JPH08204687A - 高速信号の伝送方法及び伝送装置 - Google Patents
高速信号の伝送方法及び伝送装置Info
- Publication number
- JPH08204687A JPH08204687A JP7008448A JP844895A JPH08204687A JP H08204687 A JPH08204687 A JP H08204687A JP 7008448 A JP7008448 A JP 7008448A JP 844895 A JP844895 A JP 844895A JP H08204687 A JPH08204687 A JP H08204687A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transmission
- signal
- pulse
- data
- clock
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Dc Digital Transmission (AREA)
- Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)
- Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 信号間の遅延時間差調整を不要とする高速信
号伝送方法及び装置を提供する。 【構成】 伝送すべきデジタルデータ信号をデジタルデ
ータ信号の伝送クロックと同じ周期でサンプリングし、
このデジタルデータ信号の伝送クロックの周期を表す連
続な同期パルス列に各パルス間におけるサンプリング値
を表すパルスを挿入して伝送信号を形成する。この伝送
信号を伝送路を介して送信側から受信側に伝送し、伝送
路から受信した伝送信号から同期パルス列及びサンプリ
ング値を表すパルスを分離する。分離された同期パルス
列及びサンプリング値を表すパルスと、受信側の伝送ク
ロックとによって、時間軸を異にし、かつ、順番な複数
のインタリーブパルス信号の生成を制御する。生成され
た複数のインタリーブパルス信号を順次に用いてデジタ
ルデータ信号を復号する。 【効果】 データ伝送におけるスキューが防止される。
号伝送方法及び装置を提供する。 【構成】 伝送すべきデジタルデータ信号をデジタルデ
ータ信号の伝送クロックと同じ周期でサンプリングし、
このデジタルデータ信号の伝送クロックの周期を表す連
続な同期パルス列に各パルス間におけるサンプリング値
を表すパルスを挿入して伝送信号を形成する。この伝送
信号を伝送路を介して送信側から受信側に伝送し、伝送
路から受信した伝送信号から同期パルス列及びサンプリ
ング値を表すパルスを分離する。分離された同期パルス
列及びサンプリング値を表すパルスと、受信側の伝送ク
ロックとによって、時間軸を異にし、かつ、順番な複数
のインタリーブパルス信号の生成を制御する。生成され
た複数のインタリーブパルス信号を順次に用いてデジタ
ルデータ信号を復号する。 【効果】 データ伝送におけるスキューが防止される。
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路装置
(以下、LSIと称する)相互間で高速通信を行う信号
伝送方法及び装置に関し、特に、プリント配線基板上に
複数のLSIを実装した状態で、同一基板上のLSI相
互間又はある基板上のLSIと他の基板上のLSIとの
間で、基板上のパターン配線あるいは伝送ケーブルを介
して高速信号を伝送するのに好適な信号伝送方法及び装
置に関する。
(以下、LSIと称する)相互間で高速通信を行う信号
伝送方法及び装置に関し、特に、プリント配線基板上に
複数のLSIを実装した状態で、同一基板上のLSI相
互間又はある基板上のLSIと他の基板上のLSIとの
間で、基板上のパターン配線あるいは伝送ケーブルを介
して高速信号を伝送するのに好適な信号伝送方法及び装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】高速で動作するLSI相互間における信
号伝送に関連する技術として、次のようなものがある。
号伝送に関連する技術として、次のようなものがある。
【0003】第1に、信号伝送路を構成する複数のボー
ド上の配線パターンやケーブルの長さを等しくする。物
理的な信号伝送の長さを揃えて高速信号間のスキュー
(信号伝送の遅延のバラツキによる信号位相の不揃い)
を最小限にする。更に、信号同士の位相を揃えるべく、
高速信号の個々のタイミングを微調整するために遅延素
子を設ける。
ド上の配線パターンやケーブルの長さを等しくする。物
理的な信号伝送の長さを揃えて高速信号間のスキュー
(信号伝送の遅延のバラツキによる信号位相の不揃い)
を最小限にする。更に、信号同士の位相を揃えるべく、
高速信号の個々のタイミングを微調整するために遅延素
子を設ける。
【0004】第2に、いわゆるインタリーブ方式で伝送
する。すなわち、信号伝送路の信号本数を増やし、元の
直列なデータ信号を並列なデータ信号に変換して伝送
し、データの見せかけの伝送速度を低下させて、スキュ
ーに対する余裕時間を増す。
する。すなわち、信号伝送路の信号本数を増やし、元の
直列なデータ信号を並列なデータ信号に変換して伝送
し、データの見せかけの伝送速度を低下させて、スキュ
ーに対する余裕時間を増す。
【0005】第3に、高速データを受信する側のクロッ
ク系にPLL(位相同期ループ)回路を設ける。受信デ
ータの伝送クロックに受信側のLSIの内部クロックを
強制的に同期させてクロックのスキューを抑制する。
ク系にPLL(位相同期ループ)回路を設ける。受信デ
ータの伝送クロックに受信側のLSIの内部クロックを
強制的に同期させてクロックのスキューを抑制する。
【0006】第4に、いわゆるマルチチップモジュール
(MCM)を用いて、パッケージ内に複数のLSIを組
込むようにする。ボンディングワイヤ等のパッケージに
伴う接続の配線を短くし、遅延時間を小さくして、信号
間のスキューを抑制する。
(MCM)を用いて、パッケージ内に複数のLSIを組
