(57)【要約】  信号伝送装置は、伝送路８にサイン波を出力するサイン波出力部１３３と、伝送路８上の信号を解析するネットワークアナライザ１４１、１６１と、前記解析に基づいてＳパラメータを測定するＳパラメータ測定部１９１と、Ｓパラメータに基づいて、振幅、強調特性及び等化特性の複数の組合せを選定する選定部１９２と、前記複数の組合せについて、伝送路８のＢＥＲ又はアイ開口を測定する測定部１６２、１６３と、前記測定に基づいて、１つの組合せを抽出して、当該振幅、強調特性及び等化特性を送信部３及び受信部４に設定する設定部１９３とを有する。
2009013790.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号を送信すると共に、前記信号の振幅及び強調特性を制御する送信信号制御手段を備える送信部と、
前記信号を受信すると共に、前記信号の等化特性を制御する受信信号等化手段を備える受信部と、
前記送信部と受信部とを接続し前記信号を伝送する伝送路と、
前記伝送路に信号を出力する信号出力部と、
前記受信信号等化手段を前記受信部から切り離した状態で、前記伝送路上の信号を解析するネットワークアナライザと、
前記ネットワークアナライザによる解析に基づいて、前記伝送路の周波数特性を測定する周波数特性測定部と、
前記周波数特性に基づいて、振幅、強調特性及び等化特性の複数の組合せを選定する選定部と、
前記複数の組合せについて、前記伝送路のＢＥＲ又はアイ開口の少なくとも一方を測定する測定部と、
前記ＢＥＲ又はアイ開口の測定に基づいて、前記複数の組合せの中から１つの組合せを抽出して、当該振幅、強調特性及び等化特性を前記送信部及び受信部に設定する設定部とからなる
ことを特徴とする信号伝送装置。
【請求項２】
当該信号伝送装置が、更に、
前記ネットワークアナライザによる信号の解析に先立って、前記受信信号等化手段を前記受信部から切り離す制御部を備える
ことを特徴とする請求項１記載の信号伝送装置。
【請求項３】
前記測定部は、前記伝送路のＢＥＲを測定するＢＥＲ測定部と、前記伝送路のアイ開口を測定するアイ開口測定部とからなり、
前記設定部は、前記ＢＥＲ及び前記アイ開口の測定に基づいて、前記複数の組合せの中から１つの組合せを抽出する
ことを特徴とする請求項１記載の信号伝送装置。
【請求項４】
前記測定部が、前記ＢＥＲの測定に基づいて、前記複数の組合せの中で、予め定められた値以下のＢＥＲを持つ１以上の組合せについて、アイ開口を測定し、
前記設定部が、前記アイ開口の測定に基づいて、前記複数の組合せの中から最大のアイ開口を持つ１つの組合せを抽出する
ことを特徴とする請求項３記載の信号伝送装置。
【請求項５】
前記選定部は、前記周波数特性に基づいて予め定められた選定条件を満たす１以上の振幅を選定し、前記周波数特性に基づいて予め定められた周波数帯域を持つ１以上の等化特性を選定し、前記選定された等化特性について、その中心値とその上下の複数の値とを前記等化特性として選定し、
前記測定部が、前記選定された１以上の振幅及び１以上の等化特性の組合せについて、前記ＢＥＲ及びアイ開口を測定する
ことを特徴とする請求項３記載の信号伝送装置。
【請求項６】
前記周波数特性は、Ｓパラメータからなり、
前記予め定められた選定条件は、前記Ｓパラメータのモデルにおいて定まるＳＤＤ２１パラメータを用いて定められた条件であり、
前記予め定められた周波数帯域は、前記ＳパラメータのモデルにおけるＳＤＤ１１パラメータの上限値以下の周波数である
ことを特徴とする請求項５記載の信号伝送装置。
【請求項７】
前記周波数特性は、Ｓパラメータからなり、
前記選定部は、前記周波数特性に加えて、予め用意された前記信号の取り得る複数の振幅と、予め用意された前記信号の取り得るアイ開口とに基づいて、前記１以上の振幅を選定する
ことを特徴とする請求項５記載の信号伝送装置。
【請求項８】
前記予め定められた選定条件は、前記周波数特性であるＳパラメータのモデルにおいて定まるＳＤＤ２１パラメータを用いて定められた条件であり、
前記予め定められた周波数帯域は、前記ＳパラメータのモデルにおけるＳＤＤ１１パラメータの上限値以下の周波数であり、
前記選定部は、前記Ｓパラメータに加えて、予め用意された前記信号の取り得る複数の振幅と、予め用意された前記信号の取り得るアイ開口とに基づいて、前記１以上の振幅を選定し、
前記測定部が、前記選定された１以上の振幅及び１以上の等化特性の組合せについて、前記ＢＥＲを測定し、前記ＢＥＲの測定に基づいて、前記組合せの中で、予め定められた値以下のＢＥＲを持つ１以上の組合せについて、アイ開口を測定し、
前記設定部が、前記アイ開口の測定に基づいて、前記複数の組合せの中から最大のアイ開口を持つ１つの組合せを抽出する
ことを特徴とする請求項５記載の信号伝送装置。
【請求項９】
前記信号出力部は、前記送信部に設けられ、サイン波を出力するサイン波出力部からなり、
前記測定部は、前記受信部に設けられ、
前記ネットワークアナライザは、前記送信部に設けられた第１ネットワークアナライザと、前記受信部に設けられた第２ネットワークアナライザとからなり、
前記周波数特性測定部は、前記第１及び第２ネットワークアナライザによる解析に基づいて、前記周波数特性であるＳパラメータを測定する
ことを特徴とする請求項１記載の信号伝送装置。
【請求項１０】
前記送信部は第１のＬＳＩに設けられ、前記受信部は前記第１のＬＳＩとは異なる第２のＬＳＩに設けられ、前記伝送路が前記第１及び第２のＬＳＩが実装された基板上の配線からなる
ことを特徴とする請求項９記載の信号伝送装置。
【請求項１１】
前記送信部は第１のＬＳＩに設けられ、前記受信部は前記第１のＬＳＩとは異なる第２のＬＳＩに設けられ、
前記第１のＬＳＩは第１の基板上に実装され、前記第２のＬＳＩは前記第１の基板とは異なる第２の基板上に実装され、
前記第１の基板と第２の基板とがコネクタにより接続され、前記伝送路が前記コネクタと前記第１及び第２の基板上の配線とからなる
ことを特徴とする請求項９記載の信号伝送装置。
【請求項１２】
当該信号伝送装置が、更に、
前記送信部と、受信部と、伝送路と、信号出力部と、ネットワークアナライザと、周波数特性測定部と、選定部と、測定部と、設定部とを１つの回路グループとして、複数の回路グループからなる
ことを特徴とする請求項１記載の信号伝送装置。
【請求項１３】
前記複数の回路グループの少なくとも１つの回路グループの送信部が第１のＬＳＩに設けられ、前記複数の回路グループの少なくとも他の１つの回路グループの受信部が前記第１のＬＳＩとは異なる第２のＬＳＩに設けられ、前記伝送路が前記第１及び第２のＬＳＩが実装された基板上の配線からなる
ことを特徴とする請求項１２記載の信号伝送装置。
【請求項１４】
当該信号伝送装置が、更に、
前記送信部と受信部との間に設けられ、双方向の通信を可能とするバスと、
前記バスに接続され、前記周波数特性測定部、選定部及び設定部を備えるコントローラとからなる
ことを特徴とする請求項１記載の信号伝送装置。
【請求項１５】
信号を送信すると共に、前記信号の振幅及び強調特性を制御する送信信号制御手段を備える送信部と、前記信号を受信すると共に、前記信号の等化特性を制御する受信信号等化手段を備える受信部と、前記送信部と受信部とを接続し前記信号を伝送する伝送路とからなる信号伝送装置における信号伝送方法において、
前記伝送路に信号出力部から信号を出力し、
前記伝送路上の信号を解析するネットワークアナライザにおいて、前記伝送路における前記信号の送受信を解析し、
周波数特性測定部において、前記解析に基づいて、前記伝送路の周波数特性を測定し、
選定部において、前記周波数特性に基づいて、信号の振幅、強調特性及び等化特性の複数の組合せを選定し、
測定部において、前記複数の組合せについて、前記伝送路のＢＥＲ又はアイ開口の少なくとも一方を測定し、
設定部において、前記ＢＥＲ又はアイ開口の測定に基づいて、前記複数の組合せの中から１つの組合せを抽出して、当該振幅、強調特性及び等化特性を前記送信部及び受信部に設定する
