(57)【要約】【課題】主基板とその機能を拡張する拡張基板間で信号を有する電子機器において、信号伝送を簡易な回路で実現し、装置規模の拡大による信号線数の増加を抑止する。【解決手段】構内交換機の主基板と拡張基板の信号伝送において、一つの周期内に、音声信号よりイーサネット規格の音声フレームと組み立て、制御信号よりイーサネット規格の制御フレームを組み立てる。そして、主基板と拡張基板の各々の基板にイーサネットの物理レイヤに適合するＰＨＹを設けて、それらの主基板と拡張基板のケーブル間を音声フレームと制御フレームにより伝送する。フレーム伝送は、８ｋＨｚの周期毎に音声フレームが送られ、次の空き時間に、制御フレームを送るようにする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の基板と前記第一の基板と接続する第二の基板とを有する電子機器であって、
前記第一の基板と前記第二の基板の信号伝送において、一つの周期内に、コンテンツに係る信号と制御に係る信号を伝送することを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記コンテンツに係る信号と前記制御に係る信号は、イーサネットフレームにより伝送することを特徴とする請求項１記載の電子機器。
【請求項３】
前記第一の基板と前記第二の基板の双方に、イーサネットの物理レイヤに適合するＰＨＹを設けたことを特徴とする請求項２記載の電子機器。
【請求項４】
前記電子機器は、構内交換機であり、前記コンテンツに係る信号は、音声信号であることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
【請求項５】
第一の基板と前記第一の基板と接続する第二の基板とを有する電子機器の基板間信号伝送方法であって、
前記第一の基板と前記第二の基板の信号伝送において、一つの周期内に、コンテンツに係る信号と制御に係る信号を伝送することを特徴とする基板間信号伝送方法。
【請求項６】
前記コンテンツに係る信号と前記制御に係る信号は、イーサネットフレームにより伝送することを特徴とする請求項５記載の基板間信号伝送方法。
【請求項７】
前記第一の基板と前記第二の基板の双方に、イーサネットの物理レイヤに適合するＰＨＹを設けたことを特徴とする請求項６記載の基板間信号伝送方法。
【請求項８】
前記電子機器は、構内交換機であり、前記コンテンツに係る信号は、音声信号であることを特徴とする請求項５記載の基板間信号伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器及びその基板間信号伝送方法に係り、特に、構内交換機の基板間におけるケーブル本数を削減して、装置の小型化に資する電子機器及びその基板間信号伝送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
構内交換機は、企業などの施設で複数（多数）の電話機を設置する場合に、施設内に設置・運用される電話交換機であり、企業のスケールに応じて段階的にその構成規模を調整できるようになっていることが一般的である。
【０００３】
通常、構内交換機の収容回線数を増やすに、中央制御基板（主基板）のほかに拡張ＩＦ（InterFace）基板を装着する手法が用いられる。
【０００４】
以下、図５を用いて従来技術に係る中央制御基板と拡張ＩＦ（InterFace）基板の信号伝送について説明する。
図５は、従来技術に係る中央制御基板と拡張ＩＦ基板の信号伝送について説明する図である。
【０００５】
従来技術に係る構内交換機は、図５に示されるように、中央制御基板１０を有しており、構内交換機で扱える収容回線を増加させるときは、拡張ＩＦ基板２０を設置し、それにライントランク基板のような各種ＩＦ基板３０を搭載する。
【０００６】
中央制御基板１０は、構内交換機の基本機能を実現するための電子回路が搭載された基板であり、一定の数の各種ＩＦ基板３０を搭載することも可能である。中央制御基板１０の実現する回路は、ＦＰＧＡ（field−programmable gate array）１１で実現される。なお、図５では、信号伝送以外の機能は省略している。
【０００７】
