(57)【要約】【課題】ファームウェアによる設定が可能な通信モジュールを提供すること。【解決手段】信号を送受信するよう動作することが可能な通信モジュール(100)。該通信モジュール(100)は、メモリ(110)を有するコントローラ(103)を含む。該メモリ(110)は、通信モジュール(100)を用いたディジタル信号の送受信に関する複数の性能特性を有するパーソナリティと呼ばれるプログラムを格納するよう動作することが可能なものである。【選択図】図１
2004222293.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信モジュール(100)であって、
ソフトウェアプログラムを格納するよう動作することが可能なメモリ(110)と、
該メモリ(110)に結合され、前記プログラムを実行することにより前記モジュール(100)を設定するよう動作することが可能な、コントローラ(103)と
を含む、通信モジュール(100)。
【請求項２】
前記コントローラ(103)に結合され、外部デバイスが前記モジュール(100)の動作特性を設定することを可能とするよう動作することが可能な、インタフェイス(120)を更に含む、請求項１に記載の通信モジュール(100)。
【請求項３】
前記メモリ(110)が、前記モジュール(100)の外部のソースから前記プログラムを受信するよう動作することが可能なものである、請求項１に記載の通信モジュール(100)。
【請求項４】
前記メモリ(110)がEEPROMを含む、請求項１に記載の通信モジュール(100)。
【請求項５】
前記メモリ(110)が前記コントローラ(103)内に配置されている、請求項１に記載の通信モジュール(100)。
【請求項６】
第一のソフトウェアプログラムを実行して通信モジュール(100)の性能特性を設定し、
該通信モジュール(100)との通信信号を前記性能特性に従って処理する、
という各ステップを含む方法。
【請求項７】
前記プログラムの実行前に該プログラムを前記通信モジュール(100)へとダウンロードするステップを更に含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記通信モジュール(100)の制御端子(132)で信号を受信したことに応じて前記性能特性を変更するステップを更に含む、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
第二のソフトウェアプログラムを実行して前記性能特性を変更するステップを更に含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記通信モジュール(100)にパスワードを提供し、
該パスワードが有効であるか否かを判定し、
該パスワードが有効である場合にのみ前記通信モジュール(100)へ前記ソフトウェアプログラムをダウンロードする、
という各ステップを更に含む、請求項６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号を送受信するよう動作可能な通信モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバ通信モジュールの製造業者は、広範な用途でかかるモジュールを使用する顧客のニーズを満たすよう広範な種類のモジュールを製造している。その結果として、一般に製造業者は、各用途毎に別個の異なる集積回路（又は一組の関連する集積回路(ＩＣ)）を設計し及び製造し、（１つ又は２つ以上の）該ＩＣが回路基板上で接続されてモジュールが形成される。例えば、特定の用途は、高いデータレート（1Gb/s）について遅いレシーバ立ち上がり／立ち下がり時間を有するモジュールと、低いデータレート（155Mb/s）について早いレシーバ立ち上がり／立ち下がり時間を有するモジュールとを必要とする可能性がある。従って、155Mb/s用途のためのＩＣは、1Gb/s用途のためのＩＣとは一般に異なるものとなる。
【０００３】
別個のタイプのＩＣは、一般にその製造にコスト及び時間を要するものである。これは、個々のＩＣタイプ毎に異なる専用の製造プロセス及び試験手続が必要となるからである。各ＩＣは、一意の一組の性能特性（意図する用途のために特に設計されたパーソナリティと呼ばれることが多い）を一般に有する。結果的に、該パーソナリティは、個々の製造プロセスを介して個々のＩＣへと一般にプログラミングされ、個々の試験手続を用いて検証される。これは非効率的なものとなる。なぜなら、ごく小さなパーソナリティの相違しか存在しない幾つかのタイプのＩＣであっても、依然として別個の専用の製造プロセス及び試験手続が必要となることが多いからである。
【０００４】
