專利名稱：數據傳輸系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及數據傳輸系統(tǒng)，尤其涉及用具有極性的傳輸信號進行差動傳輸的數據傳輸系統(tǒng)。
背景技術：
已有的編碼數據傳輸技術中，使用各種電纜，以實現抗噪聲傳輸。各種電纜中，一般是通過對信號線進行屏蔽防止噪聲入射的同軸電纜。然而，同軸電纜的屏蔽需要費用，而且存在電纜重量大的課題。
這里，作為解決上述課題的方法，可舉出使用扭絞線對電纜的差動傳輸技術。該技術中，通過用差動接收機去除同相分量，能獲得高抗噪性能。而且使用扭絞線對電纜時，不需要同軸電纜那樣進行屏蔽，因而能減少費用，并具有能按重量小進行設計的特點。
扭絞線對電纜用2線進行傳輸，因而信號實質上具有極性。扭絞線對電纜中用的已有連接器決定正確的插入方向和所連接電纜的極性。因此，例如用戶錯將連接器的插入方向(連接器的極性)顛倒連接時或使用反連接的電纜時，裝置中以信號極性翻轉的狀態(tài)進行接收，使數據不能正確接收。
可考慮按照不對電纜極性錯造連接器的方式(不造在發(fā)送方和接收方極性相反的電纜和連接器)實現連接器。然而，這時，需要考慮發(fā)送方和接收方的極性(發(fā)送方和接收方的極性必須一致)，以造電纜和連接器，因而電纜和連接器的制造花費時間和費用。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種可不拘電纜極性進行正常傳輸的數據傳輸系統(tǒng)。
發(fā)明內容
本發(fā)明為了達到上述目的，具有以下所述的特征。
本方面為了達到上述目的，具有以下的特征。即，本發(fā)明是一種數據傳輸系統(tǒng)，通過用具有極性的2根傳輸線傳輸差動信號，在發(fā)送裝置與接收裝置之間傳輸數據。其中，所述發(fā)送裝置產生在含規(guī)定個數碼元數據的長度上包含信號電平恒定的極性判斷信號的差動傳輸信號，并且在所述傳輸線上發(fā)送。所述接收裝置具有連接器部、定時校正部、極性判斷部和信號處理部。連接器部對所述2根傳輸線裝卸自如，而且在連接該傳輸線時接收所述發(fā)送裝置發(fā)送的差動信號。定時校正部在對所述連接器部收到的差動傳輸信號進行規(guī)定的處理時、從該差動傳輸信號檢測碼元位置的信號電平的檢測定時連續(xù)個數多于規(guī)定個數的碼元出錯的情況下，校正該檢測定時。極性判斷部檢測出所述連接器部收到的差動傳輸信號所包含的極性判斷信號，并根據該極性判斷信號判斷所述連接器部對所述傳輸線的連接關系是正極性還是負極性。信號處理部在判斷為所述連接器部對所述傳輸線的連接關系是正極性時，作為具有正常極性的信號受理所述連接器部收到的差動信號并進行規(guī)定的處理，而在判斷為所述連接器部對所述傳輸線的連接關系是負極性時，作為極性翻轉的信號受理該差動傳輸信號并進行所述規(guī)定的處理。
按照上文所述，根據極性判斷信號，判斷將差動傳輸信號作為極性翻轉的信號處理或保持原樣進行處理。因此，即使因反接連接器部的極性而收到的差動傳輸信號極性翻轉時，也能正確判斷發(fā)生該翻轉，并可靠地校正翻轉的差動傳輸信號。由此，可不拘連接器插入方向和所連接電纜的極性進行正常的數據傳輸。
極性判斷信號由于信號電平恒定，不能判斷檢測定時正確或出錯。即，即使要在檢測出極性判斷信號包含的碼元數據時進行檢測定時的校正，也不能正確進行校正，有可能不能正確檢測出其后接收的信號中包含的碼元。然而，根據上文所述，在連續(xù)個數多于規(guī)定個數的碼元數據出錯時，進行檢測定時校正，因而不對極性判斷信號極性檢測定時校正。因此，能可靠地檢測出差動傳輸信號包含的碼元數據。也就是說，能可靠地建立同步。
上述數據傳輸系統(tǒng)中，所述差動傳輸信號還可包含在所述極性判斷信號之前發(fā)送而且產生使得成為具有規(guī)定周期的信號波形的同步建立用信號。這時，所述定時校正部根據所述連接器部收到的差動傳輸信號所包含的同步建立用信號的信號波形，決定檢測該同步建立用信號之后收到的信號的電平時的所述檢測定時。
上述數據傳輸系統(tǒng)中，所述差動傳輸信號還可包含在所述極性判斷信號之后發(fā)送并產生使得應發(fā)送的數據的碼元位置到達波形的頂點的發(fā)送數據信號。這時，所述定時校正部根據在所述檢測定時從差動傳輸信號檢測出信號電平時的信號檢測位置是否差動傳輸信號的信號波形的頂點，判斷該檢測定時是否出錯。
所述信號處理部可包含常規(guī)處理部和極性翻轉用處理部。常規(guī)處理部在判斷為所述連接器部對所述傳輸線的連接關系是正極性時，對所述連接器部收到的差動傳輸信號執(zhí)行第1處理。極性翻轉用處理部在判斷為所述連接器部對所述傳輸線的連接關系是負極性時，對所述連接器部收到的差動傳輸信號執(zhí)行第2處理。而且，所述常規(guī)處理部和所述極性翻轉用處理部執(zhí)行所述第1和第2處理，使對所述傳輸線上傳輸的同一差動傳輸信號導出相同的處理結果。
按照上文所述，可根據連接器或電纜的極性是否翻轉，使用2種分別進行不同處理的處理部(常規(guī)處理部和極性翻轉用處理部)。差動傳輸信號在按正極性連接連接器時，用常規(guī)處理部極性處理。反之，按負極性連接連接器時，用極性翻轉用處理部處理差動傳輸信號，使極性翻轉的信號能得到與用常規(guī)處理部處理時相同的處理結果。這樣，通過分別使用2個處理部，接收差動傳輸信號翻轉時，也能方便地校正該差動傳輸信號。
