(57)【要約】【課題】低消費電力モードから復帰時にその受信シンボルでスキュー調整を実施することができ、通常通信状態への迅速な復帰を行う。【解決手段】符号化された複数のレーンのシリアル受信信号からクロックの再生を行い、受信シンボルを各レーン毎に再生し、バイトアライン及びＳＰ変換後、復号化して複数のレーンの受信シンボルを同一のクロックに同期した受信シンボルに変換して出力する物理層受信回路と、複数のレーンの受信シンボルに対してレーン間のシンボルスキューを調整するレーン間スキュー調整回路とを備えたシリアル通信回路において、所定の検出基準シンボルを受信シンボルからレーン毎に検出し、カウンタ回路により検出信号に応答して検出信号の計数を開始し、カウンタ値の選択信号に対応する遅延量だけ、物理層受信回路から出力される複数のレーンの受信シンボルに対して遅延させてレーン間のシンボルスキューを調整する。【選択図】図２
2013055502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の符号化方式で符号化された複数のレーンのシリアル受信信号からクロックの再生を行い、再生されたクロックを用いて上記シリアル受信信号から受信シンボルを各レーン毎に再生し、再生された各レーン毎の受信シンボルに対してバイトアライン及びシリアル／パラレル変換後、上記符号化方式に対応する復号化方式で復号化してエラスティックバッファに格納し、上記エラスティックバッファにより複数のレーンの受信シンボルを同一のクロックに同期した受信シンボルに変換して出力する物理層受信回路と、
上記物理層受信回路から出力される複数のレーンの受信シンボルに対してレーン間のシンボルスキューを調整するレーン間スキュー調整回路とを備えたシリアル通信回路であって、
上記レーン間スキュー調整回路は、
制御ステートにより変更可能な所定の検出基準シンボルを上記受信シンボルからレーン毎に検出し、検出信号を出力する検出回路と、
上記検出信号に応答して上記検出信号の計数を開始し、当該計数のカウンタ値を出力し、全てのレーンで上記検出信号を検出したとき計数を停止するカウンタ回路と、
上記カウンタ回路から出力されるカウンタ値を選択信号とし、当該選択信号に対応する遅延量だけ、上記物理層受信回路から出力される複数のレーンの受信シンボルに対して遅延させることによりレーン間のシンボルスキューを調整する信号遅延選択回路とを備えたことを特徴とするシリアル通信回路。
【請求項２】
上記検出回路はさらに、上記受信シンボルからシンボル増減情報を検出して上記カウンタ回路に出力し、
上記カウンタ回路は、上記検出信号に応答して上記検出信号の計数を開始し、上記シンボル増減情報に基づいて当該計数のカウンタ値を増減した後、当該計数のカウンタ値を出力し、全てのレーンで上記検出信号を検出したとき計数を停止することを特徴とする請求項１記載のシリアル通信回路。
【請求項３】
上記レーン間スキュー調整回路は、一時的に通信が停止した状態である低消費電力モードの状態から復帰時において、復帰シーケンスにおいて上記レーン間のシンボルスキューを調整することを特徴とする請求項１又は２記載のシリアル通信回路。
【請求項４】
上記低消費電力モードの状態は、ＰＣＩ  Ｅｘｐｒｅｓｓ規格に規定するＬ０ｓステートであり、上記レーン間スキュー調整回路は、復帰シーケンスにおいて受信するＦＴＳオーダード・セット、ＳＫＰオーダード・セット内の「ＦＴＳシンボル」「ＣＯＭシンボル」「ＳＫＰシンボル」の連続を基準にレーン間のシンボルスキューを調整することを特徴とする請求項３記載のシリアル通信回路。
【請求項５】
上記レーン間スキュー調整回路は、ＳＫＰオーダード・セットでＳＫＰシンボルの付加がある場合においてレーン間のシンボルスキューを調整することを特徴とする請求項４記載のシリアル通信回路。
【請求項６】
上記レーン間スキュー調整回路は、ＳＫＰオーダード・セットでＳＫＰシンボルの削除がある場合においてレーン間のシンボルスキューを調整することを特徴とする請求項４記載のシリアル通信回路。
【請求項７】
上記物理層受信回路は１サイクルに２シンボルの受信シンボルを出力するように構成され、上記レーン間スキュー調整回路は、上記受信シンボルに対してスキュー調整することを特徴とする請求項１乃至６のうちのいずれか１つに記載のシリアル通信回路。
【請求項８】
上記検出基準シンボルを任意に設定する手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至７のうちのいずれか１つに記載のシリアル通信回路。
【請求項９】
