(57)【要約】【課題】汎用のケーブルをケーブル長測定に用いることができ、ケーブル長測定用のインタフェースも不要な信号送受信装置等を提供すること【解決手段】本発明の差動伝送回路は、高速差動信号及びパルス波を送信する信号出力回路と、受端終端抵抗を備えた信号入力回路と、伝送路のバイアス電圧を制御するバイアス制御部と、バイアス電圧の有無を検出するバイアス検出回路と、バイアス検出回路がバイアス電圧を検出したときに受端終端抵抗を取り外し、バイアス検出回路がバイアス電圧を検出しないときに受端終端抵抗を取り付ける終端抵抗制御部と、信号入力回路で反射されたパルス波を検出する検出用入力回路と、信号出力回路がパルス波を送信してから検出用入力回路が反射されたパルス波を受信するまでの時間である伝播時間に基づいて信号出力回路が出力する信号の電気的特性を設定する出力設定制御部と、を備えている。【選択図】図１
2008242863.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送路の一端に接続され高速差動信号及びパルス波を送信する信号出力回路と、
前記伝送路の他端に接続され前記高速差動信号及び前記パルス波を受信し受端終端抵抗を備えた信号入力回路と、
前記伝送路のバイアス電圧を制御するバイアス制御部と、
前記バイアス電圧の有無を検出するバイアス検出回路と、
前記バイアス検出回路が前記バイアス電圧を検出したときに前記受端終端抵抗を取り外し、前記バイアス検出回路が前記バイアス電圧を検出しないときに前記受端終端抵抗を取り付ける終端抵抗制御部と、
前記信号入力回路で反射された前記パルス波を検出する検出用入力回路と、
前記信号出力回路が前記パルス波を送信してから前記検出用入力回路が前記反射されたパルス波を受信するまでの時間である伝播時間に基づいて前記信号出力回路が出力する信号の電気的特性を設定する出力設定制御部と、
を備えた差動伝送回路。
【請求項２】
前記出力設定制御部は、前記伝播時間と前記設定の内容を対応付けて記憶するテーブルを参照して前記設定を行うことを特徴とした請求項１に記載の差動伝送回路。
【請求項３】
前記伝送路は、送信側装置と受信側装置とを接続するケーブルであることを特徴とした請求項１または請求項２に記載の差動伝送回路。
【請求項４】
前記伝送路は、バックプレーン伝送に用いられる伝送路であることを特徴とした請求項１または請求項２に記載の差動伝送回路。
【請求項５】
前記請求項１ないし請求項４のいずれかひとつに記載の差動伝送回路を備えたディスクアレイ装置。
【請求項６】
一端に信号出力回路が、他端に受端終端抵抗備えた信号入力回路がそれぞれ接続された伝送路にバイアス電圧を付加し、
前記他端側で前記バイアス電圧を検出し、前記信号入力回路から前記受端終端抵抗を取り外し、
前記信号出力回路からパルス波を送信し、この送信から前記信号入力回路で反射された前記パルス波が前記一端側で検出されるまでの時間である伝播時間を測定し、
前記伝播時間に基づいて前記信号出力回路が出力する高速差動信号の電気的特性を設定し、
前記バイアス電圧を除去し、
前記他端側で前記バイアス電圧の除去を検出し、前記信号入力回路から前記受端終端抵抗を取り外す出力信号設定方法。
【請求項７】
前記伝播時間と前記設定の内容を対応付けて記憶するテーブルを参照して前記設定を行うことを特徴とした請求項６に記載の出力信号設定方法。
【請求項８】
前記伝送路は、送信側装置と受信側装置とを接続するケーブルであることを特徴とした請求項６または請求項７に記載の出力信号設定方法。
【請求項９】
前記伝送路は、バックプレーン伝送に用いられる伝送路であることを特徴とした請求項６または請求項７に記載の出力信号設定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高速差動信号を入出力する技術に関し、特に汎用のケーブルを用い、専用のインタフェースを用いることなくケーブル長を判断することができる差動伝送回路等に関する。
【背景技術】
【０００２】