所述信號處理部還可包含極性翻轉部和常規(guī)處理部。極性翻轉部在判斷為所述連接器部對所述傳輸線的連接關系是負極性時，使所述連接器部收到的差動傳輸信號極性翻轉。常規(guī)處理部在判斷為所述連接器部對所述傳輸線的連接關系是正極性時，對所述連接器部收到的差動傳輸信號進行所述規(guī)定的處理，并在判斷為所述連接器部對所述傳輸線的連接關系是負極性時，對所述極性翻轉部翻轉極性后的差動傳輸信號進行該規(guī)定的處理。
根據上文所述，僅在連接器的極性翻轉時使收到的差動傳輸信號極性翻轉。又根據極性是否翻轉的判斷結果，對極性翻轉和非翻轉的差動傳輸信號極性規(guī)定的處理。因此，進行譯碼數據變換的電路只要1個就可以，能比上述第3方面縮小電路規(guī)模。
上述數據傳輸系統(tǒng)中，可相對于信號電平，給差動傳輸信號分配1位以上的數據，作為1個碼元。
本方面可作為一種信號處理電路提供，該信號處理電路通過裝卸自如地連接具有極性的2根傳輸線的連接器輸入用該傳輸線傳輸的差動信號，并進行規(guī)定的處理，并具有輸入端子、定時校正部、極性判斷部和信號處理部。輸入端子用于從所述連接器輸入在含有規(guī)定個數的碼元數據的長度上包含信號電平恒定的極性判斷信號的差動傳輸信號。定時校正部在對從所述輸入端子輸入的差動傳輸信號進行規(guī)定的處理時、該差動傳輸信號檢測碼元位置的信號電平的檢測定時連續(xù)個數多于規(guī)定個數的碼元出錯的情況下，校正該檢測定時。極性判斷電路檢測出所述連接器部收到的差動傳輸信號所包含的極性判斷信號，并根據該極性判斷信號判斷所述連接器部對所述傳輸線的連接關系是正極性還是負極性。信號處理部在判斷為所述連接器部對所述傳輸線的連接關系是正極性時，作為具有正常極性的信號受理所述連接器部收到的差動信號并進行規(guī)定的處理，而在判斷為所述連接器部對所述傳輸線的連接關系是負極性時，作為極性翻轉的信號受理該差動傳輸信號并進行所述規(guī)定的處理。
本方面可作為在上述數據傳輸系統(tǒng)中進行數據傳輸的方法提供。
圖1是示出本發(fā)明實施方式1的數據傳輸系統(tǒng)的組成的框圖。
圖2是示出圖1所示設備1的硬件組成梗概的框圖。
圖3是示出圖2所示差動傳輸信號處理部12的詳細組成的框圖。
圖4是說明圖3所示A/D變換器206的輸入輸出關系用的圖。
圖5是說明定時再現部208的詳細運作用的圖。
圖6是示出實施方式1的發(fā)送裝置的處理流程的流程圖。
圖7是示出實施方式1的接收裝置的處理流程的流程圖。
圖8是示出實施方式1的接收裝置的處理流程的流程圖。
圖9是以圖解方式示出圖3所示碼元數據提取部209輸出的數據所示的值的圖。
圖10是以圖解方式示出差動傳輸信號極性翻轉時圖3所示碼元數據提取部209輸出的數據所示的值的圖。
圖11是說明門限值運算方法用的圖。
圖12是示出圖3所示數據判斷部210的詳細組成的框圖。
圖13是示出圖12所示數據判斷部210具有的2個譯碼電路中的變換的對應關系的圖。
圖14是輸出實施方式2的接收裝置的處理流程的流程圖。
圖15是示出實施方式2的數據判斷部210的詳細組成的框圖。
圖16是以調節(jié)方式示出圖15所示極性翻轉電路208中的極性翻轉處理的圖。
具體實施例方式
圖1是示出本發(fā)明實施方式1的數據傳輸系統(tǒng)的組成的框圖。如圖1所示，數據傳輸系統(tǒng)由設備1至5構成環(huán)形網絡。因此，本實施方式中，從一相鄰設備接收數據的設備對另一相鄰的設備發(fā)送數據，從而在網絡上按環(huán)狀不斷發(fā)送數據。這里，進行數據傳輸的各設備之間，用具有極性的扭絞線對電路連接。按照使用差動信號的差動傳輸，進行各設備之間的數據傳輸。其它實施方式中，網絡的結構不限于環(huán)形，只要各設備之間用具有極性的傳輸線進行差動傳輸，哪種形態(tài)都可以。
圖2是示出圖1所示設備1的硬件組成梗概的框圖。圖2示出設備1的組成，但圖1所示的全部設備(設備1至5)都具有圖2所示的組成。圖2中，設備1具有連接器11、差動傳輸信號處理部12、高端層數據處理部13和CPU14。連接器11借助圖中未示出的扭絞線對電纜裝卸自如地連接其它設備，進行差動傳輸信號的收發(fā)。這里，差動傳輸信號是指在設備之間的數據傳輸中收發(fā)的差動信號。差動傳輸信號中除包含應在設備之間傳輸的數據外，還包含判斷連接器的極性用的極性判斷數據。極性判斷數據是用于通過判斷差動傳輸信號的極性判斷連接器的極性的數據。本數據傳輸系統(tǒng)中，用該極性判斷數據可不拘連接器的插入方向進行正常的數據傳輸。后面說明差動傳輸信號的詳細情況。
差動傳輸信號處理部12用后面說明的規(guī)定譯碼處理將通過連接器11接收的差動傳輸信號譯碼。這里，將差動傳輸信號處理部12譯碼的數據稱為譯碼數據。差動傳輸信號處理部12將從高端層數據處理部13輸入的數據作為差動傳輸信號輸出。輸出的差動傳輸信號通過連接器發(fā)送到其它設備。差動傳輸信號處理部12在接通電源時，將極性判斷數據添加到從高端層數據處理部13輸入的數據中，作為差動傳輸信號輸出。高端層數據處理部13進行CPU14中處理的數據與差動傳輸信號處理部12中處理的數據之間的規(guī)定格式變換。
圖3是示出圖2所示差動傳輸信號處理部12的詳細組成的框圖。差動傳輸信號處理部12具有發(fā)送處理部201、D/A變換器202、低通濾波器(LPF)203、驅動器204、接收機205、A/D變換器(圖3中示為“A/D”)206、數字濾波器207、定時再現部208、碼元數據提取部209、數據判斷部210、進行判斷部211和訓練處理部212。
