JPH01183934A - 非同期データ伝送用送信バッファ回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、非同期ディジタルデータを、ディジタル伝
送路を経由して伝送するデータ伝送装置に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

第５図はたとえば、産業図書株式会社発行、副島俊雄氏
編の「新・データ伝送システム」初版第２刷１７５頁図
８．６に示された従来の非同期データ伝送用送信バッフ
ァ回路を示すブロック図であシ、互いに周波数が接近し
た非同期信号の同期化原理をわかシ易く示したものであ
シ、図において、１は基準クロックであシ、内部基準ク
ロック源７から出力され、エラスティックバッファ５に
入力される。

また、２は非同期送信データであシ、エラスティックバ
ッファ５とクロック再生回路６に入力される。８はこの
クロック再生回路６から出力される再生クロックでアシ
、エラスティックバッファ５に送られる。９はエラステ
ィックバッファ５から出力される同期化送信データであ
る。

第６図は同図９８頁図４．４７に示された従来の非同期
データの同期化方式の一例を説明するためのタイムチャ
ートであシ、第６図（、）の１は基準クロック、第６図
（ｂ）の２は非同期送信データ。

第６図（ｅ）の３は標本化出力、第６図（ｄ）の４は同
期化出力データであシ、これらのうち、基準クロック１
．非同期送信データ２は第５図のものと同じである。

次に動作について説明する。データ端末（図示せず）か
ら出力される第６図（ｂ）の非同期送信データ２は、伝
送回線にその情報を伝送回線側の第６図（ａ）に示す基
準クロック１に同期化して送出するために１基準クロツ
ク１によシ多点サンプリングされて、第６図（ｃ）に示
す標本化出力３と変換される。

伝送回線へはこの標本化出力３が送出されたのち、受信
側にて同期化出力データ４として再生される。この場合
、サンプリングに用いられる基準クロック１の周波数は
、たとえば非同期送信データ２が１２００　ｂｐｓのと
きＫは４８００Ｈｚが用いられ、伝送回線上は４８００
ｂｐｓの同期データとして取シ扱われる。

このように、多点サンプリングという手法により、受信
側で得られる同期化出力データ４の位相歪は比較的低く
抑えられる。

一方、Ｆ　Ｉ　ＦＯ（Ｆｉｒｓｔ　Ｉｎ　Ｆｉｒｓｔ　
Ｏｕｔ　）メモリなどを用いた別の手法によっても、同
期化伝送が可能である。第５図はこのための原理を示す
もので、この第５図において、データ端末から出力され
る非同期送信データ２はデータ端末内部のクロック信号
にしたがりた一定の周期でエラスティックバッファ５へ
供給される。

このエラスティックバッファ５へのデータ取込みは、入
力される非同期送信データ２を確実にサンプリングする
ために、クロック再生回路６から出力される再生クロッ
ク８によシサンプリングされる。

この再生クロック８はたとえば、入力される非同期送信
データ２のデータ列のレベル変換点に基づいて生成され
る。

つまシ、データ端末から出力される非同期送信データ２
のデータ速度がたとえば、Ｌ　ｂｐａであるとすると、
入力される非同期送信データ２のレペ（ｓｅｅ）ごとに
存在することは明らかである。

したがって、この非同期送信データ２を正確にサンプリ
ングするためには、そのデータビットの中央時点にサン
プリングタイミングがあればよいことになり、非同期送
信データ２のデータビット列のレベル変換点、すなわち
、データビットの区切シから”　Ｘ”　（ｓｅｅ）時点
にサンプリングクロッり、つマシ、エラスティックバッ
ファ５への書込みクロックとしての再生クロック８が存
在すればよいことがわかる。

クロック再生回路６は以上述べたような入力される非同
期送信データ２のレベル変換点がいつ発生したかを検出
し、その時点から」×”　［５ｅｃ）後にサンプリング
用の再生クロック８が出力されるように動作する。

