JPH07162401A - 通信装置 - Google Patents

通信装置

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Publication number
JPH07162401A
JPH07162401A JP5306862A JP30686293A JPH07162401A JP H07162401 A JPH07162401 A JP H07162401A JP 5306862 A JP5306862 A JP 5306862A JP 30686293 A JP30686293 A JP 30686293A JP H07162401 A JPH07162401 A JP H07162401A
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JP
Japan
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data
training pattern
clock
code
input
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Pending
Application number
JP5306862A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideaki Takechi
秀明 武知
Susumu Morikura
晋 森倉
Satoshi Furusawa
佐登志 古澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP5306862A priority Critical patent/JPH07162401A/ja
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  • Dc Digital Transmission (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トレーニングパターンの発生を小規模で簡単
な回路により行うことができ、位相変化を生ずることな
くトレーニングパターンの送信を行なうことができ、ク
ロック引き込み時間の短い通信装置を提供すること。 【構成】 ハンドシェイクライン114の情報に基づい
て、トレーニングパターンを発生させるための制御信号
112を出力する制御装置103と、その制御信号11
2と入力データ110との論理積演算を行う論理積ゲー
ト108と、その論理積ゲート108の出力データを1
B2B変換する1B2B符号化装置105とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、デジタルデータをシリ
アル伝送する通信装置に関し、特に送信器と受信器の同
期方式に関するものである。
【0002】
【従来の技術】通信装置によりデジタルデータを1本の
伝送線でシリアル伝送する場合、受信側でデータ識別を
行なうためには、一般に受信データ列からクロック成分
を抽出し、そのクロックタイミングに従って識別を行な
っている。
【0003】クロック抽出の為には、PLL、フィル
タ、デジタル回路等を用いてクロック成分を抽出する方
法があるが、これらのクロック再生装置は、いずれも、
シリアルデータ列の入力が開始されてから、安定したク
ロック再生が開始するまでの間に、タイムラグを生ずる
という特性を持っている(以下では、このタイムラグの
事をクロック引き込み時間と呼ぶ)。
【0004】そのため、送信器側にクロック成分を多く
含むトレーニングパターンを発生して送信する装置を設
け、データ送信前や、アイドリング期間中にトレーニン
グパターンを送信し、これによりクロック再生装置を予
めトレーニングしておくことで、データ伝送開始時に直
ちにクロック再生を始める事を可能とする技術があっ
た。
【0005】従来のトレーニングパターン発生回路を用
いた通信装置の例を図5に示す。図5において、送信器
401は、トレーニングパターンを発生するトレーニン
グパターン発生器405及びデータ送信/トレーニング
パターン送信を切り換えるための切替器406を持ち、
制御装置403から出力される制御信号412により適
宜トレーニングパターンを送出する。
【0006】制御信号412は、ハンドシェイクやプロ
トコル、タイマー設定による方式等により、受信器40
