(57)【要約】【課題】単純な回路構成で不定単位系のＡ−Ｄ変換出力ディジタル値を実地単位系のディジタル値に高速変換する数値変換システムを提供する。【解決手段】Ａ−Ｄ変換結果であるディジタル入力値をデータ処理するこの発明のデバイスは、互いに不等の少なくとも第１の領域および第２の領域を含むＱ＋１個の領域にＮビットディジタル入力値の範囲を分割するＱ個のデリミタ値を蓄積した第１のメモリ部分と、前記ディジタル入力値を第２の単位系、すなわち自然単位系で表したディジタル出力値に数値変換するためのＱ＋１組の係数を蓄積する参照テーブルを蓄積した第２のメモリ部分と、前記Ｎビットディジタル入力値と前記Ｑ＋１組の係数のうちの選ばれた係数組とを用いて数値変換を行う演算論理ユニットとを含む。上記Ｎビットディジタル入力値を上記Ｑ個のデリミタ値と比較して、そのＮビットディジタル入力値の属するＱ＋１個の領域の一つを判定する。上記参照テーブルにその判定ずみの領域にしたがって索引付けし、被選択係数対を生ずる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａ−Ｄ変換器から供給されるＮビットディジタル入力値、すなわち不定単位である第１の単位で表されたディジタル入力値を処理してディジタル出力信号、すなわち物理的測定の自然単位であって前記第１の単位と第１の式で関係づけられた第２の単位で表されたディジタル出力信号、すなわち前記Ａ−Ｄ変換器の捕捉した情報を処理するようにホストプロセッサが用いるディジタル出力信号を生ずるデバイスにおいて、
第１のメモリ部分および第２のメモリ部分を含むメモリであって、
前記第１のメモリ部分が、前記Ｎビットディジタル入力値の範囲をＱ＋１個の領域、すなわち互いに不等の大きさの少なくとも第１および第２の領域を含むＱ＋１個の領域に分割するＱ個のデリミタ値を蓄積しており、
前記第２のメモリ部分が、前記第１の単位の前記ディジタル入力値の前記第２の単位の前記第２のディジタル出力値への数値変換を行うためのＱ＋１組の係数、すなわち勾配係数およびオフセット係数の係数対を各々が含みディジタル入力値のＱ＋１個の領域の一つに各々が関連づけられているＱ＋１組の係数を蓄積する参照テーブルであって、前記デバイスに非線型変換動作をさせるように選んだ第１の索引パラメータにより勾配係数およびオフセット係数の被選択対を生ずるように索引付けされる参照テーブルを蓄積しており、
前記第１の単位の前記Ｎビットディジタル入力値並びに前記勾配係数およびオフセット係数のうちの被選択係数対を前記第２のメモリ部分の中の前記参照テーブルから受ける演算論理ユニットであって、前記第１の式に基づき数値変換を行い、前記Ｎビットディジタル入力値および前記被選択係数対を用いて前記第２の単位の前記ディジタル出力値を算出する演算論理ユニット
をさらに含み、
前記Ｎビットディジタル入力値を前記Ｑ個のデリミタ値と比較して前記Ｑ＋１個の領域のうちそのＮビットディジタル入力値の属する一つをそれぞれ判定し、前記第１の索引パラメータが前記Ｑ＋１個の領域をそれぞれ表す値を有し前記被選択係数対の発生のために前記参照テーブルに供給される
デバイス。
【請求項２】
前記Ｎビットディジタル入力値が光送受信機の受信電力値を含む請求項１記載のデバイス。
【請求項３】
前記Ｎビットディジタル入力値を受けて、そのＮビットディジタル入力値を前記Ｑ個のデリミタの値、すなわち最小デリミタ値から最大デリミタ値の順に系列的に供給されるＱ個のデリミタ値の少なくとも一つと比較し、前記Ｎビットディジタル入力値が前記デリミタ値よりも小さいとき比較器出力信号をアサートする比較器と、
前記比較器へのデリミタ値の供給の度ごとに歩進するカウンタ出力値、すなわち前記参照テーブルに蓄積ずみの前記Ｑ＋１個の係数組に対応し前記第１の索引パラメータに含まれるカウンタ出力値を生ずるカウンタと
をさらに含む請求項１記載のデバイス。
【請求項４】
前記比較器が、前記Ｎビットディジタル入力値が前記デリミタ値以下の値であるとき前記比較器出力信号をアサートする請求項３記載のデバイス。
【請求項５】
前記Ｎビットディジタル入力値が前記デリミタ値の最大値よりも大きいとき、前記第１の索引パラメータが最後の前記係数組、すなわち前記Ｎビットディジタル入力値の範囲の中の最大値の数値変換を行うための最後の前記係数組を選択する請求項３記載のデバイス。
【請求項６】
前記Ｎビットディジタル入力値を受け、そのＮビットディジタル入力値を前記Ｑ個のデリミタ値、すなわち最大デリミタ値から最小デリミタ値の順に系列的に供給される前記Ｑ個のデリミタ値の少なくとも一つと比較し、前記Ｎビットディジタル入力値が前記デリミタ値の各々よりも大きいとき比較器出力信号をアサートする比較器と、
前記比較器へのデリミタ値の供給の度ごとに歩進するカウンタ出力値、すなわち前記参照テーブルに蓄積ずみの前記Ｑ＋１個の係数組に対応し前記第１の索引パラメータに含まれるカウンタ出力値を生ずるカウンタと
をさらに含む請求項１記載のデバイス。
【請求項７】
前記比較器が、前記Ｎビットディジタル入力値が前記デリミタ値の各々以上の値であるとき前記比較器出力信号をアサートする請求項６記載のデバイス。
【請求項８】
前記Ｎビットディジタル入力値が前記最小デリミタ値よりも小さいとき、前記第１の索引パラメータが前記第１の係数組、すなわち前記Ｎビットディジタル入力値の範囲の中の最小値の数値変換を行うための前記第１の係数組を選択する請求項６記載のデバイス。
【請求項９】
前記不定単位から前記自然単位への前記数値変換が非線型の関係にあり、前記Ｑ＋１個の係数組が前記非線型の関係に近似させる断片線型数値変換を具体化する請求項１記載のデバイス。
【請求項１０】
前記参照テーブルが、前記断片線型数値変換を行うための複数の線型セグメント、すなわち各々が式ＤＮ＝ｍＤＡ＋ｃ（ここでＤＡは前記ディジタル入力値、ＤＮは前記ディジタル出力値、ｍは勾配係数、ｃはそれぞれの線型セグメントについてのオフセット係数）で記述される線型セグメントについてのＱ＋１個の係数組を蓄積し、前記Ｑ＋１個の係数組が、前記線型セグメントについての勾配係数およびオフセット係数を各々が含むＱ＋１組の係数対を含む請求項９記載のデバイス。
【請求項１１】
前記非線型関係が対数関係を含む請求項９記載のデバイス。
【請求項１２】
前記第１の領域がＮビットディジタル値の第１の範囲を有し、前記第２の領域がＮビットディジタル入力値の前記第１の範囲よりも大きい第２の範囲を有し、前記第２の領域における前記ディジタル入力値が前記第１の領域における前記ディジタル入力値よりも大きい請求項１記載のデバイス。
