(57)【要約】【課題】通信の手順を秘匿することなく、通信データの内容を知得されないようにすること。【解決手段】信号線により互いに接続された第１の情報処理モジュール及び第２の情報処理モジュールを備え、前記第１の情報処理モジュールは、クロック信号を前記信号線に送出し、及びデータ信号を当該クロック信号の立ち上がりエッジに重畳し、並びに、前記信号線を介して受信したデータ信号に対する送達確認信号を前記クロック信号の立ち下がりエッジに重畳し、前記第２の情報処理モジュールは、前記第１の情報処理モジュールにより前記信号線に送出される前記クロック信号の立ち上がりエッジにデータ信号を重畳し、及び、前記信号線を介して受信したデータ信号に対する送達確認信号を前記クロック信号の立ち下がりエッジに重畳する、情報処理装置を提供する。【選択図】図８
2010141569.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号線により互いに接続された第１の情報処理モジュール及び第２の情報処理モジュールを備え：
前記第１の情報処理モジュールは；
クロック信号を前記信号線に送出し、及びデータ信号を当該クロック信号の立ち上がりエッジに重畳し、
並びに、前記信号線を介して受信したデータ信号に対する送達確認信号を前記クロック信号の立ち下がりエッジに重畳し、
前記第２の情報処理モジュールは；
前記第１の情報処理モジュールにより前記信号線に送出される前記クロック信号の立ち上がりエッジにデータ信号を重畳し、
及び、前記信号線を介して受信したデータ信号に対する送達確認信号を前記クロック信号の立ち下がりエッジに重畳する、
情報処理装置。
【請求項２】
前記第１の情報処理モジュール又は前記第２の情報処理モジュールは、送信すべきデータ信号が存在しない任意の時点で、ダミーのデータ信号を前記クロック信号の立ち上がりエッジに重畳する、請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記ダミーのデータ信号は、過去に受信されたデータ信号と同一のビットパターンを有する信号である、請求項２に記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記ダミーのデータ信号は、予め定義された所定のビットパターンを有する信号である、請求項２に記載の情報処理装置。
【請求項５】
前記第１の情報処理モジュール又は前記第２の情報処理モジュールは、データ信号の衝突を検知していない場合に、連続するデータ信号を所定の時間間隔を空けて前記クロック信号の立ち上がりエッジに重畳可能である、請求項１〜４のいずれかに記載の情報処理装置。
【請求項６】
前記第１の情報処理モジュールは、前記信号線を用いて前記第２の情報処理モジュールに電力を供給する、請求項５に記載の情報処理装置。
【請求項７】
前記第１の情報処理モジュール及び前記第２の情報処理モジュールは、データ信号の衝突を検知した場合に、衝突したデータ信号による前記信号線の電圧の変動を打ち消す電圧を有するキャンセル信号を次のクロック信号の立ち上がりエッジに重畳する、請求項６に記載の情報処理装置。
【請求項８】
前記送達確認信号は、受信されたデータ信号による前記信号線の電圧の変動を打ち消す電圧を有する、請求項６に記載の情報処理装置。
【請求項９】
信号線を介して互いに接続された第１の情報処理モジュール及び第２の情報処理モジュールを備える情報処理装置において：
前記第１の情報処理モジュールにより、クロック信号の立ち上がりエッジにデータ信号を重畳するステップと；
前記第１の情報処理モジュールにより、前記クロック信号を前記信号線に送出するステップと；
前記第２の情報処理モジュールにより、前記クロック信号に重畳された前記データ信号を受信するステップと；
前記第２の情報処理モジュールにより、受信したデータ信号に対する送達確認信号を前記クロック信号の立ち下がりエッジに重畳するステップと；
前記第１の情報処理モジュールにより、当該送達確認信号を受信するステップと；
を含むデータ伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報処理装置及びデータ伝送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、情報技術に関するセキュリティとは、プログラムやデータの機密性、完全性、及び可用性を維持することをいう。その中で、通信におけるセキュリティ上のリスクとしては、例えば、データの盗聴、改竄、又はなりすましなどが挙げられる。また、例えば著作権保護の観点からは、通信経路上を流れるコンテンツデータの不正なコピーなどもセキュリティ上のリスクとなり得る。
【０００３】
情報通信においてセキュリティを維持するために、多くの場合、暗号化技術が用いられる。例えば、公開鍵暗号方式に基づく電子署名を通信データに付与することで、なりすましやデータの改竄を検知することができる。また、例えば、通信装置間での相互認証を経て通信経路を暗号化することで、通信データを秘匿して盗聴を防止し、又は不正な機器による不法コピーからコンテンツデータを保護することができる。
【０００４】
しかし、仮に通信経路が暗号化されていても、例えば、暗号化された通信データを通信経路のモニタリングにより取得し、取得したデータをなりすましのために転用するという方法で攻撃がなされる場合もある。また、モニタリングにより取得したデータを解析することで、使用されている暗号化アルゴリズムが推測される場合もある。そのため、従来、セキュリティを向上させるためのアプローチとして、通信の手順を秘匿し、及び／又は暗号の強度を高める方向での技術開発が進められていた。
【０００５】
かかる事情は、一般的に、どういった通信技術を用いた場合にも同様である。例えば、下記特許文献１には、機器間でシリアル伝送方式を使用して配線を単純化させることのできる技術が開示されている。下記特許文献１に記載された技術によれば、バイポーラ符号の代表例であるＡＭＩ符号を利用してデータが伝送される。このとき、信号レベルの中間値でデータクロックが表現され、受信側で信号レベルに基づいてデータクロックが再生される。
【０００６】
【特許文献１】特開平３−１０９８４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、通信の手順を秘匿し、又は暗号の強度を高めようとすると、通信処理に要する回路規模や処理量は必然的に増大する。これは、多くの場合に小型化や低消費電力化が求められる通信機器にとってマイナス要因となる。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、通信の手順を秘匿することなく、通信データの内容を知得されないようにすることのできる、新規かつ改良された情報処理装置及びデータ伝送方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、信号線により互いに接続された第１の情報処理モジュール及び第２の情報処理モジュールを備え、前記第１の情報処理モジュールは、クロック信号を前記信号線に送出し、及びデータ信号を当該クロック信号の立ち上がりエッジに重畳し、並びに、前記信号線を介して受信したデータ信号に対する送達確認信号を前記クロック信号の立ち下がりエッジに重畳し、前記第２の情報処理モジュールは、前記第１の情報処理モジュールにより前記信号線に送出される前記クロック信号の立ち上がりエッジにデータ信号を重畳し、及び、前記信号線を介して受信したデータ信号に対する送達確認信号を前記クロック信号の立ち下がりエッジに重畳する、情報処理装置が提供される。
【００１０】
また、前記第１の情報処理モジュール又は前記第２の情報処理モジュールは、送信すべきデータ信号が存在しない任意の時点で、ダミーのデータ信号を前記クロック信号の立ち上がりエッジに重畳してもよい。
【００１１】
また、前記ダミーのデータ信号は、過去に受信されたデータ信号と同一のビットパターンを有する信号であってもよい。
【００１２】
また、前記ダミーのデータ信号は、予め定義された所定のビットパターンを有する信号であってもよい。
【００１３】
また、前記第１の情報処理モジュール又は前記第２の情報処理モジュールは、データ信号の衝突を検知していない場合に、連続するデータ信号を所定の時間間隔を空けて前記クロック信号の立ち上がりエッジに重畳可能であってもよい。
【００１４】
