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Title:
DATA TRANSMITTING CIRCUIT AND TRANSMITTING METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/026289
Kind Code:
A1
Abstract:
It is possible to surely prevent reflection caused by discontinuity in characteristic impedance on a transmission line or a cable and an increase in a circuit size on the side of a receiving circuit. A data transmitting circuit for transmitting data through the transmission line comprises: a reflection suppressive component generating circuit for generating a reflection suppressive component for suppressing the reflection caused by the discontinuity in the characteristic impedance on the transmission line; and a data output circuit for amplifying the reflection suppressive component and the data to be currently transmitted to the receiving side and outputting them to the transmission line.

Inventors:
YAMAGUCHI, Hisakatsu (1-1 Kamikodanaka 4-chome, Nakahara-ku, Kawasaki-sh, Kanagawa 88, 2118588, JP)
山口 久勝 (〒88 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番1号 富士通株式会社内 Kanagawa, 2118588, JP)
DOI, Yoshiyasu (1-1 Kamikodanaka 4-chome, Nakahara-ku, Kawasaki-sh, Kanagawa 88, 2118588, JP)
Application Number:
JP2006/317261
Publication Date:
March 06, 2008
Filing Date:
August 31, 2006
Export Citation:
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Assignee:
FUJITSU LIMITED (1-1 Kamikodanaka 4-chome, Nakahara-ku Kawasaki-sh, Kanagawa 88, 2118588, JP)
富士通株式会社 (〒88 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番1号 Kanagawa, 2118588, JP)
YAMAGUCHI, Hisakatsu (1-1 Kamikodanaka 4-chome, Nakahara-ku, Kawasaki-sh, Kanagawa 88, 2118588, JP)
山口 久勝 (〒88 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番1号 富士通株式会社内 Kanagawa, 2118588, JP)
International Classes:
H04B3/04; H04B3/20; H04L25/03; H04B3/04; H04B3/20; H04L25/03
Attorney, Agent or Firm:
OSUGA, Yoshiyuki (3rd Fl, Nibancho Bldg.8-20, Nibancho, Chiyoda-ku, Tokyo 84, 1020084, JP)
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Claims:
 伝送線路を介して受信側にデータを送信する送信回路であって、
 該伝送線路上に存在する特性インピーダンスの不連続に起因する反射を抑制するための反射抑制成分を生成する反射抑制成分生成回路と、
 該反射抑制成分と前記受信側に現時点で送信すべきデータとを増幅して、前記伝送線路に出力するデータ出力回路とを備えることを特徴とするデータ送信回路。
 前記データ出力回路が、
 前記現時点で送信すべきデータを増幅する第1の増幅回路と、
 前記反射抑制成分を増幅する第2の増幅回路と、
 該第1の増幅回路と第2の増幅回路との出力を加算して前記伝送路に出力する加算回路とを備えることを特徴とする請求項1記載のデータ送信回路。
 前記反射抑制成分生成回路、第1の増幅回路、第2の増幅回路、および加算回路がIIRフィルタを構成することを特徴とする請求項2記載のデータ送信回路。
 前記反射抑制成分生成回路が、前記現時点で送信すべきデータより過去の送信データを時間的に遅延させて、前記反射抑制成分を生成することを特徴とする請求項1記載のデータ送信回路。
 前記送信回路が、
 前記反射抑制成分生成回路が過去の送信データを時間的に遅延させるためのクロック信号の位相を調整して、該反射抑制成分生成回路に与えるクロック信号位相調整回路をさらに備えることを特徴とする請求項4記載のデータ送信回路。
 前記送信回路が、
 前記伝送線路における損失に起因する符号間干渉を抑制するためのプリエンファシス成分を生成し、前記現時点で受信側に送信すべき送信データとともに、前記データ出力回路に出力するプリエンファシス成分生成回路をさらに備え、
 該データ出力回路が、さらに該プリエンファシス成分を増幅して、前記伝送路に出力することを特徴とする請求項1記載のデータ送信回路。
 伝送線路を介して受信側にデータを送信する方法であって、
 該伝送線路上に存在する特性インピーダンスの不連続に起因する反射を抑制するための反射抑制成分を生成し、
 該反射抑制成分と前記受信側に現時点で送信すべきデータとを増幅して、前記伝送線路に出力することを特徴とするデータ送信方法。
 伝送線路を介して受信側にデータを送信する方法であって、
 該伝送路上に存在する特性インピーダンスの不連続に起因する反射を抑制するための反射抑制成分と、該伝送路における損失に起因する符号間干渉を抑制するためのプリエンファシス成分とを生成し、
 該反射抑制成分、該プリエンファシス成分、および受信側に現時点で送信すべきデータを増幅して前記伝送路に出力することを特徴とするデータ送信方法。
Description:
[規則26に基づく差替え 21.09.2006] データ送信回路、および送信方法