【請求項１３】
Ａ−Ｄ変換器から供給されるＮビットディジタル入力値、すなわち不定単位である第１の単位で表されたディジタル入力値を処理してディジタル出力信号、すなわち物理的測定の自然単位であって前記第１の単位と第１の式で関係づけられた第２の単位で表されたディジタル出力信号、すなわち前記Ａ−Ｄ変換器の捕捉した情報を処理するようにホストプロセッサが用いるディジタル出力信号を生ずる方法において、
メモリの第１のメモリ部分に、前記Ｎビットディジタル入力値の範囲をＱ＋１個の領域、すなわち互いに不等の大きさの少なくとも第１および第２の領域を含むＱ＋１個の領域に分割するＱ個のデリミタ値を蓄積する過程と、
前記メモリの第２のメモリ部分の参照テーブルに、前記第１の単位の前記ディジタル入力値の前記第２の単位の前記第２のディジタル出力値への数値変換を行うためのＱ＋１組の係数、すなわち勾配係数およびオフセット係数の係数対を各々が含みディジタル入力値のＱ＋１個の領域の一つに各々が関連づけられているＱ＋１組の係数を蓄積する過程と、
前記Ｎビットディジタル入力値を前記Ｑ個のデリミタ値と比較して前記Ｑ＋１個の領域のうちそのＮビットディジタル入力値の属する一つをそれぞれ判定する過程と、
前記Ｑ＋１個の領域の一つをそれぞれ表す値を有する第１の索引パラメータを生ずる過程と、
前記デバイスに非線型変換動作をさせるように選んだ第１の索引パラメータにより勾配係数およびオフセット係数の被選択対を生ずるように前記参照テーブルを索引付けする過程と、
前記Ｎビットディジタル入力値並びに前記勾配係数およびオフセット係数のうちの被選択係数対を演算論理ユニットに供給する過程と、
前記第１の式に基づき前記演算論理ユニットにおいて数値変換を行い、前記Ｎビットディジタル入力値および前記被選択係数対を用いて前記第１の単位の前記ディジタル入力値から前記第２の単位の前記ディジタル出力値を算出する過程と
を含む方法。
【請求項１４】
前記Ｎビットディジタル入力値が光送受信機の受信電力値を含む請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記Ｎビットディジタル入力値を前記Ｑ個のデリミタの値と比較してそのＮビットディジタル入力値の属する前記Ｑ＋１個の領域の一つを判定する過程が、
前記Ｎビットディジタル入力値と比較される前記Ｑ個のデリミタ値を最小デリミタ値から最大デリミタ値の順に系列的に供給する過程と、
前記Ｎビットディジタル入力値を前記Ｑ個のデリミタ値の少なくとも一つと比較する過程と、
前記Ｎビットディジタル入力値が前記デリミタ値よりも小さいとき比較器出力信号をアサートする過程と、
前記Ｎビットディジタル入力値との比較のために供給されたデリミタ値の数を前記比較出力信号がアサートされるまで計数する過程と、
前記参照テーブルに蓄積ずみの前記Ｑ＋１個の係数組に対応し前記第１の索引パラメータで構成されるカウンタ出力値を生ずる過程と
を含む請求項１３記載の方法。
【請求項１６】
前記Ｎビットディジタル入力値が前記デリミタ値の最大値よりも大きいとき、前記第１の索引パラメータ、すなわち最後の前記係数組、すなわち前記Ｎビットディジタル入力値の範囲の中の最大値の数値変換を行うための最後の前記係数組を選択するための第１の索引パラメータを供給する過程をさらに含む
請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
前記Ｎビットディジタル入力値を前記Ｑ個のデリミタ値と比較して前記Ｑ＋１個の領域のうちそのＮビットディジタル入力値の属する一つをそれぞれ判定する過程が、
前記Ｎビットディジタル入力値と比較される前記Ｑ個のデリミタ値を最大デリミタ値から最小デリミタ値の順に系列的に供給する過程と、
前記Ｎビットディジタル入力値を前記Ｑ個のデリミタ値の少なくとも一つと比較する過程と、
前記Ｎビットディジタル入力値が前記デリミタ値の各々よりも大きいとき比較器出力信号をアサートする過程と、
前記Ｎビットディジタル入力値との比較のために供給されたデリミタ値の数を前記比較出力信号がアサートされるまで計数する過程と、
前記参照テーブルに蓄積ずみの前記Ｑ＋１個の係数組に対応し前記第１の索引パラメータを構成するカウンタ出力値を生ずる過程と
を含む請求項１３記載の方法。
【請求項１８】
前記Ｎビットディジタル入力値が前記最小デリミタ値よりも小さいとき、前記第１の索引パラメータ、すなわち前記第１の係数組、すなわち前記Ｎビットディジタル入力値の範囲の中の最小値の数値変換を行うための前記第１の係数組を選択するための第１の索引パラメータを供給する過程をさらに含む請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記メモリの第２のメモリ部分の参照テーブルに、前記第１の単位の前記ディジタル入力値の前記第２の単位の前記第２のディジタル出力値への数値変換を行うためのＱ＋１組の係数を蓄積する過程が、
Ｑ＋１組の係数を前記参照テーブルに蓄積する過程を含み、
前記不定単位から前記自然単位への前記数値変換が非線型の関係にあり、前記複数の係数が前記非線型の関係に近似させる断片線型数値変換を具体化する請求項１３記載の方法。
【請求項２０】
前記Ｑ＋１個の係数組を参照テーブルに蓄積する過程が、前記断片線型数値変換を行うための複数の線型セグメント、すなわち各々が式ＤＮ＝ｍＤＡ＋ｃ（ここでＤＡは前記ディジタル入力値、ＤＮは前記ディジタル出力値、ｍは勾配係数、ｃはそれぞれの線型セグメントについてのオフセット係数）で記述される線型セグメントについての複数個の係数を蓄積する過程をさらに含み、
前記Ｑ＋１個の係数組が、前記線型セグメントについての勾配係数およびオフセット係数を各々が含む複数の係数対を含む請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
前記第１の領域がＮビットディジタル入力値の第１の範囲を有し、前記第２の領域がＮビットディジタル入力値の前記第１の範囲よりも大きい第２の範囲を有し、前記第２の領域における前記ディジタル入力値が前記第１の領域における前記ディジタル入力値よりも大きい請求項１３記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願は、発明者名義ピーター  チェンバーズおよびジョゼフ  ジェームズ  ジャドキンス  ザ  サードであって同一譲受人に譲渡された同時出願中の米国特許出願第１１／７５９，７８６号「係数記憶に参照テーブルを用いた数値変換」に関連する。
