(57)【要約】【課題】２値化前の受信データに、適応的なイコライジングを行うことで、符号間干渉によるジッタを抑制する。【解決手段】データＲＸＤＡＴＡの周波数成分を補正するイコライザ１１と、補正データＥＱＤＡＴＡについて、アイ・ダイアグラムによるアイの開口部を検出するアイ開口検出部１２と、アイの開口部の検出結果に基づいて、イコライザ１１の補正特性を制御するイコライザ制御部１３と、を備え、アイ開口検出部１２は、補正データＥＱＤＡＴＡについて、複数の閾値電圧に基づいて２値化する２値化部、および２値化データをオーバーサンプリングするオーバーサンプリング部、を有するとともに、２値化部における複数の閾値電圧を補正データＥＱＤＡＴＡの電圧振幅に応じて設定し、該複数の閾値電圧を２値化部へ出力する閾値電圧設定手段１５，１６を備える。【選択図】図１
2015115850.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信したデータの周波数成分を補正する平衡化手段と、
前記平衡化手段にて補正されたデータについて、アイ・ダイアグラムによるアイの開口部を検出するアイ開口検出手段と、
前記アイ開口検出手段でのアイの開口部の検出結果に基づいて、前記平衡化手段の補正特性を制御する平衡化制御手段と、を備え、
前記アイ開口検出手段は、前記平衡化手段にて補正されたデータについて、複数の閾値電圧に基づいて２値化する２値化部、および２値化された２値化データをオーバーサンプリングするオーバーサンプリング部、を有するとともに、
前記２値化部における前記複数の閾値電圧を前記平衡化手段にて補正されたデータの電圧振幅に応じて設定し、該複数の閾値電圧を前記２値化部へ出力する閾値電圧設定手段を備えることを特徴とするデータ受信装置。
【請求項２】
前記閾値電圧設定手段は、
前記平衡化手段にて補正されたデータの電圧振幅を検出する振幅検出手段と、
該振幅検出手段で検出された電圧振幅に基づいて、前記アイ開口検出手段で用いられる前記複数の閾値電圧を設定する閾値電圧調整手段と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載のデータ受信装置。
【請求項３】
前記振幅検出手段は、前記平衡化手段にて補正されたデータのアイパターンのアイハイトを検出し、
前記閾値電圧調整手段は、前記振幅検出手段で検出されたアイハイトに前記複数の閾値電圧の最大値および最小値が収まるように前記複数の閾値電圧を設定することを特徴とする請求項２に記載のデータ受信装置。
【請求項４】
前記平衡化制御手段は、前記アイ開口検出手段でのアイの開口部の検出結果と、アイ開口閾値またはアイ開口マスクパターンと、を比較して、検出結果が所定の条件を満たさない場合は、前記平衡化手段の補正量を増加させる制御を行うことを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載のデータ受信装置。
【請求項５】
前記アイ開口検出手段は、基準クロックに基づいて位相間隔が等しい多相サンプリングクロックを生成する多相クロック生成部を備え、
前記オーバーサンプリング部は、前記多相サンプリングクロックに基づいて、前記２値化データをオーバーサンプリングすることを特徴とする請求項１から４までのいずれかに記載のデータ受信装置。
【請求項６】
前記アイ開口検出手段は、前記オーバーサンプリング部でオーバーサンプリングされたオーバーサンプリングデータを、前記多相サンプリングクロックの１つに同期させて、前記平衡化制御手段に出力する並列化部を備えることを特徴とする請求項５に記載のデータ受信装置。
【請求項７】
受信したデータの周波数成分を補正する平衡化手段と、
前記平衡化手段にて補正されたデータの電圧振幅を増幅させる振幅調整手段と、
前記振幅調整手段からの出力データの電圧振幅を検出する振幅検出手段と、
前記振幅調整手段からの出力データについて、アイ・ダイアグラムによるアイの開口部を検出するアイ開口検出手段と、
前記アイ開口検出手段でのアイの開口部の検出結果に基づいて、前記平衡化手段の補正特性を制御する平衡化制御手段と、を備え、
前記アイ開口検出手段は、前記振幅調整手段からの出力データについて、２値化する２値化部、および２値化された２値化データをオーバーサンプリングするオーバーサンプリング部、を有するとともに、
前記振幅調整手段は、前記振幅検出手段で電圧振幅の検出結果に基づいて、電圧振幅を増幅させることを特徴とするデータ受信装置。
【請求項８】
前記アイ開口検出部からの出力データの一部が入力されて、データおよびクロックを復元するオーバーサンプリング型のクロックデータリカバリ手段を備えたことを特徴とする請求項１から７までのいずれかに記載のデータ受信装置。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれかに記載のデータ受信装置と、
前記データ受信装置に伝送路を介してデータを送信するデータ送信装置と、を備えることを特徴とするデータ送受信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データ受信装置およびデータ送受信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