 本発明は、LSIの間のデータ送受信、チッ 内の複数の素子や回路ブロックの間のデー 送受信、ボード間や筐体間のデータ送受信 ど、各種のデータ送受信システムにおける ータ送信回路および送信方法に関する。

 一般的に損失が大きい伝送線路や、特性 ンピーダンスに不連続が存在する伝送線路 ケーブルを介してデータ送受信を行う場合 は、伝送線路における損失や特性インピー ンスの不連続に起因する信号波形の劣化を うための等化回路(イコライザ)が用いられ 。伝送線路における損失は符号間干渉(イン ー・シンボル・インターフェァレンス)ISI成 分を受信波形に生じさせ、特性インピーダン スの不連続は反射成分を生じさせる。

 図1は、バックプレーンを介したデータ送 受信システムの従来例である。送信回路の出 力波形と受信回路への入力波形とが示されて いるが、ISI成分と反射成分のために受信回路 への入力波形に崩れが生じている。

 図2は、データ送受信システムにおける受 信回路の従来例の構成ブロック図である。同 図において、送信回路(Tx)100から伝送線路101 介して伝送される送信データは、受信回路(R x)102の内部のデシージョン・フィードバック イコライザ(DFE)105に対する入力データRX_INと して与えられる。このDFE105は、代表的な等化 回路としてのIIR(インフィニット・インパル ・レスポンス)フィルタに相当する等化回路 あり、このDFE105の出力データRDTは、デマル プレクサ106によってシリアルデータからパ レルデータに変換され、出力データRX_OUTと て受信回路102から出力される。DFE105は、入 信号の論理値を判定するデシージョン回路 出力を利用してIIRフィルタを構成するもの あるが、その詳細については後述する。

 図2の送信回路102の内部のクロック・リカ バリー・ユニット107は、出力データの時間的 揺らぎを検出し、その検出結果を位相コード としてクロック位相調整回路108に出力する。 クロック位相調整回路108はクロックの位相を 調整し、データの時間的中心位置でのサンプ リングを可能とするための調整後のクロック をDFE105に与えるものである。分周回路109は、 デマルチプレクサ106によって、例えば10GHzの リアルデータを330MHzのパラレルデータに変 する場合に必要なクロックを生成するもの ある。

 図3は、図2のデシージョン・フィードバッ ・イコライザ(DFE)105の構成例である。同図に おいてDFEは、基本的にはフリップ・フロップ (FF)によって構成されるデシージョン回路111 その後段に直列に接続されるn-1個のFF112 1 から112 n-1 、デシージョン回路111を含むすべてのFFの出 を増幅する増幅器114 1 から114 n 、伝送線路101から入力される入力データRX_IN ら、すべての増幅器114 1 から114 n までの出力を減算する減算器115によって構成 されている。

 図3のDFEの動作について図4、図5を用いて 明する。図4は、伝送線路のパルス応答測定 方式の一例の説明図である。同図において送 信回路100から、伝送線路101を介して単一のパ ルス、すなわちユニット・パルスが送られ、 受信回路102の入力側に備えられるモニタ120に よって応答波形が測定される。ここで送信回 路100から出力されるユニット・パルスはデー タ“1”に対応する高さを持ち、その幅は1ユ ット・インターバルである。このユニット インターバル(UI)は、データ転送レートに対 応するクロックの1周期分の長さであり、例 ばクロック周波数が5GHzであるとすると、1ユ ニット・インターバル(UI)は200psとなる。なお このようなユニット・パルスを伝送線路101に 入力した場合の受信回路102の入力側における 応答を、簡単のために以後の説明では“ユニ ット・パルス応答”と呼ぶことにする。

 図5は、このユニット・パルス応答の例であ る。同図においては、伝送線路101へのユニッ ト・パルス入力時点を時刻0として、ユニッ ・インターバルUIを単位とする時間に対応し てユニット・パルス応答の波形が示されてい る。最初のピークの高さa 0 は入力ユニット・パルスに対する本来の応答 成分であり、この成分a 0 の近くの成分a 1 からa 3 は前述のISI成分であり、またピークa 0 から離れた位置にあるa n-1 、a n 、a n+1 ...の成分が反射成分である。

 図3においてデシージョン回路111は、このユ ニット・パルス応答に相当する入力信号デー タの論理値を判定し、その結果としてH、ま はLのデータを出力し、そのデータは後段のF F112 1 から112 n-1 の間で1クロック毎にシフトされ、すべてのFF の出力に増幅器114 1 から114 n までの増幅度a 1 からa n が乗算され、乗算結果が入力データRX_INから 算器115によって減算される。増幅率a 1 からa n はタップ係数と呼ばれ、図5の各成分の値に 当する。すなわちDFE105は、干渉成分に対応 る振幅値をタップ係数として持ち、過去の 力信号による干渉成分を現在の入力信号か 差し引くものであるが、さらなる詳細につ ては次の文献に記述されている。
N.Krishnapura etal.“A 5Gb/s NRZ Transceiver wit h Adaptive Equalization for Backplane Transmission”,I EEE Int.Solid - State Circuits Conf.,pp.60,61,585,Feb., 2005 Jan W.M.Bergmans,“DIGITAL BASEBAND TRANSMISSION  AND RECORDING”,Chap.6,pp.265-300,Kluwer Academic Publis hers,1996.

