发送装置、接收装置以及发送接收系统的制作方法

本发明涉及发送装置、接收装置以及发送接收系统。

背景技术：

在从发送装置经由传送线路向接收装置发送信号的发送接收系统中，使用CDR(clock data recovery：时钟数据恢复)技术(参照专利文献1)。在该CDR技术中，发送装置向接收装置发送构成嵌入有时钟信息的数据的信号。接收到该信号的接收装置根据该接收信号生成恢复时钟，且通过按照该恢复时钟所指示的定时对接收信号进行采样而生成恢复数据。另外，接收装置进行反馈控制以使得在接收信号或恢复数据与恢复时钟之间频率和相位相互一致。

在接收装置中，在接收信号或恢复数据与恢复时钟之间频率和相位相互一致的状态被称为“同步状态”。相反，在接收信号或恢复数据与恢复时钟之间频率或相位相互不同的状态被称为“非同步状态”。

当发送接收系统的动作开始时，发送装置向接收装置发送构成包含时钟信息的训练数据的信号(训练信号)。接收装置根据该训练信号生成恢复时钟，且通过按照恢复时钟所指示的定时对训练信号进行采样而生成恢复数据，通过在训练信号或恢复数据与恢复时钟之间使频率和相位相互一致而成为同步状态(时钟训练)。训练数据是例如以一定周期重复规定模式的数据。

训练结束后，发送装置向接收装置发送构成包含时钟信息的通常数据(应该从发送装置对同步状态的接收装置发送的有效数据)的信号。建立了同步状态的接收装置根据该接收信号生成恢复时钟，进而，通过按照所生成的恢复时钟指示的定时对接收信号进行采样而生成恢复数据，通过在接收信号或恢复数据与恢复时钟之间使相位相互一致而维持接收装置中的同步状态。通常数据是例如图像数据和在图像显示中所需要的控制数据等。

在接收装置成为同步状态后，当从发送装置经由传送线路向接收装置传送信号时，若由于静电等外因而噪声叠加到信号中，则存在接收信号或恢复数据与恢复时钟之间的相位大幅度地偏移的情况，而且存在它们之间的频率大幅度地偏移的情况。在该情况下，接收装置成为非同步状态。

接收装置若成为非同步状态，则对发送装置通知该情况，并且请求发送训练数据。接收到该请求的发送装置向接收装置发送构成包含时钟信息的训练数据的训练信号。作为时钟训练，接收装置根据该接收信号生成恢复时钟，且通过按照所生成的恢复时钟所指示的定时对接收信号进行采样而生成恢复数据，在接收信号或恢复数据与恢复时钟之间使频率和相位相互一致。由此，接收装置能够返回到同步状态。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第5374514号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

发明者们对以往的发送接收系统进行了研讨的结果发现了以下的课题。即，在以往的发送接收系统中，分别设置有用于从接收装置向发送装置通知该接收装置的非同步状态的传送线路、和用于从发送装置向接收装置发送训练数据和通常数据(在训练模式以外的数据传送模式中从发送装置向接收装置发送的有效数据)的传送线路。作为其他例子，在为了从接收装置向发送装置通知该接收装置的非同步状态而进行全双工或半双工的通信的情况下，在发送装置和接收装置的双方中电路结构变得复杂或电路规模变大。

上述专利文献1所公开的发送接收系统为了通知接收装置处于非同步状态的情况而只要在接收装置与发送装置之间设置1比特传送线路即可。但是，在该情况下，虽然电路复杂化或电路规模的问题不大，但传送线路会增加，另外，外置元件也会增加。

本发明正是为了解决如上所述的课题而完成的，其目的在于提供能够以简易的结构向发送装置通知接收装置的非同步状态的发送接收系统、以及构成该发送接收系统的发送装置和接收装置。