上記符号化方式は、８Ｂ１０Ｂ符号化変換方式であることを特徴とする請求項１乃至８のうちのいずれか１つに記載のシリアル通信回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ＰＣＩ  Ｅｘｐｒｅｓｓ規格などの高速シリアル通信回路に適用されるシリアル通信回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１において、ＰＣＩ  Ｅｘｐｒｅｓｓ規格に準拠したシリアル通信回路におけるバイトスキュー補償方法及びこのための物理階層受信機が開示されている。特許文献１に開示されたバイトスキュー補償方法は、受信されるデータがトレーニングシーケンスであるかの可否を判断する段階、受信されるデータがトレーニングシーケンスである場合、トレーニングシーケンスを用いてコンマシンボルを基準としてレーンのそれぞれに対して整列ポイントを設定する段階、及び受信されるデータがトレーニングシーケンスではない場合、レーンのそれぞれに対してスキップシンボルの付加又は削除によって整列ポイントをシフトする段階を含む。従って、スキップシンボルの付加又は削除にもかかわらず、効果的にバイトスキューを補償することができる。
【０００３】
また、例えば、特許文献２において、シンボルの個数が各々のレーン毎に異なる場合であっても、簡単な処理によって、各々のレーンに対応する分割データ列の間のスキュー調整を行うことができる受信装置が開示されている。特許文献２において開示された受信装置は、複数のレーンのそれぞれに対応して、受信した分割データ列のシンボルの個数を１個以上に調整する処理を行って処理済み分割データ列を生成する弾性バッファと、処理済み分割データ列の間のスキュー調整を行うスキュー調整回路とを備え、スキュー調整回路は、複数のレーンのそれぞれに対応して設けられて処理済み分割データ列内の第１のシンボルを判別する判別回路を有し、判別回路の判別結果に基づいて、それぞれの処理済み分割データ列におけるシンボルの終了を検出し、終了を検出したタイミングに基づいて処理済み分割データ列の間のスキュー調整を行うことを特徴としている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＰＣＩ  Ｅｘｐｒｅｓｓ規格などに準拠し、高速シリアルデータを複数レーンに分けて転送するシリアル通信方式において、転送レーンの遅延にスキューが発生するため、受信側ではスキューを調整する必要がある。
【０００５】
図７（ａ）は、特許文献１において開示された従来技術に係る高速シリアル通信回路においてスキュー調整前のタイミングチャートであり、図７（ｂ）はそのスキュー調整後のタイミングチャートである。特許文献１においては、リンクトレーニング時や通常通信時におけるスキュー調整方法が実施されているが、図７に示すように、低消費電力モードなどにおいて一時的に通信が停止した状態から復帰時スキューの再調整が必要になった場合、上記手法だけでは誤調整の可能性があり、そのような状態になった時、受信エラー、再送を繰り返しその後復帰となるため、復帰時間に時間がかかるという問題点があった。
【０００６】
図１０（ａ）は、特許文献２において開示された従来技術に係る高速シリアル通信回路においてスキュー調整前のタイミングチャートであり、図１０（ｂ）はその場合において、以前にスキュー調整した値でレー間スキュー調整した後、今回のスキュー調整した値でレー間スキュー調整をしたときのタイミングチャートである。また、図１４（ａ）は当該従来技術に係る高速シリアル通信回路においてカウンタ値のみで制御したときのスキュー調整前のタイミングチャートであり、図１４（ｂ）はその場合において、以前にスキュー調整した値でレー間スキュー調整した後、今回のスキュー調整した値でレー間スキュー調整をしたときのタイミングチャートである。特許文献２に係る方法は、内部状態によらずスキュー調整可能な方法であるが、図１０及び図１４に示すように、スキュー調整後、後段の回路に有効データ（オーダード・セットでないシンボル）を重複出力してしまう可能性があるという問題点があった。
【０００７】
本発明の目的は以上の問題点を解決し、低消費電力モードから復帰時にその受信シンボルでスキュー調整を実施することができ、通常通信状態への迅速な復帰を行うことができるシリアル通信回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るシリアル通信回路は、
所定の符号化方式で符号化された複数のレーンのシリアル受信信号からクロックの再生を行い、再生されたクロックを用いて上記シリアル受信信号から受信シンボルを各レーン毎に再生し、再生された各レーン毎の受信シンボルに対してバイトアライン及びシリアル／パラレル変換後、上記符号化方式に対応する復号化方式で復号化してエラスティックバッファに格納し、上記エラスティックバッファにより複数のレーンの受信シンボルを同一のクロックに同期した受信シンボルに変換して出力する物理層受信回路と、
上記物理層受信回路から出力される複数のレーンの受信シンボルに対してレーン間のシンボルスキューを調整するレーン間スキュー調整回路とを備えたシリアル通信回路であって、