中央制御基板１０から拡張ＩＦ基板２０を介して、各種ＩＦ基板３０に制御信号ＳＣと音声信号ＳＡが伝送されるが、その際に、制御信号ＳＣは、中央制御基板１０の送信制御部１２ｃから、拡張ＩＦ基板２０の受信制御部２３ｃにケーブルを介して伝送され、音声信号ＳＡは、中央制御基板１０の送信制御部１２ａから、拡張ＩＦ基板２０の受信制御部２３ａにケーブルを介して伝送される。
【０００８】
逆に、各種ＩＦ基板３０拡張ＩＦ基板２０を介して、中央制御基板１０から制御信号ＳＣと音声信号ＳＡが伝送される際には、制御信号ＳＣは、拡張ＩＦ基板２０の送信制御部２２ｃから、中央制御基板１０の受信制御部１３ｃにケーブルを介して伝送され、音声信号ＳＡは、拡張ＩＦ基板２０の送信制御部２２ａから、中央制御基板１０の受信制御部１３ａにケーブルを介して伝送される。
【０００９】
また、拡張基板により、接続する回線を増加させる技術としては、例えば、特許文献１がある。特許文献１記載の交換システムによれば、ＬＡＮスイッチにより、呼処理ユニットとライントランクユニットを接続して、ライントランクユニットに内線Ｉ／Ｆ基板、外線Ｉ／Ｆ基板とが収容され、それらの間で音声パケットと制御パケットが伝送される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−９４５４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来の構内交換機において中央制御基板と拡張ＩＦ基板間で信号伝送を行うときには、中央制御基板、拡張ＩＦ基板共に音声と制御信号で別の制御回路が、必要となり、装置規模の拡大により信号線（ケーブル）数が増加するという問題点があった。一般に、電子機器の接続のための信号線数が増加することは、装置の大型化、故障率の増大、信号線の断線の増加に伴う信頼性の低下を招くことになる。
【００１２】
本発明は、上記問題点を解決するためのものであり、その目的は、主基板とその機能を拡張する拡張基板間で信号を有する電子機器において、信号伝送を簡易な回路で実現し、装置規模の拡大による信号線数の増加を抑止できる電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記問題点を解決するために、本発明の電子機器の構成は、第一の基板と第二の基板を有する電子機器であって、第一の基板と第二の基板の信号伝送において、一つの周期内に、コンテンツに係る信号と制御に係る信号を伝送するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、主基板とその機能を拡張する拡張基板間で信号を有する電子機器において、信号伝送を簡易な回路で実現し、装置規模の拡大による信号線数の増加を抑止できる電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】中央制御基板から拡張ＩＦ基板に信号を伝送する形態を説明する図である。
【図２】拡張ＩＦ基板から中央制御基板に信号を伝送する形態を説明する図である。
【図３】中央制御基板と拡張ＩＦ基板間の信号伝送タイミングを示すタイミングチャートである。
【図４Ａ】音声フレームのフレームフォーマットを示す図である。
【図４Ｂ】制御フレームのフレームフォーマットを示す図である。
【図５】従来技術に係る中央制御基板と拡張ＩＦ（InterFace）基板の信号伝送について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る各実施形態を、図１ないし図４Ｂを用いて説明する。
【００１７】
本実施形態では、電子機器の例として、中央制御基板と拡張ＩＦ基板間で音声信号と制御信号を双方向に伝送する構内交換機を例に採って説明する。
【００１８】
先ず、図１及び図２を用いて本実施形態の構内交換機の中央制御基板と拡張ＩＦ基板間の信号伝送について説明する。  
図１は、中央制御基板から拡張ＩＦ基板に信号を伝送する形態を説明する図である。
図２は、拡張ＩＦ基板から中央制御基板に信号を伝送する形態を説明する図である。
【００１９】
