JP2012114566A - Signal multiplexing circuit - Google Patents

Signal multiplexing circuit Download PDF

Info

Publication number
JP2012114566A
JP2012114566A JP2010260099A JP2010260099A JP2012114566A JP 2012114566 A JP2012114566 A JP 2012114566A JP 2010260099 A JP2010260099 A JP 2010260099A JP 2010260099 A JP2010260099 A JP 2010260099A JP 2012114566 A JP2012114566 A JP 2012114566A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
signal
polarity
input
exclusive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2010260099A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Fukuda
幸二 福田
Hiroki Yamashita
寛樹 山下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2010260099A priority Critical patent/JP2012114566A/en
Publication of JP2012114566A publication Critical patent/JP2012114566A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a signal multiplexing circuit (parallel/serial conversion circuit) which multiplexes, in time division manner, N pieces of low speed signals into a single high speed signal, in which, especially, a high speed clock is not used at a final stage of the multiplexing circuit to abolish timing constraint.SOLUTION: By pre-coding, for example, a parallel signal by taking an exclusive OR between signals adjoining each other, the pre-coded parallel signal is delayed stepwise using flip flop. N pieces of signals, or delayed signal, are inputted into an exclusive OR circuit of N-input to generate an eventual serial output. Since, in this manner, the exclusive OR circuit at a final stage does not require input of a clock signal, the difficulty in timing design is eliminated, and further, no high speed clock is required, for reduced power consumption.

Description

本発明は、複数の低速信号を1本の高速信号に時分割によって多重化する信号多重化(Multiplexer)回路に関し、特に、光通信システムの送信部で用いられる信号多重化回路(パラレル/シリアル変換回路)に適用して有益な技術に関するものである。   The present invention relates to a signal multiplexing circuit that multiplexes a plurality of low-speed signals into one high-speed signal by time division, and more particularly to a signal multiplexing circuit (parallel / serial conversion) used in a transmission unit of an optical communication system. The present invention relates to a technology that is useful when applied to a circuit.

例えば、特許文献1には、1/2パラレルシリアル変換回路を変換ユニットとして、これをツリー状に多段接続することで構成された1/2パラレルシリアル変換回路が示されている。これによって、シリアル数が増加してもクロックスキューを抑え、クリティカルパスの形成を防ぐことができる。 For example, Patent Document 1 discloses a 1/2 n parallel-serial conversion circuit configured by using a 1/2 parallel-serial conversion circuit as a conversion unit and connecting the conversion units in a tree-like manner. As a result, even if the serial number increases, the clock skew can be suppressed and the formation of a critical path can be prevented.

特開2002−9629号公報JP 2002-9629 A

近年、光通信システムでは、数十Gbpsを超える高速通信が行われており、信号多重化回路(パラレル/シリアル変換回路)においては、高速なクロック信号CLKinに同期した信号多重化処理(パラレル/シリアル変換)を行う必要がある。図1は、本発明が前提とする時分割による信号多重化回路(パラレル/シリアル変換回路)において、それを含めた光通信システムの構成例を示すブロック図である。図1に示す光通信システムは、光・電気変換ブロックOFE_BLKと、パラレル/シリアル変換ブロック(SerDes:SERializer/DESerializer)SD_BLKと、上位層論理ブロックPUによって構成される。OFE_BLKは、例えばフォトダイオード等を介して光入力データ信号IN_OPを電気信号に変換する光/電気変換回路OECと、半導体レーザ等を介して電気信号を光出力データ信号OUT_OPに変換する電気/光変換回路EOCを備えている。   In recent years, high-speed communication exceeding several tens of Gbps is performed in an optical communication system, and signal multiplexing processing (parallel / serial) synchronized with a high-speed clock signal CLKin is performed in a signal multiplexing circuit (parallel / serial conversion circuit). Conversion). FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of an optical communication system including a signal multiplexing circuit (parallel / serial conversion circuit) based on time division, which is a premise of the present invention. The optical communication system shown in FIG. 1 includes an optical / electrical conversion block OFE_BLK, a parallel / serial conversion block (SerDes: SERializer / DESerializer) SD_BLK, and an upper layer logical block PU. OFE_BLK is, for example, an optical / electrical conversion circuit OEC that converts an optical input data signal IN_OP into an electrical signal via a photodiode or the like, and an electrical / optical conversion that converts an electrical signal into an optical output data signal OUT_OP via a semiconductor laser or the like. A circuit EOC is provided.