【０００２】
また、この出願は、発明者名義ピーター  チェンバーズおよびジョゼフ  ジェームズ  ジャドキンス  ザ  サードであって同一譲受人に譲渡された同時出願中の米国特許出願第１１／７５９，９８８号「可変分解能演算数をサポートする飽和制限型演算論理ユニット利用の数値変換」と関連する。
【０００３】
この発明はディジタル値を処理してディジタル値の数値変換を一つの単位制からもう一つの単位制、すなわち通常は自然単位制について行うこと、より詳しくいうと、Ａ−Ｄ変換器に接続されて係数の蓄積に参照テーブルを用い非線型数値変換を行うデータ処理デバイスに関する。
【背景技術】
【０００４】
多くの電子装置において、アナログデータをディジタル値に変換するのにＡ−Ｄ変換器（ＡＤＣ）を用いることが多い。アナログデータは電圧、電流その他の実地のパラメータで構成される。Ａ−Ｄ変換器はディジタル値を「ディジタルビット」の形式で発生し、それらディジタルビットは不定の単位で表現されることが多い。すなわち、ＡＤＣからのディジタル化出力値「０１００」は４ボルトまたは４アンペアに対応するとは限らず、不定の尺度で測ったそのアナログ量の測定値に過ぎない。その不定の尺度がＡＤＣ自体の特性の関数であることが多い。
【０００５】
ＡＤＣからの出力ディジタル値を、電圧の場合はボルト単位で、電流の場合はアンペア単位で、温度の場合は摂氏または華氏単位で、という具合に、実地のパラメータで表現することが求められ、必要とされる。したがって、実際の動作の際に、アナログデータ（温度、電圧、電流など）をＡＤＣで不定の単位にディジタル化したあと、ＡＤ変換後のあと処理で、上記不定の単位のディジタルビットを適切な実地の単位（例えば、何℃、何ボルト、何アンペア）に変換する。このＡＤ変換後のあと処理を数値変換と呼ぶ。例えば、ＡＤＣは入力電圧値をディジタル化してミリボルト単位の値を最終ディジタル出力として生ずる。通常は、乗算および加算機能内蔵の演算論理ユニット（ＡＬＵ）をＡＤＣに付加して所要の数値変換を行わせる。
【０００６】
この数値変換処理には、不定の単位のディジタル値を所望の実地の単位に変換するのに一つ以上の係数を用いる。それらの係数は、通常はメモリまたはレジスタに蓄積しておき、ＡＬＵによる上記変換動作の際に読み出す。従来のこの種のシステムでは、それら係数は、ディジタル化した値の変換に用いる定数として扱われる。しかし、アナログ量発生源またはディジタル値発生中のＡＤＣの動作条件など特定のパラメータに応じて上記係数の値が変動する応用分野がある。
【０００７】
大半の応用分野では、単一のアナログデータのディジタル化に一つのＡ−Ｄ変換器を用いるが、複数のアナログデータのディジタル化に単一のＡ−Ｄ変換器を用いるのが望ましい応用分野もある。その場合は、Ａ−Ｄ変換器からの出力ディジタル値を、互いに別々の係数の組を要する多様な物理量単位に変換する必要がある。したがって、上記数値変換処理は、複数の物理量単位への数値変換の実現のために複数の係数の使用をサポートしなければならない。また、不定の単位のディジタル値と所望の実地の単位のディジタル値との間の変換は非線型の相互関係を伴う。数値変換が非線型の関係を伴う場合は、上記係数はその非線型変換の相互関係を近似できなければならない。
【０００８】
【特許文献１】ＵＳ  Ａｐｐｌｎ．  Ｓｅｒ．  Ｎｏ．  １０／７５９，７８６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、この発明の目的はＡ−Ｄ変換器からの不定の単位の出力ディジタル値を、単純な回路構成で、所望の実地の単位のディジタル値に高速数値変換するデバイスおよび方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明の一つの実施例によると、Ａ−Ｄ変換器からのＮビットディジタル入力値を処理してディジタル出力信号を生ずる装置を提供できる。上記ディジタル入力値は不定の単位である第１の単位で表現され、ディジタル出力信号は、物理量測定値の自然単位であって第１の単位と第１の式で関連づけられた第２の単位で表現される。このディジタル出力信号は、Ａ−Ｄ変換器の捕捉した情報を処理するホストコンピュータに供給される。この装置は、第１のメモリ部分と第２のメモリ部分とを備えるメモリを含む。第１のメモリ部分は、Ｑ個のデリミタ値、すなわちＮビットディジタル入力値の範囲を、大きさの互いに異なる少なくとも第１の領域および第２の領域を内包するＱ＋１個の領域に分けたＱ個のデリミタ値を予め蓄積している。一方、第２のメモリ部分は、第１の単位で表現されたディジタル入力値を第２の単位で表現されたディジタル出力値に数値変換するためのＱ＋１組の係数を収容した参照テーブルを予め蓄積している。それら係数の組の各々は勾配係数およびオフセット係数から成る係数対を含み、ディジタル入力値の上記Ｑ＋１個の領域の一つにそれぞれ関連づけられている。参照テーブルは、上記勾配係数およびオフセット係数から成る係数対の選ばれた一つを提供するように、第１のインデックスパラメータ、すなわちこの装置に非線型変換動作をさせるように選んだ第１のインデックスパラメータで索引づけする。演算論理ユニットは、第１の単位でＮビットディジタル入力値を受けるとともに、上記第２のメモリ部分の中の参照テーブルから勾配係数およびオフセット係数から成る被選択係数対を受ける。この演算論理ユニットは、第１の式に基づいて数値変換を行い、上記Ｎビットディジタル入力値および被選択係数対を用いて、第２の単位でディジタル出力値を算出する。
【００１１】
動作の際には、Ｎビットディジタル入力値を上記Ｑ個のデリミタ値と比較して、そのＮビットディジタル入力値の属するＱ＋１個の領域の一つを判定する。Ｑ＋１個の領域のうちの判定されたその一つの値を上記第１の索引パラメータ、すなわち、上記被選択係数対発生用の参照テーブルへの第１の索引パラメータが表す。
【００１２】
