(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信チャネル上で第１信号を受信し、前記通信チャネル上で受信した前記第１信号の第１エッジを検出し、前記受信した第１信号からクロック信号を抽出するエッジ検出器と、
前記受信した第１信号から、前記受信した第１信号の第２エッジの位置により変調されるデータ信号を復元するデータリカバリモジュールと、
ゼロ復帰（RZ）符号化を用いて送信用の信号を符号化するエンコーダと、
前記受信した第１信号を受信する時に、前記通信チャネル上で前記符号化された信号を駆動するドライバと、
前記通信チャネル上で前記第１信号を受信し、前記通信チャネル上で反射信号を差し引くエコーキャンセラと、
を備える受信装置。
【請求項２】
前記通信チャネルは、１線式チャネルである請求項１に記載の受信装置。
【請求項３】
前記通信チャネルは、差動対チャネルである請求項１に記載の受信装置。
【請求項４】
前記受信した第１信号の変調には、第１位置の信号エッジによって第１の値を符号化すること、及び第２位置の信号エッジによって第２の値を符号化することを含み、
前記第２位置は、前記第１位置より後の信号エッジ位置である請求項１に記載の受信装置。
【請求項５】
前記受信装置のデータ送信は、調整アルゴリズムによってタイミングを調整することを含み、
前記調整アルゴリズムは、前記通信チャネル上で受信された第１信号の立ち上がりエッジにマッチする時間を避けた位相で送信を行うように動作することで、前記クロック信号の立ち上がりクロックエッジを維持する、請求項１に記載の受信装置。
【請求項６】
送信装置とのタイミング関係を制御する位相ロックループ回路をさらに備える請求項１に記載の受信装置。
【請求項７】
通信チャネル上で第１セットのデータを送信するステップと、
同一の通信チャネル上でクロック信号及び第２セットのデータを受信するステップとを備え、
前記送信するステップは、
前記第１セットのデータを符号化することで符号化された信号にするステップであって、前記第１セットのデータがゼロ復帰符号化で符号化されるステップと、
通信チャネル上で前記符号化された信号を駆動し、前記符号化された信号をエコーキャンセラに提供するステップとを備え、
前記受信するステップは、
エッジ検出器とエコーキャンセラの双方が前記通信チャネル上で信号を受信するステップと、
前記エッジ検出器が、前記受信した信号の第１エッジを検出して、前記クロック信号を抽出するステップと、
前記エコーキャンセラが、前記符号化された信号を使用して前記通信チャネル上における信号エコーをキャンセルするステップと、
前記抽出したクロック信号を使用して、前記受信した信号における前記第２セットのデータを検出するステップとを備え、
前記第２セットのデータの変調には、前記第２セットのデータのデータ値を符号化するための、前記受信した信号の第２エッジの位置が含まれ、
前記クロック信号及び前記第２セットのデータの受信は、前記第１セットのデータが送信される時に行われる方法。
【請求項８】
前記第１セットのデータの前記符号化された信号の送信を、前記抽出されたクロック信号と関連する特定期間遅延するステップをさらに備える請求項７に記載の方法。
【請求項９】
第２通信チャネルの同期用の参照として、前記抽出されたクロック信号を適用するステップをさらに備える請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
クロック信号の可変多重を使用することで、前記第２通信チャネルの送信データレートの変化に関係なく、前記通信チャネルと同一又は同程度の帯域幅を維持するステップをさらに備える請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、データ通信分野全般に係り、特に通信チャネルを通じたクロック及び双方向性データの同時送信に係る。
【背景技術】
【０００２】
HDMI（登録商標）（２００９年５月２８日発行の High Definition Multimedia Interface 1.4 仕様を含む High Definition Multimedia Interface）及びMHL（Mobile High-Definition Link）（登録商標）等のマルチメディアストリーミングアプリケーションにおいて、システム全体を単純にし、かつ送信におけるノイズ特性を改善するために、クロックフォワーディングを用いるシリアルリンクを通じた送信が利用される。MHL は、モバイルデバイスを HDMI（登録商標）表示デバイスに接続するためのインタフェースプロトコルである。このようなプロトコルにより、これら特定デバイス間の高精細度マルチメディアデータ（High definition multimedia data）の転送が可能になる。
【０００３】
クロックフォワーディング方式における問題点の１つに、クロックチャネルの使用が挙げられる。クロックチャネルはデータを伝送しないため、専用のクロックチャネルは、CDR（Clock and Data Recovery）ベースのシリアルリンクに比べ、帯域幅の使用率に関して追加のオーバヘッドを要してしまう。さらに、装置内のコネクタピン又はケーブルワイヤの数に物理的制限がある場合があり、専用クロックチャネルの使用を難しくしたり、あるいはその使用を妨げてしまうことがある。
【０００４】
Kim らによる米国特許第６４６３０９２号は、同一の送信回線を通じてクロック信号及びデータ信号の双方を送信する送信機と、同一の送信回線を使用してこの送信機にデータ信号を送り返す受信機とを含む、クロック信号回線を通じたデータ信号の送受信に関する。
【０００５】
