JP5145812B2

JP5145812B2 - データ送受信システム、データ送信装置、データ受信装置、クロック生成方法

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Publication number: JP5145812B2
Application number: JP2007201135A
Authority: JP
Inventors: 元市村
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2007-08-01
Filing date: 2007-08-01
Publication date: 2013-02-20
Anticipated expiration: 2027-08-01
Also published as: JP2009038596A

Description

本発明は、所定の伝送方式に従って、例えばビデオ・オーディオ信号などとしてのデジタルコンテンツ信号のデータを送信するデータ送信装置と、このデータ送信装置により伝送されてきたデータを受信するデータ受信装置と、これらの装置から成るデータ送受信システムとに関する。また、上記データ送信装置とデータ受信装置との間で伝送するデジタルコンテンツ信号データのクロックを生成するためのクロック生成方法に関する。

デジタルによるビデオ・オーディオ信号(デジタルコンテンツ)を伝送するためのデータインターフェイス規格の１つとして、ＨＤＭＩ(High Definition Multimedia Interface)が知られている。
ＨＤＭＩは、周知のようにして、パーソナルコンピュータと液晶ディスプレイ装置などのデジタル表示駆動が行われるデジタルディスプレイ装置とを接続する標準規格であるＤＶＩ(Digital Video Interface)を基として、音声伝送機能、著作権保護機能、色差伝送機能などを付加することにより、主には家電、ＡＶ(Audio Visual)機器向けに策定された、デジタル映像音声入出力のための規格である。ＨＤＭＩでは送信(出力)側機器をソース(Source)、受信(入力)側をシンク(Sink)といい、ＨＤＭＩによるビデオ・オーディオ信号データの伝送は双方向ではなく、ソースからシンクへの一方向となる。ただし、ＤＤＣ(Display Data Channel)といわれる制御信号経路については双方向通信が行えるようにされている。
例えばユーザは、ＨＤＭＩに対応する２以上の機器をＨＤＭＩケーブルなどにより接続して、ＡＶ(Audio Visual)システムを構築するようにされる。

また、ＨＤＭＩによりオーディオ信号データを伝送するのにあたっては、ＡＣＲ(Audio Clock Regeneration)といわれる、オーディオクロックについての制御が行われる。
ＡＣＲによっては、先ず、ソースからシンクに対して、ビデオクロック(ピクセルクロック)と、オーディオクロックの再生成に必要なパラメータ(再生成用パラメータ)を送信する。ここで、再生成のためのパラメータは、Ｎといわれる分周比値と、ＣＴＳ(Cycle Time Stamp)といわれる、ビデオクロックを基準としたオーディオクロックの周期速度を示す値とされる。シンクでは、受信取得した上記ビデオクロック及び再生成用パラメータを利用して、ソース側にて得られているのと同じ周波数のオーディオクロックを再生成する。シンク側の機器は、このようにして再生成したオーディオクロックを利用して、受信したデジタルオーディオ信号についての再生信号処理を実行するようにされる。

特開２０００−２５３０２９号公報

近年においては、例えばリニアＰＣＭ形式におけるサンプリング周波数・量子化ビット数の拡張、また、圧縮符号化形式におけるであれば、音声圧縮符号化方式の多様化、また、１ビット形式のデジタルオーディオ信号の普及化など、デジタルオーディオ信号はその形式が多様化してきている状況にある。これに伴い、デジタルオーディオ信号形式によっては、以前よりも高品位な再生音質が得られるようになってきている。

デジタルオーディオ信号を再生するのにあたり、上記のような高品位性をできる限り発揮させるためには、再生信号処理に使用するオーディオクロックのジッターを極力抑えることが１つの重要な要素になってくる。

しかし、ＨＤＭＩにおける上記ＡＣＲの制御にあっては、シンク側は、ソース側のビデオクロック、オーディオクロックに基づいて生成されるパラメータを利用して、オーディオクロックの再生成を行う。このために、ソース側のオーディオクロックに或る量のジッターが生じているとすると、シンク側にて再生成されるオーディオクロックについても、同量とされるジッターを生じることになる。つまり、オーディオクロック制御に関しては、シンク側は、完全なスレーブとして動作するものであり、シンク側にて再生成されるオーディオクロックの精度は、そのまま、ソース側のオーディオクロックの精度に依存することになる。

すると、例えばシンク側の機器が非常に高い精度のクロックを生成可能であるとしても、ソース側で生成されるオーディオクロックの精度が低く、相応のジッターを生じているとすれば、シンク側では、この低い精度のオーディオクロックを再生成して再生信号処理を実行するしかなく、高品位な再生は期待できないことになる。
そこで、本願発明としては、例えばＨＤＭＩなどのクロック再生成の制御が行われるようなデータ伝送の環境の下であっても、ソース(マスタ)側に依存せずに、シンク側が有するクロック精度によるコンテンツ信号用のクロックが得られるようにして、これまでよりも高品位なコンテンツ再生が可能となるようにすることを目的とする。

そこで本発明は上記した課題を考慮して、データ送受信システムとして次のように構成する。
このデータ送受信システムは、所定のデータ伝送規格により接続されるデータ送信装置とデータ受信装置とから成る。そのうえで、データ送信装置は、データ伝送規格において規定される所定の伝送路により、デジタルコンテンツ信号データをデータ受信装置に対して送信するデータ送信手段と、データ伝送規格において規定される所定の伝送路により、このデータ送信装置にて生成した基準クロックを上記データ受信装置に対して送信する基準クロック送信手段と、基準クロックと、デジタルコンテンツ信号データの形式に応じたサンプリング周波数とに基づいて設定した分周比値を示す分周比値情報を、データ伝送規格において規定される所定の伝送路により送信する分周比値情報送信手段と、データ伝送規格において規定される所定の伝送路により送信されてくる、データ受信装置にて求められた、基準クロックを基準とする源クロックの周期速度値を示す周期速度値情報を受信する周期速度値情報受信手段と、デジタルコンテンツ信号データに同期するものとして生成されるコンテンツ用クロックを生成するもので、周期速度値により基準クロックを分周して得られる周波数信号を分周比値により逓倍した周波数信号を、コンテンツ用クロックとして出力するようにされたクロック生成手段とを備えることとした。また、データ受信装置は、上記所定の伝送路により、データ送信装置から送信されてくるデジタルコンテンツ信号データを受信するデータ受信手段と、上記所定の伝送路により、データ送信装置から送信されてくる基準クロック受信するクロック受信手段と、上記所定の伝送路により、データ送信装置から送信されてくる上記分周比値情報を受信する分周比値情報受信手段と、コンテンツ用クロックとしての規定周波数と対応関係を有する規定周波数の源クロックを生成する源クロック生成手段と、源クロックを分周比値により分周して得られる周波数信号の単位周期内に得られる基準クロックの周期数を周期速度値として求めるようにされる周期速度値生成手段と、周期速度値を示す周期速度値情報を、データ伝送規格において規定される所定の伝送路によりデータ送信装置に対して送信する周期速度値送信手段とを備えることとした。

