伝送特性調整装置、回路基板、及び伝送特性調整方法
【課題】エラーを起こす前に回路調整を行うことができ、エラーを生じることがない、伝送特性の信頼性の高い伝送特性調整装置を提供する。
【解決手段】伝送路３００を介して送信素子１００と受信素子２００との間での伝送特性を調整する伝送特性調整装置において、受信素子２００側に設けられ、アイパターン開口を検出する符号検査回路２０５と、検出されたアイパターン開口が有するマスクに対してのマージンを算出するマージン算出回路２０６と、算出されたマージンの変動に基づいて、受信波形に影響を及ぼす送信素子１００又は受信素子２００の回路要素の設定値について評価し、該評価結果に基づいて、送信素子１００又は受信素子２００の回路要素の設定値を変更する回路要素調整回路２０７とを備える。
【解決手段】伝送路３００を介して送信素子１００と受信素子２００との間での伝送特性を調整する伝送特性調整装置において、受信素子２００側に設けられ、アイパターン開口を検出する符号検査回路２０５と、検出されたアイパターン開口が有するマスクに対してのマージンを算出するマージン算出回路２０６と、算出されたマージンの変動に基づいて、受信波形に影響を及ぼす送信素子１００又は受信素子２００の回路要素の設定値について評価し、該評価結果に基づいて、送信素子１００又は受信素子２００の回路要素の設定値を変更する回路要素調整回路２０７とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バス等に適用され、伝送路を介する送信素子と受信素子との間での伝送特性を調整する伝送特性調整装置、回路基板および伝送特性調整方法に係り、特に、アイパターン開口とマスクとのマージンの変動に基づいて、受信波形に影響を及ぼす送信素子又は受信素子の回路要素の設定値について評価し、該評価結果に基づいて、前記送信素子又は前記受信素子の回路要素の設定値を変更する伝送特性調整装置、回路基板および伝送特性調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、信号伝送の高速化に伴い、そのマージン（波形マージン）は小さくなる傾向にあり、設計、評価段階だけでなく、装置上で適所ごとに逐次伝送特性を調整する必要性が高まってきている。
【０００３】
これに対して従来から提供されている技術は、エラー率を監視しながら、任意の回路要素を調整して伝送特性を調整する方式を採用している。例えば参考文献として、下記特許文献が挙げられる。
【特許文献１】特開２００３−３２１８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、エラー率を監視しながら、回路要素を調整することになると、ある程度のエラー率を許容せざるを得ず、従って、従来の技術ではある程度のエラー率を許容することができるシステムにしか適用することができないという問題点がある。
【０００５】
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、エラーを起こす前に回路調整を行うことができ、エラーを生じることがない、伝送特性の信頼性の高い伝送特性調整装置、そのような伝送特性調整装置を組み込んだ回路基板、及び伝送特性調整方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するため、この伝送特性調整装置は、伝送路を介する送信素子と受信素子との間での伝送特性を調整する伝送特性調整装置であって、前記受信素子側に設けられ、アイパターン開口を検出するアイパターン開口検出部と、前記アイパターン開口検出部により検出されたアイパターン開口が有するマスクに対してのマージンを算出するマージン算出部と、前記マージン算出部により算出されたマージンの変動に基づいて、受信波形に影響を及ぼす前記送信素子又は前記受信素子の回路要素の設定値について評価し、該評価結果に基づいて、前記送信素子又は前記受信素子の回路要素の設定値を変更する回路要素設定部とを備える。
【０００７】
また、この伝送特性調整方法は、伝送路を介する送信素子と受信素子との間での伝送特性を調整する伝送特性調整方法であって、アイパターン開口を検出し、該アイパターン開口が有するマスクに対してのマージンを算出し、該算出されたマージンの変動を検出し、該検出されたマージンの変動に基づいて、受信波形に影響を及ぼす前記送信素子又は前記受信素子の回路要素の設定値について評価し、該評価結果に基づいて、前記送信素子又は前記受信素子の回路要素の設定値を変更する。
【０００８】
また、伝送特性調整装置を有する回路基板は、伝送路を介する送信素子と受信素子との間での伝送特性を調整する伝送特性調整装置を有する回路基板であって、前記伝送特性調整装置は、前記受信素子側に設けられ、アイパターン開口を検出するアイパターン開口検出部と、前記アイパターン開口検出部により検出されたアイパターン開口が有するマスクに対してのマージンを算出するマージン算出部と、前記マージン算出部により算出されたマージンの変動を検出し、該検出されたマージンの変動に基づいて、受信波形に影響を及ぼす前記送信素子又は前記受信素子の回路要素の設定値について評価し、該評価結果に基づいて、前記送信素子又は前記受信素子の回路要素の設定値を変更する回路要素設定部とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、マージンの変動に基づいて、設定の評価を行い、その評価結果に応じて伝送特性を調整することができ、常に信頼性高い伝送を行うことができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図を用いて説明する。
【００１１】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１における全体構成を示すブロック図である。この実施の形態は送信素子１００と受信素子２００とこれらの間に設けられる伝送路３００とを備えて構成される。
【００１２】
送信素子１００は、内部処理回路１０１とその処理結果を伝送路に出力する出力バッファ１０２と、内部処理回路１０１と出力バッファ１０２との間に設けられる符号検査ビット挿入回路１０３を備えている。
【００１３】
また受信素子２００は、イコライザ２０１Ａ，２０１Ｂと入力バッファ２０２Ａ，２０２Ｂとを有する二つの受信系ＲＡ，ＲＢと経路切り替え回路２０３と内部処理回路２０４とを備える。
【００１４】
そして、二つの受信系ＲＡ，ＲＢのうちの一つの受信系ＲＢは、アイパターン開口を検出する符号検査回路（アイパターン開口検出部）２０５と、アイパターン開口が有するマスクに対してのマージン（波形マージン）を算出（測定）し、算出されたマージンを伝送特性の品質の指標として出力するマージン算出回路（マージン算出部）２０６と、マージン算出回路２０６により算出されたマージンの変動を検出し該変動に基づいて、アイパターン開口に影響を与える回路要素（ここではイコライザ２０１Ｂ）の設定値についての評価を行い、該評価結果に基づいてイコライザ２０１Ｂ（回路要素の設定値）を調整する回路要素調整回路（回路要素調整部）２０７を備える。
【００１５】
また、符号検査回路２０５によりアイパターン開口を検出するとともに、マージン算出回路２０６によりマージンを算出するために、可変論理判定電位発生器２０８と、位相可変クロック発生器２０９と、入力バッファ２１０とフリップフロップ２１１を備える。
【００１６】
なお、符号検査回路２０５、マージン算出回路２０６、回路要素調整回路２０７は、マージン監視系を構成し、本実施の形態における伝送特性調整装置を構成している。また、回路要素調整回路２０７で調整されたイコライザ２０１Ｂの設定値は、後述のように、２０１Ａにも設定されることとなる。
【００１７】
上記構成において、マージン算出回路２０６には、マージンを算出するために、符号検査回路２０５からのパス又はエラー判定結果と、位相可変クロック発生器２０９からの位相情報と、可変論理判定電位発生器２０８からの電位情報が入力される。
【００１８】
符号検査回路２０５には、イコライザ２０１Ｂの出力と可変論理判定電位発生器２０８からの判定電位が入力バッファにおいて比較され、該比較結果が位相可変クロック発生器２０９からのクロックによってフリップフロップ２１１からの出力として入力される。この符号検査回路２０５は、マージン算出回路２０６にアイパターン開口（パス又はエラー判定結果）を出力する。
【００１９】
以下これらについて詳述する。送信素子１００に設けられる符号検査ビット挿入回路１０３は、送受信するべきデータの中に一定の割合で符号検査をするためのビットを挿入するための回路である。挿入するビットは伝送路、送受信素子の条件変動を感知できる程度の個数でよい。具体的には20〜30ビット程度である。
【００２０】
伝送路３００は、送信素子１００と受信素子２００を接続する線路であり、具体的にはプリント配線板、Cableなどにより構成される。
【００２１】
イコライザ２０１Ａ，２０１Ｂは、伝送路で損失する高周波成分を受信素子２００側で補償する回路である。
