(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信クロックに従って送信される少なくとも１つの通知信号を受信クロックに従って受信する非同期伝送装置であって、
前記通知信号のシンボル周期に基づくトリガ信号を出力するトリガ信号送信部と、
前記トリガ信号送信部により出力されるトリガ信号のタイミングに対して所定時間だけタイミングをずらした通知信号を出力する通知信号送信部と、
前記トリガ信号送信部から出力されたトリガ信号を受信して前記トリガ信号の同期化を行うと共に、前記通知信号送信部から出力された通知信号のサンプリングタイミングを指示するサンプリングタイミング信号を出力するトリガ信号同期化部と、
前記サンプリングタイミング信号に従って、前記通知信号送信部から受信した通知信号を保持する通知信号保持部と、
を備えてなる非同期伝送装置。
【請求項２】
請求項１に記載の非同期伝送装置において、
前記サンプリングタイミング信号の周期は、通知信号１シンボルの時間長と等しいことを特徴とする非同期伝送装置。
【請求項３】
請求項２に記載の非同期伝送装置において、
前記トリガ信号同期化部は、直列に接続された複数の同期化ＦＦを備え、同期化されたトリガ信号の変化タイミングを検出し、その結果を前記サンプリングタイミング信号として出力することを特徴とする非同期伝送装置。
【請求項４】
請求項３に記載の非同期伝送装置において、
前記トリガ信号同期化部は、前記複数のＦＦのうち最後のＦＦの出力と最後から２番目のＦＦの出力とのＥＯＲ演算を行うことにより、前記変化タイミングを検出することを特徴とする非同期伝送装置。
【請求項５】
送信クロックに従って送信側装置から送信される少なくとも１つの通知信号を、受信側装置で受信クロックに従って受信する非同期伝送装置であって、
前記送信側装置は、
周期的にその値が変化するトリガ信号を出力するトリガ信号送信部と、
前記トリガ信号送信部により出力されるトリガ信号のタイミングに対して所定時間だけずれたタイミングで通知信号を出力する通知信号送信部と、を備え、
前記受信側装置は、
前記送信側装置から受信したトリガ信号の同期化を行い、前記送信側装置から受信する通知信号のサンプリングタイミングを指示するサンプリングタイミング信号を出力するトリガ信号同期化部と、
前記サンプリングタイミング信号の値に従って前記送信側装置から受信した通知信号を保持する通知信号保持部と、
を備えてなる非同期伝送装置。
【請求項６】
請求項５に記載の非同期伝送装置において、
前記通知信号保持部は、
通知信号を保持する保持部と、
前記送信側装置からの通知信号と、前記保持部が保持する通知信号とが入力され、前記サンプリングタイミング信号の値に応じて、前記送信側装置から受信した通知信号と、前記保持部が保持する通知信号とを選択的に前記保持部に出力するマルチプレクサと、
を備えた非同期伝送装置。
【請求項７】
請求項５に記載の非同期伝送装置において、
前記トリガ信号の値が変化する周期は、前記送信クロックの複数サイクル分の周期であることを特徴とする、非同期伝送装置。
【請求項８】
送信クロックに従って送信される少なくとも１つの通知信号を受信クロックに従って受信する非同期伝送方法であって、
前記通知信号のシンボル周期に基づくトリガ信号を出力するトリガ信号送信ステップと、
前記トリガ信号から所定時間だけ遅延させた通知信号を出力する通知信号送信ステップと、
前記トリガ信号の同期化を行うと共に、通知信号のサンプリングタイミングを指示するサンプリングタイミング信号を出力するトリガ信号同期化ステップと、
前記サンプリングタイミング信号に従って前記通知信号を保持する通知信号保持ステップと、
を実行する非同期伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なるクロックを持つ回路間で情報の伝送を行う非同期伝送装置、非同期伝送方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
送信側回路から受信側回路へイベント等の通知信号を伝送する非同期伝送装置において、送信側回路と受信側回路とが異なるクロック周波数で動作する場合、受信側回路がメタステーブル状態になることを防ぐため、受信側回路における通知信号の同期化処理が必要である。
【０００３】