数百mVという低い電位差を信号として遣り取りする高速差動信号をケーブル伝送する場合、伝送ケーブルによる減衰を考慮して充分強い駆動能力を設定する必要がある。またその一方でEMI（電磁波妨害）を考慮してなるべく駆動能力を低く設定して電磁波の放出を減らす必要がある。従ってこの信号の出力駆動能力としては、“伝送ケーブルで信号が減衰しても正しく通信が行える、なるべく低い設定値”を選択しなければならない。しかしどの長さのケーブルが接続されるか分からないケーブル伝送では信号の減衰量が一意的に特定できず、その伝送に応じた最適な設定値を与えることが困難である。
【０００３】
この問題を解決するため、例えば特許文献１では信号伝送ケーブルの中に別のケーブル長判断専用インタフェースを埋め込んで、このインタフェースから得られたケーブル長を基に最適な出力制御を行っている。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１８１５９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の従来の技術での問題点は、この専用インタフェースを信号のケーブルの中に格納する必要があり特殊なケーブルを用意しなければならないため、安価で汎用のケーブルを用いることができない点である。または汎用のケーブルを用いた場合は別にケーブル長測定のインタフェースを用いることが必要となり、装置が大規模化しまう点である。
【０００６】
そこで、本発明は、汎用のケーブルをケーブル長測定に用いることができ、ケーブル長測定用のインタフェースも不要な差動伝送回路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】
【０００７】
本発明の差動伝送回路は、伝送路の一端に接続され高速差動信号及びパルス波を送信する信号出力回路と、伝送路の他端に接続され高速差動信号及びパルス波を受信し受端終端抵抗を備えた信号入力回路と、伝送路のバイアス電圧を制御するバイアス制御部と、バイアス電圧の有無を検出するバイアス検出回路と、バイアス検出回路がバイアス電圧を検出したときに受端終端抵抗を取り外し、バイアス検出回路がバイアス電圧を検出しないときに受端終端抵抗を取り付ける終端抵抗制御部と、信号入力回路で反射されたパルス波を検出する検出用入力回路と、信号出力回路がパルス波を送信してから検出用入力回路が反射されたパルス波を受信するまでの時間である伝播時間に基づいて信号出力回路が出力する信号の電気的特性を設定する出力設定制御部と、を備えている。
【０００８】
上記信号送受信装置によれば、信号伝送路を通して受端終端抵抗の付け外しを制御する。この受端終端抵抗は伝送路の受信端反射を抑制するために配置するもので、この抵抗がなければ受端解放となり信号は全反射を起こし大きな反射波が発生する。
この特性を利用して、通常の信号伝送時は終端抵抗を付けて反射を抑え、ケーブル長の検出時は終端抵抗を外して意図的に反射を発生させる。この反射波を検出用入力回路で受信し、その伝搬時間を計測することで、出力設定制御部は、伝送路の長さ判断し、その長さに応じた最適な出力設定を行う。
受端終端抵抗の付け外し制御の方法は、送信側のバイアス制御部で伝送路に自由にバイアス電圧を与えられるようにする。そして、終端抵抗制御部ではこのバイアス電圧の有無を読み取って受端終端抵抗の付け外しを制御する。すなわち、伝送路のバイアス値を用いることで終端抵抗の付け外しを制御することが可能なため、特殊なケーブルではなく汎用ケーブルを用いることが可能である。
【０００９】
本発明の、ディスクアレイ装置および出力信号設定方法によっても差動伝送回路と同様に本願発明の課題を解決することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、特殊なケーブルやケーブル長測定用のインタフェースを用意することなくケーブル長を判断することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図を参照しながら本発明の一実施形態であるディスクアレイ装置４の構成と動作について説明する。