 以上のようにデシージョン・フィードバ ク・イコライザを構成するIIRフィルタは、 来においては受信回路側に備えられている このIIRフィルタは伝送線路やケーブルにお る損失に起因するISI成分や、受信回路の入 側における特性インピーダンスの不連続(終 端抵抗のミスマッチ)による反射成分の除去 どには有効である。しかしながら伝送線路 ケーブルの途中に特性インピーダンスの不 続点が存在するような場合には、その不連 点における反射成分は受信回路側のみでは く、送信回路側にも伝達される。この送信 路側に伝達される反射成分は送信回路側で 去することが有効であるが、従来は送信回 側にIIRフィルタが備えられておらず、送信 路側でこの反射成分を除去することはでき いという問題点があった。

 また一般的にも、IIRフィルタは受信回路 に備える方が有利と考えられていた。前述 ように受信回路は入力シリアルデータをパ レルデータに変換して出力するが、そのた のデマルチプレクサを構成するフリップ・ ロップが、現時点における入力データのみ らず、その入力データを基準とする過去数 ットのデータを保有している。そこでこれ のフリップ・フロップの出力データを利用 てIIRフィルタを構成することによって、追 すべき回路素子の数を最小限に抑えながら 反射成分を抑制することができる等化回路 搭載可能である。

 しかしながら近年ユーザのニーズに応じ 、様々な形態の伝送線路やケーブルの構成 対応した受信回路が必要となっている。こ ためIIRフィルタのタップ係数を自動的に決 る適応等化回路の開発が盛んに行われてい 。この適応等化回路に含まれるタップ係数 算出するアルゴリズムを実現する制御回路 一般的に規模が大きく、受信回路内に適応 化のための制御回路を搭載することは非常 困難になっているという問題点があった。 れに対して送信回路側は受信回路側に比べ 、IIRフィルタを搭載するための回路増大に してマージンがあると考えられる。

 さらに受信回路側では、ビット・エラー レートが高いデータを受信する場合も存在 、この場合には誤った論理データに基づい IIRフィルタのタップ係数の計算が行われる めに、IIRフィルタを用いることによって入 信号波形がより劣化する可能性があるとい 問題点があった。これに対して送信回路側 有する論理データは常に正しいと考えられ 送信回路にIIRフィルタを備えることによっ 、タップ係数の計算が正確となり、常に正 く反射成分の抑制が行われるものと期待さ る。

 本発明の目的は、伝送線路やケーブル上 特性インピーダンスの不連続に起因する反 成分を抑制するためのIIRフィルタをデータ 信回路側に備えることによって、正確な反 抑制を可能とするとともに、データ受信回 側の回路規模増大を防止することである。

 本発明のデータ送信回路は、伝送回路を介 て受信側にデータを送信する回路であり、 なくとも反射抑制成分生成回路と、データ 力回路とを備える。
 反射抑制成分生成回路は、伝送路上に存在 る特性インピーダンスの不連続に起因する 射を抑制するための反射抑制成分を生成す ものであり、データ出力回路は受信側に現 点で送信すべきデータに加えて、反射抑制 分を増幅して伝送線路に出力するものであ 。

 本発明においては、反射抑制成分生成回 と、データ出力回路の内部の一部の増幅回 と加算回路とがIIRフィルタを構成すること よって、伝送線路やケーブル上の特性イン ーダンスの不連続に起因する反射成分を正 く抑制することが可能となる。

バックプレーンを介したデータ送受信 の説明図である。 受信回路の従来例の構成を示すブロッ 図である。 図2のデシージョン・フィードバック・ イコライザの構成例の回路図である。 伝送線路のパルス応答測定方式の説明 である。 図4の方式を用いたパルス応答波形の例 である。 本発明のデータ送信回路の原理構成ブ ック図である。 本発明におけるデータ送受信方式の基 説明図である。 第1の実施例における送信回路の構成ブ ロック図である。 図8におけるメイン・データ・パス回路 の構成ブロック図である。 図9の回路の動作例のタイミングチャ トである。 図8のリフレクション・データ・パス 路の構成ブロック図である。 図11の回路の動作例のタイミングチャ トである。 図8の出力ドライバの構成回路図であ 。 第2の実施例における送信回路の構成 ロック図である。 図14におけるメイン・データ・パス回 の構成ブロック図である。 図15の回路の動作例のタイミングチャ トである。 図14のリフレクション・データ・パス 路の構成ブロック図である。 図17の回路の動作例のタイミングチャ トである。 第3の実施例における送信回路の構成 ロック図である。 受信回路入力側におけるデータアイ波 形の例(その1)である。 受信回路入力側におけるデータアイ波 形の例(その2)である。

