特開 2024-24270 送受信装置および双方向通信システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024024270

(43)【公開日】2024-02-22

(54)【発明の名称】送受信装置および双方向通信システム

(51)【国際特許分類】

   H04L 5/14 20060101AFI20240215BHJP

   H04B 3/06 20060101ALI20240215BHJP

   H04L 5/06 20060101ALI20240215BHJP

【ＦＩ】

H04L5/14

H04B3/06

H04L5/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022126992

(22)【出願日】2022-08-09

(71)【出願人】

【識別番号】399011195

【氏名又は名称】ザインエレクトロニクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100110582

【弁理士】

【氏名又は名称】柴田 昌聰

(72)【発明者】

【氏名】鶴原 秋平

(72)【発明者】

【氏名】久保 俊一

【テーマコード（参考）】

5K046

【Ｆターム（参考）】

5K046PP08

(57)【要約】

【課題】周波数分割方式を採用した双方向通信において第１信号および第２信号それぞれのデータレート等を容易に設定することができる送受信装置および双方向通信システムを提供する。
【解決手段】双方向通信システム１は、伝送路３０を介して双方向通信を行う送受信装置１０および送受信装置２０を備える。送受信装置２０は、ドライバ２１、フィルタ２２、レシーバ２３および制御部２４を備える。レシーバ２３は、フィルタ２２を通過して出力されたトレーニングパターンに対して周波数ロックを行ってクロックをリカバリし、そのリカバリクロックを制御部２４へ出力する。制御部２４は、レシーバ２３から出力されたリカバリクロックを入力し、このリカバリクロックの周波数情報に基づいて、フィルタ２２のカットオフ周波数を制御するとともに、ドライバ２１の動作を制御する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

伝送路を介した相手方送受信装置との間の双方向通信により、前記相手方送受信装置から送出されて入出力端に到達した第１信号を受信し、前記第１信号のデータレートより低いデータレートを有する第２信号を前記入出力端から前記相手方送受信装置へ送出する送受信装置であって、
前記入出力端と接続され、前記第１信号および前記第２信号のうち前記第１信号を選択的に通過させて出力し、前記第２信号を選択的に減衰させるフィルタと、
前記フィルタを通過して出力された前記第１信号を入力し、この第１信号に基づいてデータおよびクロックをリカバリして出力するレシーバと、
前記第２信号を前記入出力端から前記相手方送受信装置へ送出するドライバと、
前記レシーバによりリカバリされて出力されたクロックの周波数に基づいて、前記フィルタのカットオフ周波数、および、前記ドライバが出力する前記第２信号のデータレートを制御する制御部と、
を備える送受信装置。

【請求項2】

前記レシーバは、前記相手方送受信装置からの前記第１信号の受信開始前に、前記相手方送受信装置からトレーニングパターンを受信し、このトレーニングパターンに対して周波数ロックを行って、前記第１信号のデータレートに一致した周波数を有するリカバリクロックを出力する、
請求項１に記載の送受信装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記リカバリクロックの周波数が低いほど前記フィルタのカットオフ周波数を低く制御し、前記リカバリクロックの周波数が高いほど前記フィルタのカットオフ周波数を高く制御する、
請求項２に記載の送受信装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記リカバリクロックの周波数が低いほど前記第２信号のデータレートを低く制御し、前記リカバリクロックの周波数が高いほど前記第２信号のデータレートを高く制御する、
請求項２に記載の送受信装置。

【請求項5】

前記制御部は、前記リカバリクロックの周波数が低いほど前記第２信号の波形のスルーレートを低く制御し、前記リカバリクロックの周波数が高いほど前記第２信号の波形のスルーレートを高く制御する、
請求項２に記載の送受信装置。

【請求項6】

前記ドライバは、前記レシーバが前記トレーニングパターンに対する周波数ロックを終了した旨を前記相手方送受信装置へ通知する、
請求項２に記載の送受信装置。

【請求項7】

前記レシーバは、周波数ロックを終了した旨を前記ドライバが前記相手方送受信装置へ通知した後に、前記相手方送受信装置からの前記第１信号の受信を開始する、
請求項６に記載の送受信装置。