込むようにする。ボンディングワイヤ等のパッケージに
伴う接続の配線を短くし、遅延時間を小さくして、信号
間のスキューを抑制する。
【0007】高速信号の伝送における信号伝搬の遅延に
よってデータ信号の伝送がどのように制限されるかを図
12及び図13を参照して説明する。図12は、LSI
1及び2の相互間を接続するインタフェース部分を示し
ている。送信データ1は、伝送クロックである内部クロ
ック1が供給されるフリップフロップFF1によってク
ロックへの位相の同期化が図られ、伝送路3の一端に送
出される。伝送路3の他端には、LSI2のフリップフ
ロップ3が接続される。フリップフロップ3にはLSI
2の内部クロック2が供給されており、フリップフロッ
プ3の出力には内部クロック2に同期した受信データが
得られる。送信データ2の伝送系についても同様に構成
される。
よってデータ信号の伝送がどのように制限されるかを図
12及び図13を参照して説明する。図12は、LSI
1及び2の相互間を接続するインタフェース部分を示し
ている。送信データ1は、伝送クロックである内部クロ
ック1が供給されるフリップフロップFF1によってク
ロックへの位相の同期化が図られ、伝送路3の一端に送
出される。伝送路3の他端には、LSI2のフリップフ
ロップ3が接続される。フリップフロップ3にはLSI
2の内部クロック2が供給されており、フリップフロッ
プ3の出力には内部クロック2に同期した受信データが
得られる。送信データ2の伝送系についても同様に構成
される。
【0008】上記構成において信号の遅延を考慮する
と、図13のタイミングチャートに示すようになる。L
SI1のクロック1のスキューをa、フリップフロップ
1にクロック1が入力されてから、フリップフロップ1
の出力がフリップフロップ3に入力されるまでの時間と
フリップフロップ2にクロック1が入力されてからフリ
ップフロップ2の出力がフリップフロップ4に入力され
るまでの時間のスキューをb、LSI2のクロックのス
キューをc、フリップフロップ3、フリップフロップ4
のセットアップ時間をd、ホールド時間をeとすれば、
a〜eの合計時間よりも、データ幅の広い信号がLSI
1及び2間を伝送可能となる。
と、図13のタイミングチャートに示すようになる。L
SI1のクロック1のスキューをa、フリップフロップ
1にクロック1が入力されてから、フリップフロップ1
の出力がフリップフロップ3に入力されるまでの時間と
フリップフロップ2にクロック1が入力されてからフリ
ップフロップ2の出力がフリップフロップ4に入力され
るまでの時間のスキューをb、LSI2のクロックのス
キューをc、フリップフロップ3、フリップフロップ4
のセットアップ時間をd、ホールド時間をeとすれば、
a〜eの合計時間よりも、データ幅の広い信号がLSI
1及び2間を伝送可能となる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】このようなインタフェ
ースが、差動信号を用いる構成である場合、上記第1の
技術の適用については、物理的限界がある。また、この
部分のバラツキは元々小さいものであるので、効果は少
ない。遅延素子を個々の信号経路に設けた場合、フリッ
プフロップのセットアップ、ホールド時間を含めて電源
電圧変動、温度変化が起っても誤動作しないように遅延
素子を個々に調整するには多大な時間を必要とする。精
度の良い調整には分解能の高い遅延素子が必要であり、
技術的、コスト的に実現困難である。
ースが、差動信号を用いる構成である場合、上記第1の
技術の適用については、物理的限界がある。また、この
部分のバラツキは元々小さいものであるので、効果は少
ない。遅延素子を個々の信号経路に設けた場合、フリッ
プフロップのセットアップ、ホールド時間を含めて電源
電圧変動、温度変化が起っても誤動作しないように遅延
素子を個々に調整するには多大な時間を必要とする。精
度の良い調整には分解能の高い遅延素子が必要であり、
技術的、コスト的に実現困難である。
【0010】上記第2の技術では、信号数が多くなるた
め、LSIのピン数、ボード上の配線パターン数、ケー
ブルの本数等が増加する。その結果、高密度実装ができ
なくなる。
め、LSIのピン数、ボード上の配線パターン数、ケー
ブルの本数等が増加する。その結果、高密度実装ができ
なくなる。
【0011】上記第3のPLL技術では、クロック系の
スキューは小さくできるが、データ系高速信号のスキュ
ーは補正できない。このため、サイクル時間がデータ系
高速信号のスキューとフリップフロップのセットアッ
プ、ホールド時間の合計(上記a〜eの合計時間)より
も小さくなった場合には、データをクロックで拾えなく
なる。
スキューは小さくできるが、データ系高速信号のスキュ
ーは補正できない。このため、サイクル時間がデータ系
高速信号のスキューとフリップフロップのセットアッ
プ、ホールド時間の合計(上記a〜eの合計時間)より
も小さくなった場合には、データをクロックで拾えなく
なる。
【0012】上記第4の技術では、システムの構成上物
理的距離を離す必要があるLSI同士のように、同一ボ
ード上に存在しないLSI間の信号伝送には適用できな
い。
理的距離を離す必要があるLSI同士のように、同一ボ
ード上に存在しないLSI間の信号伝送には適用できな
い。
【0013】よって、本発明は、現在多くのシステムで
使用されている形態である個々のチップ毎にパッケージ
されたLSIをそのまま利用して、同一ボード上のLS
I間での高速信号伝送を信号数を増加させることなく、
しかも遅延素子による個々のタイミング調整を不要とす
る高速信号伝送方法及び装置を提供することを目的とす
る。
使用されている形態である個々のチップ毎にパッケージ
されたLSIをそのまま利用して、同一ボード上のLS
I間での高速信号伝送を信号数を増加させることなく、
しかも遅延素子による個々のタイミング調整を不要とす
る高速信号伝送方法及び装置を提供することを目的とす
る。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の高速信号の伝送方法は、伝送すべきデジタ
