JPH07508869A - マンチェスターパターンの欠陥認識 - 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】 マンチェスターパターンの欠陥認識 発明の概要 本発明は、光学的位置センサからの情報のファイバ光送信および受信に関するも のであり、特に、この種の情報をデコーディングするための方法に関するもので ある。

本発明においては、任意の２つの相続く数（十進数）が１つのビット位置だけ互 いに異なるようなグレイコードが使用される。また、そのグレイコードにおける データワードは、いわゆるマンチェスターエンコーディングによって送信される 。このマンチェスターエンコーディングにおいては、１つのレベルから別のレベ ルへの遷移が、Ｏを表し、その別のレベルからその１つのレベルへの遷移が１を 表す。

本発明は、各到来データワードの前に多重ビツト同期化パターンが付されている 型のマンチェスター符号化データを検出しデコーディングするための、米国特許 第５２２２１０５号明細書に開示された方法およびシステムを改良するものであ る。この米国出願明細書に開示された技術は、有効な同期化パターンの受信を確 認し、その同期化パターンからその同期化パターン内の受信されたビットの継続 時間を判定することを含むものである。別の仕方として、そのビットの継続時間 は、受信端で予め定められてもよい。その時、ある許容時間窓が、その判定され た継続時間から定められ、その許容時間窓内において起きるデータ遷移が検出さ れる。その時間窓内である遷移が検出されるとき、その遷移の時間は、前に判定 されたビット巾にしたがってその遷移が起こるべきであった時間で、その遷移が 起こるように定め直される。１つのビットが不確定であることがあり、そのアル ゴリズムは、一連のデータ内のどこの位置における任意の１つのビットが抜は落 ちてもよいように構成されている。その抜は落ちたビットは、ｌまたは０にセッ トされてよいのであるが、もし、例えば、２つまたはそれ以上のビットが抜は落 ちる場合には、欠陥指示がなされる。このような検出と定め直しのステップは、 １つのデータワードにおける各データビットについて繰り返されて、再構成され たデータワードが形成される。

このような技術にしたがって検出された抜は落ちビットが最下位のビットである ときには、そのビットをＯまたはｌにセットすることにより、あまりエラーを生 じないですむのであるが、もし、例えば、そのビットが最上位のビットである場 合には、そのデータワードを有効なものとして受け入れてしまうと、相当のエラ ーが生じてしまう。

グレイコードにおいては、ある大きさの増大に関連した最下位のビット位置は、 ある大きさの減少に関連した最上位のビット位置とは、次に示すような３ビット 例におけるように異なるものである。ここで、最下位のビット位置は、Ｘ”によ って示されている。

最下位のビット位置 十進数　二進数　グレイコード　増　大　減　少０　０００　０００　００ｘ　 ｘＯＯ ｌ　００１　００１　０ｘＯ０Ｏｘ ２　０１０　０ｆｆ　ＯＯｘ　０ｘＯ ３０１１０１０’　ｘｏｏ　００ｘ ４　１００　１１０　００ｘ　ｘｏ０ ５　１０１　１１１　０ｘＯ０Ｏｘ ６　１１０　１０＋　００ｘ　０ｘ０ ７　１１１　１００　ｘｏｏ　ＯＯｘ したがって、本発明の主たる目的は、ある直列データ流においである数字が抜は 落ちているとして検出されたときに、その数字が最下位の数字であるのが、最上 位の数字であるのかを判定することである。

前述した同時出願の米国特許出願明細書に開示されたものでは、いくつかの同期 化ビット（代表的には３つ）を各データワードの前に付すことにより、質の高い 結果を得ている。しかしながら、受信回路がこのような同期化ビットのうちの最 初のビットを検出するのに失敗する場合には、その受信回路は、データビットの うちの最初のビットを、同期化ビットのうちの三番目のビットとして認識してし まうてあろう。これに対し、本発明においては、各データワードの前には単一の 同期化ビットのみが付され、そのデータワードの後に、そのデータワードの始ま る場所およびタイミング情報の両者を与えるもう一つ別のパルスが続けられる。