大容量、高速データ伝送を満たすために、近年、多くの高速シリアルインタフェース規格が実用化されている。このようなシリアル通信として、ＵＳＢ（Universal  Serial  Bus）３．０やＰＣＩ（Peripheral  Component  Interconnect）Ｅｘｐｒｅｓｓなどが知られており、データレートが数百Ｍｂｐｓ（bits  per  second）〜数Ｇｂｐｓ程度の高速シリアル通信が主流となっている。
【０００３】
また、デジタル信号受信における３Ｒ機能（波形整形（reshaping）、タイミング再生（retiming）、識別再生（regenerating））の一つとして、クロックデータリカバリ（ＣＤＲ：Clock  Data  Recovery）技術が知られている。クロックデータリカバリは、デジタル通信において、伝送データにクロックが重畳されている伝送路上の信号を受信装置（データ受信装置）で受信し（エンベデッドクロック方式）、伝送データからクロックを抽出して、そのクロックを用いて受信データを復元する機能である。
【０００４】
クロックデータリカバリ技術において、増大するデータレートに対応するために、ＰＬＬ（Phase  Locked  Loop）回路を用いたオーバーサンプリング型のＣＤＲが知られている。オーバーサンプリング型のＣＤＲは、基準となるクロックから等間隔に位相をずらした多相クロックを生成し、多相クロックによりそれぞれの位相で入力データをサンプリング（０，１に２値化）することでオーバーサンプリングデータを得ている。そして、このオーバーサンプリングデータのビット列から論理が反転するタイミングを検出し、その検出結果に基づいてクロックとデータをそれぞれ再生するものである。この構成にすれば、多相クロック生成部以外はデジタル回路で構成することが可能となるので、比較的容易に回路を実現することができる。
【０００５】
ところで、シリアル通信において、ケーブルやマイクロストリップラインなどの伝送路損失による信号品質の劣化によって、データを正しく受信できなくなるという問題がある。
【０００６】
ここで、信号品質をはかる要素の一つとして、データ遷移時刻の変動（ジッタ）が知られている。伝送路に起因して発生するジッタとして、符号間干渉（ＩＳＩ：Inter  Symbol  Interference）がある。符号間干渉は、隣接するデータビットが干渉することにより生じるものであり、伝送路の周波数特性などが影響する。高速伝送の場合、伝送路の周波数特性を高周波帯まで平坦にすることは困難であり、一般的には低域通過特性となる。よって、この符号間干渉によるジッタ成分を低減することが重要となる。
【０００７】
そのため、符号間干渉を低減するためにイコライザが用いられる。イコライザを用いて、周波数特性の逆特性（例えば、伝送路の周波数特性が低域通過特性の場合は高域通過特性）のフィルタを実現することにより、データ帯域内のデータ伝送の周波数特性を平坦にすることができる。
【０００８】
そして、近年では、データレートの多様化、データ伝送路の多様化に対応するために、適応的にイコライジング量を調整する適応型イコライジング技術が開発されている。特に、シリアル伝送システムの受信回路では適応型イコライザとして、判定帰還等価回路（ＤＦＥ：Decision  Feedback  Equalizer）が多く用いられている。
【０００９】
イコライザを用いて符号間干渉を低減させる技術として、例えば、特許文献１には、受信した信号を二値化する二値化手段と、二値化手段で二値化された信号に対して、デジタル信号処理を行うデジタル信号処理手段と、デジタル信号処理手段の出力に対して、再二値化する再二値化手段とを有し、デジタル信号処理手段は、受信信号をイコライズする信号処理装置が開示されている。この信号処理装置では、オーバーサンプリング型ＣＤＲ回路を用いたイコライジング処理装置で受信データを２値化し、その２値化データにデジタル信号処理を施し、その信号処理結果を用いて再２値化を行うことで、適応的なイコライジングを実現するようにしている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記のように符号間干渉によるジッタを受信側にて低減させるための損失補償方法が提案されている。しかしながら、従来の損失補償方法では、オーバーサンプリング型ＣＤＲにおける２値化前の受信データに適応的なイコライジングを行うことが困難であるという問題があった。
【００１１】
すなわち、上記特許文献１の技術では、２値化データに含まれる符号間干渉によるジッタはデジタル信号処理を用いたイコライジングによって低減することは可能となるが、２値化以前の符号間干渉によるジッタについては低減することができないという問題がある。例えば、データビットが消滅するほどの大きな符号間干渉が起きた場合には、特許文献１の技術では対応することができず、ジッタ低減能力がなくなってしまうため、オーバーサンプリング型のＣＤＲにおいて２値化前の受信データに適応的なイコライジングを行うことが困難であった。
【００１２】
そこで本発明は、２値化前のシリアル受信データに対する適応的なイコライジングを可能とするデータ受信装置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】