また、前記第１の情報処理モジュールは、前記信号線を用いて前記第２の情報処理モジュールに電力を供給してもよい。
【００１５】
また、前記第１の情報処理モジュール及び前記第２の情報処理モジュールは、データ信号の衝突を検知した場合に、衝突したデータ信号による前記信号線の電圧の変動を打ち消す電圧を有するキャンセル信号を次のクロック信号の立ち上がりエッジに重畳してもよい。
【００１６】
また、前記送達確認信号は、受信されたデータ信号による前記信号線の電圧の変動を打ち消す電圧を有してもよい。
【００１７】
上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、信号線を介して互いに接続された第１の情報処理モジュール及び第２の情報処理モジュールを備える情報処理装置において、前記第１の情報処理モジュールにより、クロック信号の立ち上がりエッジにデータ信号を重畳するステップと、前記第１の情報処理モジュールにより、前記クロック信号を前記信号線に送出するステップと、前記第２の情報処理モジュールにより、前記クロック信号に重畳された前記データ信号を受信するステップと、前記第２の情報処理モジュールにより、受信したデータ信号に対する送達確認信号を前記クロック信号の立ち下がりエッジに重畳するステップと、前記第１の情報処理モジュールにより、当該送達確認信号を受信するステップと、を含むデータ伝送方法が提供される。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明に係る情報処理装置及びデータ伝送方法によれば、通信の手順を秘匿することなく、通信データの内容を知得されないようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２０】
また、以下の順序にしたがって当該「発明を実施するための最良の形態」を説明する。
１．本発明に関連する通信方式の説明
１−１．通信方式の概要
１−２．シリアル伝送方式のための構成
２．一実施形態に係る情報処理装置の説明
２−１．情報処理装置の概要
２−２．情報処理装置の構成
２−３．データ信号及び送達確認信号の振幅値
２−４．衝突検知処理
２−５．さらなるセキュリティの向上
３．通信処理の流れの説明
３−１．フローチャート
３−２．信号パターンの例
４．まとめ
【００２１】
＜１．本発明に関連する通信方式の説明＞
［１−１．通信方式の概要］
まず、図１を参照しながら、本発明に関連する通信方式の概要について説明する。なお、本節で説明する通信方式は、情報処理装置の２つの情報処理モジュールの間で、クロック信号にデータ信号を重畳して通信すると共に、第２の情報処理モジュールにＰＬＬ回路を要することなく双方向通信を実現するものである。
【００２２】
図１は、本発明に関連する通信方式が適用され得る情報処理装置の一例を示す模式図である。図１には、情報処理装置の一例としての携帯端末４００が示されている。
【００２３】
図１を参照すると、携帯端末４００は、主に、表示部１２、接続部１６、及び操作部１８により構成されている。また、表示部１２には、撮像部４０２及び操作スイッチ４０４が設けられている。
【００２４】
携帯端末４００の表示部１２は、液晶ディスプレイなどの画面（図示せず）を有する。そして、表示部１２の画面には、例えば、操作部１８から表示部１２に伝送される任意の画像が表示される。
【００２５】
また、表示部１２に設けられた撮像部４０２は、被写体を撮影するためのカメラ機能を提供する。操作スイッチ４０４は、例えば、撮像部４０２を用いて被写体を撮影する際のシャッタースイッチとして使用される。また、操作スイッチ４０４は、例えば、マナーモードへの切り替えなどに使用されてもよい。ここで、例えば、ユーザが操作スイッチ４０４を操作すると、操作信号が表示部１２から操作部１８へ伝送される。そして、操作部１８から表示部１２の撮像部４０２へ撮影開始命令が出力され、撮像部４０２による被写体の撮影処理が実行される。その後、撮像部４０２により撮影された画像データは、表示部１２から操作部１８へ伝送される。
【００２６】
即ち、携帯端末４００のような電子機器においては、操作部１８（第１の情報処理モジュール）と表示部１２（第２の情報処理モジュール）との間で、双方向のデータ伝送が行われる。ここで、例えば２つの情報処理モジュールを接続する接続部１６の可動範囲を広げると、その動きにより信号線に損傷が発生する危険性が高まる。そのため、可動部材の自由度、及び信号線の信頼性を両立するために、２つの情報処理モジュールの間の通信方式としてシリアル伝送方式が採用され得る。
【００２７】
［１−２．シリアル伝送方式のための構成］
図２及び図３を参照しながら、シリアル伝送方式のための装置の構成について説明する。図２は、携帯端末４００の全体的な構成を示す説明図である。図３は、携帯端末４００の様々な機能の中で双方向通信を実現するためのより詳細な構成について示した説明図である。
【００２８】
（全体的な機能構成）
図２を参照すると、携帯端末４００の表示部１２には、液晶部１４と、撮像部４０２と、操作スイッチ４０４と、シリアライザ／デシリアライザ４０８（ＳＥＲ／ＤＥＳ）とが設けられている。また、携帯端末４００の操作部１８には、ベースバンドプロセッサ１９と、シリアライザ／デシリアライザ４０６（ＳＥＲ／ＤＥＳ）とが設けられている。なお、以下の説明の中で、操作部１８に設けられたシリアライザ／デシリアライザ４０６をＳＥＲ／ＤＥＳ（Ｍ）と表記することがある。また、表示部１２に設けられたシリアライザ／デシリアライザ４０８をＳＥＲ／ＤＥＳ（Ｄ）と表記することがある。
【００２９】
まず、操作部１８から表示部１２に向かう信号の流れについて説明する。液晶部１４に表示される画像データのパラレル信号は、ベースバンドプロセッサ１９により生成される。ベースバンドプロセッサ１９により生成されたパラレル信号は、シリアライザ／デシリアライザ４０６によりシリアル信号に変換される。シリアライザ／デシリアライザ４０８によりシリアル化された信号は、接続部１６を通るシリアル信号線を介して表示部１２に設けられたシリアライザ／デシリアライザ４０８に入力される。シリアライザ／デシリアライザ４０８は、シリアル信号線を介して入力されたシリアル信号をパラレル信号に変換して液晶部１４に入力する。
【００３０】
次に、表示部１２から操作部１８に向かう信号の流れについて説明する。上記の通り、表示部１２から操作部１８に向かう信号としては、例えば、撮像部４０２により撮影された画像データの信号や操作スイッチ４０４により生成された操作信号等がある。ここでは、一例として、撮像部４０２により撮影された画像データの信号が伝送される場合について説明する。撮像部４０２から出力されたパラレル信号は、シリアライザ／デシリアライザ４０８によりシリアル信号に変換され、接続部１６を通るシリアル伝送線路を介して操作部１８のシリアライザ／デシリアライザ４０６に入力される。シリアライザ／デシリアライザ４０６は、シリアル信号線を介して入力されたシリアル信号をパラレル信号に変換し、ベースバンドプロセッサ１９に入力する。
【００３１】
上記のような流れで、携帯端末４００は、表示部１２と操作部１８との間における双方向のデータ伝送を実現している。以下、このような双方向通信を実現するためのシリアライザ／デシリアライザ４０６、４０８の機能構成について、より詳細に説明する。
【００３２】
（機能構成の詳細）
図３を参照すると、シリアライザ／デシリアライザ４０６、４０８を中心とする携帯端末４００の機能構成が示されている。なお、携帯端末４００は、信号を直流電源に重畳して伝送する形態を採用している。もちろん、本明細書で説明する技術の適用範囲は、信号を直流電源に重畳して伝送する例に限定されない。
【００３３】
上記の通り、携帯端末４００は、シリアライザ／デシリアライザ４０６（ＳＥＲ／ＤＥＳ（Ｍ））と、シリアライザ／デシリアライザ４０８（ＳＥＲ／ＤＥＳ（Ｄ））とを有する。また、シリアライザ／デシリアライザ４０６、４０８は、１本の信号線（例えば、同軸ケーブル等）により接続されている。この信号線は、操作部１８から表示部１２に直流電源を供給するための電源線としても用いられる。なお、以下の説明においては、ＳＥＲ／ＤＥＳ（Ｍ）を単に（Ｍ）と表記し、ＳＥＲ／ＤＥＳ（Ｄ）を単に（Ｄ）と表記する場合がある。
【００３４】