 図6は、本発明のデータ送信回路の原理構 成ブロック図である。同図においてデータ送 信回路1は、反射抑制成分生成回路2、データ 力回路3、およびプリエンファシス成分生成 回路4を備える。

 反射抑制成分生成回路2は、後述する実施 例においてはリフレクション・データ・パス 回路であり、例えば複数のフリップ・フロッ プ、およびセレクタによって構成され、過去 の送信データを時間的に遅延させて、伝送線 路上に存在する特性インピーダンスの不連続 に起因する反射を抑制するための反射抑制成 分として出力するものである。

 データ出力回路3は、例えば出力ドライバ であり、受信側に現時点で送信すべきデータ を、例えばメイン・ドライバによって増幅し 、また反射抑制成分をリフレクション・キャ ンセレーション用サブ・ドライバによって増 幅し、それらの増幅結果を電流的に加算して 伝送線路に出力するものである。

 さらにプリエンファシス成分生成回路4は 、伝送線路などの損失による符号間干渉を抑 制するためのプリエンファシス成分を生成す る、例えばメイン・データ・パス回路であり 、例えば複数のフリップ・フロップによって 構成され、現時点で受信側に送信すべきデー タに加えて、過去の送信データを時間的に遅 延させて出力するものである。この出力に対 応して、データ出力回路3は、前述のように その内部のメイン・ドライバによって現時 の出力データを増幅し、プリエンファシス サブ・ドライバによって時間的に遅延した ータを増幅し、前述の反射抑制成分の増幅 果と電流的に加算し、伝送線路に出力する

 図7は、本発明の反射成分抑制方式を用い るデータ送受信システムの基本構成図である 。同図において、送信回路(Tx)5と受信回路(Rx) 6との間に特性インピーダンスの不連続7が存 するが、本発明においては送信側に反射成 を除去するためのリフレクション・キャン レーション8を備え、送信回路5とリフレク ョン・キャンセレーション8の出力を加算器9 によって加算し、伝送線路に出力することに よって、不連続7に起因する反射成分、すな ち伝送線路やケーブルの途中における不連 点からの反射成分を効率よく除去すること できる。

 これによって受信回路6側における回路規 模の増大という問題点が避けられるとともに 、受信回路6の設計の自由度が大きくなる。 た送信回路5側で送信に用いるデータの論理 は常に正しく、このデータに基づいて行わ るリフレクション・キャンセレーション8の ためのIIRフィルタ内の計算結果も常に妥当で あり、正しい反射抑制を行うことができる。

 図8は、本発明の第1の実施例における送 回路の構成ブロック図である。同図におい 送信回路10は、試験用の擬似信号を発生する PRBS(プシュード・ランダム・ビット・シーケ ス)データパターン生成回路11、2つのセレク タ12、13、先入れ先出しメモリ(FIFO)14、マルチ プレクサ15、分周回路16、メイン・データ・ ス回路17、リフレクション・データ・パス回 路18、および出力ドライバ19を備え、分周回 16は、例えば送信回路10の外部のPLL回路20に 続されている。

 セレクタ12は、PRBSデータパターン生成回 11の出力、または外部から与えられる送信 のパラレルデータとしてのユーザデータの ずれかを選択して出力する。PRBSデータパタ ン生成回路11は、PLL回路20によって生成され たクロックの、分周回路16による分周結果と ての低速クロックに同期して動作する。

 セレクタ13は、セレクタ12に与えられるユ ーザデータと同期したクロックとしてのユー ザクロックと、分周回路16によって出力され 低速クロックのいずれかを選択して出力す が、セレクタ12とセレクタ13の選択制御は、 外部から与えられるデータ・セレクタ・シグ ナルによって制御される。

 セレクタ12、および13の出力は、先入れ先 出しメモリ(FIFO)14に与えられる。このFIFO14は クロック乗せ換えを目的とするものであり 外部から与えられるユーザデータ、またはP RBSデータパターン生成回路11の出力する試験 データを、分周回路16の出力する低速クロ クに同期させてマルチプレクサ15に出力する 。マルチプレクサ15によってシリアル化され データ(MUXDT)は、メイン・データ・パス回路 17と、リフレクション・データ・パス回路18 に与えられる。

 メイン・データ・パス回路17は、後述する うにシリアルデータMUXDTを1クロック単位に 延させる複数のフリップ・フロップによっ 構成され、出力ドライバとともに等化回路 1つの機能としてのプリエンファシス機能を 現するものである。プリエンファシス機能 、前述の符号間干渉(ISI)成分をキャンセル てデータに含まれる高周波成分を強調し、 5で説明したデータ振幅a 0 のピークの立ち上がりをより急峻にするもの である。