また、データ送信装置としては次のように構成することとした。
つまり、所定のデータ伝送規格において規定される所定の伝送路により、デジタルコンテンツ信号データをデータ受信装置に対して送信するデータ送信手段と、データ伝送規格において規定される所定の伝送路により、このデータ送信装置にて生成した基準クロックをデータ受信装置に対して送信する基準クロック送信手段と、基準クロックと、デジタルコンテンツ信号データの形式に応じたサンプリング周波数とに基づいて設定した分周比値を示す分周比値情報を、データ伝送規格において規定される所定の伝送路により送信する分周比値情報送信手段と、データ伝送規格において規定される所定の伝送路により送信されてくる情報であり、デジタルコンテンツ信号データの形式に対応する規定の周波数を有するものとしてデータ受信装置にて生成した源クロックを分周比値により分周して得られる周波数信号の単位周期内に得られる基準クロックの周期数である周期速度値を示す周期速度値情報を受信する周期速度値情報受信手段と、デジタルコンテンツ信号データに同期するものとして生成されるコンテンツ用クロックを生成するもので、周期速度値により基準クロックを分周して得られる周波数信号をさらに分周比値により逓倍した周波数信号を、コンテンツ用クロックとして出力するようにされたクロック生成手段とを備えることとした。

また、データ受信装置としては次のように構成することとした。
所定のデータ伝送規格において規定される所定の伝送路により、データ送信装置から送信されてくるデジタルコンテンツ信号データを受信するデータ受信手段と、データ伝送規格において規定される所定の伝送路により、データ送信装置から送信されてくる基準クロック受信するクロック受信手段と、データ伝送規格において規定される所定の伝送路により、データ送信装置から送信されてくる情報であり、データ送信装置にて上記基準クロックと、デジタルコンテンツ信号データの形式に応じたサンプリング周波数とに基づいて設定した分周比値を示す分周比値情報を受信する分周比値情報受信手段と、コンテンツ用クロックとしての規定周波数と対応関係を有する規定周波数の源クロックを生成する源クロック生成手段と、源クロックを分周比値により分周して得られる周波数信号の単位周期内に得られる基準クロックの周期数を、周期速度値として求めるようにされる周期速度値生成手段と、この周期速度値を示す周期速度値情報を、データ伝送規格において規定される所定の伝送路によりデータ送信装置に対して送信する周期速度値送信手段とを備えることとした。

また、デジタルコンテンツ信号データを送受信するデータ送信装置とデータ受信装置との間で、上記デジタルコンテンツ信号データを送受信するための所定のデータ伝送規格において規定される所定の伝送路により、データ送信装置にて生成した基準クロックを、データ送信装置からデータ受信装置に伝送させるクロック伝送手順と、データ送信装置において、基準クロックと、デジタルコンテンツ信号データの形式とに基づいて設定した分周比値を示す分周比値情報を、データ伝送規格において規定される所定の伝送路により、データ送信装置からデータ受信装置に伝送させる分周比値情報伝送手順と、データ受信装置において、デジタルコンテンツ信号データの形式に対応する規定周波数を有するコンテンツ用クロックと同じ規定周波数を有するようにして源クロックを生成する源クロック生成手順と、データ受信装置において、源クロックを分周比値により分周して得られる周波数信号の単位周期内に得られる基準クロックの周期数を、周期速度値として求めるようにされる周期速度値生成手順と、周期速度値を示す周期速度値情報を、データ受信装置からデータ送信装置に伝送させる周期速度値情報伝送手順と、データ送信装置においてコンテンツ用クロックを生成するもので、周期速度値により基準クロックを分周して得られる周波数信号を分周比値により逓倍した周波数信号として得るようにされるクロック再生成手順とを実行するように構成することとした。

上記各構成によっては、先ず、所定の伝送規格に従って、データ送信装置からデータ受信装置に対して、デジタルコンテンツ信号データを伝送するようにされている。
そのうえで、データ送信装置は、基準クロックと分周比値情報とを生成、設定し、これらを、同じ伝送規格により規定される所定の伝送経路でデータ受信装置に対して送信する。
データ受信装置側では、デジタルコンテンツ信号データに対応するものとして規定されるコンテンツ用クロックと同じ規定周波数による源クロックを生成し、この源クロックと、基準クロックと、分周比値情報を用いて源クロックの周期速度値を求め、これをデータ送信装置に送信するようにされる。
そしてデータ送信装置は、受信取得した周期速度値と、自身が生成・設定した基準クロック及び分周比値とを利用して、コンテンツ用クロックを生成するようにされる。
このようにしてデータ送信装置にて生成されるコンテンツ用クロックは、源クロックに対応する規定周波数のクロックを再生したものとしてみることができ、両者の周期速度は同じであるとみて良い。また、ここでデータ受信装置側において、高い精度の源クロックが得られるようなクロック生成を行っていれば、データ送信装置側で生成されるコンテンツ用クロックも、高い精度を有するものとなる。そして、データ送信装置とデータ受信装置では、それぞれが同じ周期速度で、かつ、高精度なコンテンツ用クロック、源クロックにより、伝送対象のデジタルコンテンツ信号データについての処理を行うことができる。