図３に示すように、シリアライザ／デシリアライザ４０６（Ｍ）は、エンコーダ４１２と、ドライバ４１４と、合成分配器４１６と、重畳部４１８と、レシーバ４２０と、デコーダ４２２とを有する。シリアライザ／デシリアライザ４０８（Ｄ）は、分離部４３２と、合成分配器４３４と、レシーバ４３６と、クロック検出部４３８と、デコーダ４４０と、バンドパスフィルタ４４２（ＢＰＦ）と、エンコーダ４４４と、ドライバ４４６とを有する。
【００３５】
まず、シリアライザ／デシリアライザ４０６（Ｍ）からシリアライザ／デシリアライザ４０８（Ｄ）にデータ（ＴＸ  ＤＡＴＡ１）を伝送する処理について説明する。
【００３６】
図３に示すように、シリアライザ／デシリアライザ４０６（Ｍ）には、送信データ（ＴＸ  ＤＡＴＡ１）とクロック信号（ＴＸ  ＣＬＫ１）とが入力される。送信データ（ＴＸ  ＤＡＴＡ１）は、エンコーダ４１２に入力される時点でシリアル化されているものとする。また、クロック信号（ＴＸ  ＣＬＫ１）は、エンコーダ４１２、及びデコーダ４２２に入力される。送信データ（ＴＸ  ＤＡＴＡ１）及びクロック信号（ＴＸ  ＣＬＫ１）が入力されると、エンコーダ４１２は、まず、ＡＳＫ（Amplitude  Shift  Keying）等の所定の変調方式で送信データ（ＴＸ  ＤＡＴＡ１）を符号化されたデータ信号に変換する。そして、エンコーダ４１２は、データ信号をクロック信号（ＴＸ  ＣＬＫ１）に重畳する。なお、データ信号は、例えば振幅変調を応用したＡＭＩ（Alternate  Mark  Inversion）符号により送信データを符号化した信号などであってよい。
【００３７】
エンコーダ４１２によりデータ信号が重畳されたクロック信号は、ドライバ４１４を介して合成分配器４１６に入力される。合成分配器４１６は、双方向通信を実現するために、エンコーダ４１２に通じる信号線とデコーダ４２２に通じる信号線とを分配する。データ送信時には、合成分配器４１６は、入力された信号を重畳部４１８に入力する。
【００３８】
重畳部４１８では、クロック信号に直流電源が重畳され、重畳信号が生成される。そして、重畳部４１８により生成された重畳信号は、同軸ケーブルを介してシリアライザ／デシリアライザ４０８（Ｄ）の分離部４３２に入力される。分離部４３２は、入力された重畳信号を、直流電源と、データ信号が重畳されたクロック信号とに分離する。分離部４３２により分離された直流電源は、表示部１２に供給される。
【００３９】
一方、分離部４３２により分離された信号は、合成分配器４３４に入力される。合成分配器４３４は、双方向通信を実現するために、デコーダ４４０に通じる信号線とエンコーダ４４４に通じる信号線とを分配する手段である。データ受信時の場合には、合成分配器４３４に入力された信号は、レシーバ４３６を介してクロック検出部４３８、及びデコーダ４４０に入力される。クロック検出部４３８は、入力された信号からクロックを検出する。このとき、クロック検出部４３８は、例えば、クロック信号の振幅の極性反転の周期に基づいて、クロック成分を検出することができる。
【００４０】
クロック検出部４３８により検出されたクロックは、例えば液晶部１４に供給されると共に、デコーダ４４０に入力される。デコーダ４４０は、クロック検出部４３８から入力されたクロック（ＲＸ  ＣＬＫ２）を利用し、入力された信号に復号処理を施して受信データ（ＲＸ  ＤＡＴＡ２）を生成する。このようにしてデコーダ４４０により生成された受信データ（ＲＸ  ＤＡＴＡ２）は、液晶部１４に入力される。
【００４１】
以上、シリアライザ／デシリアライザ４０６（Ｍ）からシリアライザ／デシリアライザ４０８（Ｄ）にデータ（ＴＸ  ＤＡＴＡ１）を伝送する処理について説明した。次に、シリアライザ／デシリアライザ４０８（Ｄ）からシリアライザ／デシリアライザ４０６（Ｍ）にデータ（ＴＸ  ＤＡＴＡ２）を伝送する処理について説明する。
【００４２】
（ＳＥＲ／ＤＥＳ（Ｄ）→ＳＥＲ／ＤＥＳ（Ｍ））
既に述べた通り、シリアライザ／デシリアライザ４０８（Ｄ）からシリアライザ／デシリアライザ４０６（Ｍ）にデータ（ＴＸ  ＤＡＴＡ２）を伝送するためには、シリアライザ／デシリアライザ４０８（Ｄ）の側でクロックが必要になる。しかしながら、クロック信号を生成するためにシリアライザ／デシリアライザ４０８（Ｄ）の側にＰＬＬ（Phase-Locked  Loop）回路を設けると、消費電力が大きくなってしまう。
【００４３】
そこで、シリアライザ／デシリアライザ４０６（Ｍ）からシリアライザ／デシリアライザ４０８（Ｄ）にクロック信号が供給されるように工夫が施される。シリアライザ／デシリアライザ４０６（Ｍ）は、例えば、自身がデータを送信しない時間帯であっても、クロック信号をシリアライザ／デシリアライザ４０８（Ｄ）に伝送し続ける。そして、シリアライザ／デシリアライザ４０８（Ｄ）は、データを伝送する際、シリアライザ／デシリアライザ４０６（Ｍ）から受信したクロック信号にデータ信号を重畳してデータを伝送する。シリアライザ／デシリアライザ４０６（Ｍ）から送信されたクロック信号は、分離部４３２、合成分配器４３４、レシーバ４３６を介してクロック検出部４３８に入力される。そこで、クロック検出部４３８は、入力された信号からクロック信号を検出し、バンドパスフィルタ４４２に入力する。通常、クロック検出部４３８により検出されたクロック信号には、ジッタが多く含まれている。そのため、クロック検出部４３８により検出されたクロック信号は、バンドパスフィルタ４４２によって、ジッタを抑圧される。
【００４４】
バンドパスフィルタ４４２によりジッタが抑圧されたクロック信号は、エンコーダ４４４に入力される。また、エンコーダ４４４には、送信データ（ＴＸ  ＤＡＴＡ２）が入力される。そうすると、エンコーダ４４４は、ＡＳＫ等の所定の変調方式で送信データ（ＴＸ  ＤＡＴＡ２）を符号化されたデータ信号に変換する。そして、エンコーダ４４４により符号化されたデータ信号は、クロック信号に合わせて、ドライバ４４６を介して合成分配器４３４に入力される。合成分配器４３４は、エンコーダ４４４から入力されるデータ信号をシリアライザ／デシリアライザ４０６（Ｍ）から伝送されたクロック信号に重畳して重畳信号を生成する。そして、重畳信号は、分離部４３２を介して同軸ケーブルに送出され、シリアライザ／デシリアライザ４０６（Ｍ）に伝送される。
【００４５】
シリアライザ／デシリアライザ４０６（Ｍ）においては、同軸ケーブルを通じて伝送された重畳信号が、重畳部４１８、合成分配器４１６、レシーバ４２０を介してデコーダ４２２に入力される。デコーダ４２２は、符号が振幅変調されている場合には、入力された符号の振幅値に基づいてデータを復号する。このとき、デコーダ４２２は、送信データ（ＴＸ  ＤＡＴＡ１）の送信に用いるクロック信号（ＴＸ  ＣＬＫ１）を用いてデータを復号する。
【００４６】
なお、シリアライザ／デシリアライザ４０８（Ｄ）がデータ伝送に用いたクロックは、シリアライザ／デシリアライザ４０６（Ｍ）から伝送された送信用クロック（ＴＸ  ＣＬＫ１）である。そのため、デコーダ４２２は、入力された符号からクロックを検出する必要がない。デコーダ４２２により復号されたデータ（ＲＸ  ＤＡＴＡ１）、及びクロック（ＲＸ  ＣＬＫ１）は、ベースバンドプロセッサ１９に入力される。
【００４７】
以上、シリアライザ／デシリアライザ４０８（Ｄ）からシリアライザ／デシリアライザ４０６（Ｍ）にデータ（ＴＸ  ＤＡＴＡ２）を伝送する処理について説明した。このようにして、ＰＬＬを用いることなく、シリアライザ／デシリアライザ４０８（Ｄ）からシリアライザ／デシリアライザ４０６（Ｍ）へのデータ伝送が実現される。
【００４８】
［１−３．シリアル伝送方式における課題］
上述したシリアル伝送方式では、双方向の通信で１つの信号線が共有されるため、信号の衝突を回避する仕組み、又は信号の衝突を検知して信号を再送可能とする仕組みが必要となる。そこで、例えば、時分割伝送（ＴＤＤ；Time  Division  Duplex）方式を採用し、順方向の伝送と逆方向の伝送とでタイムスロットを分けることも考えられる。しかし、時分割伝送方式を採用した場合には、タイムスロットの定義が不正なユーザ又は第三者（以下、悪意のある第三者を含めて、不正ユーザと総称する）に知得されると、通信データの内容を容易に読み取られてしまう可能性がある。また、通信データを秘匿するためにデータを暗号化しようとすると、追加的な暗号化／復号処理が必要となり、回路規模の増加や消費電力の増大などのデメリットが生じる。これにたいし、次節より詳しく説明する本発明の一実施形態に係る新たな伝送方式によれば、情報処理モジュール間の通信のセキュリティを向上させることができる。