【００１３】
かかる目的を達成するため、本発明に係るデータ受信装置は、受信したデータの周波数成分を補正する平衡化手段と、前記平衡化手段にて補正されたデータについて、アイ・ダイアグラムによるアイの開口部を検出するアイ開口検出手段と、前記アイ開口検出手段でのアイの開口部の検出結果に基づいて、前記平衡化手段の補正特性を制御する平衡化制御手段と、を備え、前記アイ開口検出手段は、前記平衡化手段にて補正されたデータについて、複数の閾値電圧に基づいて２値化する２値化部、および２値化された２値化データをオーバーサンプリングするオーバーサンプリング部、を有するとともに、前記２値化部における前記複数の閾値電圧を前記平衡化手段にて補正されたデータの電圧振幅に応じて設定し、該複数の閾値電圧を前記２値化部へ出力する閾値電圧設定手段を備えるものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、２値化前の受信データに、適応的なイコライジングを行うことで、符号間干渉によるジッタを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】データ受信装置およびデータ送信装置が伝送路を介して接続されてなるデータ送受信システムの機能ブロック図（１）である。
【図２】データ受信装置におけるアイ開口検出部の詳細を示す機能ブロックおよび回路構成図である。
【図３】サンプリング基準電圧が適切に設定された場合のアイパターンの例を示す模式図である。
【図４】アイ開口サンプリング空間の模式図であって（Ａ）アイ開口・大（Ｅ＝０）、（Ｂ）アイ開口・小（Ｅ＝６）の例である。
【図５】アイ開口判定を用いたイコライザ特性最適化処理の一例を示すフローチャートである。
【図６】イコライザ制御部でのイコライズ量調整処理の詳細を示すフローチャートである。
【図７】データ受信装置およびデータ送信装置が伝送路を介して接続されてなるデータ送受信システムの機能ブロック図（２）である。
【図８】サンプリング基準電圧を設定するために信号振幅を検出する振幅検出方法の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る構成を図１から図８に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
［第１の実施形態］
本実施形態に係るデータ受信装置（データ受信装置１０）は、受信したデータ（ＲＸＤＡＴＡ）の周波数成分を補正する平衡化手段（イコライザ１１）と、平衡化手段にて補正されたデータ（ＥＱＤＡＴＡ）について、アイ・ダイアグラムによるアイの開口部を検出するアイ開口検出手段（アイ開口検出部１２）と、アイ開口検出手段でのアイの開口部の検出結果に基づいて、平衡化手段の補正特性を制御する平衡化制御手段（イコライザ制御部１３）と、を備え、アイ開口検出手段は、平衡化手段にて補正されたデータについて、複数の閾値電圧（サンプリング基準電圧ＶＲＥＦ＿Ｓ，ＶＲＥＦ＿Ｈ，ＶＲＥＦ＿Ｌ）に基づいて２値化する２値化部（２値化部２１）、および２値化された２値化データをオーバーサンプリングするオーバーサンプリング部（オーバーサンプリング部２２）、を有するとともに、２値化部における複数の閾値電圧を平衡化手段にて補正されたデータの電圧振幅に応じて設定し、該複数の閾値電圧を２値化部へ出力する閾値電圧設定手段（アイハイト検出部１５、閾値電圧調整部１６）を備えるものである。なお、括弧内は実施形態での符号、適用例を示す。
【００１８】
（システム構成概要）
図１は、本実施形態に係るデータ受信装置およびデータ送信装置が伝送路を介して接続されてなるデータ送受信システムの一実施形態を示す機能ブロック図である。図１に示すデータ送受信システム１００は、データ送信装置５０から伝送路６０を介して送信されるデータをデータ受信装置１０にて受信するデータ送受信システムである。
【００１９】
データ送信装置５０は、データ受信装置１０に対して、シリアルデータおよび任意のテストパターンを出力する。また、伝送路６０は、各種のインタフェースのケーブル、ＰＣＢ（Printed  Circuit  Board）コネクタ、その他のコネクタなどで構成される。
【００２０】
データ受信装置１０は、平衡化手段としてのイコライザ１１と、アイ開口検出手段としてのアイ開口検出部１２と、平衡化制御手段としてのイコライザ制御部１３と、オーバーサンプリング型のクロックデータリカバリ手段としてのオーバーサンプリング型のクロックデータリカバリ回路（ＯＶＳ型ＣＤＲ）１４と、振幅検出手段としてのアイハイト検出部１５と、閾値電圧調整手段としての閾値電圧調整部１６と、を備えている。また、アイハイト検出部１５および閾値電圧調整部１６は、閾値電圧設定手段として機能する。
【００２１】
データ受信装置１０は、以下に詳細に説明するが、イコライズ済みのシリアル受信データ（イコライズ出力信号）ＥＱＤＡＴＡについて、アイハイト検出部１５でのアイハイト検出結果に応じて、アイ開口検出部１２で用いる閾値電圧を調整して、アイ開口検出結果の精度を向上させるものである。なお、アイハイトとは、アイパターン（図３、後述）のアイの開口部の電圧軸方向（縦軸）の幅を示し、アイハイトの値が大きいほど良好な損失特性を有することを示す。