Lee らによる米国特許出願公開２０１０／０１０４０２９号は、データ転送用の仮想差動対を生成するために使用される差動対を含む、共通モード信号伝送を使用する差動対を通じた独立リンクに関する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６４６３０９２号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開２０１０／０１０４０２９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の実施形態は、通信チャネルを通じたクロック及び双方向性データの同時送信全般を対象にするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１様態によると、一実施形態に係る送信装置は、変調信号の第１エッジによって変調されるクロック信号及び変調信号の第２エッジの位置によって変調されるデータ信号が含まれる変調信号を生成する変調器と、通信チャネル上で変調信号を駆動するドライバと、通信チャネル上で反射信号を差し引くエコーキャンセラと、通信チャネル上で受信信号を復元するデータリカバリモジュールとを備え、受信信号はゼロ復帰（RZ）符号化によって符号化され、この信号は通信チャネル上で変調信号を駆動する時に受信される。
【０００９】
本発明の第２様態によると、一実施形態に係る受信装置は、通信チャネル上で受信信号の第１エッジを検出し、受信信号からクロック信号を抽出するエッジ検出器と、受信信号からその第２エッジの位置によって変調されたデータ信号を復元するデータリカバリモジュールと、送信のため、ゼロ復帰（RZ）符号化を用いて信号を符号化するエンコーダと、前記受信信号を受信する時に、通信チャネル上で符号化された信号を駆動するドライバと、通信チャネル上の反射信号を差し引くエコーキャンセラとを備える。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の実施形態は、一例として挙げられるものであって限定を意図するものではなく、添付の図面中において、同一の参照符号は同様の構成要素を示す。
【図１】通信チャネルを通じた、クロック信号及び双方向性データの同時送信のための送信機及び受信機の一実施形態の説明図である。
【図２】クロック信号及び双方向性データリンクのための送信装置の一実施形態を示す。
【図３】クロック信号及び双方向性データリンクのための受信機の一実施形態を示す。
【図４】図４Ａは、一実施形態に係るクロック信号及び双方向性データの送信における、信号エッジ変調された順方向データの波形である。図４Ｂは、一実施形態に係るクロック信号及び双方向性データの送信における、RZ（Return-to-Zero）符号化された逆方向データの波形である。
【図５】反転データの受信及び処理と同時に行われる、クロック信号及び順方向データの送信の一実施形態に係る方法を説明するフローチャートである。
【図６】クロック信号及び順方向データの受信及び処理と同時に行われる、反転データの送信の一実施形態に係る方法を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施形態は、通信チャネルを通じたクロック及び双方向性データの同時送信全般を対象とするものである。
【００１２】
ある実施形態における装置、システム、及び方法によると、Tx（transmitter：送信機）から Rx（receiver：受信機）へのクロック及び順方向データの送信、及び Rx から Tx への逆方向データの送信が、通信チャネルを通じて同時に行われる。ある実施形態における順方向クロック及びデータを送信する送信機は、信号エッジ変調（信号の立ち下がりエッジの変調がありうる）を使用し、逆方向データを送信する受信機では、逆方向データに対して RZ 符号化を使用する。
【００１３】
ある実施形態において、送信機側及び受信機側に設けられ、エコーキャンセラを備えた二重終端チャネルは、入力データを復元する。ある実施形態における方法によると、送信機から受信機へのクロック信号及び順方向データの送信、及び受信機から送信機への逆方向データの送信が通信チャネルを通じて同時に行われる。ある実施形態における装置又はシステムによると、専用クロックチャネル及びデータチャネルの組み合わせが可能となる。つまり換言すると、双方向性データチャネルを通じたクロックの送信が可能となり、引いては順方向クロックシリアルリンクの主な問題点を無くすことができる。
【００１４】
クロック信号及び双方向性データの送信用の通信チャネルは、実施形態によって異なってもよい。ある実施形態におけるクロック信号及び双方向性データは、シングルエンドワイヤ等の単一導体を備えたチャネルを介して送信されてもよい。ある実施形態におけるクロック信号及び双方向性データ（本明細書では三重通信と称することもある）は、ワイヤの差動対を備えたチャネルでの差動信号伝送を用いて送信されてもよく、差動信号伝送により、差動対を介して相補信号が送信される。通信チャネルは、任意の数の他のチャネル及び導体を備えたケーブルに含まれてもよい。
【００１５】
ある実施形態において、差動対を用いて MHL 等におけるオーディオビデオデータの送信を実装する場合、本装置は、MHL 規格の要件、若しくは、同様のオーディオビデオ規格又は実装の要件に対応している。このような実装において、クロックは、TMDS データ対上のデータ転送のビデオレートに関連している。しかしながら、CBUS データレートもクロックに関連している。クロックがビデオレートに関係していれば、例えば HD（High Definition）ビデオは CBUS データチャネルを 150Mbps で動作させるが、SD（Standard Definition）ビデオの送信に切り替えると、CBUSデータチャネルは 27Mbps に限定される。ある実施形態における装置、システム、又は方法によると、CBUS で比較的安定したクロックレートを維持するために、ビデオクロックが乗算又は除算される。一例によると、CBUS データチャネルの目標が 600Mbps に設定されると、CBUS を通じて送信されるクロックを生成するため、27MHz の SD クロックを２２又は２３倍（整数の場合）にする。150MHz の HD クロックは４で乗じて 600Mbps となる。ある実施形態における CBUS におけるビデオクロックとクロック信号との関係は、実装の複雑度合いの差によって、整数、有理因数、又は任意の因数であってもよい。