【００４９】
＜２．一実施形態に係る情報処理装置の説明＞
［２−１．情報処理装置の概要］
まず、図４を用いて、本発明の一実施形態に係る情報処理装置の概要について説明する。図４は、一実施形態に係る情報処理装置１００について概略的に示す模式図である。図４を参照すると、情報処理装置１００の２つの例（情報処理装置１００ａ及び１００ｂ）が示されている。
【００５０】
情報処理装置１００ａは、例えば図１を用いて説明した携帯電話４００と同様の端末装置である。情報処理装置１００ａは、接続部１０３ａにより互いに接続される操作部１０２ａ及び表示部１０４ａを備える（図４（Ａ）参照）。情報処理装置１００ａにおいて、操作部１０２ａ及び表示部１０４ａはそれぞれ内部にプロセッサとしての半導体チップ（図示せず）を有し、接続部１０３ａに設けられる信号線（図示せず）を介してシリアル伝送方式で双方向通信する。
【００５１】
一方、情報処理装置１００ｂは、それぞれ別体に構成され、信号線１０３ｂにより互いに接続される記録モジュール１０２ｂ及び表示モジュール１０４ｂを備える記録再生装置である（図４（Ｂ）参照）。情報処理装置１００ｂにおいて、記録モジュール１０２ｂ及び表示モジュール１０４ｂはそれぞれ内部にプロセッサとしての半導体チップ（図示せず）を有し、信号線１０３ｂを介してシリアル伝送方式で双方向通信する。
【００５２】
なお、本実施形態に係る情報処理装置１００は、図４に例示した端末装置又は記録再生装置に限定されない。情報処理装置１００は、２つの情報処理モジュール間でシリアル伝送方式で双方向通信する任意の装置であってよい。また、本明細書において、情報処理装置１００ａと情報処理装置１００ｂとを区別する必要がない場合には、情報処理装置１００と総称する。同様に、本明細書において、図４に例示した操作部１０２ａ及び記録モジュール１０２ｂを第１の情報処理モジュール１０２、表示部１０４ａ及び表示モジュール１０４ｂを第２の情報処理モジュール１０４と総称する。
【００５３】
［２−２．情報処理装置の構成］
次に、図５を用いて、情報処理装置１００の構成の一例を説明する。図５は、情報処理装置１００の様々な機能の中で、双方向通信を実現するためのより詳細な構成について示す説明図である。
【００５４】
図５を参照すると、第１の情報処理モジュール１０２が有するシリアライザ／デシリアライザ１０６、及び第２の情報処理モジュール１０４が有するシリアライザ／デシリアライザ１０８を中心とする情報処理装置１００の構成が示されている。
【００５５】
シリアライザ／デシリアライザ１０６及び１０８は、信号線（例えば、同軸ケーブル等）により相互に接続される。この信号線は、第１の情報処理モジュール１０２から第２の情報処理モジュール１０４に直流電源を供給するための電源線としても用いられ得る。また、シリアライザ／デシリアライザ１０６及び１０８は、信号線の電圧を測定する際の基準電圧を供給する接地線（ＧＮＤ）によりさらに接続され得る。
【００５６】
図５に示すように、シリアライザ／デシリアライザ１０６（Ｍ）は、エンコーダ１１２、ドライバ１１４、合成分配器１１６、重畳部１１８、レシーバ１２０、及びデコーダ１２２を有する。また、エンコーダ１１２には、送信制御部１２８が含まれる。さらに、デコーダ１２２には、送達確認部１２４、及び衝突検知部１２６が含まれる。一方、シリアライザ／デシリアライザ１０８（Ｄ）は、分離部１３２、合成分配器１３４、レシーバ１３６、クロック検出部１３８、デコーダ１４０、バンドパスフィルタ１４２、エンコーダ１４４、及びドライバ１４６を有する。また、エンコーダ１４４には、送信制御部１５２が含まれる。さらに、デコーダ１４０には、送達確認部１４８及び衝突検知部１５０が含まれる。
【００５７】
本実施形態に係る情報処理装置１００と図３に示した携帯電話４００との間の主な相違点の１つは、第１の情報処理モジュール１０２の構成に、送達確認部１２４、衝突検知部１２６、及び送信制御部１２８が追加されている点である。同様に、第２の情報処理モジュール１０４の構成には、送達確認部１４８、衝突検知部１５０、及び送信制御部１５２が追加されている。なお、追加された各処理ブロックは、例えば、エンコーダ１１２若しくはデコーダ１２２、又はエンコーダ１４４若しくはデコーダ１４０から独立して構成されてもよい。次に、かかる情報処理装置１００の構成において、第１の情報処理モジュール１０２と第２の情報処理モジュール１０４との間で送受信される信号の流れについて説明する。
【００５８】
［２−２−１．信号の流れ（ＳＥＲ／ＤＥＳ（Ｍ）→ＳＥＲ／ＤＥＳ（Ｄ））］
図３の例と同様、シリアライザ／デシリアライザ１０６（Ｍ）には、送信データ（ＴＸ  ＤＡＴＡ１）とクロック信号（ＴＸ  ＣＬＫ１）とが入力される。送信データ（ＴＸ  ＤＡＴＡ１）は、エンコーダ１１２に入力される時点でシリアル化されているものとする。また、クロック信号（ＴＸ  ＣＬＫ１）は、エンコーダ１１２、及びデコーダ１２２に入力される。送信データ（ＴＸ  ＤＡＴＡ１）及びクロック信号（ＴＸ  ＣＬＫ１）が入力されると、エンコーダ１１２は、まず、送信データ（ＴＸ  ＤＡＴＡ１）を、後にさらに詳しく説明する特別な振幅値に変調されたデータ信号に変換する。そして、エンコーダ１１２は、データ信号をクロック信号（ＴＸ  ＣＬＫ１）の立ち上がりエッジに重畳する。
【００５９】
エンコーダ１１２によりデータ信号が重畳されたクロック信号は、ドライバ１１４を介して合成分配器１１６に入力される。合成分配器１１６は、双方向通信を実現するために、エンコーダ１１２に通じる信号線とデコーダ１２２に通じる信号線とを分配する。データ送信時には、合成分配器１１６は、入力された信号を重畳部１１８に入力する。
【００６０】
また、本実施形態では、エンコーダ１１２は、データ信号をクロック信号に重畳した後、デコーダ１２２の衝突検知部１２６にデータ信号を出力したことを通知する。そうすると、衝突検知部１２６は、第２の情報処理モジュール１０４から返信される信号を監視し、信号の衝突が生じた場合にはその衝突を検知する。衝突検知部１２６による衝突検知処理については、後にさらに説明する。
【００６１】
重畳部１１８では、クロック信号に直流電源が重畳され、重畳信号が生成される。そして、重畳部１１８により生成された重畳信号は、例えば同軸ケーブルを介してシリアライザ／デシリアライザ１０８（Ｄ）の分離部１３２に入力される。分離部１３２は、入力された重畳信号を、直流電源と、データ信号が重畳されたクロック信号とに分離する。分離部１３２により分離された直流電源は、第２の情報処理モジュール１０４に供給される。
【００６２】
一方、分離部１３２により分離された信号は、合成分配器１３４に入力される。合成分配器１３４は、双方向通信を実現するために、デコーダ１４０に通じる信号線とエンコーダ１４４に通じる信号線とを分配する手段である。データ受信時の場合には、合成分配器１３４に入力された信号は、レシーバ１３６を介してクロック検出部１３８、及びデコーダ１４０に入力される。クロック検出部１３８は、入力された信号からクロックを検出する。このとき、クロック検出部１３８は、例えば、信号の直流成分を除いた場合の振幅値極性反転の周期に基づいて、クロック成分を検出することができる。
【００６３】
クロック検出部１３８により検出されたクロックは、デコーダ１４０及びバンドパスフィルタ１４２に入力される。デコーダ１４０は、クロック検出部１３８からのクロック（ＲＸ  ＣＬＫ２）の立ち上がりエッジに合わせて、入力された信号に復号処理を施して受信データ（ＲＸ  ＤＡＴＡ２）を生成する。デコーダ１４０により生成された受信データ（ＲＸ  ＤＡＴＡ２）は、第２の情報処理モジュール１０４の制御部（図示せず）等に入力される。また、デコーダ１４０の送達確認部１４８は、エンコーダ１４４を介して、受信データ（ＲＸ  ＤＡＴＡ２）の信号値に応じた送達確認信号をクロック検出部１３８からのクロック（ＲＸ  ＣＬＫ２）の立ち下がりエッジに合わせて送信する。送達確認部１４８により送信される送達確認信号については、後にさらに説明する。
【００６４】
以上、シリアライザ／デシリアライザ１０６（Ｍ）からシリアライザ／デシリアライザ１０８（Ｄ）にデータ（ＴＸ  ＤＡＴＡ１）を伝送する処理について説明した。次に、シリアライザ／デシリアライザ１０８（Ｄ）からシリアライザ／デシリアライザ１０６（Ｍ）にデータ（ＴＸ  ＤＡＴＡ２）を伝送する処理について説明する。