上記レーン間スキュー調整回路は、
制御ステートにより変更可能な所定の検出基準シンボルを上記受信シンボルからレーン毎に検出し、検出信号を出力する検出回路と、
上記検出信号に応答して上記検出信号の計数を開始し、当該計数のカウンタ値を出力し、全てのレーンで上記検出信号を検出したとき計数を停止するカウンタ回路と、
上記カウンタ回路から出力されるカウンタ値を選択信号とし、当該選択信号に対応する遅延量だけ、上記物理層受信回路から出力される複数のレーンの受信シンボルに対して遅延させることによりレーン間のシンボルスキューを調整する信号遅延選択回路とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るシリアル通信回路によれば、制御ステートにおける検出シンボルが変更できるため、そのステートにおける最適なスキュー調整方法が可能となり、例えば、低消費電力モードから復帰時にその受信シンボルでスキュー調整を実施することができ、通常通信状態への迅速な復帰を行うことができる。特に、省電力モードから復帰時スキュー再調整が必要である場合、リンク再トレーニングをすることなく高速にスキュー調整可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る高速シリアル通信回路の受信部の物理層全体の構成を示すブロック図である。
【図２】図１のレーン間スキュー調整回路６の１レーン分の回路の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る高速シリアル通信回路内のレーン間スキュー調整回路６の１レーン分の回路の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る高速シリアル通信回路内のレーン間スキュー調整回路６の１レーン分の回路の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第４の実施形態に係る高速シリアル通信回路内のレーン間スキュー調整回路６の１レーン分の回路の構成を示すブロック図である。
【図６Ａ】本発明の各実施形態に係る高速シリアル通信回路において用いるＦＴＳオーダード・セットを示す図である。
【図６Ｂ】本発明の各実施形態に係る高速シリアル通信回路において用いるＳＫＰオーダード・セットを示す図である。
【図７】（ａ）は従来技術に係る高速シリアル通信回路においてスキュー調整前のタイミングチャートであり、（ｂ）はそのスキュー調整後のタイミングチャートである。
【図８】（ａ）は第１の実施形態に係る高速シリアル通信回路においてスキュー調整前のタイミングチャートであり、（ｂ）はその場合において連続するＦＴＳ、ＣＯＭ、ＳＫＰ基準でのスキュー調整後のタイミングチャートである。
【図９】本発明の各実施形態に係る高速シリアル通信回路において用いる、ＰＣＩ  Ｅｘｐｒｅｓｓ規格に準拠した制御ステートマシン１０（ＬＴＳＳＭ（Link Training and Status Machine））の状態遷移図である。
【図１０】（ａ）は従来技術に係る高速シリアル通信回路においてスキュー調整前のタイミングチャートであり、（ｂ）はその場合において、以前にスキュー調整した値でレー間スキュー調整した後、今回のスキュー調整した値でレー間スキュー調整をしたときのタイミングチャートである。
【図１１】（ａ）は第１の実施形態に係る高速シリアル通信回路においてスキュー調整前のタイミングチャートであり、（ｂ）はその場合において、以前にスキュー調整した値でレー間スキュー調整した後、今回のスキュー調整した値でレー間スキュー調整をしたときのタイミングチャートである。
【図１２】（ａ）は第２の実施形態に係る高速シリアル通信回路においてスキュー調整前のタイミングチャートであり、（ｂ）はその場合において、以前にスキュー調整した値でレー間スキュー調整した後、今回のスキュー調整した値でレー間スキュー調整をしたときのタイミングチャートである。
【図１３Ａ】（ａ）は第３の実施形態に係る高速シリアル通信回路においてカウンタ値のみで制御したときのスキュー調整前のタイミングチャートであり、（ｂ）はその場合において、以前にスキュー調整した値でレー間スキュー調整した後、今回のスキュー調整した値でレー間スキュー調整をしたときのタイミングチャートである。
【図１３Ｂ】（ａ）は第３の実施形態に係る高速シリアル通信回路において検出信号及びカウンタ値で制御したときのスキュー調整前のタイミングチャートであり、（ｂ）はその場合において、以前にスキュー調整した値でレー間スキュー調整した後、今回のスキュー調整した値でレー間スキュー調整をしたときのタイミングチャートである。
【図１４】（ａ）は従来技術に係る高速シリアル通信回路においてカウンタ値のみで制御したときのスキュー調整前のタイミングチャートであり、（ｂ）はその場合において、以前にスキュー調整した値でレー間スキュー調整した後、今回のスキュー調整した値でレー間スキュー調整をしたときのタイミングチャートである。