 リフレクション・データ・パス回路18は 後述するように複数のセレクタと多数のフ ップ・フロップによって構成され、出力ド イバ19とともに伝送線路やケーブルの途中に おけるインピーダンスの不連続点からの反射 成分を除去するためのIIRフィルタを構成する ものである。

 出力ドライバ19は、伝送線路に送信(Tx)デ タを出力するものであるが、後述するよう メイン・データ・パス回路17から出力され 現在時刻の送信データに対応するメイン・ ライバと、メイン・データ・パス回路17、リ フレクション・データ・パス回路18によって 力される複数の遅延信号成分に対応する複 のサブ・ドライバを備えている。

 図9は、図8におけるメイン・データ・パス 路17の構成を示す。メイン・データ・パス回 路17は、図8のマルチプレクサ15の出力するデ タMUXDTが入力される三段のフリップ・フロ プ(FF)22 a から22 c によって構成されている。これら3個のFF22 a から22 c は、PLL回路20の出力する高速クロックの立ち がりエッジに同期して入力データを取り込 ものである。この高速クロックCLKの周波数 、例えば送信回路10の出力データレートに 当するものであり、出力Txデータのレートが 5Gb/sであればCLKの周波数は5GHzである。

 図9のメイン・データ・パス回路の動作につ いて図10のタイミングチャートを用いて説明 る。マルチプレクサ15から出力されるデー MUXDTは、そのまま現在時刻の送信データx[n] して用いられる。FF22 a から出力されるデータは、現在時刻の送信デ ータを1クロック分遅延(D)させたD 1 x[n]となり、同様にFF22 b からはD 2 x[n]、FF22 c からはD 3 x[n]が出力され、メイン・データ・パス回路17 からは、現在時刻の送信データx[n]とともに x[n]を基準とした過去3クロック分、すなわち 過去3UI分のデータが出力される。

 図11は、図8のリフレクション・データ・パ 回路18の構成ブロック図である。同図にお てリフレクション・データ・パス回路18は、 6個のセレクタ26 a から26 f 、これらのセレクタの前段に備えられるそれ ぞれ複数の6個のFF群25 a から25 f 、セレクタ26 f の出力が、順次入力される7段のFF28 a から28 g によって構成されている。ここで例えばFF群2 5 a の2FF、25 b の4FFはそれぞれ2個のFF、4個のFFが直列接続さ れていることを示す。他の8FF25 c などについても同様である。

 図11における各セレクタ26 a から26 f に対する選択制御信号として、外部からセレ クタ・シグナルが与えられるが、このリフレ クション・データ・パス回路の動作について 図12のタイミングチャートを用いて説明する 図8のマルチプレクサ15から出力されたデー MUXDTは、2FF25 a によって2クロック分遅延させられた信号DLY2D Tとしてセレクタ26 a に与えられる。セレクタ26 a から26 f は、外部から与えられるセレクタ・シグナル に従ってそれぞれ2つの入力の何れかを選択 て出力することになり、最終段のセレクタ26 f の出力信号は、このセレクタ・シグナルの値 に対応してマルチプレクサ15の出力データMUXD Tとしてのx[n]を、一般的にNクロック分だけ遅 延させたD N x[n]として表現される。

 セレクタ26 f の出力データは7段のFF28 a から28 g に順次入力され、結果としてリフレクション ・データ・パス回路18からは、セレクタ26 f の出力としてのD N x[n]から、その信号を1クロック分ずつ遅延さ た信号としてのD N+1 x[n]からD N+7 x[n]までの信号が出力される。すなわちリフ クション・データ・パス回路18からは、現在 の送信信号x[n]をNクロック分だけ遅延させたD N x[n]と、この信号を基準とした過去7UI分のデ タが出力されることになる。

 図13は、図8の出力ドライバ19の構成回路 である。同図において出力ドライバ19は、1 のメイン・ドライバ31、3個のプリエンファ ス用サブ・ドライバ32、8個のリフレクショ ・キャンセレーション用サブ・ドライバ33、 および2つの抵抗34、35によって構成されてい 。ここで合計12個のドライバは基本的に同 の差動増幅器によって構成され、各ドライ に対するゲインの制御は、外部から与えら るバイアス・コントロール・シグナルによ て、各ドライバのバイアス電流を調整する とによって行われる。

 図13においてメイン・ドライバ31は、図9の イン・データ・パス回路17の出力のうちの現 在時刻の送信データx[n]に対応するドライバ あり、またプリエンファシス用サブ・ドラ バ32、すなわち3個のサブ・ドライバ32はFF22 a から22 c の出力する、現在時刻の送信データx[n]を基 とした過去3UI分のデータに対応するドライ であり、さらにリフレクション・キャンセ ーション用サブ・ドライバ33、すなわち8個 サブ・ドライバ33は図11のリフレクション・ ータ・パス回路18によって出力されるD N x[n]からD N+7 x[n]に対応するドライバであり、合計12個のド ライバの出力はそれぞれ抵抗34、35に接続さ 、電流の加算が行われる。なお各ドライバ ゲインの制御はIIRフィルタのタップ係数の 整に相当する。