【００２２】
可変論理判定電位発生器２０８は、信号の論理「High」と「Low」を判定する基準となる電位を変動させることができる回路である。
【００２３】
位相可変クロック（ＣＬＫ）発生器２０９は、クロックの位相を１周期を任意数で分割した時間幅ずつ変動させることができる回路である。
【００２４】
符号検査回路２０５は、送信素子１００の符号検査ビット挿入回路１０３で挿入されたビットを用いて符号検査を行う回路である。
【００２５】
マージン算出回路２０６は、符号検査回路２０５の結果を入力情報として、アイパターンの開口を検出し、その品質の指標としてマージンを出力する回路である。
【００２６】
回路要素調整回路２０７は、マージンを入力情報として、アイパターン開口に影響を与える回路要素を制御しながら、マージンが最大となる設定を検索する回路である。
【００２７】
以上の構成に基づく本実施の形態の全体動作について図２を用いて説明する。
まず、伝送特性としてのアイパターン開口の検出が符号検査回路２０５により行われる(Ｓ１)。
【００２８】
アイパターン開口を検出するためには、図３に示されるように、受信素子２００において論理判定レベルと論理判定時間の掃引が行われる。論理確定レベルの掃引は入力バッファの参照電圧を可変論理判定電位発生器により変化させることによって実現される。論理確定時間の掃引は入力バッファの次段にあるフリップフロップに入力されるクロックの位相を位相可変クロック発生器２０９により変化させることによって実現される。
【００２９】
この掃引された論理判定電位と論理判定時間のすべての組み合わせについて、図４に示されるようにマトリックス状に符号試験を行い、その結果を図５に示されるように出力する。図４、図５においては、縦方向に論理判定電位スイープを示し、横方向に論理判定時間スイープを示している。
【００３０】
次にマージンの算出がマージン算出回路２０６により行われる（Ｓ２）。
符号検査回路２０５により検出されたアイパターン開口を表すデータより、マージンを算出する。マージンは受信素子２００について規定されるマスクとアイパターン開口の内側との距離が最も短くなる部分で規定する。具体的なイメージを図６に示す。
【００３１】
図６においては、波形信号から切り出される規定の長さを持つ波形信号片を重畳することで生成されるアイパターン開口ＥＰと、そのアイパターンに要求される開口の大きさを示すマスクＭＰとの間のマージンが算出される。図６に示されるように、マージンには、アイパターン開口とマスクとの間に生じるマージンとして、電圧軸マージン（最小差分電圧値）と時間軸マージン（最小差分時間値）がある。
【００３２】
マージンの算出の一例としては、まず、アイパターン開口の中心位置を算出するため各波形信号片の持つ時間軸近傍の波形信号部分を抽出して、その抽出した波形信号部分の時間座標値に含まれる最小時間および最大時間を検出し、その検出した最小時間および最大時間に基づいてアイパターン開口の中心位置を算出する。
【００３３】
次に、算出した中心位置にマスクの中心位置を配置した場合における、マスクの持つ各特徴点の時間座標値および電圧座標値を算出する。
【００３４】
そして、マスクの持つ特徴点の内の時間軸上に存在しない特徴点を処理対象として、処理対象の特徴点の電圧座標値とその特徴点に対応付けられる波形信号片個所の電圧座標値とに基づいて、電圧軸方向のマージンを算出する。
【００３５】
ここでは、例えば、処理対象の特徴点に対応付けられる波形信号片個所の電圧座標値として、時間座標値が処理対象の特徴点に最も近い波形信号片個所の電圧座標値を用いたり、処理対象の特徴点を挟む形で隣接する２つの波形信号片個所を直線補間することで得た処理対象の特徴点の時間座標値上の電圧座標値を用いることができる。
【００３６】
次に、マスクの持つ特徴点の内の時間軸上に存在する特徴点を処理対象として、処理対象の特徴点の時間座標値とその特徴点に対応付けられる波形信号片個所の時間座標値とに基づいて、時間軸方向のマージンを算出する。
【００３７】
ここでは、例えば、各波形信号片について、処理対象の特徴点の時間座標値とその特徴点に対応付けられる波形信号片個所の時間座標値との差分を算出し、それらの差分値の中で最も小さくなるものを特定することで、各特徴点について時間軸方向のマージンを算出して、それらのマージンの中から最小のものを選択することで最終的な時間軸方向のマージンを算出することができる。
【００３８】
なお、通常、マージンとしては、電圧軸マージンの方が時間軸マージンよりも先にマージンが小さくなるため（悪影響を及ぼす）ため、図６に示す４つの特徴点の電圧値マージンをマージン算出回路２０６で算出し、該電圧値マージンを回路要素調整回路２０７により、後述するように監視するようにすることができるが、時間軸マージンを使用してもよいことは言うまでもない。
【００３９】
次にマージン変動の監視が回路要素調整回路２０７により行われる（Ｓ３）。
ここでは、一定の周期でマージン算出回路からの出力であるマージンを監視し、マージンに変動があった場合は、設定の評価(Ｓ４)に進む。変動がない場合は、処理を行うことなく、（Ｓ１）に戻る。マージン監視は前回測定との差分に対して任意の基準値を設定することによって実現する。
【００４０】
次に設定の評価が回路要素調整回路２０７により行われる（Ｓ４）。
評価の一例を示す動作イメージを図７に示すとともに動作の詳細を図８のフローチャートに示す。
【００４１】
まず、イコライザ２０１Ｂの高周波成分に関する増幅量(以降イコライザ量と表現する)の設定を初期値「０」に設定する(Ｓ１１)。次に、マージンを測定する(Ｓ１２)。そして、イコライザ量の設定を次の増加方向段階に変更する(Ｓ１３)。さらに、マージンを測定する(Ｓ１４)。そして、(Ｓ１３)、(Ｓ１４)の処理を全ての設定値について実施し（Ｓ１５）、マージンが最大となる設定を検出し、これを採用値とする(Ｓ１６)。
【００４２】
以上のようにして設定した設定値を変更する場合について説明する。
前項で検出した設定を反映する場合、設定変更にともなうエラーを生じないように回路を制御する必要がある。この機能は、図９に動作イメージを示すように「経路切り替え回路」に持たせることができる。具体的な手順を図１０のフローチャートに示す。
【００４３】
まず、抽出した設定を図９に示すSub系に反映する（Ｓ２１）。次に、Sub系の設定切り替え時のエラーが収まったことを、Sub系とMain系の受信データの一致により検出する（Ｓ２２）。このデータの一致を確認する回路の具体例としては排他的論理和の利用があげられる。データの一致を確認するためには数ミリ秒程度の監視が必要となる。この監視に必要な時間が送受信データの何倍に相当するかを計算し、その結果をカウンタで計測することによって、所望の一致監視時間を得る。この構成回路の一例を図１１に示す。
【００４４】
図１１には、Main系とSub系の受信データを入力する排他的論理和回路２２１と、その出力を一致を監視するための一致監視周期計算回路２２２で指示される周期にわたり、カウントするカウンタ２２３と、そのカウンタ２２３のカウント値に基づいてMain系とSub系を切替えるセレクタ２２４とを備えて構成される。
【００４５】
そして、Main系とSub系の一致が確認されると（Ｓ２２）、受信データとしてSub系を選択する(Ｓ２３)。そして、Sub系の設定をMain系に反映し（Ｓ２４）、Main系の設定切り替え時のエラーが収まったことを、Sub系とMain系の受信データの一致により確認すると(Ｓ２５)、受信データとしてMain系を選択する(Ｓ２６)。
【００４６】
実施の形態２．
実施の形態１では伝送特性を制御する回路要素、即ち回路要素設定回路２０７が調整する回路要素としてイコライザを採用しているが、送信素子１００、および受信素子２００を制御することによって、同様の効果を得ることができる。
【００４７】
例えば実施の形態２として、図１２に示すように伝送路の両端である送信素子１００の出力バッファ１０２の出力側と受信素子２００の入力バッファ２０２Ａ,２０２Ｂの入力側とに設けられる内蔵終端抵抗１３１，２３１Ａ，２３１Ｂの値を変更制御することによっても、実施の形態１と同様な効果を得ることができる。
【００４８】
実施の形態３．
また、実施の形態３においては、回路要素の設定として、送信素子１００Ａの送信系を冗長化することもできる。上述した実施の形態１では、受信素子側のみで冗長回路が構成されているため、送信側の回路要素を調節することができない。
【００４９】
そこで、図１３に示すように、送信素子１００Ａ内におけるデータ送信系を冗長に備えることによって、受信素子側から伝送されてくる制御信号によって、プリエンファシス量、振幅、およびデータ送信系の切り替えを行いながら伝送特性を調整することによって、同様の効果を得ることができる。
【００５０】
図１３では、送信素子内に複数（二つ）のデータ送信系ＴＡ，ＴＢを備えるとともに、これら送信系のそれぞれが出力バッファ１０２Ａ,１０２Ｂとプリエンファシス設定回路１０５Ａ,１０５Ｂを有する。そして、これら送信系を受信素子２００側の回路要素調整回路２０７からの制御信号により切替える経路切り替え回路１０６を備えている。