【００２２】
イコライザ１１には、データ送信装置５０から伝送路６０を介して送られるデータＲＸＤＡＴＡが入力され、伝送路６０において減衰した周波数成分を補正したデータＥＱＤＡＴＡを生成し、このデータＥＱＤＡＴＡを出力する。また、イコライザ制御部１３から入力されるイコライザ特性制御信号ＥＱＣＮＴによりイコライズ量が制御されて、周波数特性が変化する。
【００２３】
アイ開口検出部１２は、イコライザ１１からデータＥＱＤＡＴＡが入力され、データＥＱＤＡＴＡについて、アイパターンのアイ開口の検出がなされる。ここで、アイ開口検出部１２は、多値オーバーサンプリング手段として機能し、多値オーバーサンプリングデータＯＶＳ＿Ｓ，ＯＶＳ＿Ｈ，ＯＶＳ＿Ｌを生成してイコライザ制御部１３に出力する。
【００２４】
アイハイト検出部１５は、データＥＱＤＡＴＡについて、アイパターンのアイハイトを検出し、閾値電圧調整部１６に対して、検出したアイハイトに応じたアイハイト制御信号を出力する。
【００２５】
閾値電圧調整部１６は、アイハイト検出部１５から入力されたアイハイト制御信号に基づいて、後述するように、アイハイトと所定の関係を満たすように設定された閾値電圧であるサンプリング基準電圧（多値オーバーサンプリング基準電圧）ＶＲＥＦ＿Ｓ，ＶＲＥＦ＿Ｈ，ＶＲＥＦ＿Ｌを生成する。このサンプリング基準電圧ＶＲＥＦ＿Ｓ，ＶＲＥＦ＿Ｈ，ＶＲＥＦ＿Ｌは、アイ開口検出部１２に入力される。
【００２６】
イコライザ制御部１３は、アイ開口検出部１２から多値オーバーサンプリングデータＯＶＳ＿Ｓ，ＯＶＳ＿Ｈ，ＯＶＳ＿Ｌが入力される。この多値オーバーサンプリングデータＯＶＳ＿Ｓ，ＯＶＳ＿Ｈ，ＯＶＳ＿Ｌに基づいて、イコライザ１１の特性の変化量を判断し、イコライザ特性制御信号ＥＱＣＮＴをイコライザ１１に出力する。
【００２７】
ＯＶＳ型ＣＤＲ１４は、多値オーバーサンプリングデータＯＶＳ＿Ｓのうち任意の１つを入力データとし、データＣＤＲＤＡＴＡとクロックＣＤＲＣＬＫを復元する。
【００２８】
（アイ開口検出部）
図２は、図１に示すデータ受信装置１０におけるアイ開口検出部１２の詳細を示す機能ブロックおよび回路構成図である。
【００２９】
アイ開口検出部１２は、多相クロック生成部（ＭＣＫＧ:multi-phase  clock  generating  circuit）２０と、２値化回路（Ｑ＿Ｌ，Ｑ＿Ｈ，Ｑ＿Ｓ）２１と、オーバーサンプリング部（Ｆ０〜Ｆ７）２２と、並列化部２３と、を備えている。
【００３０】
多相クロック生成部２０には、基準クロックＲＥＦＣＫが入力され、この基準クロックＲＥＦＣＫを用いて位相間隔が等しい多相サンプリングクロックＳＣＬＫ［７：０］を生成する。なお、基準クロックＲＥＦＣＫは、データレートに応じた周波数に設定されている。
【００３１】
多相クロック生成部２０は、位相調整機能を有し、データＥＱＤＡＴＡと同期させて、位相の進み、遅れを任意に調整することができる。なお、多相サンプリングクロックＳＣＬＫとして、ＯＶＳ型ＣＤＲ１４に用いる多相クロックを用いるようにしても良い。
【００３２】
３つの２値化部２１は、閾値電圧調整部１６にて可変に設定された３つの異なるサンプリング基準電圧ＶＲＥＦ＿Ｓ，ＶＲＥＦ＿Ｈ，ＶＲＥＦ＿Ｌが入力される。ここで、サンプリング基準電圧ＶＲＥＦ＿Ｓは任意の基準電圧、サンプリング基準電圧ＶＲＥＦ＿Ｈは、ＶＲＥＦ＿Ｓより高い任意の電圧、サンプリング基準電圧ＶＲＥＦ＿Ｌは、ＶＲＥＦ＿Ｓより低い任意の電圧である。サンプリング基準電圧ＶＲＥＦ＿Ｓ，ＶＲＥＦ＿Ｈ，ＶＲＥＦ＿Ｌの設定については後述する。
【００３３】
２値化回路２１（Ｑ＿Ｌ，Ｑ＿Ｈ，Ｑ＿Ｓ）では、サンプリング基準電圧ＶＲＥＦ＿Ｓ，ＶＲＥＦ＿Ｈ，ＶＲＥＦ＿Ｌを閾値として、それぞれイコライズ済みのデータＥＱＤＡＴＡを２値化する。
【００３４】
オーバーサンプリング部２２は、８つのフリップフロップ回路Ｆ０〜Ｆ７をそれぞれ備えている。この８つのフリップフロップ回路Ｆ０〜Ｆ７では、２値化回路２１から入力される２値化データと、多相クロック生成部２０から入力される多相サンプリングクロックＳＣＬＫ［７：０］と、により２値化データをオーバーサンプリング（３値）する。
【００３５】
並列化部２３では、オーバーサンプリング部２２でオーバーサンプリングされた３値のオーバーサンプリングデータを、多相サンプリングクロックＳＣＬＫ［７：０］のうちの１つに同期させて出力する。
【００３６】
（アイ開口検出）
図３および図４は、アイ開口検出についての説明図であって、図３はサンプリング基準電圧が適切に設定された場合のアイパターンの例を示す模式図、図４はアイ開口サンプリング空間の模式図であって、図４（Ａ）はアイ開口が大きい例（エッジカウントＥ＝０）、図４（Ｂ）はアイ開口が小さい例（エッジカウントＥ＝６）をそれぞれ示している。
【００３７】
シリアル通信におけるデジタル信号伝送の品質を評価する指標としてアイパターン（アイ・ダイアグラム）が知られている。図３に示されるように、アイパターン３０は信号波形を重ね書きして表示させることで時間遷移のばらつきを視覚的に表示するものである。なお、縦軸は電圧振幅で、横軸は時間を示している。
【００３８】