 以上のように第1の実施例によれば、メイ ン・データ・パス回路17の出力のうちで、現 時刻の送信データがメイン・ドライバ31を して、またプリエンファシス機能を実現す ためのデータ成分がプリエンファシス用サ ・ドライバ32を介して、さらに伝送線路やケ ーブル上の特性インピーダンスの不連続に起 因する反射成分を除去するための反射抑制成 分がリフレクション・キャンセレーション用 サブ・ドライバ33を介して、出力ドライバ19 ら出力されることになる。

 次に本発明の第2の実施例について図14か 図18を用いて説明する。この第2の実施例は 実際のインプリメントを比較的容易にする めの実施例であり、送信回路における内部 号のデータとクロックの周波数を、実際の 信データのデータレートに対応する周波数 り低く抑えることによって、回路規模の増 はあるものの、より実現しやすいものとな 。

 図14は、第2の実施例における送信回路の 成ブロック図である。同図を第1の実施例に 対する図8と比較すると、図8ではマルチプレ サ15の出力がそのまま同時にメイン・デー ・パス回路17とリフレクション・データ・パ ス回路18とに出力されるのに対して、図14で マルチプレクサ37が4入力、2出力の動作を行 、一方の出力MUXDT0がメイン・データ・パス 路17とリフレクション・データ・パス回路18 とにそのまま与えられるのに対して、他方の 出力は新たに追加されたフリップ・フロップ 38に与えられている点が基本的に異なってい 。

 またメイン・データ・パス回路17、リフ クション・データ・パス回路18、フリップ・ フロップ38などに与えられるクロックとして 前述のように、第1の実施例における5GHzの 分、すなわち2.5GHzの周波数の2相クロックが いられる。PLL回路36から出力される2相クロ クのうちCLK0を正相クロックとすると、CLK180 は逆相、すなわち180度位相のずれたクロック であり、メイン・データ・パス回路17、リフ クション・データ・パス回路18に対しては れらの2相クロックCLK0/CLK180が与えられるの 対して、フリップ・フロップ38に対してはCLK 180だけが与えられる。

 さらに図14の送信回路内のメイン・デー ・パス回路17、リフレクション・データ・パ ス回路18の構成要素としてのフリップ・フロ プの中には、クロックの立ち上がりエッジ 同期して入力データを取り込むフリップ・ ロップと、クロックの立下りエッジに同期 て入力データを取り込むフリップ・フロッ の2種類が用いられ、この点もすべてのフリ ップ・フロップがクロックの立ち上がりエッ ジでデータを取り込むものであった第1の実 例との相違となる。その詳細については後 する。

 図15は、図14の送信回路の内部のメイン・ データ・パス回路17の構成ブロック図である このメイン・データ・パス回路17に対して 、図14で説明したようにマルチプレクサ37か の出力の1つのMUXDT0と、フリップ・フロップ 38の出力としてのMUXDT180とが入力され、また ロック信号として2相クロックCLK0、およびCLK 180が与えられる。

 メイン・データ・パス回路17は、それぞれ6 のフリップ・フロップによって構成される2 つのFF群39 1 、39 2 と、8入力、4出力のセレクタ44によって構成 れる。FF群39 1 はタイミング調整用の直列に接続された3個 FF40 a から40 c 、およびその後段の3つのFF41 a から41 c によって構成されている。タイミング調整用 の3つのFF40 a から40 c は、後述するリフレクション・データ・パス 回路18の詳細構成において、インプリメント 必要なFFとして挿入される3つのFFに対応す ものであり、出力データのタイミングを合 せるためのものである。

 後段の3つのFF41 a から41 c のうちで、2つのFF41 a と41 c はクロックの立下りエッジで入力データを取 り込む、すなわち負論理で動作するFFであり これに対してFF41 b 、タイミング調整用の3つのFF40 a から40 c は、すべてクロックの立ち上がりエッジで入 力データを取り込むFFである。またクロック 号としては、2相クロックのうち、CLK0がFF群 39 1 とセレクタ44に、逆相のCLK180がFF群39 2 に与えられる。

 図15のメイン・データ・パス回路17の動作に ついて図16のタイミングチャートを用いて説 する。前述のように図15のFF群39 1 に対しては入力データとしてMUXDT0が与えられ 、図14のマルチプレクサ37から出力される1個 きのデータD0、D2、D4,...がタイミング調整用 の3個のFF40 a から40 c の間で順次シフトされ、2相クロックのうち 正相クロックCLK0の4周期目に、最初のデータ D0がデータDT0としてセレクタ44に与えられる