用于解决课题的手段

本实施方式的发送接收系统的第1方式具有如下的发送装置和接收装置。

本实施方式的发送装置具有输出部、振幅检测部以及输出控制部。输出部经由传送线路与接收装置连接，该输出部向接收装置输出构成嵌入有时钟信息的数据的信号。振幅检测部检测输出部中的信号的振幅。此外，为了确定接收装置是多种状态中的哪个状态而进行振幅检测，其中，该多种状态包括信号与根据该信号恢复的时钟之间同步的同步状态和这些信号与时钟之间不同步的非同步状态。另外，作为振幅检测的具体的结构的一例，例如，能够应用以下的结构：振幅检测部具有经由发送电阻器与输出部的信号输出端连接的输入端，该振幅检测部通过监视输入端的电压变化来检测信号的振幅。输出控制部按照检测出了表示同步状态的第1范围内的振幅的振幅检测部的检测结果，控制输出部的信号输出动作，以使得从输出部输出构成包含时钟信息的通常数据(应该从发送器向同步状态的接收装置发送的有效数据)的信号。另外，输出控制部按照检测出了表示非同步状态的与第1范围不同的第2范围内的振幅的振幅检测部的检测结果，控制输出控制部的信号输出动作，以使得从输出部输出构成训练数据的信号，其中，训练数据是用于接收装置的时钟训练中的包含时钟信息的数据。此外，时钟训练表示如下动作：利用在接收装置中接收到的、构成包含时钟信息的训练数据的训练信号，来建立该训练信号与被恢复的时钟的同步状态。

另一方面，本实施方式的接收装置具有输入部、同步状态检测部、终端电阻器以及电阻值控制部。输入部经由传送线路与发送装置连接，且从发送装置输入构成嵌入有时钟信息的数据的信号，根据该输入信号恢复时钟，且按照被恢复的时钟所指示的定时对该信号进行采样，由此恢复被输入的数据。同步状态检测部检测是输入信号与被恢复的时钟之间同步的同步状态和信号与被恢复的时钟之间不同步的非同步状态中的哪个状态。终端电阻器设置于输入部的输入端与基准电位端之间，且其电阻值可变。电阻值控制部按照检测出了输入信号与被恢复的时钟的同步状态的同步状态检测部的检测结果，将终端电阻器的电阻值设定成表示同步状态的第1电阻值。另外，电阻值控制部按照检测出了输入信号与被恢复的时钟的非同步状态的同步状态检测部的检测结果，将终端电阻器的电阻值变更为与第1电阻值不同的第2电阻值。在具有这样的结构的接收装置中，输入部输入在电阻值控制部将终端电阻器的电阻值设定成第2电阻值后从发送装置输出的构成用于建立同步状态的包含时钟信息的训练数据的训练信号。作为时钟训练，输入部根据被输入的训练信号来恢复时钟并且按照被恢复的时钟所指示的定时对训练信号进行采样，由此恢复训练数据，且在训练信号与被恢复的时钟之间至少使相位相互一致，由此建立该接收装置的同步状态。

在具有上述那样的结构的第1方式的本实施方式中，从发送装置的输出部输出构成嵌入有时钟信息的数据的信号，且该信号输入到接收装置的输入部。在接收装置的输入部中，根据该输入信号恢复时钟，且按照该被恢复的时钟所指示的定时对该输入信号进行采样，由此恢复数据。在接收装置中，由同步状态检测部检测是被恢复的时钟对输入信号同步的同步状态和这些输入信号与被恢复的时钟之间不同步的非同步状态中的哪个状态。而且，在接收装置中，按照检测出了同步状态的同步状态检测部的检测结果，将终端电阻器的电阻值设定成表示同步状态的第1电阻值。另一方面，按照检测出了非同步状态的同步状态检测部的检测结果，将终端电阻器的电阻值变更为与第1电阻值不同的第2电阻值。在发送装置中，由振幅检测部检测输出部中的信号的振幅。而且，按照检测出了第1范围内的振幅的振幅检测部的检测结果，输出控制部控制输出部中的信号输出动作，以使得从输出部输出构成包含时钟信息的通常数据的信号。另一方面，按照检测出了与第1范围不同的第2范围以内的振幅的振幅检测部的检测结果，输出控制部控制输出部的信号输出动作，以使得从输出部输出构成包含时钟信息的训练数据的信号。此外，在接收装置的输入部中，基于将终端电阻器的电阻值设定成第2电阻值后从发送装置输出的训练信号来进行时钟训练，由此建立接收装置的同步状态。