これによシ、入力される非同期送信データ２は確実にエ
ラスティックバッファ５に取シ込まれる。

一方、エラスティックバッファ５から伝送回線へデータ
を出力する場合には、伝送回線側のクロックと周波数位
相同期した読出し信号にしたがってデータを取シ出さな
いと、伝送回線上へ正しくデータを乗せることができな
いことは明らかである。

このため、エラスティックバッファ５へは、内部基準ク
ロック源７から出力される基準クロック１を供給し、こ
れにしたがってデータを取り出すことによ勺、基準クロ
ック１に同期した同期化送信データ９を得るように動作
する。

なお、この内部基準クロック源７は回線側からのクロッ
ク信号に従属して動作する場合と、内部の水晶発振器な
どに基づいて動作し、回線側とは独立に動作する場合の
２通シがある。

非同期送信データ２は前述のようにして同期化されるわ
けであるが、エラスティックバッファ５は一般的に、Ｆ
ＩＦＯメそりにて構成されるため、再生クロック８に含
まれる位相ジッタ成分を取シ除くことが可能である。

一方、端末側のクロック周波数と基準クロック１の周波
数とはほぼ等しいと云りても、全く同一ではない。その
ため、長時間監視すると、工２スティックバッファ５へ
書き込まれる非同期送信データ２のデータ列のビット数
と読み出される同期化送信データ９のデータ列のビット
数とは、いずれか一方が他方よシ多くなる（または少な
くなる）という現象が発生し、やがてエラスティックバ
ッファ５のアンダン０−またはオーバ７０−が発生して
、スリップが発生してしまう。

このスリップという現象は、エラスティックバッファ５
への入力と出力とで、その周波数が完全に同一でない限
シ、防ぎようがなく、いかにそのスリップ発生間隔を長
く保つかが重要なポイントとなる。

この一つの手段として、端末側と回線側の周波数差を極
力低減させるために、内部基準クロック源７として高安
定原子発振器を使うという方法がある。

また、エラスティックバッファ５の容量を太きくして、
アンダ７０−／オーバフロー発生までの時間を長く設定
するという方法もあシ、これらの一方または両者の組合
わせにて所望のスリップ発生間隔を設定して動作させる
。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の非同期データ伝送用送信バッフ７回路は以上のよ
うに構成されているので、たとえば、多点サンプリング
を用いると、回路構成が簡単な反面、伝送効率が本来の
１／４以下に低下する。

また、エラスティックバッファを用いる構成にすると、
非常に高価な高安定発振器を用いる必要がある。

さらに、発振器を比較的安価なものにして、エラスティ
ックバッファの容量を大きくするという方法を採用すれ
ば、伝送遅延が増大するなどの問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、伝送効率を低下させずに１本来のデータ速度
の１１伝送するとともに１安価な発振器を用いつつデー
タ伝送遅延を低く抑え、かつデータスリップが発生しに
くい非同期データ伝送用送信バッファ回路を得ることを
目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る非同期データ伝送用送信バッファ回路は
、非同期送信データ列から再生したサンプリングクロッ
クによって非、同期送信データ列を取シ込んだのち基準
クロックにしたがって順次この非同期送信データ列を出
力するエラスティックバッファに対して入力される非同
期送信データの同一論理連続数を計数する同一論理連続
検出部と、エラスティックバッファ内のデータ蓄積量を
逐時計数する蓄積量カウンタの出力が所定値にあるか否
かを判定する比較器とを設けたものである。

〔作用〕

この発明における同一論理連続検出部は再生クロックに
より計数値を増加させ、エラスティックバッファへの入
力データ列中の論理変換点によシ計数値をリセットし、
この計数と蓄積量カウンタで計数したエラスティックバ
ッファ内データ残量とを比較して、エラスティックバッ
ファ内データがすべて同一論理かどうかを判定し、その
判定に応じてエラスティックバッファへの書込み禁止ま
たは読出し禁止信号を出力するように作用する。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、１は内部基準クロック源７から出力される
基準クロック、２はデータ端末（図示せず）から出力さ
れる非同期送信データ、５はこの非同期送信データ２を
一時的に記憶するエラスティックバッファ、６はこの非
同期送信データ２を入力して再生クロック８を出力する
クロック再生回路であシ、第２図に示すように構成され
ている。

