JPH0720111B2 - クロック乗せ替え回路 - Google Patents

クロック乗せ替え回路

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JPH0720111B2
JPH0720111B2 JP2102662A JP10266290A JPH0720111B2 JP H0720111 B2 JPH0720111 B2 JP H0720111B2 JP 2102662 A JP2102662 A JP 2102662A JP 10266290 A JP10266290 A JP 10266290A JP H0720111 B2 JPH0720111 B2 JP H0720111B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の概要〕 CSAM/CD方式のLANにおけるクロック乗せ替え回路に関
し、 CSMA/CD方式のLANにおいて、データ端末←→データ端末
間のクロック精度差によりデータスリップを起こし効率
的なデータ伝送を防げる要因を排除し効率的なデータ伝
送を提供することを目的とし、 書き込みクロック及びデータイネーブル信号により計数
を開始する書き込みカウンタ部と、該カウンタの計数値
より書き込みポインタを生成する書き込みデコーダ部
と、データイネーブル信号を読み出しクロックで所定ビ
ット数だけ遅延させる遅延回路部と、遅延させたデータ
イネーブル信号及び読み出しクロックにより計数を開始
する読み出しカウンタ部と、該カウンタの計数値より読
み出しポインタを生成する読み出しデコーダ部と、前記
書き込みカウンタと読み出しカウンタの計数値を監視
し、両カウンタの計数値が一致するとき出力を生じる書
き込み/読み出し監視部と、該監視部の出力によりクロ
ック乗せ替え回路の初期化を行なうリセットパルス生成
部と、前記書き込み/読み出しポインタによりデータの
クロック乗せ替えを行なうメモリ部とを有し、データイ
ネーブル信号によりメモリ部に対してデータの書き込み
と読み出しを非同期に行なってデータのクロック乗せ替
えを行なうことと、書き込みクロックと読み出しクロッ
クの精度差が許容範囲を越えた場合のデータオーバフロ
ー及びアンダフローを検出し同時に回路の初期化を行な
う構成とする。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、CSMA/CD方式のLANにおけるクロック乗せ替え
回路に関する。
CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision D
etect)方式のLAN(Local Area Network)では、データ
端末←→データ端末間のクロック精度差が存在し、この
クロック精度差によりデータスリップを起こし効率的な
データ伝送を妨げる要因となる。このため、データ端末
間のクロック精度差によるデータスリップを防止し効率
的なデータ伝送を保障する必要がある。この目的にはク
ロック乗せ替えが有効である。
〔従来の技術〕
クロック乗せ替えの従来例としては、特開昭63−197136
がある。これは回線監視装置用であり、低次群データを
復号し、かゝるものの複数を多重化し、符号化して高次
群データとして送出する際、この多重化が正確に行われ
ているか否かをチェックすべく、該高次群データを復号
し、低次群データに分離し、これを最初の低次群データ
と比較するが、この比較ではクロックが同期していない
と不可であるが一般にはずれているので、復号、分離し
た低次群データに対しクロック乗せ替えを行なってクロ
ック同期させるという用途に用いるものである。
クロック乗せ替えは、入力データを例えば8つの並列デ
ータに直/並列変換し、次いで並/直列変換し、この直
/並列変換を本例では8相の書込みクロックで、並/直
列変換を同8相の読出しクロックで行なうことにより行
なう。