ことを特徴とする信号伝送方法。
【請求項１６】
前記選定部が、前記周波数特性に基づいて予め定められた選定条件を満たす１以上の振幅を選定し、前記周波数特性に基づいて予め定められた周波数帯域を持つ１以上の等化特性を選定し、前記選定された等化特性について、その中心値とその上下の複数の値とを前記等化特性として選定し、
前記測定部が、前記選定された１以上の振幅及び１以上の等化特性の組合せについて、前記ＢＥＲを測定し、前記ＢＥＲの測定に基づいて、前記複数の組合せの中で、予め定められた値以下のＢＥＲを持つ１以上の組合せについて、アイ開口を測定し、
前記設定部が、前記アイ開口の測定に基づいて、前記複数の組合せの中から最大のアイ開口を持つ１つの組合せを抽出する
ことを特徴とする請求項１５記載の信号伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号伝送装置及び方法に関し、特に、伝送される信号のロスやジッタが問題となる高速シリアル伝送を行う送受信回路における回路特性を最適化した信号伝送装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータやサーバ等の電子装置において、電気インタフェースは、パラレルインタフェースからシリアルインタフェースに移行しつつある。シリアルインタフェースでは、高周波帯域を使用するため、安定な伝送波形を得る必要がある。このため、伝送路のロス、ジッタ、ノイズ、製造に起因する特性のばらつき（製造ばらつき）等を適切に検出し、これに基づいて通信回路を制御することが必要となる。【０００３】
なお、通信装置が符号誤り発生に係わる劣化要因の状態を検出して、対向通信装置に伝達することにより、前記劣化要因を遠隔地で検知するパルス識別劣化検知方式が提案されている（特許文献１参照）。【０００４】
また、受信回路において受信路を経た受信信号に基づいて等化特性を検出し、この等化特性と最適等化特性との差を求め、送信回路において当該差に基づいて等化特性を制御する伝送信号等化システムが提案されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開昭６４−０１６０４８号公報
【特許文献２】特開２００４−３５６７８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電気インタフェースは、図１０に示すように、例えば、信号（波形）を送出する送信ＬＳＩ１０２と、プリント基板１０１やコネクタ（又はケーブル）１０６で構成される伝送路と、信号を受信する受信ＬＳＩ１０２とからなる。このような電気インタフェースの設計においては、送受信（送信部１０３及び受信部１０４）の能力、素子や材料の特性ばらつき、伝送路を構成する各要素の特性やノイズ等を考慮し、最適な伝送品質を得る必要がある。この場合、考慮すべき項目の一例として、例えば、送信性能、受信性能、ＬＳＩや材料や特性の製造ばらつき、電源ノイズ、クロストークノイズ、反射、プリント基板の配線や接続部分、ケーブル、コネクタ、送信及び受信ＬＳＩのパッケージのロス等が挙げられる。【０００６】
これらのロス及びジッタは、計算により求めることができる。また、予め各要素、ノイズ、製造ばらつき等を想定したモデルを作成し、これを用いて、振幅、強調特性（エンファシス）、等化特性を種々の値に設定して、伝送波形のプレ解析を行なう。そして、このような計算やプレ解析に基づいて、所定の値以上のロス及びジッタとならないように、電子装置を設計する。その後、当該電子装置の評価において、最適な伝送波形や伝送品質が得られるように、振幅、強調特性、等化特性を手動により設定する。これにより、当該電子装置について、最適な振幅、強調特性、等化特性を得られるので、これらの値を当該電子装置に設定すれば良い。【０００７】
しかし、量産される電子装置（量産装置）においては、製造ばらつきの影響が、プロトタイプの電子装置よりも顕著化する。即ち、量産装置の特性は、個々に異なり、一様に最適化することはできない。このため、必ずしも量産前の当該電子装置の評価により得た振幅、強調特性、等化特性が最適とは言えない。また、製造ばらつきの要因は多数であるため、その全てを考慮した送信及び受信ＬＳＩの振幅、強調特性、等化特性の最適化は非常に困難である。【０００８】
そこで、実際には、量産装置の出荷検査時において、個々の量産装置ごとに、振幅、強調特性、等化特性の設定を行う必要性がある。このため、量産装置の出荷に膨大な工数が必要となっている。【０００９】
本発明は、伝送される信号のロスやジッタが問題となる高速シリアル伝送を行う送受信回路における回路特性を最適化した信号伝送装置を提供することを目的とする。【００１０】
また、本発明は、伝送される信号のロスやジッタが問題となる高速シリアル伝送を行う送受信回路における回路特性を最適化した信号伝送方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の信号伝送装置は、信号を送信すると共に、前記信号の振幅（Ａｍｐ）及び強調特性（Ｅｍｐｈａｓｉｓ）を制御する送信信号制御手段を備える送信部と、前記信号を受信すると共に、前記信号の等化特性（ＥＱ）を制御する受信信号等化手段を備える受信部と、前記送信部と受信部とを接続し前記信号を伝送する伝送路と、前記伝送路に信号を出力する信号出力部と、前記受信信号等化手段を前記受信部から切り離した状態で、前記伝送路上の信号を解析するネットワークアナライザと、前記ネットワークアナライザによる解析に基づいて、前記伝送路の周波数特性を測定する周波数特性測定部と、前記周波数特性に基づいて、振幅、強調特性及び等化特性の複数の組合せを選定する選定部と、前記複数の組合せについて、前記伝送路のＢＥＲ（ビットエラーレート）又はアイ開口の少なくとも一方を測定する測定部と、前記ＢＥＲ又はアイ開口の測定に基づいて、前記複数の組合せの中から１つの組合せを抽出して、当該振幅、強調特性及び等化特性を前記送信部及び受信部に設定する設定部とからなる。【００１２】
また、好ましくは、本発明の一実施態様において、当該信号伝送装置が、更に、前記ネットワークアナライザによる信号の解析に先立って、前記受信信号等化手段を前記受信部から切り離す制御部を備える。【００１３】
また、好ましくは、本発明の一実施態様において、前記測定部は、前記伝送路のＢＥＲを測定するＢＥＲ測定部と、前記伝送路のアイ開口を測定するアイ開口測定部とからなり、前記設定部は、前記ＢＥＲ及び前記アイ開口の測定に基づいて、前記複数の組合せの中から１つの組合せを抽出する。【００１４】
また、好ましくは、本発明の一実施態様において、前記選定部は、前記周波数特性に基づいて予め定められた選定条件を満たす１以上の振幅を選定し、前記周波数特性に基づいて予め定められた周波数帯域を持つ１以上の等化特性を選定し、前記選定された等化特性について、その中心値とその上下の複数の値とを前記等化特性として選定し、前記測定部が、前記選定された１以上の振幅及び１以上の等化特性の組合せについて、前記ＢＥＲ及びアイ開口を測定する。【００１５】
また、好ましくは、本発明の一実施態様において、前記予め定められた選定条件は、前記周波数特性であるＳパラメータのモデルにおいて定まるＳＤＤ２１パラメータを用いて定められた条件であり、前記予め定められた周波数帯域は、前記ＳパラメータのモデルにおけるＳＤＤ１１パラメータの上限値以下の周波数であり、前記選定部は、前記Ｓパラメータに加えて、予め用意された前記信号の取り得る複数の振幅と、予め用意された前記信号の取り得るアイ開口とに基づいて、前記１以上の振幅を選定し、前記測定部が、前記選定された１以上の振幅及び１以上の等化特性の組合せについて、前記ＢＥＲを測定し、前記ＢＥＲの測定に基づいて、前記組合せの中で、予め定められた値以下のＢＥＲを持つ１以上の組合せについて、アイ開口を測定し、前記設定部が、前記アイ開口の測定に基づいて、前記複数の組合せの中から最大のアイ開口を持つ１つの組合せを抽出する。【００１６】
