(57)【要約】【課題】外来のノイズなど使用環境に応じて、伝送パラメータの最適化が可能なシリアルデータ伝送方法、送受信装置及びシリアルデータ伝送方法を提供すること。【解決手段】送受信装置３０のシリアルデータ伝送方法において、受信したシリアルデータのエラーを検出するステップ（Ｓ１１３）と、エラーの検出頻度が所定値を超える場合、受信したシリアルデータの入力レンジを増減幅する第１の電圧変換器４１の出力電圧を増大させるステップ（Ｓ１２５）と、送信するシリアルデータを増減幅する第２の電圧変換器２２の出力電圧の増大を要求するステップ（Ｓ１２６）と、通信相手の送受信装置から受信するシリアルデータの入力レンジを増減幅する第３の電圧変換器２１の出力電圧を増大させる設定が完了した旨の通知を受信した場合（Ｓ１２９）、送信するシリアルデータを増減幅する第４の電圧変換器４２の出力電圧を増大させるステップ（Ｓ１３０）と、を有する。【選択図】図２
2008167416.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースバンド伝送によりシリアルデータを送受信する送受信装置のシリアルデータ伝送方法において、
制御部が、受信したシリアルデータのエラーを検出するステップと、
前記制御部が、前記エラーの検出頻度が所定値を超える場合、受信したシリアルデータの入力レンジを増減幅する第１の電圧変換器の出力電圧を増大させるステップと、
通信相手の送受信装置に、送信するシリアルデータの振幅を増減幅する第２の電圧変換器の出力電圧の増大を要求するステップと、
通信相手の送受信装置から、該送受信装置が受信するシリアルデータの入力レンジを増減幅する第３の電圧変換器の出力電圧を増大させる設定が完了した旨の通知を受信した場合、前記制御部が、送信するシリアルデータの振幅を増減幅する第４の電圧変換器の出力電圧を増大させるステップと、
を有することを特徴とするシリアルデータ伝送方法。
【請求項２】
第１の電圧変換器の出力電圧が最大まで増大された状態で、前記エラーの検出頻度が所定値を超える場合、
前記制御部が、受信するシリアルデータの伝送速度を決定する第１の基本クロックの周波数を低下させるステップと、
前記制御部が、通信相手の送受信装置に、送信するシリアルデータの伝送速度を決定する第２の基本クロックの周波数を低下させるステップと、
通信相手の送受信装置から、該送受信装置が受信するシリアルデータの伝送速度を決定する第３の基本クロックの周波数を低下させる設定が完了した旨の通知を受信した場合、前記制御部が、送信するシリアルデータの伝送速度を決定する第４の基本クロックの周波数を低下させるステップと、
有することを特徴とする請求項１記載のシリアルデータ伝送方法。
【請求項３】
前記エラーの検出頻度が所定値以下の場合、
前記制御部が、第１の電圧変換器の出力電圧を低下させるステップと、
前記制御部が、通信相手の送受信装置に、第２の電圧変換器の出力電圧の低下を要求するステップと、
通信相手の送受信装置から第３の電圧変換器の出力電圧の設定が完了した旨の通知を受信した場合、前記制御部が、第４の電圧変換器の出力電圧を低下させるステップと、
を有することを特徴とする請求項１記載のシリアルデータ伝送方法。
【請求項４】
ベースバンド伝送によりシリアルデータを送受信する送受信装置において、
受信したシリアルデータのエラーを検出する制御部と、
受信したシリアルデータの入力レンジを出力電圧により増減幅する第１の電圧変換器と、
送信するシリアルデータの振幅を出力電圧により増減幅する第４の電圧変換器と、を有し、
前記制御部は、前記エラーの検出頻度が所定値を超える場合、第１の電圧変換器の出力電圧と第４の電圧変換器の出力電圧を増大させ、
通信相手の送受信装置に、送信するシリアルデータの振幅を増減幅する第２の電圧変換器の出力電圧の増大を要求をする、
ことを特徴とする送受信装置。
【請求項５】
送信するシリアルデータの伝送速度を決定する第１のクロック制御手段と、
受信するシリアルデータの伝送速度を決定する第４のクロック制御手段と、を有し、
第１の電圧変換器の出力電圧が最大まで増大された状態で、前記エラーの検出頻度が所定値を超える場合、前記制御部は、第１のクロック制御手段と第４のクロック制御手段に伝送速度を低下させ、
通信相手の送受信装置に、送信するシリアルデータの伝送速度を決定する第２のクロック制御手段に伝送速度の低下を要求をする、
ことを特徴とする請求項４記載の送受信装置。
【請求項６】
前記エラーの検出頻度が所定値以下の場合、
前記制御部が、第１及び第４の電圧変換器の出力電圧を低下させ、
通信相手の送受信装置に、第２の電圧変換器の出力電圧の低下を要求する、
を有することを特徴とする請求項４記載の送受信装置。
【請求項７】
ベースバンド伝送によりシリアルデータを送受信する１対の送受信装置のシリアルデータ伝送方法において、
受信側の送受信装置が、
受信したシリアルデータのエラーを検出するステップと、
前記エラーの検出頻度が所定値を超える場合、受信したシリアルデータの入力レンジを増減幅する第１の電圧変換器の出力電圧を増大させるステップと、
通信相手の送受信装置に、送信するシリアルデータの振幅を増減幅する第２の電圧変換器の出力電圧の増大を要求するステップと、
通信相手の送受信装置が、
送信するシリアルデータの振幅を増減幅する第２の電圧変換器の出力電圧の増大させるステップと、受信するシリアルデータの入力レンジを増減幅する第３の電圧変換器の出力電圧の増大を要求するステップと、
受信側の送受信装置が、
通信相手の送受信装置から第３の電圧変換器の出力電圧の設定が完了した旨の通知を受信するステップと、送信するシリアルデータの振幅を増減幅する第４の電圧変換器の出力電圧を増大させるステップと、