發(fā)送處理部201在接通網絡的電源時，輸出初始化數據(后面說明的同步建立用數據、上述進行判斷數據和后面說明的訓練數據)后，接著輸出從高端層數據處理部13輸入的數據。發(fā)送處理部201輸出的數據由D/A變換器202作D/A變換后，通過LPF203和驅動器204發(fā)送給其它設備。
這里，本實施方式中，使用交替選擇高端4值碼元和低端4值碼元之一的映射，從而進行1碼元2位8值的傳輸。即，D/A變換器202將2位數字數據變換成模擬數據。相對于信號電平，給差動傳輸信號分配2位數據，作為1個碼元。產生差動傳輸信號，使其每一規(guī)定時間間隔T包含碼元數據。
本實施方式中，差動傳輸信號由同步建立用信號、極性判斷信號、訓練信號和傳輸數據信號組成。同步建立用信號是指包含接收裝置識別極性判斷數據，以開始進行連接器極性判斷用的同步建立用數據的信號。訓練信號是用于后面說明的訓練處理的信號。傳輸數據信號是指包含應傳輸的數據的信號。
極性判斷信號具有預定的波形模式，在包含規(guī)定個數的碼元數據的長度上信號電平恒定。本實施方式中，極性判斷信號具有相同的值在3個碼元之間連續(xù)的模式(參考圖9)。
本實施方式中，產生差動傳輸信號，使其對極性判斷信號部分以外而言，碼元的位置處在波形的頂點。即，傳送傳輸信號的波形(除極性判斷信號部分外)為每一規(guī)定時間間隔T具有頂點的波形模式，并且該頂點的位置為碼元位置。圖1所示的各設備對其它設備發(fā)送來的差動傳輸信號讀取該碼元位置的信號電平，將其變換成數字數據，從而能讀取傳輸數據。
圖3中，由接收機205通過連接器11接收其它設備發(fā)送來的差動傳輸信號。接收機205接收的差動傳輸信號由A/D變換器206加以A/D變換。將A/D變換后的差動傳輸信號輸入到數字濾波器207和定時再現部208。這里，A/D變換器206將輸入的模擬數據變換成多位數字數據。本實施方式中，A/D變換器206將輸入的模擬數據變換成10位數字數據。
圖4是說明圖3所示A/D變換器206的輸入輸出關系的圖。圖4中，曲線是輸入到A/D變換器206的模擬數據。A/D變換器206以規(guī)定的取樣間隔t(t充分小于上述規(guī)定的時間間隔T)對模擬數據取樣，將信號電平的幅值變換成10位數字數據。10位數字數據不表示差動傳輸信號包含的數據的內容。本實施方式中，以短于上述規(guī)定時間間隔的間隔t進行取樣并變換成10位數字數據，是為了高精度再現差動傳輸信號的多值碼元。本實施方式將差動傳輸信號的波形變換成10位數字數據，進而將10位數字數據變換成2位數字數據。2位數字數據是表示差動傳輸信號包含的數據的內容的數據。
上文所述那樣由A/D變換器206變換成10位數字數據的差動傳輸信號被輸入到數字濾波器207和定時再現部208。數字濾波器207從輸入的10位數字數據濾除高頻噪聲分量。定時再現部208決定從10位數字數據檢測碼元數據的定時(檢測定時)。檢測定時是指從10位數字數據提取有意義的數據(碼元數據)的定時。檢測定時的時間間隔是差動傳輸信號包含的碼元數據的間隔，即上述規(guī)定的時間間隔T。A/D變換器206中以取樣間隔t進行A/D變換所得的數字數據不表示輸出的數字數據都有意義的碼元數據。因此，由定時再現部208決定從A/D變換器206輸出的數字數據提取碼元數據的定時。
下面詳細說明定時再現部208的運作。圖5是詳細說明定時再現部208的運作用的圖。圖5所示的點表示以時間間隔t從A/D變換器206依次輸入的10位數字數據。定時再現部208按照該時間點決定的檢測定時從由A/D變換器206輸入的數據提取數據。定時再現部208對在該檢測定時提取的數據(數據ta的數據)、緊接在該檢測定時前輸入的數據(時間tb的數據)和緊接在該檢測定時后輸入的數據(時間tc的數據)進行比較。這里，如圖5(a)所示，在該檢測定時提取的數據的值最大(或最小)時，判斷為該檢測定時正確。另一方面，如圖5(b)所示，在該檢測定時提取的數據的值為緊接在該檢測定時前輸入的數據和緊接在該檢測定時后輸入的數據之間的值時，判斷為該檢測定時出錯。每次檢測定時到來都進行以上所示的判斷。
定時再現部208還在對從A/D變換器206輸入的數據而言檢測定時連續(xù)規(guī)定個數的碼元數據出錯時，校正檢測定時。這里，由極性判斷信號中連續(xù)成為同值的碼元個數決定該規(guī)定個數。本實施方式中，極性判斷信號中連續(xù)成為同值的碼元個數為3，因而該規(guī)定個數大于3即可。
據此，讀取極性判斷信號包含的碼元數據時，不判斷為檢測定時連續(xù)規(guī)定個數出錯。這里，如果判斷為出錯，則由于信號電平恒定(因為上述時間ta、tb和tc的信號電平值相同)不能正確進行校正。由于如果判斷為出錯，就不能正確校正檢測定時，有可能不能正確讀取其后的信號。因此，本實施方式中，使極性判斷信號中信號電平恒定的部分的長度短于判斷為校正檢測定時的信號的長度，從而可靠且正確地讀取信號。
定時再現部208校正檢測定時，使檢測定時成為檢測出波形頂點位置的定時。校正的具體方法用哪種方法都可以。例如，如圖5那樣極性檢測時，在正確的檢測定時應檢測出最大值的情況下，可認為時間tb最接近檢測定時。因此，這時，進行校正，使時間tb后經過時間T的時間點為下一檢測定時。