この発明のもう一つの側面によると、Ａ−Ｄ変換器からのＮビットディジタル入力値を処理してディジタル出力信号を生ずる方法を提供できる。上記ディジタル入力値は不定の単位である第１の単位で表現され、ディジタル出力信号は、物理量測定値の自然単位であって第１の単位と第１の式で関連づけられた第２の単位で表現され、Ａ−Ｄ変換器の捕捉した情報を処理するホストコンピュータに供給される。この方法は、メモリの第１のメモリ部分にＱ個のデリミタ値、すなわちＮビットディジタル入力値の範囲を大きさの互いに異なる少なくとも第１の領域および第２の領域を内包するＱ＋１個の領域に分けたＱ個のデリミタ値を蓄積する過程と、前記メモリの第２のメモリ部分の中の参照テーブルにＱ＋１組の係数、すなわち傾斜係数およびオフセット係数から成る係数対を各々が含みディジタル入力値のＱ＋１個の領域の一つと各々が関連づけられたＱ＋１個の係数を、第１の単位のディジタル入力値から第２の単位のディジタル出力値に数値変換するために蓄積する過程と、前記Ｎビットディジタル入力値とＱ個のデリミタ値との比較を前記Ｎビットディジタル入力値の属する前記Ｑ＋１個の領域の一つを判定するように行う過程と、前記Ｑ＋１個の領域の一つをそれぞれ表す値を有する第１の索引パラメータを生ずる過程と、前記第１の索引パラメータ、すなわち前記デバイスに非線型動作をさせるように選んだ第１の索引パラメータにより前記参照テーブルを索引づけして勾配係数およびオフセット係数から成る被選択係数対を生ずる過程と、前記Ｎビットディジタル入力値および前記被選択係数対を演算論理ユニットに供給する過程と、前記演算論理ユニットにおいて前記第１の式に基づき前記Ｎビットディジタル入力値および前記被選択係数対を用いて前記第１の単位による前記ディジタル入力値から前記第２の単位によるディジタル出力値を算出する数値変換を行う過程とを含む。
【００１３】
この発明は添付図面を参照した後述の詳細な説明によってさらに深く理解されよう。
【発明の効果】
【００１４】
単位変換のための数値変換を実現するＡ−Ｄ変換後続処理を単純な回路構成で高速度で行うことのできるデバイスおよび方法が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
この発明の原理によると、データ処理デバイスは、Ａ−Ｄ変換器からのＮビットディジタル入力値のＡ−Ｄ変換後続処理を行うのに、可変範囲係数を用いる。この可変範囲係数は、不定の単位で表されたディジタル値をその不定の単位と非線型の関係にある自然単位のディジタル値に数値変換するのに用いる。可変範囲係数は、上記数値変換の精度を上げるための非線型関係のより高度の近似を可能にする。より詳しくいうと、ディジタル入力値の範囲を、変換係数の組にそれぞれ関連づけた互いに不等の領域に分ける。領域の大きさは、対数関係などの非線型変換関係を断片線型近似で高度に近似させるように選ぶ。
【００１６】
一つの実施例では、上記係数を参照テーブルに蓄積し、そのテーブルを索引パラメータで索引づけするようにする。係数の蓄積に参照テーブルを用いることによって、複雑な数値変換を単純な最小限の回路構成で達成する。この発明のデータ処理デバイスは、デバイスの大きさおよび動作速度に対する要求が厳しいシステムに応用できる。また、複雑な数値変換を単純化した回路で実現できる。
【００１７】
この発明のデータ処理デバイスには多数の用途があり、とくに、Ａ−Ｄ変換器出力データの後続処理用にＡ−Ｄ変換器に接続すると有用である。Ａ−Ｄ変換器とこの発明のデータ処理デバイスの上述の組合せから成るＡ−Ｄ変換器システムにより、実地の単位で表したディジタル出力値を生ずることができる。このＡ−Ｄ変換器システムの接続を受けるホストシステムは、そのＡ−Ｄ変換器システムからのディジタル出力値を追加のデータ処理を要することなく利用できる。
【００１８】
さらに、この発明のデータ処理デバイスは、不定のデータ源からのディジタル入力値の変換を行うように応用できる。基本的には、この発明のデータ処理デバイスは、第１の単位制で表現されたディジタル入力値を第２の単位制で表現されたディジタル出力値に変換するのに使うことができる。このデータ処理デバイスは、第１の単位系と第２の単位系とが非線型関係にあるときにとくに有用である。
【００１９】
上述のとおり、Ａ−Ｄ変換器はディジタル値を通常は不定の単位制で発生し、それらディジタル値は、使えるデータにするには、実地の単位または自然の単位に変換しなければならない。この明細書では、摂氏何度、何ボルト、何アンペア、何デシベル、何ワットなどの物理測定値の単位を実地の単位または自然の単位と呼ぶ。以下の説明においては、このデータ処理デバイスを、一つ以上のアナログデータ信号をディジタル化するように接続したＡ−Ｄ変換器の中に具体化するものとして説明する。しかし、この発明のデータ処理デバイスをＡ−Ｄ変換器の中に具体化したのは例示にすぎない。他の実施例では、このデータ処理デバイスを、変換の対象のディジタルデータがＡ−Ｄ変換器から供給されるものであるか否かに関わりなく、ディジタルデータの数値変換に用いることができる。以下の説明では、Ａ−Ｄ変換器のディジタル出力値をＡ−Ｄ変換結果またはディジタルビットと呼びそれらディジタル出力値をこの発明による後続処理用のデータ処理デバイスに加えるものとする。
【００２０】
Ａ−Ｄ変換器からのＡ−Ｄ変換結果は、一般にそのままでは自然単位系での意味が明確でない。例えば、分解能８ビットで電圧測定値を生ずるＡ−Ｄ変換器はフルスケール電圧値１１１１１１１１（十進法の２２５、十六進法のＦＦ）を有する。このフルスケール値はフルスケール電圧値１．２５ボルトに対応し得る。Ａ−Ｄ変換器が１ボルトの入力信号をディジタル化すると、Ａ−Ｄ変換結果は、例えば１１００１１００（十進法の２０４、十六進法のＣＣ）などの不定の二進数になる。Ａ−Ｄ変換結果をより使い勝手のよいフォーマットにする必要が生ずることが多い。例えば、１ボルトの入力信号に対してＡ−Ｄ変換結果を１０００ミリボルト（二進法の１１１１１０１０００）で表示するよう求められる場合などである。
【００２１】
不定の単位系で表現したディジタル値を自然単位系に変換するために、勾配／オフセット変換式がよく用いられる。ディジタル値と自然単位値との間の関係は、次式、すなわち、
ＤＮ＝ｍＤＡ＋ｃ                          （式１）
で与えられる。ここで、ＤNは自然単位系で表した所望のディジタル出力値、ＤAは不定単位系の変換対象のディジタル入力値、ｍは勾配係数、ｃはオフセット係数である。
【００２２】
ディジタル化した電圧値の場合は、不定の単位系で表したディジタル化電圧値と自然単位系で表した電圧値との間の関係は、次式、すなわち
Ｖｎ＝ｍＶＡＤＣ＋ｃ          （式２）
で与えられる。ここで、Ｖｎは自然単位系（例えばボルトまたはミリボルト）で表した所望のディジタル化出力電圧値であり、ＶＡＤＣは不定単位系の変換対象のディジタル化電圧値であり、ｍは勾配係数であり、ｃはオフセット係数である。上述の８ビットフルスケールレンジで１．２５ボルトを表す例に適用した場合は、上記不定単位系と自然単位系との間の数値変換を行うのに、勾配係数ｍを４．９０１９６、オフセット係数ｃを０とすることができる。したがって、上記Ｖｎは