書込みクロックと読出しクロックは別々の回路で発生す
るので発振周波数がずれ、読出しクロックが書込みクロ
ックの前後にずれると正しい読出しデータにならなくな
るので、両クロックの位相差を監視し、近ずくと読出し
クロック生成用クロックを1ビット歯抜けとする。しか
し1ビット歯抜けは並/直列変換器より1ビットシフト
した誤ったデータを出力するので、これが頻繁に繰り返
されるのは問題である。そこでこの従来例の発明では、
前記接近時には読出しクロックを所定位置(並列データ
のほゞ中央付近)までシフトさせるようにした。
この従来のクロック乗せ替え回路は回線監視装置などで
用いるものである。CSMA/CD方式のLANにおけるクロック
乗せ替え回路の従来例は見当らない。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明は、CSMA/CD方式のLANにおいて、データ端末←→
データ端末間のクロック精度差によりデータスリップを
起こし効率的なデータ伝送を防げる要因を排除し効率的
なデータ伝送を提供することを目的とするものである。
〔課題を解決するための手段〕
第1図は本発明の原理図である。1はメモリ部で、例え
ばシリアル入力データDATAの8ビットに対し8個の記憶
用フリップフロップを持つ。2は書き込みカウンタ部で
あり、書き込みクロックWCLK及びデータイネーブル信号
ENABによりカウントを行うもの、3は書き込みデコーダ
部であり、書き込みカウンタ2のカウント値より書き込
みポインタを生成するもの、本例では8個のフリップフ
ロップのデータ入力ゲートの該当するものを開くもので
ある。4は遅延回路部であり、データイネーブル信号EN
ABを読み出しクロックRCLKで遅延させるもの(4ビット
ほど書き込んでから読み出しを開始するようにさせるも
の)、5は読み出しカウンタ部であり、遅延させたデー
タイネーブル信号ENAB及び読み出しクロックRCLKでカウ
ントを行うもの、6は読み出しデコーダ部であり、読み
出しカウンタ5のカウント値より読み出しポインタを生
成するもの(8個のフリップフロップの出力側ゲートの
該当するものを開くもの)、7は書き込み/読み出し監
視部であり、書き込みカウンタ2と読み出しカウンタ5
のカウント値を監視して両カウンタ値の一致を検出する
もの、8はリセットパルスXERSTの生成部であり、書き
込み/読み出しカウンタの一致を検出した信号によりク
ロック乗せ替え回路の初期化を行うものである。半円が
黒の円で示されるようにこのリセットパルスXERSTはメ
モリ等1〜6へ加えられる。
〔作用〕
本発明では、第1図に示すように、データイネーブル信
号ENABにより書き込みカウンタ部2を起動させ、書き込
みデコーダ部3で書き込みポインタを生成して、メモリ
部1にデータを書き込みクロックに同期して書き込む。
また、データイネーブル信号ENABを遅延回路部4により
遅延させ、読み出しカウンタ部5を起動し、読み出しデ
コーダ部6で読み出しポインタを生成して、メモリ部よ
り上記書き込んだデータを読み出しクロックRCLKに同期
して読み出し、こうしてクロックの乗せ替えを行う。
CSMA/CD方式のLANではデータDATAの他に、そのデータが
有効であることを示すデータイネーブル信号ENABも送ら
れてくる。本発明ではこのデータイネーブル信号を利用
し、その立上りで書き込みクロックWCLKの計数開始、書
き込みポインタの生成開始を行ない、それより所定時間
遅らせて(例えば8ビットに対し4ビットほど遅延させ
て)読み出しクロックRCLKの計数開始、読み出しポイン
タの生成開始を行ない、こうして書き込みに対する読み
出しのタイミングの適正さを確保する。RCLKがWCLKに比
べて速く(周波数が高く)なり過ぎまた遅くなり過ぎる
と読み出しカウンタの計数値が書き込みカウンタの計数
値に等しくなり、これは今書こうとしているデータを読
み出すまたは先程書き込んだデータを読み出す前に次の
