始係数として、格納されていた前回の補正係数を受信部ＲＸ１のイコライザ６２０へ設定する。

ＰＤコントローラ１４５は、記憶部１８０から読み出された前回の補正係数を、制御線（ＣＣ線）ＣＣを介して、デバイス機器２００のＰＤコントローラ２４５及びケーブル３００のＰＤコントローラ３４５に対し送信する。デバイス機器２００のＰＤコントローラ２４５は、デバイスコントローラ２２０の受信部ＲＸ２のイコライザ６２０へ、受信した補正係数を設定する。ケーブル３００のＰＤコントローラ３４５は、リタイマ３２０内の受信部ＲＸ３，ＲＸ４の各イコライザ６２０へ、受信した補正係数を設定する。続いて、ホストコントローラ１２０は、トレーニングシーケンスを実行する。

ＰＤコントローラ１４５は、トレーニングシーケンスの終了の際、受信部ＲＸ１のイコライザ６２０の補正係数を、デバイス機器２００の識別情報及びケーブル３００の識別情報に関連付けて、記憶部１８０へ格納する。また、ＰＤコントローラ１４５は、デバイス機器２００の受信部ＲＸ２のイコライザ６２０の補正係数及びケーブル３００の受信部ＲＸ３、ＲＸ４の各イコライザ６２０の補正係数を、制御線（ＣＣ線）ＣＣを経由して取得する。さらに、ＰＤコントローラ１４５は、デバイス機器２００の識別情報およびケーブル３００の識別情報と、を関連付けて、デバイス機器２００の補正係数及びケーブル３００の補正係数と共にホスト機器１００の記憶部１８０へ格納する。すなわち、ＰＤコントローラ１４５は、認証処理を行うことで、外部から識別情報を受信し、識別情報に関連付けられた補正係数を検索し、補正係数を設定する制御回路である。ＰＤコントローラ１４５は、識別情報と補正係数とを関連付ける。また、ＰＤコントローラ１４５は、また、更新された補正係数を識別情報と関連付ける。

電源制御回路１７０は、電源線Ｖｂｕｓを介して、デバイス機器２００へ電源を供給する。さらに、電源制御回路１７０は、電源線Ｖｃｏｎｎを介して、ケーブル３００へ電源を供給する。デバイス機器２００とケーブル３００とは、ホスト機器１００からの電源供給によって動作する。

デバイス機器２００は、ＰＤコントローラ２４５と、電源制御回路２７０と、デバイスコントローラ２２０と、を含む。デバイス機器２００は、ホスト機器１００の制御に従って、ホスト機器１００との間でデータ通信を行う。

ＰＤコントローラ２４５は、制御線（ＣＣ線）ＣＣを介して、ホスト機器１００のＰＤコントローラ１４５と接続され、データ通信を行う。ＰＤコントローラ２４５は、デバイス機器２００の識別情報を有する。ＰＤコントローラ２４５は、制御線（ＣＣ線）ＣＣを介してホスト機器１００へ識別情報を送信する。ＰＤコントローラ２４５は、デバイスコントローラ２２０の受信部ＲＸ２のイコライザ６２０の制御を行う。

デバイス機器２００のＰＤコントローラ２４５は、ホスト機器１００のＰＤコントローラ１４５と同様に、デバイスコントローラ２２０の受信部ＲＸ２のイコライザ６２０に対し、記憶部１８０に格納される補正係数を設定してトレーニングシーケンスを実行する。ＰＤコントローラ２４５は、制御線（ＣＣ線）ＣＣを介して、ホスト機器１００のＰＤコントローラ１４５から補正係数を取得し、受信部ＲＸ２のイコライザ６２０へ設定する。さらに、ＰＤコントローラ２４５は、ＵＳＢ ＰＤに準拠して給電または受電の電力を制御する機能、各機器の個体識別や機器間認証等の通信を行う。

電源制御回路２７０は、電源線Ｖｂｕｓを介して供給された電源をもとに、デバイス装置２００に必要な電源に変換して、デバイス装置２００内の各回路に電源を供給する。

デバイスコントローラ２２０は、受信部ＲＸ２と送信部ＴＸ２とを含む。

ケーブル３００は、リタイマ３２０と、ＰＤコントローラ３４５、グランド線ＧＮＤ、電源線Ｖｂｕｓ、電源線Ｖｃｏｎｎ、通信線である制御線（ＣＣ線）ＣＣ、送信信号線ＴＬと、受信信号線ＲＬとを含む。