図１は、ディスクアレイ装置４のブロック図である。この図には、差動伝送回路に関する構成要素だけを図示している。
ディスクアレイ装置４は、伝送ケーブル３とコネクタ５８、５９を介して接続された送信側装置１と受信側装置２とを含んでいる。
【００１２】
図２は、一般的なディスクアレイ装置４０の構成を示す図である。ディスクアレイ装置４０は、ホストコンピュータ６との間でデータの送受信を行うホストインタフェースユニット４１と、ハードディスク４４との間でデータの送受信を行うディスクインタフェースユニット４３と、ホストインタフェースユニット４１とディスクインタフェースユニット４３との間の通信を制御するスイッチ４２とを備えている。この図では、例えば、データをハードディスク４４に書き込む際には、ディスクインタフェースユニット４３が図１の送信側装置１に、ハードディスク４４が図１の受信側装置２に、ディスクインタフェースユニット４３とハードディスク４４を接続するケーブル４５が図１の伝送ケーブル３に、それぞれ相当する。
【００１３】
送信側装置１は、信号出力回路１２、検出用入力回路１３、タイマ回路３２、出力設定制御部３３を備えた出力部１０と、バイアス制御部３１と、カップリングコンデンサ５１と、２個のコイル５４を含んでいる。
受信側装置２は、終端抵抗制御部２１、信号入力回路２２を備えた入力部２０と、カップリングコンデンサ５２と、２個のコイル５５と、２個の抵抗５６と、バイアス検出回路５７を含んでいる。
【００１４】
送信側装置１の出力部１０の信号出力回路１２を差動増幅回路の送信端、受信側装置２の入力部２０の信号入力回路２２を差動増幅回路の受信端とし、これらを伝送ケーブル３で接続した差動伝送回路が本発明の対象である。具体的にはSAS（Serial Attached SCSI（Small Computer System Interface））またはPCI（Peripheral Component Interconnect）-Expressといった高速シリアル伝送を想定している。
【００１５】
伝送ケーブル３は、一対の信号線からなる汎用的なものであり、その両端にカップリングコンデンサ５１、５２が配置され、バイアス電圧を付加できるように構成されている。
信号出力回路１２は、高速作動信号とケーブル長測定のためのパルス波を伝送ケーブル３を介して信号入力回路２２に送信する。
検出用入力回路１３は、信号入力回路２２で反射したパルス波を検出する。
バイアス制御部３１は、装置の起動時に伝送ケーブル３の線路にバイアス電圧を与える。バイアス制御部３１と伝送ケーブル３との間にはコイル５４を、バイアス検出回路５７と伝送ケーブル３との間にはコイル５５をそれぞれ設置し、バイアス制御部３１が線路３にバイアス電圧を与える際に、信号伝搬に影響を与えないようにしている。コイル５５は、抵抗５６を介して接地している。
タイマ回路３２は、検出用入力回路１３と接続され、信号出力回路１２がパルス波を送信してから検出用入力回路１３が反射されたパルス波を検出するまでの時間（以下「伝播時間」という）を計測する。
出力設定制御部３３は、伝播時間に基づいて伝送ケーブル３の長さを算出し、その長さに基づいて信号出力回路１２が送信する出力信号の電気特性に関わる設定を行う。
【００１６】
信号入力回路２２は、信号出力回路１２から送信された信号を受信する。信号入力回路２２は、受端終端抵抗５３を含んでいる。受端終端抵抗５３は、取り付け・取り外しが可能となっていて、受端終端抵抗５３が取り外されているときには、受信信号は信号出力回路１２に向けて反射される。
バイアス検出回路５７は、伝送ケーブル３に与えられたバイアス電圧を検出する。
終端抵抗制御部５３は、バイアス検出回路５７がバイアス電圧を検出したときに、受端終端抵抗５３を取り外し、バイアス電圧を検出しなくなったときに、受端終端抵抗５３を取り付ける。
【００１７】
次に、ディスクアレイ装置４の動作について説明する。
一般的に、装置を起動したとき、高速差動インタフェースを持つデバイスの信号出力回路ではまずコンフィグレーション設定が行われ、出力振幅設定やプリエンファシス（Pre-Emphasis）設定といった出力信号の電気特性に関わる設定が行われる。ここでケーブル長を判別してそれに応じた最適な設定を与えるために、コンフィグレーションに先立って本発明の特徴である下記の動作を行う。
