JP2013246668A - Communication device - Google Patents
Communication device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013246668A JP2013246668A JP2012120423A JP2012120423A JP2013246668A JP 2013246668 A JP2013246668 A JP 2013246668A JP 2012120423 A JP2012120423 A JP 2012120423A JP 2012120423 A JP2012120423 A JP 2012120423A JP 2013246668 A JP2013246668 A JP 2013246668A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pkg
- clk
- communication
- counter
- reset
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Abstract
【課題】高機能な機能パッケージ間の高速通信に適した構成を有する通信装置を提供する。
【解決手段】全てのパッケージの通信部に、同じ周波数の発振器と発振器の発振する基準クロック信号をカウントするカウンタを設ける。カウンタは生成するクロック信号の基準クロック信号に対する分周比に対応したカウント値をカウントする。カウンタのカウント値が所定値になったら、カウンタのリセット信号を、自パッケージを含む全てのパッケージ宛に送出する。リセット信号は、Wired−ORされ、最後のパッケージがリセット解除したタイミングで全てのパッケージのカウンタのリセットを解除するようにする。これにより、全てのパッケージのカウンタが同じタイミングでカウントアップを始めるようになり、カウンタの同期を取ることができる。
【選択図】図3Provided is a communication device having a configuration suitable for high-speed communication between high-functional function packages.
A communication unit of all packages is provided with an oscillator having the same frequency and a counter for counting a reference clock signal oscillated by the oscillator. The counter counts a count value corresponding to the frequency division ratio of the generated clock signal to the reference clock signal. When the count value of the counter reaches a predetermined value, a counter reset signal is sent to all packages including its own package. The reset signal is Wired-ORed, and the reset of the counters of all packages is released at the timing when the last package is released from the reset state. As a result, the counters of all packages start counting up at the same timing, and the counters can be synchronized.
[Selection] Figure 3
Description
以下の実施形態は、通信装置に関する。 The following embodiments relate to a communication device.
通信装置は、通信回線を収容する回線パッケージ(以後、PKGと表記)と複数の回線PKGを監視/制御する制御PKGで構成される場合が多く、回線PKGを増設することで収容回線数を増加する構成をとっている。なお、以下では、回線PKGと制御PKGを合わせて、機能PKGと呼ぶことがある。 Communication devices are often composed of a line package (hereinafter referred to as PKG) that accommodates communication lines and a control PKG that monitors / controls a plurality of line PKGs, and the number of accommodated lines increases by adding line PKGs. The structure to be taken is taken. Hereinafter, the line PKG and the control PKG may be collectively referred to as a function PKG.
図1は、通信装置の機能パッケージが配置された様子を示す図である。
図1(a)は、通信装置を正面から見た図であり、図1(b)は、通信装置を上から見た図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a state in which function packages of communication apparatuses are arranged.
FIG. 1A is a diagram of the communication device viewed from the front, and FIG. 1B is a diagram of the communication device viewed from above.
通信回線を収容する複数の回線PKGが1つのシェルフに搭載されている。また、回線PKGを監視、制御する制御PKGが1つのシェルフに1つ搭載される。 A plurality of lines PKG that accommodate communication lines are mounted on one shelf. One control PKG for monitoring and controlling the line PKG is mounted on one shelf.
制御PKGと各回線PKG間との通信信号は、バックワイヤリングボード(以後BWBと表記)を介して配線され、送受信される。 Communication signals between the control PKG and each line PKG are wired and transmitted / received via a back wiring board (hereinafter referred to as BWB).
通信方式としては調歩同期通信とクロック(以後、CLKと表記)併走通信の2種類が主に使用される。 As communication methods, two types of communication, asynchronous communication and clock (hereinafter referred to as CLK) parallel communication, are mainly used.
図2は、調歩同期通信とCLK併走通信について説明する図である。 FIG. 2 is a diagram for explaining start-stop synchronization communication and CLK parallel communication.
<調歩同期通信(図2(a))>
調歩同期通信では、データ信号のみが機能パッケージ間で伝送される。調歩同期通信は、kbpsオーダの低速通信に用いられる。
<Asynchronous communication (FIG. 2 (a))>
In asynchronous communication, only data signals are transmitted between function packages. Asynchronous communication is used for low-speed communication on the order of kbps.
調歩同期通信では、CLK信号の併走は不要だが、受信側に同期検出回路9が必要となり、回路規模も小さくはない。調歩同期通信を機能PKG間通信に使用する場合、回線PKG側では同期検出回路9を1つ搭載するが、制御PKG側では回線PKG数分の同期検出回路9が必要となる。
In asynchronous communication, it is not necessary to run the CLK signal simultaneously, but the
<CLK併走通信(図2(b))>
CLK併走通信では、DATA信号線にデータ取り込み用CLK信号線を併走させる。受信側では、データ取り込み用CLK信号に同期して、DATAを取り込む。CLK併走通信は、調歩同期通信よりも高速の通信に用いられる。
<CLK parallel communication (Fig. 2 (b))>
In the CLK parallel communication, the DATA signal CLK signal line is run along with the DATA signal line. On the receiving side, DATA is captured in synchronization with the data capturing CLK signal. The CLK parallel communication is used for communication at a higher speed than the asynchronous communication.
CLK併走通信は、受信側でのデータ取り込み回路は簡単だが、CLK信号線を併走させる為に信号線が増えることになる。 In the CLK parallel communication, the data capturing circuit on the receiving side is simple, but the number of signal lines is increased to run the CLK signal line in parallel.
又、CLK信号は常にレベル変化しているので、ノイズ発生原因になり、装置としての電波放射の抑え込みが必要である。 Further, since the level of the CLK signal is constantly changing, it causes noise and it is necessary to suppress radio wave radiation as a device.
また、CLK併走通信では、送信/受信CLKで2×N(Nは、送受信端の組の数)パッケージのCLK信号線数をBWBに配線する必要がある。 Further, in the CLK parallel communication, it is necessary to wire the number of CLK signal lines of the 2 × N (N is the number of sets of transmission / reception ends) packages to the BWB by transmission / reception CLK.