或者，本实施方式的发送接收系统的第2方式也可以成为具有如下的发送装置和接收装置的结构。

本实施方式的发送装置具有输出部、振幅检测部以及输出控制部。输出部经由传送线路与接收装置连接，该输出部向接收装置输出构成嵌入有时钟信息的数据的信号。振幅检测部检测输出部中的信号的振幅。此外，为了确定接收装置是多种状态中的哪个状态而进行振幅检测，其中，该多种状态包括信号与根据该信号恢复的时钟之间同步的同步状态和这些信号与时钟之间不同步的非同步状态。另外，作为振幅检测的具体的结构的一例，例如，能够应用以下的结构：振幅检测部具有经由发送电阻器与输出部的信号输出端连接的输入端，该振幅检测部通过监视输入端的电压变化来检测信号的振幅。输出控制部按照检测出了表示同步状态的第1范围内的振幅的振幅检测部的检测结果，控制输出部的信号输出动作，以使得从输出部输出构成包含时钟信息的通常数据(应该向同步状态的接收装置发送的有效数据)的信号。另外，信号控制部按照检测出了从该第1范围内变成表示非同步状态的与第1范围不同的第2范围内的振幅的振幅检测部的检测结果，控制输出部的信号输出动作，以使得在规定期间从输出部输出构成包含时钟信息的训练数据的信号，且经过规定期间后从输出部输出构成包含时钟信息的通常数据的信号。

另外，本实施方式的接收装置具有输入部、同步状态检测部、终端电阻器以及电阻值控制部。输入部经由传送线路与发送装置连接，且从发送装置输入构成嵌入有时钟信息的数据的信号，根据该被输入的信号恢复时钟，按照被恢复的时钟所指示的定时对信号进行采样，由此恢复数据。同步状态检测部检测是输入信号与被恢复的时钟之间同步的同步状态和这些输入信号与被恢复的时钟之间不同步的非同步状态中的哪个状态。终端电阻器设置于输入部的输入端与基准电位端之间，且其电阻值可变。电阻控制部按照检测出了从同步状态变成非同步状态的变化、或非同步状态持续一定期间以上的情况的同步状态检测部的检测结果，在规定期间将终端电阻器的电阻值设定成与表示同步状态的第1电阻值不同的第2电阻值。而且，电阻控制部经过规定期间后将终端电阻器的电阻值从第2电阻值变更为第1电阻值。在具有这样的结构的接收装置中，输入部输入在电阻值控制部将终端电阻器的电阻值设定成第2电阻值后从发送装置输出的构成用于建立同步状态的包含时钟信息的训练数据的训练信号。作为时钟训练，输入部根据被输入的训练信号来恢复时钟并且按照被恢复的时钟所指示的定时对训练信号进行采样，由此恢复训练数据，且在训练信号与被恢复的时钟之间至少使相位相互一致，由此建立该接收装置的同步状态。

在具有上述那样的结构的第2方式的实施方式中，从发送装置的输出部输出构成嵌入有时钟信息的数据的信号，且该信号输入到接收装置的输入部。在接收装置的输入部中，根据输入信号恢复时钟，且按照该被恢复的时钟所指示的定时对输入信号进行采样，由此恢复数据。在接收装置中，由同步状态检测部检测接收装置中的从同步状态变成非同步状态的变化、或非同步状态持续一定时间以上的情况。而且，在接收装置中，按照检测出了同步状态的同步状态检测部的检测结果，将终端电阻器的电阻值设定成表示同步状态的第1电阻值。另外，在接收装置中，按照检测出了非同步状态的同步状态检测部的检测结果，在规定期间将终端电阻器的电阻值从第1电阻值变更为第2电阻值后，将终端电阻器的电阻值从第2电阻值变更为第1电阻值。在发送装置中，由振幅检测部检测输出部中的信号的振幅。而且，按照检测出了第1范围内的振幅的振幅检测部的检测结果，输出控制部控制输出部的信号输出动作，以使得从输出部输出包含时钟信息的通常数据。另一方面，按照检测出了从第1范围内变成第2范围内的振幅的振幅检测部的检测结果，输出控制部控制输出部的信号输出动作，以使得在规定期间从输出部输出构成包含时钟信息的训练数据的训练信号后从输出部输出构成包含时钟信息的通常数据的信号。在接收装置的输入部中，在终端电阻器的电阻值被设定成第2电阻值后基于训练信号进行时钟训练，由此建立接收装置的同步状态。