上記のようにして、本願発明によっては、データ送信装置とデータ受信装置は、伝送対象のデジタルコンテンツ信号データを、同じ周期速度による高精度で安定したクロックにより処理することができる。つまり、データ送信装置とデータ受信装置から成るシステム全体で、ジッターの少ない環境でのコンテンツ信号データの処理を行える。これにより、再生出力されるコンテンツの品質は、これまでよりも向上されることになる。

図１は、本願発明を実施するための最良の形態（以下、実施の形態という）の基となる、データ送受信システムの構成例を示している。このシステムは、ディスク再生装置１とアンプ装置２とをＨＤＭＩ(High Definition Multimedia Interface)により接続して成るもので、実質的には、オーディオ再生システムを構成するものとなる。
また、この図では、ディスク再生装置１とアンプ装置２の内部構成例をそれぞれ示しているが、ここでは説明を簡単なものとすることの都合上、先ず、ディスク再生装置１については、ディスク状記録媒体(以下、ディスクという)を再生して得られるオーディオ信号データを、ＨＤＭＩ経由で送信出力するための構成部分のみを抜き出して示すこととする。つまり、ディスク再生装置１としては、ディスクから再生したオーディオ信号データを、ＨＤＭＩ以外の伝送路により外部に送信出力可能に構成されてもよいのであるが、ここでは、このような構成については図示を省略している。また、同様にして、アンプ装置２についても、ＨＤＭＩに対応するデータインターフェイス機能に関する部位と、オーディオ信号をスピーカから音として再生出力させるための部位のみを抜き出して示すこととする。つまり、例えばオーディオアンプ装置２としては、ＨＤＭＩ以外の経路により外部からデジタル又はアナログのオーディオ信号を入力可能とされてもよいのであるが、ここでは、このような構成は省略している。

ディスク再生装置１に装填された所定フォーマットによるディスク１０は、ディスク再生部１１により再生されることで、そこに記録されているオーディオコンテンツであるオーディオ信号の読み出し（再生）が行われる。このディスク再生部１１は、装填されたディスク１０を所定の回転駆動方式に従って回転駆動するための部位と、ディスク１０に対してレーザ光を照射することにより記録信号の読み出しを行う光学ピックアップと、読み出した記録信号から最終的にデジタルオーディオ信号を得るまでの所要の信号処理を実行する再生信号処理部としての回路部位などから成るものとされる。

ディスク再生部１１にて得られるデジタルのオーディオ信号は、ＨＤＭＩ送信部１２に入力されるようになっている。ＨＤＭＩ送信部１２は、ＨＤＭＩにより定義されるソース(Source)に対応するもので、入力されてきたオーディオ信号を、ＨＤＭＩの規格に従って伝送データ化し、この伝送データを、ＨＤＭＩの物理層規格に従った電気信号に変換してＨＤＭＩ出力端子１３に対して出力するようにされる。ＨＤＭＩ出力端子１３は、例えば実際には、ＨＤＭＩの物理層規格に対応する構造の雌プラグを有して成り、ＨＤＭＩの規格に対応するケーブル３０の一方の雄プラグ３０ａが接続されている。

また、この場合のディスク再生装置１では、ディスク再生部１１からＨＤＭＩ送信部１２に対して、オーディオクロックCLK_A1を出力させることとしている。オーディオクロックCLK_Aは、ディスク再生部１１における再生処理により得られるデジタルオーディオ信号に対応のクロックに基づいて生成されるもので、このデジタルオーディオ信号のサンプリング周波数をｆｓとすると128fsの周波数を有するクロックとなる。
ＨＤＭＩ送信部１２は、上記オーディオクロックCLK_A1と、ビデオクロック（ピクセルクロック）CLK_Vを入力し、ＡＣＲ(Audio Clock Regeneration)制御に利用する。

次にアンプ装置２について説明する。
アンプ装置２は、オーディオ信号入力のためにＨＤＭＩの受信系の構成を備える。つまり、ＨＤＭＩ入力端子２１と、ＨＤＭＩ受信部２２を備える。
ＨＤＭＩ入力端子２１は、例えば実際には、ＨＤＭＩの物理層規格に対応する構造の雌プラグを有して成り、この場合には、ケーブル３０におけるもう一方の雄プラグ３０ｂが接続されている。これにより、ディスク再生装置１のＨＤＭＩ出力端子１３から出力(送信)される伝送データは、アンプ装置２のＨＤＭＩ入力端子２１を経由して、ＨＤＭＩ受信部２２に対して入力されることとなる。

ＨＤＭＩ受信部２２は、ＨＤＭＩにおいて定義されるシンク(Sink)に相当する部位であり、入力された伝送データについての受信処理を実行することで、この伝送データに含まれているオーディオ信号を抽出して復元することができる。そして、このようにして得たオーディオ信号データを、ここでは、再生信号処理・増幅部２２に対して出力するようにされる。

再生信号処理・増幅部２３は、入力されてくるオーディオ信号データの形式に適合した再生信号処理と、この再生信号処理を経た信号についての増幅動作を実行し、増幅により得られたスピーカ駆動信号をスピーカ端子２４に出力する。これにより、スピーカ端子２４に接続されるスピーカ２５が駆動され、アンプ装置２に入力されるオーディオ信号についての音声再生出力が行われることになる。

また、この場合のアンプ装置２では、ＨＤＭＩ受信部２２から再生信号処理・増幅部２３に対して、オーディオクロックCLK_A2を出力するようにされている。オーディオクロックCLK_A2は、ＨＤＭＩ受信部２２が実行するＡＣＲの動作により、ディスク再生装置１側のオーディオクロックCLK_A1と同じ周波数のクロックを再生成したものとして得られるクロックである。再生信号処理・増幅部２３は、ＨＤＭＩ受信部２２にて受信取得されたデジタルオーディオ信号についてのデジタル再生信号処理などを実行するのに、このオーディオクロックCLK_A2を再生クロックとして利用するようにされる。

図２は、ＨＤＭＩにおけるデータ送受信のための基本構成を模式的に示している。
既に知られているように、ＨＤＭＩにおける２つの装置間のデジタルコンテンツの信号データ（ビデオ信号データ・オーディオ信号データ）の伝送は、双方向ではなく一方向である。送信装置側についてはソース（Source）といい、受信装置側についてはシンク（Sink）という。
図２においては、送信装置に対応するものとしてHDMIソース（HDMI Source）１００が示され、受信装置に対応するものとしてHDMIシンク、（HDMI Sink）１１０が示されている。図１との対応では、ディスク再生装置１のＨＤＭＩ送信部１２において、HDMIソース１００に相当する部位が備えられ、アンプ装置２のＨＤＭＩ受信部２２において、HDMIシンク１１０に相当する部位が備えられる。