この第２図において、６ａは第２のカウンタで、次の第
１表のように遷移動作を行うようになっている。

く第１表〉 計数値　　プリセット値 この第１表において、カウンタ６ａの計数値が「７」の
とき、プリセットが行われた場合の遷移シーケンス例は
、ｒ７Ｊ　−ｒ３Ｊ　−ｒｌＪ　−ｒＯＪ　−ｒＯＪ　
−「０」・・・「０」に収束である。

また、カウンタ６ａの計数値が「８」のときに、プリセ
ットが行われた場合の遷移シーケンス例は、ｒ８Ｊ　−
ｒｃＪ−ｒＥＪ−ｒＦＪ−ｒＦＪ　−ｒＦＪ・・・、「
Ｆ」に収束である。

さらに、第２図の６ｂ１．６ｂ２は２段に縦続接続され
た７リツプフロツプ（以下、ＦＦという）であり、ＦＦ
６ｂｌのＤ端子に上記非同期送信データ２が入力され、
両ＦＦ６ｂ１．６ｂ２のＴ端子にＸ１６クロツクが入力
され、また、このＸ１６クロツクはカウンタ６ａのＴ端
子にも入力される。

ＦＦ６ｂ１から出力「１」が、また、ＦＦ６ｂ２から出
力「０」が排他的論理和回路６ｃに入力され、この排他
的論理和回路６ｃの出力は変化検出信号２０として、カ
ウンタ６ｃのＬ端子および第１図の同一論理連続検出部
１０に出力され、さらにカウンタ６ａの出力端ＱＤから
再生クロック８が出力されるように構成されている。

ここで、説明を再び第１図に戻す。この第１図において
、上記同一論理連続検出部１０はエラスティックバッフ
ァ５内のデータがすべて同一論理にあるかどうかを判断
するもので、第３図に示すように構成されている。

この第３図において、１０ａは第３のカウンタで、その
Ｔ端子には再生クロック８が導入され、再生クロック８
の数をカウントするようになってお）、Ｒ端子には変化
検出信号２０が入力されるようになってお）、変化検出
信号２０が入力されるとリセットされる。

１０ｂは第１の比較器で、そのＰ端子には第３のカウン
タ１０ａの出力が入力され、Ｑ端子には、第１図に示す
蓄積量カウンタ１１から出力される蓄積量８１６が入力
されるようになっている。この第１の比較器１０ｂから
連続検出信号１９が第１図の第１のゲート１４ａと第２
のゲート１４ｂに送出するようになりている。

第１図に示す上記蓄積量カウンタ１１はエラスティック
バッファ５内のデータ量を計数するもので、再生クロッ
ク８が第１のゲート１４ａを通して書込み信号２１とし
てエラスティックバッファ５と蓄積量カウンタ１１に入
力されるごとに、それをカウントする。

同様に、基準クロック１が第２のグー）１４ｂを通過し
て読出し信号２２として、エラスティックバッファ５と
蓄積量カウンタ１１に入力されるごとに、それをカウン
トして、蓄積量カウンタ１１はエラスティックバッファ
５に蓄積された非同期送信データ２の蓄積量をカウント
するもので、蓄積量８１６を比較器１２．同一論理連続
検出部１０に送出するようにしている。

比較器１２には、判定用閾値Ｐも入力されるようになり
ておシ、この判定用閾値Ｐ１５と蓄積量Ｓ１６を比較す
るものである。

１γは蓄積：１ｔＳ１６が判定用閾値Ｐ１５以上である
ことを示すＳ≧Ｐ信号で、上記第１のゲート１４ａＫ送
出するようになっている。

また、１Ｂは同じく蓄積量８１６が判定用閾値２１５未
満であることを示すＳ＜Ｐ信号で、上記第２のグー）１
４ｂＫ送出するようにしている。

このＳ≧Ｐ信号１７とＳくＰ信号１８のいずれか一方が
比較器１２から出力されるもので、第１のグー１１４ａ
は連続検出信号１９とＳ≧Ｐ信号１１がともに有効なと
きに１再生クロツク８に基づく書込み信号２１を出力し
ないようＫなっている。