 このデータDT0は、2つのFF41 a と41 b にも入力されるが、FF41 a は負論理で動作するものであり、クロックCLK 0の立下りエッジでFF41 a に取り込まれ、データDT0_Aとしてセレクタ44 与えられる。一方FF41 b に入力されるデータD0は、クロックCLK0の5周 目の立ち上がりエッジでFF41 b に取り込まれ、データDT0_Bとしてセレクタ44 出力される。さらにこのデータD0は同時にFF4 1 c に入力され、CLK0の5周期目の立下りエッジで り込まれ、データDT0_Cとしてセレクタ44に出 力される。以後のデータD2以降のFF間でのシ ト、およびセレクタ44への出力動作は同様で あり、その説明を省略する。

 一方FF群39 2 に入力されるデータMUXDT180は図14で説明した うにFF38の出力であり、FF38はマルチプレクサ 37から出力される1個おきのデータD1、D3、D5,.. を2相クロックのうちの逆相クロックCLK180の ち上がりエッジで取り込み、取り込まれた ータはタイミング調整用の3個のFF42 a から42 c の間で順次シフトされ、そして最初のデータ D1は逆相クロックCLK180の4周期目にDT180として レクタ44に出力される。以下の動作はFF群39 1 に対すると同様であり、その説明を省略する 。

 セレクタ44からのデータの最初の出力タイ ングは正相クロックCLK0の6周期目の立ち上が りエッジとなる。この時点から6個のFF41 a から41 c 、43 a から43 c の保持するデータが出力されており、最初の 出力タイミングでは現在時点の出力データx[n ]としてFF42 c の出力するデータD3、1クロック周期遅れたデ ータD 1 x[n]としてFF41 a の出力するD2、2クロック周期分遅れたデータ D 2 x[n]としてFF43 b の出力するデータD1、3クロック周期分遅れた データD 3 x[n]としてFF41 c の出力するデータD0が出力される。これによ て現在の出力データx[n]と、x[n]を基準とし 過去3UI分のデータが出力される。

 図17は、図14のリフレクション・データ・パ ス回路18の詳細構成回路図である。同図にお てリフレクション・データ・パス回路は、 15のメイン・データ・パス回路と同様に、 14のセレクタ37の出力データMUXDT0と正相クロ クCLK0が与えられる回路ブロック45 1 、FF38の出力としてのMUXDT180と、逆相クロック CLK180が与えられる回路ブロック45 2 、およびクロック信号として正相クロックCLK 0が与えられる16入力、8出力のセレクタ55によ って構成されている。

 図17において、例えば回路ブロック45 1 の入力側のそれぞれ1つ以上のFFによって構成 される6個のFF群46 a から46 f 、6段のセレクタ47 a から47 f を含む部分の構成は第1の実施例に対する図11 の入力側の構成と部分的に類似している。ま た出力側の6個のFF49 a から49 g までの構成は、図15のメイン・データ・パス 路17の内部の、例えば3つのFF41 a から41 c の構成に類似している。

 明らかに異なる構成として、3つのFF48 a から48 c がそれぞれ2段接続のセレクタの後に追加さ ている。これら3つのFFはインプリメントの 合上挿入されているものである。回路ブロ ク45 1 の内部で、例えば点aから点cまでのデータ転 パスを考え、この転送パスの中の4つのセレ クタ47 c から47 f がすべて上側のデータパスを選択した場合を 考える。この時FF48 b 、および48 c が存在しない場合には、1クロック周期内で aから点cまでデータ転送を行う必要がある。 ここではこのデータパスは4つのセレクタに って構成され、このデータパスに対して直 に接続される組合せ論理回路を経由して行 れる必要があり、そのような組合せ論理回 の数が多くなると、クロック1周期以内で点a から点cまでデータを転送することは不可能 なる。そのためこのようなデータパスにお るデータ転送を確実に行うために、セレク 2段毎にタイミング調整用のFF48 a から48 c が挿入されている。すなわちこれらのFF48 a から48 c は、図15の例えばFF群39 1 の内部の3つのFF40 a から40 c に対応するものである。なお、ここではセレ クタ2段毎にタイミング調整用のFFが挿入され ているが、これについては当然インプリメン トのテクノロジに依存する。

 図17においては2つの回路ブロック45 1 、45 2 が図15のメイン・データ・パス回路17と同様 備えられており、このため第1の実施例に対 る図11と比較すると、1つ以上のFFによって 成される6個のFF群46 a から46 f をそれぞれ構成するFFの数が、図11の6個のFF 25 a から25 f の各FF群のFFの数のそれぞれ半分になってい 。またここには図示していないが5個のFF群46 b から46 f を構成するFFは、それぞれそのFF群のうちの 数のFFが正論理で動作し、半分は負論理で動 作するFFによって構成され、図15の2つのFF41 b と41 c のように、正論理と負論理のFFが交互に1つず つ接続される形式となっている。