アイパターンは、縦軸（電圧振幅）にバラツキがある場合は、アイの最下部と最上部のラインが太く表示される。また、横軸（時間）にバラツキがある場合、すなわちジッタが存在する場合は、上から下へ、もしくは下から上へ遷移するラインが太く表示されることになる。
【００３９】
また、信号の遷移に時間的な変化、ばらつきが少ない場合は、単位時間に占める信号が確定している部分が大きくなるため、アイパターン３０の開口部分（アイ開口）３１が大きくなる。これに対し、信号の遷移に時間的な変化、ばらつきが大きい場合は、単位時間に占める信号が確定している部分が小さくなるためにアイ開口が小さくなる。以上のように信号品質とアイ開口に相関があり、アイパターンを用いて伝送品質を評価することができる。
【００４０】
アイ開口検出部１２の２値化回路２１、オーバーサンプリング部２２、並列化部２３では、多相クロック生成部２０から入力される多相サンプリングクロックＳＣＬＫ［７：０］を用いて、サンプリング基準電圧ＶＲＥＦ＿Ｓ，ＶＲＥＦ＿Ｈ，ＶＲＥＦ＿Ｌに対して、閾値を超えているかどうかをサンプリングする。
【００４１】
ここで、図３〜図４における○印の２４箇所がサンプリングポイント（ｈ０〜ｈ７，ｓ０〜ｓ７，ｌ０〜ｌ７）を示している。イコライザ制御部１３は、検出された２４個のサンプリングデータを用いて、イコライズ済みのデータＥＱＤＡＴＡのアイ開口の電圧方向および時間方向の開口度を検出し、その検出結果に基づいてイコライズ制御信号ＥＱＣＮＴをイコライザ１１に出力する。
【００４２】
以下に、アイ開口検出部１２によるアイ開口の検出処理およびイコライザ制御部１３によるイコライズ特性制御信号ＥＱＣＮＴの設定処理について説明する。
【００４３】
先ず、検出した２４個のサンプリングデータ（ｈ０〜ｈ７，ｓ０〜ｓ７，ｌ０〜ｌ７）において、上下左右に隣り合うデータとの排他的論理和（ＸＯＲ）をとり、そのすべてを加算したものをエッジカウントｅとする。排他的論理和（ＸＯＲ）を取る場合、隣り合う入力データが異なる場合は１、同じ場合は０となる。したがって、エッジカウントｅは隣り合うデータが一致しているかを示すこととなる。
【００４４】
ここで、上下方向に隣り合うデータは、多相サンプリングクロックＳＣＬＫと同位相のクロックによりサンプリングされたデータ、すなわち、１つのシンボルを構成する同一時刻の多値オーバーサンプリングデータとなる。
【００４５】
また、左右方向に隣り合うデータは、隣り合う位相のクロックによりサンプリングされたデータ、すなわち、１つのシンボルを構成する、時間方向に隣り合い、かつ同一閾値で２値化された多値オーバーサンプリングデータとなる。
【００４６】
例えば、図４（Ａ）に示す場合において、電圧方向のデータ（例えば、ｓ１）のエッジカウントｅ（ｓ１）は、次式［１］で表すことができる。
ｅ（ｓ１）＝（ｓ１  ｘｏｒ  ｓ０）＋（ｓ１  ｘｏｒ  ｓ２）＋（ｓ１  ｘｏｒ  ｈ１）＋（ｓ１  ｘｏｒ  ｌ１）      ・・・［１］
【００４７】
そして、全データのエッジカウントｅを合計したものが１シンボルのエッジカウントＥとなる。したがって、エッジカウントＥは、次式［２］で表すことができる。
Ｅ＝Σｅ＝ｅ（ｓ０）＋ｅ（ｓ１）＋・・・＋ｅ（ｓ７）＋ｅ（ｈ０）＋ｅ（ｈ１）＋・・・＋ｅ（ｈ７）＋ｅ（ｌ０）＋ｅ（ｌ１）＋・・・＋ｅ（ｌ７）      ・・・［２］
【００４８】
ここで、アイパターン３０のアイ開口３１の開口高さおよび開口幅が大きくなるとエッジカウントＥが小さくなり、アイパターン３０のアイ開口３１の開口高さおよび開口幅が小さくなるとエッジカウントＥが大きくなる傾向がある。例えば、図４（Ａ）におけるエッジカウントＥの値は０（すなわち、アイ開口が大きい）、図４（Ｂ）におけるエッジカウントＥの値は６（すなわち、アイ開口が小さい）である。
【００４９】
そして、複数シンボルにわたってエッジカウントＥを積算することで、瞬間的なエッジカウントの変動を平滑化することができ、複数シンボルの平均的なアイパターン３０のアイ開口３１の高さおよび開口幅を検出することができる。
【００５０】
この時、エッジカウントＥの積算値についてシステムからの要求値（アイ開口閾値）を予め設定しておき、動作したカウント値と比較を行うようにする。そして、予め設定した要求値よりも測定値が大きい場合は、アイ開口検出部１２に入力されるイコライズ済みのデータＥＱＤＡＴＡのアイパターン３０のアイ開口３１の開口高さおよび開口幅が小さいと判断して、イコライズ量を１段階引き上げる（補正量を増加させる）ように、イコライザ制御部１３から出力されるイコライズ特性制御信号ＥＱＣＮＴを設定するようにする。
【００５１】
次いで、イコライズ量の変更を行った場合は、再度エッジカウントＥの積算値と要求値との比較を行い、イコライズ量が適切かを判断するようにする。
【００５２】
この時、測定されたエッジカウントＥの積算値が予め設定された要求値よりも小さい場合は、アイ開口検出部１２に入力されるイコライズ済みのデータＥＱＤＡＴＡのアイパターン３０のアイ開口３１の開口高さおよび開口幅が小さいと判断して、イコライザの設定値は適切と判断し、イコライズ量を確定する。
【００５３】
ここまで説明したアイ開口検出部１２の処理においては、２値化回路２１に入力されるサンプリング基準電圧ＶＲＥＦ＿Ｓ，ＶＲＥＦ＿Ｈ，ＶＲＥＦ＿Ｌの設定が重要となる。以下、アイハイト検出部１５でのアイハイトの検出と閾値電圧調整部１６でのサンプリング基準電圧の設定について説明する。