本実施形態に係る構内交換機は、図１に示されるように、中央制御基板１００を有しており、構内交換機で扱える収容回線を増加させるときは、拡張ＩＦ基板２００を設置し、それにライントランク基板のような各種ＩＦ基板３００を搭載する。一般に、電子機器において主基板と拡張基板間でコンテンツ信号をやり取りする場合には、コンテンツ信号は、電子機器の機能に応じて、音声、動画、画像など様々であるが、本実施形態に係る構内交換機の場合には、コンテンツ信号としては、音声信号が、中央制御基板１００と拡張ＩＦ基板２００でやりとりされる。
【００２０】
中央制御基板１００は、構内交換機と基本機能を実現するための電子回路が搭載された基板である。中央制御基板１００の実現する回路は、ＦＰＧＡ１０１で実現される。なお、図１では、信号伝送以外の機能は省略している。ここまでは、図５に示した従来技術に係る構内交換機と同様である。
【００２１】
本実施形態の構内交換機では、中央制御基板１００と拡張ＩＦ基板２００のケーブル間で信号を伝送する場合には、ＩＥＥＥ  ８０２．３やその他の周辺規格によるイーサネット（Ethernet)（イーサネットは、登録商標）規格によるイーサネットフレームを用いるものとする。
【００２２】
中央制御基板１００と拡張ＩＦ基板２００は、イーサネットによるフレーム伝送の物理層の規格をサポートする回路であるＰＨＹ１１０、ＰＨＹ２１０を各々有している。
【００２３】
中央制御基板１００から拡張ＩＦ基板２００を介して、各種ＩＦ基板３００に制御信号ＳＣと音声信号ＳＡが伝送される場合には、図１に示されるように、共に、フレーム化部１０２により、各々の信号からイーサネットフレームを組み立てる。次に、送信制御部１０３で送信の信号タイミングが調整され、ＰＨＹ１１０により、ケーブル伝送により、拡張ＩＦ基板２００のＰＨＹ２１０に送られる。そして、拡張ＩＦ基板２００の受信制御部２０４は、ＰＨＹ２１０より受取った伝送信号を取り出し、多重部２２０で信号の多重を行なって、各々の各種ＩＦ基板３００に送信する。
【００２４】
逆に、各種ＩＦ基板３００から拡張ＩＦ基板２００を介して、中央制御基板１００に制御信号ＳＣと音声信号ＳＡが伝送される場合には、図２に示されるように、拡張ＩＦ基板２００の分離部２３０により、伝送されてきた信号から信号を分離して、制御信号ＳＣと音声信号ＳＡを取り出す。次に、フレーム化部２０２により、各々の信号からイーサネットフレームを組み立てる。次に、送信制御部２０４で送信の信号タイミングが調整され、ＰＨＹ２１０により、ケーブル伝送により、中央制御基板１００のＰＨＹ１１０に送られる。そして、中央制御基板１００の受信制御部１０４は、ＰＨＹ１１０より受取った伝送信号から、制御信号ＳＣと音声信号ＳＡを取り出す。
【００２５】
次に、図３を用いて中央制御基板と拡張ＩＦ基板間の信号伝送タイミングについて説明する。  
図３は、中央制御基板と拡張ＩＦ基板間の信号伝送タイミングを示すタイミングチャートである。  
図３に示されるように、音声信号は、８ｋＨｚ周期でフレーム化され、音声フレームとして送信される。制御信号は、中央制御基板１００又は拡張ＩＦ基板２００における制御信号出力オーダ発生時にフレーム化され、制御フレームとして８ｋＨｚ周期で出力される音声フレームの空き時間に出力される。８ｋＨｚ周期は、構内交換機が電話信号を取り扱うときの基本周期である。音声フレームは、８ｋＨｚ周期フレームの先頭で必ず送信される。その後、制御信号出力オーダが発生した場合、制御信号出力タイミングで制御フレームが送信される。制御信号出力オーダが発生しなかった場合、制御フレームは送信されず、次の音声フレーム送信までのタイミング領域は、“空き”となる。制御信号出力オーダの発生タイミングが競合した場合、優先度の高い制御フレームを送信し、優先度の低い制御フレームは待機し、次の制御信号出力タイミングで送信する。音声フレームは１フレーム当たり２９．１２μｓ、制御フレームは、１フレーム当たり６．０８μｓの伝送タイムであり、音声信号と制御信号間の空き領域は、０．６４μｓである。そのため、制御フレームは、１周期（１／８ｋＨｚ）に最大１４フレーム送信することが可能である。図３に示されるように、音声フレームと制御フレームの出力タイミングをそれぞれ別タイミングにすることにより、同一の伝送路で音声信号と制御信号を送信することができる。
【００２６】
次に、図４Ａ及び図４Ｂを用いて音声フレーム、制御フレームのフレームフォーマットについて説明する。  