【００６５】
［２−２−２．信号の流れ（ＳＥＲ／ＤＥＳ（Ｄ）→ＳＥＲ／ＤＥＳ（Ｍ））］
図３の例と同様、シリアライザ／デシリアライザ１０６（Ｍ）は、自身がデータを送信しない場合であっても、クロック信号をシリアライザ／デシリアライザ１０８（Ｄ）に伝送し続ける。そして、シリアライザ／デシリアライザ１０８（Ｄ）は、データを伝送する際、シリアライザ／デシリアライザ１０６（Ｍ）から受信したクロック信号にデータ信号を重畳してデータを伝送する。シリアライザ／デシリアライザ１０６（Ｍ）から送信されたクロック信号は、分離部１３２、合成分配器１３４、レシーバ１３６を介してクロック検出部１３８に入力される。クロック検出部１３８は、入力された信号からクロック信号を検出し、ジッタを抑圧するためにバンドパスフィルタ１４２に入力する。
【００６６】
バンドパスフィルタ１４２によりジッタが抑圧されたクロック信号は、エンコーダ１４４に入力される。また、エンコーダ１４４には、送信データ（ＴＸ  ＤＡＴＡ２）が入力される。そうすると、エンコーダ１４４は、送信データ（ＴＸ  ＤＡＴＡ２）を、後にさらに詳しく説明する特別な振幅値に変調されたデータ信号に変換する。そして、エンコーダ１４４により符号化されたデータ信号は、クロック信号の立ち上がりエッジに合わせて、ドライバ１４６を介して合成分配器１３４に入力される。合成分配器１３４は、エンコーダ１４４から入力されるデータ信号をシリアライザ／デシリアライザ１０６（Ｍ）から伝送されたクロック信号の立ち上がりエッジに重畳して重畳信号を生成する。そして、重畳信号は、分離部１３２を介して同軸ケーブルに送出され、シリアライザ／デシリアライザ１０６（Ｍ）に伝送される。
【００６７】
さらに、本実施形態では、エンコーダ１４４は、データ信号をクロック信号に重畳した後、デコーダ１４０の衝突検知部１５０にデータ信号を出力したことを通知する。そうすると、衝突検知部１５０は、第１の情報処理モジュール１０２から返信される信号を監視し、信号の衝突が生じた場合にはその衝突を検知する。衝突検知部１５０による衝突検知処理については、後にさらに説明する。
【００６８】
シリアライザ／デシリアライザ１０６（Ｍ）においては、同軸ケーブルを通じて伝送された重畳信号が、重畳部１１８、合成分配器１１６、レシーバ１２０を介してデコーダ１２２に入力される。デコーダ１２２は、入力された符号の振幅値に基づいてデータを復号する。このとき、デコーダ１２２は、送信データ（ＴＸ  ＤＡＴＡ１）の送信に用いるクロック信号（ＴＸ  ＣＬＫ１）を用いてデータを復号する。
【００６９】
なお、シリアライザ／デシリアライザ１０８（Ｄ）がデータ伝送に用いたクロックは、シリアライザ／デシリアライザ１０６（Ｍ）から伝送された送信用クロック（ＴＸ  ＣＬＫ１）である。そのため、デコーダ１２２は、入力された符号からクロックを検出する必要がない。デコーダ１２２により復号されたデータ（ＲＸ  ＤＡＴＡ１）、及びクロック（ＲＸ  ＣＬＫ１）は、第１の情報処理モジュール１０２の制御部（図示せず）等に入力される。また、デコーダ１２２の送達確認部１２４は、エンコーダ１１２を介して、受信データ（ＲＸ  ＤＡＴＡ１）の信号値に応じた送達確認信号をクロック（ＴＸ  ＣＬＫ１）の立ち下がりエッジに合わせて送信する。送達確認部１２４により送信される送達確認信号については、後にさらに説明する。
【００７０】
以上、シリアライザ／デシリアライザ１０８（Ｄ）からシリアライザ／デシリアライザ１０６（Ｍ）にデータ（ＴＸ  ＤＡＴＡ２）を伝送する処理について説明した。次に、本実施形態において、シリアライザ／デシリアライザ１０６（Ｍ）とシリアライザ／デシリアライザ１０８（Ｄ）との間で送受信されるクロック信号に重畳されるデータ信号及び送達確認信号の振幅値について説明する。
【００７１】
［２−３．データ信号及び送達確認信号の振幅値］
図６は、データ信号と送達確認信号の振幅値の一例について説明するための説明図である。
【００７２】
図６を参照すると、クロック信号、データ信号、及び送達確認信号の３種類の信号について、基準電圧（直流成分の電圧）を５．０Ｖとした場合の信号値ごとの振幅値の一例が示されている。また、図６には、各信号がクロック信号の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジのどちらに重畳されるかも示されている。
【００７３】
まず、クロック信号については、特に信号値は規定されない。クロック信号は、その立ち上がりエッジにおいて基準電圧から１．０Ｖ高い６．０Ｖとなり、その立ち下がりエッジにおいて基準電圧から１．０Ｖ低い４．０Ｖとなる。なお、ここでのクロック信号の振幅値は、データ信号が重畳されていない状態での振幅値である。
【００７４】
次に、データ信号は、“１”及び“０”のいずれの信号値についても、クロック信号の立ち上がりエッジに重畳される。このとき、信号値“１”のデータ信号の振幅値を、クロック信号の立ち上がりエッジの振幅値６．０Ｖにさらにシフト値０．２Ｖを重畳し、６．２Ｖとする。これに対し、信号値“０”のデータ信号の振幅値を、クロック信号の立ち上がりエッジの振幅値６．０Ｖにさらに正負の反転したシフト値−０．２Ｖを重畳し、５．８Ｖとする。このようなクロック信号に重畳されたデータ信号は、第１の情報処理モジュール１０２のデコーダ１２２、又は第２の情報処理モジュール１０４のデコーダ１４０の内部に設けられるコンパレータにおいて予め与えられる振幅の閾値と比較され、各信号値に復号される。
【００７５】
一方、送達確認信号は、“１”及び“０”のいずれの信号値に対する送達確認信号の場合にも、クロック信号の立ち下がりエッジに重畳される。このとき、信号値“１”のデータ信号に対する送達確認信号の振幅値を、クロック信号の立ち下がりエッジの振幅値４．０Ｖに正負の反転したシフト値−０．２Ｖを重畳し、３．８Ｖとする。同様に、信号値“０”のデータ信号に対する送達確認信号の振幅値を、クロック信号の立ち下がりエッジの振幅値４．０Ｖにシフト値０．２Ｖを重畳し、４．２Ｖとする。このような送達確認信号の送信（振幅値の制御）は、例えば、データ信号を受信したいずれかの情報処理モジュールの送達確認部１２４又は１４８により、エンコーダ１１２又は１４４を介して行われる。それにより、データ信号を送信した情報処理モジュールは、送信した信号値が正しく相手側のモジュールに送達したことを知ることができる。また、データ信号として“１”又は“０”のいずれの信号値が送信された場合でも、データ信号による信号線の電圧の変動が送達確認信号によってキャンセルされる（振幅値の平均が基準電圧に等しくなる）ため、信号の直流成分が変動することが防がれる。
【００７６】
［２−４．衝突検知処理］
図６に示した振幅値でデータ信号をクロック信号に重畳させて送信する場合にも、第１の情報処理モジュール１０２と第２の情報処理モジュール１０４が同時に信号を送信すると、クロック信号の立ち上がりエッジにおいて信号の衝突が発生して通信は失敗する。そこで、本実施形態では、第１の情報処理モジュール１０２の衝突検知部１２６及び第２の情報処理モジュール１０４の衝突検知部１５０により、信号の衝突を検知する。
【００７７】
図７は、第１の情報処理モジュール１０２の衝突検知部１２６及び第２の情報処理モジュール１０４の衝突検知部１５０による衝突検知処理について説明するための説明図である。なお、ここでは、クロック信号に重畳されたデータ信号が図６を用いて説明した振幅値をとるという前提のもとに説明を行う。
【００７８】
図７（Ａ）を参照すると、信号の衝突が発生した際の信号の振幅値が、各モジュールから送信されたデータ信号の信号値の組合せごとに示されている。例えば、両方のモジュールから同時に信号値“１”が送信された場合、信号の振幅値（信号線の電圧）は、クロック信号の電圧値６．０Ｖに２つのモジュール分のシフト値（０．２Ｖ×２＝０．４Ｖ）を加え、６．４Ｖとなる。また、例えば、一方のモジュールから信号値“１”、他方のモジュールから信号値“０”が送信された場合、信号の振幅値は、クロック信号の電圧値６．０Ｖにシフト値０．２Ｖと−０．２Ｖを加え、６．０Ｖとなる。また、例えば、両方のモジュールから同時に信号値“０”が送信された場合、信号の振幅値は、クロック信号の電圧値６．０Ｖに２つのモジュール分のシフト値（−０．２Ｖ×２＝−０．４Ｖ）を加え、５．６Ｖとなる。