2のクロック再生器409を、データ伝送時までにクロ
ック再生状態に制御するように、適切に制御出力され
る。
【0007】トレーニングパターン発生器405には、
特定のビットパターンの発生器に加えて、定常波(Cont
inuas Wave:CW)の発生器がよく用いられる。通信装
置によっては、CW発生のために特別な回路を備えず、
システムクロックをそのまま伝送する場合も有るが、一
般的には伝送データに含まれるクロックは、システムク
ロックの1/2であるため、2分周器がトレーニングパ
ターン発生器405としてよく用いられている。
【0008】この様に、従来はトレーニングパターン送
信のためにデータ送信部に専用回路を設けてトレーニン
グパターンを発生し、指令に応じて、データ送信を停止
するとともに、トレーニングパターンに切り換えて送信
していた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、通信装
置中、通常最も動作が高速となる、シリアルデータ送信
部にこの様な付加回路を設けることは、消費電力の増大
や、コスト上昇の要因となり、また通信装置の最高動作
速度を制限して通信装置の性能の劣化を招くという課題
があった。
【0010】さらに、VCXO使用のPLLに代表され
る、側帯波抑圧が大きいPLLをクロック再生に使用し
た場合等は、位相変化に対する追従性は非常に悪く、ト
レーニングパターンとデータ切り替え時に少しの位相変
化が存在しても、これに追従するためにはかなりの時間
を要し、そのためデータとトレーニングパターンの切り
替え手段には、特に高精度の部品や実装が求められてい
た。
【0011】本発明は、従来の通信装置のこのような課
題を考慮し、トレーニングパターンの発生を小規模で簡
単な回路により行うことができ、位相変化を生ずること
なくトレーニングパターンの送信を行なうことができ、
クロック引き込み時間の短い通信装置を提供することを
目的とするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、送信するデー
タを入力するデータ入力手段と、その入力データの送信
先である受信装置の同期が確立したかどうかに関する情
報に基づいて、入力データを変更させる制御信号を出力
する変更制御手段と、その変更制御手段の制御信号に応
じて、トレーニングパターンの基礎信号を生成し又は入
力データをそのまま出力するデータ処理手段と、そのデ
ータ処理手段の出力データを所定の変換規則に基づいて
符号化することによって、トレーニングパターン信号又
は入力データの符号化データを生成する符号化手段とを
備えた通信装置である。
【0013】
【作用】本発明は、入力データの送信先である受信装置
の同期が確立したかどうかに関する情報に基づいて、変
更制御手段が、入力データを変更させる制御信号を出力
し、データ処理手段が、変更制御手段から出力された制
御信号に応じて、トレーニングパターンの基礎信号を生
成し又は入力データをそのまま出力し、符号化手段が、
データ処理手段の出力データを所定の変換規則に基づい
て符号化することによって、トレーニングパターン信号
又は入力データの符号化データを生成する。
【0014】例えば、NRZ符号のデータを1B2B変
換すると、一般に、送信されるビット列に含まれるクロ
ック成分は多くなり、NRZをそのまま伝送する場合に
較べ、クロック再生には好適となる。しかし、通常のラ
ンダムなNRZデータを1B2B符号化して送信してい
た場合では、ビット列に位相跳び、クロック抜けが多発
する。
【0015】そこで、1B2B変換を行なう前に制御信
号とNRZデータとの論理和または論理積をとると、ト
レーニング期間中は、1B2B変換する前のデータが1
または0連続に固定されるため、不規則な位相跳びの無
い、規則的なパターンが発生する。これをトレーニング
パターンとして使用するため、クロック引き込み時間が
短縮する。ここで、論理和を用いた場合、制御入力が1
の時NRZのデータ入力はマスクされ、符号化装置には
1連続が入力される。又、論理積を用いた場合は、制御
入力が0の時にNRZのデータ入力がマスクされ、符号
化装置には0連続が入力される。
【0016】すなわち、制御入力により、NRZデータ
の入力を許可、またはマスクすることが出来るので、こ
れによりデータ送信期間とトレーニング期間が切り替え
可能となる。
【0017】NRZデータがマスクされている期間はト