ルデータ信号を上記デジタルデータ信号の伝送クロック
と同じ周期でサンプリングし、上記デジタルデータ信号
の伝送クロックの周期を表す連続な同期パルス列に各パ
ルス間におけるサンプリング値を表すデータパルス列を
挿入して伝送信号を形成し、上記伝送信号を伝送路を介
して送信側から受信側に伝送し、上記伝送路から受信し
た伝送信号から上記同期パルス列及び上記データパルス
列を分離し、分離された上記同期パルス列及び上記デー
タパルス列と、受信側の伝送クロックとによって、時間
軸を異にしかつ順番な複数のインタリーブ用パルス信号
の生成を制御し、生成された複数のインタリーブ用パル
ス信号を順次に用いて上記デジタルデータ信号を復号す
る、ことを特徴とする。
め、本発明の高速信号の伝送方法は、伝送すべきデジタ
ルデータ信号を上記デジタルデータ信号の伝送クロック
と同じ周期でサンプリングし、上記デジタルデータ信号
の伝送クロックの周期を表す連続な同期パルス列に各パ
ルス間におけるサンプリング値を表すデータパルス列を
挿入して伝送信号を形成し、上記伝送信号を伝送路を介
して送信側から受信側に伝送し、上記伝送路から受信し
た伝送信号から上記同期パルス列及び上記データパルス
列を分離し、分離された上記同期パルス列及び上記デー
タパルス列と、受信側の伝送クロックとによって、時間
軸を異にしかつ順番な複数のインタリーブ用パルス信号
の生成を制御し、生成された複数のインタリーブ用パル
ス信号を順次に用いて上記デジタルデータ信号を復号す
る、ことを特徴とする。
【0015】また、本発明の高速信号伝送装置は、送信
すべき直列なデジタルデータ信号を所定ビット長毎に区
切り、該データ信号の時間軸上の区切り位置を示す同期
パルスと区切られたデータ信号のビット値を示すデータ
パルスとを交互に含む伝送信号を生成する伝送信号生成
手段と、上記伝送信号を中継する信号伝送路と、中継さ
れた上記伝送信号から上記同期パルスと上記データパル
スとを分離して、分離同期パルス列と分離データパルス
列とを得るパルス分離手段と、並列に発生する複数のイ
ンタリーブ用パルス信号各々の先端位置及びパルス振幅
を上記分離同期パルス列及び分離データパルスを用いて
定め、上記インタリーブ用パルス信号各々の後端位置を
受信側の伝送クロックを用いて定めるインタリーブデー
タ生成手段と、先端及び後端位置が定められた複数の上
記インタリーブ用パルス信号に対応する一定幅の複数の
パルス信号を形成し、該複数のパルス信号を受信側の伝
送クロックに同期して順番に選択して元の直列なデジタ
ルデータ信号を復号するデータ復元手段と、を備える。
すべき直列なデジタルデータ信号を所定ビット長毎に区
切り、該データ信号の時間軸上の区切り位置を示す同期
パルスと区切られたデータ信号のビット値を示すデータ
パルスとを交互に含む伝送信号を生成する伝送信号生成
手段と、上記伝送信号を中継する信号伝送路と、中継さ
れた上記伝送信号から上記同期パルスと上記データパル
スとを分離して、分離同期パルス列と分離データパルス
列とを得るパルス分離手段と、並列に発生する複数のイ
ンタリーブ用パルス信号各々の先端位置及びパルス振幅
を上記分離同期パルス列及び分離データパルスを用いて
定め、上記インタリーブ用パルス信号各々の後端位置を
受信側の伝送クロックを用いて定めるインタリーブデー
タ生成手段と、先端及び後端位置が定められた複数の上
記インタリーブ用パルス信号に対応する一定幅の複数の
パルス信号を形成し、該複数のパルス信号を受信側の伝
送クロックに同期して順番に選択して元の直列なデジタ
ルデータ信号を復号するデータ復元手段と、を備える。
【0016】
【作用】通常のデジタルデータ形式から、データ受信側
のインタリーブ回路用の同期エッジパルス(同期パル
ス)と、同期データエッジパルスに挟まれる区間のデー
タの値を意味するデータエッジパルス(データパルス)
とを発生する。同期エッジパルスは伝送サイクルに同期
し各サイクルに一回エッジパルスが出力される。データ
エッジパルスはデータが“0”のとき発生せず、データ
が“1”のとき発生する。この2つのエッジパルスを組
合わせて1本の信号にして(論理和をとる)ボード上の
配線パターン及びケーブルを伝送し、受信側LSIに入
力する。受信側LSIでは同期エッジパルスとデータエ
ッジパルスとを分離する回路を備え、同期エッジパルス
でデータのインタリーブタイミングを設定する。インタ
リーブ回路では、このタイミングでデータエッジパルス
をインタリーブし、複数のインタリーブデータを作成す
る。これによって、受信側LSIの同期クロックで捕え
られる十分なデータ幅にし、受信側の同期クロックに同
期させる。この後、インタリーブされている複数のデー
タを順番に選択して一元化し、元のデジタルデータ形式
に復元する。
のインタリーブ回路用の同期エッジパルス(同期パル
ス)と、同期データエッジパルスに挟まれる区間のデー
タの値を意味するデータエッジパルス(データパルス)
とを発生する。同期エッジパルスは伝送サイクルに同期
し各サイクルに一回エッジパルスが出力される。データ
エッジパルスはデータが“0”のとき発生せず、データ
が“1”のとき発生する。この2つのエッジパルスを組
合わせて1本の信号にして(論理和をとる)ボード上の
配線パターン及びケーブルを伝送し、受信側LSIに入
力する。受信側LSIでは同期エッジパルスとデータエ
ッジパルスとを分離する回路を備え、同期エッジパルス
でデータのインタリーブタイミングを設定する。インタ
リーブ回路では、このタイミングでデータエッジパルス
をインタリーブし、複数のインタリーブデータを作成す
る。これによって、受信側LSIの同期クロックで捕え
られる十分なデータ幅にし、受信側の同期クロックに同
期させる。この後、インタリーブされている複数のデー
タを順番に選択して一元化し、元のデジタルデータ形式
に復元する。
【0017】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1は、本発明の全体構成を示す概略ブロ
ック図であり、信号を送出する側のLSI1には伝送信
号生成回路10が設けられる。信号を受信する側のLS