また、好ましくは、本発明の一実施態様において、前記信号出力部は、前記送信部に設けられ、サイン波を出力するサイン波出力部からなり、前記測定部は、前記受信部に設けられ、前記ネットワークアナライザは、前記送信部に設けられた第１ネットワークアナライザと、前記受信部に設けられた第２ネットワークアナライザとからなり、前記周波数特性測定部は、前記第１及び第２ネットワークアナライザによる解析に基づいて、前記周波数特性であるＳパラメータを測定する。【００１７】
また、好ましくは、本発明の一実施態様において、前記送信部は第１のＬＳＩに設けられ、前記受信部は前記第１のＬＳＩとは異なる第２のＬＳＩに設けられ、前記伝送路が前記第１及び第２のＬＳＩが実装された基板上の配線からなる。【００１８】
また、好ましくは、本発明の一実施態様において、前記送信部は第１のＬＳＩに設けられ、前記受信部は前記第１のＬＳＩとは異なる第２のＬＳＩに設けられ、前記第１のＬＳＩは第１の基板上に実装され、前記第２のＬＳＩは前記第１の基板とは異なる第２の基板上に実装され、前記第１の基板と第２の基板とがコネクタにより接続され、前記伝送路が前記コネクタと前記第１及び第２の基板上の配線とからなる。【００１９】
また、好ましくは、本発明の一実施態様において、当該信号伝送装置が、更に、前記送信部と受信部との間に設けられ、双方向の通信を可能とするバスと、前記バスに接続され、前記周波数特性測定部、選定部及び設定部を備えるコントローラとからなる。【００２０】
本発明の信号伝送方法は、信号を送信すると共に、前記信号の振幅及び強調特性を制御する送信信号制御手段を備える送信部と、前記信号を受信すると共に、前記信号の等化特性を制御する受信信号等化手段を備える受信部と、前記送信部と受信部とを接続し前記信号を伝送する伝送路とからなる信号伝送装置における信号伝送方法であって、前記伝送路に信号出力部から信号を出力し、前記伝送路上の信号を解析するネットワークアナライザにおいて、前記伝送路における前記信号の送受信を解析し、周波数特性測定部において、前記解析に基づいて、前記伝送路の周波数特性を測定し、選定部において、前記周波数特性に基づいて、信号の振幅、強調特性及び等化特性の候補値の複数の組合せを選定し、測定部において、選定された前記複数の組合せについて、前記伝送路のＢＥＲ又はアイ開口の少なくとも一方を測定し、設定部において、測定された前記ＢＥＲ又はアイ開口とに基づいて、前記複数の組合せの中から信号の振幅、強調特性及び等化特性の組合せを抽出して、当該振幅、強調特性及び等化特性を前記送信部及び受信部に設定する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の信号伝送装置及び信号伝送方法によれば、伝送路に信号（例えば、サイン波）を出力する。これにより、伝送路の伝送特性を表す周波数特性（例えば、Ｓパラメータ）を実際に測定することができる。そして、測定した周波数特性に基づいて、振幅、強調特性及び等化特性の複数の組合せを選定する。これにより、最適解を含むと考えられる複数の組合せを効率良く選定することができる。更に、この複数の組合せについて、伝送路の伝送品質を表すＢＥＲ又はアイ開口を実際に測定し、測定したＢＥＲ又はアイ開口に基づいて、前記複数の組合せの中から１つの組合せを抽出する。これにより、実際の伝送品質が最も優れた組合せを抽出して、当該振幅、強調特性及び等化特性を設定することができる。【００２２】
これにより、ロス及びジッタの計算やプレ解析に基づいて、電子装置において伝送される信号の振幅、強調特性、等化特性を、手動によることなく、実際の測定に基づいて、設定することができる。これにより、最適な振幅、強調特性、等化特性を設定することができ、最適な伝送波形や伝送品質を得ることができる。【００２３】
また、本発明の一実施態様によれば、ネットワークアナライザによる信号の解析に先立って、受信信号等化手段（例えば、イコライザ）を受信部から切り離す。これにより、伝送路を伝送された信号の透過特性及び反射特性等の周波数特性（例えば、Ｓパラメータ）を、正確に解析することができる。【００２４】
また、本発明の一実施態様によれば、伝送路のＢＥＲ及びアイ開口の両者を測定し、この両者の測定の結果に基づいて、１つの組合せを抽出する。これにより、効率良く、かつ正確に、実際の伝送品質が最も優れた組合せを抽出することができる。【００２５】
また、本発明の一実施態様によれば、周波数特性に基づいて１以上の振幅と１以上の等化特性とを選定し、選定された等化特性について複数の等化特性を選定し、選定した振幅及び等化特性の組合せについて、ＢＥＲ及びアイ開口の両者を測定する。これにより、周波数特性に基づいて、最適解を含むと考えられる複数の組合せを効率良く選定することができ、その結果、伝送品質が最も優れた組合せを効率良く抽出することができる。【００２６】
また、本発明の一実施態様によれば、周波数特性であるＳパラメータのモデルにおいて定まるＳＤＤ１１及びＳＤＤ２１パラメータを用いて振幅及び等化特性の組合せを選定し、かつ、Ｓパラメータに加えて、予め用意された複数の振幅及びアイ開口とに基づいて振幅を選定する。これにより、最適解を含むと考えられる複数の組合せを効率良く選定することができる。また、前記複数の組合せについて、ＢＥＲを測定した結果に基づいてアイ開口を測定する。これにより、効率良くアイ開口を測定することができる。また、アイ開口の測定の結果に基づいて、最大のアイ開口を持つ振幅、強調特性、等化特性の組合せを抽出する。これにより、最適な振幅、強調特性、等化特性を設定することができる。以上の結果、実際の伝送品質が最も優れた組合せを効率良く抽出することができる。【００２７】
また、本発明の一実施態様によれば、信号出力部であるサイン波出力部は送信部に設けられ、測定部は受信部に設けられ、ネットワークアナライザは送信部及び受信部に設けられる。これにより、サイン波を実際の伝送の方向に出力して、周波数特性を測定することができ、また、ＢＥＲ及びアイ開口を測定することができる。【００２８】
また、本発明の一実施態様によれば、送信部は第１のＬＳＩに設けられ、受信部は第２のＬＳＩに設けられる。これにより、異なるＬＳＩの間における信号の伝送について、最適な振幅、強調特性、等化特性を設定することができ、最適な伝送波形や伝送品質を得ることができる。【００２９】
また、本発明の一実施態様によれば、送信部は第１の基板上に実装された第１のＬＳＩに設けられ、受信部は第２の基板上に実装された第２のＬＳＩに設けられる。これにより、異なる基板上に実装された異なるＬＳＩの間における信号の伝送について、最適な振幅、強調特性、等化特性を設定することができ、最適な伝送波形や伝送品質を得ることができる。【００３０】
また、本発明の一実施態様によれば、信号伝送装置が、送信部と受信部との間に設けられたバスを有し、周波数特性測定部、選定部及び設定部を備えるコントローラを有する。これにより、バスを介して送信部及び受信部を制御することにより、周波数特性を測定することができ、ＢＥＲ及びアイ開口を測定することができ、また、当該信号伝送装置（ＬＳＩ）の外部に周波数特性、ＢＥＲ及びアイ開口を測定する手段を用意することなく、周波数特性、ＢＥＲ及びアイ開口を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の信号伝送装置の一例を示す構成図である。
【図２】本発明の信号伝送装置の構成を示す構成図である。
【図３】本発明の信号伝送装置の構成を示す構成図である。
【図４】本発明の信号伝送装置の構成を示す構成図である。
【図５】本発明の信号伝送装置の構成を示す構成図である。
【図６】本発明の信号伝送最適化処理の説明図である。
【図７】本発明の信号伝送最適化処理の説明図である。