圖3中，碼元提取部209按照定時再現部208決定的碼元定時，從由數字濾波器207輸入的數字數據提取數據。即，定時再現部208在決定的定時給碼元提取部209發(fā)送含義為提取數據的指示。根據此指示，碼元數據提取部209從由數字濾波器207輸入的10為數字數據中提取碼元數據。將提取的碼元數據輸入到數據判斷部210、極性判斷部211和訓練處理部212。
極性判斷部211根據在傳輸數據前發(fā)送的極性判斷數據，判斷連接器的極性，即判斷扭絞線對電纜與連接器的連接關系是正極性還是負極性。將判斷結果輸入到數據判斷部210。訓練處理部212根據在傳輸數據前發(fā)送的訓練數據，決定將差動傳輸信號的信號電平變換成多值(這里為8值)數字數據時的門限值。將決定的門限值輸入到數據判斷部210。數據判斷部210極性規(guī)定的數據判斷處理，即上述規(guī)定的譯碼處理，以便將差動傳輸信號包含的傳輸數據變換成高端層數據處理部13可處理的數據。在極性判斷部211中判斷極性的情況下，數據判斷部210根據極性判斷部211的判斷結果，改變譯碼結果。將譯碼數據(即譯碼后的傳輸數據)輸出到高端層數據處理部13。
下面，說明本數據傳輸系統(tǒng)中接通網絡電源時的運作。下文中，發(fā)送差動傳輸信號的設備為發(fā)送裝置，接收差動傳送信號的設備為接收裝置。這里，本實施方式中，在接通網絡電源時，判斷連接器的極性，根據判斷結果使信號的極性翻轉，從而不拘連接器插入方向地進行正常的數據傳輸。本實施方式的系統(tǒng)構成環(huán)形網絡，因而在插拔連接器和網絡添加新設備時，必然需要關斷網絡電源。如上文所述，本實施方式中，在接通電源時判斷連接器的極性。據此，本數據傳輸系統(tǒng)可對需要進行連接器極性判斷的情況(進行連接器插拔等情況)總進行判斷。
圖6是示出本實施方式的發(fā)送裝置的處理流程的流程圖。圖7和圖8是示出本實施方式的接收裝置的處理流程的流程圖。通過接通網絡電源，起動圖6、圖7和圖8所示各裝置的工作。這里，環(huán)形網絡中，不對組成網絡的全部設備接通電源，就不能進行數據傳輸。因此，本實施方式中，接通網絡電源，意味著對本數據傳輸系統(tǒng)包含的全部設備接通電源?？刂平M成網絡的全部設備接通電源的方法用哪種方法都可以。例如，其方式可為設置控制組成網絡的各設備的電源的設備，利用該設備接通網絡中設備的電源。
接通網絡電源時，發(fā)送裝置發(fā)送含有同步建立用數據的同步建立用信號(步驟S101)。這里，同步建立用數據是指用于接收裝置識別極性判斷數據以起動連接器極性判斷的數據。本實施方式中，同步建立用數據也可用作為起動各設備中進行的初始化處理而發(fā)送的初始化數據。同步建立用數據具有預定的一定模式。具體而言，步驟S101的處理中，發(fā)送裝置的發(fā)送處理部201隨著發(fā)送裝置接通電源產生同步建立用數據。通過D/A變換器202、LPF203和驅動器204，對接收裝置發(fā)送所產生的同步建立用數據。這樣，進行步驟S101的處理。
接著，發(fā)送裝置判斷是否經過規(guī)定的時間(步驟S102)。這里，預先設定該規(guī)定時間，使其等于或長于同步建立用數據發(fā)送目的處的接收裝置完成同步建立所需的時間。步驟S102中，判斷為未經過規(guī)定時間時，發(fā)送裝置重復步驟S101的處理。反之，判斷為經過規(guī)定時間時，發(fā)送裝置在同步建立用信號后，接著發(fā)送含有極性判斷數據的極性判斷信號(步驟S103)。具體而言，發(fā)送裝置的發(fā)送處理部201用與上述同步建立用數據相同的方法發(fā)送具有預定的一定模式的極性判斷數據。極性判斷數據預先決定長度。
將極性判斷信號發(fā)送預定長度的份額后，發(fā)送裝置在極性判斷信號后接著發(fā)送訓練信號(步驟S104)。訓練信號用于設定根據差動傳輸信號的信號電平決定多值(這里為8值)數字數據用的門限值。預先決定訓練信號的模式和長度。訓練信號的發(fā)送方法與上述同步建立用數據相同。
接著發(fā)送裝置在訓練信號后，繼續(xù)發(fā)送含有傳輸數據的傳輸數據信號(步驟S104)。具體而言，發(fā)送裝置的發(fā)送處理部201在發(fā)送訓練信號的一定模式的信號后，把從高端層處理部13輸入的傳輸數據作為插傳輸信號發(fā)送。發(fā)送的方法與上述同步建立用數據相同。發(fā)送裝置的發(fā)送處理部201通過結束應傳輸的傳輸數據的發(fā)送，使圖6所示的處理結束。至此，利用圖6所示的處理，按發(fā)送順序將同步建立用信號、極性判斷用信號、訓練信號和傳輸數據信號組成的差動傳輸信號。
下面，說明圖7所示的接收裝置的處理。首先，作為來自發(fā)送裝置的差動傳輸信號，接收裝置接收同步建立用信號。因此，接通網絡電源時，接收裝置首先接收同步建立用信號(步驟S201)。通過接收機205將同步建立用信號輸入到A/D變換器206。輸入的同步建立用信號由A/D變換器206加以A/D變換后，將A/D變換所得的數字數據輸入到數字濾波器207和定時再現部208。
接著，接收裝置根據步驟S201中輸入的同步建立用信號建立同步(步驟S202)。由定時再現部208進行同步建立處理。即，定時再現部208決定檢測同步建立用信號之后發(fā)送來的信號電平的定時(檢測定時)。通過進行上述檢測定時校正處理將檢測定時校正為正確的定時，從而進行檢測定時的決定。定時選擇部208對碼元數據提取部209指示步驟S202中決定的檢測定時。
接著。接收裝置判斷同步建立處理是否完成(步驟S203)。由定時再現部208進行此處理。設計步驟S203的判斷，使其必須在經過上述步驟S101中的規(guī)定時間之前完成。判斷為同步建立未完成時，接收裝置再次進行步驟S201的處理。