を有することを特徴とする１対の送受信装置のシリアルデータ伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベースバンド伝送によりシリアルデータを送受信する送受信装置のシリアルデータ伝送方法、送受信装置及び１対の送受信装置のシリアルデータ伝送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル信号の１、０を変調せずに対応する電圧値に変換して伝送するベースバンド伝送では、送信元と受信先の送受信装置が利用する仕様に準拠して送信波形の電圧値（振幅電圧）を設定する。
【０００３】
図１は、従来の高速シリアル伝送システム１の構成図を示す。送受信装置１００はＡチャネルを介し送受信装置２００に、送受信装置２００はＢチャネルを介し送受信装置１００に、それぞれ２本の信号線を使用し、一方がＨレベルの場合、他方はＬレベルの振幅電圧を出力する差動伝送によりシリアル伝送する。送受信装置１００と２００は同じ構造を有するためここでは送受信装置１００について説明する。また、送受信装置１００のクロックの番号Ｃ１〜Ｃ５と、送受信装置２００のクロックの番号Ｃ１'〜 Ｃ５'にそれぞれ等価である。なお、図１では波線がクロックを、細線がシリアルデータを、太線がパラレルデータを、点線が制御信号を、二重線が電源供給を、それぞれ示す。
【０００４】
送受信装置１００はトランシーバモジュール１３０とバッファモジュール１４０を有し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０とＤＣ／ＤＣコンバータ１２０からそれぞれ電源（出力電圧）を供給される。
【０００５】
信号の送受信はプロトコルコントローラ１０３により制御される。ＴＸ（送信）データバッファ１０２は、送信データをバッファリングしながら順次シリアライザ１０５に送出する。
【０００６】
クロックジェネレイタ１０１は、TX データバッファ１０２ から送信データを読み出すRead 用クロックＣ１をTX データバッファ１０２ に供給する。このクロックＣ１は、TX データバッファ１０２ に送信データを書き込むWrite 用クロックも兼ねている。Ｒｅａｄ用クロックＣ１の周波数をFrw（Hz）とする。
【０００７】
また、クロックジェネレイタ１０１は、シリアライザ１０５がTXデータバッファ１０２から出力されるパラレルデータをシリアルに変換し、そのシリアルデータをトランスミットバッファ１０８に送出するタイミングを定めるクロック（周波数Ｆｓ（Ｈｚ）とする）Ｃ２をシリアライザ１０５に供給する。このクロックによりシリアルデータの伝送速度が決定される。TXデータバッファ１０２のデータ幅をＷ (bits)とすると、Frw = Fs/W (Hz) の関係がある。
【０００８】
シリアライザ１０５は送信データをパラレル→シリアルに変換するもので、プロトコルコントローラ１０３によるプロトコル制御や、クロックジェネレイタ１０１からクロックＣ２の供給を受け、パラレルデータをシリアルデータに変換する。
【０００９】
トランスミットバッファ１０８は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２０から電源の供給を受け、電源の出力電圧により増幅された振幅電圧でＡチャネルを介しシリアルデータを送受信装置２００のレシーブバッファ２０８に送信する。
【００１０】
Ｂチャネルからレシーブバッファ１０９に受信されたシリアルデータはデシリアライザ１０６に送られる。そして、デシリアライザ１０６は、プロトコルコントローラ１０３によるエラー検出やクロックデータリカバリ１０７からクロックＣ３の供給を受け、シリアルデータをパラレルデータに変換する。
【００１１】
クロックＣ３は、レシーブバッファ１０９が受信したシリアルデータの信号からクロックデータリカバリー１０７が復元したクロック（周波数Ｆｃｒ（Ｈｚ））である。したがって、クロックデータリカバリー１０７が復元するクロックＣ３は、クロックジェネレイタ２０１がシリアライザ２０５に供給するクロックＣ２'と等しく、Ｆｃｒ＝Ｆｓと表すことができる。
【００１２】
また、クロックデータリカバリー１０７は、デシリアライザ１０６が出力するパラレルデータをRX（受信）データバッファ１０４ に書き込むためのクロックＣ４をＲＸデータバッファ１０４に供給する。クロックＣ４の周波数をＦｂｗ（Ｈｚ）とし、ＲＸデータバッファ１０４のデータ幅をＷ（bits）とすると、Fbw = Fcr/W (Hz)の関係がある。すなわち、デシリアライザ１０６の出力したパラレルデータは、クロックＣ４で受信データバッファ１０４に書き込まれる。
【００１３】
クロックジェネレイタ１０１は、RXデータバッファ１０４ に書き込まれた受信データを同バッファから読み出すためのクロックＣ５をＲＸデータバッファ１０４に供給する。クロックＣ５の周波数をFbr（Hz)、RX データバッファ１０４のデータ幅をＷ (bits)とすると、Fbr = Fs/W (Hz) で表される。
【００１４】
かかる伝送形態では、Ａ又はＢチャネルを伝送される送信波形の振幅電圧は大きいほどＳ／Ｎ比が良好になるが、伝送速度、伝送時の波形の立ち上がり・立ち下がり時間及び消費電力からの要求により、仕様によっては信号波形の振幅電圧が１〔Ｖ〕以下に設定されている。また、デジタル信号の伝送速度は高速化の傾向にあり、今後も振幅電圧は小さくなることが予想される。
【００１５】
しかしながら、振幅電圧が小さくなると、使用環境によっては極端に外来のノイズに対し脆弱になり、エラーの検出頻度が増大し信号の伝送効率が著しく低下するおそれがある。そこで、エラーの検出頻度を低減するため、伝送速度を低下させることが考えられる（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１では、受信側が受信した試験データから伝送誤り率を検出し、誤り率が所定値以上の場合、受信側が受信速度を低下させると共に送信側に伝送速度の変更を要求する。
