JPH0646067A - 直列データ伝送方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 最大累積ＤＣシフトが伝送期間にわたって平
均で１０％を越えないことを保証した直列データ伝送方
式を提供する。 【構成】 コミュニケーション・エンテイテイは、媒体
インターフェイス４２０及びデコーダ４１４を介して、
送信媒体４４２から信号を受信するよう接続されてお
り、エンコーダ４１２及び媒体インターフェイス４１６
を介して送信媒体に信号を供給するよう接続されてい
る。フェイズ・ロック・ループ４２０が用いられて、イ
ンターフェイス４２０を通過する直列データ・ストリー
ムからクロック信号を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、２つまたはそれ以上の
通信ステーションの間で直列伝送される２進データと制
御信号をコード化／デコード化する媒体に依存しないシ
ステムに関し、また近距離および遠距離両方のデータ通
信システムにおける用途に適している。さらに特定すれ
ば本発明は、近距離または遠距離通信網またはその他の
データ通信環境に利用できる、ランレングスを区切った
またはランレングスを制限した自己クロック抽出コード
化システムに関し、かつ光ファイバ、同軸ケーブルおよ
びより線対を含む種々の物理媒体におけるベースバンド
伝送に良好に適応し、かつ点対点またはバスにより星
形、ループまたはリング状に相互接続されたステーショ
ンを有する種々のシステムに使用できる。

【０００２】

【従来の技術】ランレングスを制限した群コードは周知
であり、かつこれらコードのうちいくつかのものの特性
は、「ＩＥＥＥ、トランザクションズ、オン、マグネチ
ックス」ＭＡＧ−１２巻、６号、１９７６年１１月、７
４０〜７４２頁に記載されている。磁気記録システムに
使用するこのようなコードを最適化するために多くの研
究が為されてきたが、一方最適特性が相違する高速直列
データ伝送システムに使用するようにこのようなコード
を最適化する研究は比較的少なかった。

【０００３】ランレングス制限コードは、コードを利用
する環境に応じて種々の有利な特性を生じるように設計
されている。これらコードは、通常第２コードの形の信
号順序が連続する２つの２進１の間に連続したｋ個より
多い２進０を持つことがなく、かつ連続した２進１の間
に少なくともｄ個の２進０を持たなければいけないとい
うような強制を受ける。ｄの値を限定すれば、コードは
自己クロック抽出可能になる。すなわち０と１の間の信
号の遷移は、受信ステーションにおいてデータビット流
からクロック信号を抽出または再生するために利用でき
る。

【０００４】周知のコードの中で、ここで取扱うもの
は、ｍ＝４の２進ビットの第１コードの特性をコード化
してｎ＝５の２進ビットの第２コードにした４／５速度
ＮＲＺＩコードであり、その際第２コードの信号が、１
の生じた際に反転するノンリターントウーゼロフォーマ
ット（ＮＲＺＩ）になっている。

【０００５】比ｍ／ｎは、コード化効率の尺度であり、
かつ特にデータ伝送速度を規定するので、直列通信シス
テムにおいて重要である。例えば第１コードにおいて２
進ビットが生じる速度が１２５メガビット／ｓｅｃであ
る直列システムにおいて、コード化効率がｍ／ｎ＝０．
５であると、データ伝送の実効速度は低下し、６２．５
メガビット／ｓｅｃになる。

【０００６】直列データ伝送用のコードを設計する際考
慮すべきその他の要因は、信号順序により伝送媒体に加
えられる最大累積ＤＣ成分である。高速データ伝送シス
テムのステーションは通常かなり遠くに離れているの
で、共通アースを設けることは現実的でない。それ故に
ＡＣカップルによる平衡伝送システムにおいて信号伝送
は、所定の公称レベルの上または下に、コード化２進ビ
ットの表示と同じ量だけ信号レベルをシフトして行われ
る。理想的には最大ＤＣレベルは０にする。すなわち所
定の期間にわたって信号の振幅を平均化し、公称値と等
しい値にする。所定のコードは、最大ＤＣレベルを０に
することができる。例えばマンチェスターコードにおい
てそれぞれの２進ビットは、１つのセル期間において公
称レベルより上にありかつ第２のセル期間において公称
レベルより下にある信号レベルによって表わされ、その
際２つのレベルの相対位相によって、２進０または１が
表わされる。「セル」とは、ｍビットコードにコード化
した１ビットのデータを信号伝送するため必要な期間の
ことであり、またマンチェスターコードではそれぞれの
２進ビットを表わすために２つのセルが必要なので、コ
ード化効率ｍ／ｎはわずか５０％である。

【０００７】直接ＮＲＺおよびＮＲＺＩコードのような
その他のコードは１００％のコード化効率を提供する
が、高速直列データ通信システムには不適当である。な
ぜならこれらのコードでは、大きな累積ＤＣシフトが生
じることがあり、また連続する１の間の０の数が制限さ
れておらず、それにより自己クロック抽出が妨げられる
からである。ＮＲＺＩコードの自己クロック抽出の能力
の不足は、データビットの流れの中で遷移が生じなかっ
た場合、所定の間隔でデータビットを挿入するかまたは
一方の信号レベルから他方への遷移を挿入することによ
って解決できる。しかしこの挿入の結果、コード化効率
の低下（および変化）と共にデータ速度が可変になって
しまう。

【０００８】表１は、いくつかのコードに関してデータ
速度、コード化効率、最大累積ＤＣシフトおよび最大遷
移間間隔ｄを示している。表１および前記の説明から明
らかなように、所定のシステム設計の要求に合致した適
当なコードを得るため、コード化効率、最大累積ＤＣシ
フトおよび自己クロック抽出能力の種々のコードの要求
の間でバランスをとらなければならない。 表 １ コード形式 データ速度 コード化効率 最大累積 最大遷移間 （メガビット ＤＣシフト 間隔（コー ／秒） ドセル） ──────────────────────────────────── ＮＲＺ １２５ １００％ ５０％ 無制限 ＮＲＺＩ １２５ １００％ ５０％ 無制限 ビット挿入 ９３．５〜１２５ ７５〜１００％ ３０％ ３ マンチェスター ６２．５ ５０％ ０％ １ 群コード １００ ８０％ １０％ ３ （４／５）^* （^* 本発明）

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】伝送期間にわたって平
均化した累積ＤＣシフトが公称レベルの１０％を越えな
い場合、ほとんどの高速直列データ伝送システムは、ほ
とんど受信機の特性をそこなうことなく、全く良好に動
作できることがわかっている。本発明は、この評価基準
に合致するだけでなく、高いコード化効率と自己クロッ
ク抽出能力をも有するコードを提供するものである。

【００１０】前記のように周知の多くのコードは、ファ
ンクションコードを考慮していない特に磁気記録システ
ムのために開発されたものであり、また高速直列伝送シ
ステムに使われているコードは、ファンクションまたは
制御信号の作用を考慮しておらず、すなわちシステムの
動作状態を変える信号を考慮していない。本発明は次の
ようなコードを提供する。すなわちデータおよびファン
クションまたは制御信号は、すべて同じ約束に従い、コ
ード化効率は低下せず、最大累積ＤＣシフトは、伝送期
間にわたって平均化して１０％を越えず、また制御およ
びデータコードは、すべて自己クロック抽出可能であ
る。

【００１１】本発明の目的は、伝送信号の公称中心から
の最大累積ＤＣシフトが伝送期間にわたって平均で１０
％を越えないことを保証した直列データ伝送方式のため
高効率群コード化技術を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】これら本発明の目的は、
有利な構成においてそれぞれの送信機にエンコーダを設
け、第１コードの形のそれぞれ４ビットのデータをコー
ド化し、第２コードの形の５ビットデータにすることに
よって達成される。第２グループの３２個の異ったコー
ドの中からわずか１６個だけをデータコード値として選
び、これら値はコード化した後のデータ流の中の連続し
た１の間に３つより多い２進０が無いように、それによ
りデータ流からクロックを再生できるようにするため十
分に近い間隔で確実に信号遷移を生じるように選ばれて
いる。第２のグループの残りの１６個のコード値のうち
所定の１つは、制御ファンクションを表わすために使わ
れる。システムのプロトコールは次のようになってい
る。すなわちデータおよび制御ファンクションの両方を
表わすコード化後の信号の流れは、連続した１の間に３
個より多くの１を持つことがなく、かつ伝送媒体上の累
積ＤＣシフトは、伝送期間にわたって平均化した場合、
公称レベルの１０％を越えることがない。それぞれのエ
ンコーダは、第１コードの形のデータまたは制御コード
をＲＯＭのアドレス入力端子に供給するかしないかをゲ
ート制御するマルチプレクサを有する。ＲＯＭは、第２
コード用の種々のコード値を記憶しており、かつＲＯＭ
をアドレス制御すると、コード値がＲＯＭから読出さ
れ、直列にされ、かつ伝送媒体に供給する前にＮＲＺか
らＮＲＺＩフォーマットに変換される。

