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公開番号2025105001
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-10
出願番号2023223245
出願日2023-12-28
発明の名称信号伝送システム及び信号伝送方法
出願人キュエル株式会社
代理人弁理士法人ドライト国際特許事務所
主分類H04L 7/06 20060101AFI20250703BHJP(電気通信技術)
要約【課題】クロック信号とクロック信号に同期した長周期信号との分配を容易かつ低コストで実現する信号伝送システム及び信号伝送方法を提供する。
【解決手段】信号伝送システム200は、複数の制御ユニット220-1、220-2、…、220-nと、クロック信号CKと、クロック信号CKの2倍以上の周期を有し、クロック信号CKに同期した長周期信号LPとを複数の制御ユニット220-1、220-2、…、220-nに分配するための信号分配装置210と、を備える。信号分配装置210は、長周期信号LPをクロック信号CKで変調することにより、クロック信号CKに長周期信号LPを重畳した変調信号MDを生成する変調回路を備え、伝送経路230-1、230-2、…、230-nを介して変調信号MDを複数の制御ユニット220-1、220-2、…、220-nにそれぞれ分配させる。
【選択図】図2

特許請求の範囲【請求項１】
複数の制御ユニットと、
クロック信号と、前記クロック信号の２倍以上の周期を有し、前記クロック信号に同期した長周期信号とを前記複数の制御ユニットに分配するための信号分配装置と、
を備える信号伝送システムであって、
前記信号分配装置は、
前記長周期信号を前記クロック信号で変調することにより、前記クロック信号に前記長周期信号を重畳した変調信号を生成する変調回路を備え、
伝送経路を介して前記変調信号を前記複数の制御ユニットに分配させる、信号伝送システム。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記信号分配装置は、パルス幅変調によって前記変調信号を生成する、請求項１に記載の信号伝送システム。
【請求項３】
前記変調回路は、
前記クロック信号の位相をシフトすることにより位相シフト信号を求め、
前記位相シフト信号と前記長周期信号とのＯＲ演算をすることにより、前記位相シフト信号と前記長周期信号との合成信号を求め、
前記合成信号と前記クロック信号とのＡＮＤ演算をすることにより前記変調信号を生成する、請求項１に記載の信号伝送システム。
【請求項４】
前記変調回路は、前記クロック信号の位相を１８０°超３６０°未満の範囲でシフトすることにより前記位相シフト信号を求める、請求項３に記載の信号伝送システム。
【請求項５】
前記複数の制御ユニットの各々は、前記変調信号から、再生したクロック信号と再生した長周期信号とを求める復調回路を備え、
前記復調回路は、
前記変調信号の立ち上がりエッジに基づいて前記再生したクロック信号を求めるクロック信号リカバリ回路と、
前記変調信号と前記再生したクロック信号とから前記再生した長周期信号を求める長周期信号リカバリ回路と、
を備える、請求項１に記載の信号伝送システム。
【請求項６】
前記長周期信号リカバリ回路は、
前記再生したクロック信号を位相シフトして周波数を逓倍することにより、又は前記再生したクロック信号の周波数を逓倍して位相シフトすることにより、高周波信号を生成し、
前記変調信号を前記高周波信号でサンプリングすることにより第１サンプリング信号を求め、
前記第１サンプリング信号を前記高周波信号でサンプリングすることにより第２サンプリング信号を求め、
前記第１サンプリング信号と前記第２サンプリング信号とのＡＮＤ演算をすることにより前記再生した長周期信号を求める、請求項５に記載の信号伝送システム。
【請求項７】
前記長周期信号リカバリ回路は、
前記再生したクロック信号の周波数を逓倍することにより高周波信号を生成し、
前記高周波信号の立ち上がりで前記変調信号が連続してハイレベルにある数をカウントしてカウント値を求め、
前記カウント値が相対的に大きな所定値に達すると、前記高周波信号を用いてパルス幅が前記所定値に相当するパルスを前記再生した長周期信号のパルスとして出力する、請求項５に記載の信号伝送システム。
【請求項８】
前記信号分配装置は、前記変調回路で生成された前記変調信号を複数の変調信号に分ける分配器をさらに備え、
前記複数の変調信号が、それぞれ、前記複数の制御ユニットに伝送される、請求項１に記載の信号伝送システム。
【請求項９】
信号分配装置によって、クロック信号と、前記クロック信号の２倍以上の周期を有し、前記クロック信号に同期した長周期信号とを複数の制御ユニットに分配するための信号伝送方法であって、
前記信号分配装置の変調回路によって、前記長周期信号を前記クロック信号で変調することにより、前記クロック信号に前記長周期信号を重畳した変調信号を生成し、
前記信号分配装置によって、伝送経路を介して前記変調信号を前記複数の制御ユニットに分配させる、信号伝送方法。
【請求項１０】
前記変調信号はパルス幅変調によって生成される、請求項９に記載の信号伝送方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号伝送システム及び信号伝送方法に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