SD_BLKは、入力系回路として、OECからの微小なデータ信号を所定電圧レベルのデータ信号に増幅する入力回路IF_Iと、その出力となるデータ信号Dinからデータ信号Doutおよびクロック信号CLKoutを再生する信号再生回路CDRと、CLKoutを用いてシリアルデータとなるDoutをパラレルデータ信号DAToに変換しかつCLKoutの分周クロック信号CLKoutDivを出力するシリアル/パラレル変換回路SPCを備えている。上位層論理ブロックPUは、このCLKoutDivとDAToを受けて所定の情報処理を行う。また、SD_BLKは、出力系回路として、信号多重化回路(パラレル/シリアル変換回路)PSCと、そのシリアルデータ信号に基づいた所定の電気信号によって電気/光変換回路EOCを駆動する出力回路IF_Oを備えている。PSCは、PUからのパラレルデータ信号DATiをクロック生成回路CLK_GENで生成されたクロック信号CLKinに同期するシリアルデータ信号に変換すると共に、PUへ向けてCLKinの分周クロック信号CLKinDivを出力する。   SD_BLK is an input circuit IF_I that amplifies a minute data signal from the OEC to a data signal of a predetermined voltage level as an input system circuit, and signal reproduction that reproduces the data signal Dout and the clock signal CLKout from the output data signal Din. A circuit CDR and a serial / parallel conversion circuit SPC that converts Dout as serial data into a parallel data signal DATo using CLKout and outputs a divided clock signal CLKoutDiv of CLKout are provided. The upper layer logical block PU receives the CLKoutDiv and DATo and performs predetermined information processing. The SD_BLK includes a signal multiplexing circuit (parallel / serial conversion circuit) PSC as an output system circuit and an output circuit IF_O that drives the electrical / optical conversion circuit EOC by a predetermined electrical signal based on the serial data signal. ing. The PSC converts the parallel data signal DATi from the PU into a serial data signal synchronized with the clock signal CLKin generated by the clock generation circuit CLK_GEN, and outputs a divided clock signal CLKinDiv of CLKin to the PU.

図2(a)、(b)は、図1における信号多重化回路(パラレル/シリアル変換回路)PSCの動作例を示すものであり、図2(a)は4:1の場合の動作タイミングチャート、図2(b)は2:1の場合の動作タイミングチャートである。図2(a)に示した4:1の場合には、4本のパラレル信号P0〜P3が信号多重化回路による時分割多重化処理に伴い1本のシリアル信号Soutに変換される。このとき、シリアル信号Soutにはパラレル信号がP0、P1、P2、P3の順番で出力される。時分割多重化したことにより、シリアル信号Soutの1シンボルの時間幅は、パラレル信号P0〜P3の時間幅の1/4となる。同様に、図2(b)に示した2:1の場合には、2本のパラレル信号P0、P1が信号多重化回路による時分割多重化処理に伴い1本のシリアル信号Soutに変換される。シリアル信号Soutの1シンボルの時間幅は、パラレル信号P0,P1の時間幅の1/2となる。   2A and 2B show an example of operation of the signal multiplexing circuit (parallel / serial conversion circuit) PSC in FIG. 1, and FIG. 2A is an operation timing chart in the case of 4: 1. FIG. 2B is an operation timing chart in the case of 2: 1. In the case of 4: 1 shown in FIG. 2A, the four parallel signals P0 to P3 are converted into one serial signal Sout in accordance with the time division multiplexing processing by the signal multiplexing circuit. At this time, parallel signals are output in the order of P0, P1, P2, and P3 as the serial signal Sout. Due to the time division multiplexing, the time width of one symbol of the serial signal Sout becomes 1/4 of the time width of the parallel signals P0 to P3. Similarly, in the case of 2: 1 shown in FIG. 2B, two parallel signals P0 and P1 are converted into one serial signal Sout by time division multiplexing processing by the signal multiplexing circuit. . The time width of one symbol of the serial signal Sout is ½ of the time width of the parallel signals P0 and P1.