HDMIソース１００におけるＨＤＭＩトランスミッタ(Transmitter)１０１は、送信すべきコンテンツデータ（ビデオ信号、オーディオ信号）を入力し、これらを所定の構造に当て嵌めていくようにして伝送データを生成する。また、この伝送データの構造には、各種制御データをはじめとする付加情報も、ＨＤＭＩの規則に従って格納される。そして、このようにして得られた伝送データを、ＴＭＤＳ(Transition Minimized Differential Signaling)に従った伝送信号に変換し、ＴＭＤＳチャンネル０、１、２の３つの並列に設けられた３チャンネルの伝送路により送信出力させる。
また、ＴＭＤＳクロックチャンネルは、上記ＴＭＤＳチャンネル０〜２により伝送するビデオ信号データに同期するクロックであるＴＭＤＳクロックを送信出力するための伝送チャンネルとされる。即ち、コンテンツデータとしての信号と、クロックとは、それぞれ独立した別のチャンネル(信号線)により伝送されるようになっている。

HDMIシンク１１０におけるＨＤＭＩレシーバ１１１は、ＴＭＤＳチャンネル０、１、２、及びＴＭＤＳチャンネルクロックの各伝送路を介して送信されてくるデータ、クロックを受信する。そして、ＴＭＤＳチャンネル０、１、２により受信したデータからビデオ信号・オーディオ信号を抽出、復元して出力するようにされる。また、付加情報についても抽出して出力するようにされる。抽出された付加情報は、例えば、HDMI Sink１１０が対応する実際の機器が所要の制御に利用することになる。このようにして、ＨＤＭＩトランスミッタ１０１とＨＤＭＩレシーバ１１１によっては、ＴＭＤＳの規格に対応してビデオ信号・オーディオ信号（及び制御信号(Control/Status)）を送受信するようにされる。

また、上記ＨＤＭＩトランスミッタ１０１とＨＤＭＩレシーバ１１１との間での通信と併行して、HDMIソース１００とHDMIシンク１１０との間では、ＤＤＣ(Display Data Channel)による通信を行うようにもされている。これにより、例えばHDMIシンク１１０が有するＥＤＩＤＲＯＭ１１２に保持させている、ＨＤＭＩシンク１１０としての実際の装置に対応する各種設定値（例えばEDID(Extended Display Identification Data)により規定されている）の内容を、HDMI Source１００側が認識することが可能になる。

また、ＨＤＭＩでは、オプションとしてＣＥＣ（Consumer Electronics Control）による相互通信が可能であることが規定されている。ＣＥＣは、HDMIソース１００と、HDMIシンク１１０との間で、例えばリモートコントローラ操作などに応じたコマンドなどをはじめとする機器制御信号を送受信するためのプロトコルである。

図３は、現状のＨＤＭＩにおいて規定されているＡＣＲ制御のための構成を示している。
ＡＣＲ制御は、ＨＤＭＩソース１００側が備えるとされるソースデバイス(Source Device)２００と、ＨＤＭＩシンク１１０側が備えるとされるシンクデバイス(Sink Device)２０１とにより行われる。図１との対応では、ディスク再生装置１のＨＤＭＩ送信部１２においてソースデバイス２００が備えられ、アンプ装置２のＨＤＭＩ受信部２２においてシンクデバイス２０１が備えられることになる。

ソースデバイス２００に対しては、オーディオクロックCLK_A1とビデオクロック（ピクセルクロック）CLK_Vが入力される。図１のディスク再生装置１との対応では、オーディオクロックCLK_A1は、ディスク再生部１１において再生して得られるデジタルオーディオ信号に同期して得られるもので、このデジタルオーディオ信号のサンプリング周波数をｆｓとして、１２８ｆｓで表される周波数を有するクロックである。また、ビデオクロックCLK_Vは、ＡＣＲ制御のための基準となるクロックとして、本来はソースからシンクに伝送すべきビデオ信号データに同期するクロックであり、その周波数は、ビデオ信号データが対応するフォーマット（例えばＶＧＡ、４８０ｉ、４８０ｐなど）に応じて決定される。但し、図１の構成の場合のようにして、ビデオ信号を伴うことなく、オーディオ信号のみを伝送する場合には、伝送するデジタルオーディオ信号の形式により規定されるサンプリング周波数などに基づいて、例えば、伝送対象のデジタルオーディオ信号に必要な周波数帯域（伝送周波数）が確保されるべきことをはじめ、いくつかの所要の条件を満たすようにして、ビデオクロックCLK_Vとして適切な周波数を設定し、これを生成するようにされる。また、ビデオクロックCLK_Vは、ソース側機器（ディスク再生装置１）が備える水晶発振子の発振信号を基にして生成したもので、その周期速度の変動特性(ジッター特性)などについては、いわゆるクリスタル精度といわれる精度を持つ。

そして、ソースデバイス２００においては、先ず、入力されてくるオーディオクロックCLK_A1を、分周器２１１によって、１／Ｎに分周して出力する。
ここで、分周器２０１が分周比として用いる数値であるＮは、ＨＤＭＩにおいて、伝送するオーディオ信号データのサンプリング周波数ｆｓと、ＴＭＤＳクロックの周波数とに対応させて、ＣＴＳとともに、その推奨値が規定されている。ちなみに、ＨＤＭＩにおいては、オーディオクロック（128fs）、ＴＭＤＳクロックの周波数(fTMDS_clock)、Ｎ、及びＣＴＳとの関係について、
128fs＝fTMDS_clock*N/CTS・・・(式１)
が成り立つべきことを規定している。