【００１６】
ある実施形態では、従来の装置又はシステムとは対照的に、受信装置が受信機においてクロック抽出を行う。全二重リンクにおけるエコーキャンセル方法が自己発生電圧信号を減算するために作動してもよい。その場合、信号はドライバ電流の I 倍の負荷インピーダンスであり、負荷抵抗はケーブルインピーダンス（Rterm||Z0）に並列な終端抵抗である。Rterm＝Z0 と仮定すると、エコーキャンセラは、受信機入力電圧から 0.5*I*Rterm を減算して入力信号を抽出してもよい。しかしながら、実際の適用においては、ケーブルインピーダンス Z0 がうまく制御されず、理想的な値から外れてしまうため、エコーキャンセル処理において電圧誤差が生じてしまう。従来の全二重受信機におけるこの誤差は、大きな電圧誤差を引き起こすほどインピーダンスミスマッチが大きくなければ、ビット誤りを引き起こさない程度に十分に小さいこともあった。しかしながら、クロックの抽出については、ミスマッチによって生じる如何なる誤差も、抽出されたクロックのジッターに繋がり、ひいてはリンク性能の劣化を招く。
【００１７】
ある実施形態における装置、システム、又は方法によると、クロック抽出におけるジッターを防ぐために、受信機から送信機への逆方向データに RZ（Return-to-Zero：ゼロ復帰）符号化を使用する。RZ 符号化では、「１」が送信されたか「０」が送信されたかに関わらず、デフォルトレベルへと戻る。ある実施形態におけるデフォルト期間は、受信機におけるクロック立ち上がりエッジの到達と揃えられるため、抽出されたクロックにミスマッチによるジッターが加わることがない。ある実施形態における装置、システム、又は方法によると、RZ 符号化されたデータの位相調整を行うことで、送信されたクロック信号に対する信号エッジ（立ち上がり信号エッジ等）を維持する。
【００１８】
図１は、通信チャネルを通じた、クロック信号及び双方向性データの同時送信のための送信機及び受信機の一実施形態の説明図である。同図において、送信装置１１０として示された第１装置は、ケーブル１５０の第１端と連結されており、このケーブル１５０は、少なくとも通信チャネルを備えている。ある実施形態における通信チャネルは差動２線（導体）式チャネルである。またある実施形態におけるチャネルは１線（導体）式チャネルである。このケーブルは、任意の数の他の通信チャネル又は接続を備えてもよい。受信装置１６０として示された第２装置は、ケーブル１５０の第２端に連結されている。
【００１９】
ある実施形態における送信装置１１０及び受信装置１６０は、双方ともに、データ送信及び反射信号の除去のため、ドライバ（各々１３０と１８０）及びエコーキャンセラ（各々１４０と１９０）を備えている。ある実施形態において、送信装置１１０は、ケーブル１５０の通信チャネルを通じた受信装置１６０への順方向データ及びクロック信号の送信を行うものであり、受信装置１６０は、順方向データ及びクロック信号を復元する。ある実施形態において、受信機１６０は、順方向データ及びクロック信号の送信と同時に、ケーブル１５０の同一の通信チャネルを通じて送信装置１１０へ逆方向データ１６２の送信を行う。ある実施形態において、順方向データの送信には信号エッジ変調を使用し、逆方向データの送信にはゼロ復帰符号化を使用する。ある実施形態において、送信装置１１０及び受信装置１６０は、位相ロックループ（PLL）回路又はモジュールであるPLL１２５及び１７５を各々備え、送信装置と受信装置との間のタイミング関係を維持するようにしてもよい。
【００２０】
本願において、「順方向データ」とは、第１装置から第２装置へと送信されるデータをいい、「逆方向データ」とは、第２装置から第１データへと送信されるデータをいう。順方向データと逆方向データは任意の種別のデータであってよい。ある実施形態における送信機及び受信機のソースインピーダンス（Rterm）は、高速信号反射を防ぐため、ケーブルインピーダンスに合致するよう設定される。
【００２１】
ある実施形態における通信チャネルは差動対である。送信装置１１０及び受信装置１６０は、差動信号伝送に必要な要素を備え、差動チャネルにおいて必要な場合にクロック信号及び双方向性データの送信を行う。送信装置１１０及び受信装置１６０には例えば、３レベル信号伝送を扱うよう動作可能な送信装置１１０及び受信装置１６０が含まれうる。
【００２２】
通信チャネルが差動対であれば、様々な実装において異なる符号化方式が可能となる。このような各実装には、Rx エコーキャンセラの欠陥に起因して発生するジッターが加わることを避ける意図がある。ある実施形態において、ジッターを避ける手段には、順方向クロックエッジが Rx に到達したときに Rx から Tx への逆方向データがデフォルト状態であることが含まれる。差動信号伝送において、以下のデフォルト状態が可能である。
【００２３】
（１）ある実施形態において、「正（＋）のワイヤ電圧が負（−）のワイヤ電圧より低い」という論理「０」の状態がデフォルト状態である。このアプローチによると、差動電圧は Rx から Tx へ送られるデータに関わらず「LOW」であり、論理「１」を送信した場合のみ「HIGH」に切り替わる。ある実施形態において、これは１線式 Rz 信号伝送の容易な拡張を提供する。
【００２４】