【請求項8】

前記フィルタは、ハイパスフィルタまたはバンドパスフィルタを含む、
請求項１に記載の送受信装置。

【請求項9】

請求項１～８の何れか１項に記載の送受信装置と、この送受信装置との間で伝送路を介して双方向通信を行う相手方送受信装置と、を備える双方向通信システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、送受信装置および双方向通信システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

第１送受信装置と第２送受信装置との間の双方向通信の方式として、空間分割方式、時間分割方式、コモン変調方式、エコーキャンセル方式および周波数分割方式が知られている。以下では、第１送受信装置から第２送受信装置へ伝送される信号を「第１信号」といい、第２送受信装置から第１送受信装置へ伝送される信号を「第２信号」という。

【0003】

空間分割方式では、第１信号を伝送するための伝送路と、第２信号を伝送するための伝送路とが、別個に設けられる。この方式では、全二重通信が可能であるものの、伝送路やコネクタが多く、重量やコストの増大の問題がある。

【0004】

時間分割方式では、第１信号を伝送するための伝送路と、第２信号を伝送するための伝送路とが、共通に設けられる。第１信号を伝送する期間においては第２信号の伝送を停止する。逆に、第２信号を伝送する期間においては第１信号の伝送を停止する。この方式では、一方の信号の伝送期間においては他方の信号の伝送が不可能であるので、レイテンシが長くなるという問題がある。

【0005】

コモン変調方式（特許文献１）では、第１信号を伝送するための伝送路と、第２信号を伝送するための伝送路とが、共通に設けられる。特許文献１に記載の伝送路は２対の線路であり、第１信号は差動信号として伝送され、第２信号はコモンモードを使って伝送される。差動信号とは、２対の線路に対して信号が互いに反転している信号であり、例えば一方が０.５Ｖであれば他方は－０.５Ｖである。コモンモードは、２対の信号が互いに同一である信号であり、例えば一方が０.５Ｖであれば他方も０.５Ｖである。この方式では、差動信号は、互いの信号が反転しているため、伝送線路に流れる電流は２対で反転する関係であり、電流が流れることで発生する磁界はキャンセルされる。一方、コモンモードは、同相で電流が流れるため、電流が流れることで発生する磁界はキャンセルすることができず、ＥＭＩ（Electro Magnetic Interference）放射の問題がある。

【0006】

エコーキャンセル方式（特許文献２）では、第２送受信装置において第１信号を受信すべきレシーバにおいて第２信号をエコーキャンセルすることで、全二重通信を可能とする。第１送受信装置においても同様である。この方式では、第２信号のデータレートが高くなると、伝送路の負荷等の使用環境に起因して、必要なキャンセル特性が変化するので、完全なキャンセルは困難である。完全にキャンセルしようとすると、ＡＤ変換器およびＤＳＰベースの高度なデジタル処理が必要になるので、回路面積が大きくなり、消費電力も大きくなる。使用環境の影響を受けない程度に第２信号のデータレートを低く抑えたとしても、第１信号を受信すべきレシーバの前段に、電気的隔離用の高速バッファを追加するとともに、重畳信号とキャンセル信号とを加算する高速バッファを追加することが必要となり、消費電力が大きくなる。

【0007】

周波数分割方式（特許文献３）では、第１信号を伝送するための伝送路と、第２信号を伝送するための伝送路とが、共通に設けられる。第１信号および第２信号それぞれの周波数帯域は互いに異なり、第１，２受信機それぞれの前段に信号選択の為のフィルタが設けられる。第１，２受信機それぞれのフィルタの遮断周波数は互いに異なる。このフィルタにより、第２送受信装置において第１信号を受信すべきレシーバには、第２信号が入力されないようにする。第１送受信装置においても同様である。

【0008】

重量、コスト、レイテンシ、ＥＭＩおよび消費電力の観点で、上記の五つの方式を比較すると、周波数分割方式が最も好適である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開平１０－１４５４３６号公報