図3は、本発明の前提として検討した信号多重化回路(パラレル/シリアル変換回路)の構成例を示す回路ブロック図である。図3に示す信号多重化回路は、7個の2:1信号多重化回路(パラレル/シリアル変換回路)PS21と、3個の2分周回路DIV2によって構成され、これによって8:1の変換処理を行う。7個のPS21は、3段構成のツリー型に配置され、8本のパラレル信号P0〜P7を8本→4本→2本→1本と順に多重化していくことでP0〜P7からシリアル信号Soutを生成する。   FIG. 3 is a circuit block diagram showing a configuration example of a signal multiplexing circuit (parallel / serial conversion circuit) studied as a premise of the present invention. The signal multiplexing circuit shown in FIG. 3 is composed of seven 2: 1 signal multiplexing circuits (parallel / serial conversion circuits) PS21 and three divide-by-2 circuits DIV2, thereby converting 8: 1. I do. Seven PSs 21 are arranged in a tree structure having a three-stage configuration, and eight parallel signals P0 to P7 are multiplexed in the order of 8 → 4 → 2 → 1 in this order to obtain serial signals from P0 to P7. Sout is generated.

図4(a)、(b)は、図3における各2:1信号多重化回路(パラレル/シリアル変換回路)PS21のそれぞれ異なる構成例を示す回路図であり、図4(c)は、図4(a)、(b)の動作例を示す動作タイミングチャートである。図4(a)に示す2:1信号多重化回路PS21は、2個のエッジトリガフリップフロップ回路FF1,FF2、レベルトリガラッチ回路LT、2:1セレクタ回路SEL2、および遅延回路CK_DLYからなる。図4(c)に示すように、遅延回路CK_DLYは、クロック信号CLKを1/4周期程度遅延させたCLKdを出力する。このクロックCLKdに同期して動作する2個のエッジトリガフリップフロップ回路FF1,FF2は、それぞれパラレル信号P0,P1のタイミングをCLKdの立ち上がりに揃えて、信号A,Bを出力する。さらに、レベルトリガラッチ回路LTは、信号Bを、CLKdの立ち上がりに揃えなおして信号Cを出力する。この結果、信号Aおよび信号Cは、互いにCLKdの半周期だけずれた位相となり、それぞれ2:1セレクタ回路SEL2に入力される。   4A and 4B are circuit diagrams showing different configuration examples of each 2: 1 signal multiplexing circuit (parallel / serial conversion circuit) PS21 in FIG. 3, and FIG. 4 is an operation timing chart showing an operation example of (a) and (b). The 2: 1 signal multiplexing circuit PS21 shown in FIG. 4A includes two edge trigger flip-flop circuits FF1 and FF2, a level trigger latch circuit LT, a 2: 1 selector circuit SEL2, and a delay circuit CK_DLY. As shown in FIG. 4C, the delay circuit CK_DLY outputs CLKd obtained by delaying the clock signal CLK by about ¼ period. The two edge trigger flip-flop circuits FF1 and FF2 operating in synchronization with the clock CLKd output signals A and B with the timings of the parallel signals P0 and P1 aligned with the rising edge of CLKd, respectively. Further, the level trigger latch circuit LT realigns the signal B with the rising edge of CLKd and outputs the signal C. As a result, the signals A and C have phases shifted from each other by a half cycle of CLKd, and are input to the 2: 1 selector circuit SEL2, respectively.