本实施方式的发送接收系统的第3方式也可以成为具有如下的发送装置和接收装置的结构。

即，在第3方式的发送接收系统中应用上述的第1方式和第2方式中的至少任意一个方式的发送装置，并且该被应用的发送装置的输出控制部按照检测出了处于与第1范围和第2范围的双方不同的第3范围内的振幅的振幅检测部的检测结果，控制输出部，以使得进行训练数据的输出以外的其他动作。此时，优选为，在第3方式的发送接收系统中应用上述的第1方式和上述的第2方式中的至少任意一个方式的接收装置，并且在接收装置对发送装置请求进行训练数据的输出以外的动作时，在一定期间该被应用的接收装置的电阻值控制部将终端电阻器的电阻值设置成第3电阻值。

发明效果

根据本实施方式，能够以简易的结构向发送装置通知接收装置的非同步状态。

附图说明

图1是示出本实施方式的发送接收系统1的结构的图。

图2是说明本实施方式的发送接收系统1的第1动作例的时序图。

图3是说明本实施方式的发送接收系统1的第2动作例的时序图。

具体实施方式

以下，参照附图，详细地说明用于实施本发明的方式。此外，在附图的说明中，对相同的要素标注相同的标号并省略重复的说明。本发明不限于这些例示，而由权利要求书所表示，且旨在包含与权利要求书同等的含义和范围内的所有的变更。

图1是示出本实施方式的发送接收系统1的结构的图。发送接收系统1具有发送装置10和接收装置20，接收装置20接收从发送装置10发送的信号。

发送装置10具有输出部11、振幅检测部12、输出控制部13以及发送电阻器14。输出部11经由发送电阻器14和传送线路30而与接收装置20连接，且该输出部11向接收装置20输出构成嵌入有时钟信息的数据的信号。振幅检测部12具有经由发送电阻器14而与输出部11的信号输出端11a连接的输入端12a，该振幅检测部12通过监视该输入端12a的电压变化而检测输出部11中的信号的振幅。输出控制部13使输出部11进行与振幅检测部12检测出的振幅的值或范围对应的处理。若振幅检测部12检测出第1范围内的振幅，则输出控制部13使输出部11输出构成通常数据(应该从发送装置10向同步状态的接收装置20发送的图像数据等有效数据)的信号。若振幅检测部12检测出第2范围内的振幅，则输出控制部13使输出部11输出构成包含时钟信息的训练数据的训练信号。

第1范围与第2范围不相互重叠。通常数据例如是图像数据和在图像显示中所需要的控制数据等。训练数据是接收装置20中的用于时钟训练的数据，是例如以一定周期重复规定模式的数据。训练数据例如优选是如0101…或0011100111…那样交替地重复一定比特数的逻辑值0和一定比特数的逻辑值1的模式。通过使用这样的训练数据能够抑制模式效应。另外，为了抑制信号的反射的影响(由于输出波与反射波的干涉而无法在发送装置10侧进行检测的现象)，就训练数据中的值1、0的连续数而言，优选为较多，并且优选是信号在传送线路30中传播的时间的二倍以上的程度的连续数。