ソースとなる機器は、例えばオーディオ信号データの形式に応じた規定のサンプリング周波数とビデオクロック周波数との関係からＮが特定されるように形成したテーブルを参照する、あるいはオーディオ信号データの形式に応じた規定のサンプリング周波数とビデオクロック周波数の値を用いて所定の演算式を用いてＮを算出するようにして、上記推奨値としてのＮの値を取得するようにされる。
ソースデバイス２００におけるＮレジスタ２１３には、上記のようにして求めたＮがセットされる。Ｎレジスタ２１３は、セットされたＮを保持し、分周器２１１の分周比として、この保持しているＮを設定する。

分周器２１１の出力は、周期カウンタ２１２に対して出力される。
周期カウンタ２１２には、上記分周器２１１から出力される周波数信号と、ビデオクロックCLK_Vを基とするＴＭＤＳクロックとが入力される。周期カウンタ２１２は、例えば分周器２１１から出力される周波数信号の１周期(単位周期)内において現れる、ＴＭＤＳクロックの周期数をカウントする。このようにしてカウントして得られる値が、ソースデバイス２００からＣＴＳ(Cycle Time Stamp)として出力される。
オーディオクロックCLK_A1は、伝送対象のデジタルオーディオ信号データに同期し、128fsで表される、規定の周波数を有するクロックとして生成されるのであるが、このオーディオクロックCLK_A1が有する現実の周波数(実周波数：ここでは周期速度ともいうことにする)は、真に正確な周波数に対して誤差を有している。ＣＴＳは、ＴＭＤＳクロックを基準とした上で、オーディオクロックCLK_A1の周期速度を示している数値であるとしてみることができる。

そして、ソースデバイス２００は、上記ＣＴＳとともに、ビデオクロックCLK_Vを基とするＴＭＤＳクロック、及びＮレジスタ２１３が保持する分周比値としてのＮを、ＨＤＭＩの伝送路を経由して、シンクデバイス２０１に対して送信出力する。
ＡＣＲ制御のためのパラメータとなるＣＴＳ及びＮ（ＡＣＲパラメータ）については、先に図２により説明した、ＴＭＤＳチャンネル０、１、２により伝送される付加情報、制御情報の１つとして、ビデオデータの垂直／水平ブランキング区間内における所定区間に格納されるようにされたうえで、パケット形式により送信される。また、ＴＭＤＳクロックは、ＴＭＤＳクロックチャンネルにより伝送される。

シンクデバイス２０１は、分周器２１４、逓倍器２１５を備える。
先ず、分周器２１４は、ＨＤＭＩの伝送路経由で受信したＴＭＤＳクロック及びＣＴＳを入力し、ＴＭＤＳクロックをＣＴＳが示す値により分周する。この分周を行って得られた周波数信号は、逓倍器２１５に対して出力される。
逓倍器２１５は、分周器２１４から入力される周波数信号を、同じくＨＤＭＩの伝送路経由で受信したＮにより逓倍する。

先ず、分周期２１４により得られる周波数信号は、ソースデバイス２００の周期カウンタ２１２がＣＴＳを求めるのに利用したものと同じＴＭＤＳクロックを、ＣＰＴにより分周して得られるものである。従って、この周波数信号は、ソースデバイス２００の分周器２１１から出力される周波数信号と同じ周波数を有していることになる。そして、逓倍器２１５によっては、この周波数信号を、ソースデバイス２００において分周器２１１が使用する、同じＮにより逓倍するのであるから、逓倍器２１５の出力は、ソースデバイス２００側において入力されているオーディオクロックCLK_A2と同じ周波数が得られることになる。つまり、シンクデバイス２０１側において、ソース２００側のオーディオクロックが再生成されることになるものである。このようにして再生成されたクロックが、シンクデバイス２００を有する機器（アンプ装置２）側にて得られるオーディオクロックCLK_A2となるものであり、例えば図１のアンプ装置２においては、このオーディオクロックCLK_A2を、再生クロックとして、再生信号処理・増幅部２３におけるデジタルオーディオ信号の再生処理に利用する。

このようにしてＨＤＭＩでは、ソース側において得られているオーディオクロックをシンク側において再生成する仕組みを有する。そして、シンク側では、この再生成したオーディオクロックを再生クロックとして利用して、受信取得したデジタルオーディオ信号についての再生信号処理を実行するようにされる。上記もしたように、再生成されるオーディオクロックは、シンク側において得られているオーディオクロックと同じ周波数であることから、シンク側においては、再生成したオーディオクロックを再生クロックとして使用することで、ソース側から受信取得したデジタルオーディオ信号の再生を破綻無く行えることにはなる。

しかし、上記したＡＣＲ制御の構成は、ソースデバイス２００側の機器にて得られるオーディオクロックCLK_A1に応じたＣＴＳを使用して、シンクデバイス側でクロックの再生成を行うようにされている。これは、ソースデバイス２００がマスタで、シンクデバイス２０１がスレーブとして動作するようにされた構成であり、再生成により得られるオーディオクロックCLK_A2の精度は、そのまま、ソース側のオーディオクロックCLK_A1の精度に依存してしまうことになる。この場合において、ソース側の機器が高い精度のオーディオクロックCLK_A1を生成することができない場合には、シンク側の機器においても、オーディオクロックCLK_A1と同じ精度のオーディオクロックCLK_A2を再生クロックとして使用することになり、良好な再生品質が期待できなくなる。

そこで、本実施の形態としては、以降説明するようにして、ディスク再生装置とアンプ装置とを構成するようにされる。本実施の形態では、ディスク再生装置が本願発明におけるデータ送信装置に相当し、アンプ装置が本願発明におけるデータ受信装置に対応する。

先ず、図４は、実施の形態としてのディスク再生装置１Ａ及びアンプ装置２Ａを示している。なお、この図におけるディスク再生装置１Ａ及びアンプ装置２Ａにおいて、図１に示したディスク再生装置１及びアンプ装置２と同一とされる内容については説明を省略する。