【特許文献2】特許第５６３８０９５号公報

【特許文献3】米国特許第７１７７２８８号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

本発明者らは、第１送受信装置と第２送受信装置との間の双方向通信の方式として周波数分割方式を採用した場合、次のような問題点があることを見出した。

【0011】

ここで一例として、ホスト装置とペリフェラル装置との間で双方向通信を行うシステムを考える。ホスト装置側に第１送受信装置が設けられ、ペリフェラル装置側に第２送受信装置が設けられるとする。ホスト装置は、コンピュータを含み、様々な点で処理能力が優れている。これに対して、ペリフェラル装置は、タッチパネル式のディスプレイを主たる構成要素として含むものとする。ペリフェラル装置は、ホスト装置から送られて来た第１信号に基づいて映像をディスプレイに表示し、タッチパネルに対する人の指による操作により入力された情報を第２信号としてホスト装置へ送る。このようなシステムの具体例として、車載ディスプレイのシステムや、ゲーム機などのアミューズメント機器のシステム、等が挙げられる。

【0012】

このような場合、一般には、情報量が多い映像情報を伝送するための第１信号のデータレートは高いのに対して、情報量が少ないタッチパネル操作情報を伝送するための第２信号のデータレートは低い。

【0013】

上記のようなシステムにおいて、ペリフェラル装置側のディスプレイの規格は様々であり、また、アプリケーションによって要求される仕様も様々である。

【0014】

例えば、ペリフェラル装置側のディスプレイは、解像度がＨＤ（High Definition）からＦＨＤ（Full High Definition）へ移行しつつあり、更に高解像度化が進んでいくことが予想される。また、ペリフェラル装置側のディスプレイの高解像度化に応じて、ホスト装置からペリフェラル装置へ送られる第１信号のデータレートは高速化が求められる。一方で、アプリケーションによっては、第１信号のデータレートを必要最小限にすることで、伝送路として安価なケーブルを用いて長距離伝送を行いたいという要求や、可能な限り消費電力を低減したいという要求もある。ここで、伝送路とは、２対の差動信号を伝送する線路、または、１対のシングル信号を伝送する線路である。

【0015】

また、ペリフェラル装置側におけるタッチパネルに対する操作は、一本の指による単なるタッチ操作だけでなく、複数本の指による同時操作も可能となってきており、ペリフェラル装置からホスト装置へ送られる第２信号の情報量も増加しつつある。ペリフェラル装置側におけるタッチパネルの操作者にとっては、操作により入力した情報が迅速にホスト装置に送られ、さらに、その操作情報に応じた映像が迅速にディスプレイに表示されることが要求される。したがって、ペリフェラル装置からホスト装置へ送られる第２信号のデータレートも可能な限り高速化が求められる。

【0016】

しかしながら、従来の周波数分割方式を採用した双方向通信システムでは、アプリケーションに応じて第１信号および第２信号それぞれのデータレート等を柔軟に設定することが困難である。特に、ペリフェラル装置は機能が限定されている場合が多く、ペリフェラル装置側の送受信装置が所望の第１信号および第２信号それぞれのデータレートに応じた動作をするよう設定することが困難である。

【0017】

本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、周波数分割方式を採用した双方向通信において第１信号および第２信号それぞれのデータレート等を容易に設定することができる送受信装置および双方向通信システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0018】

本発明の送受信装置は、伝送路を介した相手方送受信装置との間の双方向通信により、相手方送受信装置から送出されて入出力端に到達した第１信号を受信し、第１信号のデータレートより低いデータレートを有する第２信号を入出力端から相手方送受信装置へ送出する送受信装置である。

【0019】

本発明の送受信装置の第１態様は、(1) 入出力端と接続され、第１信号および第２信号のうち第１信号を選択的に通過させて出力し、第２信号を選択的に減衰させるフィルタと、(2) フィルタを通過して出力された第１信号を入力し、この第１信号に基づいてデータおよびクロックをリカバリして出力するレシーバと、(3) 第２信号を入出力端から相手方送受信装置へ送出するドライバと、(4) レシーバによりリカバリされて出力されたクロックの周波数に基づいて、フィルタのカットオフ周波数、および、ドライバが出力する第２信号のデータレートを制御する制御部と、を備える。