データを書き込み始めたことを意味し、いずれもエラー
であるが、かゝるオーバフロー、アンダーフローの発生
時には監視部7が出力を生じ、パルス生成部8はリセッ
トパルスXERSTを生じるのでクロック乗せ替え回路1〜
6はリセットされ、エラーデータの送出が回避される。
〔実施例〕
本発明をU字型光バスLANの光トランシーバへ適用した
例を第2図に示す。10はU字型光伝送路、11a,11b,……
は光カプラー、12a,12b,……は光トランシーバ、13a〜1
3l,14a〜14m,15a〜15nはデータ端末(DTE)である。
光トランシーバ12a,12b,……の構成は第3図に示す如く
で、光インタフェース回路20、マンチェスタデコーダ2
1、クロック乗せ替え回路22、シリアルインタフェース
アダプタ23、トランシーバ24、クロック乗せ替え回路2
5、マンチェスタエンコーダ26を備える。
伝送路10を通して送られる光信号を光カプラ11(相互を
区別するための添字a,b,……は適宜省略する)により取
込み、光トランシーバ12はこれを20−21−22−23−24−
AUIインタフェース27の経路でDTE13へ送る。DTE13が出
力する信号は27−24−23−25−26−20の経路で光トラン
シーバ12を通り、光カプラ11により光伝送路10へ送出さ
れる。光伝送路系のクロックとDTE系のクロックは同期
しておらず、そこでクロック乗せ替えを光トランシーバ
12で行なう。クロック乗せ替え回路22,25がこれを行な
う。
DTE間の通信では、例えばDTE13と14との間の通信では、
DTE13のクロックが光トランシーバ12aで光伝送路10のク
ロックに乗せ替えられ、更に光トランシーバ13bでDTE14
のクロックに乗せ替えられる。そこで各DTEのクロック
精度を100ppmと考えると、DTE−DTE間のクロック精度差
は200ppm(MAX)となる。CSMA/CD方式のLANで取り扱う
パケットは1524バイト(MAX)である為、クロック精度
差を吸収するのに必要なビットは下記の計算により2.4b
itとなる。
1524(byte)×8(bit)=12192(bit) 12192(bit)×200(ppm)=2.4(bit) 第1図のクロック乗せ替え回路の具体例を第4図に示
す。メモリ部1は、下記込みアドレスセレクタWS0〜7,W
S10〜17と、メモリ用フリップフロップF0〜F7,F10〜F17
と、読み出しアドレスセレクタRS0〜7,RS10〜RS17と、
オアゲートDG,EGと、読み出しデータ打ち直し用のフリ
ップフロップF21,F22より構成される。データは8ビッ
ト単位で扱うので記憶素子はRS0〜RS7の8個あればよい
が、本例では書き込み制御信号ENABもデータと共に送る
ので、その記憶素子をF10〜F17の8個備えている。セレ
クタWS0〜7,WS10〜7は図示のようにアンドゲートと、
インヒビットゲート(一方の入力にインバータをつけた
アンドゲート)と、オアゲートで構成される。また、フ
リップフロップF0〜7などはD−FFである。
書き込みカウンタ部2は、書き込みシフトレジスタWSR
と書き込みジョンソンカウンタWJCで構成され、書き込
み制御(データイネーブル)信号ENABを、書き込みクロ
ックWCLKを書き込みシフトレジスタWSRでシフトさせた
後、書き込みジョンソンカウンタWJCで書き込みアドレ
スを生成する。シフトレジスタWSRは4ビット型でその
出力はQ0〜Q3の4つがあるが、その1つQ1が取出され、
アンドゲートでENABとアンドをとられて信号になり、
カウンタWJCはこの信号が入っている間WCLKを計数し
てアドレスを生成する。カウンタには通常LSIの161な
どが用いられるが、この出力にはハザードがあり、通常
のアンド/オアゲートで構成されるデコーダに用いるに
は、フリップフロップで打ち直す、タイミングをずらし
て使用するなどの修正処理が必要であるが、ジョンソン
カウンタの出力にはハザードがなく、そのまゝ使用でき
る。