 図17のリフレクション・データ・パス回路18 の動作について図18のタイミングチャートを いて説明する。図17において、例えば回路 ロック45 1 に入力されるデータMUXDT0が入力されてからFF4 8 c から出力されるまでの遅延時間は、第1の実 例に対する図11におけると同様に、各セレク タ47 a から47 f に与えられる選択制御信号、すなわちセレク タ・シグナルによって決定される。ここでは この遅延時間は、例えば第1の実施例に対応 る図11と同様に、2つの回路ブロック45 1 、45 2 全体でNクロック周期分とする。

 例えば回路ブロック45 1 の内部のFF48 c に最初に取り込まれたデータD0は、データRFDT 0_Aとしてセレクタ55に出力される。このデー は同時にFF49 a にも入力され、クロックの立下りエッジ、す なわちクロック周期で半周期後に、FF49 a からRFDT0_Bとしてセレクタ55に出力される。以 後の動作は図16に対すると同様であるので、 の詳細な説明は省略する。

 回路ブロック45 2 側でも同様の動作が行われる。回路ブロック 45 2 に対しては、図15のFF群39 2 に対すると同様に、図14のFF38の出力するデー タMUXDT180、クロックとして逆相クロックCLK180 与えられ、外部から与えられるセレクタ・ グナルによって決定される遅延時間の後に 最初の入力データD1がFF53 c からデータRFDT180_Aとしてセレクタ55に出力さ 、またその半クロック周期後にFF54 a からデータRFDT180_Bとしてセレクタ55に出力さ る。

 図16におけると同様に、2つの回路ブロック4 5 1 、45 2 の中からそれぞれ8個のデータがセレクタ55に 与えられた時点で、セレクタ55はクロックCLK0 の立ち上がりエッジに同期して16個のデータ ら8個を選択し、後段の出力ドライバ19に出 する。最初に出力される8個のデータはD N x[n]に相当するD7、およびD N x[n]を基準とした過去7UI分のデータ、D6からD0 でである。

 メイン・データ・パス回路17、およびリ レクション・データ・パス回路18の後段の出 力ドライバ19の構成は第1の実施例に対する図 13と同一であり、その説明を省略する。

 図19は、第3の実施例における送信回路の 成ブロック図である。この第3の実施例では 、例えば第1の実施例よりも伝送線路やケー ル上の特性インピーダンスの不連続点から 反射をより効率的に抑制するために、リフ クション・データ・パス回路から出力され 反射抑制成分データの出力タイミングを微 整可能とする目的でフェーズ・インタポレ タ(PI)60が、図8の構成に加えて追加されてい 。

 すなわち図5で説明したように、伝送線路101 からの反射成分は一般的に本来の出力データ 、すなわちピークa 0 の位置から時間的に遅れているが、この遅れ は伝送線路やケーブルの長さなどに依存する ものである。そこでリフレクション・データ ・パス回路18が出力する反射抑制用のデータ 分の出力タイミングを、この反射成分の時 的位置にあわせることによって、反射抑制 より有効に行うことが可能となる。

 図19の第3の実施例では、送信回路の外部 PLL回路61は第2の実施例で説明した正相クロ ク、すなわち0度位相のクロック、および逆 位相、すなわち180度位相のクロックに加えて 、正相クロックと90度位相のずれた90度位相 クロック、および正相クロックと270度位相 ずれた270度位相のクロック、すなわち4相ク ックを送信回路に供給するものとする。

 送信回路の内部では、供給される4相クロ ックのうちで0度位相のクロックは第1の実施 に対する図8におけると同様にメイン・デー タ・パス回路17に与えられるが、リフレクシ ン・データ・パス回路18にはPI60の出力する ロックが供給される。PI60は4相クロックの 力に対応して、補間によって任意の位相の ロックを生成し、そのクロックがリフレク ョン・データ・パス回路18に供給されること によって、反射抑制用のデータ成分の出力位 相、すなわち出力タイミングの微調整が行わ れ、反射抑制がより高精度に行われる。

 最後に本発明の効果について図20、およ 図21を用いて説明する。これらの図は前述の 第2の実施例に対応して得られたものであり 5Gb/sのデータ転送レートを用いて、図4の受 回路(Rx)102の入力側のモニタの位置で得られ データアイ波形である。そして伝送線路側 らの反射成分が送信回路側に到達するよう 、伝送線路の本来の特性インピーダンス50ω と異なる終端抵抗を、図4のモニタの位置に 続した場合の波形例である。

 図20は終端抵抗の値を22ωとしたものであ 、(a)はメイン・データ・パス回路、すなわ プリエンファシス機能と、リフレクション データ・パス回路、すなわち反射抑制機能 いずれも使用しない場合の波形であり、(b) プリエンファシスの機能のみを有効にした 合、(c)はプリエンファシスの機能と反射抑 の機能の両方を有効にした場合の波形であ 。図21は終端抵抗の値を200ωとした場合の波 形を示し、いずれの終端抵抗を用いても、送 信回路側にIIRフィルタを備えることによって 、反射抑制が有効に行われることが明らかと なった。