【００５１】
実施の形態４．
実施の形態１では、アイパターン開口から算出されるマージンを監視し、変動があったときに回路要素を調整する方式をとっている。この回路要素の調整動作は定期的もしくは周期的に行うようにしても良い。
【００５２】
一方、このマージンはプリント配線板上の部品温度と連動して変化する。よって、各部品の温度を監視しながら、変動があったときに回路要素の調整動作を実施する（回路調整の開始トリガとする）ことによっても環境温度を考慮に入れたより信頼性の高い伝送特性を得ることができる。
【００５３】
図１４は実施の形態４を示すブロック図であり、温度センサ２４１とこの温度センサからの温度を監視する温度監視回路２４２とを備え、回路要素調整回路２０７は、温度監視回路２４２の監視結果に基づき、所定の閾値以上の温度変化があったときに、回路要素の調整動作を開始するようにできる。もちろん、この調整動作の開始は定期的に行う動作と組み合わせてもよいことは言うまでもない。
【００５４】
実施の形態５．
さらに、実施の形態５として、電源電圧変動に基づいて調整動作を開始するようにしても良い。マージンはプリント配線板上の電源供給系の電位と連動して変化する。よって、プリント板上の電源電圧を監視し、変動があったときに回路要素の調整動作を実施する（回路調整の開始トリガとする）ことによっても環境温度を考慮に入れた、より信頼性の高い伝送特性を得ることができる。
【００５５】
図１５は実施の形態５を示すブロック図であり、電源電圧センサ２５１とこの電源電圧センサ２５１からの温度を監視する電源電圧監視回路２５２とを備え、回路要素調整回路２０７は、電源電圧監視回路２５２の監視結果に基づき、所定の閾値以上の電源電圧変動があった場合に回路要素の調整動作を開始する。これによっても環境温度を考慮に入れた、より信頼性の高い伝送特性を得ることができる。もちろん、この調整動作の開始は定期的に行う動作、あるいは実施の形態４で説明した温度変化と組み合わせて行うようにしてもよいことは言うまでもない。
【００５６】
実施の形態６．
実施の形態１では、信号伝送系をMainとSubの２系統に分け、回路要素の調整についてはSub側に設けられたマージン監視回路ＭＭにその機能をもたせている。この構成によれば、図１６（ａ）に示すように、設定の切り替え時にMain→Sub→Mainという手順になり２回の切り替えが必要となる。
【００５７】
これに対し、図１６（ｂ）に示すように、Main系とSub系の両系統にマージン監視回路ＭＭＡ，ＭＭＢを設けて、信号伝送系の２重化を完全に対称な形態にすることによって、Main系とSub系という区別がなくなり、回路の切り替えを信号伝送系（１）→信号伝送系（２）と１回に減少させることができる。
【００５８】
実施の形態７．
実施の形態１では、図１７（ａ）に示すように、マージン監視系を含むSub系(入力バッファ２０２Ｂ，マージン監視回路ＭＭ)を多チャネル（１ｃｈ〜３ｃｈ）におけるそれぞれのチャネルに持たせることになるが、これを図１７（ｂ）に示すように、一つの入力バッファ２０２Ｂとマージン監視回路ＭＭＣとして、複数のデータ伝送系（多チャネル系）で共有することにより回路規模を小さくすることができる。なお、共有は時分割方式とすることができる。
【００５９】
実施の形態８．
実施の形態１では、図１８（ａ）に示すように、回路要素の調整についてマージンに制限を設けていないので、マージンを最も大きくとれる設定を選択することになる。そのため、受信素子で規定されているマスクに対し過剰なマージンとなってしまう可能性がある。過剰なマージンとなる場合はイコライザ２０１のブースト量が過剰である場合が多く、消費電力の増加につながる。そこで、図１８（ｂ）に示すように、マージンに上限を設けることによって過剰なイコライザ２０１によるブーストを防ぎ、省電力化を測ることができる。
【００６０】
実施の形態９．
実施の形態１では、回路要素の調整について制限を設けていないので、マージンを最も大きくとれる設定を選択することになる。そのため、図１９（ａ）に示すように、受信素子で規定されているマスクに対し過剰なマージンとなってしまう可能性がある。調整対象の回路要素として送信素子の出力振幅が選択されている場合は、過剰なマージンとなる際に、振幅が過剰に大きくなっている場合が多く、消費電力の増加につながる。
【００６１】
これに対し、図１９（ｂ）に示すように、マージンに上限を設けることによって過剰な振幅出力を防ぎ、省電力化を測ることができる。
【００６２】
実施の形態１０．
実施の形態３では、送信素子の冗長化について説明した。これは図２０（ａ）に示すように、送信素子側の回路要素を制御する手段として主信号の伝送路３００ａと別に、受信素子から送信素子へ制御信号を送付するための伝送路３００ｂを付加している。このため、専用の信号Ｐｉｎを送信素子、受信素子、コネクタに用意する必要があり、実装効率を悪化させることとなる。
【００６３】
これに対し、図２０（ｂ）に示すように、受信素子２００に制御信号搬送波を生成して主信号の配線に重畳する制御信号搬送波生成回路３７１を設けると共に、送信素子１００に主信号に重畳された制御信号搬送波を受信する制御信号搬送波受信回路１７１を設け、受信素子２００側からの制御信号を差動データ伝送系に同相で重畳して伝送することにより、送受信データへの影響なく、かつ、制御信号用伝送路を追加することなく、送信素子への制御信号伝送を実現できる。
【００６４】
実施の形態１１．
実施の形態１では、図２１（ａ）に示すように、伝送特性を制御する回路要素としてイコライザを採用しているが、図２１（ｂ）に示すように、送信素子１００、または受信素子２００のＰＬＬ２６１に供給する電源の電源フィルタを構成する回路部品(定数可変のインダクタンス、コンデンサ、抵抗)の定数を制御することによっても、同様の効果を得ることができる。実施の形態１１では、このようにジッタ周波数耐性を調整する。
【００６５】
信号伝送系においてジッタによるエラーが発生する場合、その原因となるジッタ周波数は限定されることが多い。そして、そのジッタはＰＬＬ２６１の電源供給系に混入する雑音によって生じる場合が多い。よって、ＰＬＬ２６１への電源供給端子の内部に可変素子(コンデンサ、またはインダクタンス)２６２を作りこみ、この内部素子と外部に作成した外部電源フィルタ（フィルタ回路）２６３の合成で決まるフィルタの特性を変化させることのよって原因となるジッタを抑制することができる。
【００６６】
以上に説明したように、本実施の形態によれば、結果を確認しながら伝送特性の調整を図る事が可能となり、またマージンの測定をデジタル回路で構成しているのでLSIへの適用が容易になる。よって、信号伝送の品質改善に寄与することができるという効果を奏する。
【００６７】
本実施の形態によれば、以下のような付記が開示されている。
（付記１） 伝送路を介する送信素子と受信素子との間での伝送特性を調整する伝送特性調整装置であって、
前記受信素子側に設けられ、アイパターン開口を検出するアイパターン開口検出部と、
前記アイパターン開口検出部により検出されたアイパターン開口が有するマスクに対してのマージンを算出するマージン算出部と、
前記マージン算出部により算出されたマージンの変動に基づいて、受信波形に影響を及ぼす前記送信素子又は前記受信素子の回路要素の設定値について評価し、該評価結果に基づいて、前記送信素子又は前記受信素子の回路要素の設定値を変更する回路要素設定部と、
を備える伝送特性調整装置。
（付記２） 付記１に記載の伝送特性調整装置において、
前記回路要素設定部は、前記伝送路の終端に設けられる内蔵終端抵抗を変更することにより伝送特性を調整する伝送特性調整装置。
（付記３） 付記１に記載の伝送特性調整装置において、
前記受信素子内に複数のデータ受信系を備えてなり、前記回路要素設定部は、前記評価結果に基づいて、前記データ受信系を切替えることにより伝送特性を調整する伝送特性調整装置。
（付記４） 付記１に記載の伝送特性調整装置において、
前記送信素子内に複数のデータ送信系を備えてなり、前記回路要素設定部は、前記評価結果に基づいて、前記複数のデータ送信系を切替えることにより伝送特性を調整する伝送特性調整装置。
（付記５） 付記４に記載の伝送特性調整装置において、
前記複数のデータ送信系を切替えることにより、プリエンファシス量又は振幅を又は伝送路の切り替えを行い伝送特性を調整する伝送特性調整装置。
（付記６） 付記１に記載の伝送特性調整装置において、
前記回路要素設定部による前記マージンの変動の検出は一定時間ごとに行われる伝送特性調整装置。
（付記７） 付記１に記載の伝送特性調整装置において、
温度を検出する温度センサを備え、前記回路要素設定部は、前記温度センサの検出温度の変動に基づいて回路要素の設定を行う伝送特性調整装置。
（付記８） 付記１に記載の伝送特性調整装置において、
電源電圧を検出する電圧センサを備え、前記回路要素設定部は、前記電圧センサの検出電源電圧の変動に基づいて回路要素の設定を行う伝送特性調整装置。
（付記９） 付記１に記載の伝送特性調整装置であって、