ケーブル３００は、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ－Ｃの規格に準拠し、さらにＵＳＢ Ｐｏｗｅｒ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ（ＵＳＢ ＰＤ）の規格に準拠する。ホスト機器１００のレセプタクル１９０と、デバイス機器２００のレセプタクル２９０とは、それぞれＵＳＢ Ｔｙｐｅ－Ｃの規格に準拠する。ケーブル３００は、電源線Ｖｃｏｎｎを介して、ホスト装置１００から電源が供給され、ＰＤコントローラ３４５とリタイマ３２０に対して電源が供給される。

ＰＤコントローラ３４５は、制御線（ＣＣ線）ＣＣを介して、ホスト機器１００のＰＤコントローラ１４５とデバイス機器２００のＰＤコントローラ２４５とに接続され、データ通信を行う。ＰＤコントローラ３４５は、ケーブル３００の識別情報を有する。ＰＤコントローラ３４５は、制御線（ＣＣ線）ＣＣを介して、ホスト機器１００へ識別情報を出力する。ＰＤコントローラ３４５は、リタイマ３２０およびリタイマ３２０の各受信部ＲＸ３、ＲＸ４の各イコライザ６２０の制御を行う。

ケーブル３００のＰＤコントローラ３４５は、ホスト機器１００のＰＤコントローラ１４５と同様に、リタイマ３２０の受信部ＲＸ３、ＲＸ４の各イコライザ６２０に対し、記憶部１８０に格納される補正係数を設定してトレーニングシーケンスを実行する。ＰＤコントローラ３４５は、制御線（ＣＣ線）ＣＣを介して、ホスト機器１００のＰＤコントローラ１４５から補正係数を取得し、受信部ＲＸ３、ＲＸ４の各イコライザ６２０へ設定する。さらに、ＰＤコントローラ３４５は、ＵＳＢ ＰＤに準拠して給電または受電の電力を制御する機能、各機器の個体識別や機器間認証等の通信を行う。

リタイマ３２０は、複数の受信部ＲＸ３、ＲＸ４と、複数の送信部ＴＸ３、ＴＸ４と、を有する。リタイマ３２０の内部では、受信部ＲＸ３で受け取ったデータを、送信部ＴＸ３に受け渡す。また、受信部ＲＸ４で受け取ったデータを、送信部ＴＸ４に受け渡す。

図７は、実施の形態２に係る送受信システムにおけるトレーニングシーケンスを含むイコライザの受信信号調整方法の一例を示すフローチャートである。各工程は、図１、図３及び図６に示す送受信システム１ａを用いて説明する。

ホスト機器１００とデバイス機器２００とが、ケーブル３００によって接続される（ステップＳＴ２１）。ホスト機器１００のＰＤコントローラ１４５は、制御線（ＣＣ線）ＣＣの電位レベルの変化を検知すると、電源線ＶｂｕｓがＯＮ状態にされ、例えば電圧５Ｖが電源線Ｖｂｕｓに供給される。これにより、デバイス機器２００に電源が供給されて、デバイスコントローラ２２０が動作を開始する。電源線Ｖｃｏｎｎも同様にＯＮ状態にされ、ケーブル３００に電源が供給される。これにより、ケーブル３００のＰＤコントローラ３４５とリタイマ３２０が動作を開始する。

ＰＤ通信が行われて、ホスト機器１００のＰＤコントローラ１４５が認証イニシエータとなって、機器間認証を行う（ステップＳＴ２２）。ここで、機器間認証とは、デバイス機器２００とケーブル３００との認証を実行するものである。さらに、様々な初期設定動作も実行される。ホスト機器１００のＰＤコントローラ１４５は、制御線（ＣＣ線）ＣＣを介して、デバイス装置２００の識別情報と、ケーブル３００の識別情報を受信する。

ホスト機器１００のＰＤコントローラ１４５は、今回接続されたデバイス機器２００の識別情報と、ケーブル３００の識別情報及び上記識別情報に関連付けられた補正係数とを記憶部１８０に有するか否かを検索する（ステップＳＴ２３）。

記憶部１８０が、接続されるデバイス機器２００の識別情報とケーブル３００の識別情報との組合せと、上記識別情報に関連付けられた補正係数を有する場合、ＰＤコントローラ１４５は、記憶部１８０に格納された前回の補正係数を、トレーニング開始係数として受信部ＲＸ（ＲＸ１、ＲＸ２、ＲＸ３、ＲＸ４）の各イコライザ６２０に設定する（ステップＳＴ２５）。記憶部１８０が、接続されたデバイス機器２００の識別情報とケーブル３００の識別情報の組合せを有さない場合、ホストコントローラ１２０は、予め記憶している初期値をトレーニング開始係数として受信部ＲＸ（ＲＸ１、ＲＸ２、ＲＸ３、ＲＸ４）の各イコライザ６２０へ設定する（ステップＳＴ２４）。ホストコントローラ１２０は、設定された補正係数の値に基づいてトレーニングシーケンスを実行する（ステップＳＴ２６）。