【図８】本発明の信号伝送最適化処理の説明図である。
【図９】本発明の信号伝送最適化処理のフローチャートである。
【図１０】従来の信号伝送装置を示す構成図である。
【符号の説明】
【００３２】
３    送信部
４    受信部
８    伝送路
９    バス
１５    イコライザ（ＥＱ）
１８    メモリ
１９    コントローラ
１３１    振幅制御部
１３２    強調制御部
１３３    サイン波出力部
１３４    ＰＢＲＳ発生部
１３５    出力情報記録部
１４１    第１ネットワークアナライザ
１６１    第２ネットワークアナライザ
１６２    アイ開口測定部
１６３    ＢＥＲ測定部
１７１    等化情報記録部
１７２    アイ開口情報記録部
１９１    Ｓパラメータ測定部
１９２    選定部
１９３    設定部
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
図１は、本発明の信号伝送装置の一例を示す構成図であり、本発明の適用されるパーソナルコンピュータやサーバ等の電子装置の構成を示す。【００３４】
例えばパーソナルコンピュータ（即ち、信号伝送装置）は、１又は複数のプリント基板１と、これらの間を接続するコネクタ６とからなる。各々のプリント基板１上には、１又は複数のＬＳＩ２（即ち、１個の半導体装置、半導体チップ、又は集積回路）が実装される。各々のＬＳＩ２は、送信部３と、受信部４と、信号処理部５とからなる。【００３５】
各々のＬＳＩ２を区別する場合には、一方のＬＳＩ２を「２Ａ」と表し、他方のＬＳＩ２を「２Ｂ」と表す。送信部３等についても同様である。【００３６】
信号処理部５は、予め定められた処理を実行して、所定の信号を生成し、これを送信部３へ送る。当該処理は、ＬＳＩ２ごとに予め定められ、ＬＳＩ２ごとに異なる（同一であっても良い）。送信部３は、信号処理部５から受け取ったパラレル信号に基づいて、所定のシリアル伝送のプロトコルに従うシリアル信号を生成して、伝送路８を介して、他のＬＳＩ２の受信部４に送信する。受信部４は、受信したシリアル信号に基づいて、所定のパラレル信号を生成し、これを信号処理部５へ送る。信号処理部５は、予め定められた処理を実行する。【００３７】
各々の伝送路８は、プリント基板１上の配線と、コネクタ６（の内部の配線）とからなる。伝送路８にはコンデンサ７が直列に挿入される。コンデンサ７は、送信部３（のＬＳＩ２）と受信部４（のＬＳＩ２）とを電気的に分離する。（デカップリング）コンデンサ７は、プリント基板１Ｂ上に設けられるが、プリント基板１Ａ上又はプリント基板１Ａ上及び１Ｂ上の双方に設けるようにしても良い。伝送路８における伝送の方向は、双方向ではなく、送信部３から受信部４への一方向とされる。伝送路８上を伝送される信号について、その振幅、強調特性及び等化特性が、本発明により最適な値に設定される。【００３８】
ＬＳＩ２Ａは、ある伝送路８については信号を送信する側であり、他の伝送路８については信号を受信する側である。各々のＬＳＩ２において、送信部３Ａ及び３Ｂは相互に同様の構成を備え、受信部４Ａ及び４Ｂは相互に同様の構成を備える。【００３９】
この例では、送信部３Ａは第１のＬＳＩ２Ａに設けられ、受信部４Ｂは第１のＬＳＩ２Ａとは異なる第２のＬＳＩ２Ｂに設けられる。伝送路８は、第１及び第２のＬＳＩ２Ａ及び２Ｂが実装されたプリント基板１Ａ及び１Ｂ上の配線からなる。また、この例では、第１のＬＳＩ２Ａは第１のプリント基板１Ａ上に実装され、第２のＬＳＩ２Ｂは第１のプリント基板１Ａとは異なる第２のプリント基板１Ｂ上に実装される。第１及び第２のプリント基板１Ａ及び１Ｂがコネクタ６により接続される。【００４０】
なお、各々のＬＳＩ２が、送信部３又は受信部４のみを備えるようにしても良い。また、送信部３及び受信部４が、同一のＬＳＩ２上に設けられるようにしても良い。また、第１及び第２のＬＳＩ２が、同一のプリント基板１上に実装されるようにしても良い。【００４１】
図２は、本発明の信号伝送装置の構成を示す構成図であり、伝送路８により接続される一対の送信部３（３Ａ）及び受信部４（４Ｂ）の構成を示す。なお、図２においては、プリント基板１及びＬＳＩ２の表示を省略している。【００４２】
送信部３は、信号を送信すると共に、信号の振幅及び強調特性を制御する送信信号制御手段である信号形成部１３を備える。受信部４は、信号を受信すると共に、信号の等化特性を制御する受信信号等化手段であるイコライザ（ＥＱ）１５を備える。あるＬＳＩ２Ａの送信部３Ａは、伝送路８を介して、他のＬＳＩ２Ｂの送信部３Ｂと接続され、これへ信号を伝送する。即ち、当該送信部３Ａと受信部４Ｂとは、伝送路８によるシリアル信号の伝送に関して対をなす（対応している）。【００４３】
送信部３は、信号形成部１３と、複数の（差動）出力ポートを備える出力部（出力回路）１４とからなる。信号形成部１３は、信号処理部５からの信号に基づいて、他のＬＳＩ２の受信部４に送信されるべき所定の信号（シリアル信号）を形成して、出力部１４に送る。出力部１４は、伝送路８上に所定のシリアル信号を出力する。出力部１４から出力された信号は、伝送路８上を伝送されて、他のＬＳＩ２の受信部４のイコライザ１５に到達する。【００４４】
受信部４は、イコライザ（ＥＱ）１５と、複数の入力ポートを備える入力部（入力回路）１６と、信号復元部１７とからなる。イコライザ１５は、入力部１６の前段に設けられ、伝送路８の出力インピーダンスと入力部１６の入力インピーダンスとを等化する。入力部１６は、伝送路８から所定のシリアル信号を受信して、信号復元部１７へ送る。信号復元部１７は、入力部１６からの信号に基づいて、所定の信号（パラレル信号）を復元して信号処理部５に送る。【００４５】
複数のＬＳＩ２の間は、伝送路８により接続される。伝送路８上を伝送される信号は、例えば高速のシリアル信号である。各々の伝送路８は、実際には、１対の差動伝送路からなる。即ち、ポート１とポート２、ポート１とポート２とは、各々、差動ポートである。ポート１とポート３との間の伝送路８１とポート２とポート４との間の伝送路８２とは、１対の差動伝送路である。伝送路８１及び８２上を伝送されるシリアル信号は差動信号である。１対の差動伝送路８１及び８２は、（シングルエンド）ポート１〜４を端子とする２ポート回路（ネットワーク）を構成する。【００４６】
伝送路８は、例えば、パーソナルコンピュータやサーバで使用されるＰＣＩ  Ｅｘｐｒｅｓｓからなる。これはＰＣＩ又はＰＣＩ−Ｘから移行したものである。また、伝送路８は、ＨＤＤやＣＤ−ＲＯＭ等のストレージデバイスへの接続に使用されるＳｅｒｉａｌ  ＡＴＡからなるようにしても良い。これはＡＴＡから移行したものである。また、伝送路８は、Ｓｅｒｉａｌ  Ａｔｔａｃｈｅｄ  ＳＣＳＩからなるようにしても良い。これはＳＣＳＩから移行したものである。【００４７】
送信部３と受信部４との間には、伝送路８の他に、制御信号の送受信のために、双方向の通信を可能とするバス９が設けられる。バス９は例えば３２ビット幅又は６４ビット幅のパラレルバスであり、バス９上で送受信される信号はパラレル信号である。従って、このコンピュータは、相互の間がシリアルバス８とパラレルバス９とで接続された複数のＬＳＩ２からなる。【００４８】
バス９は、当該伝送路８を介して対となる送信部３と受信部４との間における双方向の通信を可能とする。即ち、１組の送信部３、伝送路８及び受信部４につき、１本のバス９が設けられる。バス９は、コネクタ１０（及びケーブル１２）を備え、これを介して、制御用のコンピュータ１１が接続される。バス９とコネクタ１０との間はバス９’により接続される。コネクタ１０は、いずれのプリント基板１に設けられても良い。【００４９】