前記伝送特定調整装置は、前記受信素子内に設けられる複数の受信系のそれぞれに設けられる伝送特性調整装置。
（付記１０） 付記１に記載の伝送特性調整装置であって、
前記マージン算出回路及び前記回路要素設定部は、前記受信素子内に設けられる複数の受信系に対して共用されるように設けられる伝送特性調整装置。
（付記１１） 付記１に記載の伝送特性調整装置であって、
マージンに最大値の基準を設け、前記回路要素設定部は、前記マージンが前記最大値の基準内に納まるように前記設定値を調整する伝送特性調整装置。
（付記１２） 付記１１に記載の伝送特性調整装置において、
前記設定値は前記受信素子の受信系のイコライザ量、または前記送信素子の送信系の出力振幅の少なくともいずれか一つである伝送特性調整装置。
（付記１３） 付記６に記載の伝送特性調整装置において、
前記回路要素設定部は、前記送信素子側へ送信する設定用の制御信号を、変調して差動データ伝送系に同相で重畳して伝送する伝送特性調整装置。
（付記１４） 付記１に記載の伝送特性調整装置において、
前記回路要素設定部は、前記送信素子、または前記受信素子のPLLに供給する電源の電源フィルタを構成するインダクタンス、コンデンサ、及び抵抗のうちの少なくともいずれか一つの定数を設定することによって、ジッタ周波数耐性の調整を行う伝送特性調整装置。
（付記１５） 伝送路を介する送信素子と受信素子との間での伝送特性を調整する伝送特性調整装置を有する回路基板であって、
前記伝送特性調整装置は、
前記受信素子側に設けられ、アイパターン開口を検出するアイパターン開口検出部と、
前記アイパターン開口検出部により検出されたアイパターン開口が有するマスクに対してのマージンを算出するマージン算出部と、
前記マージン算出部により算出されたマージンの変動を検出し、該検出されたマージンの変動に基づいて、受信波形に影響を及ぼす前記送信素子又は前記受信素子の回路要素の設定値について評価し、該評価結果に基づいて、前記送信素子又は前記受信素子の回路要素の設定値を変更する回路要素設定部と、
を備える回路基板。
（付記１６） 伝送路を介する送信素子と受信素子との間での伝送特性を調整する伝送特性調整方法であって、
アイパターン開口を検出し、
該アイパターン開口が有するマスクに対してのマージンを算出し、
該算出されたマージンの変動を検出し、該検出されたマージンの変動に基づいて、受信波形に影響を及ぼす前記送信素子又は前記受信素子の回路要素の設定値について評価し、該評価結果に基づいて、前記送信素子又は前記受信素子の回路要素の設定値を変更する伝送特性調整方法。
（付記１７） 付記１６に記載の伝送特性調整方法において、
前記マージンの変動の検出は一定時間ごとに行われる伝送特性調整方法。
（付記１８） 付記１６に記載の伝送特性調整方法において、
前記回路要素の設定は、前記伝送路の終端に設けられる内蔵終端抵抗を変更することにより行われる伝送特性調整方法。
（付記１９） 付記１６に記載の伝送特性調整方法において、
前記回路要素の設定は、前記評価結果に基づいて、前記受信素子内に複数設けられたデータ受信系を切替えることにより行われる伝送特性調整方法。
（付記２０） 付記１６に記載の伝送特性調整方法において、
前記回路要素の設定は、前記評価結果に基づいて、送信素子内に複数設けられたデータ送信系を切替えることにより行われる伝送特性調整方法。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施の形態１を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１の全体動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態１の動作を説明するブロック図である。
【図４】波形判定方法を示す図である。
【図５】合否判定方法を示す図である。
【図６】マージンの算出方法を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態１の評価動作を説明するブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態１の評価動作を説明するフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態１の設定動作を説明するブロック図である。
【図１０】本発明の実施の形態１の設定動作を説明するフローチャートである。
【図１１】本発明の実施の形態１のデータ一致監視回路の一例を示すブロック図である。
【図１２】本発明の実施の形態２を示すブロック図である。
【図１３】本発明の実施の形態３を示すブロック図である。
【図１４】本発明の実施の形態４を示すブロック図である。
【図１５】本発明の実施の形態５を示すブロック図である。
【図１６】本発明の実施の形態６を示すブロック図である。
【図１７】本発明の実施の形態７を示すブロック図である。
【図１８】本発明の実施の形態８を示すブロック図である。
【図１９】本発明の実施の形態９を示すブロック図である。
【図２０】本発明の実施の形態１０を示すブロック図である。
【図２１】本発明の実施の形態１１を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６９】
１００ 送信素子、１０１ 内部処理回路、１０２ 出力バッファ、１３０ 符号検査ビット挿入回路、２００ 受信素子、２０１Ａ，２０１Ｂ イコライザ、２０２Ａ，２０２Ｂ 入力バッファ、２０３ 経路切り替え回路、２０４ 内部処理回路、２０５ 符号検査回路（アイパターン開口検出部）、２０６ マージン算出回路、２０７ 回路要素調整回路、ＲＡ，ＲＢ 受信系、２０８ 可変論理判定電位発生器、２０９ 位相可変クロック発生器、２１０ 入力バッファ、２１１ フリップフロップ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バス等に適用され、伝送路を介する送信素子と受信素子との間での伝送特性を調整する伝送特性調整装置、回路基板および伝送特性調整方法に係り、特に、アイパターン開口とマスクとのマージンの変動に基づいて、受信波形に影響を及ぼす送信素子又は受信素子の回路要素の設定値について評価し、該評価結果に基づいて、前記送信素子又は前記受信素子の回路要素の設定値を変更する伝送特性調整装置、回路基板および伝送特性調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、信号伝送の高速化に伴い、そのマージン（波形マージン）は小さくなる傾向にあり、設計、評価段階だけでなく、装置上で適所ごとに逐次伝送特性を調整する必要性が高まってきている。
【０００３】
これに対して従来から提供されている技術は、エラー率を監視しながら、任意の回路要素を調整して伝送特性を調整する方式を採用している。例えば参考文献として、下記特許文献が挙げられる。
【特許文献１】特開２００３−３２１８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、エラー率を監視しながら、回路要素を調整することになると、ある程度のエラー率を許容せざるを得ず、従って、従来の技術ではある程度のエラー率を許容することができるシステムにしか適用することができないという問題点がある。
【０００５】
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、エラーを起こす前に回路調整を行うことができ、エラーを生じることがない、伝送特性の信頼性の高い伝送特性調整装置、そのような伝送特性調整装置を組み込んだ回路基板、及び伝送特性調整方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するため、この伝送特性調整装置は、伝送路を介する送信素子と受信素子との間での伝送特性を調整する伝送特性調整装置であって、前記受信素子側に設けられ、アイパターン開口を検出するアイパターン開口検出部と、前記アイパターン開口検出部により検出されたアイパターン開口が有するマスクに対してのマージンを算出するマージン算出部と、前記マージン算出部により算出されたマージンの変動に基づいて、受信波形に影響を及ぼす前記送信素子又は前記受信素子の回路要素の設定値について評価し、該評価結果に基づいて、前記送信素子又は前記受信素子の回路要素の設定値を変更する回路要素設定部とを備える。
【０００７】
また、この伝送特性調整方法は、伝送路を介する送信素子と受信素子との間での伝送特性を調整する伝送特性調整方法であって、アイパターン開口を検出し、該アイパターン開口が有するマスクに対してのマージンを算出し、該算出されたマージンの変動を検出し、該検出されたマージンの変動に基づいて、受信波形に影響を及ぼす前記送信素子又は前記受信素子の回路要素の設定値について評価し、該評価結果に基づいて、前記送信素子又は前記受信素子の回路要素の設定値を変更する。
【０００８】