I2側には、エッジパルス分離回路30、インタリーブ
データ生成回路40、データ復元回路50が設けられ
る。伝送信号生成回路10及びエッジパルス分離回路3
0相互間は、配線パターン、伝送ケーブル等からなる伝
送線路20によって接続される。
て説明する。図1は、本発明の全体構成を示す概略ブロ
ック図であり、信号を送出する側のLSI1には伝送信
号生成回路10が設けられる。信号を受信する側のLS
I2側には、エッジパルス分離回路30、インタリーブ
データ生成回路40、データ復元回路50が設けられ
る。伝送信号生成回路10及びエッジパルス分離回路3
0相互間は、配線パターン、伝送ケーブル等からなる伝
送線路20によって接続される。
【0018】伝送信号生成回路10は、データ信号を送
信する側のLSI1に設けられる。LSI1の図示しな
い内部回路から出力されるデータ信号をLSI1の同期
クロック(伝送クロック)によりサンプリングし、伝送
サイクルに同期した同期エッジパルス列と、同期エッジ
パルスに挟まれるデータ区間の値を表すデータエッジパ
ルスとを発生する。同期エッジパルス及びデータエッジ
パルスは重畳され、単一の伝送信号として出力される。
信する側のLSI1に設けられる。LSI1の図示しな
い内部回路から出力されるデータ信号をLSI1の同期
クロック(伝送クロック)によりサンプリングし、伝送
サイクルに同期した同期エッジパルス列と、同期エッジ
パルスに挟まれるデータ区間の値を表すデータエッジパ
ルスとを発生する。同期エッジパルス及びデータエッジ
パルスは重畳され、単一の伝送信号として出力される。
【0019】伝送線路20は、基板上の配線パターン、
ボンディングワイヤや接続ケーブル等であり、LSI1
及び2の相互間を接続する。
ボンディングワイヤや接続ケーブル等であり、LSI1
及び2の相互間を接続する。
【0020】エッジパルス分離回路30は、受信側のL
SI2に設けられる。伝送信号から同期エッジパルスと
データエッジパルスとを分離する。
SI2に設けられる。伝送信号から同期エッジパルスと
データエッジパルスとを分離する。
【0021】インタリーブデータ生成回路40は、分離
された同期エッジパルスとデータエッジパルスを用い
て、複数の信号の時間軸上に順番に配置(分配)される
複数のインタリーブ用パルス(Q410〜Q413)各
々の先端位置を定める。各インタリーブ用パルスの後端
位置を受信側のLSI2内部の同期クロック(伝送クロ
ック)を用いて定め、同期をとる。
された同期エッジパルスとデータエッジパルスを用い
て、複数の信号の時間軸上に順番に配置(分配)される
複数のインタリーブ用パルス(Q410〜Q413)各
々の先端位置を定める。各インタリーブ用パルスの後端
位置を受信側のLSI2内部の同期クロック(伝送クロ
ック)を用いて定め、同期をとる。
【0022】データ復元回路50は、複数の上記インタ
リーブ用パルスに基づいて、受信側の同期クロックに同
期し、かつ、マルチプレクサの選択動作が一巡する動作
周期に対応した、幅の広い複数のパルスを形成し、マル
チプレクサによって順番にパルスを選択して元の直列な
データ信号を復号する。
リーブ用パルスに基づいて、受信側の同期クロックに同
期し、かつ、マルチプレクサの選択動作が一巡する動作
周期に対応した、幅の広い複数のパルスを形成し、マル
チプレクサによって順番にパルスを選択して元の直列な
データ信号を復号する。
【0023】図2は、伝送信号生成回路10の構成例を
示しており、図4は、回路10の各部の信号波形を示し
ている。LSI1の内部クロックの通常周波数の2倍の
周波数のクロックCLKをフリップフロップ101、ア
ンドゲート102及び103からなる分周回路によっ
て、半周期位相の異なる2相のクロック信号CLK11
及びCLK12を発生する。CLK11は従来の内部ク
ロック1に相当するものであり、フリップフロップ1、
オアゲート106に供給される。フリップフロップ1
は、データ信号をクロックCLK11に同期してサンプ
リングしてQ出力FF1を発生する。出力FF1は、ク
ロックCLK12が夫々供給されるラッチ104及びア
ンドゲート105によって構成される取込み回路に供給
される。この取込み回路は、クロックCLK12の
“L”レベルのときに出力FF1を取込み、クロックC
LK12の“H”レベルのときにこれをアンドゲート1
05から出力する。アンドゲート105の出力は、デー
タ信号のクロック11によって区切られた区間のデータ
信号のレベル情報を担っており、オアゲート106によ
り、データ信号のエッジ位置を示すクロックCLK11
と組合わされる。オアゲート106の出力は伝送信号と
して伝送路20を介してエッジパルス分離回路に供給さ
れる。
示しており、図4は、回路10の各部の信号波形を示し
ている。LSI1の内部クロックの通常周波数の2倍の
周波数のクロックCLKをフリップフロップ101、ア
ンドゲート102及び103からなる分周回路によっ
て、半周期位相の異なる2相のクロック信号CLK11
及びCLK12を発生する。CLK11は従来の内部ク
ロック1に相当するものであり、フリップフロップ1、
オアゲート106に供給される。フリップフロップ1
は、データ信号をクロックCLK11に同期してサンプ
リングしてQ出力FF1を発生する。出力FF1は、ク
ロックCLK12が夫々供給されるラッチ104及びア
ンドゲート105によって構成される取込み回路に供給
される。この取込み回路は、クロックCLK12の
“L”レベルのときに出力FF1を取込み、クロックC
LK12の“H”レベルのときにこれをアンドゲート1
05から出力する。アンドゲート105の出力は、デー
タ信号のクロック11によって区切られた区間のデータ
信号のレベル情報を担っており、オアゲート106によ
り、データ信号のエッジ位置を示すクロックCLK11
と組合わされる。オアゲート106の出力は伝送信号と
して伝送路20を介してエッジパルス分離回路に供給さ
れる。
【0024】こうして得られた伝送信号は、図4に示さ
れるように、元のデータ信号を所定ビット長(上記例で
は1ビット)に区切る一定周期の、パルスエッジに同期