ＰＤコントローラ１４５は、トレーニングシーケンスの終了の際、受信部ＲＸ（ＲＸ１、ＲＸ２、ＲＸ３、ＲＸ４）の各イコライザ６２０の補正係数を、デバイス機器２００の識別情報及びケーブル３００の識別情報の組合せと関連付けて、記憶部１８０へ格納する（ステップＳＴ２７）。トレーニングシーケンスを終了（ステップＳＴ２８）する。トレーニングシーケンスの終了後は、通常動作に移行し、補正係数に基づいて受信部ＲＸ（ＲＸ１、ＲＸ２、ＲＸ３、ＲＸ４）の各イコライザ６２０は受信動作を行う。

上記の受信信号調整方法のフローにより、２度目以降の接続の場合、前回のトレーニングシーケンスの学習結果である、補正係数が記憶部１８０に格納されている。そのため、ホストコントローラ１２０は、記憶部１８０に格納された前回の補正係数からトレーニングシーケンスを実行することが可能となる。

さらに、ＰＤコントローラ１４５は、トレーニングシーケンスの学習結果である補正係数を、識別情報と組合せて格納することが可能となる。これにより、次回以降にホスト機器１００が、同一の組合せの識別情報を有するデバイス機器２００とケーブル３００とに接続される場合、前回の補正係数をトレーニング開始係数としてトレーニングシーケンスを実行することが可能となる。よって、初回の接続の場合に比較し、すでに学習されて更新されている値からトレーニングシーケンスが開始されるため、より受信特性の良い補正係数を得ることが可能となる。

次に、本実施の形態２の送受信システム１ａのホスト機器１００による効果について、以下に説明する。

本実施の形態２では、上記のように、ホスト機器１００のＰＤコントローラ１４５が、機器間認証によって得られたデバイス機器２００の識別情報及びケーブル３００の識別情報と、に基づいて、識別情報関連付けられた前回のトレーニングシーケンスの結果である補正係数が格納されているか否かを検索する。前回の補正係数が格納されている場合、ＰＤコントローラ１４５は、その補正係数の値を受信部ＲＸ（ＲＸ１、ＲＸ２、ＲＸ３、ＲＸ４）の各イコライザ６２０に設定する。

これにより、同一の機器間接続における、受信部ＲＸ（ＲＸ１、ＲＸ２、ＲＸ３、ＲＸ４）の各イコライザ６２０のトレーニングシーケンスを、すでにトレーニングされた補正係数から開始するため、受信特性の良い補正係数へと更新することが可能となる。これにより、高速データ通信の実効データレートをより向上させることか可能となる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。たとえば、識別情報と組合せて格納される補正係数は、前回の接続時のトレーニングシーケンスの実行結果の値に限られず、前回より以前の接続時のトレーニングシーケンスの結果の値であってもよい。ホスト機器１００及びデバイス機器２００は、通信装置であってもよい。

１、１ａ 送受信システム
１００ ホスト機器
２００ デバイス機器
１９０、２９０ レセプタクル
３９１、３９２ プラグ
３００ ケーブル
１４０ 制御回路
１６０、２６０、３６０ 識別情報部
１２０ ホストコントローラ
２２０ デバイスコントローラ
１８０ 記憶部
ＴＸ、ＴＸ１、ＴＸ２、ＴＸ３、ＴＸ４ 送信部
ＲＸ、ＲＸ１、ＲＸ２、ＲＸ３、ＲＸ４ 受信部
ＴＬ 送信信号線
ＲＬ 受信信号線
３２０ リタイマ
６２０ イコライザ
６４０ クロックデータリカバリ回路（ＣＤＲ）
６６０ シリアルパラレル変換器（Ｓ／Ｐ）
６８０ バッファ（ＢＵＦ）
１７０、２７０ 電源制御回路
１４５、２４５、３４５ ＰＤコントローラ
Ｖｂｕｓ、Ｖｃｏｎｎ 電源線
ＧＮＤ グランド線
ＣＣ 制御線（ＣＣ線）

Claims (10)