反之，步驟S203的判斷中判斷未同步建立完成時，接收裝置接收步驟S103中發(fā)送裝置發(fā)送來的進行判斷信號(步驟S204)。通過接收裝置的接收機205，將極性判斷信號輸入到A/D變換器206。進而，碼元數據提取部209從A/D變換所得的極性判斷信號的數字數據提取碼元數據。
步驟S204后，接收裝置接著檢測連接器的極性(S205)。由極性判斷部211進行此處理。具體而言，接收裝置的極性判斷部211輸入碼元數據提取部209輸出的極性判斷信號，并根據輸入的極性判斷信號判斷差動傳輸信號(極性判斷信號)的極性是否翻轉。這樣，根據差動傳輸信號的極性是否翻轉，就能判斷連接器的極性是否翻轉。這里，本實施方式中，在極性判斷數據的值為最大差動傳輸信號電平時，即極性判斷數據的值為1024時，判斷為差動傳輸信號的極性沒有翻轉。
下面。詳細說明極性判斷方法。圖9是以圖解方式示出圖3所示碼元數據提取部209輸出的數據的圖。圖9中，縱軸表示作為碼元數據提取部209的輸出值的數字值的大小，橫軸表示輸出時間。碼元數據提取部209的輸出數字值為10位，其大小表示差動傳輸信號的電平。即，碼元數據提取部209的輸出值以1至1024的數值表示差動傳輸信號的電平。圖9所示的折線上的各點的間隔是上述時間間隔T。圖9所示的折線以離散的數值表示差動傳輸信號的波形。
這里，時間t0至t1為輸出上述同步建立用數據的狀態(tài)。即，時間t0至t1中交替輸出輸出值a和b的模式是表示同步建立用數據的模式。預先設定該模式。在時間t0至t1進行步驟S201～S203的處理。
接著時間t1至t2為輸出極性判斷信號包含的極性判斷數據的狀態(tài)。即，時間t1至t2中連續(xù)輸出輸出值1024的模式是極性判斷數據的模式。與同步建立用數據相同，也預先設定極性判斷數據的模式。這里，極性判斷數據為3個碼元之間連續(xù)為相同值的模式。在時間t1至t2極性步驟S204和S205的處理。這樣，本實施方式中，可根據同步建立用數據的模式結束后的差動傳輸信號的振幅電平判斷連接器的極性。
圖10是以圖解方式示出差動傳輸信號翻轉時圖3所示碼元數據提取部209輸出數據表示的值的圖。圖10示出在接收與圖9所示情況相同的數據時、與圖9所示情況相反地連接連接器的方向的情況下，碼元數據提取部209的輸出值。這樣在連接器為負極性的情況下，與連接器為正極性時相比，接收裝置接收的差動傳輸信號為翻轉的信號。即，接收裝置接收的差動傳輸信號具有極性該極性根據連接器的極性產生變化。如圖10所示，連接器的方向顛倒時，作為極性判斷數據讀取的值為1。因此，這時，判斷為差動傳輸信號的極性翻轉。這樣，就可根據極性判斷數據的值判斷差動傳輸信號的極性是否翻轉。據此，極性判斷部211根據極性判斷數據的值判斷差動傳輸信號的極性是否翻轉，即判斷是否顛倒連接連接器的方向。極性判斷部211還將表示極性是否翻轉的信號極性標記輸出到數據判斷部210。
返回圖7的說明，在步驟S205后，接收裝置接著接收步驟S104中發(fā)送裝置發(fā)送來的訓練信號(S206)。接收機205至碼元數據提取部209所進行的對訓練信號的處理與極性判斷信號相同。接著，接收裝置用步驟S206中接收的訓練信號進行訓練處理(步驟S207)。由訓練處理部212進行此處理。下面詳細說明訓練處理。
圖9中，時間t2至t3為輸出訓練信號的狀態(tài)。訓練信號具有預先決定的模式。決定此模式，使8值的數據的值按預定的順序得以保存全部的值(8值)。步驟S207中，訓練處理部212存儲從碼元提取部209輸入的10位數字數據值，使其與已存儲的8值的數據值對應。
返回圖7的說明，步驟S207后，訓練處理部212接著判斷訓練是否結束。由于預先決定訓練信號的長度，進行步驟S207的處理的次數也預先決定。進行了預定次數的步驟S207的處理時，訓練處理部212判斷為訓練結束。判斷為訓練未結束時，進行步驟S207的處理。
反之，判斷為訓練結束時，訓練處理部212運算門限值(步驟S209)。門限值是用于將差動傳輸信號的信號電平變換成8值數字數據的門限值。
圖11是說明一例門限值運算方法用的圖。圖11中，信號電平可取的范圍(1～1024)根據信號電平的大小劃分成電平A至電平H的8個電平。電平A～D分別對應于8值數字值能取的4種值(“00”、“01”、“10”和“11”)。同樣，電平E～H分別對應于4值數字值能取的值(“00”、“01”、“10”和“11”)。步驟S207中，根據從碼元數據提取部209輸入的10位數字數據的值和預先存儲的8值的數字值設定門限值。具體而言，設定區(qū)分電平A和電平B的第1門限值如下。即，訓練處理部212將作為表示電平A的值輸入的10位數字數據中的最小值和作為表示電平B的值輸入的10位數字時間中的最大值的平均值(中值)作為第1門限值。區(qū)分其它電平的第2～第7門限值也與上述第1門限值同樣地設定。將以上那樣設定的第1～第7門限值輸入到數據判斷部210。
圖8中，在步驟S209后，接收裝置接著接收傳輸數據信號(步驟S210)。圖9中，時間t3以后為輸出傳輸時間信號的狀態(tài)。數據判斷部210將時間t3以后的數據譯碼。接收機205至碼元數據提取部209所進行的對傳輸數據信號的處理與極性判斷信號相同。