2:1セレクタ回路SEL2は、遅延回路CK_DLYを通る前の遅延されていないクロック信号CLKを選択信号として、信号Aおよび信号Cのうちの1つを選択してシリアル信号Soutを出力する。このとき、図4(c)のタイミングチャートに示したように、CLKが“0”の期間では信号Aは変化しない一定値であり、CLKが“1”の期間では信号Cは変化しない一定値であるため、SEL2から出力されたシリアル信号Soutは、1シンボルの時間幅がTsymの信号となり、かつグリッチのない整形された信号となる。なお、実回路では、エッジトリガフリップフロップ回路FF1,FF2、およびレベルトリガラッチ回路LTが有限の伝播遅延時間を持つため、遅延回路CK_DLYを省略してCLKdをCLKと同一の信号とした場合であっても、信号Aおよび信号Cは、CLKの立ち上がりから遅れることになる。このため、実回路では、遅延回路CK_DLYは多くの場合省略することが可能である。   The 2: 1 selector circuit SEL2 selects one of the signals A and C using the undelayed clock signal CLK before passing through the delay circuit CK_DLY as a selection signal, and outputs a serial signal Sout. At this time, as shown in the timing chart of FIG. 4C, the signal A is a constant value that does not change during the period when CLK is “0”, and the signal C that does not change during the period when CLK is “1”. Therefore, the serial signal Sout output from the SEL2 is a signal having a time width of one symbol of Tsym and a shaped signal without glitch. In the actual circuit, since the edge trigger flip-flop circuits FF1 and FF2 and the level trigger latch circuit LT have a finite propagation delay time, the delay circuit CK_DLY is omitted and CLKd is the same signal as CLK. Even so, the signals A and C are delayed from the rising edge of CLK. For this reason, in the actual circuit, the delay circuit CK_DLY can be omitted in many cases.

一方、図4(b)に示す2:1信号多重化回路(パラレル/シリアル変換回路)PS21は、図4(a)における2つのエッジトリガフリップフロップ回路FF1,FF2が、レベルトリガラッチ回路LT1,LT2に置き換わった構成となっている。CLKdが“1”の期間、パラレル信号P0とP1が変化しない一定値であることが保証されている場合には、この構成が使用可能である。図3に示したような、2:1信号多重化回路をツリー型に配置することで構成した8:1信号多重化回路では、2:1信号多重化回路として、図4(b)の構成を使用することも可能である。一般に、レベルトリガラッチ回路は、エッジトリガフリップフロップ回路に比べて簡単な回路で実現できるため、2:1の信号多重化回路(パラレル/シリアル変換回路)として、図4(b)の構成が使用可能な場合には、図4(a)の構成にかえて図4(b)の構成を使用することでレイアウト面積の縮小や省電力化が図れる。   On the other hand, the 2: 1 signal multiplexing circuit (parallel / serial conversion circuit) PS21 shown in FIG. 4B has two edge trigger flip-flop circuits FF1 and FF2 in FIG. The configuration is replaced with LT2. This configuration can be used when it is guaranteed that the parallel signals P0 and P1 are constant values during the period when CLKd is “1”. In the 8: 1 signal multiplexing circuit configured by arranging the 2: 1 signal multiplexing circuit in a tree shape as shown in FIG. 3, the configuration of FIG. 4B is used as the 2: 1 signal multiplexing circuit. Can also be used. In general, since the level trigger latch circuit can be realized with a simpler circuit than the edge trigger flip-flop circuit, the configuration of FIG. 4B is used as a 2: 1 signal multiplexing circuit (parallel / serial conversion circuit). If possible, the layout area can be reduced and power can be saved by using the configuration shown in FIG. 4B instead of the configuration shown in FIG.

以上のように、図3および図4に示した構成によれば、2:1信号多重化回路(パラレル/シリアル変換回路)PS21をツリー型に配置することで、nを整数として、2:1の信号多重化回路(パラレル/シリアル変換回路)を容易に実現できる。しかしながら、前述したような数十Gbpsを超える高速通信に伴いクロック信号CLKの周波数が高くなると、図4(a)、(b)の構成例では、2:1信号多重化回路の2:1セレクタ回路SEL2に入力される信号Aおよび信号Cと、そのセレクト信号となるCLKとの間のタイミング設計が困難となる恐れがある。 As described above, according to the configuration shown in FIGS. 3 and 4, by arranging the 2: 1 signal multiplexing circuit (parallel / serial conversion circuit) PS21 in a tree shape, n is an integer and 2 n : 1 signal multiplexing circuit (parallel / serial conversion circuit) can be easily realized. However, when the frequency of the clock signal CLK increases with the high-speed communication exceeding several tens of Gbps as described above, in the configuration example of FIGS. 4A and 4B, the 2: 1 selector of the 2: 1 signal multiplexing circuit. There is a possibility that the timing design between the signal A and the signal C input to the circuit SEL2 and the CLK serving as the select signal may be difficult.