送信部３には、ＣＰＵからなるコントローラ１９と、コントローラ１９が用いるメモリ１８とが設けられる。コントローラ１９及びメモリ１８はバス９に接続される。また、バス９には、信号形成部１３、出力部１４、イコライザ１５、入力部１６、信号復元部１７が接続される。これにより、これらの回路１３〜１７は、バス９を介して、コントローラ１９により制御される。バス９を介して送受信される制御信号はパラレル信号である。コンピュータ１１は、バス９等を介してコントローラ９に接続され、これを制御することにより結果として回路１３〜１７を制御する。【００５０】
送信部３及び受信部４（及び信号処理部５）は、ＬＳＩ２の本来の機能を実現するための回路である。これに対して、コントローラ１９及びメモリ１８は、本発明に従って、振幅、強調特性及び等化特性を設定する処理を実行するための回路である。【００５１】
コントローラ１９及びメモリ１８は、受信部４に設けるようにしても良い。即ち、対となる送信部３又は受信部４のいずれか一方に設けられる。又は、コントローラ１９及びメモリ１８は、これらを適宜分割して、送信部３又は受信部４の双方に設けるようにしても良い。【００５２】
図３は、本発明の信号伝送装置の構成を示す構成図であり、ＬＳＩ２の送信部３の構成を示す。【００５３】
送信部３は、前述のように、信号形成部１３と、出力部１４とからなる。信号形成部１３は、振幅制御部１３１と、強調制御部１３２と、サイン波出力部１３３と、ＰＢＲＳ発生部１３４と、出力情報記録部１３５とからなる。出力部１４は、複数の（差動）出力ポートの他に、第１ネットワークアナライザ１４１を備える。【００５４】
振幅制御部１３１は、出力部１４から出力される信号の振幅（の値）を定める。即ち、ＰＢＲＳ発生部１３４からのビットクロック又は通常伝送時のクロックの振幅が定められる。振幅制御部１３１に設定される振幅（の値）は、後述するように、コントローラ１９の設定部１９３により設定される。【００５５】
強調制御部１３２は、出力部１４から出力される信号の強調特性を定める。即ち、ＰＢＲＳ発生部１３４からのビットクロック又は通常伝送時のクロックの強調特性が定められる。強調制御部１３２に設定される強調特性は、設定部１９３により設定される。【００５６】
サイン波出力部１３３は、信号出力部であり、コントローラ１９の制御に従って、最適化処理時において、出力信号としてのサイン波を形成して、これを出力部１４に出力する。これに応じて、出力部１４はサイン波の差動信号を形成してポート１及び２から出力する。これにより、サイン波出力部１３３は、伝送路８上にサイン波（差動信号）を出力する。サイン波出力部１３３に代えて、他の波形の信号を形成して伝送路８に出力する信号出力部を設けるようにしても良い。【００５７】
なお、図６に示すＳパラメータの測定のために、出力されるサイン波は、例えば予め定められた振幅（強調処理なし）で出力される。この値は、必要に応じてＳパラメータ測定部１９１に送られる。この時、サイン波の周波数は、図８に示すように変化させる必要があるが、実際には、経験的に定まる実用的な周波数の範囲とされる（例えば１０００〜３０００ＭＨｚのようにＳＤＤ１１とＳＤＤ２１とが近い値を取る範囲）。この時の上限値は、例えば後述するＳＤＤ１１−ｌｍｔであっても良い。また、通常の信号伝送時においては、信号形成部１３が信号処理部５からの信号に基づいて出力信号を形成して出力部１４にする。【００５８】
ＰＢＲＳ発生部１３４は、コントローラ１９の制御に従って、ＢＥＲ測定時において、後述するＢＥＲ測定部１６３によるＢＥＲの測定のための種々のビットパターンのビットクロックを生成して、これを出力部１４に出力する。これにより、ＢＥＲの測定時において、出力部１４からＢＥＲの測定のためのビットクロック（差動信号）が出力される。なお、通常の伝送時は、信号形成部で形成されたパルス波が出力部１４から出力される。【００５９】
出力情報記録部１３５は、出力部１４がその出力ポートから伝送路８に出力することができる信号についての情報（出力情報）を、予め記録する。即ち、当該出力部１４（送信部３）の出力特性についての特性情報（即ち、出力部１４の規格）を記憶する。この情報は、例えば出力部１４が取り得る複数の振幅、強調特性等からなる。【００６０】
ネットワークアナライザは、送信部３に設けられる第１ネットワークアナライザ１４１と、受信部４に設けられる第２ネットワークアナライザ１６１（後述する）とからなる。ネットワークアナライザ１４１、１６１は、コントローラ１９の制御に従って、最適化処理時において、イコライザ１５を受信部４から切り離した状態で、伝送路８上の信号を解析する。即ち、伝送路８におけるサイン波の送受信を解析する。特に、第１ネットワークアナライザ１４１は、イコライザ１５を受信部４から切り離した状態で、伝送路８における反射及びクロストーク（ＳＤＤ１１；入力差動反射損失）を解析する（算出する）。イコライザ１５は、後述するように、ネットワークアナライザ１４１、１６１による解析に先立って、受信部４から切り離される。イコライザ１５を受信部４から切り離すことにより、伝送路８における反射特性を解析することができる。【００６１】
図４は、本発明の信号伝送装置の構成を示す構成図であり、ＬＳＩ２の受信部４の構成を示す。【００６２】
受信部４は、前述のように、イコライザ１５と、入力部１６と、信号復元部１７とからなる。入力部１６は、複数の（差動）入力ポートの他に、第２ネットワークアナライザ１６１と、アイ開口測定部１６２と、ＢＥＲ（ビットエラーレート）測定部１６３とからなる。アイ開口測定部１６２とＢＥＲ測定部１６３とで測定部を構成する。信号復元部１７は、等化情報記録部１７１と、アイ開口情報記録部１７２とからなる。【００６３】
第２ネットワークアナライザ１６１は、受信部４に設けられ、イコライザ１５を受信部４から切り離した状態で、伝送路８における透過及びクロストーク（ＳＤＤ２１；入力差動挿入損失）を解析する（算出する）。イコライザ１５を受信部４から切り離すことにより、伝送路８における透過特性を解析することができる。【００６４】
測定部１６２、１６３は、コントローラ１９の制御に従って、最適化処理時において、選定部１９２により選定された振幅、強調特性及び等化特性の組合せについて、伝送路のＢＥＲ（ビットエラーレート）又はアイ開口の少なくとも一方を測定する。前記組合せについては、後述する。【００６５】
この例では、測定部１６２、１６３が、選定部１９２により選定された１以上の振幅及び１以上の等化特性の組合せについて、ＢＥＲ及びアイ開口の双方を測定する。即ち、コントローラ１９の制御に従って、最適化処理時において、ＢＥＲ測定部１６３が伝送路８のＢＥＲを測定し、このＢＥＲの測定に基づいて、アイ開口測定部１６２が、前記組合せの中で予め定められた値以下のＢＥＲを持つ１以上の組合せについて、伝送路８のアイ開口を測定する。【００６６】
等化情報記録部１７１は、対応するイコライザ１５の等化特性についての情報（等化情報）を、予め記録する。即ち、当該イコライザ１５の取り得る複数の等化特性（即ち、イコライザ１５の規格）を記憶する。【００６７】
アイ開口情報記録部１７２は、入力部１６におけるアイ開口についての情報（アイ開口情報）を、予め記録する。即ち、当該入力部１６の取り得る複数のアイ開口（即ち、入力部１６の規格）を記憶する。【００６８】
図５は、本発明の信号伝送装置の構成を示す構成図であり、送信部３に設けられるコントローラ１９及びメモリ１８の構成を示す。【００６９】
メモリ１８は、出力情報１８１、等化情報１８２、アイ開口情報１８３、ＳＤＤ−ｌｍｔ（の値）１８４、選定された出力振幅１８５、選定されたイコライザ（ＥＱ）及び候補１８６、抽出された組合せ１８７を格納する。コントローラ１９は、Ｓパラメータ測定部１９１と、選定部１９２、設定部１９３とからなる。【００７０】
出力情報１８１は、処理の開始に先立って、コントローラ１９により、出力情報記録部１３５から読み出されて、格納される。等化情報１８２は、処理の開始に先立って、コントローラ１９により、等化情報記録部１７１から読み出されて、格納される。アイ開口情報１８３は、処理の開始に先立って、コントローラ１９により、アイ開口情報記録部１７２から読み出されて、格納される。【００７１】