【図１５】第１の実施形態に係る高速シリアル通信回路の受信部の動作を示すスキュー調整処理を示すフローチャートである。
【図１６】第２の実施形態に係る高速シリアル通信回路の受信部の動作を示すスキュー調整処理を示すフローチャートである。
【図１７】第３の実施形態に係る高速シリアル通信回路の受信部の動作を示すスキュー調整処理を示すフローチャートである。
【図１８】図４のマルチプレクサ３４の選択テーブルであって、選択信号に対する選択データを示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同様の構成要素については同一の符号を付している。
【００１２】
第１の実施形態．
図１は本発明の第１の実施形態に係る高速シリアル通信回路の受信部の物理層全体の構成を示すブロック図である。図１において、本実施形態に係る高速シリアル通信回路の受信部は、特に、低消費電力モードから復帰時にその受信シンボルでスキュー調整を実施することができ、通常通信状態への迅速な復帰を行うためにレーン間スキュー調整回路６を備えたことを特徴としている。
【００１３】
図１において、本実施形態に係る高速シリアル通信回路の受信部は、物理層受信回路５０と、レーン間スキュー調整回路６とを備えて構成される。ここで、物理層受信回路５０は、
（ａ）例えば４つのレーンの差動信号伝送路を介して受信される８Ｂ１０Ｂ符号化されたシリアル差動受信信号を受信して増幅した後、シングルエンド信号に変換して出力する受信信号レシーバ１−１〜１−４と、
（ｂ）変換されたシングルエンド信号からクロックを再生するとともに、再生されたクロックに基づいて高速データの受信シンボルを再生して出力するクロック再生回路２−１〜２−４と、
（ｃ）高速データの受信シンボルに対して再生クロックを用いてバイト単位でアラインしかつシリアル／パラレル変換してパラレルの受信シンボルを出力するバイトアラインＳＰ（シリアルパラレル）変換器３−１〜３−４と、
（ｄ）パラレルの受信シンボルに対して再生クロックを用いて１０Ｂ８Ｂ復号化変換して変換後のパラレルの受信シンボルを出力する１０Ｂ８Ｂ変換器４−１〜４−４と、
（ｅ）変換後のパラレルの受信シンボルを一時的に格納して、クロックレートを再生クロックから同一の処理部クロックに変換して、当該処理部クロックに同期したパラレルデータの受信シンボルをレーン間スキュー調整回路６に出力するエラスティックバッファ５−１〜５−４とを備えて構成される。
また、レーン間スキュー調整回路６は、制御ステートマシン１０からのステート情報に基づいて、低消費電力モードから復帰時にその受信シンボルでスキュー調整を実施し、通常通信状態への迅速な復帰を行う。
【００１４】
図２は図１のレーン間スキュー調整回路６の１レーン分の回路の構成を示すブロック図である。図２において、レーン間スキュー調整回路６の１レーン分の回路は、
（ａ）制御ステートマシン１０からのステート情報に基づいて、例えば８ビットの受信シンボルから、詳細後述する所定の基準シンボルを検出しその検出信号を、カウンタ回路１３及び全レーン検出判定回路１２のアンドゲートの入力端子に出力する基準シンボル検出回路１１と、
（ｂ）当該レーンの検出信号及び他のすべてのレーンの検出信号に対して論理積を行って、その結果信号を全レーンの検出完了信号としてカウンタ回路１３に出力するアンドゲートを備えた全レーン検出判定回路１２と、
（ｃ）当該レーンの検出信号を計数して、全レーンの検出完了信号の発生時においてそのカウンタ値を、全レーン検出完了時カウンタ値として選択信号発生器１４に出力するカウンタ回路１３と、
（ｄ）全レーン検出完了時カウンタ値を所定期間格納遅延して選択信号としてマルチプレクサ２６に出力する遅延型フリップフロップを備えた選択信号発生器１４と、
（ｅ）例えば８ビットの受信シンボルを、所定の複数の遅延時間のうち上記選択信号で示される遅延時間だけ遅延させて出力する信号遅延選択回路２０とを備えて構成される。
【００１５】
信号遅延選択回路２０は、入力される受信シンボルを遅延させるために、互いに従属接続された５個の遅延型フリップフロップ２１〜２５と、上記選択信号に基づいて、入力される受信シンボル（データｄ０）及び各遅延型フリップフロップ２１〜２５からの各出力シンボル（データｄ１〜ｄ５）のうちいずれか１つのシンボルを選択して出力するマルチプレクサ２６とを備えて構成される。ここで、データｄ０〜ｄ５の間で遅延時間が互いに異なる。
【００１６】
図９は本発明の各実施形態に係る高速シリアル通信回路において用いる、ＰＣＩ  Ｅｘｐｒｅｓｓ規格に準拠した制御ステートマシン１０（例えば、ＬＴＳＳＭ（Link Training and Status Machine）を用いる。）の状態遷移図である（例えば、非特許文献１及び２参照。）。ＬＴＳＳＭは、リンクの初期化やトレーニング、エラーからの復旧といった状態管理を行うステートマシンであり、図９に示す各状態を有して、図９のごとく状態遷移する。