【００７９】
即ち、信号の衝突が発生した場合には、衝突が発生していない場合のデータ信号の振幅値６．２Ｖ又は５．８Ｖとは必ず異なる値となる。これを利用し、第１の情報処理モジュール１０２の衝突検知部１２６及び第２の情報処理モジュール１０４の衝突検知部１５０は、受信した信号の振幅値を所定の閾値と比較するコンパレータを用いて判定して、信号の衝突の発生を検知する。
【００８０】
さらに、衝突検知部１２６及び衝突検知部１５０は、信号の衝突を検知すると、衝突による信号線の電圧の変動を打ち消す電圧を有するキャンセル信号を、エンコーダ１１２又はエンコーダ１４４を介して、次のクロック信号の立ち上がりエッジに重畳する。
【００８１】
図７（Ｂ）を参照すると、信号の衝突による電圧の変動を打ち消すキャンセル信号の振幅値が、各モジュールから送信されたデータ信号の信号値の組合せごとに示されている。例えば、両方のモジュールから同時に信号値“１”が送信された場合には、信号の衝突による電圧の変動は０．４Ｖであるため、キャンセル信号の振幅値を６．０Ｖ−０．４Ｖ＝５．６Ｖとする必要がある。そこで、シフト値−０．２Ｖをクロック信号に重畳させたキャンセル信号を両方のモジュールから送信することにより、信号線の電圧を５．６Ｖとする。
【００８２】
また、例えば、両方のモジュールから同時に信号値“０”が送信された場合には、信号の衝突による電圧の変動は−０．４Ｖであるため、キャンセル信号の振幅値を６．０Ｖ＋０．４Ｖ＝６．４Ｖとする必要がある。そこで、シフト値＋０．２Ｖをクロック信号に重畳させたキャンセル信号を両方のモジュールから送信することにより、信号線の電圧を６．４Ｖとする。
【００８３】
また、例えば、一方のモジュールから信号値“１”、他方のモジュールから信号値“０”が送信された場合には、信号の衝突時の電圧はデータ信号が重畳されていないクロック信号の立ち上がりエッジの６．０Ｖに等しくなる。そのため、衝突検知部１２６及び１５０は、キャンセル信号を送信しなくてもよい。その代わりに、衝突検知部１２６及び１５０は、自身のモジュールから信号値“１”を送信していた場合には−０．２Ｖ、自身のモジュールから信号値“０”を送信していた場合には＋０．２Ｖのキャンセル信号を送信してもよい。それにより、両方のモジュールからのキャンセル信号の振幅値は、互いに相殺される。
【００８４】
このような、衝突検知部１２６及び１５０による衝突検知とキャンセル信号の送信により、どのような信号値のデータ信号が衝突した場合であっても、信号の衝突による信号線の電圧の変動が打ち消され、信号の直流成分が変動することが防がれる。
【００８５】
なお、衝突検知部１２６及び１５０が信号の衝突を検知した場合、エンコーダ１１２及び１４４は、それぞれランダムに決定した時間だけ待機した後、衝突により正常に送信できなかったデータ信号を再度クロック信号に重畳する。これは、一般的にランダムバックオフと呼ばれる処理であり、それにより再送した信号同士が再び衝突することが回避される。
【００８６】
また、本項で説明した衝突検知処理により、情報処理装置１００において、例えば時分割伝送方式を採用することなく双方向通信が実現される。それにより、例えばセキュリティの低下を避けるために時分割伝送方式のタイムスロットの定義などを秘匿する必要性が排除される。
【００８７】
［２−５．さらなるセキュリティの向上］
前項で説明した衝突検知処理を具備することにより、第１の情報処理モジュール１０２と第２の情報処理モジュール１０４との間での双方向通信が可能となった。このとき、不正ユーザが信号線の電圧を監視したとしても、その電圧がどちらのモジュールから送信された信号によるものかを送信者及び受信者（即ち各モジュール）以外の者は知ることができない。そのため、双方のモジュールからの信号の送信が絶え間なく行われれば、不正ユーザが信号の内容を解釈することは困難である。しかし、データの送受信が散発的にしか生じない場合、又は一方のモジュールからのみデータが送信される場合には、データの内容を解釈されるリスクは残る。これに対する対策として、本実施形態では、以下に説明する非衝突時のバックオフ処理及びダミーデータ送信処理により、情報処理装置１００のモジュール間通信のセキュリティをさらに向上させる。
【００８８】
［２−５−１．非衝突時のバックオフ処理］
まず、第１の情報処理モジュール１０２の送信制御部１２８及び第２の情報処理モジュール１０４の送信制御部１５２は、データ信号の衝突が検知されていない場合にも、連続するデータ信号を所定の時間間隔を空けてクロック信号の立ち上がりエッジに重畳可能とする。こうした連続するデータ信号を所定の時間間隔を空けて送信する処理を、本明細書では、非衝突時のバックオフ処理という。それにより、不正ユーザにとっては、一方のモジュールから送信されるデータのまとまりを正確に認識して一連のデータ信号を正しく組み立てることが困難となる。
【００８９】
［２−５−２．ダミーデータ送信処理］
さらに、送信制御部１２８及び１５２は、データ信号の送信の合間にダミーデータ信号を送信する。ダミーデータ信号は、後に図１１を用いて説明するように、送信すべきデータ信号が存在しない任意の時点で、クロック信号の立ち上がりエッジに重畳される。ダミーデータ信号を重畳した場合の信号の振幅値は、通常のデータ信号をクロック信号に重畳した場合の振幅値のいずれか（例えば、図６に示した６．２Ｖ又は５．８Ｖなど）と等しいものとする。ダミーデータ信号は、例えば、予め定義された所定のビットパターンを有する信号であってよい。その場合には、予め定義された所定のビットパターンは、第１の情報処理モジュール１０２及び第２の情報処理モジュール１０４にそれぞれ設けられるメモリに予め記憶される。そして、各モジュールのデコーダ１２２及び１４０は、記憶しておいたビットパターンを受信した信号のビットパターンと比較し、ダミーデータ信号を通常のデータ信号から区別する。また、ダミーデータ信号は、例えば、過去に受信されたデータ信号と同一のビットパターンを有する信号（エコーバック信号）であってよい。その場合には、予め定義されたビットパターンを記憶しておくことなく、ダミーデータ信号を通常のデータ信号から区別することができる。
【００９０】
このような非衝突時のバックオフ処理及び／又はダミーデータ送信処理により、データの送受信が散発的にしか生じない場合などであっても、通信の手順を秘匿することなく、通信データの内容を知得されないようにすることができる。なお、ダミーデータ信号の送信間隔を狭くすると、ダミーデータ信号とデータ信号又はダミーデータ信号同士が衝突する可能性が高まる。そのため、ダミーデータ信号は、信号の衝突によって通常の通信に悪影響を及ぼさない程度の時間間隔をもって送信されるのが好適である。
【００９１】
＜３．通信処理の流れの説明＞
次に、本実施形態に係る情報処理装置１００の第１の情報処理モジュール１０２及び第２の情報処理モジュール１０４による通信処理の流れについて説明する。
【００９２】
［３−１．フローチャート］
図８は、本実施形態に係る情報処理装置１００による通信処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、図８のフローチャートは、情報処理装置１００の第１の情報処理モジュール１０２及び第２の情報処理モジュール１０４のいずれにも適用可能である。ここでは、第１の情報処理モジュール１０２を主体としてフローチャートを説明する。
【００９３】
図８を参照すると、まず、第１の情報処理モジュール１０２のエンコーダ１１２にクロック信号（ＴＸ  ＣＬＫ１）が供給され、クロック信号の立ち上がりエッジが検出される（Ｓ１０２）。
【００９４】
次に、エンコーダ１１２において、送信データ（ＴＸ  ＤＡＴＡ１）の有無が判定される（Ｓ１０４）。ここで、送信データがエンコーダ１１２に供給されていれば、処理はＳ１０６へ進む。一方、送信データが供給されていなければ、処理はＳ１１６へ進む。
【００９５】
Ｓ１０４において、送信データがエンコーダ１１２に供給されている場合には、さらに現在バックオフの待機中であるか否かが判定される（Ｓ１０６）。ここでのバックオフとは、衝突検知部１２６が信号の衝突を検知した場合のバックオフと、送信制御部１２８による非衝突時のバックオフが含まれ得る。ここで現在バックオフの待機中である場合には、処理はＳ１１６へ進む。一方、バックオフの待機中でなければ、処理はＳ１０８へ進む。
【００９６】