ＳＤＤ−ｌｍｔ（の値）１８４は、処理の開始に先立って、コントローラ１９により、格納される。ＳＤＤ−ｌｍｔ１８４は、コンピュータ１１からコントローラ１９に入力される。【００７２】
選定された出力振幅１８５は、コントローラ１９の選定部１９２により選定された出力振幅（の値）であり、本発明の処理により得られる。選定されたイコライザ（ＥＱ）及び候補１８６は、選定部１９２により選定された等化特性（イコライザ１５の中心周波数）及び候補（周波数）であり、本発明の処理により得られる。抽出された組合せ１８７は、選定部１９２により抽出された振幅、強調特性及び等化特性の組合せであり、本発明の処理により得られる。【００７３】
コントローラ１９は、コネクタ１０及び配線１２を介してバス９に接続されたコンピュータ１１から、予め定められた特定の命令の入力によって起動され、最適化処理を開始する。この時、特定の命令と共に、前述のように、ＳＤＤ−ｌｍｔ１８４が与えられる。【００７４】
Ｓパラメータ測定部１９１は、第１及び第２ネットワークアナライザ１４１及び１６１による解析に基づいて、伝送路８のＳパラメータを測定する（算出する）。このため、第１及び第２ネットワークアナライザ１４１及び１６１は、バス９を介して、測定したデータをコントローラ１９のＳパラメータ測定部１９１へ送信する。Ｓパラメータは、伝送路８の周波数特性（ｄＢ）を表すパラメータである。Ｓパラメータ測定部１９１に代えて、伝送路８の周波数特性を表す他のパラメータを測定する周波数特性測定部を設けるようにしても良い。【００７５】
選定部１９２は、種々の（複数の）測定値に基づいて信号伝送の処理（最適化処理）を行うことにより、最適化された設定値を算出する。即ち、選定部１９２は、Ｓパラメータ測定部１９１により測定されたＳパラメータに基づいて、振幅、強調特性及び等化特性の複数の組合せを選定し、これを抽出された組合せ１８７として格納する。なお、強調特性を組合せから外すようにしても良い。即ち、振幅及び等化特性の複数の組合せを選定するようにしても良い。【００７６】
具体的には、選定部１９２は、Ｓパラメータに基づいて予め定められた選定条件を満たす１以上の振幅を選定し、これを選定された出力振幅１８５に格納する。また、選定部１９２は、Ｓパラメータに基づいて予め定められた周波数帯域を持つ１以上の等化特性を選定し、更に、選定された等化特性について、その中心値とその上下の複数の値とを前記等化特性として選定し、これを選定されたＥＱ及び候補１８６に格納する。【００７７】
ここで、予め定められた選定条件は、Ｓパラメータのモデルにおいて定まるＳＤＤ１１パラメータ（反射特性を表すパラメータ）を用いて定められた条件である。予め定められた周波数帯域は、ＳパラメータのモデルにおけるＳＤＤ１１パラメータの上限値（ＳＤＤ１１−ｌｍｔ）以下の周波数である。【００７８】
なお、この例においては、選定部１９２は、Ｓパラメータに加えて、予め用意された信号の取り得る複数の振幅と、予め用意された信号の取り得るアイ開口（の値）とに基づいて、１以上の振幅を選定する。【００７９】
設定部１９３は、ネットワークアナライザ１４１、１６１による信号の解析に先立って、受信信号等化手段であるイコライザ１５を受信部４から切り離す（即ち、イコライザ１５をオフする）。設定部１９３はイコライザ１５の制御部でもある。なお、選定部１９２がイコライザ１５を制御するようにしても良い。【００８０】
また、設定部１９３は、選定部１９２により算出された（最適化された）設定値を設定する。このために、設定部１９３は、Ｓパラメータ測定部１９１及び選定部１９２を制御する。【００８１】
また、設定部１９３は、測定部１６２、１６３によるＢＥＲ又はアイ開口の測定に基づいて、選定部１９２により選定された前記複数の組合せの中から１つの組合せを抽出して、当該振幅、強調特性及び等化特性を、送信部３及び受信部４に設定する。即ち、振幅は振幅制御部１３１に設定され、強調特性は強調制御部１３２に設定され、イコライザ１５の等化特性が選択される。この例では、設定部１９３は、ＢＥＲ及びアイ開口の双方の測定に基づいて、前記複数の組合せの中から１つの組合せを抽出する。この時、アイ開口の測定に基づいて、前記複数の組合せの中から最大のアイ開口を持つ１つの組合せが、抽出され、設定される。【００８２】
以上のように、本発明において、コントローラ１９は、イコライザ１５のオフによるネットワークアナライザ１４１、１６１の測定によりＳパラメータを抽出し、このＳパラメータ特性から、最適と予想される振幅、強調特性、等化特性の各々の設定候補を、例えば各々３種類（複数、例えば５種類であっても良い）選定する。なお、前述のように、振幅、強調特性、等化特性の取り得る値は予め格納される。振幅及び強調特性については、減衰特性に基づいて選定される。イコライザ１５としては、全てのイコライザの中心周波数におけるＳパラメータ特性ＳＤＤ２１、ＳＤＤ１１の値を読み取ることにより、ＳＤＤ１１≦Ｎ［ｄＢ］以下の、反射が小さい中心周波数を持つイコライザが選定される。Ｎは、経験的に定まる値であり、例えば１２〜１５［ｄＢ］である。イコライザ１５は、Ｍ＝−[ ＳＤＤ１１（読み取り値）＋Ｎ］［ｄＢ］だけ増幅することで、反射成分を一定値以下に抑制しながら、減衰特性ＳＤＤ２１を改善することができる。【００８３】
図６は、本発明の信号伝送最適化処理の説明図であり、ＳＤＤ２１（透過特性を表すパラメータ）及びＳＤＤ１１について示す。図６において、縦軸は減衰（ｄＢ）を表し、横軸は周波数（ＭＨｚ）を表す。図６から判るように、周波数が低い場合にはＳＤＤ２１がＳＤＤ１１よりも大きい値をとるが、周波数が高い場合にはＳＤＤ２１がＳＤＤ１１よりも小さい値をとる。【００８４】
Ｓパラメータも装置ごとに異なる。そこで、ＳＤＤ２１及びＳＤＤ１１が、共に、比較的大きな値となるように、イコライザ１５等を選択する。これにより、最適であろうと思われるイコライザ１５を選択することができる。【００８５】
図７は、本発明の信号伝送最適化処理の説明図であり、イコライザ１５の周波数特性について示す。図７において、縦軸はゲインを表し、横軸は周波数を表す。図７から判るように、イコライザ１５の周波数特性は、ある周波数（即ち、中心周波数）においてゲインが最も大きくなる。【００８６】
イコライザ１５の等化特性（即ち、中心周波数）も装置ごとに異なる。また、当該中心周波数が当該伝送路８に対して最適であるとは限らない。そこで、イコライザ１５の等化特性（即ち、中心周波数）と、その上下（グラフでは左右）の１又は複数の値を選択する。これにより、イコライザ１５の中心周波数に近い値であって、かつ、当該伝送路８に適した等化特性（即ち、周波数）を選択することができる。【００８７】
この後、コントローラ１９は、これら設定候補の組合せによるアイ開口の測定と、ＢＥＲの測定とを行い、ＢＥＲがエラーフリー、かつ、アイ開口が最大となる最適設定条件を抽出する。エラーフリーとは、エラーの発生率が期待値以下である範囲（エラーを無視することができる範囲）であり、例えばＢＥＲが１０-15 以下であることを意味する。アイ開口を測定することは、伝送路８のジッタと振幅を測定することに等しい。【００８８】
図８は、本発明の信号伝送最適化処理の説明図（アイダイアグラム）であり、アイ開口の定義について示す。アイ開口は、伝送された「０」及び「１」の波形に囲まれた部分であり、これが大きいほど「０」と「１」との判別が容易となる。【００８９】
図８において、ＣはＡとＢとの中心点、ＦはＤとＥとの中心点、ＧはＣとＦとの中心点であり、Ｖｍｇはアイマージン電圧値であり、Ｔｍｇはアイマージン時間値である。（Ｖｍｇ１又は２の小さい方）＞０、かつ、（Ｔｍｇ１又は２の小さい方）＞０であれば、当該アイ開口は、規格よりも大きい開口となっており、良好なものであるということができる。【００９０】
本発明においては、Ｖｍｇ及びＴｍｇが最も大きいアイ開口が選択される。なお、複数の組合せが規格よりも大きい開口である場合、Ｔｍｇの値に拘わらず、Ｖｍｇの大きい方が選択される。【００９１】