【0020】

本発明の送受信装置は、次のような態様としてもよい。
第２態様では、第１態様に加えて、レシーバは、相手方送受信装置からの第１信号の受信開始前に、相手方送受信装置からトレーニングパターンを受信し、このトレーニングパターンに対して周波数ロックを行って、第１信号のデータレートに一致した周波数を有するリカバリクロックを出力する。

【0021】

第３態様では、第２態様に加えて、制御部は、リカバリクロックの周波数が低いほどフィルタのカットオフ周波数を低く制御し、リカバリクロックの周波数が高いほどフィルタのカットオフ周波数を高く制御する。

【0022】

第４態様では、第２態様または第３態様に加えて、制御部は、リカバリクロックの周波数が低いほど第２信号のデータレートを低く制御し、リカバリクロックの周波数が高いほど第２信号のデータレートを高く制御する。

【0023】

第５態様では、第２～第４の態様の何れかに加えて、制御部は、リカバリクロックの周波数が低いほど第２信号の波形のスルーレートを低く制御し、リカバリクロックの周波数が高いほど第２信号の波形のスルーレートを高く制御する。

【0024】

第６態様では、第２～第５の態様の何れかに加えて、ドライバは、レシーバがトレーニングパターンに対する周波数ロックを終了した旨を、第２信号を用いて相手方送受信装置へ通知する。

【0025】

第７態様では、第６態様に加えて、レシーバは、周波数ロックを終了した旨をドライバが相手方送受信装置へ通知した後に、相手方送受信装置からの第１信号の受信を開始する。

【0026】

第８態様では、第１～第７の態様の何れかに加えて、フィルタは、ハイパスフィルタまたはバンドパスフィルタを含む。

【0027】

本発明の双方向通信システムは、上記の本発明の送受信装置と、この送受信装置との間で伝送路を介して双方向通信を行う相手方送受信装置と、を備える。

【発明の効果】

【0028】

本発明によれば、周波数分割方式を採用した双方向通信システムにおいて、第１信号および第２信号それぞれのデータレート等を容易に設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】図１は、双方向通信システム１Ａの構成を示す図である。

【図2】図２（ａ），（ｂ）は、第１信号および第２信号それぞれの周波数帯域ならびにフィルタ２２の周波数特性を模式的に示す図である。

【図3】図３（ａ），（ｂ）は、第２信号の波形および周波数帯域を模式的に示す図である。

【図4】図４は、双方向通信システム１の構成を示す図である。

【図5】図５は、双方向通信システム１の動作例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。本発明は、これらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【0031】

図１は、双方向通信システム１Ａの構成を示す図である。双方向通信システム１Ａは、送受信装置１０Ａおよび送受信装置２０Ａを備える。送受信装置１０Ａおよび送受信装置２０Ａは、共通の伝送路３０を介して双方向通信を行う。送受信装置１０Ａはホスト装置側に設けられ、送受信装置２０Ａはペリフェラル装置側に設けられる。送受信装置１０Ａから伝送路３０を経て送受信装置２０Ａへ伝送される第１信号のデータレートは、送受信装置２０Ａから伝送路３０を経て送受信装置１０Ａへ伝送される第２信号のデータレートより高い。送受信装置１０Ａの入出力端１９と送受信装置２０Ａの入出力端２９とは、伝送路３０により互いに接続されている。

【0032】

送受信装置１０Ａは、ドライバ１１、フィルタ１２およびレシーバ１３を備える。フィルタ１２はレシーバ１３の一部であってもよい。ドライバ１１の出力端およびフィルタ１２の入力端は入出力端１９と接続されている。ドライバ１１は、ホスト装置から出力された第１信号をシリアルデータとして入力し、その第１信号を、入出力端１９および伝送路３０を経て送受信装置２０Ａへ送出する。