Ｓ１０８〜Ｓ１１４は、信号の送信側としての処理である。Ｓ１０６において、バックオフの待機中でなければ、エンコーダ１１２からドライバ１１４、合成分配器１１６、及び重畳部１１８を介して、クロック信号の立ち上がりエッジに重畳されたデータ信号が第２の情報処理モジュール１０４へ送信される（Ｓ１０８）。
【００９７】
その後、デコーダ１２２の衝突検知部１２６は、クロック信号の立ち下がりエッジの電圧を測定し、送達確認信号が受信されたか否かを判定する（Ｓ１１０）。ここで送達確認信号が受信された場合には、処理はＳ１１４へ進む。一方、送達確認信号が受信されなかった場合には、処理はＳ１１２へ進む。
【００９８】
例えば、２つの情報処理モジュールから同時に信号が送信された場合には、信号の衝突が発生する。その場合、衝突検知部１２６は、例えば図６（Ａ）に示した電圧値を計測し、衝突の発生を検知する。そうすると、衝突検知部１２６は、クロック信号の次の立ち上がりエッジに信号の衝突による電圧の変動を打ち消すキャンセル信号を重畳する（Ｓ１１２）。
【００９９】
次に、送信制御部１２８により、データ信号の送信を待機するバックオフ時間が決定される（Ｓ１１４）。ここでのバックオフ時間とは、信号の衝突時のバックオフと非衝突時のバックオフが共に含まれ得る。そして、処理はＳ１０２へ戻る。
【０１００】
一方、Ｓ１０４において送信データがエンコーダ１１２に供給されていない場合、又はＳ１０６においてバックオフの待機中である場合には、Ｓ１１６〜Ｓ１２０の信号の受信処理が行われる。
【０１０１】
まず、Ｓ１１６において、デコーダ１２２により、クロック信号の立ち上がりエッジの電圧が測定される（Ｓ１１６）。そして、受信データ（ＲＸ  ＤＡＴＡ１）が存在するか否かが判定される（Ｓ１１８）。ここで受信データが存在していない場合には、処理はＳ１０２へ戻る。一方、受信データが存在していれば、処理はＳ１２０へ進む。
【０１０２】
Ｓ１２０では、デコーダ１２２によって受信データが復調されると共に、送達確認部１２４により、受信データの信号値に応じた振幅を有する送達確認信号がエンコーダ１１２、ドライバ１１４、合成分配器１１６、及び重畳部１１８を介して送信される。その後、処理はＳ１０２へ戻る。
【０１０３】
なお、信号の衝突によって通常の通信に悪影響を及ぼさない程度の時間間隔で、Ｓ１１６〜Ｓ１２０の信号の受信処理の代わりに、前節で説明したダミーデータ送信処理を行うことにより、情報処理装置１００のモジュール間の通信のセキュリティは向上される。
【０１０４】
［３−２．信号パターンの例］
図９〜図１１は、本実施形態において、第１の情報処理モジュール１０２と第２の情報処理モジュール１０４と間で送受信される信号パターンの一例を示す説明図である。各図では、基準電圧である５．０Ｖを中心とし、クロック信号のエッジ間隔を時間Ｔの１単位として、エッジごとの信号の振幅値の移り変わりが時間軸に沿って実線で示されている。このうち、Ｔ＝１、３、５…のエッジはクロック信号の立ち上がりエッジ、Ｔ＝２、４、６…のエッジはクロック信号の立ち下がりエッジである。
【０１０５】
まず、図９を参照すると、Ｔ＝１〜４の期間には、クロック信号のみが第１の情報処理モジュール１０２から第２の情報処理モジュール１０４へ供給されている。クロック信号の立ち上がりエッジの振幅値は６．０Ｖ、立ち下がりエッジの振幅値は４．０Ｖである。
【０１０６】
次に、Ｔ＝５、７、９のクロック信号の立ち上がりエッジに、第１の情報処理モジュール１０２によりデータ信号（ＴＸ  ＤＡＴＡ１）が重畳されている。ここでの信号値は、“１”、“０”、“１”である。また、信号値“１”の振幅値は６．２Ｖ、信号値“０”の振幅値は５．８Ｖである。これに対し、Ｔ＝６、８、１０のクロック信号の立ち下がりエッジに、第２の情報処理モジュール１０４により送達確認信号（ＡＣＫ）が重畳されている。データ信号の信号値“１”に対する送達確認信号の振幅値は３．８Ｖ、データ信号の信号値“０”に対する送達確認信号の振幅値は４．２Ｖである。
【０１０７】
次に、Ｔ＝１１〜１４の期間には、再びクロック信号のみが第１の情報処理モジュール１０２から第２の情報処理モジュール１０４へ供給されている。
【０１０８】
次に、Ｔ＝１５、１７、１９のクロック信号の立ち上がりエッジに、第２の情報処理モジュール１０４によりデータ信号（ＴＸ  ＤＡＴＡ２）が重畳されている。ここでの信号値は、“０”、“１”、“０”である。また、信号値“１”の振幅値は６．２Ｖ、信号値“０”の振幅値は５．８Ｖである。これに対し、Ｔ＝１６、１８、２０のクロック信号の立ち下がりエッジに、第１の情報処理モジュール１０２により送達確認信号（ＡＣＫ）が重畳されている。データ信号の信号値“１”に対する送達確認信号の振幅値は３．８Ｖ、データ信号の信号値“０”に対する送達確認信号の振幅値は４．２Ｖである。
【０１０９】
このような振幅値の制御により、信号電圧の直流成分の変動が打ち消されるため、第１の情報処理モジュール１０２から第２の情報処理モジュール１０４へ電源を供給する電源線を信号線として使用することが容易となる。また、不正ユーザが信号線の電圧を監視したとしても、その電圧がどちらのモジュールからの信号の送信によるものかを知ることができないため、信号の内容を解釈することは困難となる
【０１１０】
次に、図１０を参照すると、信号の衝突が発生した際の信号パターンの一例が示されている。
【０１１１】
まず、Ｔ＝１、３のクロック信号の立ち上がりエッジに、第１の情報処理モジュール１０２によりデータ信号（ＴＸ  ＤＡＴＡ１）が重畳されている。これに対し、Ｔ＝２、４のクロック信号の立ち下がりエッジに、第２の情報処理モジュール１０４により送達確認信号（ＡＣＫ）が重畳されている。その後、Ｔ＝５の立ち上がりエッジに、第１の情報処理モジュール１０２からのデータ信号と第２の情報処理モジュール１０４からのデータ信号が同時に重畳されている。即ち、Ｔ＝５において信号の衝突が発生し、信号線の電圧は６．４Ｖとなっている。そのため、Ｔ＝６の立ち下がりエッジでは、どちらのモジュールからも送達確認信号が送信されず、信号線の電圧はクロック信号の立ち下がりエッジの４．０Ｖのままとなる。そうすると、信号の衝突を検知した第１の情報処理モジュール１０２及び第２の情報処理モジュール１０４により、Ｔ＝７の立ち上がりエッジにキャンセル信号が重畳されている。この場合のキャンセル信号が重畳されたクロック信号の振幅値は５．６Ｖである。
【０１１２】
その後、第１の情報処理モジュール１０２及び第２の情報処理モジュール１０４は、それぞれ再送する信号の衝突を回避するために、ランダムバックオフを行う。例えば、図１０の例では、第１の情報処理モジュール１０２はＴ＝９〜１２の間、信号の送信を待機している。一方、第２の情報処理モジュール１０４はＴ＝９〜１６の間、信号の送信を待機している。
【０１１３】
そして、先にバックオフ期間が終了した第１の情報処理モジュール１０２により、Ｔ＝１３のクロック信号の立ち上がりエッジに、データ信号が重畳されている。これに対し、Ｔ＝１４のクロック信号の立ち下がりエッジに、第２の情報処理モジュール１０４により送達確認信号が重畳されている。また、遅れてバックオフ期間が終了した第２の情報処理モジュール１０４により、Ｔ＝１７のクロック信号の立ち上がりエッジに、データ信号が重畳されている。これに対し、Ｔ＝１８のクロック信号の立ち下がりエッジに、第１の情報処理モジュール１０２より送達確認信号が重畳されている。
【０１１４】
次に、図１１を参照すると、ダミーデータ信号送信処理に関する信号パターンの一例が示されている。なお、ここでは、第１の情報処理モジュール１０２の送信制御部１２８のみがダミーデータ送信機能を実行する場合を例にとり説明する。
【０１１５】
まず、Ｔ＝１、３のクロック信号の立ち上がりエッジに、第１の情報処理モジュール１０２によりデータ信号（ＴＸ  ＤＡＴＡ１）が重畳されている。ここでの信号値は、“１”、“１”である。これに対し、Ｔ＝２、４のクロック信号の立ち下がりエッジに、第２の情報処理モジュール１０４により送達確認信号（ＡＣＫ）が重畳されている。
【０１１６】
次に、Ｔ＝５〜８の期間には、クロック信号のみが第１の情報処理モジュール１０２から第２の情報処理モジュール１０４へ供給されている。
【０１１７】