現在の通信装置は、高機能/高速処理が要求されるために、高速通信を可能にするCLK併走通信をPKG間通信に使用することが多い。そしてPKG間通信は、主に制御PKGと回線PKG間でのみ行われている。 Since current communication devices require high-function / high-speed processing, CLK parallel communication that enables high-speed communication is often used for inter-PKG communication. Communication between PKGs is mainly performed only between the control PKG and the line PKG.
従来技術には、複数のパッケージ間でクロック信号とデータ信号を送受信することで、クロック信号を用いてデータ信号を同期通信する技術において、マスタボードからスレーブボードに制御信号を送信することでクロック同期をとる技術がある。 In the conventional technology, the clock signal and data signal are transmitted and received between multiple packages, and the clock signal is used to synchronize the data signal. In the technology, the clock signal is synchronized by transmitting the control signal from the master board to the slave board. There is technology to take.
従来の回線PKGは、メイン機能である主信号の伝送に特化したPKGであり、CPUは搭載していない(搭載しても低機能なもの)。複数の回線PKGの監視/制御は、制御PKGがするように、回線PKGと制御PKGとに機能分割した構成で装置設計している。 The conventional line PKG is a PKG specialized for the transmission of the main signal, which is the main function, and does not have a CPU (even if it has a low function). The monitoring / control of a plurality of lines PKG is designed with a configuration in which the functions are divided into the lines PKG and the control PKG as the control PKG does.
しかし、最近は、装置が高機能化したことで、制御PKGの負荷が増えることになり、ある程度の監視/制御を回線PKGでも行い、まとまった情報を制御PKG-回線PKGで通信するようになってきている。そのため、回線PKGにも高機能CPUを搭載することが主流となってきている。 However, recently, as the functionality of the device has increased, the load on the control PKG has increased, and a certain amount of monitoring / control is also performed on the line PKG, and a set of information is communicated on the control PKG-line PKG. It is coming. For this reason, it has become mainstream to install a high-performance CPU in the line PKG.
したがって、制御PKG(親)がいて回線PKG(子)があるという関係ではなく、回線PKG(頭脳を持った個)として周りの回線PKGと情報交換することになる。使い方によっては、どの回線PKGでも親になって周辺の回線PKGを制御することも可能になる。 Therefore, information is exchanged with the surrounding line PKG as a line PKG (an individual having a brain), not a relationship where there is a control PKG (parent) and there is a line PKG (child). Depending on how it is used, any line PKG can become a parent and control the surrounding lines PKG.
したがって、将来的に、通信装置に対して更なる高機能処理が要求されると、回線PKG―回線PKG間でも通信する必要が出てくる。すると、各PKG間にDATA信号線をメッシュ状に配線する必要がでてくる。すると、DATA信号線に併走するCLK信号線も同様に配線する必要がある。回線PKGが増えるとCLK信号線数は膨大な数になる。また、ノイズの発生も多くなる。 Therefore, in the future, if further high-function processing is required for the communication device, it is necessary to perform communication between the line PKG and the line PKG. Then, it is necessary to wire the DATA signal lines between the PKGs in a mesh shape. Then, the CLK signal line running along with the DATA signal line also needs to be wired in the same manner. As the number of lines PKG increases, the number of CLK signal lines becomes enormous. In addition, the generation of noise increases.
従来技術に、CLK信号線削減策として、全PKGに共通の通信CLKを送信するものがある。 In the prior art, as a CLK signal line reduction measure, there is one that transmits a common communication CLK to all PKGs.
これによれば、通信データを同タイミングで処理することが可能となりDATA信号線毎にCLK信号線を併走させる必要がなくなる。複数PKGの中でマスタとなるPKG(例えば制御PKG)からスレーブとなるPKG(例えば回線PKG)にCLK信号を供給するだけで、各PKG間にメッシュ状にCLK信号線を配線する必要はなくなる。 According to this, communication data can be processed at the same timing, and there is no need to run a CLK signal line for each DATA signal line. By simply supplying a CLK signal from a PKG (for example, control PKG) as a master to a PKG (for example, a line PKG) as a slave among a plurality of PKGs, there is no need to wire CLK signal lines in a mesh shape between the PKGs.
しかし、この技術には以下のような問題がある。
1)CLKマスタ/スレーブの関係が固定的である為、マスタPKGが故障/未実装の場合、スレーブPKG(例えば回線PKG)にはCLKが供給されない問題が起きる。
2)CLKマスタからCLKスレーブに高速CLK信号を配線する場合、理想的には反射による波形歪の影響を考慮して送信:受信=1:1に接続にする必要がある。現実問題としては、CLKスレーブ(例えば回線PKG)の数が増えれば増えるほど、CLKマスタ(例えば制御PKG)からの出力PINが増え、BWBやケーブル配線が難しくなり、回線PKGを任意に増やすことは出来なくなる。
3)更に、CLK信号線が増えることで消費電流の増大や、BWB/ケーブルでの放射ノイズも増大する。
4)また、CLK信号線の配線長が延びれば、波形なまりが酷くなる。近端PKGと遠端PKGでのCLK位相差が大きくなれば、それはCLK同期しているとは言えなくなる。
However, this technique has the following problems.
1) Since the CLK master / slave relationship is fixed, there is a problem that CLK is not supplied to the slave PKG (for example, the line PKG) when the master PKG is failed / unmounted.
2) When a high-speed CLK signal is wired from the CLK master to the CLK slave, it is ideally necessary to connect transmission: reception = 1: 1 in consideration of the influence of waveform distortion due to reflection. As a matter of fact, as the number of CLK slaves (for example, the line PKG) increases, the output PIN from the CLK master (for example, the control PKG) increases, and BWB and cable wiring become difficult. It becomes impossible.