レーニング期間であるとし、この時、1B2B符号化装
置で発生するビット列を、トレーニングパターンとして
用いる。受信側では、このトレーニングパターンにより
クロック再生を行なうことにより、クロック再生器の引
き込みや、待機期間中のクロックの保持を行なう。その
後、制御入力により1B2B符号化器へのNRZデータ
の入力を許可することでデータ送信を開始する。
【0018】また、1B2B符号化則をCMI符号また
はDMI符号、またはバイフェーズ符号のいずれかとす
る。CMI、DMI、バイフェーズ等の符号化方法は、
1または0連続のデータが入力されると、それぞれある
位相と周期で1と0が交番する符号列に変換する性質を
持つ。そのため、これらの符号を用いると、発生するト
レーニングパターンは、(表1)に示す様に、クロック
再生装置の引き込みには最適であるCWとなり、引き込
み時間がさらに短縮する。
【0019】
【表1】
【0020】また、0連続のデータをRZ符号により符
号化することで、前述と同様に、(表1)に示す様にC
Wのトレーニングパターンが得られる。その結果、1B
2B符号化回路をトレーニングパターン発生器と兼用さ
せることで回路の小規模化を図り、同時にトレーニング
パターンとデータ送信の切り替え時の位相誤差発生をな
くす。また切り替えの為のゲートをNRZデータ側に装
備させる事で、符号化後に切り換えるのに較べ、ゲート
の動作速度を低減させる。
【0021】また、DMI符号とNRZ符号のどちらか
を伝送符号に選択できる通信装置において、0または1
連続データをDMI符号化し、その出力信号をトレーニ
ングパターンとして、DMI、NRZ伝送時共用とする
ことで、NRZ伝送時に専用のトレーニングパターン発
生回路を不要とする。ここで、DMI送信時は、前述の
CMI、DMI、バイフェーズ等の符号化方法の場合と
同様のトレーニング方法が用いられる。又、NRZデー
タをそのまま送信する場合も、DMIの場合と同じトレ
ーニングパターンをDMI符号化装置により発生する。
このトレーニングパターンは、(表1)に示すように、
DMIクロック周波数の1/2のCWである。これは、
NRZ符号の周波数が、DMI符号の周波数の1/2で
有ることから、NRZ符号の周波数のCWである。これ
によりトレーニングを行なうことで、NRZ送信時にお
いても短い引き込み時間を有する通信装置が構成され
る。
【0022】また、CMI符号とNRZ符号のどちらか
を伝送符号に選択できる通信装置において、CMI符号
伝送時は0連続データをCMI符号化してトレーニング
パターンとし、NRZ伝送時は1連続データをCMI符
号化してトレーニングパターンとすることで、NRZ伝
送時専用のトレーニングパターン発生回路を不要とす
る。(表1)に示すように、1連続時のパターンはCM
Iクロックの1/2のCWであり、NRZ符号と同周波
数のCWである事から、やはり、NRZ送信時のトレー
ニングには最適となる。
【0023】
【実施例】以下に、本発明をその実施例を示す図面に基
づいて説明する。 (実施例1)図1は、本発明にかかる第1の実施例の通
信装置の構成図である。すなわち、通信装置である送信
器101には、ハンドシェイクライン114の信号に応
じて制御信号112を出力する制御装置103、その制
御信号112と入力データ110との論理積演算を行う
論理積ゲート108及び、その論理積ゲート108の出
力を1B2B変換する1B2B符号化装置105が設け
られ、その1B2B符号化装置105には、システムク
ロック109が供給され、又出力が伝送路113に接続
されている。その伝送路113は受信器102のリタイ
ミング/復号化装置106及びクロック再生器107に
接続され、そのリタイミング/復号化装置106から出
力データ111が出力され、又クロック再生器107の
出力信号の一部が制御装置104へ入力され、更に、そ
の制御装置104がハンドシェイクライン114に接続
されている。
【0024】上述の論理積ゲート108の一方の入力端
子などがデータ入力手段を構成し、制御装置103が変
更制御手段を構成し、論理積ゲート108がデータ処理
手段を構成し、1B2B符号化装置105が符号化手段
を構成している。
【0025】次に、上記実施例の通信装置の動作につい
て説明する。
【0026】いま、制御装置103から出力される制御
信号112が0の時、トレーニング期間となり、入力デ
ータに関係なく論理積ゲート108から0連続データが