接著，接收裝置判斷差動傳輸信號(傳輸數據信號)的極性是否翻轉(步驟S211)。由數據判斷部210進行此處理。具體而言，數據判斷部210根據從極性判斷部211輸入的信號極性標記判斷差動傳輸信號的極性是否翻轉。步驟S211中判斷為差動傳輸信號的極性翻轉時，接收裝置進行極性翻轉用的譯碼(步驟S212)。反之，判斷為差動傳輸信號沒有翻轉時，接收裝置信號成功譯碼(步驟S213)。這里，由接收裝置的數據判斷部210進行步驟S212和步驟S213的處理。下面詳細說明數據判斷部210的運作。
圖12是示出圖3所示數據判斷部210的詳細組成的框圖。圖12中，數據判斷部210具有選擇電路2101、常規(guī)譯碼電路2102和極性翻轉用譯碼電路2103。步驟S206中，選擇電路2101按照從極性判斷部211輸入的信號極性標記的內容選擇對常規(guī)譯碼電路2102和極性翻轉以譯碼電路2103的哪一方輸出A/D變換器206的輸出信號。收到表示差動傳輸信號的極性翻轉的信號極性標記的選擇電路2101對極性翻轉用譯碼電路2103輸出A/D變換器的輸出信號。步驟S207中，極性翻轉用譯碼電路2103接收A/D變換器206的輸出信號，對作為收到的輸出信號的傳輸信號極性譯碼。反之，收到表示差動傳輸信號的極性沒有翻轉的信號極性標記的選擇電路2101對常規(guī)譯碼電路2102輸出A/D變換器206的輸出信號。步驟S208中，常規(guī)譯碼電路2102接收A/D變換器206的輸出信號，對作為收到的輸出信號的傳輸數據極性譯碼。
圖13是輸出圖12所示數據判斷部210具有的譯碼電路中的變換的對應關系的圖。圖13(a)是示出常規(guī)譯碼電路2102中的對應關系的表，圖13(b)是示出極性翻轉用譯碼電路2103中的對應關系的表。這里，本實施方式中，各譯碼電路將A/D變換器206輸出的10位數字數據變換成2位數字數據。因此，圖13所示的各變換表中，將A/D變換器206輸出的10位的數字值(表示差動傳輸信號的電平的值)劃分成8個電平，并使其分別對應于作為譯碼數據的2位數值。圖13所示的8個電平的門限值是上述第1～第7門限值。這里，編制圖13所示的2個變換表，使應變換的譯碼數據所對應的10位數字值在2個變換表中成為翻轉極性的值。即，設計常規(guī)譯碼電路2102和極性翻轉用譯碼電路2103，使輸出的譯碼數據所對應的差動傳輸信號的極性相互翻轉。通過以上那樣設計2個譯碼電路，能使信號極性沒有翻轉時用常規(guī)譯碼電路譯碼的譯碼數據和信號極性翻轉時用極性翻轉用譯碼器譯碼的譯碼數據相同。
上面說明的步驟S212或S213的處理結束時，接收裝置使處理結束。將步驟S212或S213中譯碼的譯碼數據通過高端層數據處理部13送到CPU14。
上述實施方式1中，預先設定所述同步建立用數據，使添加該同步建立用數據的差動傳輸信號包含的波形模式不管連接器的極性是正極性還是負極性都成為相同的波形。即，如圖9所示，同步建立用數據包含交替輸出a和b作為輸出值的模式。此模式在將連接器連接成正極性時和連接成負極性時，模式相同。因此，接收裝置根據該模式檢測同步建立用數據，就能可靠地檢測同步建立用數據。
下面，說明實施方式2。實施方式1與實施方式2的不同點是數據判斷部210的組成和數據判斷部210中進行的譯碼處理。因此，下面僅說明不同點，省略說明與實施方式相同的處理。
圖14是示出實施方式2的接收裝置的處理流程的流程圖。其中，本實施方式與實施方式1的不同點是步驟S301和S302的處理。因此，省略說明步驟S201至S211的處理。步驟S211中判斷為差動傳輸信號的極性翻轉時，接收裝置使差動傳輸信號的極性翻轉(步驟S301)后，進行步驟S302的處理。反之，判斷為差動傳輸信號的極性沒有翻轉時，接收裝置不進行步驟S301的處理，進行步驟S302的處理。下面詳細說明數據判斷部210的運作。
圖15是示出實施方式2的數據判斷部210的詳細組成的框圖。圖15中，數據判斷部210具有選擇電路2104、極性翻轉電路2105和常規(guī)譯碼電路2086。步驟S211中，選擇電路2104按照從極性判斷部211輸入的信號極性標記的內容，選擇對極性翻轉電路2105和常規(guī)譯碼電路2086的哪一方輸出A/D變換器206的輸出信號。收到表示差動傳輸信號極性翻轉的信號極性標記的選擇電路2104對極性翻轉電路2105輸出A/D變換器206的輸出信號。極性翻轉電路2105將表示輸入的傳輸數據的差動傳輸信號的極性翻轉(步驟S301)。
圖16是以圖解方式示出圖15所示極性翻轉電路2105的極性翻轉處理的圖。極性翻轉電路2105變換輸入值，以達到對作為輸入值能取的值(1至1024)的中央值(512)成為線對稱。例如，如圖16所示，極性變換電路2105中來自A/D變換器的輸入值為700(點D)時，極性翻轉電路2105將輸入值變換成324(點D’)后，輸出到常規(guī)譯碼電路2086。利用上述變換處理，極性翻轉電路2105可將差動傳輸信號的極性翻轉。
另一方面，收到表示差動傳輸信號沒有翻轉的信號極性標記的選擇電路2104對常規(guī)譯碼電路2086輸出A/D變換器206的輸出信號、常規(guī)譯碼電路2086接收A/D變換器206或極性翻轉電路2105的輸出，對收到的傳輸數據進行譯碼(步驟S302)。常規(guī)譯碼電路2086進行與實施方式1中的常規(guī)譯碼電路2102相同的處理。由此，將A/D變換器296中產生的10位數字數據變換成2位數字數據(譯碼數據)。
上面說明的步驟S302的處理結束時，接收裝置使處理結束。將步驟S302中譯碼的譯碼數據通過高端層數據處理部13送到CPU14。