また、第２のゲート１４ｂは連続検出信号１ＳとＳくＰ
信号１８がともに有効なとき、基準クロック１に基づく
読出し信号２２を出力しないようになっている。

１３はデータラッチで、エラスティックバッファ５から
出力されるデータを一時的に記憶して、同期化送信デー
タ９を出力するものである。

次に動作について説明する。第１図において、端末側か
ら出力される非同期送信データ２はエラスティックバッ
ファ５へ入力されるとともに、クロック再生回路６へ入
力される。

このクロック再生回路６からは非同期送信データ２から
得られた再生クロック８が出力され、第１のゲート１４
ａを通りて書込み信号２１となる。

この書込み信号２１にしたがって、非同期送信データ２
がエラスティックバッファ５内に取シ込まれる。

次に、第２図によシクロツク再生回路６について説明す
る。非同期送信データ２は第１のＦＦ６ｂｌにおいて、
Ｘ１６クロツク信号によシサンプリングされたのち、第
２のＦＦ６ｂ２と排他的論理和回路６ｃからなる微分器
によシ論理変化点が検出され、変化検出信号２０として
出力される。

ここで、Ｘ１６クロツク信号は、非同期送信データ２の
公称信号速度をＡ　ｂｐｓとすると、Ｘ１６クロツク［
：Ｈｚ　］　＝　１６ＸＡ　（Ｈｚ　）となるクロック
信号で、内部基準クロック源Ｔから得られるものである
。

次に１第２のカウンタ６ａはこのＸ１６クロツク信号に
よシ計数動作を行うとともに、変化検出信号２０によシ
出力計数パターンに応じた値にプリセットされるように
動作する。

非同期送信データ２が継続して同一論理であると、変化
検出信号が出力されないため、第２のカウンタ６ａは単
なる１６分周カウンタとして動作することになシ、その
出力ＱＤからの再生クロック８はＸ１６クロツク信号を
１６分周したＡ（Ｈｚ　”１となることで、非同期送信
データ２の信号速度ＡＣｂｐｓ）と等しくなる。

また、非同期送信データ２の論理が変化すると、第２の
カウンタ６ａは第１表の計数値／プリセット値に示すよ
うに、計数値が不連続に変化してゆき、結果として、非
同期送信データ２に従属した再生クロック８が得られる
。

前記のようにして、工２スティックバッファ５へ非同期
送信データ２が取シ込まれると、蓄積量カウンタ１１も
同時に計数し、蓄積量８１６が同一論理検出部１０と比
較器１２へ出力される。

同一論理検出部１０は第３図に示すように、第３のカウ
ンタ１０ａは再生クロック８によシ計数し、変化検出信
号２０によシ、リセットされる。この第３のカウンタ１
０ａの出力は比較器１０ｂｌＣて蓄積１ｓ１６と比較さ
れ、第３．のカウンタ１０ａの出力が比較蓄積量８１６
以上になると、連続検出信号１９が出力される。このと
き、エラスティックバッファ５内のデータはすべて同一
論理となる。

一方、第１図において、比較器１２からは蓄積１ｓ１６
と判定用閾値Ｐ１５との大小関係によって、Ｓ≧Ｐ信号
１７からＳくＰ信号１８のいずれか一方が出力される。

第１のゲート１４＆は連続検出信号１゛９とＳ≧Ｐ信号
１７がともに有効なとき、すなわち、エラスティックバ
ッファ５内データがすべて同一論理であり、かつデータ
蓄積量８１６が判定用閾値Ｐ１５以上のときのみ、再生
クロック８に基づく書込み信号２１を出力しないように
動作し、他の場合は書込み信号２１を出力するように動
作する。

また、第２のグー）１４ｂは連続検出信号１９とＳくＰ
信号１８がともに有効なとき、すなわち、エラスティッ
クバッファ５内データがすべて同一論理であり、かつデ
ータ蓄積量８１６が判定用閾値Ｐ１５よシ小さいときの
み、基準クロック１に基づく読出し信号２２を出力しな
いように動作し、他の場合は読出し信号２２を出力する
ように動作する。