【0033】

フィルタ１２は、送受信装置２０Ａから伝送路３０を経て入出力端１９に到達した第２信号をシリアルデータとして入力する。また、フィルタ１２には、ドライバ１１から出力された第１信号も入力される。フィルタ１２は、第１信号および第２信号のうち、第２信号を選択的に通過させてレシーバ１３へ出力し、第１信号を選択的に減衰させる。フィルタ１２は、ローパスフィルタまたはバンドパスフィルタを含んで構成され得る。レシーバ１３は、フィルタ１２を通過して出力された第２信号を入力し、この第２信号に基づいてデータおよびクロックをリカバリして、そのリカバリデータおよびリカバリクロックをホスト装置へ出力する。

【0034】

送受信装置２０Ａは、ドライバ２１、フィルタ２２およびレシーバ２３を備える。フィルタ２２はレシーバ２３の一部であってもよい。ドライバ２１の出力端およびフィルタ２２の入力端は入出力端２９と接続されている。ドライバ２１は、ペリフェラル装置から出力された第２信号をシリアルデータとして入力し、その第２信号を、入出力端２９および伝送路３０を経て送受信装置１０Ａへ送出する。

【0035】

フィルタ２２は、送受信装置１０Ａから伝送路３０を経て入出力端２９に到達した第１信号をシリアルデータとして入力する。また、フィルタ２２には、ドライバ２１から出力された第２信号も入力される。フィルタ２２は、第１信号および第２信号のうち、第１信号を選択的に通過させてレシーバ２３へ出力し、第２信号を選択的に減衰させる。フィルタ２２は、ハイパスフィルタまたはバンドパスフィルタを含んで構成され得る。レシーバ２３は、フィルタ２２を通過して出力された第１信号を入力し、この第１信号に基づいてデータおよびクロックをリカバリして、そのリカバリデータおよびリカバリクロックをペリフェラル装置へ出力する。

【0036】

図２は、第１信号および第２信号それぞれの周波数帯域ならびにフィルタ２２の周波数特性を模式的に示す図である。この図では、フィルタ２２がハイパスフィルタ（High Pass Filter、ＨＰＦ）であるとして、そのＨＰＦの周波数特性が示されている。周波数分割方式で双方向通信を行う為には、第１信号の周波数帯域はフィルタ２２の通過帯域内に存在することが必要であり、第２信号の周波数帯域はフィルタ２２の遮断帯域内に存在することが必要である。したがって、第１信号および第２信号それぞれの周波数帯域ならびにフィルタ２２のカットオフ周波数は、相互に関連付けて設定されることが必要である。

【0037】

図２（ａ）は、第１信号の周波数帯域が比較的低い場合を示している。図２（ｂ）は、第１信号の周波数帯域が比較的高い場合を示している。図２（ａ）に示されるように、第１信号の周波数帯域が低い場合には、それに応じて、フィルタ２２のカットオフ周波数も低く設定し、第２信号の周波数帯域も低く設定する。一方、図２（ｂ）に示されるように、第１信号の周波数帯域が高い場合には、それに応じて、フィルタ２２のカットオフ周波数も高く設定し、第２信号の周波数帯域も高く設定することができる。すなわち、アプリケーションに応じて要求される第１信号のデータレートに応じて、フィルタ２２のカットオフ周波数を設定するとともに、第２信号のデータレートをも設定する。第２信号のデータレートを可能な限り高速化したいという要求があれば、フィルタ２２の遮断帯域内において第２信号のデータレートを可能な限り高く設定する。

【0038】

なお、フィルタ１２の周波数特性についても同様のことが要求される。すなわち、周波数分割方式で双方向通信を行う為には、第２信号の周波数帯域はフィルタ１２の通過帯域内に存在することが必要であり、第１信号の周波数帯域はフィルタ１２の遮断帯域内に存在することが必要である。

【0039】

第２信号のデータレートを高くするほど、第２信号の周期が短くなり、伝送の際の減衰によって第２信号の振幅が小さくなって、１ＵＩ（Unit Interval）の間に第２信号の振幅が所定の電圧に達しない事態が生じる。その結果、符号間干渉（Intersymbol Interference、ＩＳＩ）が発生して、レシーバ１３は第２信号を正常受信することができなくなる。したがって、第２信号のデータレートを高くする場合には、第２信号の振幅を十分な大きさとしてＩＳＩが発生しないようにするために、第２信号の波形のスルーレートを高くすることが重要となる場合がある。また、スルーレートを高くすると第２信号の高調波が大きくなり第１信号に干渉するため、スルーレートを高くするのは好適ではない。そのため、スルーレートは、ＩＳＩを発生しないようにしながら第１信号への干渉を抑えるように適切に調整する必要がある。なお、スルーレートは信号波形の変化の速さを表す指標である。