【００５４】
例えば、図３に示すように、複数のサンプリング基準電圧のＶＲＥＦ＿Ｈ（最大値）とＶＲＥＦ＿Ｌ（最小値）との差分の絶対値（｜ＶＲＥＦ＿Ｈ−ＶＲＥＦ＿Ｌ｜）がアイ開口３１の電圧方向の最小幅（アイハイト）よりも小さく設定されている場合は、すべてのデータビットに対して振幅を全３段階でアイ開口を推測することができる。
【００５５】
しかしながら、アイ開口３１の電圧方向の最小幅よりもＶＲＥＦ＿ＨとＶＲＥＦ＿Ｌの差分の絶対値（｜ＶＲＥＦ＿Ｈ−ＶＲＥＦ＿Ｌ｜）が大きい場合は、ＶＲＥＦ＿Ｓしか信号振幅を横切らないこととなるため、ＶＲＥＦ＿Ｓで得られたサンプリングデータしかアイ開口判定に有効ではなくなってしまう。この場合、イコライザ制御部１３にてイコライズ量が適切に設定することができないこととなる。
【００５６】
このようにして見逃されたデータビットは、オーバーサンプリング型ＣＤＲ１４に到達する前に消滅する場合や、２値化されると消滅する場合があるという問題がある。このため、サンプリング基準電圧は、図３に示すように、アイ開口３１の電圧方向の最小幅よりもＶＲＥＦ＿ＨとＶＲＥＦ＿Ｌの差分の絶対値（｜ＶＲＥＦ＿Ｈ−ＶＲＥＦ＿Ｌ｜）を小さく設定し、アイ開口判定結果を用いてイコライズ量を調整することで、連続ビット後の最小ビットを消滅させないことが重要となる。
【００５７】
なお、アイパターンのマスクパターン（アイ開口マスクパターン）が決まっている場合、ＶＲＥＦ＿ＨおよびＶＲＥＦ＿Ｌをマスクパターンにあわせて設定するようにしても良い（マスクテスト）。これにより、イコライズ後のアイ開口を容易に推定することが可能となる。
【００５８】
（イコライザ特性最適化フロー）
図５は、データ送受信システム１００が実行するアイ開口判定を用いたイコライザ特性最適化処理の一例を示すフローチャートである。図５のフローチャートを参照して、イコライザ特性最適化処理を説明する。
【００５９】
このイコライザ特性最適化処理は、例えば、データ送受信システム１００におけるデータ送受信開始前のトレーニング時に実行され、図５に示す処理フローに従ってデータ受信装置１０のイコライザ特性を最適化するものである。
【００６０】
先ず、ＣＤＲロック用テストパターンとして、送信データと同じデータレートの０１連続パターンを、任意の期間にわたりデータ送信装置５０から送信し、ＯＶＳ型ＣＤＲ１４をロックさせる（Ｓ１０１：ＣＤＲロック用テストパターン送信）。これにより、イコライズ済みのデータＥＱＤＡＴＡを元にＣＤＲクロックＣＤＲＣＬＫが再生され、多相サンプリングクロックＳＣＬＫが生成される。
【００６１】
ＯＶＳ型ＣＤＲ１４をロック後、イコライザ１１の特性を変更する（Ｓ１０２：イコライザ設定）。また、上記のように、アイ開口判定が所定の基準を満たさない場合（Ｓ１０７：ＮＯ）もイコライザ１１の特性が変更される。
【００６２】
次いで、データ送信装置５０からイコライザ設定用テストパターンとして、任意のテストパターンやランダムパターンを送信する（Ｓ１０３：イコライザ設定用テストパターン出力）。
【００６３】
一般に、伝送路特性により劣化したデータは、連続するデータビット後に最小ビットが続く場合に、この最小ビットが消滅しやすいという性質がある。例えば、データレートが４Ｇｂｐｓ（bits  per  second）の場合、１ビットは２５０ｐｓｅｃ（ピコ秒）であるが、ここでデータの並び方が、５ビット、１ビット、１ビットの順であるとき、５ビットの直後の１ビットで、振幅が上がりきる、または下がりきる前に次のデータビットに遷移してしまってデータビットが消滅してしまうことがある。そこで、このような消滅しやすいデータビットを逃さないために、ＣＤＲロック用テストパターンとは別のパターン（イコライザ設定用テストパターン）で、イコライザ１１を最適化する必要がある。
【００６４】
次いで、ＯＶＳ型ＣＤＲ１４がロックされているかどうかを判定する（Ｓ１０４：ＣＤＲ  ＬＯＣＫ判定）。この判定は、Ｓ１０１でＯＶＳ型ＣＤＲ１４をロックするが、イコライザ１１が適切な設定から大きく外れている場合、Ｓ１０１のＣＤＲロック用テストパターンからＳ１０３のイコライザ設定用テストパターンに変更した際に、ＯＶＳ型ＣＤＲ１４のロックが外れてしまう場合があるため実行するものである。ＯＶＳ型ＣＤＲ１４のロックが外れると、Ｓ１０５で用いる多相サンプリングクロックＳＣＬＫが生成されないこととなるためである。
【００６５】
ＯＶＳ型ＣＤＲ１４のロックが外れている場合（Ｓ１０４：ＮＯ）は、Ｓ１０１へ戻り、再度、イコライザ設定を変更して（Ｓ１０２）、再度、再度ロック判定を行う（Ｓ１０４）。
【００６６】
ＯＶＳ型ＣＤＲ１４がロックされている場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）は、多値サンプリング基準電圧ＶＲＥＦ＿Ｓ，ＶＲＥＦ＿Ｈ，ＶＲＥＦ＿Ｌを適切に設定するために、アイハイト検出部１５にて、イコライズ出力信号ＥＱＤＡＴＡの振幅（電圧振幅）の検出を行う（Ｓ１０５）。
【００６７】
次いで、アイハイト検出部１５にて検出したアイ開口の電圧方向最小幅（アイハイト）に基づいて、閾値電圧調整部１６にて、サンプリング基準電圧ＶＲＥＦ＿Ｓ，ＶＲＥＦ＿Ｈ，ＶＲＥＦ＿Ｌを、上記のように適切に設定する（Ｓ１０６：多値サンプリング基準電圧設定）。
