JPH05284037A - 高速、直列2進データ受信機 - Google Patents

高速、直列2進データ受信機

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JPH05284037A
JPH05284037A JP5028834A JP2883493A JPH05284037A JP H05284037 A JPH05284037 A JP H05284037A JP 5028834 A JP5028834 A JP 5028834A JP 2883493 A JP2883493 A JP 2883493A JP H05284037 A JPH05284037 A JP H05284037A
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JP
Japan
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nibble
disparity
state
stage
state machine
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JP5028834A
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Marc C Gleichert
マーク・シィ・グレイシャート
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Advanced Micro Devices Inc
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Advanced Micro Devices Inc
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M5/00Conversion of the form of the representation of individual digits
    • H03M5/02Conversion to or from representation by pulses
    • H03M5/04Conversion to or from representation by pulses the pulses having two levels
    • H03M5/14Code representation, e.g. transition, for a given bit cell depending on the information in one or more adjacent bit cells, e.g. delay modulation code, double density code
    • H03M5/145Conversion to or from block codes or representations thereof
    • HELECTRICITY
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    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
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    • HELECTRICITY
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  • Theoretical Computer Science (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 実行ディスパリティ確認回路を簡略化し、か
つこれらの機能のために必要とされるゲートの数および
シリコン区域を実質的に減ずる。 【構成】 8B/10Bデコーディングのための実行デ
ィスパリティ回路であって、それは電力消費を減じ、か
つ状態型装置および組合せ回路の組合せを組合せ装置の
代わりに排他的に使用することによってゲートの個数お
よび必要とされるシリコン区域を実質的に減ずる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の分野】この発明はエンコーディング/デコーデ
ィングのための方法および装置に関し、より特定的には
実行ディスパリティを決定しかつディスパリティエラー
にフラグを立てるための方法および装置に関する。
【0002】
【発明の背景】多くの高速通信システムおよびネットワ
ークはDC−平衡送信を与えるためにデータの2進エン
コーディング技術を使用してきた。好ましくはゼロDC
成分を有する直列に送信された2進データは送信機およ
び受信機システムの設計および信頼性を簡素化する。い
わゆる8B/10Bコードはエンコーディングの1つの
型であり、それは幾つかの高データレート応用の標準に
なった。このコードは表題「DC−平衡区分化ブロック
8B/10B送信コード(A DC-Balanced partitioned-
Block, 8B/10B Transmission Code)」IBMリサーチお
よび開発ジャーナル(IBM Journal of Research and De
velopment) 27巻、1983年、頁440−451フ
ラナスゼック(Franaszek) ら、の論文および米国特許第
4,486,739号、に説明される。
【0003】8B/10B符号化において、8ビットデ
ータパケットで作られる直列データストリームは10ビ
ットの直列送信されたコードにエンコードされる。2つ