【００１３】それぞれの受信機は、受信信号をＮＲＺフ
ォーマットに逆変換するデコーダを有する。ＮＲＺ信号
は、直列シフトレジスタ内にシフトされる。ｎ＝５ビッ
トの２進コードの形をした出力信号は、レジスタから読
出され、かつ第１の（ｍ＝４）コード用のコード値を記
憶したＲＯＭにアドレスとして供給される。それからデ
コード化された値がＲＯＭから読出される。クロック再
生手段に加えてそれぞれのデコーダも、伝送媒体の状態
を表わす所定の信号順序を検出する手段を有し、この検
出手段は、信号を発生してデコーダ回路と受信機回路を
制御する。コード化および／またはデコード化の機能を
果たすため、エンコーダおよび／またはデコーダにＲＯ
Ｍではなくゲート回路を使用してもよい。

【００１４】

【実施例】本発明の実施例を以下図面によって説明す
る。

【００１５】典型的な通信ステーション 図４は、直列データ通信システムの部分を構成する一つ
のステーションを示す。このステーションは、コミュニ
ケイション・エンティティ４１０を有し、それは従来技
術に於けると同様に、送信機、受信機、或いは送信機と
受信機との両方を含んでいて良い。このコミュニケーシ
ョン・エンティティは、媒体インターフェイス４２０及
びデコーダ４１４を介して、送信媒体４４２から信号を
受信するよう接続されており、またエンコーダ４１２及
び媒体インターフェイス４１６を介して送信媒体に信号
を供給するよう接続されている。

【００１６】媒体インターフェイス４１６及び４２０
は、在来の設計のものであって、媒体上の信号を当該ス
テーションで処理され得る形式もしくはレベルに変換す
る目的を有する。例えば、媒体４４２が光学リンクであ
れば、インターフェイス４１６及び４２０は、電気−光
学変換器を有する。

【００１７】デコーダ４１４については後に詳述する
が、送信媒体からの直列ビット信号を、他のコミュニケ
イション・エンティティによってそれらが発生されたコ
ードにデコードする。エンコーダ４１２は、コミュニケ
イション・エンティティによって発生されたデータと制
御信号を、他のコミュニケイション・エンティティに向
けて媒体４４２上に送信するのに適した直列ビット・コ
ードにエンコードする。在来設計のフェイズ・ロック・
ループが用いられて、インタフェイス４２０を通過する
直列データ・ストリームからクロック信号を得る。

【００１８】図４は、送信機と受信機との両方を有する
コミュニケイション・エンティティを持っているステー
ションを示している。各ステーションが図４に示す要素
の全てを持つ必要がないことは明らかである。例えば、
エンコーダ４１２と媒体インターフェイス４１６とは、
コミュニケイション・エンティティが受信機のみを有す
る場合には必要がない。

【００１９】図４に示した様な多数のステーションは、
図１に示した全二重二地点間システム、図２に示したバ
ス・システム、或いは図３に示したリング・ネットワー
ク・システムのような様々なシステム構成で相互接続さ
れ得る。

【００２０】エ ン コ ー ダ グループ・コードと他の先行技術のコードとの主たる相
違は、通常のビット毎のコード化技術が差動マンチェス
ター・コードのような他のセルフ・クロッキング・コー
ド他システムで用いていたよりもより大きいデータ・ブ
ロックをこれらのコードが翻訳する能力にある。本発明
の好適な実施例では、固定シーケンスの即ちｍ＝４のデ
ータもしくはファンクション制御ビットのブロック（デ
ータ・グループ）が固定シーケンスの即ちｍ＝５のコー
ド・ビットのブロック（データ・グループ）に符号化さ
れる。ここに云うデータなる語は、２進情報データだけ
ではなしに、２進ヘッダー・フィールド、アドレス・フ
ィールド、情報フィールド、フレーム・チェック・フィ
ールド等の特定の応用もしくはシステム構成で要求され
得る情報データをも包含する用語として用いられてい
る。

【００２１】全てのグループ・コードは、同一の設計概
念を用いているが、ブロック長さが異なり、特定のコー
ド・グループ値（即ちビット・パターンもしくはビット
・シーケンス）の割当てが異なっており、異なった各デ
ータ・グループ値を表わし、他の異なった送信制御情報
を表わす。特有のコード・グループ値は、良く「コード
・ポイント」と称されている。ｎブロック長のグループ
・コードには、２ⁿ のコード・ポイントが存在し得るの
で、以下に説明する本発明の好適な実施例については２
⁵ ＝３２のコード・ポイントがある。これらのコード・
ポイントと、それら二進数表示との十進数表示とが図１
０に示されている。

【００２２】ｍ＝４の場合には、４ビットのグループ内
に２進ビットの組合わせが１６通りあり得る。これらの
組合わせの各々は「データ・カルテット」と称され、こ
れらのカルテットの各々の２進値と１６進値が表Ｂに示
されている。第１のコードには最大１６のカルテットが
あり、第２のコードには３２のコード・ポイントがある
から、第２のコードに於ける全てのコード・ポイントが
使用されるわけではない。本発明の一特徴によれば、デ
ータ・カルテットと制御コードとを表わすのに用いられ
るコード・ポイントは、システム構造を説明した後に述
べる或る基準に従って選択される。

【００２３】図５は、本発明の原理に従って構成された
エンコーダを示している。このエンンコーダは、第１の
レジスタ５１０と、第２のレジスタ５１２と、セレクタ
もしくはマルチブレクサ５１４と、エンコーダ手段と、
シフト・レジスタ５１８と、コンバータ５２０とを有す
る。図５のエンコーダは、コミュニケイション・エンテ
ィティ４１０に付属しており、データ・グループもしく
はカルテット、ファンクション・コード及びその出力が
データ・グループ・コードを表わすのか、ファンクショ
ン制御コードを表わすのかを示す信号を発生する。デー
タ・グループ・コードとファンクション制御コードと
は、各々４個の２進ビットから成り、それらはレジスタ
５１０と５１２に供給される。各データ・グループ・コ
ードとファンクション制御コードと共に、このコミュニ
ケイション・エンティティは、導線５０８上に信号を生
じ、その信号はデータ・グループ・コードもしくはファ
ンクション制御コードがエンコーダに対して同時に供給
されているか否かを表示する。

【００２４】導線５０８上の信号は、セレクタ５１４を
起動させ、レジスタ５１０からのデータ・カルテットも
しくはレジスタ５１２からの制御コードはセレクタを介
してエンコーダ手段５１６の入力にゲートされる。この
エンコーダ手段は、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ゲー
ト論理アレイもしくはその他の４ビット入力コードを５
ビット出力コードに変換もしくは翻訳する適当な手段で
あって良い。エンコーダ手段５１６がＲＯＭであるとし
て、セレクタ５１４からの出力信号と導線５０８上の信
号とは、メモリに於ける３２のロケーションの内の何れ
か一つから記憶されたコード・グループを読出すことの
出来るアドレスを構成する。しかし、或る好適な実施例
では、たった１６のデータ・カルテットとたった９のフ
ァンクション制御コードしかないので、ＲＯＭは２５の
５ビット・コード・グループしか記憶しない。これは５
のアドレス指定信号を要する。データ及び制御コードは
全て４ビットであるから、導線５０８上の信号は制御コ
ードをデータ・コードから識別する。

【００２５】エンコーダ手段５１６から読取られた各コ
ード・グループは、５ビットのシフト・レジスタ５１８
に並列に与えられ、ロード信号の発生の際にロードされ
る。このロード信号は、コミュニケーション・エンティ
ティ４１０によって発生され、図６に波形６１０及び６
１２によって示された如きコミュニケイション・エンテ
ィティによって発生された５番目毎のエンコード・ビッ
ト・クロック・パルスと同時に生ずる。コミュニケイシ
ョン・エンティティは、一連のシフト信号をも発生し、
そのシフト信号はレジスタ５１８に与えられて、その内
容を右にシフトする。シフト信号は、ロード・パルス間
の時間内に発生し、各エンコード・ビット・クロック・
パルスと同時に発生する。このシフト信号の波形は図６
の波形６１４に示されている。

【００２６】レジスタ５１８の右端のステージからの出
力は、コンバータ５２０に与えられ、該レジスタに与え
られた一連のロード信号とシフト信号により、導線７１
６上に現われるコード信号はノン・リターン・トウー・
ゼロ（ＮＲＺ）フォーマット形式である。ＮＲＺフォー
マットの一連の信号は、図７に於ける波形７１６によっ
て示されている。

【００２７】レジスタ５１８のＮＲＺ出力は、コンバー
タ５２０によって、ノン・リターン・トウー・ゼロ・イ
ンバート・オン・ワンズ（ＮＲＺＩ）フォーマットに変
換され、この際、信号レベルは波形７１２によって示さ
れた如く、２進１状態の発生の度に第１と第２のレベル
の間でシフトする。得られたＮＲＺＩコードのシーケン
スは、コンバータ５２０から媒体インターフェイス４１
６（図４）を介して送信媒体４４２に供給される。

【００２８】送信媒体４４２上に与えられたＮＲＺＩコ
ードは、システム構成に依存して、即ち、ステーション
が２地点間、リング、ループ、スター構成の何れで相互
接続されているかに依存して、一つ以上のステーション
に送信される。

【００２９】デ コ ー ダ 送信中のステーション（図４）の媒体インターフェイス
４１６によって、送信媒体４４２上に与えられた信号
は、その送信媒体に接続された一つ以上の受信ステーシ
ョンによって受信される。各受信ステーションに於て、
信号は媒体インターフェイス４２０に供給され、そこで
或る種の変換（例えば、光学−電気変換）が行なわれ
る。得られた電気信号は、クロック回復回路４１８及び
デコーダ４１４に与えられ、それはＮＲＺＩコード・グ
ループを４ビット２進コード・グループに変換する。