書き込みデコーダ部3は、書き込みジョンソンカウンタ
WJCで生成した書き込みアドレスをデコードしてセレ
クタWS0〜7,WS10〜17の1つを選択する出力を生じ
る。
遅延回路部4は、本例では、シフトレジスタSRとオアゲ
ートで構成され、書き込み制御信号ENABを読み出しクロ
ックRCLKに同期させ、読み出しジョンソンカウンタRJC
の起動を制御する。読み出しカウンタ部5はこのジョン
ソンカウンタRJCで構成され、読み出しアドレスを生
成する。読み出しデコーダ6部は、読み出しジョンソン
カウンタRJCで生成した読み出しアドレスをデコード
してセレクタRS0〜7,RS10〜17の1つを選択する信号
を生じる。
書き込み/読み出し監視部7はコンパレータCOMPで構成
され、書き込みジョンソンカウンタWJCで生成した書き
込みアドレスと読み出しジョンソンカウンタRJCで生成
した読み出しアドレスを比較して、両アドレスが一致し
た場合“H"レベルを出力する。リセットパルス生成部8
は微分回路より構成され、書き込み/読み出し監視部7
の出力を受けて、クロック乗せ替え回路を初期化する。
各信号ENAB,WCLK,……の関係を第5図に示す。DATAは本
例ではD0〜D17の18ビット送られ、この先頭には無効ビ
ットが付加され、これらを覆ってHレベルになる書込み
制御信号ENABが付加され、これらより書き込みクロック
WCLKが生成される。アンドゲートの出力は図示のよう
にWCLKの2番目のパルスの立上りで立上り、ENABの立下
りで立下る。書き込みジョンソンカウンタWJCの出力
は、出力のHレベル期間中WCLKを計数して0〜7を繰
り返す。出力は2値4ビットであり(1ビットは不使
用)、デコーダ3はこれを受けて書き込みアドレスセレ
クタWS0〜7とWS10〜17の各1つを選択する出力を生
じる。
デコーダ3のLレベル出力で選択されて例えばセレクタ
WS0のインヒビットゲートが開くと、そのときのシリア
ル入力データ1ビットがWCLKによりフリップフロップF0
に取込まれる。次は該デコーダ3のLレベル出力でセレ
クタSW1のインヒビットゲートが開き、そのときの(次
の)シタアル入力データの1ビットがWCLKによりフリッ
プフロップF1に取込まれ、以下これに準ずる。選択がWS
0からWS1に移ると、WS0のインヒビットゲートが閉じる
が、F0のQ出力がWS0のアンドゲートを通ってF0のデー
タ入力となるので、F0は非選択になった後もその出力を
保持する。F1,F2,……でも同様である。こうして18ビッ
トの入力データD0〜D17が逐次フリップフロップF0〜F7
に、繰り返し取込まれる。WS0〜7と同時にWS10〜17も
選択されるからENABが逐次フリップフロップF10〜17
に、繰り返し取込まれる。これらの書き込みは書き込み
クロックWCLKに同期して行なわれる。
読み出し側では、書き込み制御信号ENABをシフトレジス
タSRへ、読み出しクロックRCLKで取込み、4ビットシフ
トした所で生じるQ3出力を読み出しジョンソンカウン
タRJCへイネーブル信号として入力する。このQ3出力
が入るとカウンタRJCは読み出しクロックRCLKの計数を
開始し、0〜7を繰り返し出力を生じる。読み出しデ
コーダ部6はこれをデコードして、読み出しアドレスセ
レクタRS0〜7とRS10〜17の各1つを選択する出力を
生じる。この部分は書き込み側のそれと同様である。セ
レクタRS0〜7,RS10〜17の出力はオアゲートDG,EGを介し
て取出され、フリップフロップF21,F22でRCLKによりデ
ータ打ち直しされて正確にRCLKに同期するようにされ、
出力データDATO、出力書き込み制御信号ENAOとなる。
読み出しは4ビット遅れて開始するので、その終了も
(ほゞ)4ビット遅れる。これを可能にするのが、シフ
トレジスタSRのQ3出力をデータ入力D0へ帰還する結線
であり、この結線中に図示のようにオアゲートが挿入さ
れている。
監視部7の比較器COMPはカウンタWJCとRJCの各計数値を