以上のような最適化処理をコントローラ１９が行い、その後、通常の伝送を開始する。これにより、種々の要因に左右されることなく、全ての量産装置において、伝送路８の特性を最適に設定した状態での安定した伝送を行うことができ、容易に高い信頼性を実現することができる。また、負荷変動時は再度最適化を行うことで、負荷変動時にも常に安定して伝送システムを構築することができる。【００９２】
図９は、本発明の信号伝送最適化処理のフローチャートであり、主として、コントローラ１９の実行する信号伝送の最適化処理を示す。【００９３】
工場における出荷検査時に、コンピュータ１１が、製品（検査対象）である電子装置のコネクタ１０に接続される。コンピュータ１１は、バス９を介して、コントローラ１９に特定の命令を入力してこれを起動する。起動されたコントローラ１９は、以下の最適化処理を実行する。【００９４】
最初に、コントローラ１９の選定部１９２が、最適化処理の前処理を行う。即ち、選定部１９２が、全ての送信部３の出力振幅値、受信部４の入力アイ開口値、全ての等化特性の周波数特性を認識する（ステップＳ１）。即ち、前述のように、出力情報１８１、等化情報１８２、アイ開口情報１８３が、各々、メモリ１８に格納される。この後、選定部１９２が、コンピュータ１１からの入力に従って、伝送特性に殆ど影響のないＳＤＤ１１の上限値（ＳＤＤ１１−ｌｍｔ１８４）をメモリ１８に設定する（ステップＳ２）。この上限値は経験的に求めることができる。【００９５】
この後、設定部１９３が、ある伝送路８について、イコライザ（ＥＱ）１５をオフする（ステップＳ３）。【００９６】
この後、設定部１９３の指示に従って、Ｓパラメータ測定部１９１が、伝送路８のＳパラメータを測定する（ステップＳ４）。これに先立って、コントローラ１９の指示に従って、サイン波出力部１３３からのサイン波に基づいて出力部１４がサイン波を出力する。Ｓパラメータの測定の後、選定部１９２が、Ｓパラメータの測定値、送信部３の出力振幅値、受信部４の入力アイ開口値（振幅値のみ）に基づいて、全ての送信部３の出力振幅値の中から、所定の選定条件を満たす全ての送信部３の出力振幅値を選定し、選定された出力振幅１８５に格納する（ステップＳ５）。前記所定の選定条件は、当該送信部３の出力振幅値がＳパラメータの測定値及びＳＤＤ２１による伝送ロスを考慮しても受信部４の入力振幅値条件を満たすこととされる。受信部４の入力振幅値条件は、当該送信部３の出力振幅値に応じて定まる。【００９７】
この後、選定部１９２が、Ｓパラメータの測定値に基づいて、ＳＤＤ１１≦ＳＤＤ１１−ｌｍｔ以下の周波数帯域のイコライザ１５を全て選定し（ステップＳ６）、イコライザ１５の中心値と、当該中心の上下の各々について複数の候補とを選定し、選定されたＥＱ及び候補１８６に格納する（ステップＳ７）。中心値の上下の候補の個数は、経験的に予め定められる。【００９８】
この後、選定部１９２が、選定された中心値の上下について、選定された出力振幅１８５及び選定されたＥＱ及び候補１８６に基づいて複数の候補を組合せることにより、ＢＥＲ測定部１６３によりＢＥＲを測定し（ステップＳ８）、この測定の後、選定部１９２が、期待値以下のＢＥＲ特性となった組合せ（複数）に基づいて、アイ開口測定部１６２により各々のアイ開口を測定する（ステップＳ９）。選定部１９２が、測定されたアイ開口の中で、最大のアイ開口について、その振幅、強調特性、等化特性の組合せを抽出し（ステップＳ１０）、設定部１９３が、当該抽出した値を設定する（ステップＳ１１）。なお、この例では、ステップＳ１０において、強調特性は経験的に定めている。【００９９】
この後、コンピュータ１１をコネクタ１０から取り外して、通常の信号伝送を開始し（ステップＳ１２）、通常伝送において、伝送負荷の変更が生じた場合（ステップＳ１３）、ステップＳ３以下を繰り返す。【０１００】
なお、実際には、ステップＳ１１までは出荷前にメーカの工場において実行され、ステップＳ１２以降は、出荷後のユーザが実行する。ステップＳ１３は、当該コンピュータにコンピュータ１１を接続して行われるステップＳ１〜Ｓ１１からなる処理である。従って、ステップＳ１３は、省略することができ、また、多くの場合に省略される。【０１０１】
次に、本発明による信号伝送の最適化について、具体的な例を挙げて説明する。事前に、送信ＬＳＩ２Ａの振幅、強調特性についての情報と、受信ＬＳＩ２Ｂのイコライザ１５の周波数応答特性、アイ開口についての情報とを、メモリ１８へ読み出す。また、各設定の候補は各々３種類とする。即ち、２７通りの組合せが可能である。【０１０２】
例えば、伝送レートが3.125Gbps 、取り得る振幅が400 〜800mVpp-diff(100mVpp-diff/stepで可変可能) 、取り得る（経験的に定まる）強調特性が-3.5±0.5dB 、アイ開口の電圧が200mVpp-diffであるとする。この場合における伝送可能な伝送ロスは、以下の５通りである。
（１）振幅が400mVpp-diffの場合、-20log(200/400)=-6.02dB 以下である。
（２）振幅が500mVpp-diffの場合、-20log(200/500)=-7.96dB 以下である。
（３）振幅が600mVpp-diffの場合、-20log(200/600)=-9.54dB 以下である。
（４）振幅が700mVpp-diffの場合、-20log(200/700)=-10.88dB以下である。
（５）振幅が800mVpp-diffの場合、-20log(200/800)=-12.04dB以下である。【０１０３】
イコライザ１５をオフした状態で、ネットワークアナライザ１４１、１６１の測定に基づいて、Ｓパラメータが抽出される。このＳパラメータを図６に示す。周波数が1.5625GHz の時（伝送レートの半分の値）、ＳＤＤ２１特性は-8.77dB のため、振幅は600mVpp-diff以上必要なことがわかる。従って、振幅設定の候補としては、前記（３）（４）（５）が選定される。一方、強調特性は、経験的に−３．０ｄＢ、−３．５ｄＢ、−４．０ｄＢを候補とする。また、イコライザ１５の周波数特性は、ＳＤＤ１１≦−１２［ｄＢ］を選定候補とする場合、ＥＱｂ、ＥＱｃ、ＥＱｇが選定候補となる。これらのイコライザ１５の各々の中心周波数における増幅値Ｍは、Ｍ＝−［ＳＤＤ１１測定値＋１２］［ｄＢ］となる。【０１０４】
以上のようにして求めた振幅（前記（３）（４）（５））、強調特性（−３．０ｄＢ、−３．５ｄＢ、−４．０ｄＢ）、強調特性（ＥＱｂ、ＥＱｃ、ＥＱｇ）の全ての組合せについて、実際にＢＥＲを測定する。このＢＥＲの測定において、エラーフリーとなった組合せについて、受信波形の測定を行い、最もアイ開口が大きい（即ち、アイ開口特性が良い）組合せを、１組だけ抽出する。これが、最適な振幅、強調特性、強調特性の組合せとされる。この最適な組合せを設定し、通常の信号（パルス波）の伝送を行う。【０１０５】
以上、本発明をその実施の形態に従って説明したが、本発明は、その主旨の範囲内で種々の変形が可能である。【０１０６】
例えば、送信部３と、受信部４と、伝送路８と、サイン波出力部１３３と、ネットワークアナライザ１４１、１６１と、Ｓパラメータ測定部１９１と、選定部１９２と、測定部１６２、１６３と、設定部１９３とを１つの回路グループとして、複数の回路グループを設けるようにしても良い。【０１０７】
この場合において、複数の回路グループは、同一のＬＳＩ２上又は同一のプリント基板１上に設けるようにしても良い。また、全ての回路グループの伝送方向は、送信及び受信の数が同一でなくとも良く、また、同一方向であっても良い。【０１０８】
また、複数の回路グループの少なくとも１つの回路グループの送信部が第１のＬＳＩ２に設けられ、複数の回路グループの少なくとも他の１つの回路グループの受信部が第１のＬＳＩ２Ａとは異なる第２のＬＳＩ２Ｂに設けられ、伝送路８が第１及び第２のＬＳＩ２Ａ及び２Ｂが実装されたプリント基板１上の配線からなるようにしても良い。【０１０９】