先ず、この図に示すアンプ装置２Ａにおいては、オシレータ２６が水晶発振子２７を利用して、マスタークロックCLK_Mを生成するようにされる。
このマスタークロックCLK_Mは、ＨＤＭＩ経由でアンプ装置２Ａが受信して再生信号処理を行うオーディオ信号データのサンプリング周波数をｆｓとして、１２８ｆｓの周波数を有するものとして生成される。
ＨＤＭＩ経由でオーディオ信号データを伝送するときには、伝送データの構造内において、そのオーディオ信号データの形式に応じて規定されるサンプリング周波数ｆｓを示す情報を格納するようにされる。そこで、アンプ装置２は、受信した伝送データからこのサンプリング周波数を示す情報を取得して、受信取得されるデジタルオーディオ信号のサンプリング周波数を認識する。そして、この認識したサンプリング周波数の１２８倍の周波数信号を生成するようにされる。これが、マスタークロックCLK_Mとなる。上記しているように、マスタークロックCLKは、水晶発振子を利用して生成されるものであるために、クリスタル精度といわれる高い精度を持つことになる。

このようにして生成したマスタークロックCLK_Mは、ＨＤＭＩ受信部２２Ａに対して入力される。ＨＤＭＩ受信部２２Ａでは、後述する本実施の形態としてのＡＣＲ制御を実行する際に、マスタークロックCLK_Mを使用する。
また、このマスタークロックCLK_Mは、再生信号処理・増幅部２３に対しても入力される。再生信号処理／増幅部２３は、マスタークロックCLK_Mを、ＨＤＭＩ受信部２２Ａから入力されてくるデジタルオーディオ信号のための再生クロックとして利用する。

また、ディスク再生装置１Ａでは、ＨＤＭＩ送信部１２Ａからディスク再生部１１に対してオーディオクロックCLK_Argを入力させている。このオーディオクロックCLK_Argは、結果的には、マスタークロックCLK_Mを後述するＨＤＭＩ送信部１２Ａの構成により再生成したものとして得られるクロックとされる。
ディスク再生部１１は、例えばこのオーディオクロックCLK_Argに基づいて再生クロックを生成し、この再生クロックに同期したオーディオ信号データが再生されるようにして、ディスク再生動作を制御するようにされる。例えばディスク回転駆動方式がＣＬＶ(線速度一定)であるような場合には、ディスク１０から再生されるオーディオ信号データが再生クロックに同期するようにして、ディスク回転速度を制御することになる。また、ディスク１０からのデータ読み出しをバースト(間欠)的に行ってバッファメモリに一時蓄積したうえで、バッファメモリから連続的にオーディオ信号データを読み出して再生出力させるような構成の場合には、バッファメモリに対する読み出しタイミングを制御することで、結果的に、再生クロックに同期したオーディオ信号データを得るようにされる。

図５は、本実施の形態に対応するＡＣＲ制御のための構成を示す図である。
この図においては、ソースデバイス２００Ａとシンクデバイス２０１Ａが示されている。ソースデバイス２００Ａは、本実施の形態のディスク再生装置１ＡのＨＤＭＩ送信部１２Ａが備える部位とされ、シンクデバイス２０１Ａは、本実施の形態のアンプ装置２ＡのＨＤＭＩ受信部２２Ａが備える部位とされる。

アンプ装置２Ａ側において図４による説明のようにして生成され、ＨＤＭＩ受信部２２Ａに入力されるマスタークロックCLK_M（源クロック）は、シンクデバイス２０１Ａの分周器２２１に対して入力される。
分周器２２１では、マスタークロックCLK_Mを、分周比値Ｎにより分周する。この分周比値としてのＮは、ソースデバイス２００Ａ内のＮレジスタ２１３が保持しているもので、ＨＤＭＩの伝送規格に従って、オーディオ信号データと共に、データの１つとして、ソースデバイス２００Ａ（ＨＤＭＩ送信部１２Ａ：ＨＤＭＩソース）が送信してくるものである。アンプ装置２ＡのＨＤＭＩ受信部２２Ａは、このようにして送信されてくるＮを受信取得し、分周器２２１に対して分周比値としてセットするようにされる。

分周器２２１によりマスタークロックCLK_Mを分周して得られる128fs／Nの周波数を有する周波数信号は、周期カウンタ２２２に対して入力される。周期カウンタ２２２には、この分周器２２１からの周波数信号とともに、ソースデバイス２００Ａ（ＨＤＭＩ送信部１２Ａ：ＨＤＭＩソース）側からＴＭＤＳチャンネルクロックを経由して送信されてくるＴＭＤＳクロックが入力される。このＴＭＤＳクロックは、図３の場合と同様にして、ソースとなる機器側において水晶発振子を使用して生成したビデオクロックCLK_V（基準クロック）を基とするクリスタル精度のクロックである。
そして、周期カウンタ２２２は、分周器２２１からの周波数信号の１周期内において得られるＴＭＤＳクロックの周期数をカウントする。そして、このカウント値をＣＴＳｒとする。ＣＴＳｒは、ＴＭＤＳクロックを基準にしてマスタークロックCLK_Aの周期速度を示していることになる。このＣＴＳｒは、クリスタル精度のマスタークロックCLK_M及びＴＭＤＳクロックに基づいて得られるものであることから、現に得られるＣＴＳｒとしては、マスタークロックCLK_Aの周期速度誤差が小さいことを反映した値を示すことになる。

上記のようにして得られたＣＴＳｒは、ソースデバイス２００Ａ側に対して入力される。
本実施の形態においても、ＨＤＭＩによるデータ伝送は、ソースであるディスク再生装置１からシンクであるアンプ装置２への単一方向である。そこで、ＣＴＳｒをソースデバイス２００Ａに入力させるためには、例えば、双方向の通信が可能なＣＥＣの伝送路を使用する。つまり、本実施の形態においては、ＣＥＣ上でＣＴＳｒを伝送するプロトコルを定義するようにされる。これにより、ＣＴＳｒを、ＨＤＭＩ受信部２２ＡからＨＤＭＩ送信部１２Ａに対して送信することが可能になる。ＨＤＭＩ送信部１２Ａは、受信したＣＴＳｒを、ソースデバイス２００Ａにおける分周器２２３の分周比値としてセットするようにされる。

ソースデバイス２００Ａにおいて分周器２２２は、ＴＭＤＳクロックをＣＴＳｒにより分周する。分周器２２２に入力されるＴＭＤＳクロックは、シンクデバイス２０１Ａ側の周期カウンタ２２１に対して入力されるものと共通である。従って、この分周器２２２から出力される周波数信号としては、シンクデバイス２０１Ａの分周器２２１の出力である128fs／Nの周波数を有する周波数信号と同一とみることのできるものが得られることになる。
そして、逓倍器２２４においては、上記分周器２２３により得られた周波数信号を、Ｎレジスタ２１３によりセットされる分周比値であるＮにより逓倍し、これにより得られる周波数信号を、オーディオクロックCLK_Argとして出力する。