したがって、本発明のもう一つ別の目的は、エラー信号を分析して、受信データ が前後に単一の同期化ビットを付されたｎデータビットの形でないときにはいつ でも、そのデータワードを拒絶することによって受信データワードにおけるビッ ト位置を判定する方法を提供することである。

一般的に、本発明による受信データワードから抜は落ちているビットの位置を判 定する方法は、１つより多いビットが抜は落ちていないことを保証するために受 信データワードをテストし、受信データワードの２つのレプリカ（複製物）、す なわち、抜は落ちたビットの位置を１としたレプリカと抜は落ちたビットの位置 を０としたレプリカとを形成することを含む。それがら、２にの形の差を形成す るために、一方のレプリカを他方のレプリカから減算する。そのとき、ｋ番目の ビット位置が、抜は落ちたビット位置として識別される。

さらに、本発明の別の形によれば、光学的に送信される波長多重化されたマンチ ェスター符号化データ信号を検出し、デコーディングし、タイミングを取り直す 方法が提供される。この方法においては、受信されるすべてのデータワードは、 その受信にてエラーが検出されるときでも、使用されつる。使用しつるデータワ ードは、ビットが抜は落ちているという形にてエラーを検出し、ある１つのデー タワード内におけるその検出されたエラーが起きている位置を判定することによ って、識別される。そのデータワードは、抜は落ちているビットが唯一っであっ て、それが最下位のビットである場合にのみ、有効なデータワードとして受容さ れる。このような検出を行うには、１つより多いビットが抜は落ちていないこと を保証するためにその受信データをテストし、一方、判定を行うには、その受信 されたデータワードの２つのレプリカ、すなわち、抜は落ちたビットの位置を１ としたレプリカと、抜は落ちたビットの位置を０としたレプリカとを形成し１， ２にの形の差を形成するために、一方のレプリカを他方のレプリカから減算する 。データワードは、ｋ＝ｏであって、そのビット位置が最下位であることが示さ れる場合にのみ、有効として受容される。

本発明の方法および本発明によって与えられる効果は、添付図面を参照しつつ本 明細書の記載を読むことにより、明らかとなろう。

図面の簡単な説明 第１図は、位置情報の如き情報をエンコーディングし、送信し、デコーディング するシステムを、機能を重視して示す概略ブロック図である。

第２図は、第１図のエラー検出回路の一部分の構成を強調して示す詳細ブロック 図である。

第３図は、第１図のエラー検出回路の別の部分と共に、グレイ−バイナリ変換器 の構成を強調して示す詳細ブロック図である。

第４図は、前後に同期化ビットを付したマンチェスター符号化データワードを例 示する波形図である。

これらの図を通して、対応する参照符号は、対応する部分を示している。

好ましい実施例の説明 先ず、第１図を参照するに、エンコーダ１３は、米国特許第５００４９１０号明 細書に開示されたような型のものであってよく、このようなエンコーダ１３にお いては、光が回転シャフト上のエンコーダディスクによって変形されて、位置情 報を発生して、ファイバ光路１１にそって送信される。その位置情報は、波長多 重化され（個々に変調されたスペクトル要素）、その再分離（デマルチブレクン ングは、例えば、０ＰＴＩＣＡＬ　ＳＰＥＣＴＲＵＭ　ＡＮＡＬＹＺＥＲと題す るＫｉｎｎｅｙ氏等の米国特許第４８５２０７９号明細書に開示されているよう な光学的アレイ部１５によって（テわれうる。信号条件骨は回路Ｉ７は、前述の 米国特許第５２２２１０５号明細書により完全に記載されたような一連のアナロ グ回路でありうる。それから、その条件付けされた信号は、マンチェスターデコ ーダ１９にてデコードされ、グレイ−バイナリ変換器２１にて二進コードへ変換 され、ＭＰＵインターフェイス２３へ送られる。

受信信号がデータワードとして認められない場合には、次のようにしてエラー信 号がライン４３に出される。第２図および第４図を参照すれば、受信信号をデー タワードとして識別する方法は明らかであろう。単一の先行同期化パルス（ＳＹ ＮＣＩ）についての捜索がなされる。もし、単一の先行同期化パルスが見つけ出 されない場合には、ある信号がライン４５に出される。逆に、もし、そのような パルスが見つけ出される場合には、ある信号がライン４７に出される。その次の ｎ回の遷移（低から高、または高から低）データ指示遷移として検出される。そ の後、後続する同期化遷移（ＳＹＮＣ２）についての捜索がなされる。もし、後 続する同期化遷移力（現れる場合には、ある信号がライン４９に出され、一方、 そのような遷移が存在しない場合には、ある信号がライン５１に出される。