3) Furthermore, the increase in the number of CLK signal lines increases the current consumption and the radiation noise in the BWB / cable.
4) If the length of the CLK signal line is extended, the waveform rounding becomes severe. If the CLK phase difference between the near-end PKG and the far-end PKG increases, it cannot be said that the CLK is synchronized.
以下の実施形態では、高機能な機能パッケージ間の高速通信に適した構成を有する通信装置を提供する。 In the following embodiments, a communication apparatus having a configuration suitable for high-speed communication between high-functional function packages is provided.
以下の実施形態の一側面に従った通信装置は、相互に通信を行う機能パッケージが複数搭載される通信装置において、各機能パッケージは、全機能パッケージの間で同期されたデータ送受信用クロック信号を生成するデータ送受信用クロック生成部を備える。 The communication device according to one aspect of the following embodiment is a communication device in which a plurality of function packages that communicate with each other are mounted. Each function package receives a clock signal for data transmission / reception synchronized between all function packages. A data transmission / reception clock generation unit is provided.
以下の実施形態によれば、高機能な機能パッケージ間の高速通信に適した構成を有する通信装置を提供することができる。 According to the following embodiments, it is possible to provide a communication device having a configuration suitable for high-speed communication between high-functional function packages.
本実施形態は、複数パッケージでPKG間データ通信する構成をとる装置において、データ信号線のみを配線し、クロック信号を併走で配線させることなく、CLK同期を実現して、データの送受信を可能とする。 In the present embodiment, in an apparatus configured to perform data communication between PKGs in a plurality of packages, it is possible to transmit and receive data by realizing CLK synchronization without wiring only the data signal line and wiring the clock signal in parallel. To do.
本実施形態では、CLKマスタ/スレーブの関係を無くし、全PKGに内部的に共通なCLK生成回路を持たせる。また、全PKGで本CLKを同期させる仕組みを設けることで、どのPKGが故障/未実装となっていても、それ以外の全PKGでCLK同期することを可能とする。そして、CLK信号線を併走させることなくDATA信号線のみ配線することでPKG間通信することを可能とする。 In this embodiment, the CLK master / slave relationship is eliminated, and all PKGs have an internally common CLK generation circuit. Further, by providing a mechanism for synchronizing this CLK with all PKGs, it is possible to synchronize CLK with all other PKGs, regardless of which PKG is faulty / unmounted. Then, it is possible to perform communication between PKGs by wiring only the DATA signal line without running the CLK signal line.
複数のPKG間でデータ信号を送信し、複数のPKGに搭載された発振器の動作を同期させることで、発振器のクロックを用いてデータ信号を同期通信する。特に、新しく実装されたパッケージが他のパッケージにクロックのリセット信号を送信することで、すべてのPKGの発振器を同期させることができる。また、定期的にクロックのリセット信号を全パッケージから他の全てのパッケージに送信することでクロック同期を維持する。リセット信号を全パッケージが出力し、最後にリセット解除したパッケージに合わせて全パッケージがリセット解除することで確実にすべてのパッケージの同期をとる。 By transmitting data signals between a plurality of PKGs and synchronizing the operations of the oscillators mounted on the plurality of PKGs, the data signals are synchronously communicated using the clocks of the oscillators. In particular, the newly mounted package can synchronize all PKG oscillators by sending a clock reset signal to other packages. Further, clock synchronization is maintained by periodically transmitting a clock reset signal from all packages to all other packages. All packages output a reset signal, and all packages release reset in accordance with the last released package to ensure synchronization of all packages.
CLKマスタ/スレーブの関係がない為、どのPKGが故障/未実装となっても、それ以外の全PKGは内部生成した通信用(データ送受信用)のCLKを同期状態で持ち続け、PKG間通信が出来なくなることはない。 Since there is no CLK master / slave relationship, no matter which PKG is faulty / unimplemented, all other PKGs keep the internally generated CLK for communication (for data transmission / reception) in a synchronized state, and communication between PKGs Will not be lost.
また、各PKG内で通信用CLKを生成する為、CLK信号線をBWB/ケーブルに配線する必要がない。 Further, since the communication CLK is generated in each PKG, it is not necessary to wire the CLK signal line to the BWB / cable.
配線するCLK信号線が増えることはない為、消費電流の増大は無く、BWB/ケーブルでの放射ノイズも無い。 Since there is no increase in the number of CLK signal lines to be wired, there is no increase in current consumption, and there is no radiation noise in the BWB / cable.
CLK信号線を配線しない為、配線長による波形なまりやCLK位相差も発生しない。
図3は、本実施形態の構成例を示す図である。
Since the CLK signal line is not wired, waveform rounding and CLK phase difference due to wiring length do not occur.
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the present embodiment.