図5(a)は、図4(a)の2:1信号多重化回路(パラレル/シリアル変換回路)を再掲したものであり、図5(b)は、その問題点の一例を示す動作タイミングチャートである。なお、図5(a)では、前述した理由から遅延回路CK_DLYが省略されている。図5(b)では、クロック信号CLKの周期をTCLK、エッジトリガフリップフロップ回路FF1,FF2およびレベルトリガラッチ回路LTの伝播遅延時間をTpdFFとしている。TCLKは、シリアル信号Soutの1シンボルの時間幅Tsymの2倍である。通信速度が高くなると、シリアル信号Soutの1シンボルの時間幅Tsymが短くなる一方で、FF1,FF2およびLTの伝播遅延時間TpdFFは回路構成によって決まっており通信速度によらず一定である。そのため、高い通信速度では、FF1,FF2およびLTの伝播遅延時間TpdFFが、シリアル信号Soutの1シンボルの時間幅Tsymよりも長くなることがある。図5(b)の例では、TpdFFがTsym=TCLK/2よりも大きい場合を示している。この場合、2:1セレクタ回路SEL2への入力信号AおよびCが、セレクト信号となるCLKに対して遅れてしまうため、シリアル信号Soutに不要なグリッチが生じることが分かる。   FIG. 5 (a) shows the 2: 1 signal multiplexing circuit (parallel / serial conversion circuit) of FIG. 4 (a) again, and FIG. 5 (b) shows an operation timing showing an example of the problem. It is a chart. In FIG. 5A, the delay circuit CK_DLY is omitted for the reason described above. In FIG. 5B, the period of the clock signal CLK is TCLK, and the propagation delay time of the edge trigger flip-flop circuits FF1 and FF2 and the level trigger latch circuit LT is TpdFF. TCLK is twice the time width Tsym of one symbol of the serial signal Sout. When the communication speed increases, the time width Tsym of one symbol of the serial signal Sout decreases, while the propagation delay time TpdFF of FF1, FF2, and LT is determined by the circuit configuration and is constant regardless of the communication speed. Therefore, at a high communication speed, the propagation delay time TpdFF of FF1, FF2, and LT may be longer than the time width Tsym of one symbol of the serial signal Sout. In the example of FIG. 5B, a case where TpdFF is larger than Tsym = TCLK / 2 is shown. In this case, since the input signals A and C to the 2: 1 selector circuit SEL2 are delayed with respect to CLK as the select signal, it is understood that an unnecessary glitch is generated in the serial signal Sout.

この問題を解決するために、例えば、位相補間器を用いてクロックの位相を最適に調整する方法が考えられる。図6(a)は、図4(a)に示した2:1信号多重化回路(パラレル/シリアル変換回路)に位相補間器を適用した構成例を示す回路図であり、図6(b)は図6(a)の動作例を示す動作タイミングチャートである。図6(a)の2:1信号多重化回路は、図4(a)の2:1信号多重化回路における遅延回路CK_DLYの代わりに位相補間器PIを配置した構成となっている。位相補間器PIは、クロック信号CLKの位相を位相制御ブロックCTRL_BLKからの制御信号PH_CTRLに基づいて回転させてCLKdとして出力する。   In order to solve this problem, for example, a method of optimally adjusting the clock phase using a phase interpolator can be considered. 6A is a circuit diagram showing a configuration example in which a phase interpolator is applied to the 2: 1 signal multiplexing circuit (parallel / serial conversion circuit) shown in FIG. 4A, and FIG. These are operation | movement timing charts which show the operation example of Fig.6 (a). The 2: 1 signal multiplexing circuit in FIG. 6A has a configuration in which a phase interpolator PI is arranged instead of the delay circuit CK_DLY in the 2: 1 signal multiplexing circuit in FIG. The phase interpolator PI rotates the phase of the clock signal CLK based on the control signal PH_CTRL from the phase control block CTRL_BLK and outputs it as CLKd.