まず、従来の第１の非同期伝送装置について説明する。従来の第１の非同期伝送装置は、受信側回路における通知信号の入力に対して同期化回路が用いられている。同期化回路は、適切な段数の同期化ＦＦ（Flip-Flop）を直列に接続し、受信クロックでリタイミングすることにより、入力される通知信号の同期化を行う。
【０００４】
同期化ＦＦの段数が増加するほど、同期化失敗確率を低減することができるが、同期化処理オーバヘッドが増加する。同期化処理オーバヘッドとは、送信側回路で送出される通知信号から受信側回路で保持される通知信号までのレイテンシであり、ここでは同期化ＦＦ段数分のレイテンシとなる。従って、同期化に必要なＦＦの段数である同期化ＦＦ段数は、許容できる同期化失敗確率を満たす最小値に決定される。例えば、クロック周波数が数百ＭＨｚである場合の同期化ＦＦ段数は、３段から５段程度とされる。
【０００５】
また、送信側回路から受信側回路への複数の通知信号が存在する場合、受信側回路は、それぞれの通知信号の入力に対して上述した同期化回路を備える。
【０００６】
なお、本発明の関連ある従来技術として、例えば、下記に示す特許文献１が知られている。この非同期機器間の制御信号伝送方式は、送信側機器は、送信すべき制御信号の送信レジスタへの書き込みが終了したことを示すトリガ信号を送出し、受信側機器は、同期化回路で同期化したトリガ信号により、入力された制御信号のゲートを行う。
【特許文献１】特開平０１−１２８１５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した従来の同期化回路を用いると、同期化処理オーバヘッドは少なくとも同期化ＦＦの段数分のレイテンシとなってしまう。
【０００８】
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、同期化処理オーバヘッドを短縮する非同期伝送装置、非同期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】
【０００９】
上述した課題を解決するため、本発明は、送信クロックに従って送信される少なくとも１つの通知信号を受信クロックに従って受信する非同期伝送装置であって、前記通知信号のシンボル周期に基づくトリガ信号を出力するトリガ信号送信部と、前記トリガ信号送信部により出力されるトリガ信号のタイミングに対して所定時間だけタイミングをずらした通知信号を出力する通知信号送信部と、前記トリガ信号の同期化を行うと共に、通知信号のサンプリングタイミングを指示するサンプリングタイミング信号を出力するトリガ信号同期化部と、前記サンプリングタイミングに従って前記通知信号を保持する通知信号保持部とを備えたものである。
【００１０】
また、本発明に係る非同期伝送装置において、前記サンプリングタイミング信号の周期は、通知信号１シンボルの時間長と等しいことを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明に係る非同期伝送装置において、前記トリガ信号は、前記サンプリングタイミング信号の周期毎に値が変化する信号であり、前記トリガ信号同期化部は、直列に接続された複数の同期化ＦＦを備え、同期化されたトリガ信号の変化タイミングを検出し、その結果を前記サンプリングタイミング信号として出力することを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明に係る非同期伝送装置において、前記トリガ信号同期化部は、前記複数のＦＦのうち最後のＦＦの出力と最後から２番目のＦＦの出力とのＥＯＲ演算を行うことにより、前記変化タイミングを検出することを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明は、送信クロックに従って送信される少なくとも１つの通知信号を受信クロックに従って受信する非同期伝送方法であって、前記通知信号のシンボル周期に基づくトリガ信号を出力するトリガ信号送信ステップと、前記トリガ信号から所定時間だけ遅延させた通知信号を出力する通知信号送信ステップと、前記トリガ信号の同期化を行うと共に、通知信号のサンプリングタイミングを指示するサンプリングタイミング信号を出力するトリガ信号同期化ステップと、前記サンプリングタイミングに従って前記通知信号を保持する通知信号保持ステップとを実行するものである。
【００１４】