【００１７】
図６Ａは本発明の各実施形態に係る高速シリアル通信回路において用いるＦＴＳオーダード・セットを示す図である。図６Ａに示すように、ＦＴＳオーダード・セットは、１個のＣＯＭ（comma）シンボルと、３個のＦＴＳ（Fast Training Sequence）シンボルとから構成される。ここで、ＣＯＭシンボルは、各オーダード・セットの先頭に使用され、受信側はＣＯＭシンボルによりオーダード・セットを検出できる。また、ＦＴＳオーダード・セットは、省電力モード（低消費電力モード）のＬ０ｓステート（一時的にシリアル通信が停止した状態をいう。）からフルオンのＬ０ステートに遷移させるときに使用する。
【００１８】
図６Ｂは本発明の各実施形態に係る高速シリアル通信回路において用いるＳＫＰオーダード・セットを示す図である。図６Ｂに示すように、ＳＫＰオーダード・セットは、１個のＣＯＭシンボルと、３個のＳＫＰ（skip）シンボルとから構成される。ここで、ＳＫＰオーダード・セットはクロックの周波数差を吸収する目的で使用される。
【００１９】
図８（ａ）は第１の実施形態に係る高速シリアル通信回路においてスキュー調整前のタイミングチャートであり、図８（ｂ）はその場合において連続するＦＴＳ、ＣＯＭ、ＳＫＰ基準でのスキュー調整後のタイミングチャートである。図２のレーン間スキュー調整回路６において、基準シンボル検出回路１１は、制御ステートマシン１０からのステート情報に基づいて検出シンボルを変更する。例えば、省電力モードのＬ０ｓステートから復帰シーケンスにおいて受信するＦＴＳオーダード・セット（図６Ａ）、ＳＫＰオーダード・セット（図６Ｂ）内の「ＦＴＳシンボル」、「ＣＯＭシンボル」、「ＳＫＰシンボル」の連続を検出する。これらのシンボルを連続的に検出したら、検出信号を出力する。これに対して、カウンタ回路１３は入力される検出信号の計数を開始し、サイクル毎にカウントアップし、全てのレーンの検出が終わったら（全レーンの検出完了信号の受信）その計数を停止し、そのカウンタ値を選択信号発生器１４により蓄積しておき、信号遅延選択回路２０の選択信号として用いる。例えば、図８に示すように、その動作により全てレーンのスキュー調整が完了する
【００２０】
図１１（ａ）は第１の実施形態に係る高速シリアル通信回路においてスキュー調整前のタイミングチャートであり、図１１（ｂ）はその場合において、以前にスキュー調整した値でレー間スキュー調整した後、今回のスキュー調整した値でレー間スキュー調整をしたときのタイミングチャートである。図１１に示すように、各レーンでＦＴＳシンボル、ＣＯＭシンボル、ＳＫＰシンボルを検出後、検出信号を立上げ、全てのレーンで検出できたら立下げる。検出信号がハイレベル（以下、Ｈレベルという。）の時はカウンタ回路１３の計数をアップさせる。図１１の波形ではレーン０の選択信号（スキュー調整のための遅延量を選択）が全レーンで検出完了（図１１のタイミングｔ１１）で２から３へ変化している。そのため、ＳＫＰシンボルが繰り返されているが、後段の処理ではＳＫＰシンボルは無視されるため、特に影響はない。
【００２１】
図１５は第１の実施形態に係る高速シリアル通信回路の受信部の動作を示すスキュー調整処理を示すフローチャートである。図１５に示すように、ステップＳ１で制御ステートがリンクトレーニング中ならＣＯＭシンボルを検出基準シンボルとし（ステップＳ２）、省電力モードのＬ０ｓステートから復帰ステートならＦＴＳ，ＣＯＭ，ＳＫＰを検出基準シンボルとする（ステップＳ３）。ステップＳ４で基準シンボルを検出したら、検出信号を立上げ出力し、カウンタ回路１３のカウンタ値ＣＮＴを０に初期化した後スタートさせる。当該レーンで基準シンボルを検出したらカウンタ回路１３のカウンタ値ＣＮＴを１だけインクリメントし（ステップＳ７）、全てのレーンで基準シンボルを検出できたら（ステップＳ６でＹＥＳ）全てのレーンのカウンタ回路１３を停止してそのカウンタ値を選択信号としてロードし（ステップＳ８）選択信号によりレーンの遅延値を変更し（ステップＳ９）、信号遅延選択回路２０からスキュー調整後の受信シンボルを出力してスキュー調整が完了する（ステップＳ１０）。
【００２２】
従来技術では、省電力モードのＬ０ｓステートから復帰時に誤スキュー調整の可能性や、有効データが重複して後段の処理回路に出力する可能性（それによる通信遮断の可能性）があったが、より早い段階での受信シンボルを基準としてスキュー調整しているのでその可能性はなくなる。すなわち、制御ステートにおける検出シンボルが変更できるため、その制御ステートにおける最適なスキュー調整方法が可能となる。
【００２３】
第２の実施形態．