CTRL_BLKは、CLKdに同期して動作するエッジトリガフリップフロップ回路FF3、位相比較器PD、ローパスフィルタLPF、および制御論理からなる。FF3には、パラレル信号P0,P1と同期して0101…の値を持つパタン信号PDinが入力されている。このFF3は、2:1信号多重化回路本体のエッジトリガフリップフロップ回路FF1,FF2と同一の回路構成であり、これらFF1〜FF3の伝播遅延時間は互いに等しい。位相比較器PDは、FF3の出力Dと、クロック信号CLKとの位相を比較し、CLKの“0”パルスが、信号Dが一定値である期間の中心から、前後どちらの方向にずれているかを判定して出力する。この判定結果は、LPFで平均化されたのち制御論理に入力され、これに基づいて制御論理が位相補間器PIに向けて制御信号PH_CTRLを出力する。この結果、FF1,FF2およびLTの伝播遅延時間をTpdFFに関わらず、信号Dが一定値である期間の中心にCLKの“0”パルスが位置するように、CLKdの位相が制御されることになる。したがって、2:1セレクタ回路SEL2からは、グリッチのないきれいな波形が出力される。   CTRL_BLK includes an edge trigger flip-flop circuit FF3 that operates in synchronization with CLKd, a phase comparator PD, a low-pass filter LPF, and control logic. A pattern signal PDin having a value of 0101... Is input to FF3 in synchronization with the parallel signals P0 and P1. This FF3 has the same circuit configuration as the edge trigger flip-flop circuits FF1 and FF2 of the 2: 1 signal multiplexing circuit body, and the propagation delay times of these FF1 to FF3 are equal to each other. The phase comparator PD compares the phase between the output D of the FF 3 and the clock signal CLK, and whether the “0” pulse of CLK is shifted in the front or back direction from the center of the period during which the signal D is a constant value. Is output. This determination result is averaged by the LPF and then input to the control logic. Based on this, the control logic outputs a control signal PH_CTRL to the phase interpolator PI. As a result, the phase of CLKd is controlled so that the “0” pulse of CLK is positioned at the center of the period in which signal D is a constant value regardless of the propagation delay time of FF1, FF2, and LT, regardless of TpdFF. Become. Therefore, the 2: 1 selector circuit SEL2 outputs a clean waveform without glitches.

図6(a)に示した2:1信号多重化回路(パラレル/シリアル変換回路)を用いると、動作中に電源電圧や環境温度の変動が生じた場合にも、安定して2:1信号多重化動作を行うことが可能である。すなわち、仮にFF1,FF2およびLTの伝播遅延時間TpdFFが変化した場合でも、位相制御ブロックCTRL_BLKは、2:1セレクタ回路SEL2に入力される信号AおよびCの位相がCLKの位相に対して常に最適となるようにフィードバック制御を行う。しかしながら、図6(a)に示した2:1信号多重化回路は、図4(a)、(b)に示した2:1信号多重化回路に比べて消費電力が非常に大きいという問題がある。とくに、位相補間器PIおよび位相比較器PDは、高速のクロック信号CLKで動いており、消費電力が大きい。さらに、位相補間器PIは、通常、0°、90°、180°、270°の4相クロックを必要とするため、クロック信号CLKから4相クロックを生成する4相クロック生成回路が必要となる。この4相クロック生成回路も、高速のクロック信号CLKで動作させる必要があり消費電力が大きい。   When the 2: 1 signal multiplexing circuit (parallel / serial conversion circuit) shown in FIG. 6 (a) is used, the 2: 1 signal can be stably output even when the power supply voltage or the environmental temperature fluctuates during operation. Multiplexing operations can be performed. That is, even if the propagation delay time TpdFF of FF1, FF2, and LT changes, the phase control block CTRL_BLK is always optimal with respect to the phase of the CLK of the signals A and C input to the 2: 1 selector circuit SEL2. Feedback control is performed so that However, the 2: 1 signal multiplexing circuit shown in FIG. 6 (a) has a problem that the power consumption is very large compared to the 2: 1 signal multiplexing circuit shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b). is there. In particular, the phase interpolator PI and the phase comparator PD operate with a high-speed clock signal CLK and consume large power. Furthermore, since the phase interpolator PI normally requires a four-phase clock of 0 °, 90 °, 180 °, and 270 °, a four-phase clock generation circuit that generates a four-phase clock from the clock signal CLK is required. . This four-phase clock generation circuit also needs to be operated with a high-speed clock signal CLK and consumes a large amount of power.