情報を持つ同期エッジパルス列と、同期エッジパルスに
挟まれてパルスの有無により該区間内の値を表すデータ
エッジパルスとを含んで構成されている。
れるように、元のデータ信号を所定ビット長(上記例で
は1ビット)に区切る一定周期の、パルスエッジに同期
情報を持つ同期エッジパルス列と、同期エッジパルスに
挟まれてパルスの有無により該区間内の値を表すデータ
エッジパルスとを含んで構成されている。
【0025】次に、受信側の構成について説明する。図
3は、エッジパルス分離回路30及びインタリーブデー
タ生成回路40の構成を示している。
3は、エッジパルス分離回路30及びインタリーブデー
タ生成回路40の構成を示している。
【0026】エッジパルス分離回路30は、ラッチ30
1、アンドゲート302、フリップフロップ303、遅
延素子(例えば、遅延時間1nS)304によって構成
されるパルス分離回路によって受信した伝送信号INか
ら同期エッジパルスSYNとデータエッジパルスQ2と
を分離する。
1、アンドゲート302、フリップフロップ303、遅
延素子(例えば、遅延時間1nS)304によって構成
されるパルス分離回路によって受信した伝送信号INか
ら同期エッジパルスSYNとデータエッジパルスQ2と
を分離する。
【0027】ラッチ301及びアンドゲート302は、
供給される伝送信号INから同期エッジパルスのみを抽
出し、分離同期エッジパルスSYNを生成する。分離同
期エッジパルスSYNの立ち下がりエッジでフリップフ
ロップ303のQ出力Q1を“1”にセットする。ラッ
チ305及びアンドゲート306によって、出力Q1が
“1”のときのみ、2つの同期エッジパルスに挟まれる
区間に存在するデータエッジパルスを有効にし、分離デ
ータエッジパルスQ2を生成する。この際、その周期の
データが“0”のときは、データエッジは生成されない
ので、分離データエッジパルスQ2は生成されない。こ
のような動作を確保するため、フリップフロップ303
は、分離同期エッジパルスSYNの立ち下がりエッジで
“H”にセットされ、データエッジパルスが入力される
まで、“H”を保持する。次の同期エッジパルスがラッ
チ305に入力される前にリセットされるように出力Q
1を、例えば1nSの遅延素子304を介してリセット
する。遅延素子304によって出力Q1のパルス幅が設
定される。
供給される伝送信号INから同期エッジパルスのみを抽
出し、分離同期エッジパルスSYNを生成する。分離同
期エッジパルスSYNの立ち下がりエッジでフリップフ
ロップ303のQ出力Q1を“1”にセットする。ラッ
チ305及びアンドゲート306によって、出力Q1が
“1”のときのみ、2つの同期エッジパルスに挟まれる
区間に存在するデータエッジパルスを有効にし、分離デ
ータエッジパルスQ2を生成する。この際、その周期の
データが“0”のときは、データエッジは生成されない
ので、分離データエッジパルスQ2は生成されない。こ
のような動作を確保するため、フリップフロップ303
は、分離同期エッジパルスSYNの立ち下がりエッジで
“H”にセットされ、データエッジパルスが入力される
まで、“H”を保持する。次の同期エッジパルスがラッ
チ305に入力される前にリセットされるように出力Q
1を、例えば1nSの遅延素子304を介してリセット
する。遅延素子304によって出力Q1のパルス幅が設
定される。
【0028】このような構成により、ラッチ301の出
力が“H”のとき、伝送信号INから同期エッジパルス
SYNが分離され、ラッチ305の出力が“H”のとき
伝送信号INからデータエッジパルスQ2が分離され
る。ラッチ301と305の出力はフリップフロップ3
03によって制御され、ラッチ301と305の出力が
同時に“H”となることはない。
力が“H”のとき、伝送信号INから同期エッジパルス
SYNが分離され、ラッチ305の出力が“H”のとき
伝送信号INからデータエッジパルスQ2が分離され
る。ラッチ301と305の出力はフリップフロップ3
03によって制御され、ラッチ301と305の出力が
同時に“H”となることはない。
【0029】次に、エッジパルス分離回路30の動作に
ついて説明する。回路が動作を開始するときに(例え
ば、電源投入時)、図示しないイニシャルリセット回路
によって、フリップフロップ303の出力Q1は
“L”、ラッチ301の出力は“H”、ラッチ305の
出力は“L”に設定される。この状態で伝送信号INの
最初のパルス(同期パルス)が供給されると、このとき
ラッチ301は“H”であるので、アンドゲード302
を最初のパルスが通過して、同期エッジパルスSYNが
得られる。
ついて説明する。回路が動作を開始するときに(例え
ば、電源投入時)、図示しないイニシャルリセット回路
によって、フリップフロップ303の出力Q1は
“L”、ラッチ301の出力は“H”、ラッチ305の
出力は“L”に設定される。この状態で伝送信号INの
最初のパルス(同期パルス)が供給されると、このとき
ラッチ301は“H”であるので、アンドゲード302
を最初のパルスが通過して、同期エッジパルスSYNが
得られる。
【0030】一方、ラッチ305の出力は“L”なの
で、最初のパルスはアンドゲート306を通過すること
はできない。伝送信号INの最初のパルスの立ち下がり
でフリップフロップ303の出力Q1は“H”となる。
従って、ラッチ301の出力とは“L”、ラッチ305
の出力は“H”となる。
で、最初のパルスはアンドゲート306を通過すること
はできない。伝送信号INの最初のパルスの立ち下がり
でフリップフロップ303の出力Q1は“H”となる。
従って、ラッチ301の出力とは“L”、ラッチ305
の出力は“H”となる。
【0031】伝送信号INの第2のパルスが供給される
と、このパルスはアンドゲート302を通過できず、同
期エッジパルスSYNは生じない。しかし、ラッチ30
5の出力が“H”であるので、アンドゲート306を通
過し、データエッジパルスQ2となる。フリップフロッ
プ303は、伝送信号INの第3のパルスが供給される
前に遅延素子304の出力によってリセットされ、