いま、エラスティックバッファ５内のデータ蓄積置８１
６が判定用閾値Ｐ１５より小さく、かつエラスティック
バッファ５内のデータがすべて同一論理になりたとする
。

この結果前述のように１同一論理連続検出部１０から連
続検出信号１９が出力され、また、比較器１２からＳく
Ｐ信号１８が出力される。この状態では、第１のゲート
１４＆からは書込み信号２１が出力される一方で、第２
のグー）１４ｂからは読出し信号２２が出力されなくな
る。この丸め、エラスティックバッファ５内の蓄積量８
１６は増加する０このとき、エラスティックバッファ５
からは読み出しが行われないが、内部データがすべて同
一論理であることから、データラッチ１３に最後にラッ
チされた値を同期化送信データ９として、後段が使用し
ても何ら問題はない０ 上記のようにして、読出し信号２２が供給されないまま
、書込み信号２１が供給され続けると、蓄積量８１６が
やがて判定用閾値Ｐ１５と同じになシ、今度は書込み動
作が停止して、読出し動作が再開される。

次に、蓄積量８１６が判定用閾値Ｐ１５より大きく、か
つエラスティックバッファ５内データがすべて同一論理
になったとすると、同一論理連続検出部１０から連続検
出信号１９が出力され、比較器１２からＳ≧Ｐ信号１７
が出力される。

この状態では、第１のゲート１４ａからの書込み信号２
１する一方で、第２のゲート１４ａからの読出し信号２
２が出力されるため、やがて、Ｓ＜Ｐとなる関係が成立
するまで、エラスティックバッファ５内の蓄積量が減少
する。

一方、非同期送信データ２の信号速度は内部基準クロッ
クとは正確に一致せず、したがって、エラスティックバ
ッファ５はオーバ７０−またはアンダフローする可能性
があるが、上述のごとく動作することによシ、その動作
点（データ蓄積量）は判定用閾値Ｐ１５の近傍に単に位
置するようになる。

なお、上記実施例では、クロック再生回路６を非同期送
信データ２の信号速度の１６倍で動作させた場合を例示
したが、カウンタのビット数を増減させることで、他の
レートにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、エラスティックバッ
ファ内データがすべて同一論理にあるときに１その書込
みまたは読出し動作を一時的に停止させてデータ蓄積量
が常に一定になるごとく制御するように構成したので、
比較的小容量のエラスティックバッファでも、そのオー
バフロー、アンダスローによるデータスリップの発生が
起こシにくくなシ、かつデータ伝送遅延が低く抑えられ
る非同期データ伝送用送信バッファが高価な水晶発振な
ど使用することなく、安価に構成できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による非同期データ伝送用
送信バッファ回路のブロック図、第２図は同上実施例に
おけるクロック再生回路のブロック図、第３図は同上実
施例における同一論理連続検出部のブロック図、第４図
は同上実施例における蓄積量カウンタのブロック図、第
５図は従来の非同期データ伝送用送信バッファ回路のブ
ロック図、第６図は従来の非同期データの同期化方式を
説明するためのタイムチャートである。 ５はエラスティックバッファ、６はクロック再生回路、
１０は同一論理連続検出部、１１は蓄積量カウンタ、１
２は比較器。 なお、図中同一符号は同一、又は相当部分を示す０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. データ端末から出力される非同期送信データをサンプリ
   ングするための再生クロックを生成するクロック再生回
   路と、上記再生クロックによってサンプリング処理を受
   けた上記非同期送信データを所定ビット数分蓄積するエ
   ラステイックバッファと、このエラステイックバッファ
   から出力されるデータを一時記憶するデータラッチと、
   上記エラステイックバッファ中に蓄えられているデータ
   ビット数を計数する蓄積量カウンタと、この蓄積量カウ
   ンタの出力が予め定められた値以上にあるか否かを判断
   する比較器と、上記エラステイックバッファ内のデータ
   がすべて同一論理にあることを検出する同一論理連続検
   出部とを備えた非同期データ伝送用送信バッファ回路。