Ｖｎ＝４．９０１９６ＶＡＤＣ
で与えられる。したがって、ＶＡＤＣ＝２０４のときＶｎは１０００になる。
【００２３】
上述の数値変換を行うことにより、Ａ−Ｄ変換結果をミリボルト単位で意味明確な形で表現できる。この数値変換の計算は、通常は、乗算機能および加算機能を備える演算論理ユニット（ＡＬＵ）によって行う。慣用のシステムでは、係数ｍおよびｃは、レジスタまたはメモリから供給される定数として扱われることが多い。上記米国特許出願第１０／７５９，７８６号明細書は、係数ｍおよびｃの組を設け、その組を、変換に用いるこれら係数の値を諸パラメータに基づき選択できるように参照テーブルに蓄積するデバイスおよび方法を記載している。例えば、それら係数は、ディジタル値を生ずるシステムの動作条件またはパラメータに基づいて選択することができる。そのようにして、精度のより高い数値変換を実現できる。
【００２４】
上述の式は、ある応用分野では、ディジタル入力値と変換後の値との間の線型関係を記述しており、そのディジタル入力値と自然単位系の被選択組との関係は非線型である。例えば、Ａ−Ｄ変換器は電圧信号をディジタル化するが、デシベル（ｄＢ）単位のディジタル値を要求される場合がある。この場合、電圧値とデジタル表示のディジタル化電圧値との間の関係は非線型であって線型ではない。すなわち、この場合の非線型関係は係数および冪指数を伴う次の多項式、すなわち、
Ｖｎ＝ｍ１Ｖ＋ｍ２Ｖ２＋ｍ３Ｖ３＋ｍ４Ｖ４＋ｃ              （式３）
で表される。ここで、Ｖｎは所望のデシベル単位の出力電圧値、Ｖは不定単位の変換対象のディジタル化電圧値、ｍ１乃至ｍ４は多項式係数、ｃはオフセット係数である。このような多項式の数値を求めるのにＡＬＵを構成することもできるが、そのようなＡＬＵは通常は低速動作で寸法も大きく、実用面で好ましくない。動作速度またはデバイスの大きさが問題になる応用分野では、ＡＬＵを利用した直接計算は実用的でない。
【００２５】
この発明の原理によると、データ処理デバイスは、断片線型変換にごく近似した可変範囲係数を用いて非線型変換をサポートする。この手法により、高精度の数値変換結果を単純な回路で高速度で得ることができる。
【００２６】
この発明のデータ処理デバイスは多様な電子装置に組み入れることができ、高精度数値変換用にＡ−Ｄ変換器に接続することができる。以下の説明では、この発明のデータ処理デバイスを光送受信機コントローラに具体化したものとして説明する。光送受信機コントローラにおけるこの発明のデータ処理デバイスの応用は例示だけを目的とするものである。このデータ処理デバイスがディジタル化したデータ値の高精度数値変換を提供するために上記以外の電子装置に応用できることは、当業者には明らかであろう。
【００２７】
図１はこの発明の一つの実施例により上記データ処理デバイスを組み入れた光送受信機の概略図である。図１を参照すると、光送受信機２０を光通信システム１０において光ファイバケーブル１２および１４経由で光信号を送受信するのに用いている。光送受信機２０は、送信信号を表す光信号を発生するレーザダイオード２６と、受信信号を表す入来光信号を検出するフォトダイオード２８とを含む。また、光送受信機２０は、上記レーザダイオード２６の送信動作およびフォトダイオード２８の受信動作を制御する光送受信コントローラ２２を含む。コントローラ２２は通常は集積回路デバイスの形に具体化され、光送受信コントローラＩＣと呼ばれることが多い。動作の際には、コントローラ２２がバイアス信号ＶＢＩＡＳとレーザドライバー２４への一対の変調信号ＶＭＯＤ（＋／−）とを発生する。レーザドライバー２４は、バイアス電圧値および変調信号に応答してレーザダイオード２６を駆動する。コントローラ２２はフォトダイオード２６から電圧値として受信信号ＶＲＸを受ける。この受信信号は光ファイバーケーブル１４で検出された光信号を表す。
【００２８】
光送受信機コントローラ２２はデータバス２１でホストプロセッサ３０と接続する。この構成により、コントローラ２２はプロセッサ３０から制御信号およびデータ信号を受け、一方プロセッサ３０はデータ信号および状態信号をコントローラ２２から受ける。多くの応用分野において、ホストプロセッサ３０は光送受信機２０の動作状態をモニタできるようにその光送受信機２０の状態または動作条件を表す信号を受ける。動作状態は、電圧、電流、温度の測定値のディジタル化した値で表される。ホストプロセッサ３０の演算負担を軽減するために、それらディジタル化した値を自然単位系で表現した形でホストプロセッサに供給することが多くの場合望ましい。上記ディジタル化したデータをＡ−Ｄ変換器からの変換結果のまま不定単位系でホストプロセッサに直接に供給すると、そのホストプロセッサは、送られてきたディジタル化データの意味を把握するために、そのディジタル化データを自然単位系に変換しなければならない。
【００２９】
図１には光送受信機２０の単純化したブロック図を示してある。具体的構成では、光送受信機２０は光信号を光ファイバーケーブル経由で送受するのに他の構成部品を要することもあり得る。すなわち、この発明を実施するのに、光送受信機２０の詳細は重要ではない。この発明のデータ処理デバイスは、上記コントローラに供給されたディジタル化データの数値変換を施すために、光送受信機コントローラＩＣに組み入れる。
【００３０】
図２は、この発明の一つの実施例により上記データ処理デバイスを組み入れた光送受信機コントローラの概略図である。図２の概略図は、この発明のデータ処理デバイスと、このデバイスに関する光送受信機コントローラの部品だけを示している。実際の構成では、光送受信機コントローラは図２に示したもの以外の回路を含む。光送受信機コントローラの具体的構成の詳細はこの発明の実施に重要ではない。この光送受信機コントローラに、ＡＤ変換後続処理を要するディジタル化データを生ずるＡ−Ｄ変換器を含めるだけでよい。
【００３１】