【００３０】クロック回復回路４１８は、図８に於て受
信クロック回復回路８１０として示されており、それは
在来の設計によるものであって良い。それは受信したＮ
ＲＺＩ符号化データの信号レベル遷移を用いて、符号化
されたデータに同期されたデコード・ビット・クロック
を起動する。図８の残余の素子は、デコーダ４１４を含
む。

【００３１】このデコーダはＮＲＺＩをＮＲＺに変換す
るコンバータ８１２、１０ビット・シフト・レジスタ８
１４、５ビット・レジスタ８１８、デコード手段８２
０、一対のＡＮＤ回路８２１及び８２３、データ・レジ
スタ８２４、制御レジスタ８２５、ライン状態検出器８
１３、及びコード・グループ同期論理８１５を有する。
送信媒体４４２からの信号は、媒体インターフェイス４
２０によって操作されて、その信号を図８のデコーダに
対する入力に適した形式に変換し、その結果得られた信
号はクロック回復回路８１０とコンバータ８１２に供給
される。

【００３２】このコンバータ８１２は、在来設計のもの
であり、その入力に供給された入来信号を表示する波形
をＮＲＺフォーマットでその出力に生ずる。コンバータ
８１２の出力は、シフト・レジスタ８１４の第１ステー
ジに与えられる。

【００３３】このクロック回復回路は、図９に於ける波
形９１０によって示された一連のデコード・ビット・ク
ロック・パルスを発生することにより、入来信号に応答
する。このクロック・パルスは、シフト・レジスタ８１
４に供給されて、そこにコンバータ８１２から逐次的な
出力信号をロードする。

【００３４】シフト・レジスタ８１４の１０個のステー
ジは、ライン状態検出回路８１３に接続されている。こ
のライン状態検出回路もまたデコード・ビット・クロッ
ク・パルスを受け取り、それらのパルスの各々に応答し
てシフト・レジスタ８１４の内容を感知する。このライ
ン状態検出回路の目的は、後述の如くコード・グループ
同期とは独立して任意のコード・ビット境界に生じ得る
特定の制御コードを検出することである。或る制御コー
ド（スタート・デリミッタ）の検出の際、回路８１３は
出力信号を生じて、コード・グループ同期論理８１５を
リセットもしくはリスタートさせる。

【００３５】コード・グループ同期論理８１５は、モデ
ュロ・５カウンタを有し、デコード・ビット・クロック
・パルスの各々に応答して１ずつ増分される。このカウ
ンタは、導線９１２上にコード・グループ信号を、そし
て導線９１４上にデータ・グループ信号を各サイクル毎
に生じ、図９に示されている如く、コード・グループ信
号が発生した後、エンコード・ビット・クロックの４パ
ルス遅れでデータ・グループ信号が生ずる。

【００３６】論理８１５によって生じたコード・グルー
プ信号は、レジスタ８１８に供給され、そしてそのレジ
スタ８１８はシフト・レジスタ８１４の５つの右端ステ
ージからの出力を並列に受取る。各コード・グループ信
号の各々に応答して、レジスタ８１８はこれらのステー
ジからの出力をロードされる。

【００３７】デコード・レジスタ８１８からの出力は、
デコード手段８２０に供給され、そしてそのデコード手
段はＲＯＭか論理回路であって良い。何れにしても、デ
コード手段は、レジスタ８１８からの出力信号を、エン
コーダ手段５１６にそれらが供給された形式にデコード
する。デコード手段８２０がＲＯＭであるものとして、
レジスタ８１８からの出力はＲＯＭをアドレス指定し
て、デコードされた値を読出す。記憶されたデコード値
に加えて、ＲＯＭは各ロケーションに標識を持ってお
り、その標識は当該ロケーションがデータ・カルテット
もしくは制御ファンクション・コードに関するデコード
値を記憶するか否かについての標識を与える。ＲＯＭか
ら読取られた４ビットのデコード値は、データ・レジス
タ８２４と制御レジスタ８２５との両方に与えられる。
デコード値と共にＲＯＭから読出された標識は、ＡＮＤ
ゲート８２１及び８２３に供給され、それらのアンド・
ゲートは、論理８１５からのデータ・グループ信号によ
って更に起動状態にされる。ＡＮＤゲート８２１及び８
２３からの出力は、データ・レジスタ８２４と制御レジ
スタ８２５のローディングを夫々可能にさせる。従っ
て、デコード値を伴なうＲＯＭから読出された標識がデ
ータ・カルテットを表わすか制御ファンクション・コー
ドを表わすかに依存して、デコード値はレジスタ８２４
かレジスタ８２５かにロードされる。

【００３８】レジスタ８２４及び８２５の出力は、受信
中のコミュニケイション・エンティティ４１０（図４）
に供給され、そこでデータ及び制御コードは在来の手段
によって処理される。ループ又はリング・システムで
は、この処理はレジスタ８２４及び８２５の出力を再符
号化して、データ・カルテット及び制御コードが次のス
テーションに対して「リピート」もしくは転送されるよ
うにすることを含み得る。

【００３９】コード値の選択 図７をちょっと参照して、水平な線７１８は、ＮＲＺＩ
信号のシーケンスによって生ぜしめられるべきＤＣ成分
の所望レベルもしくは名目レベルを示す。波形７１２に
於ける各パルスの高さがＶであるとすれば、信号は＋１
／２Ｖと−１／２Ｖとの間でシフトし、所与の時間内で
の名目的なもしくは所望の累積ＤＣ成分はＶの半分の高
さかゼロボルトかである。この名目レベルは、その時間
内で等しい時間間隔の間、信号が＋１／２Ｖと−１／２
Ｖである場合にのみ生ずる。コード・グループ１０１１
１（波形７１６参照）について考えると、垂直な２本の
線７２０によって示されたコード・グループの時間間隔
に亘って測定されたコード化されたＮＲＺＩ信号（波形
７１２）についての信号レベルの平均値は＋．０５Ｖで
ある。従って、このコード・グループのＤＣ偏差は＋．
０５Ｖであり、名目値からの百分率ＤＣ偏差は．０５Ｖ
／．５Ｖ即ち１０％である。コード・グループ１０１１
１が、図７に示されている場合のように０ではなくて、
１が前にあったとすれば、そのコード・グループに関す
るＮＲＺＩ波形は反転され、名目レベルからのＤＣ偏差
は−１０％となる。

【００４０】本発明の新規な面は、エンコーダ手段５１
６とデコーダ手段８２０に記録される（もしくは、それ
によって発生される）特定のコード値の選択に関してい
る。前述の如く、４ビット・コードを５ビット・コード
にコード化するとき、第２のコードに於ける２進ビット
の３２の可能な値もしくは組合わせがあり、そしてそれ
は第１のコードの１６の可能な値を示すのに選択され得
る。選択された値は、システムのセルフ・クロッキング
能力に影響するばかりでなく、名目レベルからの最大Ｄ
Ｃ偏差にも影響を与える。その値は、各値を表わす波形
中に少なくとも二つの信号遷移があり、また全ての有効
なデータ・フィールド・シーケンスの間に連続した１の
間に三つ以上の連続した０が生じないように選択され
る。これによって、コードに関する満足なセルフ・クロ
ッキング能力が保証できる。その値は、名目レベルから
のＤＣ成分の最大偏差が送信シーケンス中に、平均して
１０％を越えないように選択される。前述の如く、クワ
イエト及びホルト・コードを表わすために選択された値
はこれらの制限の両方に適合しない。

【００４１】図１０は、５ビット・コードに於ける可能
な３２の値もしくはコード・ポイントの各々について同
等の１０進値、２進表示によるコード・ポイント値、改
善指数（ａｆｉｇｕｒｅ ｏｆ ｍｅｒｉｔ）ＷＸＹ
Ｚ、及びコード・グループを表わすＮＲＺＩの２通りの
可能な波形を示している。ＮＲＺＩ波形の左側欄は、そ
の波形の前に低レベル（−１／２Ｖ）で終る波形がある
場合に生ずる波形であり、右側欄は、その波形の前に高
レベル（＋１／２Ｖ）で終る波形がある場合に生ずる波
形である。

【００４２】改善指数ＷＸＹＺは、各コード・ポイント
についてのデューティ・サイクルの表示を与える。改善
指数に於てＷは、コード・ポイントについての名目レベ
ルからのＤＣ成分の変化の方向を表わす。Ｗが＋である
ことは、そのコード・ポイントの波形が、コード・ポイ
ント間隔の大部分にわたって、そのグループの始期に於
けると同一の電圧極性に留まることを示し、Ｗが−であ
ることは、コード・ポイント間隔の大部分に亘って反対
極性になることを示している。