1. 受信信号線と送信信号線とを介して外部装置と通信可能な通信システムであって、
   前記外部装置の識別情報および、前記識別情報に関連付けられた補正係数と、を記憶可能な記憶部と、
   前記受信信号線に接続され、クロックデータリカバリ回路により再生されたクロック信号を用いて前記受信信号線から供給されるシリアルデータから受信データを再生するとともに、前記補正係数を設定されて前記受信データの周波数特性を最適化させるように周波数フィルタによって波形を調整して前記受信データの振幅調整を行うイコライザと、
   前記記憶部に記憶された前記補正係数を前記イコライザに設定する制御部と、を有する通信システム。
2. 前記制御部は、前記外部装置との信号の送受信を制御するホストコントローラを有し、
   前記識別情報に関連付けられた前記補正係数が、前記記憶部に記憶されていない場合、前記ホストコントローラは、前記補正係数として、所定の値を前記イコライザに設定する、請求項１に記載の通信システム。
3. 前記ホストコントローラは、前記イコライザのトレーニングシーケンスを実行し、
   前記トレーニングシーケンスは、前記ホストコントローラの制御により、テスト用信号の受信と、前記イコライザに設定される補正係数の変更と、を繰り返し行うことで、受信した信号の振幅が調整され、前記ホストコントローラの作成する受信した複数の信号波形を重ね合わせて図示化したＥｙｅダイアグラムの開口部の大きさが変化し、前記ホストコントローラは前記Ｅｙｅダイアグラムの前記開口部が最も開いた状態の補正係数を選択し、
   前記トレーニングシーケンスで選択された補正係数は、前記外部装置の前記識別情報と関連付けて、前記記憶部に記憶される、請求項２に記載の通信システム。
4. 前記ホストコントローラは、前記イコライザを含み、
   前記イコライザは、前記受信信号線を介して前記外部装置から信号を受信し、
   前記制御部は、さらに前記記憶部に記憶された前記補正係数を前記イコライザに設定する制御回路を有し、
   前記制御回路は、前記外部装置の前記識別情報と、前記受信信号線を含むケーブルの前記識別情報とに対応した、前記補正係数を検索する、請求項３に記載の通信システム。
5. 外部装置を認証する認証処理を行うことで、外部から前記外部装置を識別する識別情報を受信し、
   前記識別情報に関連付けられた前記外部装置から受信した信号の波形を調整するイコライザの補正係数を検索し、前記補正係数を設定する、制御回路。
6. 前記識別情報と、前記補正係数とを関連付ける、請求項５に記載の制御回路。
7. 前記制御回路は、前記外部装置と接続される毎に、トレーニングシーケンスを開始して、前記イコライザに前回設定された前記補正係数を設定し、テスト用信号の受信と、前記イコライザに設定される補正係数の変更と、を繰り返し行うことで、受信データのＥｙｅダイアグラムの開口部がより開いた状態の補正係数の値を選択して更新された補正係数として記憶部に格納し、
   前記更新された補正係数を、前記識別情報と関連付ける、請求項５に記載の制御回路。
8. 外部に接続された外部装置の識別情報及びそれに関連付けられた補正係数の検索を行う工程と、
   受信信号線に接続され、クロックデータリカバリ回路により再生されたクロック信号を用いて前記受信信号線から供給されるシリアルデータからパラレル信号である受信データを再生するとともに、前記受信データの周波数特性を最適化させるように周波数フィルタによって波形を調整して前記受信データの振幅調整を行うイコライザに、前記外部装置の識別情報に対応した補正係数を、設定する工程と、
   前記設定された補正係数に基づいて、テスト用信号を受信し、前記イコライザの前記補正係数を変更して、さらにテスト用信号を受信する動作を繰り返し行うことで補正係数を選択する工程と、を含み、
   前記補正係数を選択する工程は、トレーニングシーケンスを含み、
   前記トレーニングシーケンスは、ホストコントローラの制御により、テスト用信号の受信と、前記イコライザに設定される補正係数の変更と、を繰り返し行うことで、受信した信号の振幅が調整され、前記ホストコントローラの作成する受信した複数の信号波形を重ね合わせて図示化したＥｙｅダイアグラムの開口部の大きさが変化し、前記ホストコントローラは前記Ｅｙｅダイアグラムの前記開口部が最も開いた状態の補正係数を選択する、イコライザの受信信号調整方法。
9. 前記外部装置の識別情報に関連付けられた前記補正係数がない場合、前記イコライザに、初期値を設定する工程を含む、請求項８に記載のイコライザの受信信号調整方法。
10. 前記選択された補正係数を、前記外部装置の識別情報と関連づけて、記憶部へ格納する工程を含む、請求項９に記載のイコライザの受信信号調整方法。

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