一般に、ＩＣのパーソナリティは、複数の性能特性（例えば上述したレシーバ帯域幅など（ＩＣがレシーバを含む場合））を含む。光ファイバ通信モジュールによっては、該モジュールの（１つ又は２つ以上の）ＩＣの１つ又は２つの性能特性を該ＩＣの製造後に変更することができるよう設計されたものがある。通信モジュールの特定の性能特性を変更するための方法の１つは、性能特性の設定を決定するために電圧源又はグランドへとバイアスすることが可能なパッドを有するＩＣを設計することである。例えば、該パッド上の電圧電位によって、ＩＣが１Gb/sモードで動作するのか２Gb/sモードで動作するのかを決定することが可能である。より具体的には、パッドに電圧（例えばVcc）が印加されている場合にレシーバ帯域幅が（１Gb/s用途のために）1500MHz未満に設定され、またパッドに電圧が印加されていない（グランドの）場合に（２Gb/s用途のために）レシーバ帯域幅が1500MHzよりも大きく設定される。結果的に、かかるＩＣは、選択可能な各性能特性毎に追加のパッドを必要とし、このため、パッドのために利用可能なＩＣ上のスペースの量によって、選択可能な性能特性の数が制限されることになる。該パッドの追加はまた、ＩＣの製造プロセス及び試験手続に関するコスト及び複雑性を増大させるものとなる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一実施形態に含まれる通信モジュールは、ソフトウェアプログラムを格納するよう動作可能なメモリと、該メモリに結合され前記プログラムを実行することによって該モジュールを設定するよう動作可能なコントローラとを含む。該通信モジュールは更に、前記コントローラに結合されたインタフェイスであって、外部のデバイスが該モジュールの動作特性を設定することを可能にするように動作するインタフェイスを含むことが可能である。
【０００６】
パーソナリティファームウェアを介して設定を行うことが可能な通信モジュールは、製造すべきＩＣ及びモジュールの種類の削減を可能とし、ひいては製造上のコスト及び複雑性の低減を可能にする。更に、かかるプログラム可能な通信モジュールは、特定の用途のための第一のパーソナリティでプログラミングし、その後に異なる用途のために再プログラムすることが可能である。更なる特徴として、制御端子にバイアスをかけてダウンロード済みのパーソナリティ内で性能特性を変更することによりプログラム可能通信モジュールのパーソナリティを変更する能力を含むことが可能である。
【０００７】
本発明の上述の態様及びそれに付随する多くの利点は、以下の詳細な説明を図面と共に参照することにより容易に理解されよう。
【０００８】
以下の説明は、当業者が本発明を利用することができるよう提示したものである。本書に記載の一般的な原理は、本発明の思想及び範囲から逸脱することなく、以下で詳述する実施例及び適用例以外の実施形態にも適用することが可能である。本発明は、本開示の実施形態に限定することを意図したものではなく、本書で開示し又は示唆する原理及び特徴と矛盾することのない最も広い範囲を含むものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、本発明の一実施形態に基づく通信モジュール100のブロック図である。通信モジュール100は、レシーバ101、トランスミッタ102、及びコントローラ103といった１つ又は２つ以上の内部的な電子部品を含み、かかる電子部品は内部バス105に結合することが可能となっている。各電子部品は、ＩＣ107といった単一のＩＣの異なる領域に存在することが可能である。代替的には、各電子部品は、それ自体の専用のＩＣ上に存在することが可能であり、かかる各ＩＣをプリント回路基板（図示せず）上に取り付けて相互に接続することが可能である。同様に、バス105は、単一のＩＣ107内に配設することが可能であり、又は、通信モジュール100内の別個の内部バス構造とすることが可能である。図１は電子部品を明確な別個の構成としたブロック図を示すものであるが、これは、単なる例示及び説明の容易化を意図したものである。
【００１０】
一実施形態では、通信モジュール100は、光ファイバ通信装置間のディジタル通信用に８つの独立したデータチャネル（図示しないが４つの送信チャネル及び４つの受信チャネル）を含む。かかるモジュールは、Agilent Technologies社（カリフォルニア州、パロアルト）による関連する米国特許出願第10/327,216号“Integrated Multichanneled Laser Driver and Photodetector Receiver”（2002年12月20日出願）に開示されている。
【００１１】
コントローラ103は、バス105のバスマスタであり、コントローラ103と他の電子部品（レシーバ101やトランスミッタ102等）との間の通信を助けるものである。コントローラ103は更に、通信モジュール100の性能特性（すなわちパーソナリティ）を決定するコンフィギュレーションプログラム（すなわちファームウェア）を格納するEEPROM 110（他の実施形態ではフラッシュメモリが使用される）等のオンボードメモリを含む。代替的に、該ファームウェアは、コントローラ103とは別個のメモリ（図示せず）に格納することも可能である。
【００１２】