本発明は、このようなことを鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、高速化や低消費電力化を実現可能な信号多重化回路(パラレル/シリアル変換回路)を提供することにある。本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。   The present invention has been made in view of the above, and one of its purposes is to provide a signal multiplexing circuit (parallel / serial conversion circuit) capable of realizing high speed and low power consumption. It is in. The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

本願において開示される発明のうち、代表的な実施の形態の概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。   Of the inventions disclosed in the present application, the outline of a typical embodiment will be briefly described as follows.

本実施の形態による信号多重化回路は、プリエンコーダ回路と、その後段に設けられた遅延回路ブロックと、その後段に設けられたデコード回路とを備えている。プリエンコーダ回路は、第1〜第N(Nは2以上の整数)パラレル信号を第1サイクル時間毎に所定の組み合わせ論理でプリコードし、第1サイクル時間毎に第1〜第Nプリコード信号を並列に出力する。遅延回路ブロックは、第1プリコード信号を第2タイミングを起点に第1信号として出力すると共に、第K(Kは2以上N以下のそれぞれの整数)プリコード信号を第2タイミングを起点に「(第1サイクル時間/N)×(K−1)」の遅延を加えたのち第K信号として出力する。デコード回路は、第1〜第N信号をプリコードに対応した組み合わせ論理でデコードすることで、第1〜第Nパラレル信号をシリアル信号に変換して出力する。   The signal multiplexing circuit according to the present embodiment includes a pre-encoder circuit, a delay circuit block provided in the subsequent stage, and a decode circuit provided in the subsequent stage. The pre-encoder circuit pre-codes the first to N-th (N is an integer of 2 or more) parallel signals with a predetermined combinational logic every first cycle time, and the first to N-th pre-coded signals every first cycle time. Are output in parallel. The delay circuit block outputs the first precoded signal as the first signal starting from the second timing, and the Kth (K is an integer of 2 or more and N or less) precoded signal starting from the second timing. After adding a delay of (first cycle time / N) × (K−1) ”, it is output as the Kth signal. The decoding circuit converts the first to Nth parallel signals into serial signals by decoding the first to Nth signals with combinational logic corresponding to the precode, and outputs the serial signals.

具体的には、例えばN=2の場合を例とすると、プリエンコーダ回路は、2本のパラレル信号を2つの排他的論理和回路によってプリコードしたものを2個のエッジトリガフリップフロップ回路でラッチする。ここで、片方のエッジトリガフリップフロップ回路の出力は、遅延回路ブロック(例えばレベルトリガラッチ回路)を介して半クロックサイクル遅延される。デコード回路は、エッジトリガフリップフロップ回路の出力と、レベルトリガラッチ回路の出力との間で排他的論理和演算を行うことで最終的なシリアル信号を出力する。すなわち、最終段の排他的論理和回路は、プリコードされたパラレル信号を時分割多重化すると同時にデコードしており、正しいシリアル信号を出力することになる。   Specifically, for example, in the case of N = 2, the pre-encoder circuit latches two parallel signals pre-coded by two exclusive OR circuits by two edge trigger flip-flop circuits. To do. Here, the output of one edge trigger flip-flop circuit is delayed by a half clock cycle via a delay circuit block (for example, a level trigger latch circuit). The decoding circuit outputs a final serial signal by performing an exclusive OR operation between the output of the edge trigger flip-flop circuit and the output of the level trigger latch circuit. That is, the exclusive OR circuit in the final stage decodes the precoded parallel signal at the same time as time division multiplexing, and outputs a correct serial signal.