（２）（１）のアプローチの問題は、電圧が主として「LOW」の状態あることによる DC の不均衡である。ある実施形態において、DC の均衡が回路に求められるような場合、装置又はシステムは、「（＋）ワイヤ及び（−）ワイヤが同一の電圧を有する」という非駆動状態を利用してもよい。このような場合、Rx の差動ドライバは、Rz パルス期間のみ、「HIGH」又は「LOW」の差動信号を送信する。
【００２５】
図２は、クロック信号及び双方向性データリンクのための送信装置の一実施形態を示す。図２は、通信リンクの送信機部分を示す。図２に示された送信装置及び図３に示された受信装置は、双方ともに全二重送受信機である。全二重送受信機は、単一のチャネルを通じて同時にデータを送受信する。全二重送信機の受信機部分は通常、結合信号から自己駆動信号（エコー）を差し引くか又はフィルタリングして、リンク内の他の送受信機から送られたデータの抽出を補助する。
【００２６】
同図において、送信装置２１０は、インピーダンス Z0 を有するケーブル２５０と連結されてもよい。ある実施形態における送信装置は、順方向データ２１２及びクロック信号２１４を受信するエッジ変調器２２０を備える。ノードＡから出力される変調信号は、ドライバ２３０及びエコーキャンセラ２４０で受信される。ドライバ２３０はドライバ電流 I を有する。ドライバ電流Ｉは、変調データ及びクロック信号を受信し、かつ抵抗 Rterm を有する終端２２４と連結されている電流源２３２として図示されている。ある実施形態における抵抗 Rterm は、高速信号反射を防ぐため、ケーブルインピーダンス Z0 とマッチするように設定される。順方向データ及びクロック信号は、ケーブル２５０の通信チャネル２５２上で駆動される。
【００２７】
ある実施形態における送信装置２１０は、順方向データ及びクロック信号の送信と同時に逆方向データを受信する。ある実施形態における信号は、エコーキャンセラ２４０における増幅器２４６の第１入力により、通信チャネル２５２上で受信される。エコーキャンセラは電流値が I/2 の電流源２４２を備えており、電流源２４２は変調された順方向データ及びクロック信号を受信する。これにより、抵抗 Rterm を有する終端２４４を超えて電流信号を提供し、増幅器２４６の第２の出力で受信されるエコーキャンセル信号を生成する。
【００２８】
ある実施形態における増幅器２４６の出力（図２におけるノードＢにおける）は、データリカバリ回路又はモジュール２２２（総じて、データリカバリと呼ぶ）で受信される。このデータリカバリはクロック信号２１４も受信する。ある実施形態におけるデータリカバリ２２２は、逆方向データ２１６を復元するよう動作する。
【００２９】
従来の全二重送受信機とは異なり、ある実施形態における送信装置２１０は、順方向データ２１２と共にクロック信号２１４を送信する。ある実施形態におけるクロック及び順方向データは、信号エッジ変調を用いて組み合わせられる。この信号エッジ変調は、送信されたデータに応じて、クロックの第１エッジ（例えば、立ち上がりエッジ）を変化させずに維持しつつ、第２エッジ（例えば、立下りエッジ）の位置を変化させる。ある実施形態において、エッジ変調された信号が送信機ドライバを駆動し、エコーキャンセラは、 Rx から送信された逆方向データの抽出に、信号エッジ変調が行われた信号を使用する。
【００３０】
図３は、クロック信号及び双方向性データリンクのための受信機の一実施形態を示す。図３は、通信リンクの受信機部分を示す。同図において、受信装置３６０は、通信チャネル３５２及び Z0 のインピーダンスを有するケーブル３５０と連結されてもよい。ある実施形態における通信チャネル３５２は、差動対又は１線式チャネルであってもよい。
【００３１】
ある実施形態における受信装置３６０は、符号化のために逆方向データ３６６が与えられる RZ エンコーダ３７０を備える。ノードＣにおける RZ エンコーダ３７０の符号化されたデータ出力は、ドライバ３８０及びエコーキャンセラ３９０によって受信される。ドライバ３８０は電流 I を有する電流源３８２を備える。電流源３８２は、RZ 符号化された逆方向データを受信し、抵抗 Rterm を有する終端３８４と連結されている。ある実施形態における抵抗 Rterm は、高速信号反射を防ぐため、ケーブルインピーダンス Z0 にマッチするよう設定される。逆方向データは、ケーブル３５０の通信チャネル３５２上で駆動される。
【００３２】
ある実施形態における受信装置３６０は、逆方向データの送信と同時に、順方向データ及びクロック信号データを受信する。ある実施形態における通信チャネル３５２上の信号は、クロック信号３６４を抽出するため、立ち上がりエッジ検出器３７４で受信される。ある実施形態における通信チャネル３５２上の信号はまた、エコーキャンセラ３９０における増幅器３９６の第１入力でも受信される。エコーキャンセラはさらに、電流値 I/2 の電流源３９２を備えており、電流源３９２は RZ エンコーダ３７０からの符号化された逆方向データを受信する。これにより、抵抗 Rterm を有する終端３９４を越えて電流信号を提供し、増幅器３９６の第２出力にて受信されるエコーキャンセル信号を生成する。
【００３３】
ある実施形態における増幅器３９６の出力（図３のノードＤにおける）は、データリカバリ回路又はモジュール３７２（総じて、データリカバリと呼ぶ）で受信される。このデータリカバリはまた、抽出されたクロック３６４も受信する。ある実施形態におけるデータリカバリは、順方向データ３６２を復元するように動作する。復元された順方向データ３６２は、抽出クロック３６４によってクロックされる。
【００３４】