上記逓倍器２２４が逓倍値として使用するＮは、シンクデバイス２０１Ａの分周器２２１に与える分周比値としても共通に使用されている。従って、オーディオクロックCLK_Argとしては、マスタークロックCLK_Mと同じ周波数を有することとなる。即ち、オーディオクロックCLK_Argは、マスタークロックCLK_Mを再生成したものとなる。
ここでマスタークロックCLK_Mは、クリスタル精度を持つから、これを再生成したものであるオーディオクロックCLK_Argとしても、クリスタル精度を有することになる。つまり、オーディオクロックCLK_Argは、非常にジッターの小さい高精度なクロックであることになる。

そして、先の図４による説明のようにして、ディスク再生装置１Ａのディスク再生部１１では、この高精度のオーディオクロックCLK_Argを再生クロックとしてディスク１０からのオーディオ信号データの再生動作を実行することになる。これにより、ディスク再生装置１Ａにより再生され、ＨＤＭＩ送信部１２Ａから送信されるオーディオ信号データとしても、ジッター、エラーの少ない高品位で再生されたものが得られることになる。
アンプ装置２Ａ側では、上記のようにして送信されてくるオーディオ信号データを受信して、再生信号処理・増幅部２３により再生信号処理を実行するが、このときの再生クロックには、マスタークロックCLK_Mを基とするものが使用される。従って、再生信号処理・増幅部２３による再生信号処理も、デジタルオーディオ信号の品位を損なうことなく、高い精度で行われることになる。この結果、本実施の形態のディスク再生装置１Ａとアンプ装置２Ａからなるオーディオ再生システムによっては、これまでよりも品質の向上されたオーディオ再生が実現されることになる。

なお、通常のＨＤＭＩによるデータ伝送との互換性を考慮して、実際のディスク再生装置１Ａについては、図１〜図３により説明した、これまでのＨＤＭＩの規定に準拠したデータ送信、及びＡＣＲの動作と、ディスクからのオーディオ信号データの再生動作が可能なようにして構成すべきものとされる。同様の理由で、アンプ装置２Ａも、実際においては、ＨＤＭＩの規定に準拠したデータ受信及びＡＣＲの動作と、オーディオ信号データの再生信号処理が可能なようにして構成すべきものとされる。
例えばディスク再生装置１Ａに対して、通常のＨＤＭＩの規定にのみ対応した機器がシンクとして接続された場合、ディスク再生装置１Ａも、通常のＨＤＭＩの規定に対応するデータ送信及びＡＣＲの動作と、再生動作を実行するようにされる。同様にして、アンプ装置２Ａに対して、通常のＨＤＭＩの規定のみに対応した機器がソースとして接続された場合には、アンプ装置２Ａは、通常のＨＤＭＩの規定に対応したデータ受信及びＡＣＲの動作と、再生信号処理を実行する。

また、ディスク再生装置１Ａ及びアンプ装置２Ａのそれぞれが、ＨＤＭＩ経由で接続された相手方機器について、図４及び図５により説明した本実施の形態としてのＡＣＲ制御に対応しているか否かを認識可能とするためには、例えば、ＨＤＭＩ伝送路におけるＣＥＣを利用するなどして、ディスク再生装置１Ａ、アンプ装置２Ａが、それぞれ、ＨＤＭＩ経由で接続された相手方機器に問い合わせを行うようにすればよい。この問い合わせに対する応答が、本実施の形態のＡＣＲ制御に対応することを通知してくるものであれば、図４、図５により説明した本実施の形態の構成に切り換えるようにされる。これに対して、問い合わせに対する応答が、本実施の形態のＡＣＲ制御に対応しないことを通知してくるものであれば、図１〜図３に示したこれまでのＨＤＭＩに対応する構成に切り換えるようにされる。

また、これまでの説明にあっては、本願発明に対応するデータ送信装置をディスプレイ装置に適用し、また、本願発明に対応するデータ受信装置をオーディオアンプ装置に対して適用しているが、これら以外の種類の各種装置に適用されて構わない。
また、実施の形態においては、本願発明における第１の伝送路をＨＤＭＩとしているが、オーディオ信号伝送がサポートされているデジタルデータインターフェイスにおいて、本願発明の適用が可能なものでありさえすれば、特に限定されるべきものではない。また、実施の形態において伝送するデータ（デジタルコンテンツ信号）は、同期再生されるべきビデオ信号を伴わないオーディオ信号のみのコンテンツを対象としているが、同期再生されるべきビデオ信号とともに伝送されるオーディオ信号とされてもよい。また、ビデオ信号そのもの伝送する場合に対応して、本願発明を適用することも考えられる。

ディスク再生装置とアンプ装置とをＨＤＭＩにより接続して構成したオーディオ再生システムの構成例を示す図である。ＨＤＭＩにおけるデータ送受信のための基本構成を模式的に示す図である。ＨＤＭＩにおけるＡＣＲ制御のための構成を示すブロック図である。本実施の形態としてのディスク再生装置とアンプ装置とをＨＤＭＩにより接続して構成したオーディオ再生システム(データ送受信システム)の構成例を示す図である。本実施の形態としてのＡＣＲ制御のための構成を示すブロック図である。

符号の説明

１・１Ａディスク再生装置、２・２Ａアンプ装置、１０ディスク、１１ディスク再生装置、１２・１２ＡＨＤＭＩ送信部、１３ＨＤＭＩ出力端子、２１ＨＤＭＩ入力端子、２２・２２ＡＨＤＭＩ受信部、２３再生信号処理・増幅部、２４スピーカ端子、１００ HDMIソース、１０１ＨＤＭＩトランスミッタ、１１０ HDMIシンク、１１１ＨＤＭＩレシーバ、１１２ＥＤＩＤＲＯＭ、２００・２００Ａソースデバイス、２０１・２０１Ａシンクデバイス、２１１・２１４・２２１・２２３分周器、２１２・２２２周期カウンタ、２１３Ｎレジスタ、２１５・２２４逓倍器