出力され、1B2B符号化装置105により0連続デー
タを1B2B符号化することで、不規則な位相跳びの無
い規則的なトレーニングパターンが発生する。一方、制
御信号112が1の時、送信器101に入力された入力
データ110は、論理積ゲート108によりそのまま1
B2B符号化装置105に入力され、1B2B符号化に
よりクロック成分が多い伝送路符号に変換される。従っ
て、受信器102では、まず、トレーニングパターンを
クロック再生器107に入力することで、すばやくクロ
ック同期を確立し、その後、速やかに受信された伝送路
符号の復号化を開始する。
【0027】本実施例では、トレーニングパターン送信
要求、データ送信許可により、トレーニング期間、デー
タ伝送期間をコントロールしている。受信器側の制御装
置104によりクロックの再生状態を監視し、必要に応
じてハンドシェイクライン114を通じて送信器側にト
レーニングパターンの送信を要求する。送信器側の制御
装置103では、その要求に応じて制御信号112を0
にすることでトレーニングパターンを送信する。その
後、受信器側の制御装置104がクロック同期の確立を
検出すると、ハンドシェイクライン114を通じて送信
器側にデータ送信を許可する。送信器側の制御装置10
3では許可を受けて制御信号112を1にすることによ
りデータ送信を開始する。この様な機構で安定したクロ
ック再生を維持する。
【0028】図1に示されるように、データもトレーニ
ングパターンも同一の1B2B符号化装置105により
送出されるため、切り替えに伴った位相変化等は発生し
ない。又ゲートの動作速度はNRZデータの伝送周波数
に追従できればよい。 (実施例2)図2は、本発明にかかる第2の実施例の構
成図である。すなわち、通信装置である送信器201に
は、受信側の同期が確立したかどうかに関する情報に基
づいて、制御信号211を出力する制御装置203、そ
の制御信号211と入力データ209との論理積演算を
行う論理積ゲート207及び、その論理積ゲート207
の出力をCMI符号化するCMI符号化装置204が設
けられ、そのCMI符号化装置204には、システムク
ロック208が供給され、又出力が伝送路212に接続
されている。その伝送路212は受信器202のリタイ
ミング/復号化装置205及びクロック再生器206に
接続され、そのリタイミング/復号化装置205から出
力データ210が出力され、又クロック再生器206の
出力信号がリタイミング/復号化装置205へ入力され
ている。ここで本実施例では、前述の第1の実施例のよ
うなハンドシェイクラインが設けられていないが、同期
の確率の検出は、プロトコル、又はタイマ等により管理
するようにすればよい。あるいは又、第1の実施例と同
様の構成としてもよい。
【0029】上述の論理積ゲート207の一方の入力端
子などがデータ入力手段を構成し、制御装置203が変
更制御手段を構成し、論理積ゲート207がデータ処理
手段を構成し、CMI符号化装置204が符号化手段を
構成している。
【0030】次に、上記実施例の通信装置の動作につい
て、図2及び図3を参照しながら説明する。
【0031】まず、NRZ符号の0のデータは、CMI
符号化則によると、01というパターンに変換される。
従って、NRZの0連続のデータ列は、クロック周波数
と同じ周波数で繰り返す01連続パターンに符号化され
るため、純粋なCWのクロック成分そのものとなり、ト
レーニングパターンとして使用できる。
【0032】いま、制御信号211が0の時、CMI符
号化装置204の入力が0連続となるので、図3に示す
ように、CWのトレーニングパターン214が発生し、
この時がトレーニング期間となる。一方、制御信号21
1が1の時、送信器201に入力された入力データ20
9(図3では215)は、論理積ゲート207から、そ
のままCMI符号化装置204に入力され、CMI符号
化によりクロック成分が多く、かつ直流平衡の伝送路符
号216に変換される。従って、受信器202では、ま
ず、トレーニングパターンをクロック再生器206に入
力することで、すばやくクロック同期を確立し、その
後、速やかに受信された伝送路符号216の復号化を開
始する。
【0033】本実施例では、前述したように、送受信器
間でのハンドシェイクは行なっていない。送信器側の制
御装置203が、適切な手順にしたがって、トレーニン
グパターン送出とデータの送出の切り替え制御をするこ