ある実施形態における抽出クロック３６４は、復元した順方向データのクロックという目的に加え、１つ又は複数の目的で利用される。その中には、１つ又は複数の他のチャネルのための同期参照としてクロック信号を用いることや、例えば他の通信チャネル上における TMDS（transition minimized differential signaling：遷移数最小差動信号伝送）データの参照として用いることが含まれる。ある実施形態におけるクロック信号は、TMDS チャネル上のビデオレート等、他のチャネル上のデータレートと関係していてもよい。ある実施形態ではクロック信号の可変多重が用いられてもよく、これにより、他のチャネルの送信データレートの変化に関係なく、同一又は同程度の第１チャネルのデータ帯域幅を維持する。
【００３５】
従来の装置又はシステムとは異なり、ある実施形態における受信装置は、Rx においてクロック抽出を行う。全二重リンクにおけるエコーキャンセル方法は、自己発生電圧信号を差し引く動作を行ってもよい。ここで信号は、ドライバ電流の I 倍の負荷インピーダンスであり、負荷抵抗はケーブルインピーダンス（Rterm||Z0）に並列な終端抵抗である。Rterm＝Z0 と仮定すると、エコーキャンセラは、受信機入力電圧から 0.5*I*Rterm を減算して入力信号を抽出してもよい。しかしながら、実際の適用においては、ケーブルインピーダンス Z0 がうまく制御されず、理想的な値から外れてしまうため、エコーキャンセルプロセスにおいて電圧誤差が生じてしまう。従来の全二重受信機におけるこの誤差は、大きな電圧誤差を引き起こすほどインピーダンスミスマッチが大きくなければ、ビット誤りを引き起こさない程度に十分に小さいこともあった。しかしながら、クロックの抽出については、ミスマッチによって生じる誤差は、抽出されたクロックのジッターに繋がり、ひいてはリンク性能の劣化を招く。
【００３６】
ある実施形態における装置、システム、又は方法によると、クロック抽出におけるジッターを防ぐため、受信機から送信機への逆方向データに RZ（Return-to-Zero：ゼロ復帰）符号化を使用する。RZ 符号化では、「１」が送信されたか「０」が送信されたかに関わらず、デフォルトレベルへと戻る。ある実施形態におけるデフォルト期間は、受信機におけるクロック立ち上がりエッジの到達と揃えられるため、抽出されたクロックにミスマッチによるジッターが加わることがない。ある実施形態における受信装置のデータ送信には、調整アルゴリズムによってタイミングを調整することが含まれてもよい。この調整アルゴリズムは、送信信号の立ち上がりエッジとマッチする時間を避けた位相で送信を行うように動作することで、受信データにおけるクロック信号の立ち上がりクロックエッジを維持する。
【００３７】
図４Ａは、一実施形態に係るクロック信号及び双方向性データの送信における、信号エッジ変調された順方向データの波形である。図４Ａは、図２のノードＡにおける信号エッジ変調後の順方向データの波形を表している。図４Ａにおいて、T1 はクロック立ち上がりエッジ（すなわち第１エッジ）４１０が到達する時間であり、P2 はクロックの期間であり、W3 及び W4 はそれぞれ、先の立ち下がりエッジ（第２エッジ）４１２を有するパルスの幅、後の立ち下がりエッジ４１４を有するパルスである。ある実施形態におけるクロック信号及び順方向データは、クロック立ち上がりエッジ４１０の時間が変わることなく、立ち下がりエッジの時間によってデータ信号を提供するように組み合わせられる。ある実施形態において、先の立ち下がりエッジ４１２が送信されるデータ「０」を表し、後の立ち下がりエッジ４１４が送信されるデータ「１」を表してもよく、またその逆も然りである。図４Ａでは２つの信号値を示しているが、実施形態は２値「１」及び「０」に限定されるものでない。ある実施形態において、任意の数の値が立ち下がりエッジの位置によって変調されてもよい。
【００３８】
ある実施形態におけるデータ信号は、受信機に送信され、エコーキャンセル後、図３のノードＤに出現する。ある実施形態において、受信装置におけるデータリカバリは、データ信号の信号レベルを T5＋D6 の時点で確認することにより行われ、これにより先の立ち下がりエッジ４０４の位置と後の立ち下がりエッジ４０６の位置との間の波形をサンプリングする。ここで、T5 は抽出されたクロックの立ち上がりエッジ４５０の時間であり、D6 は W3<D6<W4 を満たす値に設定された遅延である。
【００３９】
図４Ｂは、一実施形態に係るクロック信号及びデータの送信における、RZ（Return-to-Zero：ゼロ復帰）符号化された逆方向データの波形である。図４Ｂは、抽出されたクロック４５０及び RZ データ信号４７５を示している。図４Ｂは、図２のノードＢにおける RZ 符号化された逆方向データの波形を示している。ある実施形態における RZ パルスタイミングは、クロック立ち上がりエッジが Rx に到達するとき、ゼロ（デフォルト）状態に留まるように調整される。ある実施形態において、これは、RZ パルスの立ち上がりエッジを、到達したクロック立ち上がりエッジの位置 T5 から遅延 D7 だけ遅延させることによって行われる。RZ 信号はまた、送信装置におけるエコーキャンセルの後、図２のモードＢにおいても出現する。
【００４０】
ある実施形態における送信装置と受信装置との間のリンクの信号は、通常、送信装置及び受信装置の双方のクロックの立ち上がりエッジと同期している。そのため、位相トラッキングを要しない。ある実施形態において、送信装置における逆方向データのデータリカバリは例外である。送信装置で抽出された RZ パルスは送信機のクロックと非同期であるため、逆方向データを復元するために位相トラッキングが利用されうる。
【００４１】