【００６８】
その後、アイ開口検出部１２にて、多値でオーバーサンプリングすることによりアイ開口を推定し、アイ開口閾値またはマスクパターンと比較する（Ｓ１０７：アイ開口判定）。比較の結果、アイ開口の高さおよび開口幅が所定の条件を満たす場合（Ｓ１０７：ＹＥＳ）は、イコライザ特性を変化させるための制御信号ＥＱＣＮＴをイコライザ制御部１３からイコライザ１１へ出力して処理は終了する。一方、アイ開口の高さおよび開口幅が所定の条件を満たさない場合（Ｓ１０７：ＮＯ）は、Ｓ１０２へ戻り、処理を繰り返す。
【００６９】
（イコライズ量調整フロー）
図６は、イコライザ制御部１３でのイコライズ量調整処理の詳細を示すフローチャートである。図６に示すフローチャートは、イコライザ制御部１３においてイコライザ１１のイコライズ特性制御信号ＥＱＣＮＴを決定する処理に係るフローチャートである。
【００７０】
イコライザ制御部１３は、先ず、イコライザ制御部１３が有するエッジカウンタのカウント値（以下、エッジカウント）Ｅを初期化（Ｅ＝０）する（Ｓ２０１）。
【００７１】
次いで、多値オーバーサンプリングデータＯＶＳ＿Ｓ，ＯＶＳ＿Ｈ，ＯＶＳ＿Ｌを用いて、上記のように、エッジカウントＥを算出する（Ｓ２０２）。ここで、エッジカウントＥの算出は、受信信号のＮシンボル分連続して行い、エッジカウント結果を積算する。したがって、エッジカウントＥは、次式（３）で求められる。
Ｅ＝Ｅ０＋Ｅ１＋・・・＋ＥＮ−１      ・・・（３）
【００７２】
上記式（３）で求めたエッジカウントＥの積算値が、予めイコライザ制御部１３に設定されたエッジカウント閾値（Ｖａｌ）（上記のアイ開口閾値である）を超えているか否かを判断する（Ｓ２０３）。
【００７３】
Ｅ＞Ｖａｌの場合（Ｓ２０３：ＹＥＳ）は、イコライザ制御部１３はイコライザ１１のイコライズ量を１段階引き上げる（Ｓ２０４：イコライズ量インクリメント）。そして、イコライザ特性を変化させるための制御信号ＥＱＣＮＴをイコライザ制御部１３からイコライザ１１へ出力して、Ｓ２０１へ戻る。一方、Ｅ≦Ｖａｌの場合（Ｓ２０３：ＮＯ）は、イコライズ量の調整はされず、処理は終了する。
【００７４】
以上説明した本実施形態に係るデータ受信装置１０では、上記処理の終了時において、アイ開口検出部１２に入力されるイコライズ済みのデータＥＱＤＡＴＡのアイパターンのアイ開口が予めシステムで設定されたアイ開口よりも大きくなるようにイコライジングを行うイコライズ特性制御信号ＥＱＣＮＴがイコライザ１１に出力されることとなる。
【００７５】
したがって、オーバーサンプリング型のＣＤＲ回路を備えるデータ受信装置において、２値化以前のシリアル受信データに対する適応的なイコライジングが可能になる。
【００７６】
また、１シンボルの多値サンプリングデータのエッジカウントＥを複数シンボルに渡り平均化することで、瞬間的なエッジカウントの変動の影響を除去することができ、アイ開口の検出精度を上げることができる。
【００７７】
換言すれば、このデータ受信装置１０は、２値化回路の閾値電圧を変えてオーバーサンプリングを行い、その多値オーバーサンプリングデータから２値化前入力信号の電圧方向、時間方向の余裕を推定し、その余裕が最大になるようにオーバーサンプリング型ＣＤＲにおける２値化前入力信号にイコライズ処理を行うものである。また、２値化前入力信号の信号振幅に応じて２値化回路の閾値電圧を切り替えることで、高精度に２値化前入力信号の電圧方向、時間方向の余裕を推定するものである。
【００７８】
［第２の実施形態］
以下、本発明に係るデータ受信装置、データ送受信システムの他の実施形態について説明する。なお、上記実施形態と同様の点についての説明は適宜省略する。
【００７９】
図７は、第２の実施形態に係るデータ受信装置およびデータ送信装置が伝送路を介して接続されてなるデータ送受信システムの機能ブロック図である。図７に示すデータ送受信システム１００は、データ送信装置５０から伝送路６０を介して送信されるデータをデータ受信装置４０にて受信するデータ送受信システムである。
【００８０】
第２の実施形態のデータ受信装置４０は、イコライザ１１と、アイ開口検出部１２と、イコライザ制御部１３と、オーバーサンプリング型のクロックデータリカバリ回路（ＯＶＳ型ＣＤＲ）１４と、アイハイト検出部１５と、振幅調整部１７と、を備えている。このデータ受信装置４０は、上述した閾値電圧調整部１６に替えて、振幅調整手段としての振幅調整部１７を備えている。振幅調整部１７は、イコライザ出力信号ＥＱＤＡＴＡの振幅自体を増幅させるものであり、例えば、アンプ（増幅回路）で構成される。
【００８１】
本実施形態では、アイ開口検出部１２でのアイ開口の検出では、サンプリング基準電圧ＶＲＥＦ＿Ｓ，ＶＲＥＦ＿Ｈ，ＶＲＥＦ＿Ｌは用いず、振幅調整部１７においてイコライザ出力信号ＥＱＤＡＴＡの振幅を変調することにより、アイ開口検出部１２において、予め設定された閾値電圧をまたいで、多値でオーバーサンプリングできるようにするものである。なお、他の点については、第１の実施形態で説明した方法と同様である。
【００８２】
［第３の実施形態］
閾値電圧設定手段（アイハイト検出部１５、閾値電圧調整部１６）の処理をアイ開口検出部１２で行うようにしても良い。＾