接收装置20具有输入部21、同步状态检测部22、电阻值控制部23以及终端电阻器24。输入部21经由传送线路30与发送装置10连接，该输入部21从发送装置10输入构成嵌入有时钟信息的数据的信号。而且，输入部21根据该输入信号恢复时钟，且通过按照被恢复的时钟所指示的定时对输入信号进行采样而恢复数据。同步状态检测部22对输入信号检测恢复时钟是同步状态和非同步状态中的哪个状态。若同步状态检测部22检测出同步状态，则电阻值控制部23将终端电阻器24的电阻值设定成第1电阻值。若同步状态检测部22检测出非同步状态，则电阻值控制部23将终端电阻器24的电阻值从第1电阻值变更为第2电阻值。终端电阻器24设置于输入部21的输入端21a与基准电位端24a(例如接地电位端)之间。终端电阻器24具有可变的电阻值。输入部21输入电阻值控制部23将终端电阻器24的电阻值设定成第2电阻值之后从发送装置10输出的、构成包含时钟信息的训练数据的训练信号，且该输入部21基于该被输入的训练信号进行时钟训练，由此建立训练信号与被恢复的时钟的同步状态。

优选为，在从发送装置10向接收装置20发送通常数据的期间获取阻抗匹配。即，优选为，在发送通常数据的期间，发送电阻器14的电阻值Rt、终端电阻器24的电阻值Rr以及传送线路30的特性阻抗Zo之间具有如下的关系。若在接收装置20中由同步状态检测部22检测出同步状态，则电阻值控制部23设定终端电阻器24的电阻值Rr以使得满足以下的式(1)。与此对应，在发送装置10中由振幅检测部12检测出第1范围内的振幅，从输出部11输出构成包含时钟信息的通常数据的信号。

(数学式1)

Rt≈Zo＜Rr…(1)

若在接收装置20中由同步状态检测部22检测出非同步状态，则电阻值控制部23设定终端电阻器24的电阻值Rr以使得满足以下的式(2a)或式(2b)。与此对应，在发送装置10中由振幅检测部12检测出第2范围内的振幅，从输出部11输出构成包含时钟信息的训练数据的信号(训练信号)。

(数学式2)

Rt≈Zo＞Rr…(2a)

或

Rt≈Zo＜Rr…(2b)

向振幅检测部12输入的电压值Vdet由以下的式(3)表示。Vout是在输出部11的信号输出端11a中的发送信号的电压振幅。当终端电阻器24的电阻值Rr设定成第1电阻值而获取阻抗匹配时，Vdet等于Vout的一半而处于第1范围内。当终端电阻器24的电阻值Rr设定成第2电阻值而未获取阻抗匹配时，Vdet与Vout不同而处于第2范围内。振幅检测部12通过检测电压值Vdet的大小(从发送装置10向接收装置20发送的振幅的大小)而能够检测终端电阻器24的电阻值Rr的大小。

(数学式3)

$V\det =\frac{Rr}{Rt+Rr}Vout...\left(3\right)$

若在接收装置20中由同步状态检测部22检测出非同步状态，则终端电阻器24的电阻值Rr被设定为上述式(2a)和上述式(2b)的任意一个。若终端电阻器24的电阻值Rr如上述式(2b)那样设定，则发送信号的振幅变大，因此，在该情况下，发送装置10的振幅检测部12检测出发送信号的振幅变大。由此，发送装置10能够识别接收装置20是非同步状态。若终端电阻器24的电阻值Rr如上述式(2a)那样设定，则发送信号的振幅变小，因此，在该情况下，发送装置10的振幅检测部12检测出发送信号的振幅变小。由此，发送装置10能够识别接收装置20是非同步状态。此外，若使发送信号的振幅过小，则当接收装置20接收从发送装置10发送的信号(训练数据)时容易产生接收错误，因此并不优选。

图2是说明本实施方式的发送接收系统1的第1动作例的时序图。在第1动作例中，若由同步状态检测部22检测出从同步状态变成非同步状态(即失步)，则接收装置20的电阻值控制部23将终端电阻器24的电阻值设定成第2电阻值。与此对应，若由振幅检测部12检测出振幅从第1范围内变成第2范围内，则发送装置10的输出控制部13使输出部11输出训练数据。而且，接收装置20的输入部21基于从发送装置10输出的训练数据进行时钟训练，由此建立接收装置的同步状态。