また、伝送特性調整装置を有する回路基板は、伝送路を介する送信素子と受信素子との間での伝送特性を調整する伝送特性調整装置を有する回路基板であって、前記伝送特性調整装置は、前記受信素子側に設けられ、アイパターン開口を検出するアイパターン開口検出部と、前記アイパターン開口検出部により検出されたアイパターン開口が有するマスクに対してのマージンを算出するマージン算出部と、前記マージン算出部により算出されたマージンの変動を検出し、該検出されたマージンの変動に基づいて、受信波形に影響を及ぼす前記送信素子又は前記受信素子の回路要素の設定値について評価し、該評価結果に基づいて、前記送信素子又は前記受信素子の回路要素の設定値を変更する回路要素設定部とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、マージンの変動に基づいて、設定の評価を行い、その評価結果に応じて伝送特性を調整することができ、常に信頼性高い伝送を行うことができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図を用いて説明する。
【００１１】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１における全体構成を示すブロック図である。この実施の形態は送信素子１００と受信素子２００とこれらの間に設けられる伝送路３００とを備えて構成される。
【００１２】
送信素子１００は、内部処理回路１０１とその処理結果を伝送路に出力する出力バッファ１０２と、内部処理回路１０１と出力バッファ１０２との間に設けられる符号検査ビット挿入回路１０３を備えている。
【００１３】
また受信素子２００は、イコライザ２０１Ａ，２０１Ｂと入力バッファ２０２Ａ，２０２Ｂとを有する二つの受信系ＲＡ，ＲＢと経路切り替え回路２０３と内部処理回路２０４とを備える。
【００１４】
そして、二つの受信系ＲＡ，ＲＢのうちの一つの受信系ＲＢは、アイパターン開口を検出する符号検査回路（アイパターン開口検出部）２０５と、アイパターン開口が有するマスクに対してのマージン（波形マージン）を算出（測定）し、算出されたマージンを伝送特性の品質の指標として出力するマージン算出回路（マージン算出部）２０６と、マージン算出回路２０６により算出されたマージンの変動を検出し該変動に基づいて、アイパターン開口に影響を与える回路要素（ここではイコライザ２０１Ｂ）の設定値についての評価を行い、該評価結果に基づいてイコライザ２０１Ｂ（回路要素の設定値）を調整する回路要素調整回路（回路要素調整部）２０７を備える。
【００１５】
また、符号検査回路２０５によりアイパターン開口を検出するとともに、マージン算出回路２０６によりマージンを算出するために、可変論理判定電位発生器２０８と、位相可変クロック発生器２０９と、入力バッファ２１０とフリップフロップ２１１を備える。
【００１６】
なお、符号検査回路２０５、マージン算出回路２０６、回路要素調整回路２０７は、マージン監視系を構成し、本実施の形態における伝送特性調整装置を構成している。また、回路要素調整回路２０７で調整されたイコライザ２０１Ｂの設定値は、後述のように、２０１Ａにも設定されることとなる。
【００１７】
上記構成において、マージン算出回路２０６には、マージンを算出するために、符号検査回路２０５からのパス又はエラー判定結果と、位相可変クロック発生器２０９からの位相情報と、可変論理判定電位発生器２０８からの電位情報が入力される。
【００１８】
符号検査回路２０５には、イコライザ２０１Ｂの出力と可変論理判定電位発生器２０８からの判定電位が入力バッファにおいて比較され、該比較結果が位相可変クロック発生器２０９からのクロックによってフリップフロップ２１１からの出力として入力される。この符号検査回路２０５は、マージン算出回路２０６にアイパターン開口（パス又はエラー判定結果）を出力する。
【００１９】
以下これらについて詳述する。送信素子１００に設けられる符号検査ビット挿入回路１０３は、送受信するべきデータの中に一定の割合で符号検査をするためのビットを挿入するための回路である。挿入するビットは伝送路、送受信素子の条件変動を感知できる程度の個数でよい。具体的には20〜30ビット程度である。
【００２０】
伝送路３００は、送信素子１００と受信素子２００を接続する線路であり、具体的にはプリント配線板、Cableなどにより構成される。
【００２１】
イコライザ２０１Ａ，２０１Ｂは、伝送路で損失する高周波成分を受信素子２００側で補償する回路である。
【００２２】
可変論理判定電位発生器２０８は、信号の論理「High」と「Low」を判定する基準となる電位を変動させることができる回路である。
【００２３】
位相可変クロック（ＣＬＫ）発生器２０９は、クロックの位相を１周期を任意数で分割した時間幅ずつ変動させることができる回路である。
【００２４】
符号検査回路２０５は、送信素子１００の符号検査ビット挿入回路１０３で挿入されたビットを用いて符号検査を行う回路である。
【００２５】
マージン算出回路２０６は、符号検査回路２０５の結果を入力情報として、アイパターンの開口を検出し、その品質の指標としてマージンを出力する回路である。
【００２６】
回路要素調整回路２０７は、マージンを入力情報として、アイパターン開口に影響を与える回路要素を制御しながら、マージンが最大となる設定を検索する回路である。
【００２７】
以上の構成に基づく本実施の形態の全体動作について図２を用いて説明する。
まず、伝送特性としてのアイパターン開口の検出が符号検査回路２０５により行われる(Ｓ１)。
【００２８】
アイパターン開口を検出するためには、図３に示されるように、受信素子２００において論理判定レベルと論理判定時間の掃引が行われる。論理確定レベルの掃引は入力バッファの参照電圧を可変論理判定電位発生器により変化させることによって実現される。論理確定時間の掃引は入力バッファの次段にあるフリップフロップに入力されるクロックの位相を位相可変クロック発生器２０９により変化させることによって実現される。
【００２９】
この掃引された論理判定電位と論理判定時間のすべての組み合わせについて、図４に示されるようにマトリックス状に符号試験を行い、その結果を図５に示されるように出力する。図４、図５においては、縦方向に論理判定電位スイープを示し、横方向に論理判定時間スイープを示している。
【００３０】
次にマージンの算出がマージン算出回路２０６により行われる（Ｓ２）。
符号検査回路２０５により検出されたアイパターン開口を表すデータより、マージンを算出する。マージンは受信素子２００について規定されるマスクとアイパターン開口の内側との距離が最も短くなる部分で規定する。具体的なイメージを図６に示す。
【００３１】
図６においては、波形信号から切り出される規定の長さを持つ波形信号片を重畳することで生成されるアイパターン開口ＥＰと、そのアイパターンに要求される開口の大きさを示すマスクＭＰとの間のマージンが算出される。図６に示されるように、マージンには、アイパターン開口とマスクとの間に生じるマージンとして、電圧軸マージン（最小差分電圧値）と時間軸マージン（最小差分時間値）がある。
【００３２】
マージンの算出の一例としては、まず、アイパターン開口の中心位置を算出するため各波形信号片の持つ時間軸近傍の波形信号部分を抽出して、その抽出した波形信号部分の時間座標値に含まれる最小時間および最大時間を検出し、その検出した最小時間および最大時間に基づいてアイパターン開口の中心位置を算出する。
【００３３】
次に、算出した中心位置にマスクの中心位置を配置した場合における、マスクの持つ各特徴点の時間座標値および電圧座標値を算出する。
【００３４】
そして、マスクの持つ特徴点の内の時間軸上に存在しない特徴点を処理対象として、処理対象の特徴点の電圧座標値とその特徴点に対応付けられる波形信号片個所の電圧座標値とに基づいて、電圧軸方向のマージンを算出する。
【００３５】
ここでは、例えば、処理対象の特徴点に対応付けられる波形信号片個所の電圧座標値として、時間座標値が処理対象の特徴点に最も近い波形信号片個所の電圧座標値を用いたり、処理対象の特徴点を挟む形で隣接する２つの波形信号片個所を直線補間することで得た処理対象の特徴点の時間座標値上の電圧座標値を用いることができる。
【００３６】
次に、マスクの持つ特徴点の内の時間軸上に存在する特徴点を処理対象として、処理対象の特徴点の時間座標値とその特徴点に対応付けられる波形信号片個所の時間座標値とに基づいて、時間軸方向のマージンを算出する。
【００３７】
ここでは、例えば、各波形信号片について、処理対象の特徴点の時間座標値とその特徴点に対応付けられる波形信号片個所の時間座標値との差分を算出し、それらの差分値の中で最も小さくなるものを特定することで、各特徴点について時間軸方向のマージンを算出して、それらのマージンの中から最小のものを選択することで最終的な時間軸方向のマージンを算出することができる。
【００３８】
なお、通常、マージンとしては、電圧軸マージンの方が時間軸マージンよりも先にマージンが小さくなるため（悪影響を及ぼす）ため、図６に示す４つの特徴点の電圧値マージンをマージン算出回路２０６で算出し、該電圧値マージンを回路要素調整回路２０７により、後述するように監視するようにすることができるが、時間軸マージンを使用してもよいことは言うまでもない。