Claims

所定のデータ伝送規格により接続されるデータ送信装置とデータ受信装置とから成り、
上記データ送信装置は、
上記データ伝送規格において規定される所定の伝送路により、デジタルコンテンツ信号データを上記データ受信装置に対して送信するデータ送信手段と、
上記データ伝送規格において規定される所定の伝送路により、このデータ送信装置にて生成した基準クロックを上記データ受信装置に対して送信する基準クロック送信手段と、
上記基準クロックと、上記デジタルコンテンツ信号データの形式に応じたサンプリング周波数とに基づいて設定した分周比値を示す分周比値情報を、上記データ伝送規格において規定される所定の伝送路により送信する分周比値情報送信手段と、
上記データ伝送規格において規定される所定の伝送路により送信されてくる、上記データ受信装置にて求められた、上記基準クロックを基準とする源クロックの周期速度値を示す周期速度値情報を受信する周期速度値情報受信手段と、
上記デジタルコンテンツ信号データに同期するものとして生成されるコンテンツ用クロックを生成するもので、上記周期速度値により上記基準クロックを分周して得られる周波数信号を上記分周比値により逓倍した周波数信号を、上記コンテンツ用クロックとして出力するようにされた、クロック生成手段とを備え、
上記データ受信装置は、
上記所定の伝送路により、上記データ送信装置から送信されてくる上記デジタルコンテンツ信号データを受信するデータ受信手段と、
上記所定の伝送路により、上記データ送信装置から送信されてくる基準クロック受信するクロック受信手段と、
上記所定の伝送路により、上記データ送信装置から送信されてくる上記分周比値情報を受信する分周比値情報受信手段と、
上記コンテンツ用クロックとしての規定周波数と対応関係を有する規定周波数の源クロックを生成する源クロック生成手段と、
上記源クロックを上記分周比値により分周して得られる周波数信号の単位周期内に得られる上記基準クロックの周期数を、上記周期速度値として求めるようにされる、周期速度値生成手段と、
上記周期速度値を示す周期速度値情報を、上記データ伝送規格において規定される所定の伝送路により上記データ送信装置に対して送信する、周期速度値送信手段とを備える、
ことを特徴とするデータ送受信システム。
所定のデータ伝送規格において規定される所定の伝送路により、デジタルコンテンツ信号データをデータ受信装置に対して送信するデータ送信手段と、
上記データ伝送規格において規定される所定の伝送路により、このデータ送信装置にて生成した基準クロックを上記データ受信装置に対して送信する基準クロック送信手段と、
上記基準クロックと、上記デジタルコンテンツ信号データの形式に応じたサンプリング周波数とに基づいて設定した分周比値を示す分周比値情報を、上記データ伝送規格において規定される所定の伝送路により送信する分周比値情報送信手段と、
上記データ伝送規格において規定される所定の伝送路により送信されてくる情報であり、上記デジタルコンテンツ信号データの形式に対応する規定の周波数を有するものとして上記データ受信装置にて生成した源クロックを上記分周比値により分周して得られる周波数信号の単位周期内に得られる上記基準クロックの周期数である周期速度値を示す周期速度値情報を受信する周期速度値情報受信手段と、
上記デジタルコンテンツ信号データに同期するものとして生成されるコンテンツ用クロックを生成するもので、上記周期速度値により上記基準クロックを分周して得られる周波数信号をさらに上記分周比値により逓倍した周波数信号を、上記コンテンツ用クロックとして出力するようにされたクロック生成手段と、
を備えることを特徴とするデータ送信装置。
所定のデータ伝送規格において規定される所定の伝送路により、データ送信装置から送信されてくるデジタルコンテンツ信号データを受信するデータ受信手段と、
上記データ伝送規格において規定される所定の伝送路により、上記データ送信装置から送信されてくる基準クロック受信するクロック受信手段と、
上記データ伝送規格において規定される所定の伝送路により、上記データ送信装置から送信されてくる情報であり、上記データ送信装置にて上記基準クロックと、上記デジタルコンテンツ信号データの形式に応じたサンプリング周波数とに基づいて設定した分周比値を示す分周比値情報を受信する分周比値情報受信手段と、
上記コンテンツ用クロックとしての規定周波数と対応関係を有する規定周波数の源クロックを生成する源クロック生成手段と、
上記源クロックを上記分周比値により分周して得られる周波数信号の単位周期内に得られる上記基準クロックの周期数を、周期速度値として求めるようにされる、周期速度値生成手段と、
上記周期速度値を示す周期速度値情報を、上記データ伝送規格において規定される所定の伝送路により上記データ送信装置に対して送信する、周期速度値送信手段とを備える、
ことを特徴とするデータ受信装置。
デジタルコンテンツ信号データを送受信するデータ送信装置とデータ受信装置との間で、上記デジタルコンテンツ信号データを送受信するための所定のデータ伝送規格において規定される所定の伝送路により、上記データ送信装置にて生成した基準クロックを、上記データ送信装置から上記データ受信装置に伝送させるクロック伝送手順と、
上記データ送信装置において、上記基準クロックと、上記デジタルコンテンツ信号データの形式とに基づいて設定した分周比値を示す分周比値情報を、上記データ伝送規格において規定される所定の伝送路により、上記データ送信装置から上記データ受信装置に伝送させる分周比値情報伝送手順と、
上記データ受信装置において、上記デジタルコンテンツ信号データの形式に対応する規定周波数を有するコンテンツ用クロックと同じ規定周波数を有するようにして源クロックを生成する源クロック生成手順と、
上記データ受信装置において、上記源クロックを上記分周比値により分周して得られる周波数信号の単位周期内に得られる上記基準クロックの周期数を、周期速度値として求めるようにされる、周期速度値生成手順と、
上記周期速度値を示す周期速度値情報を、上記データ受信装置から上記データ送信装置に伝送させる周期速度値情報伝送手順と、
上記データ送信装置において上記コンテンツ用クロックを生成するもので、上記周期速度値により上記基準クロックを分周して得られる周波数信号を上記分周比値により逓倍した周波数信号として得るようにされるクロック再生成手順と、
を実行することを特徴とするクロック生成方法。