“L”となる。これは、初期の状態と同じである。
と、このパルスはアンドゲート302を通過できず、同
期エッジパルスSYNは生じない。しかし、ラッチ30
5の出力が“H”であるので、アンドゲート306を通
過し、データエッジパルスQ2となる。フリップフロッ
プ303は、伝送信号INの第3のパルスが供給される
前に遅延素子304の出力によってリセットされ、
“L”となる。これは、初期の状態と同じである。
【0032】以上の繰り返しによって、供給される伝送
信号INのパルス列の奇数番目のパルスを同期エッジパ
ルスSYNに、偶数番目のパルス(データが“0”で実
際には出力されないパルスを含む)をデータエッジパル
スQ2に分離することができる。
信号INのパルス列の奇数番目のパルスを同期エッジパ
ルスSYNに、偶数番目のパルス(データが“0”で実
際には出力されないパルスを含む)をデータエッジパル
スQ2に分離することができる。
【0033】信号分離の動作における遅延の影響につい
て、図6〜図8のタイミングチャートを参照して説明す
る。実際のLSIにおいては、プロセス変動等による素
子形成のバラツキがあるので遅延時間のバラツキを考慮
する必要がある。このバラツキを示す指標として、一般
に、Kファクタが使用され、回路設計の際に参考にされ
る。図6は、K=1(遅延時間が標準Typ )の場合であ
る。図7は、K=0.7(遅延時間が最小MIN )の場合
である。図8は、K=1.2(遅延時間が最大Max )の
場合である。なお、データ転送速度は250MHz、2
入力アンドゲートの遅延時間Tpd =300pS(Typ
)、フリップフロップの遅延時間Tpd =500pS(T
yp )、出力Q1のパルス幅1nS(Typ )と仮定して
いる。本発明におけるエッジパルス分離回路がバラツキ
のあるLSIでも影響が少ないことが判る。
て、図6〜図8のタイミングチャートを参照して説明す
る。実際のLSIにおいては、プロセス変動等による素
子形成のバラツキがあるので遅延時間のバラツキを考慮
する必要がある。このバラツキを示す指標として、一般
に、Kファクタが使用され、回路設計の際に参考にされ
る。図6は、K=1(遅延時間が標準Typ )の場合であ
る。図7は、K=0.7(遅延時間が最小MIN )の場合
である。図8は、K=1.2(遅延時間が最大Max )の
場合である。なお、データ転送速度は250MHz、2
入力アンドゲートの遅延時間Tpd =300pS(Typ
)、フリップフロップの遅延時間Tpd =500pS(T
yp )、出力Q1のパルス幅1nS(Typ )と仮定して
いる。本発明におけるエッジパルス分離回路がバラツキ
のあるLSIでも影響が少ないことが判る。
【0034】次に、このようにして伝送信号から分離さ
れた分離同期エッジパルスSYN及び分離データエッジ
パルスQ2をデータ信号に復調する過程について説明す
る。
れた分離同期エッジパルスSYN及び分離データエッジ
パルスQ2をデータ信号に復調する過程について説明す
る。
【0035】分離同期エッジパルスSYN及び分離デー
タエッジパルスQ2は、インタリーブデータ生成回路4
0に供給される。インタリーブデータ生成回路40は、
カウンタ401、ラッチ402〜405、アンドゲート
406〜409、フリップフロップ410〜413によ
って構成される。
タエッジパルスQ2は、インタリーブデータ生成回路4
0に供給される。インタリーブデータ生成回路40は、
カウンタ401、ラッチ402〜405、アンドゲート
406〜409、フリップフロップ410〜413によ
って構成される。
【0036】図5に示すように、分離同期エッジパルス
SYNがカウンタ401に入力されると、カウンタ40
1はその度にカウント値をアップさせる。カウンタ40
1は、例えば4ビットカウンタであり、順番にカウント
出力0〜3を発生する。これ等のカウント出力はラッチ
402〜405に夫々供給される。一方、ラッチ402
〜405、アンドゲート406〜409には、分離デー
タエッジパルスQ2が供給される。これにより、アンド
ゲート406〜409の出力にインタリーブ用クロック
信号CLK21〜CLK24が得られる。クロックCL
K21〜CLK24は、データエッジパルスを4つの信
号に分配したものに相当する。
SYNがカウンタ401に入力されると、カウンタ40
1はその度にカウント値をアップさせる。カウンタ40
1は、例えば4ビットカウンタであり、順番にカウント
出力0〜3を発生する。これ等のカウント出力はラッチ
402〜405に夫々供給される。一方、ラッチ402
〜405、アンドゲート406〜409には、分離デー
タエッジパルスQ2が供給される。これにより、アンド
ゲート406〜409の出力にインタリーブ用クロック
信号CLK21〜CLK24が得られる。クロックCL
K21〜CLK24は、データエッジパルスを4つの信
号に分配したものに相当する。
【0037】クロック信号CLK21〜CLK24は、
夫々セット入力に“H”が印加されるフリップフロップ
410〜413のクロック入力に供給され、フリップフ
ロップ410〜413のQ出力を立ち上げる。フリップ
フロップ410〜413の各リセット入力には、後述す
るクロックコントロール回路501から図10に示す内
部同期クロックに同期したクロック信号CNT0〜CN
T3が夫々供給される。クロックコントロール回路50
1の出力数はカウンタ401の出力数に対応している。
夫々セット入力に“H”が印加されるフリップフロップ
410〜413のクロック入力に供給され、フリップフ
ロップ410〜413のQ出力を立ち上げる。フリップ
フロップ410〜413の各リセット入力には、後述す
るクロックコントロール回路501から図10に示す内
部同期クロックに同期したクロック信号CNT0〜CN
T3が夫々供給される。クロックコントロール回路50
1の出力数はカウンタ401の出力数に対応している。
【0038】従って、フリップフロップ410〜413
のQ出力Q410〜Q413は、図10に示すように、
インタリーブ領域内で分離データエッジパルスによって
立上がり、内部同期信号に同期して立ち下がる(クロッ