【００３９】
次にマージン変動の監視が回路要素調整回路２０７により行われる（Ｓ３）。
ここでは、一定の周期でマージン算出回路からの出力であるマージンを監視し、マージンに変動があった場合は、設定の評価(Ｓ４)に進む。変動がない場合は、処理を行うことなく、（Ｓ１）に戻る。マージン監視は前回測定との差分に対して任意の基準値を設定することによって実現する。
【００４０】
次に設定の評価が回路要素調整回路２０７により行われる（Ｓ４）。
評価の一例を示す動作イメージを図７に示すとともに動作の詳細を図８のフローチャートに示す。
【００４１】
まず、イコライザ２０１Ｂの高周波成分に関する増幅量(以降イコライザ量と表現する)の設定を初期値「０」に設定する(Ｓ１１)。次に、マージンを測定する(Ｓ１２)。そして、イコライザ量の設定を次の増加方向段階に変更する(Ｓ１３)。さらに、マージンを測定する(Ｓ１４)。そして、(Ｓ１３)、(Ｓ１４)の処理を全ての設定値について実施し（Ｓ１５）、マージンが最大となる設定を検出し、これを採用値とする(Ｓ１６)。
【００４２】
以上のようにして設定した設定値を変更する場合について説明する。
前項で検出した設定を反映する場合、設定変更にともなうエラーを生じないように回路を制御する必要がある。この機能は、図９に動作イメージを示すように「経路切り替え回路」に持たせることができる。具体的な手順を図１０のフローチャートに示す。
【００４３】
まず、抽出した設定を図９に示すSub系に反映する（Ｓ２１）。次に、Sub系の設定切り替え時のエラーが収まったことを、Sub系とMain系の受信データの一致により検出する（Ｓ２２）。このデータの一致を確認する回路の具体例としては排他的論理和の利用があげられる。データの一致を確認するためには数ミリ秒程度の監視が必要となる。この監視に必要な時間が送受信データの何倍に相当するかを計算し、その結果をカウンタで計測することによって、所望の一致監視時間を得る。この構成回路の一例を図１１に示す。
【００４４】
図１１には、Main系とSub系の受信データを入力する排他的論理和回路２２１と、その出力を一致を監視するための一致監視周期計算回路２２２で指示される周期にわたり、カウントするカウンタ２２３と、そのカウンタ２２３のカウント値に基づいてMain系とSub系を切替えるセレクタ２２４とを備えて構成される。
【００４５】
そして、Main系とSub系の一致が確認されると（Ｓ２２）、受信データとしてSub系を選択する(Ｓ２３)。そして、Sub系の設定をMain系に反映し（Ｓ２４）、Main系の設定切り替え時のエラーが収まったことを、Sub系とMain系の受信データの一致により確認すると(Ｓ２５)、受信データとしてMain系を選択する(Ｓ２６)。
【００４６】
実施の形態２．
実施の形態１では伝送特性を制御する回路要素、即ち回路要素設定回路２０７が調整する回路要素としてイコライザを採用しているが、送信素子１００、および受信素子２００を制御することによって、同様の効果を得ることができる。
【００４７】
例えば実施の形態２として、図１２に示すように伝送路の両端である送信素子１００の出力バッファ１０２の出力側と受信素子２００の入力バッファ２０２Ａ,２０２Ｂの入力側とに設けられる内蔵終端抵抗１３１，２３１Ａ，２３１Ｂの値を変更制御することによっても、実施の形態１と同様な効果を得ることができる。
【００４８】
実施の形態３．
また、実施の形態３においては、回路要素の設定として、送信素子１００Ａの送信系を冗長化することもできる。上述した実施の形態１では、受信素子側のみで冗長回路が構成されているため、送信側の回路要素を調節することができない。
【００４９】
そこで、図１３に示すように、送信素子１００Ａ内におけるデータ送信系を冗長に備えることによって、受信素子側から伝送されてくる制御信号によって、プリエンファシス量、振幅、およびデータ送信系の切り替えを行いながら伝送特性を調整することによって、同様の効果を得ることができる。
【００５０】
図１３では、送信素子内に複数（二つ）のデータ送信系ＴＡ，ＴＢを備えるとともに、これら送信系のそれぞれが出力バッファ１０２Ａ,１０２Ｂとプリエンファシス設定回路１０５Ａ,１０５Ｂを有する。そして、これら送信系を受信素子２００側の回路要素調整回路２０７からの制御信号により切替える経路切り替え回路１０６を備えている。
【００５１】
実施の形態４．
実施の形態１では、アイパターン開口から算出されるマージンを監視し、変動があったときに回路要素を調整する方式をとっている。この回路要素の調整動作は定期的もしくは周期的に行うようにしても良い。
【００５２】
一方、このマージンはプリント配線板上の部品温度と連動して変化する。よって、各部品の温度を監視しながら、変動があったときに回路要素の調整動作を実施する（回路調整の開始トリガとする）ことによっても環境温度を考慮に入れたより信頼性の高い伝送特性を得ることができる。
【００５３】
図１４は実施の形態４を示すブロック図であり、温度センサ２４１とこの温度センサからの温度を監視する温度監視回路２４２とを備え、回路要素調整回路２０７は、温度監視回路２４２の監視結果に基づき、所定の閾値以上の温度変化があったときに、回路要素の調整動作を開始するようにできる。もちろん、この調整動作の開始は定期的に行う動作と組み合わせてもよいことは言うまでもない。
【００５４】
実施の形態５．
さらに、実施の形態５として、電源電圧変動に基づいて調整動作を開始するようにしても良い。マージンはプリント配線板上の電源供給系の電位と連動して変化する。よって、プリント板上の電源電圧を監視し、変動があったときに回路要素の調整動作を実施する（回路調整の開始トリガとする）ことによっても環境温度を考慮に入れた、より信頼性の高い伝送特性を得ることができる。
【００５５】
図１５は実施の形態５を示すブロック図であり、電源電圧センサ２５１とこの電源電圧センサ２５１からの温度を監視する電源電圧監視回路２５２とを備え、回路要素調整回路２０７は、電源電圧監視回路２５２の監視結果に基づき、所定の閾値以上の電源電圧変動があった場合に回路要素の調整動作を開始する。これによっても環境温度を考慮に入れた、より信頼性の高い伝送特性を得ることができる。もちろん、この調整動作の開始は定期的に行う動作、あるいは実施の形態４で説明した温度変化と組み合わせて行うようにしてもよいことは言うまでもない。
【００５６】
実施の形態６．
実施の形態１では、信号伝送系をMainとSubの２系統に分け、回路要素の調整についてはSub側に設けられたマージン監視回路ＭＭにその機能をもたせている。この構成によれば、図１６（ａ）に示すように、設定の切り替え時にMain→Sub→Mainという手順になり２回の切り替えが必要となる。
【００５７】
これに対し、図１６（ｂ）に示すように、Main系とSub系の両系統にマージン監視回路ＭＭＡ，ＭＭＢを設けて、信号伝送系の２重化を完全に対称な形態にすることによって、Main系とSub系という区別がなくなり、回路の切り替えを信号伝送系（１）→信号伝送系（２）と１回に減少させることができる。
【００５８】
実施の形態７．
実施の形態１では、図１７（ａ）に示すように、マージン監視系を含むSub系(入力バッファ２０２Ｂ，マージン監視回路ＭＭ)を多チャネル（１ｃｈ〜３ｃｈ）におけるそれぞれのチャネルに持たせることになるが、これを図１７（ｂ）に示すように、一つの入力バッファ２０２Ｂとマージン監視回路ＭＭＣとして、複数のデータ伝送系（多チャネル系）で共有することにより回路規模を小さくすることができる。なお、共有は時分割方式とすることができる。
【００５９】
実施の形態８．
実施の形態１では、図１８（ａ）に示すように、回路要素の調整についてマージンに制限を設けていないので、マージンを最も大きくとれる設定を選択することになる。そのため、受信素子で規定されているマスクに対し過剰なマージンとなってしまう可能性がある。過剰なマージンとなる場合はイコライザ２０１のブースト量が過剰である場合が多く、消費電力の増加につながる。そこで、図１８（ｂ）に示すように、マージンに上限を設けることによって過剰なイコライザ２０１によるブーストを防ぎ、省電力化を測ることができる。
【００６０】
実施の形態９．
実施の形態１では、回路要素の調整について制限を設けていないので、マージンを最も大きくとれる設定を選択することになる。そのため、図１９（ａ）に示すように、受信素子で規定されているマスクに対し過剰なマージンとなってしまう可能性がある。調整対象の回路要素として送信素子の出力振幅が選択されている場合は、過剰なマージンとなる際に、振幅が過剰に大きくなっている場合が多く、消費電力の増加につながる。
【００６１】
これに対し、図１９（ｂ）に示すように、マージンに上限を設けることによって過剰な振幅出力を防ぎ、省電力化を測ることができる。
【００６２】
実施の形態１０．