図２を参照すると、光送受信機コントローラ（コントローラ）２２は、この光送受信機システムの動作状態を表す多様はアナログ入力データ信号を受ける。この実施例では、コントローラ２２がこの光送受信機システムの受信信号電力を表す第１の入力電圧ＶＲＸを受ける。電圧ＶＲＸは、例えば、光ファイバケーブル１４への光信号電力を検出するフォトダイオードで発生する（図１）。コントローラ２２は光送受信機システムのモニタダイオードの電圧を表す第２の入力電圧ＶＭＰＤも受ける。図１の光送受信機システムでは、モニタフォトダイオード（図示してない）は通常はレーザダイオード２６に接続して、そのレーザダイオードの出力電力をモニタする。コントローラ２２はモニタの電圧ＶＭＰＤを受けてダイオード２６の動作状態をモニタする。最後に、コントローラ２２はレーザダイオード２６へのバイアス電流を表す第３の入力電圧ＶＢＩＡＳを受ける。レーザダイオードのこのバイアス電流をモニタして、レーザ動作を確保するように調整する。この実施例では、コントローラ２２は周囲温度測定用の温度センサ１０４も備える。センサ１０４は温度測定値を表す電圧ＶＴＭＰを発生する。
【００３２】
コントローラ２２は複数のアナログ入力電圧をディジタル化する単一のＡ−Ｄ変換器１０６を含む。そのために複数の入力電圧ＶＲＸ、ＶＭＰＤ、ＶＢＩＡＳおよびＶＴＭＰをマルチプレクサ１０２に供給し、これによってディジタル化対象の信号チャネルを一つずつＡ−Ｄ変換器１０６に接続する。マルチプレクサ１０２はコントローラ２２の中の制御回路１０３が発生する選択信号ＳＥＬによって制御する。Ａ−Ｄ変換器１０６はＮビットで変換結果を生じてそのＮビットＡ−Ｄ変換結果を後続処理にかけたのちバス２１経由でホストプロセッサ３０に供給する。この発明によると、データ処理デバイス１００は上記後続処理を施すためにコントローラ２２に組み入れる。したがって、Ａ−Ｄ変換器１０６およびデータ処理デバイス１００の構成するＡ−Ｄ変換システムはアナログデータをディジタル化して、実地の単位または自然の単位で表現したディジタル出力値を生ずる。
【００３３】
コントローラ２２の中のデータ処理デバイス１００は乗算機能および加算機能付きの演算論理ユニット（ＡＬＵ）１０８を含む。ＡＬＵ１０８はＮビットＡ−Ｄ変換結果をＡ−Ｄ変換器１０６からディジタル入力値として受ける。また、ＡＬＵ１０８は一つ以上の参照テーブル１１８および１２０から勾配係数およびオフセット係数を受ける。参照テーブル１１８は索引パラメータＰ１１で指示されて、勾配係数およびオフセット係数の被選択対をＡＬＵ１０８に供給する。この実施例では、参照テーブル１１８および１２０をＲＡＭなどのメモリユニットで具体化する。また、この実施例では、参照テーブル１１８および１２０を単一のメモリユニットの互いに異なる部分に蓄積する、他の実施例では、参照テーブルの各々を互いに別々のメモリユニットの中に具体化できる。
【００３４】
この実施例では、データ処理デバイス１００は、受信電力（ＲＸＰＷＲ）パラメータ関連の係数の蓄積に参照テーブル１１８を備える。すなわち、参照テーブル１１８に収容されている係数は、受信電力ＲＸＰＷＲパラメータを表す入力電圧ＶＲＸの数値変換に用いる。また、データ処理デバイス１００は、モニタ電圧ＶＭＰＤ、バイアス電流ＶＢＩＡＳ、温度などコントローラ２２への上記以外の入力値に関連する係数を蓄積する参照テーブル１２０を含む。
【００３５】
この実施例では、上記米国特許出願第１０／７５９，７８６号明細書記載の手法で参照テーブル１２０を索引付けして、図３乃至図６に示すとおり、ＡＬＵ１０８に適切な係数が供給されるようにする。例えば、参照テーブル１２０は、アナログデータを生じた光送受信機の動作条件、ディジタル入力値の発生したシステムの動作条件などで索引付けすることができる。一つの実施例では、係数対は動作温度の関数である。図３に示すとおり、勾配係数およびオフセット係数の上記選ばれた対を生ずるように索引パラメータＰ１を参照テーブル２０を指示するための温度値にすることもできる。温度依存の係数の対を用いることによって、データ処理デバイス１００は、Ａ−Ｄ変換システムが数値変換の温度補償をできるようにする。
【００３６】
参照テーブル１２０は、図４に示すとおり、複数のパラメータで索引付けすることもできる。図４を参照すると、参照テーブルを指示するのに、いくつかのパラメータの一つを選択するようにマルチプレクサを用いることもできる。上記米国特許出願の添付図面の一つの再掲である図４に示した実施例では、参照テーブルを温度パラメータおよび受信電力パラメータ（上位３ビット）で索引づけする。マルチプレクサ１４を、Ｓｅｌｅｃｔ信号に基づいて、二つの索引パラメータの一つを選択するように接続する。したがって、参照テーブル１２０（図２）用の索引パラメータは複数のパラメータの選ばれた一つを表すことができる。二つ以上の索引パラメータを選択するマルチプレクサを組み入れることによって、この発明はデータ処理デバイス１００を、温度補償、非線型変換その他の所望の補償のために選択的に動作させることができる。
【００３７】
上記’７８６号米国特許出願明細書に説明してあるとおり、参照テーブルは、非線型変換関係に近似させる断片線型変換を具体化するように構成できる。上記’７８６号米国特許出願の図４の再掲である図５は断片線型手法を用いた数値変換を行う参照テーブルを示す。図５を参照すると、参照テーブル４０は勾配係数／オフセット係数対を蓄積するエントリを含む。参照テーブル４０は変換対象のディジタル入力値の最上位３ビットを上記メモリー利用の係数対の表に対する索引パラメータとして用いる。ディジタル入力値の上位３ビットを索引パラメータとして用いることにより、ディジタル入力値の範囲を、ディジタル入力値から所望の変換出力値への線型変換を各々が行う互いに等しい複数の領域に実効的に区分する。したがって、参照テーブルの各エントリーはディジタル入力値の一つの領域と関連づけられた係数を含む。このようにして、断片線型変換を具体化して、ディジタル入力値と変換出力値との間の非線型関係に近似させる。
【００３８】
図５の断片線型変換の効果を図６に示す。点線に示した曲線は、Ａ−Ｄ変換結果（ディジタル化電圧値）からデシベルｄＢ単位の変換ずみの値への理想的対数変換を表す。一方、実線で示した曲線は、図５の参照テーブル４０を用いて行った上記変換の断片線型近似を表す。Ａ−Ｄ変換結果の上位３ビットを用いて、ディジタル入力値の範囲を八つの互いに等しい領域、すなわち各々が所属の勾配係数／オフセット係数対を割り当てられた八つの互いに等しい領域に区分する。
【００３９】
図５の断片線型手法は、入力値の範囲が互いに等しい八つの領域に区分されるようにＡ−Ｄ変換結果の上位３ビットを索引パラメータとして用いている。Ａ−Ｄ変換結果が大きい場合は理想的プロフィルにかなり良い近似が達成できるが、その理想的プロフィルからのずれが大きい場合は、Ａ−Ｄ変換結果の値が小さい領域などのようにそのプロフィルの勾配が急増したりする領域が生じ得る。この発明のデータ処理デバイス１００は断片線型変換に可変範囲係数方法を導入し、それによって、ディジタル入力値と変換ずみの出力値との間の非線型関係の近似の精度を改善する。