比較し、一致するとHレベルの出力を生じる。リセット
パルス生成部8はこれを微分し、該出力の立上り時に一
時的にLレベルになる出力XERSTを生じる。XERSTは図示
のようにフリップフロップ等(クロック乗せ替え回路)
に入力し、これらをリセットする。これで初期状態へ戻
され、このときのデータは廃棄される。このリセットは
正常時にも行なわれる。即ち、受信データDATAが本例の
ように18ビットであると、書き込みジョンソンカウンタ
WJCは2度目の「2」で停止し、少し(4ビット)遅れ
て読み出しジョンソンカウンタRJCも3度目の「2」に
なるので図示のようにXERSTが発生し、クロック乗せ替
え回路をリセットする。
この回路により、DTE←→DTE間で通信し取り扱うパケッ
トが1524バイト(max)である場合、各DTEのクロック精
度によりDTE間にクロック200ppm(MAX)の精度差が生じ
ても、これを吸収することが可能となる。
第4図のクロック乗せ替え回路ではメモリ部1の記憶容
量を8ビットとしたが、このビット数を大きくすること
により、もっと大きなクロック精度差の吸収も可能とな
る。
但し、この場合は書き込みカウンタ部2、書き込みデコ
ーダ部3、遅延回路部4、読み出しカウンタ部、読み出
しデコーダ部6、書き込み/読み出し監視部7も同様に
拡張する必要がある。
〔発明の効果〕
以上説明した様に本発明によれば、DTE←→DTE間で通信
する場合、各DTE間のクロック精度差によるデータスリ
ップによる非効率的なデータ伝送をクロック乗せ替え回
路に用いることにより防止し、効率的なデータ伝送が可
能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理図、 第2図は本発明のシステム構成例を示すブロック図、 第3図は第2図の光トランシーバの構成を示すブロック
図、 第4図はクロック乗せ替え回路の実施例を示すブロック
図、 第5図は第4図の動作説明用のタイミングチャートであ
る。 第1図で1はメモリ部、2は書き込みカウンタ部、3は
書き込みデコーダ、4は遅延回路部、5は読み出しカウ
ンタ部、6は読み出しデコーダ、7は書き込み/読み出
し監視部、8はリセットパルス生成部である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】書き込みクロック(WCLK)及びデータイネ
    ーブル信号(ENAB)により計数を開始する書き込みカウ
    ンタ部(2)と、 該カウンタの計数値より書き込みポインタを生成する書
    き込みデコーダ部(3)と、 データイネーブル信号を読み出しクロック(RCLK)で所
    定ビット数だけ遅延させる遅延回路部(4)と、 遅延させたデータイネーブル信号及び読み出しクロック
    により計数を開始する読み出しカウンタ部(5)と、 該カウンタ(5)の計数値より読み出しポインタを生成
    する読み出しデコーダ部(6)と、 前記書き込みカウンタと読み出しカウンタの計数値を監
    視し、両カウンタの計数値が一致するとき出力を生じる
    書き込み/読み出し監視部(7)と、 該監視部の出力によりクロック乗せ替え回路の初期化を
    行なうリセットパルス生成部(8)と、 前記書き込み/読み出しポインタによりデータのクロッ
    ク乗せ替えを行なうメモリ部(1)とを有し、 データイネーブル信号によりメモリ部に対してデータの
    書き込みと読み出しを非同期に行なってデータのクロッ
    ク乗せ替えを行なうことと、書き込みクロックと読み出
    しクロックの精度差が許容範囲を越えた場合のデータオ
    ーバフロー及びアンダフローを検出し同時に回路の初期
    化を行なうことを特徴とするCSMA/CD方式のLANにおける
    クロック乗せ替え回路。
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