【００１８】
送信側装置１のバイアス制御部３１は、通常バイアス電圧が掛かっていない伝送ケーブル３の線路に例えば3.3Vのバイアス電圧を与える。
終端抵抗制御部２１は、バイアス検出回路５７が線路にバイアスが与えられたことを判断すれば、入力部２０に実装される終端抵抗制御部２１を用いて受端終端抵抗５３を取り外す。
【００１９】
次に、信号出力回路１２がパルス波を出力する。伝送路の受信端はさきほど終端抵抗５３を取り外したため無終端となっており、信号入力回路２２で全反射を起こす。検出用入力回路１３は、この反射波を検出する。
【００２０】
送信側制御部３０のタイマ回路３２はこの検出タイミングを受け取り、パルスの発信から反射波の検出までの時間（伝播時間）を出力する。これを受け取った出力設定制御部３３はその伝搬時間の信号の伝播速度を乗じて伝送ケーブル３の長さを判断する。このようにしてケーブル長がわかれば、ここに予めケーブル長に対する信号出力回路１２の最適設定値をテーブルとして持たせておくことで信号出力回路１２に最適な設定を与えることができる。
【００２１】
この最適設定コンフィグレーションが終わった後はバイアス制御部３１は、始めに与えた3.3Vのバイアス電圧を0.0Vに下げ、これを検出したバイアス検出回路５７は、終端抵抗制御部２１を用いて受端終端抵抗５３を取り付ける。
【００２２】
ディスクアレイ装置４では、伝送ケーブル３を通して受端終端抵抗５３の付け外しを制御する。この受端終端抵抗５３は伝送路の受信端反射を抑制するために配置するもので、この抵抗がなければ受端解放となり信号は全反射を起こし大きな反射波が発生する。
この特性を利用して、通常の信号伝送時は受端終端抵抗５３を付けて反射を抑え、ケーブル長の検出時は受端終端抵抗５３を外して意図的に反射を発生させる。この反射波を検出用入力回路１３で受信し、その伝搬時間を計測することで、出力設定制御部３３は、伝送路の長さ判断し、その長さに応じた最適な出力設定を行う。
受端終端抵抗５３の付け外し制御の方法は、送信側のバイアス制御部３１で伝送路に自由にバイアス電圧を与えられるようにする。そして、終端抵抗制御部２１ではこのバイアス電圧の有無を読み取って受端終端抵抗５３の付け外しを制御する。
その結果、特殊なケーブルや別のインタフェースを用意することなくケーブル長を判断することができる。これは伝送ケーブル３として高価な特殊ケーブルを使用する必要がなく、安価な汎用ケーブルを使用することが可能であることを示している。
【００２３】
上記の実施形態では、ディスクアレイ装置を例に説明したが、本発明は、例えば、パーソナルコンピュータにおけるマザーボードとハードディスク装置間のデータ転送など、高速作動信号を送受信する装置全般に適用することができる。
また、装置間のケーブル伝送について説明したが、装置内の基板間を相互接続するバスやチップによるバックプレーン伝送、例えば、図２のスイッチ４２とディスクインタフェースユニット４３との間の信号伝送、にも同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態であるディスクアレイ装置の差動伝送回路の構成を示す図である。
【図２】ディスクアレイ装置の全体構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  送信側装置
２  受信側装置
３  伝送ケーブル
４  ディスクアレイ装置
１０  出力部
１２  信号出力回路
１３  検出用入力回路
２０  入力部
２１  終端抵抗制御部
２２  信号入力回路
３１  バイアス制御部
３２  タイマ回路
３３  出力設定制御部
５１、５２  カップリングコンデンサ
５３  受端終端抵抗
５４、５５  コイル
５６  抵抗
５７  バイアス検出回路
５８、５９  コネクタ
【図１】
2008242863.tif 000003
【図２】
2008242863.tif 000004