【００４０】
この発明の一つの実施例によると、データ処理デバイス１００の可変範囲係数手法を受信電力ＲＸＰＷＲパラメータを表すアナログ入力電圧ＶＲＸに適用する。上述のとおり、受信電力ＲＸＰＷＲパラメータは光ファイバ端でフォトダイオードが受信するエネルギー量の測定値である。フォトダイオードの出力（ボルト単位）と所望のデシベル（ｄＢ）表示の出力との間は非線型の関係にある。電圧ＶＲＸ（ボルト）と変換出力（デシベル）との非線型の関係の近似をより高精度にするために、この発明のデータ処理デバイスは可変範囲係数を用いる。すなわち、この発明によると、参照テーブル１１８が受信電力ＲＸＰＷＲパラメータについての可変範囲係数を蓄積する。可変範囲係数および参照テーブル１１８の索引付けの方法は図７および図８を参照して後述する。
【００４１】
まず図８を参照すると、この実施例では、受信電力Ａ−Ｄ変換結果の範囲を八つの互いに不等の領域に区分する。上記非線型関係の勾配が大きいときは小さい領域を用い、勾配が小さいときは広い領域を用いる。これら領域の各々は、その領域の中で線型変換を実現するように勾配係数およびオフセット係数の対を備える。理想的プロフィルの急勾配部分について小さい領域を用いるとともに、その理想的プロフィルのより緩やかな勾配の部分についてより大きい領域を用いることによって、係数組Ｃｏｅｆｆ０乃至７で実現できる理想的プロフィルへの断片線型近似を、図８に示すとおり、ごく高精度にすることができる。その結果、Ａ−Ｄ変換結果のディジタル値すべてについて、八つの可変範囲係数組を用いることにより、固定範囲係数利用の場合に比べて、精度のより高い変換値が得られる。この実施例では、参照テーブル１１８は上記八つの係数組をＣｏｅｆｆ０乃至Ｃｏｅｆｆ７として蓄積する。
【００４２】
次に、図７を参照して、参照テーブル１１８から係数組を選択する方法を説明する。この発明のデータ処理デバイス１００では、Ａ−Ｄ変換結果のディジタル値の範囲をＱ個のデリミタ値でＱ＋１個の領域、すなわち互いに大きさの異なる二つを含むＱ＋１個の領域に区分、すなわち分割する。デリミタ値が７個（デリミタ０乃至６）の場合は、Ａ−Ｄ変換結果の領域の一は八つ（領域０乃至７）になる。デリミタ０乃至６は単調増加する値と限定している。したがって、上記Ｑ＋１個の領域の各々は、上側デリミタまたは下側デリミタだけでそれぞれ境界付けされる最初および最後の領域を除き、上側デリミタおよび下側デリミタで境界付けされる。デリミタ値が区画するＱ＋１個の領域の各々は計数組Ｃｏｅｆｆ０乃至７の一つと関連づけてある。参照テーブル１１８から一つの係数組を選択するには、Ａ−Ｄ変換からのＮビットディジタル値であるディジタル入力値をデリミタ値と比較して、Ｑ＋１個の領域のうちのどれに入力ディジタル値が属するかを判定する。
【００４３】
図７を参照すると、Ｎビット受信電力Ａ−Ｄ変換結果をＲＸＰＷＲ値として表示してある。この実施例で８ＲＸＰＷＲをデリミタ値と比較する。ここで、領域内ヒットは、次式、すなわち
下側デリミタ＜ＲＸＰＷＲ＜＝上側デリミタ
で画定される。
【００４４】
例えば、ＲＸＰＷＲ値が第２のデリミタ値Ｄｅｌｉｍｉｔｅｒ１以下で第１のデリミタＤｅｌｉｍｉｔｅｒ０よりも大きい場合は、ＲＸＰＷＲ値は第２の領域（領域１）に属し、第２の係数組ＣｏｅｆｆＳｅｔ１を選択する。ＣｏｅｆｆＳｅｔ２乃至６についても同じである。境界では、ＲＸＰＷＲ値が第１のデリミタ値Ｄｅｌｉｍｉｔｅｒ０以下である場合は、このＲＸＰＷＲ値は第１の領域（領域０）に属し、第１の係数組ＣｏｅｆｆＳｅｔ０を選択する。ＲＸＰＷＲ値が最後のデリミタ値Ｄｅｌｉｍｉｔｅｒ６よりも大きい場合は、ＲＸＰＷＲ値は最後の領域（領域７）に属し、最後の係数組ＣｏｅｆｆＳｅｔ７を選択する。このように受信電力Ａ−Ｄ変換結果の値ＲＸＰＷＲを用いて、数値変換用の係数を選択する。
【００４５】
この実施例では、上記Ａ−Ｄ変換結果の範囲を区分するデリミタ値はユーザにプログラム可能とし、上記領域の各々の所望の大きさを理想的プロフィルへの高精度近似を可能にするように画定できるようにしてある。上記非線型関係を断片線型近似でより高精度にフォローできるように精領域と粗領域とを画定することもできる。
【００４６】
図２はコントローラ２２のデータ処理デバイス１００における可変範囲係数を実現する一つの手法を図解する。図２において、受信電力ＲＸＰＷＲパラメータについてのデリミタ値をレジスタ列などのメモリユニット１１４に蓄積する。メモリユニット１１４は参照テーブル１１８および１２０を収容しているメモリと同じメモリの一部で構成することもでき、また別個のメモリユニットとすることもできる。データ処理デバイス１００は、Ａ−Ｄ変換器１０６からＮビットＡ−Ｄ変換出力を受けるとともにメモリユニット１１４から受信電力デリミタ値を受ける比較器１１２を含む。Ａ−Ｄ変換結果がＲＸＰＷＲパラメータである場合は、比較器１１２はそのＮビットＡ−Ｄ変換器出力を上記ＲＸＰＷＲデリミタ値の各々と順次比較する。この実施例では、ＲＸＰＷＲデリミタ値は最小値から最大値の順に比較器１１２に供給される。デリミタ値が比較器１１２に供給される度ごとにカウンタ１１６がカウント１だけ歩進する。
【００４７】
この実施例では、ＲＸＰＷＲ値がデリミタ値以下である場合に比較器１１２は出力信号を生じ、その出力信号はカウンタ１１６に供給される。比較器出力信号がアサートされると、カウンタ１１６がカウント値を参照テーブル１１８の索引付け用の索引パラメータＰ１１として出力し、これによって被選択係数組を読み出す。
【００４８】
例えば、第１のＲＸＰＷＲ値が第１のデリミタ値ＤＬＭ０よりも小さいと仮定する。その場合、第１のＲＸＰＷＲ値が比較器１１２に供給され、第１のデリミタ値ＤＬＭ０も比較器１１２に供給され、カウンタのカウント値は１となる。比較器１１２は比較器出力信号をアサートし、カウンタ１１６はカウント値１を索引参照テーブル１１８に出力する。したがって、第１の係数組ＣｏｅｆｆＳｅｔ０が読み出される。
【００４９】