各PKG(制御PKG10、回線PKG11−1、11−2)内部にはPKG間通信用のCLK(以下PKG通信用CLKと記載)を生成する通信CLK生成部20を備えている。通信CLK生成部20には、(固定)発振器21とカウンタ22を備えている。固定発振器21は、各PKG10、11−1、11−2のすべてについて、同一の周波数を出力するものが搭載される。
Each PKG (control PKG10, lines PKG11-1 and 11-2) includes a communication
カウンタ22は、固定発振器21からの出力CLKを基準CLKとして、そのクロックを指定回数カウントする。カウンタ22は、指定回数カウントするまでは、同じ出力値を維持し、指定回数カウントすると、出力値が“L”であった場合には“H”、“H”であった場合には“L”に変化させる。通信CLK生成部20は、カウンタ22のカウント結果を使用して基準CLKを分周したPKG通信用CLKを生成する(たとえば、100MHz発振器を基準CLKとして100カウントすることでPKG通信用CLKの1MHzのCLKを生成する)。
The
各PKG10、11−1、11−2の内部には、初期化設定要求部23を設ける。初期化設定要求部23は、各PKG10、11−1、11−2の起動完了後に、BWB12に向けてリセットパルスを出力する。又、カウンタ22のカウント値を使用し、定期的にリセットパルスを出力する機能も有する。
An initialization
各PKG10、11−1、11−2内部には、カウンタ初期化処理部24を設ける。カウンタ初期化処理部24は、BWB12を介した他のPKGからのリセットパルスを受信し、通信CLK生成部20のカウンタ22をリセットする。カウンタ22は、リセットされることで、カウント値を0(ゼロ)に戻す。
A counter
各PKG10、11−1、11−2は、BWB信号ピンとして、通信CLK生成部20のリセット信号入出力ピン25を有する。本信号の出力バッファ(初期化設定要求部23の出力部分)には、オープンコレクタを採用し、各PKG内でプルアップ抵抗を接続する。リセットパルス出力は’L’アクティブで出力することで、本信号をBWB12でWired−OR接続することを可能にしている(リセット未出力時はプルアップ抵抗により’H’レベルとなる)。
Each
その為、各PKG10、11−1、11−2では、他PKGへのリセットパルス出力と、他PKGからのリセットパルス入力を同時に実施する。又、自PKGがリセットパルス出力をすると、同時に自PKGへのリセットパルス入力となるように構成する。すなわち、リセットパルスを出力する配線を分岐して、自PKGに入力するようにする。更に、リセット信号がWired−OR接続されていることで、全PKGのリセットがORされ(1PKGでも’L’出力であれば’L’となる)、最後にリセット解除したPKGに合わせてリセット解除される。これにより、全PKGを同期してリセットできる。 Therefore, in each PKG10, 11-1, 11-2, the reset pulse output to other PKG and the reset pulse input from other PKG are implemented simultaneously. In addition, when the own PKG outputs a reset pulse, the reset pulse is input to the own PKG at the same time. That is, the wiring for outputting the reset pulse is branched and input to the own PKG. Furthermore, the reset signal is wired-ORed, so all PKG resets are ORed (or even if 1PKG is 'L' output, it will be 'L'), and the reset will be released in accordance with the PKG that was finally released. Is done. Thereby, all PKGs can be reset synchronously.
本実施形態では、あるPKGがリセットパルスを出力すると、全PKGがリセットパルスを同時受信することになり、各PKGの通信CLK生成部20のカウンタ22は同タイミングでリセットされ、全PKGが同時にカウント値を0(ゼロ)にする。その後、リセット解除が同時に行われ、カウンタが同タイミングでカウントアップすることとなり、本カウント値から生成されるPKG通信用CLKは、立ち上がりが同タイミングとなり同期(同位相)信号となる。
In this embodiment, when a certain PKG outputs a reset pulse, all PKGs receive the reset pulse at the same time, the
本実施形態によれば、PKG間通信を行う際のPKG通信用CLKの同期を全PKGで行う為、BWB/ケーブルにPKG通信CLK用の信号線を配線する必要がなくなる。これによれば、PKGが増えてもPKG通信CLK信号線を追加配線する必要がなく、理論上、PKGを無制限に増やすことが可能となる。更に、BWB/ケーブルに高速CLK信号が伝送されることによる消費電流増大や電波放射ノイズも無くなる。 According to the present embodiment, since the PKG communication CLK is synchronized with all the PKGs when performing the inter-PKG communication, there is no need to wire a signal line for the PKG communication CLK to the BWB / cable. According to this, even if PKG increases, it is not necessary to additionally wire the PKG communication CLK signal line, and it is theoretically possible to increase PKG without limitation. Furthermore, there is no increase in current consumption and radio wave radiation noise due to the transmission of a high-speed CLK signal to the BWB / cable.
本実施形態によれば、どのPKGが故障/抜去されても、実装されているPKGだけでCLK同期を継続し続けることが可能である為、CLKが停止/非同期になり通信機能が停止/異常となることはない。 According to the present embodiment, it is possible to continue the CLK synchronization only with the mounted PKG regardless of which PKG is failed / removed, so that the CLK is stopped / asynchronized and the communication function is stopped / abnormal. It will never be.
また、本実施形態によれば、後からPKGを追加しても、制御マスタ(保守SOFT等)が全PKGをリセットする指示を行うことが不要となる。追加PKGが起動後に自律的に全PKGをリセットし、同期化処理を実施するからである。追加PKGは、制御マスタからのリセット処理の時間待たされることなくPKG間通信を開始することが可能である。 Further, according to the present embodiment, even if a PKG is added later, it is not necessary for the control master (maintenance SOFT or the like) to instruct to reset all PKGs. This is because, after the additional PKG is activated, all the PKGs are autonomously reset and the synchronization process is performed. The additional PKG can start communication between PKGs without waiting for the reset processing time from the control master.
本実施形態による同期方法は、PKG間通信だけでなく、各PKGの様々な内部CLKの同期化にも使用可能である。例えば、各PKGのLED点滅CLK(ex.1Hz)の同期化が可能である。 The synchronization method according to the present embodiment can be used not only for communication between PKGs but also for synchronization of various internal CLKs of each PKG. For example, the LED blinking CLK (ex. 1 Hz) of each PKG can be synchronized.
装置として点滅周期を同期化するには、BWBにて共通点滅CLKを供給する必要があるが、本実施形態を応用すると、共通点滅CLK信号の配線はなく、各PKGの点滅周期を同期化させることが可能である。 In order to synchronize the blinking cycle as a device, it is necessary to supply the common blinking CLK by BWB. However, when this embodiment is applied, there is no wiring of the common blinking CLK signal, and the blinking cycle of each PKG is synchronized. It is possible.