【００４３】ＸＹは、名目レベルからのＤＣ成分の偏差
の大きさ（百分率ではない）を表わす。Ｗが＋であるか
−であるかに依存して、ＤＣ成分の偏差の量が名目レベ
ルに加算されもしくは名目レベルから減算されるとき、
それはコード・ポイントについてのデューティ・サイク
ルの標識を与える。例えば、コード・ポイントの偏差の
量が５０（即ちＶの５０％）であれば、Ｗの極性を考慮
してこの値が５０（名目レベルはＶの５０％である）に
加えられる。Ｗが＋であれば、その合計は１００％のデ
ューティ・サイクルを生ずる。これは図１０の第１行の
右側のＮＲＺＩ波形と、後に示す表Ａの第１行の第２欄
に示されている。この場合先行のコード・ポイントが高
レベルで終っているものと仮定している。先行のコード
・ポイントが低レベルで終っていれば、デューティ・サ
イクルは１００−（ＷＸＹ＋名目値）即ち０であり、こ
れは図１０の第１行の左側の波形及び表Ａの第１行第３
欄に示されている。表Ａは、各コード・ポイント（第４
欄）についての改善指数（第１欄）ならびに先行コード
・ポイントが高レベルで終った場合のデューティ・サイ
クル（第２欄）、及び先行コード・ポイントが低レベル
で終った場合のデューティ・サイクル（第３欄）を示
す。

【００４４】 表 Ａ ＷＸＹＺ改善指数 Ｗ＝デューティ・サイクルが名目値から外れる方向 ＸＹ＝名目値５０％からの偏差 Ｚ＝コード・ポイントのバリティ コード・ポイント・デューティサイクル コード・ポイントＷＸＹＺ ＷＩＮ＝高 ＷＩＮ＝低 １０進表示 ＋５０＋ １００ ０ (00) ＋５０− １００ ０ なし ＋４０＋ ９０ １０ なし ＋４０− ９０ １０ (01) ＋３０＋ ８０ ２０ (03)(06)(12)(24) ＋３０− ８０ ２０ なし ＋２０＋ ７０ ３０ なし ＋２０− ７０ ３０ (02)(07)(13)(25) ＋１０＋ ６０ ４０ （０５）（１０）（１５）
（２０）（２７）（３０） ＋１０− ６０ ４０ なし ＋００＋ ５０ ５０ なし ＋００− ５０ ５０ （０４）（１１）（１４）
（２１）（２６）（３１） −１０＋ ４０ ６０ (09)(18)(23)(29) −１０− ４０ ６０ なし −２０＋ ３０ ７０ なし −２０− ３０ ７０ (08)(19)(22)(28) −３０＋ ２０ ８０ (17) −３０− ２０ ８０ なし −４０＋ １０ ９０ なし −４０− １０ ９０ (16) −５０＋ ０ １００ なし −５０− ０ １００ なし 改善指数に於けるＺは、関連するコード・ポイントのバ
リティの表示である。コード・ポイントの波形に於て１
（遷移）が奇数あればＺは−であり、１が偶数あればＺ
は＋である。従って、偶数バリティ（Ｚ＝＋）を有する
全てのコード・ポイントは、そのコード・ポイントの始
めに於ける電圧レベルと同一電圧レベルで終り、また奇
数バリティ（Ｚ＝−）を有する全てのコード・ポイント
は、そのコード・ポイントの始めに於ける電圧レベルと
反対の電圧レベルで終る。

【００４５】コード・ポイントのどのシーケンスもデュ
ーティ・サイクルについて評価されることが出来、それ
によって名目レベルに関してＤＣ成分の変化を決定でき
る。これは、連続するコード・ポイントのＷＸＹの項を
合計し（全てのコード・ポイントのＷＸＹ項は、先行コ
ード・ポイントのバリティが奇数であれば極性が反転す
ることに注意して）、その結果をその連続するコード・
ポイントの数で割ることによってなされ得る。以上よ
り、次のことが云える。

【００４６】ａ）連続したコード・ポイントの“Ｚ”と
“Ｗ”の項が等しいと、ＤＣ成分は同一方向に相互作用
して、例えばＷＸＹ−コードパターン（例えば＋２０
−）の次に−ＸＹＺコード・パターン（例えば−１０
＋）が来ると、これらの二つのコード・パターンにわた
って、名目値近辺の数学的に平均化されたＤＣ成分変化
（例えば＋１５％）が得られる。

【００４７】ｂ）“Ｚ”と“Ｗ”の項が反対であると、
ＤＣ成分は反対方向に相互作用して、例えば＋ＸＹＺコ
ード・パターン（例えば＋１０−）の前にＷＸＹ−（例
えば＋２０−）が来ると、これら二つのコード・パター
ンにわたって平均ＤＣ成分（例えば＋５％）を生ずる。

【００４８】ｃ）−１０＋と＋００−との連続したコー
ドの組合わせは、これらの連続したコード・パターンに
わたって名目値から最大１０％のＤＣ成分偏差を生ず
る。

【００４９】ｄ）奇数バリティ（Ｚ＝−）を持ったコー
ド・ポイントが反復されると、連続したコード・ポイン
ト対の間隔にわたって、名目値から０％のＤＣ成分偏差
を生ずる。例えば、−２０−パターンの後に−２０−パ
ターンが来ると、この連続コード・グループ対にわたっ
て０％ＤＣ成分が生ずる。＋３０＋コード・パターンの
後に−３０＋コード・パターンが来ると、これらの連続
したコード・グループ対にわたって０％のＤＣ成分を生
ずる。

【００５０】媒体インターフェイス回路４１６と４２０
に関連したＲＣ時定数が充分に大であって、（１）＋３
０＋パターンのように単一の有効コード・ポイントの効
果によって最小限の影響を受け、（２）また連続した３
個のゼロ・コード・ビットによって最小限の影響を受け
ていると仮定する。実際問題として、このＲＣ時定数
は、もちろん特定の適用パラメータによるけれども、ビ
ット・クロック信号のおよそ５０倍であると概算でき
る。

【００５１】上述の考察を基にして、５ビット・コード
に於けるコード・ポイントの割当ては次の様になされ
る。

【００５２】データ・カルテット データ・カルテットは、可変長メディア・トランスペア
レント２進データを送信するのに用いられる。本発明の
目的については、メディア・トランスペアレント・デー
タは個々的な適用に適切なヘッダー・フィールド、アド
レス・フィールド、情報フィールド、フレーム、チェッ
ク・フィールド等を含む送信の全２進データ内容として
定義される。データ・カルテットは以下に述べるスター
ティング・デリミッタ・シーケンスによってコード・グ
ループ境界が確定された後にデータ・レジスタ８２４で
検定される。

【００５３】データ・カルテットが自由に分配されると
すれば、全てのデータ・カルテットの後に他のデータ・
カルテットが来ても良い。本発明によって提供された三
つのコード・セルの遷移間の最大間隔の制限を満足する
には、頭部に一つの（最大）コードのゼロを有するもの
と尾部に二つの（最大）コードのゼロを持ったコード・
ポイントのみが許容される。斯くて、コード・ポイント
に対するデータ・カルテットの割当ては、表Ｂに示され
ているように、次の通りである。

【００５４】 表 Ｂ コード・ポイント １０進値 ２進値 符号 割 当 て ライン状態 ００ ０００００ Ｑ クワイエト（不作動） ０４ ００１００ Ｈ ホルト（強制遮断） ３１ １１１１１ Ｉ アイドル スターティング・デリミッタ ２４ １１０００ Ｊ 連続したＳＤ対の第１番目 １７ １０００１ Ｋ 連続したＳＤ対の第２番目 データ・カルテット １６進値 ２進値 ２１ １０１０１ ０ ０ ００００ ２２ １０１１０ １ １ ０００１ ３０ １１１１０ ２ ２ ００１０ １４ ０１１１０ ３ ３ ００１１ １１ ０１０１１ ４ ４ ０１００ ２６ １１０１０ ５ ５ ０１０１ １５ ０１１１１ ６ ６ ０１１０ ２８ １１１００ ７ ７ ０１１１ １０ ０１０１０ ８ ８ １０００ ２７ １１０１１ ９ ９ １００１ ２３ １０１１１ Ａ Ａ １０１０ １８ １００１０ Ｂ Ｂ １０１１ ０９ ０１００１ Ｃ Ｃ １１００ ２０ １０１００ Ｄ Ｄ １１０１ ２９ １１１０１ Ｅ Ｅ １１１０ １９ １００１１ Ｆ Ｆ １１１１ エンディング・デリミッタ １３ ０１１０１ Ｔ データ・ストリームを終了する のに使用 制 御 標 識 ０７ ００１１１ Ｒ 論理“０”を表わす （リセット） ２５ １１００１ Ｓ 論理“１”を表わす （セット） 無効コード・ポイント ０１ ００００１ Ｖ これらのコード・ポイントは、 ０２ ０００１０ Ｖ 連続するゼロ・ビットもしくは ０３ ０００１１ Ｖ デューティ・サイクルの制限に ０５ ００１０１ Ｖ 反するので使用されない ０６ ００１１０ Ｖ （違反） ０８ ０１０００ Ｖ １２ ０１１００ Ｖ １６ １００００ Ｖ （１２３４５）＝ビット転送の順序 ＊注：コード“１”は遷移を表わし、コード“０”は 遷移の不存在を表わす（ＮＲＺＩフォーマット）

【００５５】ａ）コード・ポイント０９、１０、１１、
１４、１５、１８、２０、２１、２３、２６、２７、２
９及び３０は、データ・カルテットを表わすべく選択さ
れる。何故なら、これらが頭部／尾部ゼロの制限及び、
名目中心からの最大１０％の累計ＤＣ偏差に合致する２
重の特性を有するからである。