パーソナリティファームウェアは典型的には、試験に先立ちコントローラ103の製造時の最終ステップの１つとしてEEPROM 110へとダウンロードされる。ファームウェアを用いて通信モジュール100のパーソナリティを設定できるため、製造する必要のあるモジュール100のバージョン及び該モジュール100を構成するＩＣ107のバージョンを一層少なくすることが可能となる。このため、製造上のコスト及び複雑性が大幅に低減されることが多い。これは、ＩＣ107の多数の用途のために、たった１つの製造ラインを設計し及び実施すれば良いからである。更に、EEPROM 110に異なるファームウェアをダウンロードすることにより、モジュール100のパーソナリティを容易に変更することが可能である。例えば、外部バス120を介してEEPROM 110へパーソナリティファームウェアをダウンロードすることができる。一実施形態では、外部バス120は、ＩＣ107（又はコントローラ103を含む何れかのＩＣ）のバスパッド121をモジュールインタフェイス122へ結合する工業規格による２線式シリアルバス120である。外部バス120を使用して、モジュールインタフェイス122に結合された外部デバイス（図示せず）からEEPROM 110へパーソナリティをダウンロードすることが可能である。更に、EEPROM 110は、モジュール100の多数のパーソナリティを格納することが可能であり、かかる多数のパーソナリティのうちの所望の１つをバス120を介して選択することが可能である。
【００１３】
パーソナリティがEEPROM 110へダウンロードされると、通信モジュール100に電源が投入される度に、該パーソナリティに基づいてファームウェアがモジュール100内の全てのＩＣ（例えばＩＣ107）を設定し、すなわちファームウェアがレシーバ101及びトランスミッタ102といった電子部品の性能特性を設定する。コントローラ103は、適正なパスワードを有する者のみがEEPROM 110にアクセスしパーソナリティファームウェアをダウンロードすることができるように設計することが可能である。
【００１４】
通信モジュール100の別の実施形態では、ボンディングワイヤ130を使用して外部制御端子132を制御パッド131へ結合し、モジュール100のパーソナリティの外部からの制御を可能にすることができる。外部コントローラ（図示せず）は、端子132上に１つ又は２つ以上の信号を生成して、EPROM110に格納されているファームウェアにかかわらずモジュール100の１つ又は２つ以上の所望の性能特性を設定することができるものである。例えば、外部コントローラはレシーバ101中の１つ又は２つ以上のチャネルの帯域幅を選択することができる。この選択は、外部コントローラがパーソナリティファームウェアの変更を生じさせることによる恒久的なもの、又は外部コントローラが適正な信号を生成している間のみ有効なものとすることが可能である。より具体的には、EEPROM 110は、外部制御パッド131における電圧に基づき１つ又は２つ以上の特定の性能特性の設定を決定するパーソナリティを用いてプログラムすることが可能である。例えば、パーソナリティは、外部制御パッド131の電圧を調べて、レシーバの立ち上がり／立ち下がり時間を速くすべきか遅くすべきかを決定することが可能である。一実施形態では、低電圧又は無電圧がレシーバの立ち上がり／立ち下がり時間を速く設定し、高電圧がレシーバの立ち上がり／立ち下がり時間を遅く設定する。
【００１５】
このようにして、レシーバ帯域幅といった特定の性能特性は、EEPROM 110にパーソナリティがダウンロードされた後に外部から設定することが可能である。更に、外部コントローラが外部制御端子132の電圧レベルを変えることができるため、特定の性能特性をリアルタイムで変更することが可能である。更なる外部制御端子132に結合される更なる外部制御パッド131を配設して、更なる性能特性を外部から設定できるようにすることが可能である。
【００１６】
通信モジュール100の更に別の実施形態では、１つ又は２つ以上の性能特性を内部制御パッド141の電圧レベルに基づいて設定することが可能である。該内部制御パッド141は、信号源（例えばVcc142又はグランド143等の電圧源）に結合される。該内部制御パッド141は、ＩＣ107上に配置された更に別のパッドであり、Vcc142及びグランド143のノードは、通信モジュール100内に配置することが可能である。
【００１７】
１つ又は２つ以上の内部制御パッド141を有する通信モジュール100では、内部制御パッド141の電圧に基づいて特定の性能特性の設定を決定するパーソナリティでEEPROM 110をプログラムすることができる。上述した例と同様に、パーソナリティは、内部制御パッド141の電圧を調べて、レシーバ立ち上がり／立ち下がり時間を速くすべきか遅くすべきかを決定することが可能である。
【００１８】
このように、EEPROM10へパーソナリティがダウンロードされた後に、特定の性能特性を内部的に設定することが可能である。更に、例えば、モジュール100の外部からアクセスすることができる従来型のスイッチ144によりVcc142又はグランド143に対する接続を変更して、性能特性を変更することが可能である。
【００１９】