制御PKG10/回線PKG11−1、11−2は、各PKG内部に通信部15として共通回路を搭載している。通信部15には、通信CLK生成部20、初期化設定要求部23、カウンタ初期化処理部24、データ送信部26、及び、データ受信部27を有している。
The
通信CLK生成部20には、カウンタ22があり、発振器21からの基準CLKを複数回カウントしたタイミングを利用して、PKG通信用CLK28が生成されている(ex. 100MHz発振器を基準CLKとして100カウントすることでPKG通信用CLKの1MHzを生成する)。
The communication
初期化設定要求部23は、自PKGの起動完了後にBWB12のCLK生成部リセット信号線30に’L’アクティブのリセットパルスを出力する。
The initialization
他のPKGのカウンタ初期化処理部24は、BWB12からのリセットパルスを受信し、通信CLK生成部20のカウンタ22をリセットする。通信CLK生成部20のカウンタ22は、リセットされることで、カウント値を0(ゼロ)に戻す。
The other PKG counter
全PKGが同時にカウントを0(ゼロ)から始めることで、その後のカウンタ22が同タイミングでカウントアップし、本カウント値から生成されるPKG通信用CLK28は立ち上がりが同タイミングとなり同期(同位相)となる。
Since all PKGs start counting from 0 (zero) at the same time, the
制御PKG10のデータ送信部26は、全PKGで同期化したPKG通信用CLK28のタイミングでDATA信号線(1)31にデータ出力する。
The
回線PKG11−1のデータ送信部26から出力されたDATA信号は、DATA信号線(2)31を介して、制御PKG10に入力される。データ受信部27では、PKG通信用CLK28でシリアルデータを打ち抜き、内部取り込みをする。この時、データ送信CLK/受信CLKが同期CLKである為、データの取り込み時のSetup time/Hold timeの仕様を満足し、高速データ通信が可能となる。
The DATA signal output from the
CLK生成部リセット信号線(入出力)30は、各PKGとBWB12の内部でWired−OR接続されており、初期化設定要求部23からのリセットパルスを出力すると同時に、カウンタ初期化処理部24にリセットパルスを入力する。複数PKGが出力したリセットパルスが重なった場合、最終PKGがリセット解除したタイミングで全PKGがリセット解除される。
The CLK generation unit reset signal line (input / output) 30 is wired-OR connected to each PKG and within the
初期化設定要求部23は、各PKGの起動後にCLK生成リセット信号線30にリセットパルスを出力する。各PKG起動後にCLK同期すると、その後は、各PKGの発振器21の精度により、位相ずれが発生してくる。そこで、初期化設定要求部23は、位相ずれが酷くなり、非同期CLKとならないような一定タイミングで、リセットパルスを出力する。
The initialization
図4は、Wired−ORの回路例を示す図である。
図4(a)にあるように、複数の信号線を、オープンコレクタ回路を介して結線し、結線の出力に、プルアップ抵抗を接続する。オープンコレクタ回路は、出力値が“L”または、ハイインピーダンス(Hi−z)になるもので、これらを複数結線すると負論理のORとなる。図4(a)のオープンコレクタ回路A、B、Cの出力がいずれもハイインピーダンスになるときに、結線の出力はプルアップ抵抗により“H”となる。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a wired-OR circuit.
As shown in FIG. 4A, a plurality of signal lines are connected through an open collector circuit, and a pull-up resistor is connected to the output of the connection. The open collector circuit has an output value of “L” or high impedance (Hi-z). When a plurality of these are connected, a negative logic OR is obtained. When all of the outputs of the open collector circuits A, B, and C in FIG. 4A are in a high impedance state, the connection output becomes “H” by a pull-up resistor.
図4(b)は、図4(a)のWired−ORの論理値表である。全てのオープンコレクタ回路の出力がハイインピーダンスのとき、結線の出力が“1”すなわち、“H”となる。それ以外の場合は、全て、結線の出力が“0”すなわち、“L”となる。 FIG. 4B is a logical value table of Wired-OR in FIG. When the outputs of all the open collector circuits are high impedance, the connection output is “1”, that is, “H”. In all other cases, the output of the connection is “0”, that is, “L”.
図5は、初期化設定要求部の出力部分の構成例を示した図である。
初期化設定要求部の出力部分の構成としては、前述したオープンコレクタ回路40と、プルアップ抵抗42と、オープンコレクタ回路の出力を入力するバッファ43とを備える。この構成において、制御PKGと、回線PKGのリセット信号は、全てのオープンコレクタ回路40が、ハイインピーダンスのときにのみ、“H”を全てのバッファに入力するようになっている。カウンタ初期化設定部24のバッファは、ローアクティブで、リセット信号が“L”の場合にカウンタ(図5には不図示)をリセットするように構成されている。
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of an output portion of the initialization setting request unit.
The configuration of the output part of the initialization setting request unit includes the above-described
図6は、カウンタのリセットのための構成について説明する図である。
図6(a)において、初期化設定要求部23には、リセット出力回路(オープンコレクタ回路)40、カウンタ比較回路41を備える。初期化設定要求部23の出力には、プルアップ抵抗42が設けられる。通信CLK生成部20は、発振器(不図示)からの基準CLKを初期化設定要求部23に入力するとともに、カウンタ22のカウント値をカウンタ比較回路41に入力する。初期化設定要求部23には、カウンタ比較値が格納されている。ここでは、仮に、カウント値を0〜5とし、5のときにリセットを行うとする。その場合には、カウント比較値は、5を設定する。カウンタ比較回路41が、カウント値が5になったと検出すると、次のカウント値のときに、リセット出力回路40からリセット信号が出力される。なお、ここでは説明の便宜のため、カウント値を0〜5とした。しかし、実際には、たとえば、100MHzの基準CLKから1MHzのPKG通信用CLKを生成する場合には、0〜99となる。その場合、リセットは、カウント値が99のときに行う。
FIG. 6 is a diagram for explaining a configuration for resetting the counter.