また、本発明に係る非同期伝送方法において、前記サンプリングタイミング信号の周期は、通知信号１シンボルの時間長と等しいことを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明に係る非同期伝送方法において、前記トリガ信号は、前記サンプリングタイミング信号の周期毎に値が変化する信号であり、前記トリガ信号同期化ステップは、直列に接続された複数のＦＦにより同期化されたトリガ信号の変化タイミングを検出し、その結果を前記サンプリングタイミング信号として出力することを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明に係る非同期伝送方法において、前記トリガ信号同期化ステップは、前記複数のＦＦのうち最後のＦＦの出力と最後から２番目のＦＦの出力とのＥＯＲ演算を行うことにより、前記変化タイミングを検出することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、装置全体の同期化ＦＦの数を抑えることができると共に、同期化処理オーバヘッドを短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１９】
まず、本発明に係る非同期伝送装置の構成について説明する。図１は、本発明に係る非同期伝送装置の構成の一例を示すブロック図である。この非同期伝送装置は、送信側回路１、受信側回路２を備える。本実施の形態において、送信側回路から受信側回路へ伝送する通知信号は、並列に２本で伝送されるものとする。また、送信側回路１は、トリガ信号送信部１１、通知信号送信部１２を備える。また、受信側回路２は、トリガ信号同期化部２１、通知信号保持部２２を備える。
【００２０】
トリガ信号送信部１１は、トリガ信号制御部３１、送出ＦＦ３２を備える。通知信号送信部１２は、通知信号毎の通知信号制御部３３、通知信号毎の送出ＦＦ３４を備える。トリガ信号同期化部２１は、同期化ＦＦ４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅ，４１ｆ、変化タイミング検出部４２を備える。本実施の形態において、同期化に必要なＦＦの段数である同期化ＦＦ段数は、５段とする。ここで、同期化ＦＦの数は、同期化ＦＦ段数に１を加えた６段とする。また、通知信号保持部２２は、マルチプレクサ４３、保持ＦＦ４４を備える。
【００２１】
まず、送信側回路１の動作について説明する。トリガ信号制御部３１は、送信クロック３サイクル毎に反転し、０と１が交互に現れるトリガ信号を出力する。また、それぞれの通知信号制御部３３は、通知信号１シンボルの長さをトリガ信号の値が変化する間隔と同じく送信クロック３サイクル分として通知信号を出力する。また、通知信号制御部３３は、トリガ信号制御部３１が出力するトリガ信号のタイミングに対して所定時間の遅延を通知信号に与える。送出ＦＦ３２は、送信クロック１サイクル毎にトリガ信号を保持し、送出する。同様に、送出ＦＦ３４は、送信クロック１サイクル毎に通知信号を保持し、送出する。
【００２２】
次に、受信側回路２の動作について説明する。トリガ信号同期化部２１において、同期化ＦＦ４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅ，４１ｆは、トリガ信号の同期化を行う。また、変化タイミング検出部４２は、確実に同期化された５番目の同期化ＦＦ４１ｅの出力と６番目の同期化ＦＦ４１ｆの出力とのＥＯＲ演算を行い、その結果をサンプリングタイミング信号として出力する。具体的には、トリガ信号の変化により同期化ＦＦ４１ｅの出力と同期化ＦＦ４１ｆの出力が異なるとき、サンプリングタイミング信号が１となり、その他の場合、サンプリングタイミング信号が０となる。
【００２３】
また、通知信号保持部２２において、マルチプレクサ４３はそれぞれ、サンプリングタイミング信号に従って入力を選択する。具体的には、サンプリングタイミング信号が１のとき、マルチプレクサ４３は送信側回路１から入力される通知信号を選択して出力し、サンプリングタイミング信号が０のとき、マルチプレクサ４３は保持ＦＦ４４の出力を選択して出力する。また、保持ＦＦ４４はそれぞれ、受信クロックの１サイクル毎にマルチプレクサ４３の出力を保持し、出力する。
【００２４】
次に、本発明に係る非同期伝送装置のタイムチャートの具体例について説明する。
【００２５】