ある実施形態における装置、システム、又は方法によると、通信チャネルを共有しつつ、クロック周波数と同一のビットレートを有する順方向クロック及び全二重データを提供する。ここで通信チャネルは、例えば、ワイヤの異なる差動対又は単一ワイヤであってもよい。そのため、帯域幅の使用率を向上させたり、又は必要なワイヤ数を低減したりすることができる。ある実施形態において、シリアルリンク技術が MHL（Mobile High-Definition Link）に適用されてもよい。ある実装において、MHL ではデータのために３つのワイヤを使用し、クロック及びデータの転送に１つの差動対と１つの単一ワイヤを使用する。MHL の動作において、順方向クロック及びマルチメディアデータが差動対を共有し、クロックが差動信号のコモンモード電圧の変化として送信される。さらに、低速制御データが単一ワイヤを通じて送信される。MHL に関する問題として、コモンモードクロック信号が差動データにノイズを与え、差動データがモード変換現象（コモンモード電圧が差動電圧に変換されたり、またその逆が行われる）を通じてコモンムーブクロックにノイズを与えるということが挙げられる。ある実施形態において、通信チャネルを通じたクロック及び双方向性データの同時送信が MHL に適用される。ある実施形態における Tx および Rx は MHL モードで動作してもよく、または、順方向クロックおよび制御データが CBUS ワイヤを通じて送信され、マルチメディアデータが差動対を通じて送信される三重信号伝送に切り替えられてもよい。ある実施形態における装置又はシステムは、最初はレガシー MHL（MHL1 又は MHL2）環境において動作し、ネゴシエーションにより通信リンクの終端が双方ともに三重チャネル通信をサポートしていると判定した後、クロック及び双方向性データの同時送信を行う三重チャネル通信に切り替わってもよい。ある実施形態における装置又はシステムは、クロック及びデータを分離することにより、クロック及びデータからノイズが入ることを防ぐように動作する。
【００４２】
特定の実装ごとの通信チャネルの選択は、環境に基づきうる。ある実施形態では、物理的サイズが小さくコネクションの数が制限されたマイクロ USB コネクタ又はその他のコネクタを使用するような、ピンアウト配置に制約のある実装を含む。装置又はシステムにおけるリンク構成の代替として、差動対を介した差動データの送信、及び、シングルエンドワイヤを通じたクロック信号及び全二重データの送信が含まれてもよい。ある実施形態における装置又はシステムは、差動データ信号の完全性を改善し、CBUS データレートを向上するために使用されてもよい。
【００４３】
一方、ピンアウト配置の制約が少ない実施形態やノイズの多い信号環境（例えば、自動車環境等）の実施形態を含むある実施形態において、クロック信号及び双方向データ通信の三重通信のためのリンク構成には、信号及び双方向性データの送信のために差動対を使用することが含まれてもよい。ある実施形態における装置、システム、又は方法によると、HDMI（登録商標）を含むがこれに限定されない１つ又は複数の他の規格のデータへの適用が含まれる。
【００４４】
図５は、逆方向データの受信及び処理と同時に行われる、クロック信号及び順方向データの送信の一実施形態に係る方法を説明するフローチャートである。ある実施形態における装置（図２で図示した送信装置等）は、送信のための順方向データストリームを表す第１セットのデータを取得し（５０５）、送信装置はクロック信号を受信又は生成する（５１０）。ある実施形態における装置は、順方向データストリーム及びクロック信号をともにに変調する（５１５）。この変調には、クロック信号として第１エッジ（立ち上がり信号エッジ等）を設定すること、及びデータストリームのデータ値を符号化するために第２エッジ（立ち下がり信号エッジ等）を位置決めすることが含まれる。例えば、先の立ち下がりエッジは「０」を符号化し、後の立ち下がりエッジは「１」を符号化してもよいし、逆も然りである。ある実施形態において、立ち下がりエッジの追加位置によってより多くの値を符号化してもよい。ある実施形態における変調信号は、通信チャネル上で駆動されてもよく（５２０）、エコーキャンセルにおいて使用されてもよい（５２５）。
【００４５】
ある実施形態において、クロック信号及び順方向データストリームの処理及び送信と同時に、装置は同一の通信チャネル上で逆方向データ信号の受信を行う（５５５）。ある実施形態における装置は、変調信号を使用した通信チャネルのエコーキャンセルを行う（５６０）。そして装置は、第２セットのデータ（逆方向データとも称されうる）を検出し（５６５）、装置の要求に応じて第２セットのデータを処理する（５７０）。
【００４６】
図６は、クロック信号及び順方向データの受信及び処理と同時に行われる、逆方向データの送信の一実施形態に係る方法を説明するフローチャートである。ある実施形態における装置（図３に図示された受信装置等）は、送信のための第１セットのデータ（逆方向データストリームを表す）を取得する（６０５）。ある実施形態における装置は、Return-to-Zero（ゼロ復帰：RZ）符号化を使用して逆方向データストリームを符号化する（６１０）。ある実施形態における RZ 符号化されたデータは、後述の抽出クロック信号の後の一定期間、遅延されてもよい。ある実施形態における符号化されたデータは、通信チャネル上で駆動されてもよく（６２０）、エコーキャンセルにおいて使用されてもよい（６２５）。
【００４７】
ある実施形態における装置は、第１セットのデータの処理及び送信と同時に、クロック信号及び第２セットのデータ（順方向データストリーム）を含む同一の通信チャネル上でデータ信号を受信する（６５５）。ある実施形態における装置は、変調信号を使用して通信チャネルのためのエコーキャンセルを行い（６６０）、受信信号の第１（立ち上がり）エッジの検出を行う（６７５）。そして装置は、順方向データストリームの復元を行い（６６５）、これは検出された立ち上がりエッジを使用して受信信号から抽出されたクロック信号を使用することを含む（６８０）。ある実施形態おけるデータの復元には、データビットを検出するための第２（立ち下がり）信号エッジの位置の検出が含まれる。例えば、先の立ち下がりエッジが「０」と検出され、後の立ち下がりエッジが「１」と検出されたり、またその逆が検出される。ある実施形態における装置は、装置の要求に応じて、復元された順方向データの処理を行う（６７０）。ある実施形態における装置は、選択的に他の目的のために、抽出されたクロック信号を使用してもよい（６８５）。