6A, the initialization
カウンタのリセットは、電源電圧監視回路44によってPKGが電源投入されたときにも行われる。PKGの電源が起動すると、電源電圧監視回路44により、PKG全体のリセット解除が行われる。これにより、通信CLK生成部20からのカウンタ値がカウンタ比較回路41に入力され、初期化設定要求部23も動作を始める。これにより、最初のリセット出力が発生する。通信CLK生成部20のカウンタの初期値を“4”としておけば、リセット解除後、カウンタ値が“4”から“5”になったところで、リセット信号を出力すべきことが検出される。100MHzの基準CLKから1MHzのPKG通信用CLKを生成する場合には、カウンタの初期値を“98”としておく。
The counter is also reset when the power supply
図6(b)の信号図では、運用中、基準CLKに従って、カウンタ値がカウントされる。カウンタ値が“5”になると、カウンタ値が次の“0”のときに、リセット出力が得られる。電源起動直後は、PKG全体がリセットされている状態からリセット解除状態に移行する。カウンタ値が“4”から“5”になると、カウンタ値が次の“0”のときに、リセット出力が得られる。 In the signal diagram of FIG. 6B, the counter value is counted according to the reference CLK during operation. When the counter value becomes “5”, a reset output is obtained when the counter value is the next “0”. Immediately after the power is turned on, the entire PKG is reset to the reset release state. When the counter value changes from “4” to “5”, a reset output is obtained when the counter value is the next “0”.
図7は、初期化処理部の構成例を示す図である。
カウンタ初期化処理部24は、単純に、リセット信号を受信する受信バッファである。ただし、回路の構成によっては、リセット信号の極性反転やリセット信号の幅を広げる回路が必要になる場合があるので、必要に応じてぞれぞれの回路をカウンタ初期化処理部24に設ける。
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of the initialization processing unit.
The counter
図8は、装置起動時の同期化タイミングを説明する図である。
制御PKG、回線PKG1、回線PKG2が電源ONにより起動を開始する。
FIG. 8 is a diagram for explaining the synchronization timing when the apparatus is activated.
The control PKG, line PKG1, and line PKG2 start to start when the power is turned on.
本例では、各回線PKGで起動時間に個体差があり、制御PKG→回線PKG1→回線PKG2の順で起動開始しているとする。また、カウンタ値は、大きな値となることも想定されるが、ここでは、説明の便宜のため、“0”〜“5”をカウントするものとする。 In this example, it is assumed that there is an individual difference in activation time in each line PKG, and activation is started in the order of control PKG → line PKG1 → line PKG2. The counter value is assumed to be a large value, but here, for convenience of explanation, it is assumed that “0” to “5” are counted.
起動開始後、カウンタは、カウント値が初期値、たとえば、”4”となり、発振器21の基準CLKによりカウントアップする。カウントは”0”〜”5”を繰り返し、”5”の時にリセットパルスを出力する(発振器CLKでカウンタ値を打ち抜く為、実際にリセットパルス出力されるのはカウント値”0”のタイミングとなる)。
After start-up, the counter counts up to an initial value, for example, “4”, and counts up according to the reference CLK of the
各PKGのリセット入力は、全PKGのリセット出力のORとなる為、制御PKG、回線PKG1のリセット解除は、回線PKG2のリセット解除まで待たされることとなる。 Since the reset input of each PKG becomes the OR of the reset outputs of all PKGs, the reset release of the control PKG and the line PKG1 is waited until the reset release of the line PKG2.
リセット解除後、全PKGのカウンタは同じ値から始まることとなり、PKG通信CLKは同期する。 After reset release, all PKG counters start from the same value, and the PKG communication CLK is synchronized.
図9は、各PKGが用いるPKG通信用CLKの位相差について説明する図である。
各PKG内で生成されるPKG通信用CLKには位相差が存在する。これは、各PKGの発振器21のCLK同士が非同期である為に起こり、最大で発振器CLKの1CLK時間の位相差が発生することとなる。しかし、PKG通信用CLKを発振器21の基準CLKから大きな分周比で生成することで(図9の例では100分周、100MHzの発振器のCLKを100分周して1MHzのPKG通信用CLKを作ることを想定する)、PKG通信用CLK同士の位相差は、PKG通信用CLK1周期のスケールでみるとほぼ同タイミングでの立ち上がりエッジとすることができ、同期CLKとして扱うことができる。
FIG. 9 is a diagram illustrating the phase difference of the PKG communication CLK used by each PKG.
There is a phase difference in the PKG communication CLK generated in each PKG. This occurs because the CLKs of the
図9では、発振器CLKが制御PKGと回線PKG1とで半周期ずれている。発振器CLKが100MHzで、これを100分周して、1MHzのPKG通信用CLKを生成する場合、PKG通信用CLKの1周期1000ns(1MHz)に対し、位相差は、最大10ns程度となる。
In FIG. 9, the oscillator CLK is shifted by a half cycle between the control PKG and the line PKG1. When the oscillator CLK is 100 MHz and is divided by 100 to generate a 1 MHz PKG communication CLK, the phase difference is about 10 ns at maximum with respect to one
図10は、PKG挿入時の同期化タイミングを説明する図である。
本例では、制御PKG、回線PKG1、回線PKG2がCLK同期状態の時に回線PKG3を実装する。回線PKG3は起動後にリセットパルスを出力する。
FIG. 10 is a diagram for explaining the synchronization timing when PKG is inserted.
In this example, the line PKG3 is mounted when the control PKG, the line PKG1, and the line PKG2 are in the CLK synchronization state. The line PKG3 outputs a reset pulse after activation.
リセット解除後、全PKGのカウンタは同値から始まることとなり、PKG通信用CLKは同期する。この時、制御PKG、回線PKG1、回線PKG2のPKG通信用CLKは一瞬周期が変わるので通信中の場合にはエラーになるが、再送手順を実施することで問題は回避できる。 After reset release, all PKG counters start from the same value, and the PKG communication CLK is synchronized. At this time, the PKG communication CLK of the control PKG, the line PKG1, and the line PKG2 changes for a moment so that an error occurs during communication, but the problem can be avoided by performing the retransmission procedure.
図11〜図13は、定期的なカウンタのリセットについて説明する図である。
図11に定期リセットなし時の時間経過を示す。
FIG. 11 to FIG. 13 are diagrams for explaining periodic counter reset.