図３は本発明の第２の実施形態に係る高速シリアル通信回路内のレーン間スキュー調整回路６の１レーン分の回路の構成を示すブロック図である。なお、図１の回路構成については第２の実施形態でも同様である。第２の実施形態は、図２の第１の実施形態に比較して、基準シンボル検出回路１１は、制御ステートマシン１０からのステート情報に基づいて、例えば８ビットの受信シンボルから、所定の基準シンボルを検出しその検出信号を発生することに加えて、シンボルの増減情報を発生してカウンタ回路１３に出力することを特徴としている。
【００２４】
図３において、基準シンボル検出回路１１は制御ステートマシン１０からのステート情報に基づいて検出基準シンボルを変更できる。例えば、省電力モードＬ０ｓステートから復帰する時は「ＦＴＳシンボル」、「ＣＯＭシンボル」、「ＳＫＰシンボル」の連続を検出する。これらのシンボルの連続を検出したら、検出信号を出力する。また、ＣＯＭシンボルとＳＫＰシンボルの連続ＳＫＰオーダード・セットなので、送受信デバイスのクロック周波数差吸収のためにエラスティックバッファ５−１〜５−４において、ＳＫＰシンボルが追加、もしくは削除されることがあり、その情報はＰＩＰＥ（PHY Interface for the PCI Express Architecture）インターフェース（物理層ＬＳＩと上位層（例えばＭＡＣ層）とのインターフェースを定めたものである。）を使用していれば、ＣＯＭシンボルを受信するタイミングと同時にＳＫＰシンボル増減情報が送られてくるので、その情報をカウンタ回路１３に出力する。カウンタ回路１３は検出信号でカウントを開始する。このとき、ＳＫＰシンボルが削除されていれば＋１、ＳＫＰシンボルが追加されていれば、−１だけ加算した（すなわち、＋１だけ減算した）初期値でサイクル毎にカウントアップし、全てのレーンの検出が終わったら停止し、そのカウンタ値を蓄積しておき、遅延選択回路の選択信号として用いる。その動作により全てレーンのスキュー調整が完了する。
【００２５】
図１２（ａ）は第２の実施形態に係る高速シリアル通信回路においてスキュー調整前のタイミングチャートであり、図１２（ｂ）はその場合において、以前にスキュー調整した値でレー間スキュー調整した後、今回のスキュー調整した値でレー間スキュー調整をしたときのタイミングチャートである。図１２から明らかなように、レーン０でＳＫＰシンボルの削除が起こっているため、検出信号が立ち上がった後のカウンタ値は＋１からスタートしてカウントしている。
【００２６】
図１６は第２の実施形態に係る高速シリアル通信回路の受信部の動作を示すスキュー調整処理を示すフローチャートである。図１６において、ステップＳ１で制御ステートがリンクトレーニング中ならＣＯＭシンボルを検出基準シンボルとし、省電力モードのＬ０ｓステートから復帰ステートならＦＴＳ，ＣＯＭ，ＳＫＰを検出基準シンボルとする。それ以外のときはＳＫＰオーダード・セットのシンボル増減情報による調整のみ実施する（ステップＳ１１）。ステップＳ４で基準シンボルを検出したら、検出信号を出力しカウンタ回路１３の計数をスタートさせる。そのとき、ＳＫＰ削除があればカウンタ値ＣＮＴの初期値を＋１だけ加算し（ステップＳ１４）、ＳＫＰ追加があれば初期値を−１だけ加算し（すなわち、１だけ減算し）開始する。全てのレーンで基準シンボルを検出できたら（ステップＳ６）、全てのレーンのカウンタ回路１３を停止してその値を選択信号としてロードし（ステップＳ８）、選択信号によりレーンの遅延利を変更し（ステップＳ９）信号遅延選択回路２０からスキュー調整後の受信シンボルを出力して当該スキュー調整を完了する（ステップＳ１０）。
【００２７】
従来技術では、省電力モードのＬ０ｓステートから復帰時に誤スキュー調整の可能性や有効データを重複して後段の処理回路に出力する可能性があったが、より早い段階での受信シンボルを基準としてスキュー調整しているのでその可能性はなくなる。さらに、図１の物理層受信回路のエラスティックバッファ５−１〜５−４においてシンボル追加又は削除の調整があった場合でも、ＳＫＰシンボルの増減に対応し、従来技術に比較してより高精度でスキュー調整することができる。
【００２８】
第３の実施形態．
図４は本発明の第３の実施形態に係る高速シリアル通信回路内のレーン間スキュー調整回路６の１レーン分の回路の構成を示すブロック図である。なお、図１の回路構成については第３の実施形態でも同様である。第３の実施形態は、図３の第２の実施形態に比較して、信号遅延選択回路２０に代えて、受信された２シンボル（１６ビット）を１シンボル（８ビット）×２列に分割して信号の遅延選択を行う信号遅延選択回路３０を備えたことを特徴としている。すなわち、本実施形態では、２シンボル（１６ビット）を同時に物理層受信回路５０とインターフェースをとることを特徴としており、上述のＰＩＰＥインターフェースでも規定されている。すなわち、物理層受信回路５０は１サイクルに２シンボルの受信シンボルを出力するように構成され、レーン間スキュー調整回路６は当該受信シンボルに対してスキュー調整する。