の加えられたビットは他の目的と同様DC平衡および正
確な位相ロックループ発振器クロック同期を確実にする
のに十分な遷移を与える。実際、8B/10B符号化は
通常2つのパケット、つまり5B/6Bニブルおよび3
B/4Bニブルで実行される。言い換えると、エンコー
ドされるべき各D0 …D7 の8ビットバイトは、6ビッ
トにエンコードされる5ビットD0 …D4 と、4ビット
にエンコードされる3ビットD5 …D7 とに分割され
る。8B/10B符号化方法は幾分複雑であり、フラナ
スゼックによって与えられた以下の表1および表2を参
照することによって最良に理解される。すべてのあり得
る5ビットデータ値は「ABCDE」と明示された列に
リストされかつ対応する6ビットコードは「abcde
i」と明示された列に示される。
【0004】用語「実行ディスパリティ」はエンコード
されたデータのDC平衡の測定として先行技術で使用さ
れている。すなわち、実行ディスパリティはすべての先
行するブロックのディスパリティの和であり、そこでは
ディスパリティはブロックにおいて0の個数と1の個数
との間の差である。8B/10B符号化されたデータの
所与のブロックのために、ディスパリティが+2、−2
または0のいずれかであり得るように有効なコードが選
択される。表1を参照して、abcdei列では、その
列の各コードは1および0の個数が等しいかまたは偶数
個だけ違うように選択されるということに注目された
い。さらに、表1の「ALTERNATE」と明示され
た列および「D−1」と明示された列を参照して、
「+」が列D−1に現われるときはいつでも、列「ab
cdei」における対応するコードにおいて、0の個数
は2だけ1の個数を超過するということに注目された
い。さらに各「+」について、列「abcdei」にお
ける2進コードの補数である列「ALTERNATE」
にエントリが現われるということにも注目されたい。
【0005】表2における「fghj」と明示された対
応する列に示されるように同じ特性が3B/4Bエンコ
ーディングにも見られる。
【0006】上に説明されたディスパリティ概念を使用
する8B/10Bコードの特徴の1つは、データを符号
化する間すべてのバイトについてディスパリティ、つま
り+2、0、または−2、を合計し、かつ、もしディス
パリティが正であるならば、送られるべき次の符号化さ
れたデータブロックのディスパリティが負になるように
論理を配列するのが便利なことである。たとえば、これ
を達成するために、コードブロックを検査した後、もし
そのブロックのディスパリティが+2で正でありかつ実
行ディスパリティが+1で正であるならば、そのブロッ
クのALTERNATEコードは自動的に選択され、実
行ディスパリティは−1で負であるように次のブロック
が送られる後の実行ディスパリティは−2だけ減分され
るであろう。
【0007】表1および表2において0および1の個数
が等しい列D−1において「x」と明示されたコードが
あることもまた注目される。これらのブロックは「0」
と等しいディスパリティを有し、ALTERNATEコ
ードを有さない、なぜならばそれらは実行ディスパリテ
ィに何の効果も有さないからである。
【0008】先行技術の受信機において、データが適切
にエンコードされたこと、および送信にいかなるエラー
も導入されていないことを確かめるために回路が使用さ
れる。各ブロックがディスパリティルールに従うことつ
まり、それが+2、0、または−2であり、かつ実行デ
ィスパリティは−1または+1のどちらかであるという
ことをチェックすることが、この確認の1部である。
【0009】先行技術の受信機において、このディスパ
リティ確認は組合せ論理によって実行される。8B/1
0Bコードにおける10のビットの各々は入来する10
Bコードをデコードするために評価される必要があるた
め、100のオーダの多大な数のゲートおよび多大な量
のシリコン空間が必要とされた。
【0010】この発明の目的は、実行ディスパリティ確
認回路を簡略化し、かつこれらの機能のために必要とさ
れるゲートの数およびシリコン区域を実質的に減ずるこ
とである。
【0011】
【発明の概要】上に述べられた目的は、集積回路におい
て中間論理信号を組合せ論理回路に与える状態型装置を
使用することによって達成される。
【0012】他の目的は、電力消費およびシリコン区域
を実質的に減ずることである。
【0013】
【表1】
【0014】
【表2】
【0015】
【詳細な説明】図1を参照すると、送信機1は光学ファ
イバまたは同軸媒体のような、直列リンク3をわたって
8B/10Bにエンコードされる高データレート直列デ
ータを受信機2へ送る。受信機2において、実行ディス
パリティ確認回路はリンク3を経た8B/10Bの入来
する直列データの各ニブル、5B/6Bまたは3B/4
Bがディスパリティ条件、つまり、1および0の個数が
数として等しいかまたは2だけ違うかということ、かつ
実行ディスパリティが−1または+1であるというこ
と、に合致することを確かめる必要がある。もしこれら
の2つの条件が相従わない場合、ディスパリティ回路は
ディスパリティエラー(DSPERR)フラグを発生す
る必要がある。
【0016】この発明の具体例を理解するために、本出
願人の回路の一部分の論理機能を理解することがまず必
要である。図2において、フリップフロップ21の入力
Dに線28を経てORゲート29を介して結合されるマ
ルチプレクサ20(MUX)を使用する回路が開示され
る。
【0017】フリップフロップ21のQ出力は線26を
経てORゲート22を介してMUX20に再び接続され
る。フリップフロップ21の/Q出力は線25を経てO
Rゲート23を介してMUX20に接続される。ORゲ