【特許文献１】特開平１０−１４５３０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、伝送速度を規定値よりも低下させたとしても、振幅電圧に対するノイズの大きさが改善されない場合には、エラーの検出頻度が期待されたほどには改善されないし、伝送効率も低下してしまう。また、逆に、規定された振幅電圧が使用環境に対し過大であると、余分な電力が消費されていることになる。このように、従来のシリアルデータ伝送では、使用環境に対する振幅電圧の最適化が困難という問題があった。
【００１７】
本発明は、上記課題に鑑み、外来のノイズなど使用環境に応じて、伝送パラメータの最適化が可能なシリアルデータ伝送方法、送受信装置及び１対の送受信装置のシリアルデータ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】
【００１８】
上記課題に鑑み、本発明は、ベースバンド伝送によりシリアルデータを送受信する送受信装置のシリアルデータ伝送方法において、制御部が、受信したシリアルデータのエラーを検出するステップと、制御部が、エラーの検出頻度が所定値を超える場合、受信したシリアルデータの入力レンジを増減幅する第１の電圧変換器（例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１）の出力電圧を増大させるステップと、通信相手の送受信装置に、送信するシリアルデータを増減幅する第２の電圧変換器（例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２）の出力電圧の増大を要求するステップと、通信相手の送受信装置から、該送受信装置が受信するシリアルデータの入力レンジを増減幅する第３の電圧変換器（例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１）の出力電圧を増大させる設定が完了した旨の通知を受信した場合、制御部が、送信するシリアルデータを増減幅する第４の電圧変換器（例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２）の出力電圧を増大させるステップと、を有することを特徴とする。
【００１９】
本発明によれば、振幅電圧を増大させることで、ノイズの多い環境でも伝送機能を維持することができる。
【００２０】
また、本発明の一形態において、第１の電圧変換器の出力電圧が最大まで増大された状態で、前記エラーの検出頻度が所定値を超える場合、制御部が、受信するシリアルデータの伝送速度（受信データバッファ内のデータの読み出し速度）を決定する第１の基本クロック（例えば、クロックジェネレイタ３１が供給する基本クロック）を低下させるステップと、制御部が、通信相手の送受信装置に、送信するシリアルデータの伝送速度を決定する第２の基本クロック（例えば、クロックジェネレイタ１２が供給する基本クロック）の低下を要求するステップと、通信相手の送受信装置から、該送受信装置が受信するシリアルデータの伝送速度（受信データバッファ内のデータの読み出し速度）を決定する第３の基本クロック（例えば、クロックジェネレイタ１１が供給する基本クロック）の低下させる設定が完了した旨の通知を受信した場合、制御部が、送信するシリアルデータの伝送速度を決定する第４の基本クロック（例えば、クロックジェネレイタ３２が供給する基本クロック）を低下させるステップと、有することを特徴とする。
【００２１】
本発明によれば、現在設定されている伝送速度に対応する振幅電圧を最大値まで増大してもエラーの検出頻度が規定を超える場合、伝送速度を下げることでさらにノイズの多い環境でも伝送機能を維持しやすくすることができる。
【００２２】
また、本発明の一形態において、エラーの検出頻度が所定値以下の場合、制御部が、第１の電圧変換器の出力電圧を低下させるステップと、制御部が、通信相手の送受信装置に、第２の電圧変換器の出力電圧の低下を要求するステップと、通信相手の送受信装置から、第３の電圧変換器の出力電圧の設定が完了した旨の通知を受信した場合、制御部が、第４の電圧変換器の出力電圧を低下させるステップと、を有することを特徴とする。
【００２３】
本発明によれば、エラーの検出頻度が規定以下の場合、振幅電圧を低減することで、伝送機能を維持したまま消費電力を下げることができる。
【発明の効果】
【００２４】
外来のノイズなど使用環境に応じて、伝送パラメータの最適化が可能なシリアルデータ伝送方法、送受信装置及び１対の送受信装置のシリアルデータ伝送方法を提供すること。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
図２は、本実施形態の高速シリアル伝送システム１の構成図を示す。高速シリアル伝送システム１では、受信側の送受信装置３０が受信データに所定以上のエラーを検出すると送信側の送受信装置１０に振幅電圧の変更を要求し、送受信装置１０は送信するシリアルデータの振幅電圧を増大させる。これにより、ノイズが多い環境でも伝送速度を下げることなくシリアル伝送が可能になり、伝送効率を維持することができる。また、受信側の送受信装置３０が検出するエラーの検出頻度が所定以下の場合、送信側の送受信装置１０に振幅電圧の変更を要求し、送受信装置１０は振幅電圧を低下させる。これにより、伝送品質に余裕がある場合は、振幅電圧を下げることで高速シリアル伝送システム１の消費電力を下げることができる。なお、図２では波線がクロックを、細線がシリアルデータを、太線がパラレルデータを、点線が制御信号を、二重線が電源供給を、それぞれ示す。
【００２６】
送受信装置１０はＡチャネルを介し送受信装置３０に、送受信装置３０はＢチャネルを介し送受信装置１０に、それぞれ２本の信号線を使用し、片方（TX＋、RX+）がＨレベルのとき他方（TX−、RX−）はＬレベルのように、位相が反転した振幅電圧を出力する差動伝送によりシリアル伝送する。送受信装置１０と３０は同じ構造を有する。
【００２７】