綜上所述，上述實施方式1和實施方式2中，用極性判斷數據判斷連接器的極性，根據判斷結果進行差動傳輸信號的極性的翻轉或非翻轉，從而能不拘連接器的極性進行正確的數據傳輸。
上述實施方式1和實施方式2中，將在接收裝置對收到的差動傳輸信號進行譯碼處理的情況作為例子作了說明。這里，其它實施方式中，不限于上文說明的。也可以是對差動傳輸信號進行的處理根據判斷連接器11對扭絞線對電纜的連接關系為正極性的情況和判斷為負極性的情況，改變將連接器11收到的差動傳輸信號作為具有正常極性的信號處理或作為極性翻轉的信號處理。上述實施方式1和實施方式2中，在接通電源時，用極性判斷信號判斷連接器的極性。因此，在電源接通時判斷連接器極性之際，需要預先存儲判斷結果。上述實施方式中雖然沒有在圖中示出，但本數據傳輸系統(tǒng)具有接通電源時預先存儲判斷的連接器極性的存儲部。其它實施方式中，也可做成傳輸數據前，總預先添加極性判斷數據，并且每次發(fā)送傳輸數據判斷連接器的極性。還可以總添加極性判斷數據，而接收裝置僅在需要時判斷連接器的極性。例如，可在接收裝置具有檢測連接器插拔的功能時，每次檢測出連接器插拔都判斷連接器的極性。
上述第1和第2實施方式是將差動傳輸信號加以A/D變換后進行翻轉的方式。這里，其它實施方式中，也可在將差動傳輸信號加以A/D變換前，用模擬電路對其進行翻轉。
除上述實施方式1和實施方式2外，還可在產生譯碼數據后，使極性翻轉。具體而言，可準備變換作為譯碼數據產生的2位數字數據的變換電路，并由該變換電路根據信號極性標記變換數字值。這時，設計該變換電路，將譯碼數據變換成在差動傳輸信號極性翻轉時產生的譯碼數據。
上述實施方式1和實施方式2中，包含交替輸出a和b作為輸出值的模式，由此，接收裝置能可靠地檢測同步建立用數據。對此，其它實施方式中，同步建立用數據只要具有預定的模式，哪種數據都可以。這時，接收裝置最好預先存儲預定的模式和含有該模式的差動傳輸信號的極性翻轉時的模式。然后，接收裝置檢測相當于預先存儲的2種模式中的任一種模式的差動傳輸信號，并開始進行極性判斷。利用以上的方法，接收裝置也能可靠地檢測同步建立用數據。
上述實施方式1和實施方式2中，讀取AC各碼元的信號電平值，將該值變換成2位數字值。這里，變換成2位數字值的方法不限于上文說明的，例如，也可讀取碼元與其前面的碼元的差，并將該差變換成2位數字值。這時，數據判斷部用所輸入信號電平的值(上述實施方式中對應于10位數字數據)與在其前面的定時上輸入的信號電平的值之差的值進行數據判斷(變換到2位數字數據)。
工業(yè)上的實用性如上文所述，可將不拘連接器插入方向地進行正常傳輸作為目的，利用本發(fā)明的數據傳輸系統(tǒng)。
權利要求
1.一種數據傳輸系統(tǒng)，通過用具有極性的2根傳輸線傳輸差動信號，在發(fā)送裝置與接收裝置之間傳輸數據，其特征在于，所述發(fā)送裝置產生在含規(guī)定個數碼元數據的長度上包含信號電平恒定的極性判斷信號的差動傳輸信號，并且在所述傳輸線上發(fā)送；所述接收裝置具有對所述2根傳輸線裝卸自如而且在連接該傳輸線時、接收所述發(fā)送裝置發(fā)送的差動信號的連接器部，在對所述連接器部收到的差動傳輸信號進行規(guī)定的處理時、從該差動傳輸信號檢測碼元位置的信號電平的檢測定時連續(xù)個數多于規(guī)定個數的碼元出錯的情況下、校正該檢測定時的定時校正部，檢測出所述連接器部收到的差動傳輸信號所包含的極性判斷信號、并根據該極性判斷信號判斷所述連接器部對所述傳輸線的連接關系是正極性還是負極性的極性判斷部，以及信號處理部，該信號處理部在判斷為所述連接器部對所述傳輸線的連接關系是正極性時、作為具有正常極性的信號受理所述連接器部收到的差動信號并進行規(guī)定的處理，而在判斷為所述連接器部對所述傳輸線的連接關系是負極性時、作為極性翻轉的信號受理該差動傳輸信號并進行所述規(guī)定的處理。
2.如權利要求1所述的數據傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述差動傳輸信號還包含在所述極性判斷信號之前發(fā)送而且產生使得成為具有規(guī)定周期的信號波形的同步建立用信號；所述定時校正部根據所述連接器部收到的差動傳輸信號所包含的同步建立用信號的信號波形，決定檢測該同步建立用信號之后收到的信號的電平時的所述檢測定時。
3.如權利要求1所述的數據傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述差動傳輸信號還包含在所述極性判斷信號之后發(fā)送并產生使得應發(fā)送的數據的碼元位置到達波形的頂點的發(fā)送數據信號；所述定時校正部根據在所述檢測定時從差動傳輸信號檢測出信號電平時的信號檢測位置是否差動傳輸信號的信號波形的頂點，判斷該檢測定時是否出錯。
4.如權利要求1所述的數據傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述信號處理部包含在判斷為所述連接器部對所述傳輸線的連接關系是正極性時對所述連接器部收到的差動傳輸信號執(zhí)行第1處理的常規(guī)處理部、以及在判斷為所述連接器部對所述傳輸線的連接關系是負極性時對所述連接器部收到的差動傳輸信號執(zhí)行第2處理的極性翻轉用處理部；所述常規(guī)處理部和所述極性翻轉用處理部執(zhí)行所述第1和第2處理，使對所述傳輸線上傳輸的同一差動傳輸信號導出相同的處理結果。