另外，在第1动作例中，若由同步状态检测部22检测出从非同步状态变成同步状态(即，重新同步)，则接收装置20的电阻值控制部23将终端电阻器24设定成第1电阻值。与此对应，若由振幅检测部12检测出振幅从第2范围内变成第1范围内，则发送装置10的输出控制部13使输出部11输出通常数据。在已经建立了同步状态的接收装置20中，在同步状态下根据接收信号恢复时钟，因此，可维持接收信号或恢复数据与恢复时钟的同步状态。

图3是说明本实施方式的发送接收系统1的第2动作例的时序图。在第2动作例中，若由同步状态检测部22检测出从同步状态变成非同步状态的变化(即失步)、或非同步状态持续一定时间以上的情况，则接收装置20的电阻值控制部23在第2期间将终端电阻器24的电阻值设定成第2电阻值。而且，经过第2期间后电阻值控制部23将终端电阻器24的电阻值设定成第1电阻值。与此对应，若由振幅检测部12检测出振幅从第1范围内变成第2范围内，则发送装置10的输出控制部13使输出部11在第1期间输出训练数据。而且，若经过第1期间后由振幅检测部检测出振幅处于第1范围内，则输出控制部13使输出部11输出通常数据。此外，第1期间比第2期间长。另外，第1期间被设定成足够在接收装置20中重新取同步的时间。

关于同步状态检测部22对同步状态和非同步状态的检测，在Runlength(游程)受限制的编码的情况下，通过检测Runlength的错误而能够检测同步状态和非同步状态。除此之外，在进行8B10B等编码的情况下，也能够利用该编码错误检测的结果。

在本实施方式的发送接收系统1中，也可以为，当接收装置20的电阻值控制部23对发送装置10请求训练数据的输出以外的动作时，电阻值控制部23在一定期间将终端电阻器24的电阻值设定成第3电阻值。在该情况下，也可以为，若由振幅检测部12检测出第3范围内的振幅，则发送装置10的输出控制部13进行与该检测结果对应的处理。第3范围与第1范围和第2范围都不重叠。

例如，通过将接收装置20的终端电阻器24的电阻值Rr设定成比传送线路30的特性阻抗Zo大的值(Rr＞Zo)，而在接收装置20中向发送装置10通知处于非同步状态，且使发送装置10输出训练数据。相反，通过将接收装置20的终端电阻器24的电阻值Rr设定成比传送线路30的特性阻抗Zo小的值(Rr＜Zo)，从接收装置20对发送装置10传递某些信息或进行某些请求，使在发送装置10中进行与该信息或请求对应的处理。例如，为了在接收装置20中进行偏移调整，通过设置接收装置20的终端电阻器24的电阻值Rr以使得满足Rr＜Zo，接收装置20请求发送装置10输出固定值，与此对应，发送装置10向接收装置20发送固定值。

另外，也可以为，若接收装置20的终端电阻器24的电阻值Rr无限大(即接收装置20与传送线路30未连接的状态)，则发送装置10成为低耗电状态。

在本实施方式中，能够有效地抑制传送线路或电路规模的增加，并且能够以简易的结构从接收装置向发送装置通知该接收装置的非同步状态。

本发明不限于上述实施方式，能够进行各种变形。例如，在上述的实施方式中对发送单端信号的情况进行了说明，但是，在发送差动信号的情况下也能够应用本发明。在发送差动信号的情况下，接收装置具有差动终端电阻器，发送装置的振幅检测部只要检测差动信号的振幅即可。

标号说明

1：发送接收系统；10：发送装置；11：输出部；11a：信号输出端；12：振幅检测部；12a：输入端；13：输出控制部；14：发送电阻器；20：接收装置；21：输入部；21a：输入端；22：同步状态检测部；23：电阻值控制部；24：终端电阻器；24a：基准电位端；30：传送线路。