送受信装置１０はトランシーバモジュール（Transceiver Module）１０Ａ、バッファモジュール（Buffer Module）１０Ｂ及びＤＣ／ＤＣコンバータ２０〜２２を、送受信装置３０はトランシーバモジュール３０Ａ、バッファモジュール３０Ｂ及びＤＣ／ＤＣコンバータ４０〜４１をそれぞれ有する。バッファモジュール１０Ｂはトランスミットバッファ（Transmit Buffer）２４及びレシーブバッファ（Receive Buffer）２３を有し、バッファモジュール３０Ｂはトランスミットバッファ４４及びレシーブバッファ４３を有する。高速シリアル伝送システム１では、トランスミットバッファ２４とレシーブバッファ４３が２本の信号線で接続されＡチャネルを形成し、また、トランスミットバッファ４４とレシーブバッファ２３が２本の信号線で接続されＢチャネルを形成する。    
ＤＣ／ＤＣコンバータ２１はレシーブバッファ２３に、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２はトランスミットバッファ２４にそれぞれ接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ４１はレシーブバッファ４３に、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２はトランスミットバッファ４４にそれぞれ接続されている。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０はトランシーバモジュール１０Ａに、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０はトランシーバモジュール３０Ａにそれぞれ接続されている。
【００２８】
トランシーバモジュール１０Ａは、クロックジェネレイタ（Clock Generator）１１、クロックジェネレイタ１２、送信データバッファ（TX DATA Buffer）１３、シリアライザ（Serializer）１４、プロトコルコントローラ（Protocol Controller以下、単に制御部という）１５、受信データバッファ（RX DATA Buffer）１６、デシリアライザ（De Serializer）１７、パワーマネージメント（Power Management）１８及びクロックデータリカバリー（Clock Data Recovery）１９を有する。トランシーバモジュール３０Ａは、クロックジェネレイタ３１、クロックジェネレイタ３２、送信データバッファ３３、シリアライザ３４、プロトコルコントローラ（以下、単に制御部という）３５、受信データバッファ３６、デシリアライザ３７、パワーマネージメント３８及びクロックデータリカバリー３９を有する。
【００２９】
クロックジェネレイタ１１は受信データバッファ１６に接続され、クロックジェネレイタ１２はシリアライザ１４に接続されている。また、制御部１５はクロックジェネレイタ１１、１２、送信データバッファ１３、受信データバッファ１６、シリアライザ１４、デシリアライザ１７及びパワーマネージメント１８に接続されている。また、パワーマネージメント１８はＤＣ／ＤＣコンバータ２１，２２に接続されている。同様に、クロックジェネレイタ３１は受信データバッファ３６に接続され、クロックジェネレイタ３２はシリアライザ３４に接続されている。また、制御部３５はクロックジェネレイタ３１、３２、送信データバッファ３３、受信データバッファ３６、シリアライザ３４、デシリアライザ３７及びパワーマネージメント３８に接続されている。また、パワーマネージメント３８はＤＣ／ＤＣコンバータ４１、４２に接続されている。
【００３０】
パラレルデータである送信データは送信データバッファ１３、３３に書き込まれた後、次述するクロックに従い、シリアライザ１４、３４に送出され、シリアライザ１４、３４でシリアルデータに変換された後、トランスミットバッファ２４、４４に送出される。送受信装置１０（３０）から送受信装置３０（１０）に送信され、レシーブバッファ４３、２３で受信されたシリアラルデータは、デシリアライザ３７、１７に送出され、次述するクロックに従いパラレルデータに変換された後、受信データバッファ３６，１６に書き込まれる。そして、受信データバッファ３６、１６に書き込まれたパラレルデータは供給されるクロックに従い読み出される。
【００３１】
クロックについて説明する。クロックジェネレイタ１２、３２は、シリアライザ１４、３４がパラレルデータをシリアルデータに変換する基本クロック（Ｃ１４，Ｃ３４）をシリアライザ１４、３４に供給する。クロックＣ１４、Ｃ３４は、シリアライザ１４、３４が送信データバッファ１３、３３から出力されるパラレルデータをシリアルに変換し、そのシリアルデータをトランスミットバッファ２４、４４ に送出するためのクロックである。Ｃ１４、Ｃ３４の周波数（例えば、Ｆｓ（Ｈｚ））により、シリアルデータの伝送速度が決定される。
【００３２】
また、クロックジェネレイタ１２、３２は、送信データバッファ１３、３３からデータを読み込むRead 用クロック（ここでは、Write 用クロックも兼ねている）Ｃ１３、Ｃ３３を送信データバッファ１３，３３に供給する。クロックＣ１３、Ｃ３３の周波数をＦｒｗ（Hz）、送信データバッファ１３、３３のデータ幅をＷ (bits)とすると、Ｆｒｗ = Ｆｓ/Ｗ (Hz) の関係がある。
【００３３】
クロックデータリカバリー１９、３９は受信したシリアルデータの信号から復元したクロックＣ１７、Ｃ３７を、デシリアライザ１７、３７に供給する。このクロックＣ１７，Ｃ３７によりシリアルデータからパラレルデータに変換される。クロックＣ１７、Ｃ３７の周波数（Ｆｃｒ（Ｈｚ）とする）は、クロックの復元機能によりクロックＣ３４、Ｃ１４の各周波数（Ｆｓ（Ｈｚ））と等しくなる。
【００３４】
また、クロックデータリカバリー１９、３９は、デシリアライザ１７，３７が出力するパラレル出力データを受信データバッファ１６、３６に書き込むためのクロックＣ１６１、Ｃ３６１を受信データバッファ１６，３６に供給する。クロックＣ１６１、Ｃ３６１の周波数をＦｂｗ（Hz)、受信データバッファ１６，３６のデータ幅をＷ (bits)とすると、Ｆｂｗ = Ｆｃｒ/Ｗ (Hz) の関係がある。