大規模な量子コンピュータシステム等の大規模コンピュータシステムでは、複数の制御ユニットが低ジッタのクロック信号をベースに高精度に同期して動作する必要がある。そのような大規模コンピュータシステムの長期安定動作には、低ジッタのクロック信号とそのクロック信号に同期した長周期信号とを複数の制御ユニットに分配する必要がある。
【０００３】
図１に、従来の大規模コンピュータシステムにおける信号伝送システム１００の構成を示す。信号伝送システム１００は、信号分配装置１１０と、信号分配装置１１０に接続された複数の制御ユニット１２０－１、１２０－２、…、１２０―ｎ（ｎは２以上の整数）とを備える。信号分配装置１１０は、低ジッタのクロック信号ＣＫと長周期信号ＬＰとを生成し、クロック信号ＣＫと長周期信号ＬＰとを別々の伝送経路（ケーブル）を介して複数の制御ユニット１２０－１、１２０－２、…、１２０―ｎに分配する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第７３０３５０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の信号伝送システム１００では、クロック信号ＣＫと長周期信号ＬＰとを別々の伝送経路で各制御ユニットに伝送していたため、クロック信号ＣＫと長周期信号ＬＰとの間のゆらぎを抑えるために、ケーブル長の調節や分配機構の温度管理が必要となり、困難を伴っていた。また、長周期信号ＬＰを多数の制御ユニットに長距離で分配するためには低損失の伝送が必要となるが、長周期信号ＬＰの周期が非常に長いため、長距離・低損失伝送用の光ケーブルを用いても実質的に伝送ができないという課題もある。さらに、大規模コンピュータシステムを構築するために、ケーブル数を増加させ、ケーブル長を増大させると、上述の課題の解決がさらに困難になるとともに、コスト高を招いてしまう。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、クロック信号とクロック信号に同期した長周期信号との分配を容易かつ低コストで実現する信号伝送システム及び信号伝送方法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】
【０００７】
本発明に係る信号伝送システムは、複数の制御ユニットと、クロック信号と、クロック信号の２倍以上の周期を有し、クロック信号に同期した長周期信号とを複数の制御ユニットに分配するための信号分配装置と、を備える。信号分配装置は、長周期信号をクロック信号で変調することにより、クロック信号に長周期信号を重畳した変調信号を生成する変調回路を備え、伝送経路を介して変調信号を複数の制御ユニットに分配させる。
【０００８】
本発明に係る信号伝送方法は、信号分配装置によって、クロック信号と、クロック信号の２倍以上の周期を有し、クロック信号に同期した長周期信号とを複数の制御ユニットに分配するための方法であって、信号分配装置の変調回路によって、長周期信号をクロック信号で変調することにより、クロック信号に長周期信号を重畳した変調信号を生成し、信号分配装置によって、伝送経路を介して変調信号を複数の制御ユニットに分配させる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、クロック信号に長周期信号を重畳した変調信号を生成し、伝送経路を介して変調信号を伝送することにより、クロック信号と長周期信号とが同一の経路で各制御ユニットに分配されることになる。これにより、伝送ゆらぎが軽減され、クロック信号及び長周期信号の分配を容易かつ低コストで実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
従来の信号伝送システムの構成を示すブロック図である。
本発明の実施形態に係る信号伝送システムの構成を示すブロック図である。
信号分配装置の変調回路の構成図である。
信号分配装置における変調信号の分配方式の一例を示す構成図である。
信号分配装置における変調信号の分配方式の別の例を示す構成図である。
クロック信号の位相シフト量δが０°＜δ≦９０°であるときの変調回路のタイミングチャートである。
９０°＜δ＜１８０°であるときの変調回路のタイミングチャートである。
１８０°＜δ≦２７０°であるときの変調回路のタイミングチャートである。
２７０°＜δ＜３６０°であるときの変調回路のタイミングチャートである。
各制御ユニットの復調回路の構成図である。
クロック信号リカバリ回路のタイミングチャートである。
長周期信号リカバリ回路の構成図の一例である。
図７Ａに示す長周期信号リカバリ回路のタイミングチャートである。
図７Ａの変形例としての長周期信号リカバリ回路の構成図である。
図８Ａに示す長周期信号リカバリ回路のタイミングチャートである。
長周期信号リカバリ回路の別の例を示す構成図である。
図９Ａに示す長周期信号リカバリ回路のタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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