本実施の形態において、送信クロックと受信クロックのクロック周波数は異なり、クロック周波数の比を３：４とする。また、トリガ信号と通知信号の周期は、送信クロックで３サイクル、受信クロックで４サイクルとする。
【００２６】
まず、第１の具体例について説明する。ここで、同期化処理オーバヘッドを算出するためのパラメータとして、通知信号遅延サイクル数、同期化ＦＦ段数、取り込み時間、サンプリングタイミング信号周期について説明する。通知信号遅延サイクル数とは、トリガ信号制御部３１が出力するトリガ信号のタイミングに対して、通知信号制御部３３が出力する通知信号が受信クロック何サイクル分遅延させるかを表すものである。また、同期化ＦＦ段数とは、同期化に必要なＦＦの段数である。取り込み時間とは、保持ＦＦ４４による通知信号の遅延時間が受信クロックで何サイクル遅延するかを表すものである。サンプリングタイミング信号周期とは、サンプリングタイミング信号の周期が受信クロック何サイクル分であるかを表すものである。
【００２７】
第１の具体例において、通知信号遅延サイクル数は３とし、同期化ＦＦ段数はトリガ信号同期化部２１における同期化ＦＦの数６−１＝５とし、取り込み時間は１とし、サンプリングタイミング信号周期は４とする。
【００２８】
図２は、本発明に係る非同期伝送装置の動作の第１の具体例を示すタイムチャートである。この図は、上から、送信クロック、受信クロック、通知信号（受信側回路入力）、トリガ信号(受信側回路入力)、トリガ信号(トリガ信号同期化部出力)、サンプリングタイミング信号、通知信号（通知信号保持部出力）の波形を表す。
【００２９】
上述したように、通知信号（受信側回路入力）は、通知信号制御部３３で与えられた遅延により、トリガ信号(受信側回路入力)と比較して受信クロック３サイクル分遅延している。また、トリガ信号(トリガ信号同期化部出力)は、トリガ信号同期化部２１の同期化処理により、トリガ信号(受信側回路入力)と比較して受信クロックで５サイクル遅延している。
【００３０】
同期化処理オーバヘッドは、送出ＦＦ３４の出力タイミングから保持ＦＦ４４の出力タイミングまでの遅延であり、以下の式で表される。
【００３１】
同期化処理オーバヘッド
＝  （−通知信号遅延サイクル数＋同期化ＦＦ段数＋取り込み時間）
ｍｏｄｕｌｏ  （サンプリングタイミング信号周期）
【００３２】
従って、第１の具体例における同期化処理オーバヘッドは、以下のように算出される。
【００３３】
同期化処理オーバヘッド
＝  （−３＋５＋１）  ｍｏｄｕｌｏ  ４
＝  ３
【００３４】
上述したように、第１の具体例によれば、同期化処理オーバヘッドが従来の５から３へ短縮される。
【００３５】
更に同期化処理オーバヘッドの短縮を行うために第２の具体例について説明する。第２の具体例において、通知信号遅延サイクル数は受信クロック０サイクル分とする。また、同期化ＦＦ段数、取り込み時間、サンプリングタイミング周期は、第１の具体例と同じである。図３は、本発明に係る非同期伝送装置の動作の第２の具体例を示すタイムチャートである。図３に示された各波形の名称は図２と同様である。図３に示すように、通知信号（受信側回路入力）とトリガ信号(受信側回路入力)のタイミングのずれはない。
【００３６】
従って、第２の具体例における同期化処理オーバヘッドは、以下のように算出される。
【００３７】
同期化処理オーバヘッド
＝  （−０＋５＋１）  ｍｏｄｕｌｏ  ４
＝  ２
【００３８】
上述したように、第２の具体例によれば、同期化処理オーバヘッドが従来の５から２へ短縮される。但し、同期化処理オーバヘッドは、取り込み時間より大きくなる。
【００３９】
従来、非同期で並列に複数ｂｉｔの情報を通知する場合には、リタイミング時のｂｉｔ間のサイクルずれによる誤動作を防ぐために、グレイコードカウンタ等の特殊な値表現が必要であった。本発明によれば、複数ｂｉｔの情報の全ｂｉｔが受信クロックで同時に更新されるため、通常のシンプルな値表現のままで非同期通知に使うことができる。
【００４０】
また、従来、通知信号の同期化処理を行うと、全ての通知信号に対して同期化ＦＦが必要となるため、受信側回路においておよそ、通知信号の情報ｂｉｔ数×同期化ＦＦ段数のＦＦが必要であった。本発明によれば、受信側回路においておよそ、通知信号の情報ｂｉｔ数＋同期化ＦＦ段数のＦＦで済み、従来に比べてＦＦの数を大幅に削減できる。