【００３５】
そして、クロックジェネレイタ１１、３１は、受信データバッファ１６、３６のデータの読み出し速度を決定するための基本クロック（Ｃ１６２，Ｃ３６２）を受信データバッファ１６、３６に供給する。クロックＣ１６２、Ｃ３６２の周波数をＦｂｒ（Hz)、受信データバッファ１６，３６のデータ幅をＷ (bits)とすると、Ｆｂｒ = Ｆｓ/Ｗ (Hz) の関係がある。
【００３６】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２２はトランスミットバッファ２４に電源を供給し、トランスミットバッファ２４は供給された電圧に応じてシリアルデータの振幅を増幅する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２１はレシーブバッファ２３に電源を供給し、レシーブバッファ２３は供給された電圧に応じて受信したシリアルデータの入力レンジを増減する。トランスミットバッファ２４の出力レンジとレシーブバッファ２３の入力レンジは、供給された電圧にのみ依存するものである。
【００３７】
制御部１５は、シリアル伝送におけるプロトコル制御を行い、規定のパケット数のデータが受信されたか否かやパリティチェック等の結果に基づく受信データのエラー検出、データの再送要求、パワーマネージメント１８へのＤＣ／ＤＣコンバータ２１，２２の基準圧の設定要求及びクロックジェネレイタ１１、１２に基本クロックの設定要求を行う。パワーマネージメント１８はＤＣ／ＤＣコンバータ２１，２２の出力電圧を制御する。以上の機能は、送受信装置３０についても同様である。
【００３８】
このように、本実施形態の高速シリアル伝送システム１ではクロックジェネレイタ１１、１２が受信データ及び送信データの伝送速度を決めるクロックを設定するため、それぞれ独立して設けられ、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１，２２がトランスミットバッファ２４とレシーブバッファ２３とでそれぞれ独立して設けられている。この構成により、送信側の送受信装置１０と受信側の送受信装置３０とが協調して振幅電圧、伝送速度を可変に制御することができる。
【００３９】
まず、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１の構成について説明する。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２、４１及び４２の構成はＤＣ／ＤＣコンバータ２１と同じなので省略する。図３はＤＣ／ＤＣコンバータ２１のブロック図を示す。ＤＣ／ＤＣコンバータ２１は誤差増幅器５４を介した帰還ループを構成する。誤差増幅器５４は、帰還された出力電圧と制御部１５から指示された基準電圧との差分を増幅してＰＷＭコンパレータ５２に出力する。この基準電圧は、制御部１５がパワーマネージメント１８を介して基準電圧設定レジスタ５６に設定した基準電圧設定データ（デジタルデータ）を、ＤＡコンバータ５５がアナログ値に変換して得られる。
【００４０】
ＰＷＭコンパレータ５２は、発振器５３が生成するのこぎり状の信号と誤差増幅器５４により増幅された差分信号を比較して、比較の結果に応じてオンデューティされるＰＷＭ信号を出力する。すなわち、ＰＷＭコンパレータ５２は増幅された差分が大きいほどオンデューティが長いＰＷＭ信号を出力する。ＰＷＭ信号は、ＤＣ ＩＮがソース側にＤＣ ＯＵＴ（出力電圧）がドレイン側に接続されたエンハンストＦＥＴ５１のゲートに接続されている。したがって、ＰＷＭ信号のオンデューティが長いほど（増幅された差分が大きいほど）、エンハンストＦＥＴ５１がオンになる時間が長くなる。このようにして、エンハンストＦＥＴ５１がオンの間に流れる電流はチョッパ回路５９に蓄積され、ついでオフされることで蓄積されたエネルギーは出力側に放出される。出力電圧は繰り返し誤差増幅器５４に入力されるので、最終的に帰還された出力電圧は基準電圧との差がゼロに等しくなるまで増幅される。なお、誤差増幅器５４の出力は誤差検出部５７に分岐されていて、誤差検出部５７は増幅された差分がゼロに等しくなると（出力電圧が基準電圧に等しくなると）、ステータスレジスタ５８をオンに設定する。このステータスがオンになると設定完了信号が制御部１５に送出される。
【００４１】
続いて、制御部１５が振幅電圧を制御する手順について図４、５のフローチャート図に基づき説明する。なお、図４は制御部１５の処理手順を、図５は制御部３５の処理手順を示す。
【００４２】
図４、５のフローチャート図は例えば送受信装置１０、３０が通電されることでスタートし、通電されるとまず制御部１５、３５は送受信装置１０、３０を初期設定する（Ｓ１１，１１１）。初期設定により、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１，２２、４１、４２には初期の出力電圧（例えば、Ｖ０）が設定され、クロックジェネレイタ１２、３２には初期の基本クロック（例えば、Ｃ１４＝Ｃ３４＝"ｃｋ０"）が設定される。
【００４３】
ついで、初期設定の元、送受信装置１０は送受信装置３０（その逆でもよい）にデータを送信し（Ｓ１２）、送受信装置３０はそのデータを受信する（Ｓ１１２）。制御部３５は、規定のパケット数のデータが受信されたか否かやパリティチェック等の結果により、エラーが検出されるか否かを判定する（Ｓ１１３）。このエラーは、伝送速度が高すぎたり、ノイズに対し振幅電圧が十分でない場合に生じるものであり、エラーを検出しない場合送受信装置３０は、肯定応答（以下、ＡＣＫ（ Acknowledgment）という）の送信を、エラーを検出した場合送受信装置３０は、否定応答（以下、ＮＡＫ（Negative Acknowledgment）という）の送信を用意する。
【００４４】
〔振幅電圧の増大〕
まず、振幅電圧を増大することで、エラーが検出されるノイズの多い環境においても伝送機能を維持する処理について説明する。
【００４５】
エラーを検出した場合（Ｓ１１３のＹｅｓ）、制御部３５はＮＡＫの送信頻度が規定を超えているか否かを判定する（Ｓ１１４）。ＮＡＫの送信頻度が規定を超えているとは、例えばノイズにより通信品質が確保できない場合であり、制御部３５は、過去所定回のＡＣＫとＮＡＫのそれぞれの送信回数を記憶しておきＮＡＫが数回連続した場合やＮＡＫの比率が所定以上になるとＮＡＫの送信頻度が規定を超えていると判定する。ＮＡＫの送信頻度が規定を超えていない場合（Ｓ１１４のＮｏ）、ＮＡＫを送受信装置１０に送信して（Ｓ１１５）図５のフローチャート図はここで終了する。
【００４６】
ＮＡＫの送信頻度が規定を超えている場合（Ｓ１１４のＹｅｓ）、制御部３５はＤＣ／ＤＣコンバータ４１の基準電圧が最大値に設定されているか否かを判定する（Ｓ１１６）。すなわち、通信品質を確保するためすでにＤＣ／ＤＣコンバータ４１の基準電圧が最大限増大されているか否かを判定する。
【００４７】
基準電圧が最大値に設定されていない場合（Ｓ１１６のＮｏ）、制御部３５はパワーマネージメント３８にＤＣ／ＤＣコンバータ４１の基準電圧の再設定を要求し、パワーマネージメント３８はＤＣ／ＤＣコンバータ４１の基準電圧を再設定する（Ｓ１２５）。ここで再設定される基準電圧は、それまでの基準電圧よりも大きな値（例えば、Ｖ１（>Ｖ０））である。これにより、データを受信する送受信装置３０の入力レンジが高めに設定され、送受信装置１０から増幅して送信されるシリアルデータを受信することができる。
【００４８】
ついで、送受信装置３０は送受信装置１０にＤＣ／ＤＣコンバータ２２の基準電圧の設定変更（Ｕｐ）を要求する（Ｓ１２６）。ここでの設定変更の要求は、再設定されたＤＣ／ＤＣコンバータ４１と同じ基準電圧に増大する要求である。
【００４９】
図４のステップＳ１３に戻り、制御部１５は、送受信装置３０からＡＣＫ、ＮＡＫ又は設定変更の要求を受信する（Ｓ１３）。制御部１５はＡＣＫ、ＮＡＫ又は設定変更に応じた処理を行い、ＡＣＫを受信した場合（Ｓ１４のＹｅｓ）はデータの送信にエラーが検出されていないことになるので、図４の処理は終了し、ＮＡＫを受信した場合（Ｓ１５のＹｅｓ）はＮＡＫの送信頻度が規定を超えていないことになるのでステップＳ１２に戻り、制御部１５は再度データを送信する。
【００５０】
設定変更の要求として基準電圧の増大を受信した場合（Ｓ１６のＹｅｓ）、制御部１５はパワーマネージメント１８にＤＣ／ＤＣコンバータ２２の基準電圧の再設定を要求し、パワーマネージメント１８はＤＣ／ＤＣコンバータ２２の基準電圧を再設定する（Ｓ３２）。ここで再設定される基準電圧は、それまでの基準電圧よりも大きな値で、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１と同じ基準電圧（例えば、Ｖ１）である。これにより、データを送信する送受信装置１０の出力レンジが高めに設定され、送受信装置１０が送信するシリアルデータの振幅電圧が増幅される。
【００５１】
基準電圧を設定後、制御部１５はＤＣ／ＤＣコンバータ２１のステータスレジスタ５８から設定完了信号を受信して、振幅電圧の再設定の完了を送受信装置３０に送信する（Ｓ３３）。また、これでＡチャネルの再設定が完了したことになるので、送受信装置３０の制御部３５は、Ａチャネルの再設定の完了を送受信装置１０に送信し、送受信装置１０はその完了通知を受信する（Ｓ３４）。
【００５２】
ついで、制御部１５は、パワーマネージメント１８にＤＣ／ＤＣコンバータ２１の基準電圧の再設定を要求し、パワーマネージメント１８はＤＣ／ＤＣコンバータ２１の基準電圧を再設定する（Ｓ３５）。ここで再設定される基準電圧は、それまでの基準電圧よりも大きな値で、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２，４１と同じ基準電圧（例えば、Ｖ１）である。これにより、送受信装置１０の入力レンジが高めに設定され、送受信装置３０から増幅して送信されるシリアルデータを受信することができる。
【００５３】
基準電圧を設定後、制御部１５はステータスレジスタ５８から設定完了信号を受信して、受信用の基準電圧の再設定の完了を送受信装置３０に送信する（Ｓ３６）。
【００５４】
図５のステップＳ１２７に戻り、制御部３５は、順次、送受信装置１０から、送信側の再設定の完了を受信（Ｓ１２７）、送受信装置１０にＡチャネルの再設定の完了を送信（Ｓ１２８）、送受信装置１０から受信側の再設定の完了（Ｓ１２９）を受信する。
【００５５】
ついで、制御部３５は、パワーマネージメント３８にＤＣ／ＤＣコンバータ４２の基準電圧の再設定を要求し、パワーマネージメント３８はＤＣ／ＤＣコンバータ４２の基準電圧を再設定する（Ｓ１３０）。ここで再設定される基準電圧は、それまでの基準電圧よりも大きな値で、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１、２２、４１と同じ基準電圧（例えば、Ｖ１）である。これにより、送受信装置３０の出力レンジが高めに設定され、送受信装置１０に増幅したシリアルデータを送信することができる。
【００５６】
基準電圧を設定後、制御部３５はステータスレジスタ５８から設定完了信号を受信して、振幅電圧の再設定の完了を送受信装置１０に送信する（Ｓ１３１）。
【００５７】
図４のステップＳ３７に戻り、制御部１５は、送受信装置１０から送信側の再設定の完了を受信する（Ｓ３７）。また、これでＢチャネルの再設定が完了したことになるので、Ｂチャネルの再設定の完了を送受信装置３０に送信する（Ｓ３８）。
【００５８】
図５のステップＳ１３２に戻り、制御部３５はＢチャネルの再設定の完了を受信する（Ｓ１３２）。
【００５９】
以上で、Ａチャネル及びＢチャネルの振幅電圧を増大させる処理が終了する。振幅電圧の増大によりノイズの多い環境でも伝送機能を維持することができる。
【００６０】
〔伝送速度の再設定〕
伝送速度を下げることで、エラーが検出されるノイズの多い環境においても伝送機能を維持する処理について説明する。
【００６１】
上記のようにＮＡＫの送信頻度が規定を超えた場合は振幅電圧の増大を試みるが、ステップＳ１１６で説明したようにＤＣ／ＤＣコンバータ４１の基準電圧がすでに最大値に設定されている場合は、それ以上振幅電圧を増大できないので伝送速度を下げることで伝送機能を維持する。
【００６２】
ＤＣ／ＤＣコンバータ４１の基準電圧が最大値に設定されている場合（Ｓ１１６のＹｅｓ）、制御部３５はクロックジェネレイタ３１に基本クロックの再設定を要求し、クロックジェネレイタ３１は基本クロックＣ３６２を再設定する（Ｓ１１７）。ここで再設定される基本クロックＣ３６２は、それまでの基本クロックＣ３６２よりも小さな値（例えば、ｃｋ１（<ｃｋ０））である。これにより、データを受信する送受信装置３０の伝送速度が低めに設定され、送受信装置１０からデータを受信する準備ができたことになる。
【００６３】
ついで、送受信装置３０は、送受信装置１０に伝送速度の設定変更を要求する（Ｓ１１８）。ここでの設定変更の要求は、再設定されたクロックジェネレイタ３１と同じ基本クロックに下げる要求である。
【００６４】
図４のステップＳ１３に戻り、制御部１５は、送受信装置３０からＡＣＫ、ＮＡＫ又は設定変更の要求を受信する（Ｓ１３）。制御部１５が受信するのは伝送速度の設定変更の要求であるので、ステップＳ１４〜Ｓ１７の判定は全てＮｏになり、ステップＳ１８以降の処理が実行される。
【００６５】
制御部１５はクロックジェネレイタ１２に基本クロックＣ１４の再設定を要求し、クロックジェネレイタ１２は基本クロックＣ１４を再設定する（Ｓ１８）。ここで再設定される基本クロックは、それまでの基本クロック（"ｃｋ０"）よりも小さな値で、クロックジェネレイタ３１が再設定した基本クロックＣ３６２とデータの伝送速度において等価な基本クロック（例えば、"ｃｋ１"）である。これにより、データを送信する送受信装置１０の伝送速度が低めに設定され、送受信装置３０にデータを送信する準備ができたことになる。
【００６６】
基本クロックを設定後、制御部１５は基本クロックの再設定の完了を送受信装置３０に送信する（Ｓ１９）。また、これでＡチャネルの再設定が完了したことになるので、送受信装置３０の制御部３５はＡチャネルの再設定の完了を送受信装置１０に送信し、送受信装置１０はこの完了通知を受信する（Ｓ２０）。
【００６７】
ついで、制御部１５はクロックジェネレイタ１１に基本クロックＣ１６２の再設定を要求し、クロックジェネレイタ１１は基本クロックＣ１６２を再設定する（Ｓ２１）。ここで再設定される基本クロックＣ１６２は、それまでの基本クロックよりも小さな値で、クロックジェネレイタ１２とは伝送速度において等価な、クロックジェネレイタ３１とは同じ周波数の基本クロック（例えば、"ｃｋ１"）である。これにより、送受信装置１０の基本クロックが低めに設定され、送受信装置３０からデータを受信する準備ができたことになる。
【００６８】
基本クロックを設定後、制御部１５は受信用の基本クロックの再設定の完了を送受信装置３０に送信する（Ｓ２２）。
【００６９】
図５のステップＳ１１９に戻り、制御部３５は、送受信装置１０から、順次、送信側の再設定の完了を受信（Ｓ１１９）、送受信装置１０にＡチャネルの再設定の完了を送信（Ｓ１２０）、送受信装置１０から受信側の再設定の完了（Ｓ１２１）を受信する。
【００７０】
ついで、制御部３５はクロックジェネレイタ３２に基本クロックＣ３４の再設定を要求し、クロックジェネレイタ３２は基本クロックＣ３４を再設定する（Ｓ１２２）。ここで再設定される基本クロックＣ３４は、それまでの基本クロックよりも小さな値で、クロックジェネレイタ１１、３１とは伝送速度において等価な、クロックジェネレイタ１２とは同じ周波数の基本クロック（例えば、"ｃｋ１"）である。これにより、送受信装置３０の基本クロックが低めに設定され、送受信装置１０にデータを送信する準備ができたことになる。
【００７１】
基本クロックを設定後、制御部３５は、基本クロックの再設定の完了を送受信装置１０に送信する（Ｓ１２３）。
【００７２】
図４のステップＳ２３に戻り、制御部１５は、送受信装置３０から送信側の再設定の完了を受信する（Ｓ２３）。また、これでＢチャネルの再設定が完了したことになるので、Ｂチャネルの再設定の完了を送受信装置３０に送信する（Ｓ２４）。
【００７３】
図５のステップＳ１２４に戻り、制御部３５はＢチャネルの再設定の完了を受信する（Ｓ１２４）。
【００７４】
以上で、Ａチャネル及びＢチャネルの伝送速度を下げる処理が終了する。振幅電圧を最大値まで増大してもＮＡＫの送信頻度が規定を超える場合、本実施形態ではさらに伝送速度を下げることでノイズの多い環境でも伝送機能を維持することができる。
【００７５】
〔伝送品質に余裕がある場合の消費電力低減処理〕
伝送品質に余裕がある場合、振幅電圧を低減することで消費電力を低減する処理について説明する。
【００７６】
制御部３５は、ステップＳ１１２でデータを受信しエラーが検出されるか否かを判定する。そして、エラーが検出されない場合、ＮＡＫの送信頻度が規定値以下か否かを判定する（Ｓ１３３）。エラーは検出されないがＮＡＫの送信頻度が規定値以下でない場合（Ｓ１３３のＮｏ）、ＡＣＫを送信し（Ｓ１４２）図５の処理はここで終了する。
【００７７】
ＮＡＫの送信頻度が規定値以下の場合（Ｓ１３３のＹｅｓ）、制御部３５はパワーマネージメント３８にＤＣ／ＤＣコンバータ４１の基準電圧の再設定を要求し、パワーマネージメント３８はＤＣ／ＤＣコンバータ４１の基準電圧を再設定する（Ｓ１３４）。ここで再設定される基準電圧は、それまでの基準電圧よりも小さな値（例えば、Ｖ２）である。Ｖ２はそれまでの基準電圧より小さければよいので、Ｖ２<Ｖ０でもよいしＶ２<Ｖ１でもよい。これにより、データを受信する送受信装置３０の入力レンジが低めに設定され、送受信装置１０から減幅して送信されるシリアルデータを受信することができる。
【００７８】