ク信号CNT0〜CNT3)ものとなる。
のQ出力Q410〜Q413は、図10に示すように、
インタリーブ領域内で分離データエッジパルスによって
立上がり、内部同期信号に同期して立ち下がる(クロッ
ク信号CNT0〜CNT3)ものとなる。
【0039】Q出力Q410〜Q413は、データ復元
回路50に供給される。データ復元回路50は、クロッ
クコントロール回路501、フリップフロップ502〜
505、バイナリカウンタ506、マルチプレクサ50
7、フリップフロップ508によって構成される。デー
タ復元回路50には、内部同期用クロック(伝送クロッ
ク)が供給され、クロックコントロール回路501及び
バイナリカウンタ506に入力される。
回路50に供給される。データ復元回路50は、クロッ
クコントロール回路501、フリップフロップ502〜
505、バイナリカウンタ506、マルチプレクサ50
7、フリップフロップ508によって構成される。デー
タ復元回路50には、内部同期用クロック(伝送クロッ
ク)が供給され、クロックコントロール回路501及び
バイナリカウンタ506に入力される。
【0040】クロックコントロール回路501は、図1
0に示すように、内部同期用クロックに同期し、インタ
リーブサイクルで発生するクロックを順番に1クロック
ずつシフトしたクロックCNT0〜CNT3を発生す
る。これ等のクロックは、Q出力Q410〜Q413が
セット入力に印加されるフリップフロップ502〜50
5のクロック入力に供給される。このため、フリップフ
ロップ502〜505の出力Q502〜Q505には、
分離データエッジパルスに対応し、かつ、十分に幅の広
い、“H”又は“L”のインタリーブデータが得られ
る。
0に示すように、内部同期用クロックに同期し、インタ
リーブサイクルで発生するクロックを順番に1クロック
ずつシフトしたクロックCNT0〜CNT3を発生す
る。これ等のクロックは、Q出力Q410〜Q413が
セット入力に印加されるフリップフロップ502〜50
5のクロック入力に供給される。このため、フリップフ
ロップ502〜505の出力Q502〜Q505には、
分離データエッジパルスに対応し、かつ、十分に幅の広
い、“H”又は“L”のインタリーブデータが得られ
る。
【0041】このインタリーブデータを、内部同期用ク
ロックによって歩進する4進カウンタ506の出力によ
って制御されるマルチプレクサ507によって順番に選
択してそのQ出力に直列なデータ信号を得る。このデー
タ信号を、クロック入力に内部同期用クロックが伝送ク
ロックとして供給されるフリップフロップ508によっ
て、サンプリングしてその出力Q508に内部クロック
に同期したデータ信号を復元する。
ロックによって歩進する4進カウンタ506の出力によ
って制御されるマルチプレクサ507によって順番に選
択してそのQ出力に直列なデータ信号を得る。このデー
タ信号を、クロック入力に内部同期用クロックが伝送ク
ロックとして供給されるフリップフロップ508によっ
て、サンプリングしてその出力Q508に内部クロック
に同期したデータ信号を復元する。
【0042】図11は、他の実施例を示しており、信号
伝送路20における信号の伝送速度(信号周波数)を抑
制するようにしたものである。このために、この実施例
では、図2に示す、送信側LSIのオアゲート106の
出力をトグルフリップフロップ(Tフリップフロップ)
107に与える。トグルフリップフロップ107は、
“H”パルスが入力される度にQ出力を反転するので図
4に示される信号Q107が得られる。この信号は、元
の伝送信号と比べて伝送クロック成分の周波数が1/2
になっている。
伝送路20における信号の伝送速度(信号周波数)を抑
制するようにしたものである。このために、この実施例
では、図2に示す、送信側LSIのオアゲート106の
出力をトグルフリップフロップ(Tフリップフロップ)
107に与える。トグルフリップフロップ107は、
“H”パルスが入力される度にQ出力を反転するので図
4に示される信号Q107が得られる。この信号は、元
の伝送信号と比べて伝送クロック成分の周波数が1/2
になっている。
【0043】受信側では、信号Q107の波形の立上が
りを、セット入力に“H”レベルが供給され、クロック
入力に信号Q107が供給されるフリップフロップ31
1にて検出し、立上がり検出パルスを発生する。信号Q
107の波形の立ち下がりを、セット入力に“H”レベ
ルが供給され、クロック入力に信号Q107が供給され
るフリップフロップ312にて検出し、立ち下がり検出
パルスを発生する。両検出パルス出力をオアゲート31
3により組合わせることによって、元の伝送信号INが
復元される。
りを、セット入力に“H”レベルが供給され、クロック
入力に信号Q107が供給されるフリップフロップ31
1にて検出し、立上がり検出パルスを発生する。信号Q
107の波形の立ち下がりを、セット入力に“H”レベ
ルが供給され、クロック入力に信号Q107が供給され
るフリップフロップ312にて検出し、立ち下がり検出
パルスを発生する。両検出パルス出力をオアゲート31
3により組合わせることによって、元の伝送信号INが
復元される。
【0044】なお、実施例では、伝送サイクルに同期
し、各サイクルに一回エッジを発生する同期エッジパル
スと、同期エッジに挟まれる区間のデータ“0”若しく
は“1”を表すデータエッジパルスとを使用している
が、同期パルスに挟まれるデータエッジパルスを複数と
することができる。例えば、2パルスとし、データ値
“00”“01”“10”“11”を表すようにするこ
とが可能である。
し、各サイクルに一回エッジを発生する同期エッジパル
スと、同期エッジに挟まれる区間のデータ“0”若しく
は“1”を表すデータエッジパルスとを使用している
が、同期パルスに挟まれるデータエッジパルスを複数と
することができる。例えば、2パルスとし、データ値
“00”“01”“10”“11”を表すようにするこ
とが可能である。
【0045】また、上記実施例では1つのデータ信号を
伝送する例で説明しているが、勿論、上記高速信号伝送
装置を複数設けて並列なデジタルデータ信号の伝送を行