【００４１】
また、本発明に係る非同期伝送装置は、情報処理装置や情報通信装置に容易に適用することができ、情報処理装置や情報通信装置の性能をより高めることができる。
【００４２】
（付記１）  送信クロックに従って送信される少なくとも１つの通知信号を受信クロックに従って受信する非同期伝送装置であって、
前記通知信号のシンボル周期に基づくトリガ信号を出力するトリガ信号送信部と、
前記トリガ信号送信部により出力されるトリガ信号のタイミングに対して所定時間だけタイミングをずらした通知信号を出力する通知信号送信部と、
前記トリガ信号の同期化を行うと共に、通知信号のサンプリングタイミングを指示するサンプリングタイミング信号を出力するトリガ信号同期化部と、
前記サンプリングタイミングに従って前記通知信号を保持する通知信号保持部と、
を備えてなる非同期伝送装置。
（付記２）  付記１に記載の非同期伝送装置において、
前記サンプリングタイミング信号の周期は、通知信号１シンボルの時間長と等しいことを特徴とする非同期伝送装置。
（付記３）  付記２に記載の非同期伝送装置において、
前記トリガ信号は、前記サンプリングタイミング信号の周期毎に値が変化する信号であり、
前記トリガ信号同期化部は、直列に接続された複数の同期化ＦＦを備え、同期化されたトリガ信号の変化タイミングを検出し、その結果を前記サンプリングタイミング信号として出力することを特徴とする非同期伝送装置。
（付記４）  付記３に記載の非同期伝送装置において、
前記トリガ信号同期化部は、前記複数のＦＦのうち最後のＦＦの出力と最後から２番目のＦＦの出力とのＥＯＲ演算を行うことにより、前記変化タイミングを検出することを特徴とする非同期伝送装置。
（付記５）  送信クロックに従って送信される少なくとも１つの通知信号を受信クロックに従って受信する非同期伝送方法であって、
前記通知信号のシンボル周期に基づくトリガ信号を出力するトリガ信号送信ステップと、
前記トリガ信号から所定時間だけ遅延させた通知信号を出力する通知信号送信ステップと、
前記トリガ信号の同期化を行うと共に、通知信号のサンプリングタイミングを指示するサンプリングタイミング信号を出力するトリガ信号同期化ステップと、
前記サンプリングタイミングに従って前記通知信号を保持する通知信号保持ステップと、
を実行する非同期伝送方法。
（付記６）  付記５に記載の非同期伝送方法において、
前記サンプリングタイミング信号の周期は、通知信号１シンボルの時間長と等しいことを特徴とする非同期伝送方法。
（付記７）  付記６に記載の非同期伝送方法において、
前記トリガ信号は、前記サンプリングタイミング信号の周期毎に値が変化する信号であり、
前記トリガ信号同期化ステップは、直列に接続された複数のＦＦにより同期化されたトリガ信号の変化タイミングを検出し、その結果を前記サンプリングタイミング信号として出力することを特徴とする非同期伝送方法。
（付記８）  付記７に記載の非同期伝送方法において、
前記トリガ信号同期化ステップは、前記複数のＦＦのうち最後のＦＦの出力と最後から２番目のＦＦの出力とのＥＯＲ演算を行うことにより、前記変化タイミングを検出することを特徴とする非同期伝送方法。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る非同期伝送装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る非同期伝送装置の動作の第１の具体例を示すタイムチャートである。
【図３】本発明に係る非同期伝送装置の動作の第２の具体例を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００４４】
１  送信側回路、２  受信側回路、１１  トリガ信号送信部、１２  通知信号送信部、２１  トリガ信号同期化部、２２  通知信号保持部、３１  トリガ信号制御部、３２  送出ＦＦ、３３  通知信号制御部、３４  送出ＦＦ、４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅ，４１ｆ  同期化ＦＦ、４２  変化タイミング検出部、４３  マルチプレクサ、４４  保持ＦＦ。
【図１】
0004841927.tif 000002
【図２】
0004841927.tif 000003
【図３】
0004841927.tif 000004