実施の形態３では、送信素子の冗長化について説明した。これは図２０（ａ）に示すように、送信素子側の回路要素を制御する手段として主信号の伝送路３００ａと別に、受信素子から送信素子へ制御信号を送付するための伝送路３００ｂを付加している。このため、専用の信号Ｐｉｎを送信素子、受信素子、コネクタに用意する必要があり、実装効率を悪化させることとなる。
【００６３】
これに対し、図２０（ｂ）に示すように、受信素子２００に制御信号搬送波を生成して主信号の配線に重畳する制御信号搬送波生成回路３７１を設けると共に、送信素子１００に主信号に重畳された制御信号搬送波を受信する制御信号搬送波受信回路１７１を設け、受信素子２００側からの制御信号を差動データ伝送系に同相で重畳して伝送することにより、送受信データへの影響なく、かつ、制御信号用伝送路を追加することなく、送信素子への制御信号伝送を実現できる。
【００６４】
実施の形態１１．
実施の形態１では、図２１（ａ）に示すように、伝送特性を制御する回路要素としてイコライザを採用しているが、図２１（ｂ）に示すように、送信素子１００、または受信素子２００のＰＬＬ２６１に供給する電源の電源フィルタを構成する回路部品(定数可変のインダクタンス、コンデンサ、抵抗)の定数を制御することによっても、同様の効果を得ることができる。実施の形態１１では、このようにジッタ周波数耐性を調整する。
【００６５】
信号伝送系においてジッタによるエラーが発生する場合、その原因となるジッタ周波数は限定されることが多い。そして、そのジッタはＰＬＬ２６１の電源供給系に混入する雑音によって生じる場合が多い。よって、ＰＬＬ２６１への電源供給端子の内部に可変素子(コンデンサ、またはインダクタンス)２６２を作りこみ、この内部素子と外部に作成した外部電源フィルタ（フィルタ回路）２６３の合成で決まるフィルタの特性を変化させることのよって原因となるジッタを抑制することができる。
【００６６】
以上に説明したように、本実施の形態によれば、結果を確認しながら伝送特性の調整を図る事が可能となり、またマージンの測定をデジタル回路で構成しているのでLSIへの適用が容易になる。よって、信号伝送の品質改善に寄与することができるという効果を奏する。
【００６７】
本実施の形態によれば、以下のような付記が開示されている。
（付記１） 伝送路を介する送信素子と受信素子との間での伝送特性を調整する伝送特性調整装置であって、
前記受信素子側に設けられ、アイパターン開口を検出するアイパターン開口検出部と、
前記アイパターン開口検出部により検出されたアイパターン開口が有するマスクに対してのマージンを算出するマージン算出部と、
前記マージン算出部により算出されたマージンの変動に基づいて、受信波形に影響を及ぼす前記送信素子又は前記受信素子の回路要素の設定値について評価し、該評価結果に基づいて、前記送信素子又は前記受信素子の回路要素の設定値を変更する回路要素設定部と、
を備える伝送特性調整装置。
（付記２） 付記１に記載の伝送特性調整装置において、
前記回路要素設定部は、前記伝送路の終端に設けられる内蔵終端抵抗を変更することにより伝送特性を調整する伝送特性調整装置。
（付記３） 付記１に記載の伝送特性調整装置において、
前記受信素子内に複数のデータ受信系を備えてなり、前記回路要素設定部は、前記評価結果に基づいて、前記データ受信系を切替えることにより伝送特性を調整する伝送特性調整装置。
（付記４） 付記１に記載の伝送特性調整装置において、
前記送信素子内に複数のデータ送信系を備えてなり、前記回路要素設定部は、前記評価結果に基づいて、前記複数のデータ送信系を切替えることにより伝送特性を調整する伝送特性調整装置。
（付記５） 付記４に記載の伝送特性調整装置において、
前記複数のデータ送信系を切替えることにより、プリエンファシス量又は振幅を又は伝送路の切り替えを行い伝送特性を調整する伝送特性調整装置。
（付記６） 付記１に記載の伝送特性調整装置において、
前記回路要素設定部による前記マージンの変動の検出は一定時間ごとに行われる伝送特性調整装置。
（付記７） 付記１に記載の伝送特性調整装置において、
温度を検出する温度センサを備え、前記回路要素設定部は、前記温度センサの検出温度の変動に基づいて回路要素の設定を行う伝送特性調整装置。
（付記８） 付記１に記載の伝送特性調整装置において、
電源電圧を検出する電圧センサを備え、前記回路要素設定部は、前記電圧センサの検出電源電圧の変動に基づいて回路要素の設定を行う伝送特性調整装置。
（付記９） 付記１に記載の伝送特性調整装置であって、
前記伝送特定調整装置は、前記受信素子内に設けられる複数の受信系のそれぞれに設けられる伝送特性調整装置。
（付記１０） 付記１に記載の伝送特性調整装置であって、
前記マージン算出回路及び前記回路要素設定部は、前記受信素子内に設けられる複数の受信系に対して共用されるように設けられる伝送特性調整装置。
（付記１１） 付記１に記載の伝送特性調整装置であって、
マージンに最大値の基準を設け、前記回路要素設定部は、前記マージンが前記最大値の基準内に納まるように前記設定値を調整する伝送特性調整装置。
（付記１２） 付記１１に記載の伝送特性調整装置において、
前記設定値は前記受信素子の受信系のイコライザ量、または前記送信素子の送信系の出力振幅の少なくともいずれか一つである伝送特性調整装置。
（付記１３） 付記６に記載の伝送特性調整装置において、
前記回路要素設定部は、前記送信素子側へ送信する設定用の制御信号を、変調して差動データ伝送系に同相で重畳して伝送する伝送特性調整装置。
（付記１４） 付記１に記載の伝送特性調整装置において、
前記回路要素設定部は、前記送信素子、または前記受信素子のPLLに供給する電源の電源フィルタを構成するインダクタンス、コンデンサ、及び抵抗のうちの少なくともいずれか一つの定数を設定することによって、ジッタ周波数耐性の調整を行う伝送特性調整装置。
（付記１５） 伝送路を介する送信素子と受信素子との間での伝送特性を調整する伝送特性調整装置を有する回路基板であって、
前記伝送特性調整装置は、
前記受信素子側に設けられ、アイパターン開口を検出するアイパターン開口検出部と、
前記アイパターン開口検出部により検出されたアイパターン開口が有するマスクに対してのマージンを算出するマージン算出部と、
前記マージン算出部により算出されたマージンの変動を検出し、該検出されたマージンの変動に基づいて、受信波形に影響を及ぼす前記送信素子又は前記受信素子の回路要素の設定値について評価し、該評価結果に基づいて、前記送信素子又は前記受信素子の回路要素の設定値を変更する回路要素設定部と、
を備える回路基板。
（付記１６） 伝送路を介する送信素子と受信素子との間での伝送特性を調整する伝送特性調整方法であって、
アイパターン開口を検出し、
該アイパターン開口が有するマスクに対してのマージンを算出し、
該算出されたマージンの変動を検出し、該検出されたマージンの変動に基づいて、受信波形に影響を及ぼす前記送信素子又は前記受信素子の回路要素の設定値について評価し、該評価結果に基づいて、前記送信素子又は前記受信素子の回路要素の設定値を変更する伝送特性調整方法。
（付記１７） 付記１６に記載の伝送特性調整方法において、
前記マージンの変動の検出は一定時間ごとに行われる伝送特性調整方法。
（付記１８） 付記１６に記載の伝送特性調整方法において、
前記回路要素の設定は、前記伝送路の終端に設けられる内蔵終端抵抗を変更することにより行われる伝送特性調整方法。
（付記１９） 付記１６に記載の伝送特性調整方法において、
前記回路要素の設定は、前記評価結果に基づいて、前記受信素子内に複数設けられたデータ受信系を切替えることにより行われる伝送特性調整方法。
（付記２０） 付記１６に記載の伝送特性調整方法において、
前記回路要素の設定は、前記評価結果に基づいて、送信素子内に複数設けられたデータ送信系を切替えることにより行われる伝送特性調整方法。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施の形態１を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１の全体動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態１の動作を説明するブロック図である。
【図４】波形判定方法を示す図である。
【図５】合否判定方法を示す図である。
【図６】マージンの算出方法を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態１の評価動作を説明するブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態１の評価動作を説明するフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態１の設定動作を説明するブロック図である。
【図１０】本発明の実施の形態１の設定動作を説明するフローチャートである。
【図１１】本発明の実施の形態１のデータ一致監視回路の一例を示すブロック図である。
【図１２】本発明の実施の形態２を示すブロック図である。