とで、安定したクロック再生を維持している。
【0034】又、(実施例1)に較べ、トレーニングパ
ターンがクロック再生器206の引き込みには最適であ
るCWであるため、引き込み性能がさらに向上する。
【0035】なお、上記実施例では、CMI符号化を行
う構成としたが、これに限らず、DMI符号、バイフェ
ーズ符号でも本実施例と同様の装置を使用することが出
来る。更に、そのほかの符号化装置でも、1または0連
続のビット列をCWに変換する符号則を用いれば、同様
な効果を得ることは言うまでもない。 (実施例3)図4は、本発明にかかる第3の実施例の通
信装置の構成図である。すなわち、通信装置である送信
器301には、ハンドシェイクライン317の信号に応
じて制御信号A313、制御信号B314、及び符号選
択信号315を出力する制御装置303、その制御信号
A313と入力データ311との論理和演算を行う論理
和ゲート309、その論理和ゲート309の出力と制御
信号B314との論理積演算を行う論理積ゲート308
及び、その論理積ゲート308の出力を符号化する符号
化装置305が設けられ、その符号化装置305には、
システムクロック310が供給され、又出力が伝送路3
16に接続されている。その伝送路316は受信器30
2のリタイミング/復号化装置306及びクロック再生
器307に接続され、そのリタイミング/復号化装置3
06から出力データ312が出力され、又クロック再生
器307の出力信号である再生クロック318の一部が
制御装置304へ入力され、更に、その制御装置304
がハンドシェイクライン317に接続されている。
【0036】上述の論理和ゲート309の一方の入力端
子などがデータ入力手段を構成し、制御装置303が変
更制御手段を構成し、論理和ゲート309及び論理積ゲ
ート308がデータ処理手段を構成し、符号化装置30
5が符号化手段を構成している。この符号化装置305
は、伝送信号をCMI符号とするかNRZ符号とするか
の2つの符号化方法を切り替え可能としている。
【0037】次に、上記実施例の通信装置の動作につい
て説明する。
【0038】図4に示すように本実施例の通信装置は、
CMI符号による伝送モードと、NRZ符号による伝送
モードを持つ通信器である。この例に示すハンドシェイ
クライン317では、(実施例1)と同様の働きをする
トレーニングパターン送信要求、データ送信許可の信号
に加えて、符号選択信号が送信される。すなわち、受信
側の制御装置304では受信波形や、伝送路の誤り率等
を監視し、伝送路の特性に応じた符号選択信号をハンド
シェイクライン317により送信し、CMI符号、また
はNRZ符号での符号化を送信側の制御装置303に要
求する。
【0039】そうすると送信器側では、符号化装置30
5に符号選択信号315を入力することで、CMI符号
化を行なうか、NRZ符号のまま送出させるかを選択す
る。
【0040】いま、送信器側において、CMI符号伝送
モードの時は、符号選択信号315は常にCMI符号化
を選択し、制御信号B314が0の時がトレーニング期
間となり、制御信号A313が0、かつ制御信号B31
4が1の時がデータ伝送期間となる。
【0041】これにより、トレーニング期間中は、符号
化装置305では0連続をCMI符号化し、CWのトレ
ーニングパターンを発生する。又データ伝送期間は、N
RZ符号のデータがCMI符号化されて送信される。こ
の様に、CMI符号伝送モードの時は、(実施例2)と
同様な動作となり、以下同様に安定したクロック再生を
維持する。
【0042】逆に、NRZ符号伝送モードの時は、符号
選択信号315がCMI符号、かつ制御信号A313が
1、かつ制御信号B314が1の時がトレーニング期間
になり、符号選択信号315がNRZ符号、かつ制御信
号A313が0、かつ制御信号B314が1の時がデー
タ伝送期間になる。
【0043】これにより、トレーニング期間中は、符号
化装置305では1連続をCMI符号化し、CWのトレ
ーニングパターンを発生する。又データ伝送期間は、N
RZ符号のデータがNRZ符号のまま伝送される。
【0044】一般に、1連続のデータ列をCMI符号化
すると、CMI符号データのクロック周波数の1/2倍
の周波数の01連続パターンに符号化される。ここで、
NRZ符号のデータをCMI符号化すると、データに含
まれるクロック周波数が2倍になる事を考えると、この
パターンはNRZの符号周波数のCWに他ならない。す
なわち、このトレーニングパターンを受信器302のク