【0040】

図３は、第２信号の波形および周波数帯域を模式的に示す図である。図３（ａ）は、第２信号の波形のスルーレートが比較的低い場合を示している。図３（ｂ）は、第２信号の波形のスルーレートが比較的高い場合を示している。スルーレートが高いほど、すなわち、図３（ａ）の場合と比べて図３（ｂ）の場合には、第２信号のデータレートの整数倍の周波数の付近に高調波成分が大きく現れる。この高調波成分がフィルタ２２の通過帯域内にあって大きい場合には、この高調波成分もレシーバ２３により受信されることになるので、レシーバ２３は第１信号を正常受信することができなくなる。したがって、第２信号のデータレートだけでなく第２信号の波形のスルーレートも、レシーバ２３が第１信号を正常受信することができるように設定することが重要である。

【0041】

以上のことから、アプリケーションに応じて要求される第１信号のデータレートに応じて、その第１信号を通過させることができるフィルタ２２の最大のカットオフ周波数を設定し、そのフィルタ２２により高調波成分を十分に減衰させることができる第２信号の波形の最大のスルーレートを設定し、そのスルーレートでドライバ２１が出力することができる第２信号の最大のデータレートを設定するのが好ましい。

【0042】

しかし、ペリフェラル装置は機能が限定されている場合が多く、ペリフェラル装置側の送受信装置２０Ａの各種動作条件を設定する為の設定情報をペリフェラル装置において入力することは困難である。この問題点を解消するため、特許文献２に記載された技術では、第１信号および第２信号を伝送する為の伝送路とは別に設けた伝送路により、ホスト装置において入力された設定情報を送受信装置１０Ａから送受信装置２０Ａへ伝送して、その設定情報に基づいて送受信装置２０Ａの各種動作条件を設定する。しかし、この技術は、伝送路やコネクタが多く、重量やコストの増大の問題がある。

【0043】

図４は、双方向通信システム１の構成を示す図である。この双方向通信システム１（図４）は、双方向通信システム１Ａ（図１）が有する上記問題点を解消し得るものである。双方向通信システム１は、伝送路やコネクタを増やすことなく、アプリケーションに応じて要求される第１信号のデータレートに応じて、フィルタ２２のカットオフ周波数、第２信号の波形のスルーレートおよび第２信号のデータレートを適切に設定することができる。

【0044】

双方向通信システム１は、送受信装置１０および送受信装置２０を備える。送受信装置１０および送受信装置２０は、共通の伝送路３０を介して双方向通信を行う。送受信装置１０はホスト装置側に設けられ、送受信装置２０はペリフェラル装置側に設けられる。送受信装置１０から伝送路３０を経て送受信装置２０へ伝送される第１信号のデータレートは、送受信装置２０から伝送路３０を経て送受信装置１０へ伝送される第２信号のデータレートより高い。送受信装置１０の入出力端１９と送受信装置２０の入出力端２９とは、伝送路３０により互いに接続されている。

【0045】

送受信装置１０は、図１中の送受信装置１０Ａの構成に加えて、制御部１４、トレーニングパターン生成部１５および選択部１６を備える。トレーニングパターン生成部１５は、レシーバ２３が周波数ロックを行う際に用いるトレーニングパターンを生成して出力する。トレーニングパターンは、例えば一定周期でハイレベルとローレベルとが交互に現れるクロックであってよい。選択部１６は、ホスト装置から出力された第１信号をシリアルデータとして入力するとともに、トレーニングパターン生成部１５から出力されたトレーニングパターンを入力して、これら第１信号およびトレーニングパターンのうちの何れかを選択してドライバ１１へ出力する。ドライバ１１は、選択部１６から出力された第１信号またはトレーニングパターンを、入出力端１９および伝送路３０を経て送受信装置２０Ａへ送出する。

【0046】

レシーバ１３は、フィルタ１２を通過して出力された第２信号を入力し、この第２信号に基づいてデータおよびクロックをリカバリして、そのリカバリデータおよびリカバリクロックをホスト装置および制御部１４へ出力する。そのリカバリデータおよびリカバリクロックを入力した制御部１４は、トレーニングパターン生成部１５によるトレーニングパターンの生成の動作を制御するとともに、選択部１６による第１信号およびトレーニングパターンのうちから何れかを選択する動作を制御する。

【0047】

送受信装置２０は、図１中の送受信装置２０Ａの構成に加えて、制御部２４を備える。レシーバ２３は、フィルタ２２を通過して出力された第１信号またはトレーニングパターンに対して周波数ロックを行ってデータおよびクロックをリカバリし、そのリカバリデータおよびリカバリクロックをペリフェラル装置へ出力するとともに、リカバリクロックを制御部２４へ出力する。このリカバリクロックの周波数は、第１信号のデータレートに一致している。制御部２４は、レシーバ２３から出力されたリカバリクロックを入力し、このリカバリクロックの周波数情報を得る。制御部２４は、この周波数情報に基づいて、フィルタ２２のカットオフ周波数を制御するとともに、ドライバ２１の動作を制御する。制御部２４による制御の詳細は次のとおりである。

【0048】

制御部２４は、リカバリクロックの周波数情報に基づいて、第１信号を通過させることができるフィルタ２２のカットオフ周波数を決定する。制御部２４は、リカバリクロックの周波数が低いほどフィルタ２２のカットオフ周波数を低く制御し、リカバリクロックの周波数が高いほどフィルタ２２のカットオフ周波数を高く制御する。制御部２４は、第１信号を通過させることができるフィルタ２２の最大のカットオフ周波数を決定することができる。

【0049】

制御部２４は、フィルタ２２により高調波成分を十分に減衰させることができる第２信号の波形のスルーレートを決定する。制御部２４は、リカバリクロックの周波数が低いほど第２信号の波形のスルーレートを低く制御し、リカバリクロックの周波数が高いほど第２信号の波形のスルーレートを高く制御する。制御部２４は、フィルタ２２により高調波成分を十分に減衰させることができる第２信号の波形の最大のスルーレートを決定することができる。

【0050】

制御部２４は、上記スルーレートでドライバ２１が出力することができる第２信号のデータレートを決定する。制御部２４は、リカバリクロックの周波数が低いほど第２信号のデータレートを低く制御し、リカバリクロックの周波数が高いほど第２信号のデータレートを高く制御する。制御部２４は、上記スルーレートでドライバ２１が出力することができる第２信号の最大のデータレートを決定することができる。

【0051】

制御部２４は、これらの決定に基づいて、フィルタ２２のカットオフ周波数を制御し、ドライバ２１の動作を制御する。

【0052】

制御部２４は、フィルタ２２のカットオフ周波数、ならびに、ドライバ２１が出力する第２信号の波形のスルーレートおよびデータレートを、第１信号を受信したレシーバ２３から出力されるリカバリクロックの周波数情報に基づいて決定してもよいが、第１信号の受信に先立ってトレーニングパターンを受信したレシーバ２３から出力されるリカバリクロックの周波数情報に基づいて決定するのが好適である。図５は、後者の場合の双方向通信システム１の動作例を示すフローチャートである。

【0053】

双方向通信システム１のパワーダウン状態が解除されると（ステップＳ１）、送受信装置１０において、制御部１４は、トレーニングパターン生成部１５からトレーニングパターンを出力させ、選択部１６が該トレーニングパターンを選択して出力するように制御して、ドライバ１１からトレーニングパターンを出力させる（ステップＳ２）。

【0054】

送受信装置２０において、レシーバ２３は、相手方送受信装置である送受信装置１０から出力され伝送路３０を経た後にフィルタ２２を通過したトレーニングパターンを受信し、このトレーニングパターンに対して周波数ロックを行って、第１信号のデータレートに一致した周波数を有するリカバリクロックを制御部２４へ出力する（ステップＳ３）。このとき、ドライバ２１は停止しているのが好適である。或いは、フィルタ２２のカットオフ周波数が最低に設定されて、ドライバ２１はデータレートおよびスルーレートが最低に設定されて動作していてもよい。

【0055】

レシーバ２３から出力されたリカバリクロックを入力した制御部２４は、第１信号を通過させることができるフィルタ２２の最大のカットオフ周波数を決定し、この決定に基づいてフィルタ２２のカットオフ周波数を制御する（ステップＳ４）。また、制御部２４は、フィルタ２２により高調波成分を十分に減衰させることができる第２信号の波形の最大のスルーレートを決定するとともに、上記スルーレートでドライバ２１が出力することができる第２信号の最大のデータレートを決定して、これらの決定に基づいて、ドライバ２１の動作を制御する（ステップＳ５）。これらの制御により、フィルタ２２のカットオフ周波数、ならびに、ドライバ２１が出力する第２信号の波形のスルーレートおよびデータレートは、最適な値に設定される。

【0056】

これらの設定が終了すると、制御部２４は、ドライバ２１を制御して、レシーバ２３によるトレーニングパターンに対する周波数ロックが終了した旨を、相手方送受信装置である送受信装置１０へ通知させる（ステップＳ６）。このとき、ドライバ２１から出力される周波数ロック終了通知信号は、ステップＳ５で設定されたスルーレートおよびデータレートで、伝送路３０を経て送受信装置１０へ送られる。

【0057】

送受信装置１０において、レシーバ１３は、送受信装置２０から伝送路３０を経て送られてきてフィルタ１２を通過した周波数ロック終了通知信号を受信すると、その旨を制御部１４へ通知する。その通知を受けた制御部１４は、トレーニングパターン生成部１５によるトレーニングパターンの生成および出力を停止させ、選択部１６が第１信号を選択して出力するように制御して、ドライバ１１から第１信号を出力させる（ステップＳ７）。送受信装置２０において、レシーバ２３は、ドライバ２１が周波数ロック終了通知信号を送受信装置１０へ送った後に、送受信装置１０から伝送路３０を経てフィルタ２２を通過した第１信号の受信を開始する。

【0058】

このとき、フィルタ２２のカットオフ周波数はステップＳ４で既に最適に設定され、また、ドライバ２１が出力する第２信号の波形のスルーレートおよびデータレートはステップＳ５で既に最適に設定されている。したがって、フィルタ２２は、第１信号を通過させることができる一方で、第２信号を遮断することができ、また、第２信号の高調波をも遮断することができる。

【0059】

以上のとおり、本実施形態では、周波数分割方式を採用した双方向通信システム１において、送受信装置２０は、送受信装置１０から伝送路３０を経て送られた来た第１信号またはトレーニングパターンに基づいて、アプリケーションに応じた所望の第１信号のデータレートに対して、フィルタ２２のカットオフ周波数を最適に設定することができ、また、ドライバ２１が出力する第２信号の波形のスルーレートおよびデータレートを最適に設定することができる。また、送受信装置２０において設定が終了した旨を送受信装置１０へ通知する信号は、第１信号および第２信号を伝送する伝送路３０により伝送される。本実施形態では、送受信装置２０の各種動作条件を設定する為の伝送路として、第１信号および第２信号を伝送する伝送路３０を用いる。したがって、本実施形態では、伝送路やコネクタが増えることがなく、重量やコストの増大の問題がない。また、本実施形態では、周波数分割方式を採用しているので、双方向通信の他の方式と比較すると、重量、コスト、レイテンシ、ＥＭＩおよび消費電力等の諸点で優位である。

【符号の説明】

【0060】

１，１Ａ…双方向通信システム、１０，１０Ａ…送受信装置、１１…ドライバ、１２…フィルタ、１３…レシーバ、１４…制御部、１５…トレーニングパターン生成部、１６…選択部、２０，２０Ａ…送受信装置、２１…ドライバ、２２…フィルタ、２３…レシーバ、２４…制御部、３０…伝送路。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】