最後に、どのような遷移もない（エツジのない）ことを保証するために、１つの データビットの長さに等しい長さを有するブランク領域が検出される。もし、そ のブランク領域にエツジが生ずる場合には、ある信号がライン５３に出される。

要するに、第１の同期化ビットが見出されて且つ第２の同期化ビットが見出され ない場合（アンドゲート３１から）、または、第１の同期化ビットおよび第２の 同期化ビットの両者が見出されて且つブランク領域内に遷移がある場合（アンド ゲート３３から）には、エラー信号がオアゲート３５がら出される。オアゲート ３７が、抜は落ちビット検出器２５がらライン８１に出される信号により１つよ り多い抜は落ちビットがあること、または、ライン４１によって指示されるよう にその抜は落ちビットが最下位のものでないこと、を指示する場合にも、エラー 信号が生ずる。

グレイ−バイナリ変換器２１および２７の詳細、並びにライン４１に最下位ビッ トエラーが生ずることについては、第１図および第３図を比較することにより、 最も容易に理解できよう。受信されたマンチェスターデコード化された（まだグ レイコード化されている）ｎビットワードが、デコーダ１９がら２つのダレイー バイナリ変換器２１および２７へと通される。これら変換器２Ｉおよび２７の各 々は、通常の構成のｎビット排他的オアシフトレジスタ５７または５９を有して いる。レジスタ５７への入力は、参照符号６１，６３および６５で示されるよう な一連のｎ個のオアゲートから来る。これらのゲートは、上方の入力ラインにｎ ビットワードを受ける。レジスタ５９は、参照符号６７．６９および７１で示さ れるような一連のｎ個のアンドゲートから入力を受ける。再び、それらｎ個のゲ ートは、上方のラインにｎビットデコード化ワードを受ける。オアゲートへのｎ 個の下方の入力は、抜は落ちビットが検出器２５によって検出されている位置を 除いて、すべてＯである。どの抜は落ちビット位置も、■にセットされる。同じ 人力がゲート６７．６９および７１への下方のラインへ供給されるが、それら入 力は、それらゲートの人力のところで反転させられる。こうすることにより、レ ジスタ５７に対しては、その抜は落ちビット位置が１にセットされ、レジスタ５ ９については、その抜は落ちビット位置が０にセットされる。これらの２つの値 は、減算器７３にて互いに減算され、その差の絶対値が、絶対値回路７５から比 較器７７へと供給される。その比較器７７において、その差の絶対値は、１と比 較される。もし、そのような比較により、１より大きい値であることが示され、 検出器２５からライン７９に出される信号により１つのビットのみが抜は落ちて いることが示される場合には、ライン４１にてエラー信号が第２図の回路へ供給 される。

要するに、第４図に示すような波形のｎ回の遷移は、抜は落ちビットの形におけ るエラーについて、回路２５によってテストされる。これらｎ回の遷移は、デコ ーダ１９によってｎビットデータワードへと変換される。回路２５は、また、検 出されたエラーが起きているデータワード内の位置を判定する。実際に、受信さ れたｎ回の遷移は、抜は落ちビットが１つより多くないことを保証するためにテ ストされる。そのｎビットデータワードの２つのレプリカ、すなわち、抜は落ち ビット位置を１としたレプリカと、抜は落ちビット位置をＯとしたレプリカとが 形成される。一方のレプリカを他方のレプリカから減算することにより、２にの 形の差が形成され、ｋ＝ｏの場合のみ、すなわち、抜は落ちビットが１つだけで あって、その抜は落ちビットが最下位ビットである場合にのみ、その受信された 信号が有効なデータを表しているものとして受容される。絶対値回路７５の出力 での差の絶対値は、単一の抜は落ちビットの位置を示している。この出力は、２ １である。ここで、ｋ番目のビット位置（最下位から数えて）が、抜は落ちビッ トである。