ート23はインバータ24を介してMUX20の下部入
力に結合され、ORゲート22はMUX20の上部入力
に直接結合される。入力27はORゲート22および2
3の両方の第2の入力に結合される。各ニブルの終わり
で、FF21はリセット31でハイによってリセットさ
れる。MUX20の選択線30における論理「1」(ハ
イ)は、MUXがORゲート22からのその上部入力の
論理レベルを線28上に出力することを引き起こす。選
択線30上の論理「0」はORゲート23からの下位入
力を選択し、線28に出力する。図3は回路図2の真理
値表である。この回路を規定する論理方程式は以下のと
おりである。
【0018】 次Q=[SELECT (/INPUT.現Q)+/S
ELECT(INPUT+現Q)]+リセット 図4は図2の論理ユニット、カウンタステージA、およ
び2つの追加的な状態装置ステージ、つまりカウンタス
テージBおよびCをともに結合するジョンソン(Johnso
n)型カウンタの概略を開示する。これらのカウンタステ
ージの各々は、MUX、ORゲートおよびフリップフロ
ップを使用する。このジョンソンカウンタは線27に到
達する直列入力データニブルの各ビットを検査し、カウ
ンタステージBおよびCは前のステージからのデータの
みを取り込み、SERINが「1」のとき次の状態へ進
む。各ニブルの終わりで、26、51および52上のカ
ウンタステージA、B、およびCの状態は、クロックパ
ルス54が発生するとフリップフロップ141、14
2、および143においてそれぞれラッチされ、直列デ
ータニブルの最後のビットはニブルクロックパルス55
が発生するとフリップフロップ(LBSD)FF140
でラッチされる。この時、各カウンタステージは次のニ
ブルのために「1」にリセットされる。最後のビットが
カウンタにおける競合状態の不確定性を排除するために
ラッチされる。これらの4つのフリップフロップ14
0、141、142、143はLBSDおよびカウンタ
ステージA、B、およびCの状態をラッチし、それは続
いて図5の組合せ論理回路において評価され、「ADS
P」と呼ばれるニブルの後の実行ディスパリティと、
「DSPERR」と呼ばれるディスパリティエラーを表
示するフラグを引き出す。NBLCLK信号55および
BITCLK信号54は図示されない標準タイミング回
路において引き出される。ニブルクロックパルスは次ニ
ブルにおける第1のビットの開始と一致し、1クロック
ビットの長さである。
【0019】図5の組合せ論理のための論理/真理値表
は図6に示される。図5を参照して、図4のカウンタス
テージ出力フリップフロップ21、42および48は各
ニブルの終わりでリセットされるため、それらの状態
は、もしいかなる「1」も最後のビットより先の入来す
るデータストリームにおいて存在しなければ、「11
1」である。この真理値表は図5において入力線5B6
BH、60、および5B6BL、61である5B/6B
または3B/4Bニブルのどちらのニブルが評価されて
いるかもまた考慮するということに注目されたい。図6
の真理値表を参照して、入来するデータがニブルに1を
持たない場合に対応する第1のブロック0′を考慮され
たい。カウンタ状態フリップフロップA、B、およびC
が変更されずかつ「1」の状態であるということに注目
されたい。次列はデータニブルにおける直列の最後のビ
ットを保持するフリップフロップの状態のためのもので
あり「LBSD」と呼ばれる。次列はどのタイプのニブ
ルが評価されているかを示すものであり、かつもし5B
/6Bニブルが評価されているならば論理「1」であ
る。最後の列PDSPは先の実行ディスパリティ値を示
す。実行ディスパリティPDSPは、もし実行ディスパ
リティが+1であるならば論理「1」であり、または実
行ディスパリティが−1であるならば論理「0」であ
る。興味深いことに、以下のことが注目される、すなわ
ちカウンタA、B、およびCの状態が変更されない第1
のブロックにおいて、DSPERR列は1であり、最後
のビットが「1」である単一の場合を除いてディスパリ
ティエラー条件が存在し、3B/4Bのより小さいニブ
ルが評価されかつ実行ディスパリティは前はハイであっ
たということを意味する。これは0001の4ビットコ
ードに対応し、それは表2に見られるように先の実行デ
ィスパリティ、PDSPがハイであるならば許容された
4ビットコードである。
【0020】ニブルの「後のディスパリティ」を示すD
SPFT信号91はNBCLKでフリップフロップ92
においてラッチされる。フリップフロップ92の出力
は、先のニブルディスパリティとして組合せ論理OR回
路入力PDSPH 62およびPDSPL 63に送ら
れる。図5における組合せOR回路への残りの入力は線
58−63上のそれぞれのカウンタAフリップフロップ
141、カウンタBフリップフロップ142およびカウ
ンタCフリップフロップ143の出力である。
【0021】上記の教示を考慮してこの発明の多くの変
形がある。本出願人の発明の範囲は前掲の特許請求の範
囲によって規定され、ここに開示された実施例に限定さ
れないということが理解される。
【図面の簡単な説明】
【図1】通信システムの一般的なブロック図である。
【図2】この発明のステートマシンビルディングブロッ
クの概略図である。
【図3】図2のステートマシンのための真理値表の図で
ある。
【図4】図5の組合せ論理への中間出力を与えるための
状態装置ビルディングブロックを使用したジョンソン型
カウンタの概略図である。
【図5】この発明の好ましい実施例の組合せ論理図であ
る。
【図6】図4および図5の回路のための真理値表の図で
ある。
【符号の説明】
1 送信機 2 受信機 20 マルチプレクサ 21 フリップフロップ 22 ORゲート 23 ORゲート