【００８３】
図８は、サンプリング基準電圧ＶＲＥＦ＿Ｓ，ＶＲＥＦ＿Ｈ，ＶＲＥＦ＿Ｌを設定するために信号振幅を検出する振幅検出方法の説明図である。
【００８４】
図８の例では、イコライザ出力信号ＥＱＤＡＴＡ（図中の符号３２）を、サンプリング基準電圧３値（ＶＲＥＦ＿Ｓ，ＶＲＥＦ＿Ｈ，ＶＲＥＦ＿Ｌ）で多値サンプリングするために、ＶＲＥＦ＿Ｓ＝Ｖｄｄ×３／６とし、ＶＲＥＦ＿ＨをＶｄｄ×４／５またはＶｄｄ×５／６のいずれか、ＶＲＥＦ＿ＬをＶｄｄ×１／５またはＶｄｄ×２／６のいずれかを選択する例を考える。
【００８５】
また、図８では、４ＵＩ（Unit  Interval）分を図示している。左から１０１０の並びになっているが、左から２番目のデータビットを、符号間干渉により消滅しそうなデータビットとして示している。
【００８６】
ここで、イコライザ出力信号ＥＱＤＡＴＡについてイコライズ量を上げるように制御すれば、ＳＣＬＫ４のタイミングでＶｄｄ×４／６であるものを、０Ｖ方向に補正されることが期待できる。したがって、多値オーバーサンプリングの基準電圧でのアイ開口判定範囲に信号遷移があることが確認できるので、適切なイコライズ量に設定することが可能となる。
【００８７】
ここでは、使用する多値オーバーサンプリング基準電圧の数より多い電圧を用意する。サンプリング基準電圧を生成する手段は、特に限られるものではないが、例えば、ＧＮＤ−電源電圧間に直列に複数の抵抗を直列に接続して分圧するようにすれば良い。また、任意の複数電圧にＤＣオフセットを与えて電圧調整するようにしても良い。
【００８８】
図８の例では、１ＵＩの中間付近に位置する多相サンプリングクロックの１つＳＣＬＫ４を用いて、アイハイトを推定している。なお、ここでは、１ＵＩの中央付近の振幅を検出することが重要であり、サンプリングクロックＳＣＬＫ[７:０]のすべてを用いても、その一部を用いても良い。また、多相サンプリングクロックＳＣＬＫは多相クロック生成部２０において、イコライズ後のデータＥＱＤＡＴＡとの位相関係が調整されている。
【００８９】
サンプリング基準電圧はＶＲＥＦ＿Ｓ，ＶＲＥＦ＿Ｈ，ＶＲＥＦ＿Ｌの３種類であり、回路規模を必要以上に大きくしないために、２回に分けて各基準電圧でサンプリングする。例えば、１回目は、ＶＲＥＦ＿Ｌ＝Ｖｄｄ×１／６，ＶＲＥＦ＿Ｓ＝Ｖｄｄ×２／６，ＶＲＥＦ＿Ｈ＝Ｖｄｄ×３／６、２回目は、ＶＲＥＦ＿Ｌ＝Ｖｄｄ×３／６，ＶＲＥＦ＿Ｓ＝Ｖｄｄ×４／６，ＶＲＥＦ＿Ｈ＝Ｖｄｄ×５／６と分けるとする。
【００９０】
図８における●と○は、Ｖｄｄ／１×５〜Ｖｄｄ×５／６の５段階の各基準電圧を閾値として、ＨｉｇｈかＬｏｗかを判別したとき、各基準電圧よりも信号振幅が高い場合を●、低い場合を○として表した。●と○の間に信号があるため各基準電圧間で発生する●／○の反転回数を、上記のように排他的論理和（ＸＯＲ）をとる等の方法により、任意の時間積算し、記憶部としてのレジスタに記憶しておく。
【００９１】
ここで、●／○の反転があり、かつ振幅中心Ｖｄｄ×３／６に近い方の基準電圧をサンプリング基準電圧のＶＲＥＦ＿Ｌ，ＶＲＥＦ＿Ｈとして選択することで、図３に示したように、すべてのデータビットを３値でサンプリングすることが可能となる。
【００９２】
また、図８に示す４ＵＩ分で仮にサンプリング基準電圧を決めたとき、ＶＤＤ／ＧＮＤ側にサンプリング基準電圧ＶＲＥＦ＿ＬとＶＲＥＦ＿Ｈを設定しなければならいため、ＶＲＥＦ＿Ｌ＝Ｖｄｄ×２／６，ＶＲＥＦ＿Ｓ＝Ｖｄｄ×３／６，ＶＲＥＦ＿Ｈ＝Ｖｄｄ×*４／６に設定すればよい。このように、ＶＲＥＦ＿ＬとＶＲＥＦ＿Ｈを適切に設定することにより、アイ開口を精度良く推定することができる。
【００９３】
本実施形態のように、イコライザ出力信号ＥＱＤＡＴＡの振幅検出をアイ開口検出部１２で行うようにすることにより、別途、閾値電圧設定手段を設ける場合に比べて、回路面積および消費電力を抑制することが可能となる。
【００９４】
尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。
【符号の説明】
【００９５】
１０，４０  データ受信装置
１１  イコライザ
１２  アイ開口検出部
１３  イコライザ制御部
１４  ＯＶＳ型ＣＤＲ（オーバーサンプリング型クロックデータリカバリ回路）
１５  アイハイト検出部
１６  閾値電圧調整部
１７  振幅調整部
２０  多相クロック生成部（ＭＣＫＧ）
２１  ２値化部
２２  オーバーサンプリング部
２３  並列化部
３０  アイパターン
３１  アイ開口
５０  データ送信装置
６０  伝送路
１００  データ送受信システム
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９６】
【特許文献１】特許第４４１３６６４号公報
【図１】
2015115850.tif 000003
【図２】
2015115850.tif 000004
【図４】
2015115850.tif 000005
【図５】
2015115850.tif 000006
【図６】
2015115850.tif 000007
【図７】
2015115850.tif 000008
【図３】
2015115850.tif 000009
【図８】
2015115850.tif 000010