図４Ａは、音声フレームのフレームフォーマットを示す図である。  
図４Ｂは、制御フレームのフレームフォーマットを示す図である。
【００２７】
本実施形態のフレームフォーマットは、ＩＥＥＥ８０２．３の規格に基づくものとする。
【００２８】
音声フレームＦＡは、図４Ａに示されるように、プリアンブル５００、ＳＦＤ（Start Frame Delimiter）５０１、宛先ＭＡＣアドレス５０２、送信元ＭＡＣアドレス５０３、レングス５０４、フレーム種別５０５、音声データ５０６、ステータス制御情報５０８、ＦＣＳ５０８の各フィールドよりなる。
【００２９】
この内で、プリアンブル５００、ＳＦＤ５０１が、物理ヘッダ、宛先ＭＡＣアドレス５０２、送信元ＭＡＣアドレス５０３、レングス５０４が、イーサネットヘッダ、ＦＣＳ５０８がトレーラと呼ばれる部分であり、フレーム種別５０５、音声データ５０６、ステータス制御情報５０８が、フレームのデータ部分である。
【００３０】
プリアンブル５００、ＳＦＤ５０１は、フレームの先頭を示すために特定されたビット列を格納するフィールドである。宛先ＭＡＣアドレス５０２、送信元ＭＡＣアドレス５０３には、それぞれフレームの宛先の装置の物理アドレス（ＭＡＣアドレス：Media Access Control address）、送信元の装置の物理アドレスが格納される。レングス５０４には、データ部分の長さがバイト単位で格納される。ＦＣＳ（Frame Check Sequence）５０８は、伝送時のエラーチェックを行うためのデータが格納される。
【００３１】
データ部分のフレーム種別５０５には、そのフレームの種別が格納され、この場合には、音声フレームＦＡを示すＩＤが格納される。音声データ５０６のフィールドには、音声データが格納される。ステータス制御情報は、その音声を上位レイヤで扱うときに、必要となる状態の制御情報が格納される。
【００３２】
制御フレームＦＣは、図４Ｂに示されるように、プリアンブル６００、ＳＦＤ６０１、宛先ＭＡＣアドレス６０２、送信元ＭＡＣアドレス６０３、レングス６０４、フレーム種別６０５、フレームＮＯ６０６、シーケンスＮＯ６０７、制御情報６０８、ＦＣＳ６０９の各フィールドよりなる。
【００３３】
物理ヘッダ、イーサネットヘッダ、トレーラの部分の各フィールドの役割は、音声フレームＦＡの場合と同様である。
【００３４】
データ部分のフレーム種別６０５には、そのフレームの種別が格納され、この場合には、制御フレームの種別を表す値が格納される。ここで、制御フレームＦＣは、その制御情報に応じて、複数のフレーム種別を設けるようにする。フレームＮＯ６０６には、制御フレームＦＣとして番号付けられた番号が格納される。シーケンスＮＯ６０７には、複数の制御フレームＦＣを整列させるための番号が格納される。制御情報６０８には、音声又は回線を制御するための情報、例えば、発信、着信の別、ガイダンス情報、回線障害情報、機器障害情報などの情報が格納される。
【００３５】
以上のように、各フレームのデータ部分に、送信するフレームの種別を付与して、音声は２５６Ｂｙｔｅ、制御情報は４６Ｂｙｔｅで送信を行う。制御フレームＦＣは、フレーム種別６０５の値に応じて優先度が定義され、出力オーダの発生タイミングが競合した際は、優先度の高い制御フレームから送信を行う。
【００３６】
本実施形態の信号伝送では、音声信号及び制御信号をＦＰＧＡにてフレーム化後、音声フレームと制御フレームの出力タイミングをそれぞれ別タイミングにすることにより、同一ケーブルで伝送することが可能となる。また、送信用、受信用の回路が各々ＰＨＹ１個でよいためコストが低減され、装置規模の拡大による信号線数の増加を抑えることが可能となる。
【符号の説明】
【００３７】
中央制御基板１００、拡張ＩＦ基板２００、各種ＩＦ基板３００、
ＦＰＧＡ１０１、フレーム化部１０２、送信制御部１０３、受信制御部１０４、ＰＨＹ１１０、
ＦＰＧＡ２０１、フレーム化部２０２、送信制御部２０３、受信制御部２０４、多重部２２０、分離部２３０、ＰＨＹ２１０
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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