引き続き図１を参照する。多数の性能特性をモジュール100中のパーソナリティに含ませることが可能であり、よって、かかる多数の性能特性は、EEPROM 110にダウンロードされるファームウェアにより制御することが可能である。一実施形態では、パーソナリティファームウェアは、約5000行のコードを含む比較的小さなプログラムである。更に、上述したように、コントローラ103は、内部パッド141及び外部パッド131の電圧を用いて１つ又は２つ以上の性能特性の設定を決定することが可能である。下記説明は、特定のパーソナリティが含み得る複数の性能特性のうちの幾つかを要約したものである。
【００２０】
性能特性の一例として、トランシーバのレシーバ帯域幅が挙げられる。レシーバ帯域幅は典型的には、1Gb/s用途では1500MHz未満であり、2Gb/s用途では1500MHzよりも大きい。かかる用途に応じて、EEPROM 110中に格納されているパーソナリティファームウェアを介してあらゆる値をレシーバ帯域幅としてプログラミングすることが可能である。
【００２１】
性能特性の他の例として、通信モジュール100が入力信号、出力信号、及び内部信号の極性を扱う態様が挙げられる。例えば、一部の通信モジュール100の場合には、有効な入力信号は一般に信号検出（SD）フラグを設定するものとなる。別の通信モジュール100の場合には、有効な入力信号は一般に信号喪失（LOS）フラグをクリアするものとなる。更に、フラグ（SD又はLOS）が生じる特定の入力はプログラム可能なものであり、これにより通信モジュール100は異なる通信システムで使用するよう動作可能なものとなる。
【００２２】
性能特性の更に他の例として、先の例でも説明したように、通信モジュール100内のレーザードライバに関する立ち上がり時間及び立ち下がり時間の設定が挙げられる。システム内に存在する電磁波障害（EMI）のため、異なる各データレート毎に、立ち上がり時間（Off信号の低いしきい値からOn信号の高いしきい値へと遷移するのにレーザードライバが要する時間量）及び立ち下がり時間（On信号の高いしきい値からOff信号の低いしきい値へと遷移するのにレーザードライバが要する時間量）の最適値は一般に変化する。このため、立ち上がり時間及び立ち下がり時間は、典型的にはパーソナリティファームウェアにより制御され、システム内に期待されるEMIのレベルに基づくものとなる。
【００２３】
更に他の性能特性の例として、送信信号及び受信信号の極性、入力駆動回路及び出力駆動回路に関するバイアス電流、かかる駆動回路の入出力インピーダンス、及び送受信信号の整形といった、入出力関数が挙げられる（但しこれには限定されない）。更に他の例としては、ネットワークトポロジー、信号オフセット、信号利得、温度係数、及びスリープモードといった、内部回路関数が挙げられる。更に他の例として、内部構成要素のクロックレート、外部ディジタルバスのタイプ、及びビット／バイト関数及び極性といった、ディジタル関数が挙げられる。他の性能特性をパーソナリティファームウェアに含ませることも可能であるが、説明を簡潔にすべく、それらの特性は省略することとする。
【００２４】
図２は、本発明の一実施形態による、図１の通信モジュール100を１つ又は２つ以上組み込んだ通信システム200を示すブロック図である。該システム200は、相互にディジタル通信を行うよう動作可能なデバイスを含む。かかるデバイスには、大容量データベースコンピュータ205、サーバコンピュータ207、及びネットワークデバイス209（例えばハブ、ルータ、スイッチ）が含まれる。従来のTX／RXリンク203が、これらのデバイスを、幾つかの通信モジュール100を収容するよう動作することができる通信ハブ201に結合する。
【００２５】
一実施形態では、通信モジュール100は典型的には、0.5インチ×0.5インチ×２インチのサイズを有し、光ファイバネットワークを介したデータ送受信用の１つ又は２つ以上のチャネルを含む。通信モジュール100は、従来の光ファイバ通信リンク202を介して他の通信モジュール100と通信することができる。このため、大容量データベースコンピュータ205、サーバコンピュータ207、及びネットワークデバイス209（例えば、ハブ、ルータ、スイッチ）といったデバイスは、互いに効率的に通信することができ、通信モジュール100のマルチチャネル能力を効果的に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態による通信モジュールを示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態による、図１に示した通信モジュールを少なくとも１つ包含する通信システムを示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２７】
100  通信モジュール
103  コントローラ
110  メモリ
120  インタフェイス
132  制御端子
【図１】
2004222293.tif 000003
【図２】
2004222293.tif 000004