ついで、制御部３５は送受信装置１０にＤＣ／ＤＣコンバータ２２の基準電圧の設定変更を要求する（Ｓ１３５）。ここでの設定変更の要求は、再設定されたＤＣ／ＤＣコンバータ４１と同じ基準電圧に下げる要求である。
【００７９】
図４のステップＳ１３に戻り、制御部１５は、送受信装置３０からＡＣＫ、ＮＡＫ又は設定変更の要求を受信する（Ｓ１３）。制御部１５は基準電圧を下げる要求を受信したため、ステップＳ１４〜１６の判定はＮｏにステップＳ１７の判定はＹｅｓになる。
【００８０】
設定変更の要求として基準電圧を下げる要求を受信した場合（Ｓ１７のＹｅｓ）、制御部１５はパワーマネージメント１８にＤＣ／ＤＣコンバータ２２の基準電圧の再設定を要求し、パワーマネージメント１８はＤＣ／ＤＣコンバータ２２の基準電圧を再設定する（Ｓ２５）。
【００８１】
ここで再設定される基準電圧は、それまでの基準電圧よりも小さな値で、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１と同じ基準電圧（例えば、Ｖ２）である。これにより、データを送信する送受信装置１０の出力レンジが低めに設定され、送受信装置１０が送信するシリアルデータの振幅電圧が減幅される。
【００８２】
基準電圧を設定後、制御部１５はステータスレジスタ５８から設定完了信号を受信して、振幅電圧の再設定の完了を送受信装置３０に送信する（Ｓ２６）。また、これでＡチャネルの再設定が完了したことになるので、送受信装置３０の制御部３５はＡチャネルの再設定の完了を送受信装置１０に送信し、送受信装置１０はこの完了通知を受信する（Ｓ２７）。
【００８３】
ついで、制御部１５は、パワーマネージメント１８にＤＣ／ＤＣコンバータ２１の基準電圧の再設定を要求し、パワーマネージメント１８はＤＣ／ＤＣコンバータ２１の基準電圧を再設定する（Ｓ２８）。ここで再設定される基準電圧は、それまでの基準電圧よりも小さな値で、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２，４１と同じ基準電圧（例えば、Ｖ２）である。これにより、送受信装置１０の入力レンジが低めに設定される。      
基準電圧を設定後、制御部１５はステータスレジスタ５８から設定完了信号を受信して、受信用の基準電圧の再設定の完了を送受信装置３０に送信する（Ｓ２９）。
【００８４】
図５のステップＳ１３６に戻り、制御部３５は、順次、送受信装置１０から、送信側の再設定の完了を受信（Ｓ１３６）、送受信装置１０にＡチャネルの再設定の完了を送信（Ｓ１３７）、送受信装置１０から受信側の再設定の完了（Ｓ１３８）を受信する。
【００８５】
ついで、制御部３５は、パワーマネージメント３８にＤＣ／ＤＣコンバータ４２の基準電圧の再設定を要求し、パワーマネージメント３８はＤＣ／ＤＣコンバータ４２の基準電圧を再設定する（Ｓ１３９）。ここで再設定される基準電圧は、それまでの基準電圧よりも小さな値で、ＤＣ／ＤＣコンバータ２１、２２，４１と同じ基準電圧（例えば、Ｖ２）である。これにより、送受信装置３０の出力レンジが低めに設定され、送受信装置１０に送信するシリアルデータが減幅される。
【００８６】
基準電圧を設定後、制御部３５はステータスレジスタ５８から設定完了信号を受信して、再設定の完了を送受信装置１０に送信する（Ｓ１４０）。
【００８７】
図４のステップＳ３０に戻り、制御部１５は、送受信装置３０から送信側の再設定の完了を受信する（Ｓ３０）。また、これでＢチャネルの再設定が完了したことになるので、Ｂチャネルの再設定の完了を送受信装置３０に送信する（Ｓ３１）。
【００８８】
図５のステップＳ１４１に戻り、制御部３５はＢチャネルの再設定の完了を受信する（Ｓ１４１）。
【００８９】
以上で、Ａチャネル及びＢチャネルの振幅電圧を低減させる処理が終了する。振幅電圧の低減により伝送機能を維持したまま消費電力を下げることができる。
【００９０】
本実施形態の高速シリアル伝送システム１によれば、ノイズが多い劣悪な環境下でも出力波形の振幅電圧を増大することで伝送機能を維持することができる。振幅電圧を最大まで上げてもエラーが検出される場合には、さらに伝送速度を下げることができるので劣悪な環境下でも伝送機能をさらに維持しやすくすることができる。また、振幅電圧を増大するしないに関わらず、伝送品質に余裕がある場合は振幅電圧を低減させることで消費電力を下げることができる。すなわち、伝送品質に応じて振幅電圧を増減するので、常に、伝送機能の維持と消費電力の関係を最適に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】従来の高速シリアル伝送システムの構成図である。
【図２】本実施形態の高速シリアル伝送システムの構成図である。
【図３】ＤＣ／ＤＣコンバータのブロック図である。
【図４】送信側のプロトコルコントローラ（制御部）の処理手順を示すフローチャート図である。
【図５】受信側のプロトコルコントローラ（制御部）の処理手順を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００９２】
１    高速シリアル伝送システム
１０、３０    送受信装置
１０Ａ、３０Ａ  トランシーバモジュール
１０Ｂ、３０Ｂ  バッファモジュール
１１、１２、３１、３２    クロックジェネレイタ
１３、３３    送信データバッファ
１４、３４    シリアライザ
１５、３５    プロトコルコントローラ（制御部）
１６、３６    受信データバッファ
１７、３７    デシリアライザ
１８、３８    パワーマネージメント
１９、３９    クロックデータリカバリー
２０、２１、２２、４０、４１、４２    ＤＣ／ＤＣコンバータ
２３、４３    レシーブバッファ
２４、４４    トランスミットバッファ
【図１】
2008167416.tif 000003
【図２】
2008167416.tif 000004
【図３】
2008167416.tif 000005
【図４】
2008167416.tif 000006
【図５】
2008167416.tif 000007