【００４８】
ある実施形態における装置、システム、又は方法は、以下のとおりである。
【００４９】
（１）単一の通信チャネルを介した、送信機から受信機へのクロック及び順方向データの送信、及び、受信機から送信機への逆方向データの送信を行う三重信号伝送。ここで通信チャネルは、例えば、ワイヤの差動対又は単一のワイヤであってもよい。
【００５０】
（２）三重信号伝送における Tx データの信号エッジ変調方式の使用。ここで信号には、データ「０」（第１の値）を送信するための先の第２エッジと、データ「１」（第２の値）を送信するための後の第２エッジ、又はその逆が含まれる。
【００５１】
（３）Rx データの RZ 信号伝送の使用。RZ データは、ジッターが加わることを防ぐため、特定の遅延で入力データに揃えられる。
【００５２】
（４）Tx と Rx との間のタイミング関係を制御するための、位相ロックループ（PLL）の使用。
【００５３】
（５）バイトアラインメントを容易にし、抽出されるクロックのジッターを低減するための、IBM8b10b 符号化等の伝送路符号化の使用。
【００５４】
（６）２値（先／後）に代わる、信号エッジ変調（エッジ０、１、...Ｎ）の微調整によるクロックごとのマルチビット送信。
【００５５】
（７）RZ パルスの遅延及び幅の微調整によるクロックごとのマルチビット送信。
【００５６】
（８）MHL 構成における適用。
【００５７】
以上、説明の目的で、本発明の完全な理解を図るため、数多くの特定の詳細を記した。しかしながら、本発明はこれら特定の詳細のいくつかを備えることがなくても実施されるということは、当業者にとって明らかであろう。他の例において、既知の構造及び装置がブロック図の形式で示されている。図示の構成要素間には中間構造があってもよい。本明細書において説明又は図示した構成要素は、図示又は説明しなかった追加的な入力又は出力を有してもよい。図示の要素又は構成要素は、異なる配置又は順序で配されてもよく、それにはあらゆるフィールドの並べ替え又はフィールドサイズの変更が含まれる。
【００５８】
本発明には、種々のプロセスが含まれてもよい。本発明のプロセスは、ハードウェア要素で実施されてもよく、指示によってプログラムされた汎用プロセッサ、特殊目的プロセッサ、又はロジック回路にこれらプロセスを実施させるのに用いられるコンピューター読み取り可能な指示によって具現化されてもよい。あるいは、これらのプロセスは、ハードウェア及びソフトウェアの組み合わせによって実施されてもよい。
【００５９】
本発明は、部分的に、コンピュータプログラムの指示を記憶したコンピュータ読取可能な媒体を備え、コンピュータ（又はその他の電子機器）を、本発明に係るプロセスを実施させるようプログラムするために用いられるコンピュータプログラム製品として提供されてもよい。コンピュータ読取可能な記憶媒体として、フロッピー（登録商標）ディスク、光ディスク、コンパクトディスクリードオンリーメモリ（CD-ROM）、光磁気ディスク、リードオンリーメモリ（ROM）、ランダムアクセスメモリ（RAM）、消去可能で、且つ、プログラム可能なリードオンリーメモリ（EPROM）、EEPROM（電気的に消去可能なリードオンリーメモリ）、磁気カード又は光カード、フラッシュメモリ、又は電子指示を記憶するのに好適なその他の種別の媒体／コンピュータ読取可能な媒体が挙げられるが、これに限定されるものでない。さらに本発明はまた、コンピュータプログラム製品としてダウンロードされてもよく、このプログラムは遠隔地のコンピュータからリクエストを送ったコンピュータへと転送されてもよい。
【００６０】
多くの方法を最も基本的な形式で説明したが、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく、これらの方法に対してプロセスを加えたり削除したりしてもよく、また上述のメッセージのいずれかに対して情報を加えたり差し引いてもよい。さらに多くの変更及び適応がなされてよいことは、当業者にとって明らかであろう。本発明を限定する目的でなく、それを説明する目的で特定の実施形態を説明した。
【００６１】
要素「Ａ」が要素「Ｂ」と連結されていると表現した場合、要素Ａは要素Ｂに直接連結されていてもよく、また例えば要素Ｃを介して間接的に連結されていてもよい。明細書中で構成要素、特徴、構造、処理、又は特性Ａが、構成要素、特徴、構造、処理、又は特徴Ｂを「促す」と述べた場合、「Ａ」は少なくとも「Ｂ」の部分的要因であり、「Ｂ」の促進を補助する少なくとも１つの他の構成要素、特徴、構造、処理、又は特性も存在してもよい。明細書中で構成要素、特徴、構造、処理、又は特性が含まれ「てもよい」「ることがある」又は「うる」と記した場合、これら特定の構成要素、特徴、構造、処理、又は特性が含まれなくてもよい。明細書中で数に言及しない場合、説明の要素が１つのみ存在することを意味するものでない。
【００６２】
実施形態は、本発明を実装したもの、すなわち例である。明細書中の「実施形態」「一実施形態」「ある実施形態」あるいは「他の実施形態」といった表現は、これらの実施形態に関連して説明した特定の特徴、構造、又は特性が少なくともいくつかの実施形態に含まれるものであり、必ずしもすべての実施形態に含まれる必要がないことを意味する。「実施形態」「一実施形態」又は「ある実施形態」の種々の外観が、必ずしもすべて同一の実施形態について言及しているものである必要はない。本発明の一例としての実施形態に係る以上の説明において、本発明の種々の特徴は、開示を簡潔にし、種々の発明的側面のうちの１つ又は複数の側面の理解を助けるために、単一の実施形態、図面、又は説明にまとめられている場合がある。
【００６３】