5.如權利要求1所述的數據傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述信號處理部包含在判斷為所述連接器部對所述傳輸線的連接關系是負極性時、使所述連接器部收到的差動傳輸信號極性翻轉的極性翻轉部，以及在判斷為所述連接器部對所述傳輸線的連接關系是正極性時、對所述連接器部收到的差動傳輸信號進行所述規(guī)定的處理并在判斷為所述連接器部對所述傳輸線的連接關系是負極性時、對所述極性翻轉部翻轉極性后的差動傳輸信號進行該規(guī)定的處理的常規(guī)處理部。
6.如權利要求1所述的數據傳輸系統(tǒng)，其特征在于，相對于信號電平，給所述差動傳輸信號分配1位以上的數據，作為1個碼元。
7.一種信號處理電路，通過裝卸自如地連接具有極性的2根傳輸線的連接器輸入用該傳輸線傳輸的差動信號，并進行規(guī)定的處理，其特征在于，具有從所述連接器輸入在含規(guī)定個數的碼元數據的長度上包含信號電平恒定的極性判斷信號的差動傳輸信號用的輸入端子，在對從所述輸入端子輸入的差動傳輸信號進行規(guī)定的處理時、從該差動傳輸信號檢測碼元位置的信號電平的檢測定時連續(xù)個數多于規(guī)定個數的碼元出錯的情況下、校正該檢測定時的定時校正部，檢測出所述連接器部收到的差動傳輸信號所包含的極性判斷信號并根據該極性判斷信號判斷所述連接器部對所述傳輸線的連接關系是正極性還是負極性的極性判斷部，以及信號處理部，該信號處理部在判斷為所述連接器部對所述傳輸線的連接關系是正極性時、作為具有正常極性的信號受理所述連接器部收到的差動信號并進行規(guī)定的處理，而在判斷為所述連接器部對所述傳輸線的連接關系是負極性時、作為極性翻轉的信號受理該差動傳輸信號并進行所述規(guī)定的處理。
8.如權利要求7所述的信號處理電路，其特征在于，所述差動傳輸信號還包含在所述極性判斷信號之前發(fā)送而且產生使得成為具有規(guī)定周期的信號波形的同步建立用信號；所述定時校正部根據所述連接器部收到的差動傳輸信號所包含的同步建立用信號的信號波形，決定檢測該同步建立用信號之后收到的信號的電平時的所述檢測定時。
9.如權利要求7所述的信號處理電路，其特征在于，所述差動傳輸信號還包含在所述極性判斷信號之后發(fā)送并產生使得應發(fā)送的數據的碼元位置到達波形的頂點的發(fā)送數據信號；所述定時校正部根據在所述檢測定時從差動傳輸信號檢測出信號電平時的信號檢測位置是否差動傳輸信號的信號波形的頂點，判斷該檢測定時是否出錯。
10.如權利要求7所述的信號處理電路，其特征在于，所述信號處理部包含在判斷為所述連接器部對所述傳輸線的連接關系是正極性時、對所述連接器部收到的差動傳輸信號執(zhí)行第1處理的常規(guī)處理部，以及在判斷為所述連接器部對所述傳輸線的連接關系是負極性時、對所述連接器部收到的差動傳輸信號執(zhí)行第2處理的極性翻轉用處理部；所述常規(guī)處理部和所述極性翻轉用處理部執(zhí)行所述第1和第2處理，使對所述傳輸線上傳輸的同一差動傳輸信號導出相同的處理結果。
11.如權利要求7所述的信號處理電路，其特征在于，所述信號處理部包含在判斷為所述連接器部對所述傳輸線的連接關系是負極性時、使所述連接器部收到的差動傳輸信號極性翻轉的極性翻轉部，以及在判斷為所述連接器部對所述傳輸線的連接關系是正極性時、對所述連接器部收到的差動傳輸信號進行所述規(guī)定的處理，并在判斷為所述連接器部對所述傳輸線的連接關系是負極性時、對所述極性翻轉部翻轉極性后的差動傳輸信號進行該規(guī)定的處理的常規(guī)處理部。
12.如權利要求7所述的信號處理電路，其特征在于，相對于信號電平，給所述差動傳輸信號分配1位以上的數據，作為1個碼元。
13.一種數據傳輸方法，通過用具有極性的2根傳輸線傳輸差動信號，在發(fā)送裝置與接收裝置之間傳輸數據，其特征在于，所述發(fā)送裝置中，產生在含規(guī)定個數碼元數據的長度上包含信號電平恒定的極性判斷信號的差動傳輸信號，并且在所述傳輸線上發(fā)送；所述接收裝置中，通過對所述2根傳輸線裝卸自如的連接器接收所述發(fā)送裝置發(fā)送的差動信號，在對通過所述連接器部收到的差動傳輸信號進行規(guī)定的處理時從該差動傳輸信號檢測碼元位置的信號電平的檢測定時連續(xù)個數多于規(guī)定個數的碼元出錯的情況下校正該檢測定時，檢測出通過所述連接器部收到的差動傳輸信號所包含的極性判斷信號并根據該極性判斷信號判斷所述連接器部對所述傳輸線的連接關系是正極性還是負極性，在判斷為所述連接器部對所述傳輸線的連接關系是正極性時，作為具有正常極性的信號受理通過所述連接器部收到的差動信號并進行規(guī)定的處理，而在判斷為所述連接器部對所述傳輸線的連接關系是負極性時，作為極性翻轉的信號受理該差動傳輸信號并進行所述規(guī)定的處理。
全文摘要
提供一種可不拘連接器插入方向進行正常傳輸的數據傳輸系統(tǒng)。發(fā)送裝置對接收裝置發(fā)送含有判斷連接器極性用的極性判斷數據的差動傳輸信號。接收裝置根據發(fā)送裝置發(fā)送的極性判斷數據，判斷連接器的極性是否翻轉。接收裝置在判斷為極性未翻轉時，從差動傳輸信號讀取數據。在判斷為極性翻轉時，使該差動傳輸信號的極性翻轉，并讀取數據。
文檔編號H04L7/04GK1596529SQ03801598
公開日2005年3月16日 申請日期2003年5月30日 優(yōu)先權日2002年5月31日
發(fā)明者高平豐, 水口裕二, 勝田升, 安井伸彥, 堺貴久, 河田浩嗣, 梅井俊智 申請人:松下電器產業(yè)株式會社