【００２９】
図４において、信号遅延選択回路３０は、入力される２列の受信シンボルを遅延させるために、互いに従属接続された３個の遅延型フリップフロップ３１〜３３と、互いに従属接続された３個の遅延型フリップフロップ４１〜４３と、上記選択信号に基づいて、入力される受信シンボル（データｄ００，ｄ０５）及び各遅延型フリップフロップ３１〜４３からの各出力シンボル（データｄ１０，ｄ１５；データｄ２０，ｄ２５；データｄ３０，ｄ３５）のうちいずれか１対のシンボルを選択して出力するマルチプレクサ３４とを備えて構成される。ここで、各１対のデータｄ００，ｄ０５と、データｄ１０，ｄ１５と、データｄ２０，ｄ２５と、データｄ３０，ｄ３５との間で遅延時間が互いに異なる。
【００３０】
図４において、基準シンボル検出回路１１は、省電力モードのＬ０ｓステートから復帰するときに、受信するＦＴＳシンボル、ＣＯＭシンボル、ＳＫＰシンボルの連続を検出する。これらのシンボルの連続的に検出したら、検出信号を出力する。また、ＣＯＭシンボルとＳＫＰシンボルの連続ＳＫＰオーダード・セットなので、送受信デバイスのクロック周波数差吸収のためにエラスティックバッファ５−１〜５−４において、ＳＫＰシンボルが追加、もしくは削除されることがあり、その情報は上述のＰＩＰＥインターフェースを使用していれば、ＣＯＭシンボルを受信するタイミングと同時にＳＫＰシンボル増減情報が送られてくるので、その情報をカウンタ回路１３に出力する。カウンタ回路１３は当該検出信号でカウントを開始する。このとき、ＳＫＰシンボルが削除されていればカウンタ値ＣＮＴを＋０．５だけ加算し、ＳＫＰシンボルが追加されていれば−０．５だけ加算した（すなわち、＋０．５だけ減算した）初期値でサイクル毎にカウントアップし、全てのレーンの検出が終わったら停止し、そのカウンタ値を選択信号発生器１４により蓄積しておき、信号遅延選択回路３０の選択信号として用いる。
【００３１】
図１８は図４のマルチプレクサ３４の選択テーブルであって、選択信号に対する選択データを示す表である。図１８において、例えば、選択信号が１．０であれば、データｄ１０及びｄ１５を選択して出力することを示している。図１８から明らかなように、本実施形態では、選択信号の単位が０．５になり、データの選択方法は図１８に示す通りであり、その動作により全てレーンのスキュー調整が完了する。
【００３２】
図１３Ａ（ａ）は第３の実施形態に係る高速シリアル通信回路においてカウンタ値のみで制御したときのスキュー調整前のタイミングチャートであり、図１３Ａ（ｂ）はその場合において、以前にスキュー調整した値でレー間スキュー調整した後、今回のスキュー調整した値でレー間スキュー調整をしたときのタイミングチャートである。また、図１３Ｂ（ａ）は第３の実施形態に係る高速シリアル通信回路において検出信号及びカウンタ値で制御したときのスキュー調整前のタイミングチャートであり、図１３Ｂ（ｂ）はその場合において、以前にスキュー調整した値でレー間スキュー調整した後、今回のスキュー調整した値でレー間スキュー調整をしたときのタイミングチャートである。図１３Ａ及び図１３Ｂから明らかなように、レーン０ではＦＴＳ，ＣＯＭ，ＳＫＰの連続検出は２シンボルの切れ目で検出できており、ＳＫＰオーダード・セットでＳＫＰシンボルが削除されて入力されているため、カウンタ値は＋０．５だけアップした値から計数が開始され、サイクル毎にカウントアップする。図１３Ｂのタイミングｔ１３で全てのレーンの検出信号が出力されているので、そのカウンタ値を選択信号として信号遅延選択回路３０のマルチプレクサ３４にロードする。
【００３３】
図１７は第３の実施形態に係る高速シリアル通信回路の受信部の動作を示すスキュー調整処理を示すフローチャートである。図１７において、ステップＳ１で制御ステートがリンクトレーニング中ならＣＯＭシンボルを検出基準シンボルとし、省電力モードのＬ０ｓステートから復帰ステートならＦＴＳ，ＣＯＭ，ＳＫＰを検出基準シンボルとする。それ以外のときはＳＫＰオーダード・セットのシンボル増減情報による調整のみ実施する（ステップＳ１１）。基準シンボルを検出したら（ステップＳ４でＹＥＳ）、検出信号を出力しカウンタ回路１３の計数をスタートさせる。ステップＳ１５で検出最終位置が１シンボル目（途中で端数あり）であればカウンタ値ＣＮＴを＋０．５だけ加算し（ステップＳ１６）、そのときにさらに、ステップＳ１７でＳＫＰシンボルの増減についてチェックして、ＳＫＰシンボルの削除があればカウンタ値ＣＮＴの初期値を＋０．５だけ加算し（ステップＳ１９）、ＳＫＰシンボルの追加があれば−０．５だけ加算し（すなわち、＋０．５だけ減算し）して（ステップＳ１８）計数を開始する。全てのレーンで基準シンボルを検出できたら（ステップＳ６でＹＥＳ）、全てのカウンタ回路１３を停止してその値を選択信号としてロードし（ステップＳ８）、選択信号によりレーンの遅延利を変更し（ステップＳ９）信号遅延選択回路２０からスキュー調整後の受信シンボルを出力して当該スキュー調整を完了する（ステップＳ１０）。