ある実施形態における送信装置は、変調信号の第１信号エッジによって変調されるクロック信号及び前記変調信号の第２信号エッジの位置によって変調されるデータ信号を含む前記変調信号を生成する変調器と、通信チャネル上で前記変調信号を駆動するドライバと、前記通信チャネル上で反射信号を差し引くエコーキャンセラと、前記通信チャネル上で受信信号を復元するデータリカバリモジュールとを備え、前記受信信号は、ゼロ復帰（RZ）符号化によって符号化され、前記信号は、前記通信チャネル上で前記変調信号を駆動する時に受信される。
【００６４】
ある実施形態における前記通信チャネルは、１線式チャネルである。
【００６５】
ある実施形態における前記通信チャネルは、差動対チャネルである請求項１に記載の送信装置。
【００６６】
ある実施形態における前記データ信号の変調は、第１位置の信号エッジによって第１の値を符号化すること、及び第２位置の信号エッジによって第２の値を符号化することを含み、前記第２位置は、前記第１位置より後の信号エッジ位置である。
【００６７】
ある実施形態における送信装置は、受信装置とのタイミング関係を制御する位相ロックループ回路をさらに備える。
【００６８】
ある実施形態における受信装置は、通信チャネル上で受信信号の第１エッジを検出し、前記受信信号からクロック信号を抽出するエッジ検出器と、前記受信信号から、前記受信信号の第２エッジの位置により変調されるデータ信号を復元するデータリカバリモジュールと、送信のために、ゼロ復帰（RZ）符号化を用いて信号を符号化するエンコーダと、前記通信チャネル上で、前記受信信号を受信する時に前記符号化信号を駆動するドライバと、前記通信チャネル上で反射信号を差し引くエコーキャンセラとを備える。
【００６９】
ある実施形態における前記通信チャネルは、１線式チャネルである。
【００７０】
ある実施形態における前記通信チャネルは、差動対チャネルである。
【００７１】
ある実施形態における前記受信信号の変調は、第１位置の信号エッジによって第１の値を符号化すること、及び第２位置の信号エッジによって第２の値を符号化することを含み、前記第２位置は、前記第１位置より後の信号エッジ位置である。ある実施形態において、前記受信装置のデータ送信は、調整アルゴリズムによってタイミングを調整することを含み、前記調整アルゴリズムは、前記送信された信号の立ち上がりエッジにマッチする時間を避けた位相で送信を行うように動作することで、前記受信したデータにおけるクロック信号の立ち上がりクロックエッジを維持する。
【００７２】
ある実施形態における受信装置は、送信装置とのタイミング関係を制御する位相ロックループ回路をさらに備える。
【００７３】
ある実施形態における方法は、通信チャネル上でクロック信号及び第１セットのデータを送信するステップと、同一の通信チャネル上で第２セットのデータを受信するステップとを備え、前記送信するステップは、前記クロック信号として第１信号エッジを設定し、データストリームのデータ値を符号化するために第２信号エッジの位置決めを行うことで、前記クロック信号及び前記第１セットのデータを共に変調するステップと、通信チャネル上で前記変調信号を駆動し、前記変調信号をエコーキャンセラに提供するステップとを備え、記受信するステップは、前記通信チャネル上で信号を受信するステップと、前記変調信号を使用して通信における信号エコーをキャンセルするステップと、前記受信信号において、ゼロ復帰符号化で符号化されている前記第２セットのデータを検出するステップとを備える。ある実施形態における前記クロック信号及び前記第１セットのデータの送信は、前記第２セットのデータが受信される時に行われる。
【００７４】
ある実施形態における前記第１セットのデータの変調は、第１位置の信号エッジによって第１の値を符号化すること、及び第２位置の信号エッジによって第２の値を符号化することを含み、前記第２位置は、前記第１位置より後の信号エッジ位置である。
【００７５】
ある実施形態における方法は、通信チャネル上で第１セットのデータを送信するステップと、同一の通信チャネル上でクロック信号及び第２セットのデータを受信するステップとを備え、前記送信するステップは、前記第１セットのデータを符号化するステップであって、前記第１セットの信号がゼロ復帰符号化で符号化されるステップと、通信チャネル上で前記符号化された信号を駆動し、前記符号化された信号をエコーキャンセラに提供するステップとを備え、前記受信するステップは、前記通信チャネル上で信号を受信するステップと、前記クロック信号を抽出するため、前記受信信号の第１エッジを検出するステップと、前記符号化された信号を使用して通信における信号エコーをキャンセルするステップと、前記抽出したクロック信号を使用して、前記受信信号における前記第２セットのデータを検出するステップとを備え、前記第２セットのデータの変調には、前記第２セットのデータのデータ値を符号化するための前記第２信号エッジの位置が含まれる。ある実施形態における前記クロック信号及び前記第２セットのデータの受信は、前記第１セットのデータが送信される時に行われる。
【００７６】
ある実施形態における方法は、前記第１セットのデータの符号化信号の送信を、前記抽出されたクロック信号と関連する特定期間遅延させるステップをさらに備える。
【００７７】
ある実施形態における方法は、第２通信チャネルの同期用の参照として、前記抽出されたクロック信号を適用するステップをさらに備える。
【００７８】
ある実施形態において、クロック信号の可変多重を使用することで、前記第２通信チャネルの送信データレートの変化に関係なく、前記通信チャネルと同一又は同程度の帯域幅を維持する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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