次に、第２のＲＸＰＷＲ値が第４のデリミタ値ＤＬＭ３よりも大きく第５のデリミタ値ＤＬＭ４よりも小さいと仮定する。この第２のＲＸＰＷＲ値を比較器１１２に供給し、第１乃至第５のデリミタ値ＤＬＭ０乃至ＤＬＭ５も比較器１１２に順次供給する。カウンタ１１６は、第５のデリミタ値ＤＬＭ４の供給時までにカウント５になっている。比較器１１２は、第２のＲＸＰＷＲ値が第５のデリミタ値以下であると判定した場合に比較出力信号をアサートする。カウンタ１１６はカウント５の値を索引参照テーブル１１８に出力する。第５の係数組ＣｏｅｆｆＳｅｔ４がこのようにして読み出される。
【００５０】
読み出された係数組は、ＲＸＰＷＲＡ−Ｄ変換結果を数値変換するためにＡＬＵ１０８に供給する。Ａ−Ｄ変換結果がＲＸＰＷＲパラメータでなくそれ以外のデータのディジタル化出力である場合は、データ処理デバイス１００は、上記’７８６号米国特許出願明細書を参照して上述したとおり、ＡＬＵ１０８向けの係数を参照テーブル１２０から読み出す。参照テーブル１１８および１２０から供給された係数はマルチプレクサ１０７に供給し、これによって、受信電力ＲＸＰＷＲについての係数（参照テーブル１１８）またはそれ以外のデータについての係数（参照テーブル１２０）を選択する。光送受信機コントローラ２２の中の制御回路１０３は、ＡＬＵ１０８向けの適切な係数の選択のためにマルチプレクサ１０７を動作させるための選択信号ＳＥＬ２を発生する。受信電力パラメータ処理中の場合は、マルチプレクサ１０７は参照テーブル１１８から係数を選択する。それ以外のデータの処理中の場合は、マルチプレクサ１０７は参照テーブル１２０から係数を選択する。
【００５１】
この実施例において、ＡＬＵ１０８から得られる変換出力は自然単位系で表現されており、通常はレジスタ列などのメモリ１１０に蓄積される。メモリ１１０の記憶内容はホストプロセッサ３０に読み出されて、コントローラ２２に関する動作状態情報をプロセッサ３０に供給する。
【００５２】
この発明のデータ処理デバイスによる数値変換への可変範囲係数の利用は、従来技術のシステムに実現できなかった多数の利点をもたらす。第１に、Ａ−Ｄ変換結果の範囲を不等領域に区分することによって、数値変換の精度が著しく改善される。上記区分の各々の大きさおよび区分の数はディジタル入力値の全範囲の近似の精度を上げるように最適化できる。
【００５３】
第２に、不等区分の利用により、非線型変換の近似の精度をより高める高速高効率データ処理デバイスを実現できる。多数の微細な互いに等しい区分による断片線型変換も可能であるが、その手法では所要メモリ容量は大きくなり演算負担も大きくなる。この発明の可変範囲係数手法は、単純な構成で高速高精度の数値変換を実現できる。
【００５４】
さらに、係数の蓄積に参照テーブルを用いることによって、単純な回路構成で複雑な数値変換を行うことができる。その結果、効率の良い数値変換のための最適化蓄積メカニズムを実現できる。
【００５５】
上述の詳細な説明はこの発明の実施例の例示のためのものであって、限定を意図するものではない。この発明の範囲を逸脱することなく多様な変形や改変を加えることが可能である。例えば、図２において、コントローラ２２は受信電力パラメータについての係数の蓄積用の参照テーブル１１８と、それ以外のモニタ電圧ＶＭＰＤ、バイアス電流ＶＢＩＡＳおよび温度などのデータについての係数の蓄積用の参照テーブル１２０とを用いているが、参照テーブル１２０の使用はオプションであって例示に過ぎない。他の実施例ではこのコントローラ２２は、受信電力パラメータなど単一のパラメータだけで動作することもできる。その場合は、参照テーブル１２０もマルチプレクサ１０７も不要になり、参照テーブル１１８の読出し出力をＡＬＵ１０８に入力データ値として直接に供給することになる。
【００５６】
この発明の技術的範囲は特許請求の範囲の各請求項のみによって画定される。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
アナログ量のＡ−Ｄ変換に伴う単位系不明確化の問題を解消し、使い勝手のよいＡ−Ｄ変換器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】この発明の一つの実施例によりこの発明のデータ処理デバイスを組み入れた光送受信機の概略図。
【図２】の発明の一つの実施例によりこの発明のデータ処理デバイスを組み入れた光送受信機コントローラの概略図。
【図３】上記米国特許出願第１０／７５９，７８６号の図１の再掲であり、係数蓄積に参照テーブルを用いて数値変換を行うデバイスの概略図である。
【図４】上記米国特許出願第１０／７５９，７８６号の図６の再掲であり、この発明のもう一つの実施例により係数蓄積に参照テーブルを用いて数値変換を行うデバイスの概略図である。
【図５】上記米国特許出願第１０／７５９，７８６号の図４の再掲であり、断片線型手法により数値変換を実現する参照テーブルを図解する。
【図６】上記米国特許出願第１０／７５９，７８６号の図５の再掲であり、非線型変換相互関係に近似させるための断片線型手法を実現する参照テーブルの利用の効果を図解する。
【図７】この発明の一つの実施例による受信電力係数組に対する受信電力パラメータのデリミタ値のマッピングを図解する。
【図８】非線型変換関係に近似させるための断片線型手法を実現する図７の可変範囲参照テーブルの利用の効果を表すグラフ。
【符号の説明】
【００５９】
１０                光通信システム
１２，１４          光ファイバーケーブル
２０                光送受信機
２１                データバス
２２                光送受信機コントローラ
２４                レーザドライバー
２６                レーザダイオード
２８                フォトダイオード
３０                ホストプロセッサ
１００              データ処理デバイス
１０８              演算論理ユニット
１１２              比較器
１１４              受信電力ＲＸＰＷＲデリミタ
１１６              カウンタ
１１８，１２０      参照テーブル
【図１】
2009165129.tif 000003
【図２】
2009165129.tif 000004
【図３】
2009165129.tif 000005
【図４】
2009165129.tif 000006
【図５】
2009165129.tif 000007
【図６】
2009165129.tif 000008
【図７】
2009165129.tif 000009
【図８】
2009165129.tif 000010