ロック再生器307に入力することで、すばやくNRZ
符号のデータに対してクロック同期を確立する事が可能
であり、その後、速やかに受信された伝送路符号の復号
化が開始される。
【0045】以上のように、1B2B符号化回路をトレ
ーニングパターン発生回路と兼用することにより、通信
装置を小規模化できる。さらに送信データとトレーニン
グパターンの切り替え時に位相誤差は発生せず、位相調
整の必要もなくなる。また切り換えるためのゲートを従
来のように1B2B符号化後に挿入する必要がなく、N
RZデータに対しゲートをかけるだけで良いため、動作
速度が半分でよい。これらの特徴より、回路が小型化さ
れ、低速の部品やICプロセスを選択でき、遅延を調整
すべき箇所が減るため、高速、高性能の回路を安価に構
成できる。
【0046】また、トレーニングパターンがCWとなる
ため、第1の実施例の利点を活かしつつ、さらに引き込
み特性が改善でき、特にCW以外のパターンに対しては
引き込みが不可能な型のPLL回路等をクロック再生器
に用いることもできる。
【0047】また、DMIまたはCMI伝送時には以上
の利点が有ると同時に、NRZ伝送時に専用のトレーニ
ングパターン発生回路を設ける必要が無いため、小規模
化、低コスト化が可能となる。
【0048】
【発明の効果】以上述べたところから明らかなように本
発明は、トレーニングパターンの発生を小規模で簡単な
回路により行うことができ、位相変化を生ずることなく
トレーニングパターンの送信を行なうことができ、クロ
ック引き込み時間を短くできるという長所を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる第1の実施例の通信装置の構成
図である。
【図2】本発明にかかる第2の実施例の通信装置の構成
図である。
【図3】同第2の実施例における動作を説明するための
図である。
【図4】本発明にかかる第3の実施例の通信装置の構成
図である。
【図5】従来の通信装置の構成図である。
【符号の説明】
101、201、301 送信器 102、202、302 受信器 103、104、203、303、304 制御装置 105 1B2B符号化装置 106、205、306、408 リタイミング/復号
化装置 107、206、307、409 クロック再生器 108、207、308 論理積ゲート 204 CMI符号化装置 305 符号化装置 404 伝送路符号化装置 405 トレーニングパターン発生器 406 データ送信/トレーニングパターン送信切替器

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 送信するデータを入力するデータ入力手
    段と、その入力データの送信先である受信装置の同期が
    確立したかどうかに関する情報に基づいて、入力データ
    を変更させる制御信号を出力する変更制御手段と、その
    変更制御手段の制御信号に応じて、トレーニングパター
    ンの基礎信号を生成し又は前記入力データをそのまま出
    力するデータ処理手段と、そのデータ処理手段の出力デ
    ータを所定の変換規則に基づいて符号化することによっ
    て、トレーニングパターン信号又は前記入力データの符
    号化データを生成する符号化手段とを備えたことを特徴
    とする通信装置。
  2. 【請求項2】 入力データは、NRZ符号化信号であっ
    て、前記符号化手段の所定の変換規則は1B2B変換す
    るものであることを特徴とする請求項1記載の通信装
    置。
  3. 【請求項3】 1B2B変換は、RZ符号、CMI符
    号、DMI符号、又はバイフェーズ符号のいずれかに符
    号化するものであることを特徴とする請求項2記載の通
    信装置。
  4. 【請求項4】 データ処理手段は、前記入力データ及び
    前記変更制御手段の出力データの論理積又は論理和をと
    るゲート回路を有することを特徴とする請求項1、2、
    又は3記載の通信装置。
  5. 【請求項5】 符号化手段は、切り替え可能である少な
    くとも2つの変換規則を有し、その変換規則は、伝送路
    の特性に関する情報に応じて切り換えられることを特徴
    とする請求項1から4のいずれかに記載の通信装置。
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