うことが出来る。
伝送する例で説明しているが、勿論、上記高速信号伝送
装置を複数設けて並列なデジタルデータ信号の伝送を行
うことが出来る。
【0046】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の高速信号
伝送装置によれば、データ伝送におけるスキューが防止
されるのでパルス間隔を極めて狭くすることが出来、高
速信号伝送に好適である。
伝送装置によれば、データ伝送におけるスキューが防止
されるのでパルス間隔を極めて狭くすることが出来、高
速信号伝送に好適である。
【図1】本発明の実施例の全体構成を示す概略ブロック
図である。
図である。
【図2】伝送信号生成回路の構成例を示す回路図であ
る。
る。
【図3】エッジパルスパルス分離回路の構成例を示す回
路図である。
路図である。
【図4】伝送信号生成回路の各部信号波形を示すタイミ
ングチャートである。
ングチャートである。
【図5】エッジパルス分離回路及びインタリーブデータ
生成回路の各部信号波形を示すタイミングチャートであ
る。
生成回路の各部信号波形を示すタイミングチャートであ
る。
【図6】信号遅延の影響(Kファクタが1の場合)を説
明するタイミングチャートである。
明するタイミングチャートである。
【図7】信号遅延の影響(Kファクタが0.7の場合)
を説明するタイミングチャートである。
を説明するタイミングチャートである。
【図8】信号遅延の影響(Kファクタが1.2の場合)
を説明するタイミングチャートである。
を説明するタイミングチャートである。
【図9】データ復元回路の構成例を示す回路図である。
【図10】インタリーブデータ生成回路及びデータ復元
回路の各部信号波形を示すタイミングチャートである。
回路の各部信号波形を示すタイミングチャートである。
【図11】本願発明のたの実施例を示すブロック回路図
である。
である。
【図12】従来の信号伝送回路の例を示すブロック図で
ある。
ある。
【図13】従来構成における不具合を説明するためのタ
イミングチャートである。
イミングチャートである。
Claims (5)
- 【請求項1】伝送すべきデジタルデータ信号を前記デジ
タルデータ信号の伝送クロックと同じ周期でサンプリン
グし、 前記デジタルデータ信号の伝送クロックの周期を表す連
続な同期パルス列に各パルス間におけるサンプリング値
を表すデータパルス列を挿入して伝送信号を形成し、 前記伝送信号を伝送路を介して送信側から受信側に伝送
し、 前記伝送路から受信した伝送信号から前記同期パルス列
及び前記データパルス列を分離し、 分離された前記同期パルス列及び前記データパルス列
と、受信側の伝送クロックとによって、時間軸を異にし
かつ順番な複数のインタリーブ用パルス信号の生成を制
御し、 生成された複数のインタリーブ用パルス信号を順次に用
いて前記デジタルデータ信号を復号する、 ことを特徴とする高速信号の伝送方法。 - 【請求項2】前記インタリーブ用パルス信号は、その先
端が前記分離された同期パルス列及び前記データパルス
列を用いて定められ、その後端が前記受信側の伝送クロ
ックを用いて定められる、 ことを特徴とする請求項1記載の高速信号の伝送方法。 - 【請求項3】送信すべき直列なデジタルデータ信号を所
定ビット長毎に区切り、該データ信号の時間軸上の区切
り位置を示す同期パルスと区切られたデータ信号のビッ
ト値を示すデータパルスとを交互に含む伝送信号を生成
する伝送信号生成手段と、 前記伝送信号を中継する信号伝送路と、 中継された前記伝送信号から前記同期パルスと前記デー
タパルスとを分離して、分離同期パルス列と分離データ
パルス列とを得るパルス分離手段と、 並列に発生する複数のインタリーブ用パルス信号各々の
先端位置及びパルス振幅を前記分離同期パルス列及び分
離データパルスを用いて定め、前記インタリーブ用パル
ス信号各々の後端位置を受信側の伝送クロックを用いて
定めるインタリーブデータ生成手段と、 先端及び後端位置が定められた複数の前記インタリーブ
用パルス信号に対応する一定幅の複数のパルス信号を形
成し、該複数のパルス信号を受信側の伝送クロックに同
期して順番に選択して元の直列なデジタルデータ信号を
復号するデータ復元手段と、 を備える高速信号伝送装置。 - 【請求項4】前記所定ビット長は、1ビットである、 ことを特徴とする請求項3記載の高速信号伝送装置。
- 【請求項5】前記伝送信号生成手段は、前記伝送信号を
トグルフリップフロップを介して前記信号伝送路に送出
する、 ことを特徴とする請求項3記載の高速信号伝送装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7008448A JPH08204687A (ja) | 1995-01-23 | 1995-01-23 | 高速信号の伝送方法及び伝送装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7008448A JPH08204687A (ja) | 1995-01-23 | 1995-01-23 | 高速信号の伝送方法及び伝送装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08204687A true JPH08204687A (ja) | 1996-08-09 |
Family
ID=11693415
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7008448A Pending JPH08204687A (ja) | 1995-01-23 | 1995-01-23 | 高速信号の伝送方法及び伝送装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08204687A (ja) |
-
1995
- 1995-01-23 JP JP7008448A patent/JPH08204687A/ja active Pending
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