また、図１に示すように、第１及び第２のＬＳＩ２Ａ及び２Ｂの間において、送信及び受信が行われるようにしても良い。【０１１０】
また、複数の回路グループにおいて、送信部３及び受信部４以外の回路（特に、測定部）を複数の回路グループに共通に設けるようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
以上、説明したように、本発明によれば、信号伝送装置及び信号伝送方法において、伝送路に例えばサイン波を出力することにより、Ｓパラメータを測定することができ、実際に測定したＳパラメータに基づいて、最適解を含むと考えられる振幅、強調特性及び等化特性の複数の組合せを効率良く選定することができる。更に、この複数の組合せについて、実際に測定したＢＥＲ又はアイ開口に基づいて、実際の伝送品質が最も優れた組合せを抽出することができる。この結果、電子装置において伝送される信号の振幅、強調特性、等化特性を、手動によることなく、実際の測定に基づいて、最適な値に設定することができ、最適な伝送波形や伝送品質を得ることができる。【０１１２】
特に、製造ばらつきの影響が顕著化しやすい量産装置においても、実際の測定に基づいているので、振幅、強調特性、等化特性を最適に設定することができる。また、多数の製造ばらつきの要因を個別に考慮することなく、総合的に考慮して、振幅、強調特性、等化特性を最適に設定することができる。また、量産装置の出荷検査時において、量産装置ごとに、装置に固有の特性を考慮して、振幅、強調特性、等化特性の設定を効率良く行うことができる。これらにより、量産装置の出荷における振幅、強調特性、等化特性の設定のための膨大な工数を削減することができる。
【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】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年1月27日(2010.1.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号を送信すると共に、前記信号の振幅及び強調特性を制御する送信信号制御手段を備える送信部と、
前記信号を受信すると共に、前記信号の等化特性を制御する受信信号等化手段を備える受信部と、
前記送信部と受信部とを接続し前記信号を伝送する伝送路と、
前記伝送路に信号を出力する信号出力部と、
前記受信信号等化手段を前記受信部から切り離した状態で、前記伝送路上の信号を解析するネットワークアナライザと、
前記ネットワークアナライザによる解析に基づいて、前記伝送路の周波数特性を測定する周波数特性測定部と、
前記周波数特性に基づいて、振幅、強調特性及び等化特性の複数の組合せを選定する選定部と、
前記複数の組合せについて、前記伝送路のＢＥＲ又はアイ開口の少なくとも一方を測定する測定部と、
前記ＢＥＲ又はアイ開口の測定に基づいて、前記複数の組合せの中から１つの組合せを抽出して、当該振幅、強調特性及び等化特性を前記送信部及び受信部に設定する設定部とからなる
ことを特徴とする信号伝送装置。
【請求項２】
当該信号伝送装置が、更に、
前記ネットワークアナライザによる信号の解析に先立って、前記受信信号等化手段を前記受信部から切り離す制御部を備える
ことを特徴とする請求項１記載の信号伝送装置。
【請求項３】
前記測定部は、前記伝送路のＢＥＲを測定するＢＥＲ測定部と、前記伝送路のアイ開口を測定するアイ開口測定部とからなり、
前記設定部は、前記ＢＥＲ及び前記アイ開口の測定に基づいて、前記複数の組合せの中から１つの組合せを抽出する
ことを特徴とする請求項１記載の信号伝送装置。
【請求項４】
前記選定部は、前記周波数特性に基づいて予め定められた選定条件を満たす１以上の振幅を選定し、前記周波数特性に基づいて予め定められた周波数帯域を持つ１以上の等化特性を選定し、前記選定された等化特性について、その中心値とその上下の複数の値とを前記等化特性として選定し、
前記測定部が、前記選定された１以上の振幅及び１以上の等化特性の組合せについて、前記ＢＥＲ及びアイ開口を測定する
ことを特徴とする請求項３記載の信号伝送装置。
【請求項５】
前記予め定められた選定条件は、前記周波数特性であるＳパラメータのモデルにおいて定まるＳＤＤ２１パラメータを用いて定められた条件であり、
前記予め定められた周波数帯域は、前記ＳパラメータのモデルにおけるＳＤＤ１１パラメータの上限値以下の周波数であり、
前記選定部は、前記Ｓパラメータに加えて、予め用意された前記信号の取り得る複数の振幅と、予め用意された前記信号の取り得るアイ開口とに基づいて、前記１以上の振幅を選定し、
前記測定部が、前記選定された１以上の振幅及び１以上の等化特性の組合せについて、前記ＢＥＲを測定し、前記ＢＥＲの測定に基づいて、前記組合せの中で、予め定められた値以下のＢＥＲを持つ１以上の組合せについて、アイ開口を測定し、
前記設定部が、前記アイ開口の測定に基づいて、前記複数の組合せの中から最大のアイ開口を持つ１つの組合せを抽出する
ことを特徴とする請求項４記載の信号伝送装置。
【請求項６】
前記信号出力部は、前記送信部に設けられ、サイン波を出力するサイン波出力部からなり、
前記測定部は、前記受信部に設けられ、
前記ネットワークアナライザは、前記送信部に設けられた第１ネットワークアナライザと、前記受信部に設けられた第２ネットワークアナライザとからなり、
前記周波数特性測定部は、前記第１及び第２ネットワークアナライザによる解析に基づいて、前記周波数特性であるＳパラメータを測定する
ことを特徴とする請求項１記載の信号伝送装置。
【請求項７】
前記送信部は第１のＬＳＩに設けられ、前記受信部は前記第１のＬＳＩとは異なる第２のＬＳＩに設けられ、前記伝送路が前記第１及び第２のＬＳＩが実装された基板上の配線からなる
ことを特徴とする請求項６記載の信号伝送装置。
【請求項８】
前記送信部は第１のＬＳＩに設けられ、前記受信部は前記第１のＬＳＩとは異なる第２のＬＳＩに設けられ、
前記第１のＬＳＩは第１の基板上に実装され、前記第２のＬＳＩは前記第１の基板とは異なる第２の基板上に実装され、
前記第１の基板と第２の基板とがコネクタにより接続され、前記伝送路が前記コネクタと前記第１及び第２の基板上の配線とからなる
ことを特徴とする請求項６記載の信号伝送装置。
【請求項９】
当該信号伝送装置が、更に、
前記送信部と受信部との間に設けられ、双方向の通信を可能とするバスと、
前記バスに接続され、前記周波数特性測定部、選定部及び設定部を備えるコントローラとからなる
ことを特徴とする請求項１記載の信号伝送装置。
【請求項１０】
信号を送信すると共に、前記信号の振幅及び強調特性を制御する送信信号制御手段を備える送信部と、前記信号を受信すると共に、前記信号の等化特性を制御する受信信号等化手段を備える受信部と、前記送信部と受信部とを接続し前記信号を伝送する伝送路とからなる信号伝送装置における信号伝送方法において、
前記伝送路に信号出力部から信号を出力し、
前記伝送路上の信号を解析するネットワークアナライザにおいて、前記伝送路における前記信号の送受信を解析し、
周波数特性測定部において、前記解析に基づいて、前記伝送路の周波数特性を測定し、
選定部において、前記周波数特性に基づいて、信号の振幅、強調特性及び等化特性の複数の組合せを選定し、
測定部において、前記複数の組合せについて、前記伝送路のＢＥＲ又はアイ開口の少なくとも一方を測定し、
設定部において、前記ＢＥＲ又はアイ開口の測定に基づいて、前記複数の組合せの中から１つの組合せを抽出して、当該振幅、強調特性及び等化特性を前記送信部及び受信部に設定する
ことを特徴とする信号伝送方法。
【国際調査報告】
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