次に、Ｔ＝９のクロック信号の立ち上がりエッジに、第２の情報処理モジュール１０４によりデータ信号（ＴＸ  ＤＡＴＡ２）が重畳されている。ここでの信号値は、“１”である。これに対し、Ｔ＝１０のクロック信号の立ち下がりエッジに、第１の情報処理モジュール１０２により送達確認信号（ＡＣＫ）が重畳されている。さらに、Ｔ＝１１のクロック信号の立ち上がりエッジに、第１の情報処理モジュール１０２によりダミーデータ信号が重畳されている。ここでは、ダミーデータ信号として、直前に受信されたデータ信号と同一のビットパターンを有する信号（即ち、信号値“１”のエコーバック）が使用されている。これに対し、Ｔ＝１２のクロック信号の立ち下がりエッジに、第２の情報処理モジュール１０４により送達確認信号（ＡＣＫ）が重畳されている。このとき、第２の情報処理モジュール１０４は、受信した信号のビットパターンを直前に送信した信号のビットパターンと比較することにより、受信した信号がダミーデータ信号であることを識別することができる。
【０１１８】
その後、Ｔ＝１３〜１６の期間には、再びクロック信号のみが第１の情報処理モジュール１０２から第２の情報処理モジュール１０４へ供給されている。
【０１１９】
このような信号パターンにおいて、例えば図６に示した本実施形態に係る振幅変調の振幅値の定義を知っている不正ユーザが信号線の電圧を読み取ったとする。その場合、読み取られる信号パターンは、“１”、“１”、“１”、“１”となる。しかし、かかる信号パターンの各信号値が、いずれのモジュールから送信されたのか、又はデータ信号なのかダミーデータ信号なのかを知ることは、不正ユーザにとって主に次の２つの理由により困難である。まず、第１の理由として、ダミーデータ信号も通常のデータ信号も信号線の電圧値は同一である。そのため、例えば図１１では、Ｔ＝１〜４において送受信された２ビットのデータ信号と、Ｔ＝９〜１２において送受信された１ビットのデータ信号及び１ビットのダミーデータ信号との間で、外見上の電圧値に相違はない。第２の理由として、例えば図１１では、Ｔ＝５〜８においてクロック信号のみが送信されているが、これは非衝突時のバックオフによるものである可能性がある。即ち、例えば、第１の情報処理モジュール１０２が信号値“１”、“１”、“１”、“１”の信号パターンを有するデータ信号を送信しようとした場合でも、図１１と同等の信号パターンが観測される可能性がある。それにより、不正ユーザは信号の区切り自体を正確に知得することができず、観測したデータを信号の区切りをヒントにして解析することが困難となる。
【０１２０】
なお、図９〜図１１では、説明の明瞭さの観点から、ビット数の少ない単純な信号パターンを例にとって説明を行った。しかしながら、本実施形態に係る情報処理装置１００において送受信されるデータ信号、確認応答信号、キャンセル信号、又はダミーデータ信号などの信号のビット数及び信号パターンは、かかる例に限定されず、どのような値であってもよい。
【０１２１】
＜４．まとめ＞
ここまで、図１〜図１１を用いて、本発明の一実施形態に係る情報処理装置１００について説明した。
【０１２２】
本実施形態に係る情報処理装置１００よれば、２つの情報処理モジュールの間で、クロック信号の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジにそれぞれデータ信号と送達確認信号を重畳させることで、例えば時分割伝送方式を採用することなく、双方向通信が実現される。それにより、例えばセキュリティの低下を避けるために時分割伝送方式のタイムスロットの定義などを秘匿する必要性が排除される。
【０１２３】
また、送信すべきデータ信号が存在しない任意の時点で、いずれかの情報処理モジュールによりダミーデータ信号がクロック信号の立ち上がりエッジに重畳される。それにより、データの送受信が散発的にしか生じない場合であっても、通信データの内容を不正ユーザが解釈することが困難となる。
【０１２４】
また、データ信号の衝突を検知していない場合にも、連続するデータ信号が所定の時間間隔を空けてクロック信号の立ち上がりエッジに重畳され得る。それにより、不正ユーザにとっては、送信されるデータのまとまりを正確に認識して一連のデータ信号を正しく組み立てることが困難となる。
【０１２５】
さらに、情報処理装置１００において、第１の情報処理モジュール１０２から第２の情報処理モジュール１０４へ、クロック信号と共通の信号線を用いて電力が供給される。かかる電力の直流成分は、本実施形態に一例として示した振幅値の定義により、一定の値に維持される。また、電力線と信号線が共通化されることから、例えば情報処理モジュール間の信号線に流れる電流を検知して信号の内容を知得しようとするセキュリティ上の攻撃も防ぐことができる。
【０１２６】
こうした情報処理モジュール間の通信セキュリティの向上により、情報処理装置１００において、装置内に暗号化及び復号のための追加的な回路を持つことを省略することができる。その代わりに、例えば、情報処理装置１００に追加的な暗号化手段を設けることで、情報処理モジュール間の通信セキュリティをさらに強固にすることができる。
【０１２７】
なお、上記以外の本明細書において説明した情報処理装置１００の各特徴も、情報処理装置１００における情報処理モジュール間の通信セキュリティの向上に寄与していることは言うまでもない。
【０１２８】
ここで、本明細書において説明した情報処理装置１００による一連の処理は、ハードウェアで実現されてもよく、又はソフトウェアで実現されてもよい。一連の処理又はその一部をソフトウェアで実行させる場合には、例えば、ソフトウェアを構成するプログラムが予めＲＯＭに格納され、実行時にＲＡＭに読み込まれてＣＰＵにより実行される。
【０１２９】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１３０】
例えば、情報処理装置１００において、３つ以上の情報処理モジュールの間で通信を行う場合にも、本発明は適用可能である。
【０１３１】
また、例えば、図８を用いて説明した通信処理を、必ずしもフローチャートに記載された順序に沿って実行しなくてもよい。各処理ステップは、並列的あるいは個別に独立して実行される処理を含んでもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】本発明に関連する通信方式が適用され得る情報処理装置の一例を示す模式図である。
【図２】図１に示した情報処理装置の全体的な構成を示す説明図である。
【図３】図１に示した情報処理装置の主要部のより詳細な構成を示す説明図である。
【図４】一実施形態に係る情報処理装置について概略的に示す模式図である。
【図５】一実施形態に係る情報処理装置の主要部のより詳細な構成を示す説明図である。
【図６】データ信号と送達確認信号の振幅値について説明するための説明図である。
【図７】一実施形態に係る衝突検知処理について説明するための説明図である。
【図８】一実施形態に係る通信処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図９】情報処理モジュール間で送受信される信号の一例を示す説明図である。
【図１０】情報処理モジュール間で送受信される信号の他の例を示す説明図である。
【図１１】情報処理モジュール間で送受信される信号の他の例を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１３３】
１００          情報処理装置
１０２          第１の情報処理モジュール
１０３          接続部
１０４          第２の情報処理モジュール
１０６          シリアライザ／デシリアライザ（Ｍ）
１０８          シリアライザ／デシリアライザ（Ｄ）
１１２          エンコーダ
１１４          ドライバ
１１６、１３４  合成分配器
１１８          重畳部
１２０、１３６  レシーバ
１２２、１４０  デコーダ
１２４、１４８  送達確認部
１２６、１５０  衝突検知部
１２８、１５２  送信制御部
１３２          分離部
１３８          クロック検出部
１４２          バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2010141569.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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