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 DC平衡されエンコードされたデータニ
    ブルをデコードするための回路、および実行ディスパリ
    ティを確認するためかつ前記エンコードされたデータの
    前記ニブルの誤りのあるディスパリティ符号化にフラグ
    を立てるための回路を含む高速、直列2進データ受信機
    であって、 実行ディスパリティを確認するためかつ不適切なディス
    パリティニブルにフラグを立てるための前記回路は、複
    数のステージを有する状態装置手段を含み、前記状態装
    置手段は各前記ニブルにおける1および0の個数をカウ
    ントするためのものであり、 前記状態装置手段に結合され、各ニブルの終わりで前記
    状態装置の各ステージの出力状態をラッチするための複
    数のラッチと、 組合せ論理手段とを含み、前記組合せ論理手段は前記状
    態装置の前記ステージのラッチされた状態に応答する、
    受信機。
  2. 【請求項2】 前記状態装置手段はジョンソン型カウン
    タである、請求項1に記載の受信機。
  3. 【請求項3】 前記ジョンソン型カウンタは3ステージ
    カウンタでありそこでは前記ステージの各々は出力レジ
    スタに結合されるMUXを含む、請求項2に記載の受信
    機。
  4. 【請求項4】 各前記出力レジスタはリセット可能なフ
    リップフロップである、請求項3に記載の受信機。
  5. 【請求項5】 各直列入力データニブルの最後のビット
    の状態をラッチするためのフリップフロップを含み、前
    記組合せ論理手段は評価される直列入力データニブルの
    最後のビットがハイまたはローのいずれであるかを示す
    前記フリップフロップの前記ラッチ状態にも応答する、
    請求項4に記載の受信機。
  6. 【請求項6】 前記組合せ論理はニブル型識別子にもま
    た応答し、前記ニブル型識別子は符号化されたニブルが
    5B/6Bまたは3B/4Bパケットのどちらであるか
    を示し、かつニブルが評価される前の実行ディスパリテ
    ィに応答する、請求項5に記載の受信機。
  7. 【請求項7】 実行ディスパリティ測定を実行しかつ入
    来するデータの各ニブルにおけるディスパリティエラー
    にフラグを立てるリアルタイムの方法であって、 前記入来するデータストリーム遷移を各ニブルについて
    多段ステートマシンにおいてカウントするステップと、 各ニブルの終わりで前記ステートマシンの各ステージの
    出力状態をラッチするステップと、 評価されているニブルの最後のビットの値をラッチする
    ステップと、 前記多段ステートマシンの前記ラッチされた状態、およ
    び前記最後のビットに応答して、組合せ論理を実行し前
    記実行ディスパリティを更新しかつ前記ディスパリティ
    エラーが、もし存在するなら、フラグを立てるステップ
    とを含む、方法。
  8. 【請求項8】 前記多段ステートマシンは3つのステー
    ジを有するジョンソンカウンタであり、前記入来するデ
    ータストリームにおける1は前記ジョンソンカウンタの
    第1のステージか状態を変更する原因となる、請求項7
    に記載の方法。
  9. 【請求項9】 前記多段カウンタの前記第2および第3
    のステージは入来するデータストリームにおいて「1」
    が発生するときのみ先のステージの状態をとる、請求項
    8に記載の方法。
JP5028834A 1992-02-21 1993-02-18 高速、直列2進データ受信機 Withdrawn JPH05284037A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US839602 1992-02-21
US07/839,602 US5229769A (en) 1992-02-21 1992-02-21 Method and circuit for performing running disparity measurements

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05284037A true JPH05284037A (ja) 1993-10-29

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ID=25280182

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5028834A Withdrawn JPH05284037A (ja) 1992-02-21 1993-02-18 高速、直列2進データ受信機

Country Status (6)

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US (1) US5229769A (ja)
EP (1) EP0556980B1 (ja)
JP (1) JPH05284037A (ja)
KR (1) KR930018871A (ja)
DE (1) DE69306010T2 (ja)
ES (1) ES2093921T3 (ja)

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