【図１３】本発明の実施の形態３を示すブロック図である。
【図１４】本発明の実施の形態４を示すブロック図である。
【図１５】本発明の実施の形態５を示すブロック図である。
【図１６】本発明の実施の形態６を示すブロック図である。
【図１７】本発明の実施の形態７を示すブロック図である。
【図１８】本発明の実施の形態８を示すブロック図である。
【図１９】本発明の実施の形態９を示すブロック図である。
【図２０】本発明の実施の形態１０を示すブロック図である。
【図２１】本発明の実施の形態１１を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６９】
１００ 送信素子、１０１ 内部処理回路、１０２ 出力バッファ、１３０ 符号検査ビット挿入回路、２００ 受信素子、２０１Ａ，２０１Ｂ イコライザ、２０２Ａ，２０２Ｂ 入力バッファ、２０３ 経路切り替え回路、２０４ 内部処理回路、２０５ 符号検査回路（アイパターン開口検出部）、２０６ マージン算出回路、２０７ 回路要素調整回路、ＲＡ，ＲＢ 受信系、２０８ 可変論理判定電位発生器、２０９ 位相可変クロック発生器、２１０ 入力バッファ、２１１ フリップフロップ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送路を介する送信素子と受信素子との間での伝送特性を調整する伝送特性調整装置であって、
前記受信素子側に設けられ、アイパターン開口を検出するアイパターン開口検出部と、
前記アイパターン開口検出部により検出されたアイパターン開口が有するマスクに対してのマージンを算出するマージン算出部と、
前記マージン算出部により算出されたマージンの変動に基づいて、受信波形に影響を及ぼす前記送信素子又は前記受信素子の回路要素の設定値について評価し、該評価結果に基づいて、前記送信素子又は前記受信素子の回路要素の設定値を変更する回路要素設定部と、
を備える伝送特性調整装置。
【請求項２】
請求項１に記載の伝送特性調整装置において、
前記回路要素設定部は、前記伝送路の終端に設けられる内蔵終端抵抗を変更することにより伝送特性を調整する伝送特性調整装置。
【請求項３】
請求項１に記載の伝送特性調整装置において、
前記受信素子内に複数のデータ受信系を備えてなり、前記回路要素設定部は、前記評価結果に基づいて、前記データ受信系を切替えることにより伝送特性を調整する伝送特性調整装置。
【請求項４】
請求項１に記載の伝送特性調整装置において、
前記送信素子内に複数のデータ送信系を備えてなり、前記回路要素設定部は、前記評価結果に基づいて、前記複数のデータ送信系を切替えることにより伝送特性を調整する伝送特性調整装置。
【請求項５】
請求項１に記載の伝送特性調整装置において、
前記回路要素設定部による前記マージンの変動の検出は一定時間ごとに行われる伝送特性調整装置。
【請求項６】
請求項１に記載の伝送特性調整装置において、
温度を検出する温度センサを備え、前記回路要素設定部は、前記温度センサの検出温度の変動に基づいて回路要素の設定を行う伝送特性調整装置。
【請求項７】
請求項１に記載の伝送特性調整装置において、
電源電圧を検出する電圧センサを備え、前記回路要素設定部は、前記電圧センサの検出電源電圧の変動に基づいて回路要素の設定を行う伝送特性調整装置。
【請求項８】
請求項１に記載の伝送特性調整装置であって、
マージンに最大値の基準を設け、前記回路要素設定部は、前記マージンが前記最大値の基準内に納まるように前記回路要素の設定値を調整する調整する伝送特性調整装置。
【請求項９】
伝送路を介する送信素子と受信素子との間での伝送特性を調整する伝送特性調整装置を有する回路基板であって、
前記伝送特性調整装置は、
前記受信素子側に設けられ、アイパターン開口を検出するアイパターン開口検出部と、
前記アイパターン開口検出部により検出されたアイパターン開口が有するマスクに対してのマージンを算出するマージン算出部と、
前記マージン算出部により算出されたマージンの変動を検出し、該検出されたマージンの変動に基づいて、受信波形に影響を及ぼす前記送信素子又は前記受信素子の回路要素の設定値について評価し、該評価結果に基づいて、前記送信素子又は前記受信素子の回路要素の設定値を変更する回路要素設定部と、
を備える回路基板。
【請求項１０】
伝送路を介する送信素子と受信素子との間での伝送特性を調整する伝送特性調整方法であって、
アイパターン開口を検出し、
該アイパターン開口が有するマスクに対してのマージンを算出し、
該算出されたマージンの変動を検出し、該検出されたマージンの変動に基づいて、受信波形に影響を及ぼす前記送信素子又は前記受信素子の回路要素の設定値について評価し、該評価結果に基づいて、前記送信素子又は前記受信素子の回路要素の設定値を変更する伝送特性調整方法。
【請求項１】
伝送路を介する送信素子と受信素子との間での伝送特性を調整する伝送特性調整装置であって、
前記受信素子側に設けられ、アイパターン開口を検出するアイパターン開口検出部と、
前記アイパターン開口検出部により検出されたアイパターン開口が有するマスクに対してのマージンを算出するマージン算出部と、
前記マージン算出部により算出されたマージンの変動に基づいて、受信波形に影響を及ぼす前記送信素子又は前記受信素子の回路要素の設定値について評価し、該評価結果に基づいて、前記送信素子又は前記受信素子の回路要素の設定値を変更する回路要素設定部と、
を備える伝送特性調整装置。
【請求項２】
請求項１に記載の伝送特性調整装置において、
前記回路要素設定部は、前記伝送路の終端に設けられる内蔵終端抵抗を変更することにより伝送特性を調整する伝送特性調整装置。
【請求項３】
請求項１に記載の伝送特性調整装置において、
前記受信素子内に複数のデータ受信系を備えてなり、前記回路要素設定部は、前記評価結果に基づいて、前記データ受信系を切替えることにより伝送特性を調整する伝送特性調整装置。
【請求項４】
請求項１に記載の伝送特性調整装置において、
前記送信素子内に複数のデータ送信系を備えてなり、前記回路要素設定部は、前記評価結果に基づいて、前記複数のデータ送信系を切替えることにより伝送特性を調整する伝送特性調整装置。
【請求項５】
請求項１に記載の伝送特性調整装置において、
前記回路要素設定部による前記マージンの変動の検出は一定時間ごとに行われる伝送特性調整装置。
【請求項６】
請求項１に記載の伝送特性調整装置において、
温度を検出する温度センサを備え、前記回路要素設定部は、前記温度センサの検出温度の変動に基づいて回路要素の設定を行う伝送特性調整装置。
【請求項７】
請求項１に記載の伝送特性調整装置において、
電源電圧を検出する電圧センサを備え、前記回路要素設定部は、前記電圧センサの検出電源電圧の変動に基づいて回路要素の設定を行う伝送特性調整装置。
【請求項８】
請求項１に記載の伝送特性調整装置であって、
マージンに最大値の基準を設け、前記回路要素設定部は、前記マージンが前記最大値の基準内に納まるように前記回路要素の設定値を調整する調整する伝送特性調整装置。
【請求項９】
伝送路を介する送信素子と受信素子との間での伝送特性を調整する伝送特性調整装置を有する回路基板であって、
前記伝送特性調整装置は、
前記受信素子側に設けられ、アイパターン開口を検出するアイパターン開口検出部と、
前記アイパターン開口検出部により検出されたアイパターン開口が有するマスクに対してのマージンを算出するマージン算出部と、
前記マージン算出部により算出されたマージンの変動を検出し、該検出されたマージンの変動に基づいて、受信波形に影響を及ぼす前記送信素子又は前記受信素子の回路要素の設定値について評価し、該評価結果に基づいて、前記送信素子又は前記受信素子の回路要素の設定値を変更する回路要素設定部と、
を備える回路基板。
【請求項１０】
伝送路を介する送信素子と受信素子との間での伝送特性を調整する伝送特性調整方法であって、
アイパターン開口を検出し、
該アイパターン開口が有するマスクに対してのマージンを算出し、
該算出されたマージンの変動を検出し、該検出されたマージンの変動に基づいて、受信波形に影響を及ぼす前記送信素子又は前記受信素子の回路要素の設定値について評価し、該評価結果に基づいて、前記送信素子又は前記受信素子の回路要素の設定値を変更する伝送特性調整方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２００９−１５９２５６（Ｐ２００９−１５９２５６Ａ）
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３３４５４６（Ｐ２００７−３３４５４６）
【出願日】平成１９年１２月２６日（２００７．１２．２６）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２６日（２００７．１２．２６）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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