FIG. 11 shows the passage of time when there is no periodic reset.
本例では、図13の表のように、制御PKG、回線PKG1に使用している100MHz発振器の精度を−100ppm/+100ppmと仮定する。 In this example, as shown in the table of FIG. 13, the accuracy of the 100 MHz oscillator used for the control PKG and the line PKG1 is assumed to be −100 ppm / + 100 ppm.
本例では、制御PKGは100MHzで精度−100ppmなので、99.99MHzとなる。回線PKGは100MHzで精度+100ppmなので、100.01MHzとなる。 In this example, since the control PKG has an accuracy of −100 ppm at 100 MHz, it becomes 99.99 MHz. Since the line PKG has an accuracy of +100 ppm at 100 MHz, it becomes 100.01 MHz.
上記CLKの差分は1秒間で20000CLKとなる(100010000 - 99990000=20000)。すなわち、1秒間リセットしなかった場合、20000カウントずれることになる。 The difference in CLK is 20000 CLK in 1 second (100010000-99990000 = 20000). That is, if the reset is not performed for 1 second, it will be shifted 20000 counts.
リセット当初は、一定の位相差を保持しているが、CLK精度により徐々に位相ずれが発生し、1秒後では最大20000カウントずれることになる。これは、PKG通信用CLK(1MHz)に換算すると、20周期分ずれたことになる。半周期以上ずれた時点で同期CLKとは呼べなくなる。 Although a constant phase difference is maintained at the beginning of reset, a phase shift gradually occurs due to the CLK accuracy, and a maximum of 20000 count shift occurs after 1 second. When this is converted into PKG communication CLK (1 MHz), it is shifted by 20 cycles. When it is shifted by more than a half cycle, it cannot be called synchronous CLK.
図12に定期リセットあり時の時間経過を示す。
カウンタ22のフルカウント周期(100カウント)でリセットすれば、リセット間隔内での100MHzクロック位相ずれは0.02CLKとなり、微小なずれの間に位相補正出来ることとなる。
FIG. 12 shows the passage of time when there is a periodic reset.
If the
発振器の発振周波数、精度から、発振器のCLKが半周期ずれるまでには何カウントかかるかを計算し、カウンタの最大カウント値が、半周期ずれるまでにかかるカウント数より小さくなるような精度の発振器を使用するようにする。すなわち、カウンタが、分周により発振器CLKからPKG通信用CLKを生成するときにカウントするカウント数が1周するごとにリセットをすれば、発振器のCLKが半周期ずれる前にリセットすることになるように設定する。 Calculate how many counts it takes until the CLK of the oscillator deviates in half a cycle from the oscillation frequency and accuracy of the oscillator, and select an oscillator with an accuracy such that the maximum count value of the counter is smaller than the count taken until it deviates in half a cycle Try to use it. That is, if the counter is reset each time the count number counted when generating the CLK for PKG communication from the oscillator CLK by frequency division, the CLK of the oscillator is reset before the half cycle is shifted. Set to.
図14及び図15は、CLKの位相ずれとリセットタイミングについて説明する図である。 14 and 15 are diagrams for explaining the phase shift of CLK and the reset timing.
上記では、CLKの位相ずれが半周期の範囲内に収まっている間にリセットすればよいとした。図14、図15は、半周期の理由を説明する。 In the above description, the resetting may be performed while the phase shift of CLK is within the half cycle range. 14 and 15 explain the reason for the half cycle.
図14に示されるように、データの出力は、CLKの立下りで、データの取り込みは、CLKの立ち上りで行っている。ところが、図15に示されるように、制御PKGと回線PKGのCLKの位相がずれていき、位相ずれが半周期以下から半周期以上に遷移するときに、受信側でCLKの立ち上りが来る前に、送信側でCLKの立下りが来てしまい、次のデータを出力してしまうことが起こる。これが起こると、データを取り込めない場合が発生する。 As shown in FIG. 14, data is output at the falling edge of CLK and data is captured at the rising edge of CLK. However, as shown in FIG. 15, when the CLK phase of the control PKG and the line PKG shifts and the phase shift changes from less than half cycle to more than half cycle, before the rising edge of CLK arrives on the receiving side. Then, the fall of CLK occurs on the transmission side, and the next data may be output. When this happens, there are cases where data cannot be captured.
したがって、PKG通信用CLKの位相差は、半周期以内に保持しておく必要がある。リセットを、PKG通信用CLKの位相差が半周期以内に収まっている間に行えば、データの送信と受信には問題が発生しない。 Therefore, it is necessary to hold the phase difference of the PKG communication CLK within a half cycle. If the reset is performed while the phase difference of the CLK for PKG communication is within a half cycle, no problem occurs in data transmission and reception.