【００５６】ｂ）コード・ポイント１９、２２及び２８
もまた、頭部／尾部ゼロの制約に合致し、独特のコード
・ポイントＷＸＹＺ＝−２０−を有する。先に割当てら
れた１３個のパターンと共に用いられたとき、これらの
パターンは、任意にデータ・カルテットを連続した場合
に３個以上の連続した０を生じない。これらのコード・
ポイントは、それらが個々的に２０％のＤＣ成分特性を
有するが、同一メッセージ・フレームで二つのコンポー
ネントを一緒に用いたとき、自動的に相互に補償して０
％のＤＣ成分偏差を生ずるような自己補正特性を持って
いる点でも独特である。このことの証明は、表Ａに示さ
れたＷＸＹＺのモデルを用いて得られる。前述のよう
に、物理的な媒体インタフェイスの時定数は、個々的に
３０％の偏差を持ったコード・ポイントをコースト・オ
ーバ（ｃｏａｓｔ ｏｖｅｒ）する程に充分に大きいこ
とが仮定されている。実際問題として、時定数は充分に
大きく取られて、全てのダイナミック・デューティ・サ
イクルの混乱を補償し、これらのコード・シーケンスは
全て安定状態に補償される。

【００５７】本発明の一面によれば、システム・プロト
コルが設けられ、そのシステム・プロトコルは一定の制
御ファンクション・コードを必要とし、データ・カルテ
ットにコード・ポイントを割当てた後、９個の残ったコ
ード・ポイント値がこれらのファンクション・コードに
割当てられて、上述のコードについての束縛に適合する
ようになされる。

【００５８】スターティング・デリミッタ スターティング・デリミッタ（ＳＤ）は、データ送信シ
ーケンスの開始境界を区切るのに用いられる。送信媒体
がアイドル状態にある時、データ送信は開始でき、或い
はその前の送信に次いで行うか、或いはその前の送信に
割込むことができる。スターティング・デリミッタは、
新たな送信が前の送信に割込んでそれを終了させる場合
のように、以前に設定されたコード・グループ境界とは
拘りなく、あらゆる点で発生し得る。

【００５９】スターティング・デリミッタは、１１００
０１０００１の連続したコード・ビット・ストリングか
ら成り、換言すれば表ＢにＪＫで示したコード・ポイン
ト（２４）（１７）の連続した対である。このコード・
ポイントの対の二つの可能な波形が図１１に波形１３１
４と１３１８とで示されている。このシーケンスの能動
的要素は、９ビット・ストリング１０００１０００１で
ある。このコード・ポイントは、この９ビット・シーケ
ンスが、コード・グループ境界の同期とは無関係にコー
ド・ポイントの他のリーガル・シーケンスに存在しない
ように選択されている。この特徴により、このシーケン
スがコード・グループ境界を設定するのに用いられる。
このスターティング・デリミッタＪＫはライン状態検出
論理８１３によって独特の１０ビット・パターンとして
検出され、それが検出されたとき、論理８１５に於ける
カウンタをリセットもしくは再び始動させる。カウンタ
が動作サイクルを行なうとき、それはコード・グループ
信号９１２及びデータ・グループ信号９１４をライン９
１２及び９１４に生じ、連続したサイクルＪ及びＫがデ
コードされて制御レジスタ８２５に供給され、更なるサ
イクルにアプリケーションに依存したデータがデコード
されてレジスタ８２４及び８２５に供給される。レジス
タ８２４と８２５の内容はデコーダが設けられたステー
ションに於けるコミュニケーション・エンティティに供
給され、そのコミュニケーション・エンティティはその
データ・コード及び制御コードを利用し或いは或るアプ
リケーションでは前述の如く媒体４４２上でそれをリピ
ートすることが出来る。

【００６０】表Ｂから、いくつかの連続したコード・ポ
イント対が、７ビット・シーケンス０００１０００を生
ずるよう選択され得ることが理解されよう。二つのコー
ド・ポイント対（２４）（１７）及び（１７）（０３）
のみが、ＤＣ成分がなく、コード・ビット１の数が最大
であり、前後にコード・ビット１があると云う特徴を組
合わせて持っている。これらの後者の特徴は、連続した
ビット１の間に３個より多いビット０が存在しないと云
うコード制約を維持するのに必要である。表Ｂを再び参
照して、シーケンス（２４）（１７）は、二つの頭部ビ
ット１を有し、後述のように二つの後端コードゼロを有
するデータ・コードの後に続くようなシーケンスでビッ
ト１を最大にする傾向を持つので、シーケンス（２４）
（１７）が採用される。スターティング・デリミッタの
各コード・ポイントはＤＣ偏差が３０％であるが、この
偏差は反対方向であり、二つのコード・ポイント間隔に
わたって互いに相殺される。

【００６１】エンディング・デリミッタ エンディング・デリミッタ機能は、全ての常態的送信を
終了させるのに用いられる。このエンディング・デリミ
ッタは必ずしも送信の最後のコード・ポイントではな
い。何となれば、それは後述のように他のエンディング
・デリミッタ及び／又は制御インディケータが後に付け
られるからである。この好適な実施例では、エンディン
グ・デリミッタは表Ｂに示すごとくコード・ポイント１
３が割当てられる。それは、スターティング・デリミッ
タ・シーケンスによってコード・グループ境界が設定さ
れた後に制御レジスタ８２５に於て検出される。

【００６２】エンディング・デリミッタの後には、通常
はデータ・カルテットが続くが、しかし全ての場合にそ
うだとは限らない。前述のように、データ・カルテット
はＷＸＹＺ＝−２０−を有する個々のコード・ポイント
を生じ得る。エンディング・デリミッタのコード・ポイ
ント（１３）はＷＸＹＺ＝＋２０−を持っているから、
それの前に−２０−のデータ・コード・ポイントが来た
場合には、名目レベルから２０％のＤＣ成分偏差を有す
る二つのコード・ポイントのシーケンスを生ずる。しか
し、前述のように、エンディング・デリミッタと任意の
制御インディケータを用いて、バランスのとれた対にす
る。特定の適用で制御インディケータを用いないとき、
エンディング・デリミッタ・シーケンスは、コード・ポ
イント（１３）（１３）で構成される。エンディング・
デリミッタ対の二つのコード・ポイントのＤＣ成分偏差
は、互いに相殺され、二つのコード・ポイントに亘る平
均偏差はゼロである。

【００６３】制御インディケータ 制御インディケータは、一連の連続した制御コードであ
って、特定のアプリケーション・プロトコルによって要
求されたとき、送信中のデータを変更することなしにリ
ピータによって変更され得る論理状態を表示するために
任意に用いられる。その使用の例としては、“誤り検
出”“アドレス認識”もしくは“フレーム複写”のよう
な状態条件の送信を含んでいる。

【００６４】表Ｂに示すように、コード・ポイント（０
７）は、これらの状態条件に用いるとき、リセットの論
理状態（ｏｆｆ）を表わし、コード・ポイント（２５）
はセットの論理状態（ｏｎ）を表わすのに用いられる。
一つ以上の制御インディケータがエンディング・デリミ
ッタ（１３）のコード・ポイントに後続させ得る。これ
らの制御インディケータは、スターティング・デリミッ
タ・シーケンスによってコード・グループ境界が設定さ
れた後に、制御レジスタ８２５内で検出される。

【００６５】適用の場合に依存して、制御インディケー
タ・シーケンスは通常はエンディング・デリミッタに後
続する。表Ａに示されているように、エンディング・デ
リミッタと制御インディケータのコード・ポイント（１
３）、（０７）及び（２５）は、ＷＸＹＺ値＋２０−を
共有している。これらのコード・ポイントの偶数個を任
意のシーケンスに用いても、ＤＣ成分の相殺が得られ
る。エンディング・デリミッタの後に奇数個の制御イン
ディケータが来ても、相殺シーケンスとなるが、エンデ
ィング・デリミッタの後に偶数個の制御インディケータ
が来たときは最後にエンディング・デリミッタを付加す
ることにより相殺される。斯くて、個々の制御インディ
ケータがリピーティング・ステーションによって“オン
・ザ・フライ”に変わったとしても、エンディング・デ
リミッタと制御インディケータとの相殺シーケンスが常
に可能である。表Ｂに示したように、制御インディケー
タについてのコード・ポイントの好適な割当ては、３個
の連続したゼロの法則を遵守し、また送信雑音により制
御インディケータ値が他のコード・ポイントと取り違え
られる可能性をも少なくしている。

【００６６】クワイエト 「クワイエト」は、ここでは送信媒体に何の活動もない
状態を意味するものと定義される。この状態は、ユニッ
ト電圧の低下、故障の結果として、或いは独特の応用基
準によって検出された正常な動作状態として存在し得
る。この状態の性質そのものによって、クワイエトは、
図１１の波形１３１０に示すようにＡＣスイッチングの
不存在として表わされなければならない。従って、それ
はコードのランの長さとＤＣバランスとの規準に違反す
る。クワイエト状態の発生は、現在のデータ送信の全て
に優先し、したがって、現在のデータ送信を正常でない
態様で終了させる。

【００６７】クワイエト状態は、コード・ポイント（ま
たは連続したコード・ポイント）０００００によって表
わされる。このクワイエト状態は他のあらゆる状態から
入ることが出来る。それは、ゼロの１０ビット・ストリ
ングとして、ライン状態検出論理８１３によって検出さ
れる。ライン状態検出論理８１３がクワイエト状態を検
出したとき、図示していない導線上に出力信号を生じ
て、受信中のコミュニケイション・エンティティを制御
することができる。クワイエト状態に入った後、以前に
設定されたコード・グループ・クロック境界に拘わりな
く、更に幾つかの連続した０ビットが発生し得る。アプ
リケーションに依存して、グループ同期論理８１５は不
作動状態にされるか、又はそれはランニングを継続して
制御レジスタ８２５に於て連続してクワイエト符号を発
生し得る。斯くて、或るアプリケーションでは、クワイ
エト状態はライン状態検出論理８１３によって検知され
るのに加えてもしくはそれに代わって制御レジスタ８２
５で検知され得る。クワイエト状態の後に続き得るリー
ガル・インターフェイス状態は、後述のアイドル及びホ
ルト状態のみである。実際には、クワイエト状態からア
イドル状態あるいはホルト状態への状態変化は、受信ス
テーションによってマスク・アウトされ得る。これによ
り、受信側に於けるＡＣ信号の安定と、アイドルの場合
には関連するクロック回復回路のロック・インの時間を
与え、その時間の間に媒体は中間状態にあるように（受
信側にとっては）見える。斯くて、あるアプリケーショ
ンでは、ライン状態検出論理は出力信号を生じて、グル
ープ同期回路８１５からの出力９１２をブロックするこ
とが出来る。レジスタ８１８はクワイエト・コードを保
持して、クワイエトについてのデコード値が制御レジス
タ８２５に対して反復して読出され、そしてこれは新た
な有効パターンをライン状態検出論理８１３が検出する
まで継続する。

【００６８】アイドル 「アイドル」状態は、ここでは物理的媒体上にビット１
が連続してある状態を表わすものと定義される。この状
態は、クワイエトもしくはホルト状態か、或いは正常な
データ送信の後に通常は入ることができ、受信側論理に
於けるビット・クロック同期を捕捉しあるいは維持する
ために用いられる。このアイドル状態は、コード・ポイ
ント（或いは連続したコード・ポイント）３１（１１１
１１）によって表わされる。アイドル状態は、ライン状
態検出論理８１３によって、連続した１の１０ビット・
ストリングとして検出されて出力信号を生じ、受信側を
制御する。一旦アイドル状態に入ると、以前に設定され
たコード・グループ・クロック境界とは無関係に、更に
幾つかの連続したビット１が生じ得る。アプリケーショ
ンに依存して、コード・グループ同期論理８１５は不作
動状態にされるか（即ちデコード動作は停止する）・或
いはそれはランニングを継続して、制御レジスタ８２５
に連続してアイドル符号を生ずることが出来る。

【００６９】アイドル状態の性質は、波形１３１２によ
って示されるように、コード・ビット・セル時間の２倍
に逆比例する周波数を持った周期的波形として、物理的
媒体上に表われる。アイドル状態の発生は、現在なされ
ているデータ送信の全てに優先し、それを正常でない態
様で終了させる。

【００７０】ホ ル ト 或るシステム構成での直列インターフェイスは、インタ
ーフェイス媒体上での強制ジャムの機能を必要とする場
合があり、それは他の受信中のノードによる正常な信号
の受信を妨げ、論理的な遮断状態を与える。この状態
を、ここでは「ホルト」状態と定義し、コンテンション
・リゾリューション・シーケンス、回路網再構成シーケ
ンス、等の機能の一部として用いられ得る。ホルトに
は、コード・ポイント（又は連続したコード・ポイン
ト）０４、即ち００１００が割当てられる。これは、ラ
イン状態検出論理８１３によって、少くとも４個の、し
かし１０個より少ない０の連続ビット・ストリングとし
て検出される。ホルトは、個々的な直列送信プロトコル
によって前述の如く単一か反復かによって用いられ得
る。アプリケーションに依存して、グループ同期論理８
１５は、不作動状態にされるか（即ちデコード動作は停
止する）・制御レジスタ８２５に於て連続してホルト信
号を生ずることが出来る。ホルト信号は、コード・ポイ
ント０４として常に送信されるが、それが制御レジスタ
８２５に対してデコードされるとき、コード・ポイント
０１、０２、０８及び１６（後述）もまた無効なコード
・ポイントとしてではなしに、むしろホルトとしてデコ
ードされねばならない。何故ならば、コード・グループ
同期は、この状態では保証され得ないからである。コー
ド・ポイント０１、０２、０８及び１６の各々は、ホル
ト・コード・ポイント０４と同様に、たった１個の２進
１ビットしか持っていないので同期なしではコード・ポ
イント・ビットが識別できない。

【００７１】ホルト状態の性質及び目的から、波形１３
１６によって示されているように最大３個のゼロ・コー
ド・ビット特性に違反していることに注目されたい。ホ
ルト状態の発生は、現在行なわれているデータ送信の全
てに優先し、従って不正常にそれを終了させる。

【００７２】無効なコード・ポイント 残余の全てのコード・ポイントは「無効」であり、この
実施例では使用されない。何故なら望ましくない連続し
たゼロを持っており、望ましくないＤＣ成分を持ってい
るからである。無効なコード・ポイントは０１、０２、
０３、０５、０６、０８、１２及び１６である。しかし
乍ら、前節で述べたように、或るアプリケーションで
は、コード・ポイント０１、０２、０８及び１６によっ
てアドレス指定された各場所に於てホルト・コードをＲ
ＯＭ８２０に記憶することが必要である。

【００７３】有効なコード・ポイント及びそれらの４ビ
ット・コードの制御コードならびにデータ・カルテット
への割当ては、ＲＯＭ５１６と５２０に於て記憶される
値を決定する。表Ｂの第２欄に示した５ビットの２進コ
ードは、ＲＯＭ５１６に記憶され、４ビットの２進カル
テット（表Ｂの第５欄）がそれに供給されたとき、対応
する５ビットの２進値が読出される。ＲＯＭ８２０は、
データ・カルテットの４ビット２進値を当該アドレスに
記憶し、５ビット２進値がアドレスとして与えられたと
き読出される。

【００７４】表Ｂに示されたコード・ポイントの割当て
は、デリミッタ、制御インディケータもしくはライン状
態のための４ビット・コードを表わしていない。どのよ
うな４ビット値でも、これらのコード・ポイントの各々
に割当てることが出来る。導線５０８上の信号は、エン
コーダに於て制御ファンクション・カルテットからデー
タ・カルテットを識別し、またＲＯＭ８２０に各制御コ
ードと共に記憶されたインディケータは、そのＲＯＭか
らの出力がデータ・カルテットであるか制御ファンクシ
ョン・コードであるかを識別する。

【００７５】システム・プロトコル 本発明の原理によって構成され、スターティング・デリ
ミッタ、エンディング・デリミッタ、クワイエト制御コ
ード、ホルト制御コード、アイドル制御コードならびに
データ・カルテット及び制御インジケータを有するコー
ドは、二つ以上のステーション間の制御と通信のための
全てのコード要件を与えており、それらのステーション
が２地点間方式、バス方式、スター方式、リング方式の
何れで相互接続されていても良い。プロトコル、許容さ
れるシステム状態、及びこれらの状態が生じ得るシーケ
ンスは、システム構成に於てステーションが相互接続さ
れる方式の差異によって変化する。図１３〜図１６は、
以下に述べる様々なシステム構成で接続されたトランス
ミッタの状態図である。これらの図に於て、Ｑはクワイ
エト状態を示し、その状態の間、ステーションは図１１
の波形１３１０で示されたクワイエト信号を受信する。
クワイエト信号は、送信中のステーションがオフに転じ
たとき受信中のステーションで検出される。ホルト状態
（Ｈ）及びアイドル状態（Ｉ）の間、トランスミッタ
は、図１１の波形１３１６で示されたホルト信号及び１
３１２で示されたアイドル信号を夫々送信する。ステー
ションのアドレス指定については、ここでは考慮しな
い。何故ならば、当該技術に於て公知であるように、シ
ステムが三つ以上のコミュニケイション・エンティティ
を含むか、或いは、２地点間方式で接続されていない場
合には、各コミュニケイション・エンティティ４１０に
アドレス認識回路を設ければ良いからである。

【００７６】図１は、従来技術のデュプレックス２地点
間通信システムを示すプロック図であって、このシステ
ムでは、第１のステーションはトランスミッタ１１０と
リシーバ１１２を有し、第２のステーションはトランス
ミッタ１１６とリシーバ１１４を有し、リシーバ１１４
は送信媒体１１８によってトランスミッタ１１０に接続
され、トランスミッタ１１６は送信媒体１２０によって
リシーバ１１２に接続されている。図１３は、このシス
テムに於けるトランスミッタの状態図である。図１のシ
ステムに於て、媒体に関してトランスミッタ間のコンテ
ンションは起こり得ない。従ってステーションがオンに
転じたとき、そのトランスミッタは図１３に示されたア
イドル状態になり、リシーバに於けるフェイズ・ロック
・ループもしくはクロック回復回路をトランスミッタに
同期させるために、アイドル波形１３１２を送信し始め
る。電源がオンに転ずると、トランスミッタは、少なく
とも適当な一定時間例えば６４ビット時間に亘って送信
して、同期が確立したことを示す。同期が確立した後、
トランスミッタは、アイドル状態と活動状態（Ａ）との
間で連続的に切換わる。トランスミッタがアイドル状態
にあれば、それは活動状態に切換えられて、送信される
べきデータを後続させるスターティング・デリミッタ
（ＳＤ）を送信する。トランスミッタがデータの送信を
完了したとき、それはエンディング・デリミッタと、お
そらく１つ以上の制御インディケータ（これらをまとめ
て図１３に「終了」として示した）を送信し、更に送信
するデータが来るまでアイドル状態に戻り、そのデータ
が来たときスターティング・デリミッタとデータとを送
信する。

【００７７】活動状態中に図１のトランスミッタは送信
シーケンスを連鎖し、或いは送信シーケンスを終了し、
環状のＳＤループ１７１４で示したように、スターティ
ング・デリミッタを送信することにより新たな送信シー
ケンスを開始することが出来る。スターティング・デリ
ミッタとエンディング・デリミッタとによって境界を与
えられた送信シーケンスはアイドル状態に戻ることなし
に送信できる。トランスミッタは、アイドル状態のみか
らホルト状態に移行するが、この状態変化は接続関係の
論理的遮断を合図するのに用いられる。ホルトはモデム
・システムに於けるブレーク機能に類似の態様で他のス
テーションに割込むために典型的に用いられる。

【００７８】図２は、送信媒体がバスであるシステムを
示している。複数のステーションがバスに接続されてお
り、各ステーションはトランスミッタとリシーバとを有
する。このシステムは、トランスミッタ２１０、２１６
及び２１８とリシーバ２１２、２１４及び２２０を有
し、それらは送信媒体、即ちバス２３４によって相互接
続されている。このようなシステムでは、全てのステー
ションに於けるトランスミッタは他の１つ以上のステー
ションのリシーバに対して送信可能である。二つ以上の
トランスミッタが同時に送信しようとすることがあるか
ら、バスの制御に関してコンテンションが生じ得る。コ
ンテンションの問題を解決するには、概して二通りの方
法がある。

【００７９】バス・コンテンションの問題を解決する第
１の方法は、多数のトランスミッタがバス上で重複送信
を行なおうとするのを許す。この方法では、ＩＥＥＥス
タンダード８０２．３（ＣＳＭＡ／ＣＤ）に準拠して送
信しようとするトランスミッタは、バス上に送信を開始
することが許される。各送信ステーションもまた衝突に
ついてバスをモニタしている。２つの送信が同時に受信
されたならば、無効なコード・シーケンスが送信ステー
ションに於けるリシーバに於て在来の手段によって検出
され、そしてその送信ステーションは、それらに関連す
るトランスミッタを介して、本発明の新規な一特徴に従
ってホルトシーケンスをバスに与え、他の全てのステー
ションが衝突を間違いなく検出するようにさせる。１つ
以上のトランスミッタによって媒体上に与えられたホル
ト・シーケンスは、或る時点でオーバラップして、５個
以上の連続したゼロ（クワイエト）として媒体上の有効
な信号が検出され、そしてそのクワイエト信号は送信中
は無効である。ステーションは、それ自身の送信をモニ
タしているので、リシーバはそれに関連するトランスミ
ッタが送信している間はクワイエト信号を受信すること
はない。各リシーバがバスのジャム状態もしくは無効状
態を認識するとき、関連したトランスミッタを論理的に
クワイエトにさせる。全てのステーションが論理的にク
ワイエトになった後、タイミング・アレンジメントによ
ってバスがトランスミッタの内の一つにアクセスするの
を許す。

【００８０】図１５は、上に述べたバス・コンテンショ
ン・システムに関するトランスミッタの状態図である。
ステーションがオンに転ずるとき、そのトランスミッタ
はクワイエト状態（Ｑ）になる。クワイエト状態が設定
されたのち、送信しようとするトランスミッタは、バス
にアイドル・シーケンスを与えて、リシーバのクロック
回復回路をトランスミッタに同期させる。スターティン
グ・デリミッタが送信され、引続いてアクティブ状態の
間にデータ送信が行なわれる。アクティブ状態が終結し
たとき、トランスミッタはクワイエト状態に戻る。しか
し、送信された最後のコード・ポイントが高レベルで終
るならば、高レベルからクワイエト（全てゼロ）への信
号遷移は、２進１として解釈され、その後にクワイエト
・シーケンスの連続したゼロが来ると、単一の誤りホル
トを生ずる。斯くて、トランスミッタは、送信の後に且
つクワイエト状態に戻る前に単一の誤りホルト・コード
を実際に送信し得る。

【００８１】上述の如く、衝突（ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ）
を生じた場合に、トランスミッタはボルト状態に切換わ
る。バスの遅延によって、この衝突は実際には一つのト
ランスミッタからのアイドルと他のトランスミッタから
のアイドルまたはデータとの間で生ずる。従って、トラ
ンスミッタはアイドルまたはアクティブ状態からホルト
状態に入り得る。トランスミッタは、バスの全長にわた
ってホルト信号でジャム状態とするのに充分な時間の間
ホルト状態に留まりしかる後クワイエト状態に戻る。

【００８２】ホルト・コードは、クワイエト信号を送信
させることなしにクワイエト状態を確立することに留意
すべきである。従来技術ではバスをむりに高レベルにさ
せれば実際にバスはクワイエト状態になるが、高レベル
信号は１００％のデューティ・サイクルを有するので、
媒体インタフェイス回路４１６のコンポーネントを焼損
し、特にこれらのコンポーネントが最適デューティ・サ
イクルが５０％のＬＥＤである場合には尚更である。ホ
ルト・コード（５０％デューティ・サイクル）を用いる
ことにより、媒体インタフェイス回路におけるコンポー
ネントを焼損させる危険なしにバスのクワイエト状態が
確立し得る。

【００８３】バス・コンテンションの第２の解決法は、
現実のもしくは仮の「トークン」を供給することにより
実際の衝突を避けることであり、その「トークン」信号
は、トークンを保持しているステーションがバスの制御
を受けることを示す単なる標識である。現実の「トーク
ン」信号は、トランスミッタが送信を完了したときに、
トランスミッタによって送られる信号である。これは、
もう一つのＳＤと、その後に引続いて「トークン」を表
わす信号を送信することによって行なわれる。ステーシ
ョンが「トークン」を受信したとき、送信が可能であ
る。仮の「トークン」は、何等かのタイミング（タイム
・スロット割当て）であっても良く、或いはどのトラン
スミッタが送信を完了したかの標識を与えるシーケンス
・アドレス指定情報であっても良い。この標識が生じた
後、トランスミッタは、一定の時間量だけ待って、他の
ステーションが送信を開始しなかったならば、トランス
ミッタは送信してよいものと推定する。この待ち時間
は、バスの伝播遅延を考慮して決められる。斯くて、仮
のトークンを持ったバス・システムでは、トランスミッ
タは送信を完了した後に停止する。固定の遅延時間の
後、所与の第２のトランスミッタは、トークンが与えら
れていることを推定して送信を開始する。第２のトラン
スミッタが送信すべきデータを持っていないならば、そ
のトランスミッタは何もせず、更に固定の遅延時間の後
に次のトランスミッタがトークンが与えられていること
を推定して以下同様の動作を行なう。バスに明示的なト
ークンを与える基準は、ＩＥＥＥスタンダード８０２．
３−トークン−パッシング・バス・アクセス・メソッド
・アンド・フィジカル・レイヤー・スペシフィケイショ
ンズに記載されている。仮のトークンをバスに与える基
準はＡＮＳＩＸ３Ｔ９・５ＬＤＤＩ（ローカル・ディス
トリビューテッド・データ・インタフェイス）に記載さ
れている。

【００８４】図１６は、トークン・バス・システムに於
けるトランスミッタの状態図である。このトークン信号
は、明示的な信号であっても仮の信号であっても良い。
ステーションがオンに転じたとき、そのトランスミッタ
はクワイエト状態に入る。何故なら、このときに送信す
べきデータがあるか否か判らないし、またトークンを与
えられていないかも知れないからである。トランスミッ
タが送信すべきデータを持っており、且つトークンを持
っているならば、トランスミッタはアイドル状態に入
り、プリアンプル、同期バーストもしくはリシーバに於
けるクロック回復回路をトランスミッタのクロックに同
期させるに充分なインターバルに亘って持続するアイド
ル波形１３１２の形で同期パターンを送信する。トラン
スミッタがアイドル信号を送信した後、トランスミッタ
はアクティブ状態に切換えられ、スターティング・デリ
ミッタ、１フレーム以上のデータ、エンディング・デリ
ミッタ及び特定の用例に必要な制御標識を送信する。し
かる後、トランスミッタは遮断され、或いはクワイエト
状態に戻る。しかし、送信された最後の信号が高レベル
であると、トランスミッタがカット・オフされるときに
遷移が生じて誤って２進１を表示する。クワイエト・シ
ーケンスは全てゼロである。従って単一の該ホルト・コ
ード（１００００）に相当するシーケンスがバスに現わ
れる。ホルト信号が生じた後、トランスミッタは送るべ
きデータができ、且つバスの制御を受けるまでクワイエ
ト状態に入る。

【００８５】図３は、ループ方式又はリング方式で相互
接続された複数のステーションを示している。これらの
ステーションは、各々トランスミッタ（３１０、３１
６、３１８、３２２）とリシーバ（３１２、３１４、３
２０、３２４）とを有する。送信媒体３２６、３２８、
３３０、３３２は、ステーションを相互接続して、一つ
のステーションのトランスミッタは、隣接ステーション
のリシーバに接続されている。一つのトランスミッタ、
例えば３１０がレシーバ、例えば３２０に対して送信し
たいとき、メッセージを媒体３２６上に与え、リシーバ
３２４で受信される。そしてそのメッセージはトランス
ミッタ３２２によって中断もしくは再送される。ループ
もしくはリングへのアクセスはトークンをパスさせるこ
とによって制御されあるいはリングにスロットされるか
割込まれ得る。

【００８６】図３に示された如きループ又はリング構成
では、ステーションの内の一つに設けられたセントラル
・クロックか又は一つ以上のステーションに於ける分散
クロック機構によって連続的にクロック信号を与えられ
る。これは閉鎖ループ・クロッキングと称されることが
ある。斯くて、クロック・ステーションのトランスミッ
タは、アイドル（クロック）又はデータ（それからクロ
ックが回復される）を交互に送信する。データ送信が完
了した直後にトランスミッタはアイドルに転じ、直ちに
もう一つのスターティング・デリミッタを送信し、再び
アクティブ状態を開始する。何故ならば、リシーバが既
に同期されていることが判っているからである。斯く
て、閉鎖ループ・クロッキングを持ったリング構成は、
２地点間構成と全く同様に動作し、その状態は図１３の
状態図に示されている。トランスミッタはアイドル状態
のみからホルト状態に戻り、この状態の変化は、接続に
於ける論理的ブレークを合図するのに用いられる。リシ
ーバが媒体上にクワイエトを検出するとき、それは関連
するトランスミッタにホルト信号を送る。ブレーク状態
が終了したとき、トランスミッタはアイドル状態に戻
る。この信号発信順序は、タイナミック・リング構成に
とって有用である。

【００８７】図３に示された如きループもしくはリング
構成は、ループもしくはリングでデータ送信を開始しつ
つあるステーションによってもクロックされることがで
き、開放ループ・クロッキングと称されることもある。
ループ又はリング上で送信を開始できる各ステーション
は、クロック回復回路とクロック発生手段とを有する。
この型式のクロッキングでは、ステーションは送信を開
始するときループもしくはリングのクロックを開始す
る。この場合、ステーションが送信を復唱していると
き、ループもしくはリングの先順位のトランスミッタの
クロックを先づロックさせることが必要である。従っ
て、オープン・ループ・クロックは設置するのは簡単で
あるが、各ステーションに於て更に遅延が生ぜしめられ
る欠点を有する。また各ステーションから、新たな同期
パーストも送られねばならず、次のステーションに於け
るリシーバが、前のステーションからのクロックにロッ
クされる時間も与えなければならない。

【００８８】図１４の状態図を参照して、ステーション
が何等の動作もしていないとき、ステーションはホルト
信号を連続して送信する。ステーションが前のステーシ
ョンから同期バーストを受信するとき、そのステーショ
ンは次のステーションに対して同期バースト（アイド
ル）を送信しなければならない。以前に送信されたホル
ト・シーケンスは、既にＤＣレベルを相殺してしまって
いるので、この同期バーストは次のステーションに於け
るリシーバを同期させるのに充分に長いことだけが必要
である。一旦同期バーストが送信された後は、トランス
ミッタはスターティング・デリミッタを送信し、アクテ
ィブ状態に入って、それ自身が送信すべく持っているデ
ータを送信し、或いはそれが受信したデータを復唱す
る。データ送信の後、トランスミッタは、ホルト状態に
戻る。該リングでのトランスミッタと前のステーション
との間のリンクに於けるブレークもまた、ループ・クロ
ッキングと同様にトランスミッタをホルト状態に切換え
させる。

【００８９】図１２は、リシーバの可能な状態と状態変
化とを示す状態図である。受信エンティティは、オンに
転じたとき、クワイエト状態に入る。この状態から、そ
れは受信する制御信号に依存してアイドル状態にもホル
ト状態にもなり得る。アイドル状態から、リシーバはス
ターティング・デリミッタを受信したときにアクティブ
状態に入る。ホルト状態は、他の全ての状態から入り得
る。送信の終了の際、レシーバはクワイエト状態に入り
得るか、または信号レベルが高レベルであって、図１５
及び１６に関して説明したように遮断か偽のホルト・コ
ードを生ずるときは、リシーバはクワイエト状態に入る
前にホルト状態を通過するようになされる。リシーバに
於ける唯一の制約は、リシーバがアイドル状態からだけ
アクティブ状態に入り得ることである。

【００９０】図１〜３に示されたシステム構成、トラン
スミッタ及びリシーバーは公知であることに留意された
い。本発明は、新規なコードとそのコードを用いる符号
化／復号化手段を提供して、符号化／復号化手段を送信
媒体に関してトランスミッタとリシーバとの間でインタ
ーフェイスとして用い、セルフ・クロッキングの態様で
データ・コードと制御コードとの両方を送信し、名目レ
ベルからＤＣ成分の偏差を低くさせ、送信速度係数を高
め、制御コードを様々なシステム構成の制御に適用し得
るようにすることに関している。

【００９１】以上に、特定の好適な実施例を説明して来
たが、本発明の技術思想と範囲とを逸脱することなく、
その実施例に様々な変更を加え、一部を他のものに置換
することが可能であることを理解されたい。例えば、１
６個のデータ・コード・ポイントに対するデータ・カル
テットの割当ては任意であることに留意されたい。更に
データ・コード・ポイントの前端と後端のゼロに関する
制約を逆転することによって、第２の同様に有効なコー
ドが得られる。またデータについてＷＸＹＺ＝＋２０−
のコードを用いて同様に有効なコードが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】点対点の全２重データ通信システムを示す簡単
なブロック図である。

【図２】バス通信システムの簡単なブロック図である。

【図３】リング通信システムの簡単なブロック図であ
る。

【図４】信号伝送媒体の信号を受信するまたは信号を供
給する局の簡単なブロック図である。

【図５】本発明の方式によって構成されたエンコーダ構
造部を示す簡単なブロック図である。

【図６】図５のエンコーダにおいて生じる信号のタイミ
ングを示すタイミング線図である。

【図７】ビットクロックとＮＲＺおよびＮＲＺＩ信号順
序の波形とを示すタイミング線図である。

【図８】本発明の方式によって構成されたデコーダ構成
部を示す簡単なブロック図である。

【図９】図８のデコーダにおいて生じる信号のタイミン
グを示すタイミング線図である。

【図１０】ｎ＝５コードの形の供給可能なコードポイン
トとそれぞれのコードポイントに使用できる２つのＮＲ
ＺＩ波形とを示す線図である。

【図１１】システムの所定の状態を定義する伝送媒体上
の波形を示す線図である。

【図１２】本システムの受信機の種々の状態を示す状態
図である。

【図１３】点対点全２重システムまたは閉ループクロッ
ク制御リング網の種々の状態を示す本システムの送信機
に関する状態図である。

【図１４】開ループクロック制御リング網の種々の状態
を示す状態図である。

【図１５】バスシステムの種々の状態を示す送信機の状
態図である。

【図１６】公開または秘密形のバスシステムの種々の状
態を示す送信機の状態図である。

【符号の説明】

１１０、１１６、２１０、２１６、２１８、３１０、３
１６、３１８、３２２…送信機 １１２、１１６、２１２、２１４、２２０、３１２、３
１４、３２０、３２４…受信機 １１８、１２０、２３４、３２６、３２８、３３０、３
３２…伝送媒体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート、カーク、モウルトン アメリカ合衆国、ペンシルヴェニア州、 19454、ノース ウェイルズ、ノース ウ ェイルズ ロード 731 エイ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のステーションに配置された複数の
   通信設備およびこれらステーションを相互に接続する伝
   送媒体を有する直列データ伝送方式であって、それぞれ
   のステーションが、第１のｍビットコードの形のデータ
   と制御信号に応答してＮＲＺＩフォーマットの第２のｎ
   ビットコードの形の信号を伝送媒体に供給するコード化
   手段を有し、ｎはｍより大きな整数であり、かつそれぞ
   れのステーションが、伝送媒体におけるＮＲＺＩフォー
   マットの信号に応答して第１コードの形のデータおよび
   制御信号を再生するデコード化手段を有し、前記コード
   手段が、所定の制御信号を対のｎビットコードにコード
   化する第１の手段と、対のｎビットコードを対の順序Ｎ
   ＲＺＩ信号に変換する第２の手段とを有し、ＮＲＺＩ信
   号において対の順序の期間にわたる公称レベルからのＤ
   Ｃシフトが常に０である、直列データ伝送方式におい
   て、 前記コード化手段が、１対のｎビットコードとしてスタ
   ーティングデリミタをコード化する手段を有し、このス
   ターティングデリミタが、データスタートの境界を規定
   し、それぞれのステーションに、 前記コード化手段、 伝送媒体上の信号に応答してクロックパルスを発生する
   クロック再生手段、 クロックパルスに応答してデコード化手段を制御する同
   期論理手段、 伝送媒体から受信したＮＲＺＩ信号を２進コード信号に
   変換する変換器手段、 変換器手段に接続された２進ビットを蓄積するレジスタ
   手段、およびスターティングデリミタを表す２進コード
   信号がレジスタ手段内に検出された時、レジスタ手段に
   応答して同期論理手段を再始動する手段が設けられてい
   る、 直列データ伝送方式。