ＦＩ６．４ 平成　年　月　日

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. １．マンチェスター符号化され且つグレイ符号化された受信データワード信号を 検出しデコーディングする方法において、前記マンチェスター符号化され且つグ レイ符号化されたデータワードにデータビットの抜け落ちがあるかについてテス トするテスト段階と、前記テスト段階中に抜け落ちデータビットが発見されたビ ットの位置においてのみ互いに異なる前記データワードの２つのコピー、すなわ ち、前記抜け落ちビット位置を１とした再機成データワードと、前記抜け落ちピ ット位置を０とした再構成データワードとを再構成する再構成段階と、前記デー タワードの前記２つのコピーを、グレイコードから対応する符号化二進ワードヘ と変換する変換段階と、 前記符号化二進ワードのうちの一方のワードを他方のワードから減算する減算段 階と、 前記減算段階において算出された差の絶対値が１である場合には、前記符号化二 進ワードのどちらかを前記受信データワードを表す有効な情報として利用するが 、そうでない場合には、前記受信データワードを無効であるとして拒絶する利用 段階と、 を含むことを特徴とする方法。
2. ２．受信データワードから抜け落ちているビットの位置を判定する方法において 、１つより多いビットが抜け落ちていないことを保証するために前記受信データ ワードをテストするテスト段階と、 前記受信データワードの２つのレプリカ、すなわち、抜け落ちビット位置を１と したレプリカと、抜け落ちビット位置を０としたレプリカとを形成する形成段階 と、 一方のレプリカを他方のレプリカから減算して、２ｋの形の差を形成する減算段 階と、 ｋ番目のビット位置を抜け落ちビット位置として識別する識別段階と、を含むこ とを特徴とする方法。
3. ３．データワードを受信して、受信においてエラーが検出されてもそのデータワ ードを利用する方法において、 抜け落ちビットの形でエラーを検出する検出段階と、検出されたエラーが起きて いるデータワード内の位置を判定する判定段階と、抜け落ちビットが１つだけで あって、その抜け落ちビットが最下位ビットである場合においてのみ、前記デー タワードを有効なものとして受容する受容段階と、 を含むことを特徴とする方法。
4. ４．前記検出段階は、１つより多いビットが抜け落ちていないことを確認するた めに前記受信データをテストすることを含み、前記判定段階は、前記受信データ ワードの２つのレプリカ、すなわち、抜け落ちビット位置を１としたレプリカと 、抜け落ちビット位置を０としたレプリカとを形成し、一方のレプリカを他方の レプリカから減算して、２ｋの形の差を形成し、ｋ＝０の場合にのみ前記データ ワードを有効なものとして受容することを含む請求項３記載の方法。
5. ５．受信信号をデータワードとして識別する方法において、単一の先行する同期 化パルスを検出する段階と、次のｎ回の連移をデータを示す連移として検出する 段階と、後続する同期化パルスを検出する段階と、前記後続する同期化パルスの 受信までに１ビット時間期間内に連移がないことを保証するための検出を行う段 階と、を含むことを特徴とする方法。
6. ６．抜け落ちビットの形でのエラーについて前記ｎ回の遷移をテストするテスト 段階と、前記ｎ回の遷移をｎビットデータワードヘと変換する段階と、検出され たエラーが起きているデータワード内の位置を判定する判定段階と、抜け落ちビ ットが１つだけであって、その抜け落ちビットが最下位ビットである鳩合におい てのみ、前記データワードを有効なものとして受容する段階とを更に含む請求項 ５記載の方法。
7. ７．前記テスト段階は、１つより多いビットが抜け落ちていないことを保証する ために前記受信されたｎ回の遷移をテストすることを含み、前記判定段階は、前 記ｎビットデータワードの２つのレプリカ、すなわち、抜け落ちビットの位置を １としたレプリカと、抜け落ちビットの位置を０としたレプリカとを形成し、一 方のレプリカを他方のレプリカから減算して、２ｋの形の差を形成し、ｋ＝０の 場合にのみ前記受信信号を有効なデータワードを表すものとして受容することを 含む請求項６記載の方法。