したがって、リセットを発振器21の基準CLKのカウント値が100になるたびに行うとした場合、PKG通信用CLKの位相差が半周期に至る前に、カウンタが分周比から決まるカウント値の最大値に至るような精度の発振器を使用するようにする。
Therefore, if the reset is performed every time the reference CLK count value of the
9 同期検出回路
10 制御PKG
11−1、11−2 回線PKG
12 BWB
15 通信部
20 通信CLK生成部
21 発振器
22 カウンタ
23 初期化設定要求部
24 カウンタ初期化処理部
25 入出力信号ピン
26 データ送信部
27 データ受信部
28 PKG通信用CLK
30 CLK生成部リセット信号線
31 DATA信号線
40 オープンコレクタ回路
41 カウンタ比較回路
42 プルアップ抵抗
43 オペアンプ
44 電源電圧監視回路
9
11-1, 11-2 Line PKG
12 BWB
15
30 CLK generator reset
Claims (7)
各機能パッケージは、
全機能パッケージで同期されたデータ送受信用クロック信号を生成するデータ送受信用クロック生成部、
を備えることを特徴とする通信装置。 In a communication device with multiple function packages that communicate with each other,
Each function package
A data transmission / reception clock generation unit for generating a data transmission / reception clock signal synchronized in all function packages;
A communication apparatus comprising:
固定発振器と、
該固定発振器の出力する基準クロック信号を分周してデータ送受信用クロック信号を生成する、該基準クロック信号をカウントするカウンタとを備え、
該カウンタのカウント値が所定値になった場合に、自機能パッケージの該カウンタをリセットするとともに、他の機能パッケージの該カウンタをもリセットするリセット信号を出力する初期化設定要求部を、
更に備えることを特徴とする請求項1に記載の通信装置。 The data transmission / reception clock generation unit includes:
A fixed oscillator,
A counter for counting the reference clock signal, generating a clock signal for data transmission / reception by dividing the reference clock signal output from the fixed oscillator;
When the count value of the counter reaches a predetermined value, the initialization setting request unit that resets the counter of the self-function package and outputs a reset signal that also resets the counter of the other function package,
The communication apparatus according to claim 1, further comprising:
オープンコレクタ回路と、
プルアップ抵抗と、
を備え、
前記リセット信号は、ローアクティブであることを特徴とする請求項3に記載の通信装置。 The initialization setting request unit includes:
An open collector circuit;
A pull-up resistor,
With
The communication device according to claim 3, wherein the reset signal is low active.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012120423A JP5949160B2 (en) | 2012-05-28 | 2012-05-28 | Communication device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012120423A JP5949160B2 (en) | 2012-05-28 | 2012-05-28 | Communication device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2013246668A true JP2013246668A (en) | 2013-12-09 |
| JP5949160B2 JP5949160B2 (en) | 2016-07-06 |
Family
ID=49846375
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012120423A Expired - Fee Related JP5949160B2 (en) | 2012-05-28 | 2012-05-28 | Communication device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5949160B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107846246A (en) * | 2017-10-27 | 2018-03-27 | 厦门信同信息技术有限公司 | The group network system and its synchronous method of a kind of optical fiber repeater |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59127164A (en) * | 1983-01-12 | 1984-07-21 | Hitachi Ltd | Multi-system synchronizer |
| JPH06231087A (en) * | 1993-02-02 | 1994-08-19 | Mitsubishi Electric Corp | Multi-cpu system |
| JPH096464A (en) * | 1995-06-21 | 1997-01-10 | Hitachi Ltd | Time setting device |
| JPH1131964A (en) * | 1997-07-11 | 1999-02-02 | Hitachi Ltd | Logic circuit |
| JP2008176578A (en) * | 2007-01-18 | 2008-07-31 | Nec Engineering Ltd | Redundant operation system and operation part |
| JP2010039265A (en) * | 2008-08-06 | 2010-02-18 | Yamaha Corp | Acoustic signal processor |
-
2012
- 2012-05-28 JP JP2012120423A patent/JP5949160B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59127164A (en) * | 1983-01-12 | 1984-07-21 | Hitachi Ltd | Multi-system synchronizer |
| JPH06231087A (en) * | 1993-02-02 | 1994-08-19 | Mitsubishi Electric Corp | Multi-cpu system |
| JPH096464A (en) * | 1995-06-21 | 1997-01-10 | Hitachi Ltd | Time setting device |
| JPH1131964A (en) * | 1997-07-11 | 1999-02-02 | Hitachi Ltd | Logic circuit |
| JP2008176578A (en) * | 2007-01-18 | 2008-07-31 | Nec Engineering Ltd | Redundant operation system and operation part |
| JP2010039265A (en) * | 2008-08-06 | 2010-02-18 | Yamaha Corp | Acoustic signal processor |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107846246A (en) * | 2017-10-27 | 2018-03-27 | 厦门信同信息技术有限公司 | The group network system and its synchronous method of a kind of optical fiber repeater |
| CN107846246B (en) * | 2017-10-27 | 2024-04-05 | 厦门信同信息技术有限公司 | Networking system of optical fiber repeater and synchronization method thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP5949160B2 (en) | 2016-07-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10389515B1 (en) | Integrated circuit, multi-channel transmission apparatus and signal transmission method thereof | |
| JP3919990B2 (en) | Timing synchronization system, apparatus used in the system, and timing synchronization method | |
| US20120223749A1 (en) | Clock synchronization circuit and semiconductor integrated circuit | |
| JP5949160B2 (en) | Communication device | |
| CN104348465B (en) | A kind of control method and control circuit | |
| CN106250335A (en) | For the technology providing data rate to change | |
| US8588341B2 (en) | Data transfer circuit and data transfer method for clock domain crossing | |
| CN210518362U (en) | Single-wire communication circuit and communication system | |
| US6775339B1 (en) | Circuit design for high-speed digital communication | |
| JP2013034087A (en) | Serial communication interface circuit and parallel-serial conversion circuit | |
| WO2009069094A1 (en) | Method and device for routing data between components | |
| CN110768778A (en) | Single-wire communication circuit, communication method and communication system | |
| CN115102682B (en) | ADC automatic synchronization method and device for ultrasonic system | |
| JP2014023021A (en) | Terminal communication device and distributed control system | |
| JP3542973B2 (en) | High-speed signal circuit | |
| JP2012134604A (en) | Radio communication device | |
| CN221927012U (en) | Clock system, system on chip and electronic equipment | |
| JP3539494B2 (en) | Clock distribution circuit, distribution method, and clock supply circuit | |
| JP5315882B2 (en) | Semiconductor device and communication method | |
| EP4395224A1 (en) | Communication device and communication system | |
| JP2019047208A (en) | Semiconductor circuit | |
| JP5378765B2 (en) | Data transfer system | |
| US20080147921A1 (en) | Data transfer between a master and slave | |
| JP2024057440A (en) | COMMUNICATION DEVICE, COMMUNICATION SYSTEM, AND COMMUNICATION METHOD | |
| JP5413367B2 (en) | Semiconductor device and communication method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150319 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160217 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160308 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160404 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160510 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160523 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5949160 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |