专利名称：数据传输装置及电子摄像机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种适于电子 设备间或半导体元件间的数字数据的高速传输的数据 传输装置及其周边技术。
背景技术：
近年，随着摄像元件的高像素化等，要求数字数据传输的高速化。以往以高速传输 为目的的电子设备的设计中，进行传送线路的阻抗控制、等长布线或印制基板等的材质选 定，之后进一步进行信号波形的模拟等。但是，在要求传输速度为千兆赫兹左右时，仅靠等长布线等进行应对是有局限性 的。此外，由于噪音或跳动(数据信号的延迟时间的波动)等的影响，难以实现稳定的高速 传输。因此，例如引用文献1和引用文献2中公开了如下的数据传输装置，该数据传输装置 在并行方式的数据传输中，通过使用时钟信号作为基准信号，来对传输产生的各数据信号 的延迟所引起的偏差进行调节。先行技术文献专利文献专利文献1 日本特开2004-171254号公报专利文献2 日本特开平11-112483号公报
发明内容
发明所要解决的问题在作为现有技术的引用文献1中，调节用的测试数据的信号继续被输出直至延迟 量调节结束为止，所以此期间不能进行数据传输，必须待机。此外，引用文献2中，在延迟量的调节中，存在为了比较传输前和传输后的测试数 据来计算出最佳延迟量、使得安装的电路复杂而成为大规模的问题。鉴于上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于，提供一种可高精度且高速 地抑制数据信号相对于时钟信号的延迟的技术。解决问题的手段为解决上述问题，本发明的数据传输装置具有接收部，接收基准信号和要传输的 数据的数据信号；保持部，保持在数据之前接收的测试数据的测试信号和基准信号；运算 部，使用保持在保持部中的测试信号和基准信号，计算接收之前产生的数据信号与基准信 号的延迟量；以及延迟部，根据延迟量，使数据信号相对于基准信号相对地延迟。本发明的数据传输装置具有发送部，与基准信号同步地将数据的数据信号和基 准信号一起发送；接收部，接收基准信号和数据信号；多个传输线，分别从发送部向收部传 输基准信号和数据信号；以及控制部，控制发送部和接收部的动作；发送部具有存储测试 数据的存储部，该测试数据用于求出因向接收部的传输产生的基准信号与数据信号的延迟 量；接收部具有保持部，保持在数据之前接收的来自存储部的测试数据的测试信号和基准信号；运算部，使用保持在保持部中的测试信号和基准信号，计算因传输产生的数据信号 与基准信号的延迟量；以及延迟部，根据延迟量，使数据信号相对于基准信号相对地延迟。此外，也可以是，控制部还具有用于测量数据传输装置的温度的温度测量部，控制 部在由温度测量部测量的温度达到规定值时，使存储部输出测试数据的测试信号，并且使 运算部使用新保持在保持部中的测试信号和基准信号来计算延迟量，控制部使延迟部使用 新求出的延迟量使数据信号相对于基准信号相对地延迟。此外，也可以是，运算部在使测试信号和基准信号相对地错开的同时，计算延迟量。此外，也可以是，运算部在使测试信号和基准信号相对地错开的同时求出它们的 积，根据积的值的变化计算延迟量。此外，也可以是，保持部保持具有规定的时间间隔的测试信号和基准信号。此外，也可以是，测试信号是以与基准信号相同的周期交替地改变值的二值的数 据串。本发明的电子摄像机具有摄像部，对被摄体进行摄像并生成图像；以及本发明 的数据传输装置。 发明效果根据本发明，能够高精度且高速地抑制数据信号相对于时钟信号的延迟。
图1是示出本发明的一个实施方式所涉及的数据传输装置100的构成例的示意 图。图2是示出本发明的一个实施方式所涉及的延迟部31的构成例的示意图。图3是示出本发明的一个实施方式所涉及的延迟部31的延迟调整的顺序的流程 图。图4是示出本发明的一个实施方式所涉及的延迟部31的延迟调整的顺序的时序 图。
具体实施例方式《一个实施方式的说明》图1为示出本发明的一个实施方式所涉及的数据传输装置100的构成例的示意 图。图1示出了以电子摄像机的摄像元件10作为发送部、以电子摄像机的信号处理电路30 作为接收部，基于控制部20进行动作的情况的构成例。本实施方式的摄像元件10具有多个受光元件二维排列而成的受光面，输出由摄 像光学系统(未图示)成像在受光面上的被摄体的图像信号。此外，摄像元件10以在片上 (on chip)的形式具有A/D变换电路(未图示)，从摄像元件10的输出端子输出数字的数
据信号。在此，本实施方式的摄像元件10中，对图像的数据信号进行串行传输的3根数据 信号线DATAO DATA2的一端和输出作为基准信号的时钟信号的时钟信号线CLK的一端连 接。上述各信号线的另一端分别与信号处理电路30连接，在摄像元件10和信号处理电路CN 102100029 A
说明书
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30之间，通过3个信道以串行方式对图像的数据信号进行传输。此外，摄像元件10相对于 3个数据信号线DATAO DATA2具有测试数据存储部11，存储后面所述的测试数据，也具有 输出测试数据的功能。若用户接通电子摄像机的电源，则控制部20读取在搭载的存储器(未图示)中预 先保存的控制程序，基于控制程序，向摄像元件10发出被摄体的摄像指令，或控制所拍摄 的图像的数据传输或图像处理等。控制部20通过模式信号，对摄像元件10及信号处理部 30发出是进行普通的图像数据传输(模式信号为低(0))还是进行延迟调整(模式信号为 高(1))的指示。控制部20中可使用一般的计算机的CPU。信号处理电路30是对从摄像元件10输入的数字图像的数据信号实施各种图像处 理的数字前端电路。该信号处理电路30在各数据信号线DATAO DATA2中分别具有延迟 部31、判断部32、延迟处理部33和保持部35。另外，图1仅示出了数据传输装置的主要部 分。例如，在图1中，省略了监视信号处理电路30整体的动作的监视部、和对取入的图像的 数据信号进行解码的数据辨别部等。
延迟部31与数据信号线DATAO DATA2和时钟信号线CLK连接，是对图像的数据 信号进行延迟调节并取入图像数据的电路。图2是示出延迟部31的构成例的示意图。延 迟部31包括串联连接的6个延迟元件40 (逆变器等)、与各延迟元件40的输出连接的多 个路径41、按照延迟处理部33的指示选择路径41中的任意一个的选择器42、以及与时钟 信号同步地取入延迟调整后的图像的数据信号的取入部43。并且，各数据信号线DATAO DATA2对应于由选择器42选择的路径41，调节数据信号的延迟量并输出至取入部43。在此，取入部43与时钟信号上升或下降的定时同步地取入数据信号所表示的值。 并且，取入部43在取入普通的图像的数据信号时，将数据信号输出至图像处理部34，在延 迟调整时，将时钟信号和数据信号的积(AND电路)的值即标志信号输出至判断部32。另 外，本实施方式中，后面所述的动作例中的取入部43，在时钟信号上升的定时取入数据信号 的值。判断部32根据延迟调整时来自取入部43的标志信号的输出类型，按照各个数据 信号线DATAO DATA2判断数据信号和时钟信号是否一致。延迟处理部33是控制延迟部31的延迟量的处理器。延迟处理部33根据判断部 32的输出，决定延迟部31的延迟量，并对选择器42指示延迟量的设定。图像处理部34是对数字的图像信号实施各种图像处理(缺陷像素校正、色插值、 灰度校正、白平衡调整、边缘增强等)的ASIC等。保持部35在延迟调整时，按照延迟处理部33的指示，保持从摄像元件10输出的 时钟信号和测试数据的测试信号，并且为了延迟调整而向延迟部31输出。保持部35可以 适当选用缓冲存储器或线存储器等存储装置。接着，说明在从摄像元件10向信号处理电路30进行图像的数据信号的传输时，本 实施方式中数据传输装置100中的数据信号和时钟信号的延迟调整。另外，各数据信号线 DATAO DATA2的延迟部31、判断部32及延迟处理部33的构成均是共同的。因此，在以 下的说明中，简化起见而仅说明数据信号线为DATAO时的情况，实际上，对其他数据信号线 DATAl及DATA2也并行地进行了同样的处理。基于图3的流程图及图4的时序图，对延迟调整的作业进行说明。
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例如，本实施方式中，该处理在即将进行图像数据传输的定时执行。另外，测试数 据由与时钟信号相同周期地重复“0”和“1”的二值的数据串构成。此外，延迟处理部33预 先将生产时等求出的延迟量存储在内部存储器等中，所述延迟量在判断为通过延迟调整求 出的延迟量在阈值α以上而成为延迟调整失败时使用。步骤SlOl 控制部20初始化延迟部31的延迟量。然后，控制部20对摄像元件 10指示测试数据的输出开始(模式信号从低(0)变化到高(1)的状态(图4(a)))。据此， 从摄像元件10与时钟信号同步地向各数据信号线DATAO DATA2输出3个脉冲的测试信 号。控制部20对摄像元件10发出测试数据的输出指示的同时，还对延迟处理部33发出使 模式信号从低变化到高而进行延迟部31的延迟调整的指示。据此，时钟信号和数据信号线 DATAO的测试数据被保持在保持部35中(图4(b)、(C))。延迟处理部33从时钟信号的下 降边缘起截取相当于2个周期的时钟信号和测试数据的测试信号(图4(d)、(e))。延迟处 理部33将截取在保持部35中的时钟信号和测试信号分别输出至延迟部31的时钟信号线 CLK和数据信号线DATAO。步骤S102 延迟处理部33使判断部32判断在时钟信号上升的定时从取入部43输 出的标志信号是否为“0”。在标志信号为“0”的情况下，转移至步骤S104(是侧)。另一方 面，在标志信号不为“0”的情况下，转移至步骤S103(否侧)。步骤S103 延迟处理部33根据判断部32的判断，对选择器42发出使延迟部31的 延迟量(延迟电路的延迟级数)增加“1”而使相位延迟的指令。延迟处理部33使保持部 35再次输出在步骤SlOl中截取的时钟信号和测试信号。之后，延迟处理部33返回至步骤 S102。另外，从步骤S102的否侧到步骤S103的循环相当于为了搜索到测试数据下的信号波 形的上升位置而进行的使数据信号的取入位置暂时移动(shift)直到标志信号值变为“0” 的动作。步骤S104 延迟处理部33使判断部32判断在时钟信号上升的定时从取入部43输 出的标志信号是否为“1”。在标志信号为“1”的情况下，转移至步骤S106(是侧)。另一方 面，在标志信号不为“1”的情况下，转移至步骤S105(否侧)。步骤S105 延迟处理部33根据判断部32的判断，向选择器42发出使延迟部31的 延迟量增加“1”而使相位延迟的指示。延迟处理部33使保持部35再次输出在步骤SlOl 中截取的时钟信号和测试信号。之后，延迟处理部33返回至步骤S104。另外，从步骤S104 的否侧到步骤S105的循环相当于使数据信号的取入位置移动至测试数据下的信号波形的 上升位置的动作。步骤S106 延迟处理部33将延迟部31当前的延迟量作为“delay-start”暂时保 持。另外，步骤S106保持的延迟量“delay-start”对应于测试数据下的信号波形的上升位 置(图 4(f))。步骤S107 延迟处理部33使判断部32判断在时钟信号上升的定时从取入部43输 出的标志信号是否为“0”。在标志信号为“0”的情况下，转移至步骤S109(是侧)。另一方 面，在标志信号不为“0”的情况下，转移至步骤S108(否侧)。步骤S108 延迟处理部33根据判断部32的判断，对选择器42发出使延迟部31的 延迟量增加“1”而使相位延迟的指示。延迟处理部33使保持部35再次输出在步骤SlOl 中截取的时钟信号和测试信号。之后，延迟处理部33返回至步骤S107。另外，从步骤S107的否侧到步骤S108的循环相当于使数据信号的取入位置移动至测试数据下的信号波形的 下降位置的动作。步骤S109 延迟处理部33将延迟部31当前的延迟量作为“delay-end”暂时保持。 另外，步骤S109存储的延迟量“delay-end”对应于测试数据下的信号波形的下降位置(图 4(g))。步骤SllO 延迟处理部33使用在步骤S106中取得的延迟量“delay-start”和在 步骤S109中取得的延迟量“delay-end”，来决定数据通信时的延迟部31的延迟量(数据信 号的基准取入位置)。本实施方式中，延迟处理部33通过以下下述式(1)运算数据信号的 基准取入位置。基准取入位置=(delay-start+delay_end)/2…(1)步骤Slll 延迟处理部33判断在步骤SllO中求出的基准取入位置是否比阈值α 小。在比阈值α小的情况下，判断为正确地进行了延迟调整而转移至步骤S113(是侧)。 另一方面，在比阈值α大的情况下，判断为未正确地进行延迟调整而转移至步骤S112(否 侧)。步骤S112 延迟处理部33将生产时等求出的延迟量作为基准取入位置。步骤Sl 13 延迟处理部33将延迟元件40的延迟级数传送给选择器42，所述延迟 级数与在步骤SllO中求出的基准取入位置或步骤S112中的基准取入位置相当。延迟处理 部33向信号处理电路30的监视部(未图示)输出用于传达数据信号线的DATAO的延迟部 31的延迟调整已结束的标志信号。其他数据信号线DATAl及DATA2各自的延迟部31的延迟调整也是，通过并行地执 行步骤SlOl到步骤S113的作业而进行。若各延迟部31的延迟调整结束，则各延迟处理部 33将结束标志的信号输出至监视部。监视部若从所有延迟处理部收到了结束标志，则向控 制部20输出调整结束标志，并对延迟处理部33发出维持当前的延迟量的指令，延迟调整作 业结束。之后，控制部20若收到调整结束的标志信号，则使模式信号从高变更至低，并向 摄像元件10发出图像数据的传输指令。摄像元件10与时钟信号同步地向数据信号线 DATAO DATA2输出图像的数据信号。若信号处理电路30收到该数据信号，则在被各数据 信号线DATAO DATA2的延迟部31进行了延迟调整(图4(h))之后，图像数据被发送至图 像处理部34。这样，本实施方式中，通过将时钟信号和与之同步的测试数据的测试信号暂时保 持在保持部35并且为了进行延迟调整而进行输出，能够高精度且高速地进行延迟部31的 延迟调整。此外，通过对数据信号线DATAO DATA2的各个延迟部31独立地进行延迟调整， 能够回避串行方式的数据传输装置100的等长布线设计，电路设计中的元件和布线的布局 的自由度大幅提高。进而，本实施方式中，由于每次传输图像数据时，在步骤SllO中求出的基准取入 位置都根据测试数据的实测值来决定，所以布线长度及元件的偏差、环境变化导致的误差 也被吸收，能够提高数据传输装置100的可靠性。《实施方式的补充事项》
本实施方式中，说明了摄像机内的摄像元件10和信号处理电路30的数据传输的 例子，但是，本发明的数据传输装置也适用于摄像机内其他元件间的数据传输。例如，也可 以代替摄像元件10，而是受理来自摄像元件10的图像数据的模拟前端(AFE =Analog Front End)。此外，本发明的数据传输装置也适用于组装至其他电子设备中的数字处理电路。并 且，本发明的数据传输装置也适用于相互独立的电子设备间的有线数据传输。此外，由于本 发明的数据传输装置在传输途中可以避免噪音或跳动等的影响，因此不仅能够适用于数字 信号的传输，还能够适用于模拟信号的传输。另外，本实施方式中，图像数据的传输方式设为串行方式，但本发明的数据传输装 置也适用于并行方式。另外，本实施方式中，测试数据的测试信号设为由3个脉冲构成，但本发明并不限 于此，能够对应所要求的延迟精度或数据传输装置的处理能力等适当地决定脉冲数。另外，本实施方式中，可以预想到保持部35为了处理高速信号而要增大电路，因 此优选所保持的数据较少，因此，对于延迟调整时保持部35中保持的时钟信号及测试信 号，为了进行延迟调整而截取的数据长度设定为2个周期，但本发明不限于此，能够对应所 要求的延迟精度或数据传输装置的处理能力等适当地决定该长度。另外，本实施方式中，取入部43是在时钟信号上升的定时取入数据信号的值，但 是，也可以在时钟信号下降的定时取入数据信号的值。另外，本实施方式中，延迟部31的延迟元件40的个数设为6，但本发明不限于此， 能够对应一个延迟元件30的延迟量或使测试数据的相位相对于时钟信号延迟的范围的大 小，适当地决定延迟元件30的数。另外，本实施方式中，各数据信号线DATAO DATA2的延迟部31分别配置了延迟 部33，但本发明不限于此。例如，也可以是1个延迟处理部33进行所有延迟部31的延迟调 整。据此，能够减小电路规模。另外，本实施方式中，使用式(1)求出基准取入位置，但本发明不限于此，也可以 使用其他公式求得。另外，本实施方式中，使数据信号相对于时钟信号延迟来进行延迟调整，但本发明 不限于此，也可以使时钟信号相对于测试信号延迟来进行延迟调整。另外，本实施方式中，每次传输图像数据都进行了延迟部31的延迟调整，但本发 明不限于此。例如，既可以每经过规定的时间进行延迟调整，也可以每进行大的程序动作时 进行延迟调整。此外，也可以是，控制部20具有温度传感器，当温度传感器所测得的温度或 其变化量比规定的值大时，控制部20发出延迟部31的延迟调整的指令。据此，能够吸收摄 影环境等变化导致的延迟误差，进一步提高数据传输装置100的可靠性。但是，优选的是， 延迟处理部33将生产时等求出的各温度的延迟量的数据表等预先保持在内部存储器中。另外，本实施方式中，各延迟部31的延迟调整的从步骤SlOl到步骤S113的作业 只进行一次，但本发明不限于此。例如也可以是，延迟处理部33分别对各延迟部31进行多 次从步骤SlOl到步骤SllO的作业，根据求出的多个基准取入位置计算出其平均值，将该平 均值在步骤Sl 13作为延迟量设定在选择器42中。或者，控制部20经多次向摄像元件10发 出测试数据的输出指示，并向延迟处理部33发出每次收到该测试信号后进行从步骤SlOl 到步骤S113的对延迟部31的延迟调整的指示。然后，延迟处理部33根据通过各测试数据求得的基准取入位置计算出其平均值，将该平均值作为延迟部31的延迟量设置在选择器 42中。据此，能够提高延迟调整的精度。但是，在使用平均值的情况下，需要考虑数据信号 的跳动、偏斜，优选延迟处理部33预先保持有对温度的跳动、偏斜的量的表数据，将该量从 求得的平均值中减去。另外，本实施方式中，说明了在3信道进行串行传输的数据传输装置的例子。但 是，本发明的数据传输装置的信道数不限于此，对在1信道或2信道及以上的多个信道进行 串行传输的数据传输装置也当然适用。另外，本发明只要不脱离其思想及其主要特征，能够以其他各种方式实施。因此， 上述实施方式在所有方面均为单纯的示例，而不是限定性解释。本发明是权利要求书中所 示的发明，而不受说明书正文的任何约束。此外，属于权利要求书的等同范围的变形或变更 均在本发明的范围内。附图标记说明CLK时钟信号线、DATAO DATA2数据信号线、10摄像元件、11测试数据存储 部、20控制部、30信号处理电路、31延迟部、32判断部、33延迟处理部、34图像处理部、 35保持部、40延迟元件、41路径、42选择器、43取入部、100数据传输装置
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权利要求
1.一种数据传输装置，其特征在于，具有接收部，接收基准信号和要传输的数据的数据信号； 保持部，保持在所述数据之前接收的测试数据的测试信号和所述基准信号； 运算部，使用保持在所述保持部中的所述测试信号和所述基准信号，计算接收之前产 生的所述数据信号与所述基准信号的延迟量；以及延迟部，根据所述延迟量，使所述数据信号相对于所述基准信号相对地延迟。
2.一种数据传输装置，其特征在于，具有发送部，与基准信号同步地将数据的数据信号和所述基准信号一起发送； 接收部，接收所述基准信号和所述数据信号；多个传输线，分别从所述发送部向所述接收部传输所述基准信号和所述数据信号；以及控制部，控制所述发送部和所述接收部的动作；所述发送部具有存储测试数据的存储部，该测试数据用于求出因向所述接收部的传输 产生的所述基准信号与所述数据信号的延迟量， 所述接收部具有保持部，保持在所述数据之前接收的来自所述存储部的所述测试数据的测试信号和所 述基准信号；运算部，使用保持在所述保持部中的所述测试信号和所述基准信号，计算因传输产生 的所述数据信号与所述基准信号的延迟量；以及延迟部，根据所述延迟量，使所述数据信号相对于所述基准信号相对地延迟。
3.根据权利要求2所述的数据传输装置，其特征在于，所述控制部还具有用于测量所述数据传输装置的温度的温度测量部， 所述控制部在由所述温度测量部测量的所述温度达到规定值时，使所述存储部输出所 述测试数据的所述测试信号，并且使所述运算部使用新保持在所述保持部中的所述测试信 号和所述基准信号来计算所述延迟量，所述控制部使所述延迟部使用新求出的所述延迟量 使所述数据信号相对于所述基准信号相对地延迟。
4.根据权利要求1 3中任一项所述的数据传输装置，其特征在于，所述运算部在使所述测试信号和所述基准信号相对地错开的同时，计算所述延迟量。
5.根据权利要求1 3中任一项所述的数据传输装置，其特征在于，所述运算部在使所述测试信号和所述基准信号相对地错开的同时求出它们的积，根据 所述积的值的变化计算所述延迟量。
6.根据权利要求1 5中任一项所述的数据传输装置，其特征在于， 所述保持部保持具有规定的时间间隔的所述测试信号和所述基准信号。
7.根据权利要求1 6中任一项所述的数据传输装置，其特征在于，所述测试信号是以与所述基准信号相同的周期交替地改变值的二值的数据串。
8.一种电子摄像机，其特征在于，具有 摄像部，对被摄体进行摄像并生成图像；以及 权利要求1 7中任一项所述的数据传输装置。
全文摘要
数据传输装置具有接收部，接收基准信号和要传输的数据的数据信号；保持部，保持在数据之前接收的测试数据的测试信号和基准信号；运算部，使用保持在保持部中的测试信号和基准信号，计算接收前产生的数据信号与基准信号的延迟量；以及延迟部，根据延迟量，使数据信号相对于基准信号相对地延迟。
文档编号H04L7/00GK102100029SQ20098012823
公开日2011年6月15日 申请日期2009年7月16日 优先权日2008年7月18日
发明者伊藤大树 申请人:株式会社尼康