【００３４】
従来技術では物理層受信回路が１シンボルインターフェースを用いて構成されたが、本実施形態のごとく、２シンボルインターフェースで構成してもよい。この場合において、第１及び第２の実施形態と同様に、より早い段階での受信シンボルを基準としてスキュー調整しているので、誤調整や図１４の重複出力の可能性はなくなる。すなわち、制御ステートにおける検出シンボルが変更できるため、その制御ステートにおける最適なスキュー調整方法が可能となる。また、本実施形態では、物理層受信回路５０と１サイクルで２シンボルでインターフェースをとる場合もスキュー調整可能であり、外部受信信号の受信レートが同じであれば、１サイクルのデータが２倍なので、インターフェースの周波数を１／２にできるので回路実装上も容易になる。
【００３５】
第３の実施形態については、第２の実施形態に対して適用しているが、本発明はこれに限らず、第１の実施形態に対して適用してもよい。
【００３６】
第４の実施形態．
図５は本発明の第４の実施形態に係る高速シリアル通信回路内のレーン間スキュー調整回路６の１レーン分の回路の構成を示すブロック図である。なお、図１の回路構成については第４の実施形態でも同様である。第４の実施形態は、第２の実施形態と比較して、基準シンボル検出回路１１は、ＣＰＵのレジスタ１０Ａからの検出基準シンボルに基づいて、受信シンボルに対して検出することを特徴としている。その他の構成及び動作については第２の実施形態と同様である。本実施形態では、第２の実施形態と同様に作用効果を有するとともに、検出基準シンボルをＣＰＵにより任意に設定変更可能であるため、ＣＰＵから動的に変更すればより詳細にスキュー調整可能になる。特に、任意のシンボル又はシンボル列でスキュー調整可能である。また、同じハードウエアで異なる規格の通信方式に対応することも可能となる。なお、第４の実施形態の構成は、第１〜第３の実施形態の構成に適用することができる。
【００３７】
以上の実施形態においては、シリアル信号を送信するときに、８Ｂ１０Ｂ符号化変換を行って送信し、受信側で１０Ｂ８Ｂ復号化変換を行っているが、高速シリアル通信のための他の符号化及び復号化変換方式を用いてよい。
【００３８】
また、第３及び第４の実施形態においては、カウンタ回路１３は検出信号及びシンボル増減情報に基づいて計数しているが、本発明はこれに限らず、検出信号のみに基づいて計数してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上詳述したように、本発明に係るシリアル通信回路によれば、制御ステートにおける検出シンボルが変更できるため、そのステートにおける最適なスキュー調整方法が可能となり、例えば、低消費電力モードから復帰時にその受信シンボルでスキュー調整を実施することができ、通常通信状態への迅速な復帰を行うことができる。特に、省電力モードから復帰時スキュー再調整が必要である場合、リンク再トレーニングをすることなく高速にスキュー調整可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１−１〜１−４…受信信号レシーバ、
２−１〜２−４…クロック再生回路、
３−１〜３−４…バイトアラインＳＰ（シリアルパラレル）変換器、
４−１〜４−４…１０Ｂ８Ｂ変換器、
５−１〜５−４…エラスティックバッファ、
６…レーン間スキュー調整回路、
１０…制御ステートマシン、
１０Ａ…ＣＰＵのレジスタ、
１１…基準シンボル検出回路、
１２…全レーン検出判定回路、
１３…カウンタ回路、
１４…選択信号発生器、
２０，３０…信号遅延選択回路、
２１〜２５，３１〜３３，４１〜４３…遅延型フリップフロップ、
２６，３４…マルチプレクサ、
５０…物理層受信回路。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４１】
【特許文献１】特開２００６−２０２２８１号公報
【特許文献２】特開２００８−１７２６５７号公報
【非特許文献】
【００４２】
【非特許文献１】PCI-SIG, "PCI  Express Base Specification Revision 2.0", PCI-SIG, December 2006.
【非特許文献２】荒井信隆ほか著，「改訂新版ＰＣＩＥｘｐｒｅｓｓ入門講座，高速シリアルインタフェースの基礎知識と実際」，電波新聞社，２００８年６月２０日
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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