このように本実施の形態による信号多重化回路は、信号多重化回路で通常必要とされる最終段のセレクタ回路を不要とし、その代わりに排他的論理和回路を用いている。通常の信号多重化回路における最終段のセレクタ回路は、2つの入力信号と、セレクト信号としてのクロック信号の合計3本の信号が入力されて多重化された信号を出力するものであったのに対して、本実施の形態による信号多重化回路における最終段の排他的論理和回路は、2つの入力信号のみから多重化された信号を出力する。これは、本実施の形態による信号多重化回路は、通常の信号多重化回路において高速動作時に特に問題となる、セレクタ回路に入力される信号とセレクタ信号との間のタイミング制約の問題が存在しないことを意味する。このため、複雑かつ消費電力の大きなタイミング調整用のフィードバック系を組む必要がなく、簡単かつ低消費電力で高速動作可能な信号多重化回路を実現することができる。   Thus, the signal multiplexing circuit according to the present embodiment does not require the final stage selector circuit normally required in the signal multiplexing circuit, and uses an exclusive OR circuit instead. The last stage selector circuit in a normal signal multiplexing circuit outputs a multiplexed signal by inputting a total of three signals of two input signals and a clock signal as a select signal. In contrast, the exclusive OR circuit at the final stage in the signal multiplexing circuit according to the present embodiment outputs a signal multiplexed from only two input signals. This is because the signal multiplexing circuit according to the present embodiment does not have the problem of the timing constraint between the signal input to the selector circuit and the selector signal, which is particularly problematic during high-speed operation in the normal signal multiplexing circuit. Means that. For this reason, it is not necessary to construct a feedback system for timing adjustment that is complicated and consumes a large amount of power, and a signal multiplexing circuit that can be operated simply and at low power consumption and at high speed can be realized.

なお、本実施の形態による信号多重化回路では、通常の信号多重化回路で必要とされるセレクタ回路に変えて、高速動作可能な排他的論理和回路が必要となる。この際に、排他的論理和回路がセレクタ回路に比べて高速動作が困難となることが懸念される。しかしながら、高速通信で一般的な差動構成の回路では、排他的論理和回路はセレクタ回路と同一の回路構成で実現可能であるため、排他的論理和回路を用いた場合でも十分に高速動作を図ることができる。   In the signal multiplexing circuit according to the present embodiment, an exclusive OR circuit capable of high-speed operation is required instead of the selector circuit required in the normal signal multiplexing circuit. At this time, there is a concern that the exclusive OR circuit is difficult to operate at high speed as compared with the selector circuit. However, in a circuit having a differential configuration common to high-speed communication, the exclusive OR circuit can be realized with the same circuit configuration as that of the selector circuit. Can be planned.

また、例えば前述した本実施の形態による2:1信号多重化回路では、最終的なシリアル信号のタイミングが、レベルトリガラッチ回路による半クロックサイクルの遅延によって決定されることになる。この際に、例えば遅延同期ループ回路(DLL)等を用いてクロック信号の位相を正確に調整することで、正確な半クロックサイクル遅延を実現し、出力されるシリアル信号のタイミングジッタを抑えることができる。   For example, in the 2: 1 signal multiplexing circuit according to the present embodiment described above, the final serial signal timing is determined by the delay of a half clock cycle by the level trigger latch circuit. At this time, for example, by accurately adjusting the phase of the clock signal using a delay locked loop circuit (DLL) or the like, an accurate half clock cycle delay can be realized, and timing jitter of the output serial signal can be suppressed. it can.

本願において開示される発明のうち、代表的な実施の形態によって得られる効果を簡単に説明すると、信号多重化回路(パラレル/シリアル変換回路)において高速化や低消費電力化が実現可能となる。   The effects obtained by typical embodiments of the invention disclosed in the present application will be briefly described. In the signal multiplexing circuit (parallel / serial conversion circuit), high speed and low power consumption can be realized.

本発明が前提とする時分割による信号多重化回路(パラレル/シリアル変換回路)において、それを含めた光通信システムの構成例を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a configuration example of an optical communication system including a signal multiplexing circuit (parallel / serial conversion circuit) based on time division, which is a premise of the present invention. FIG. (a)、(b)は、図1における信号多重化回路(パラレル/シリアル変換回路)の動作例を示すものであり、(a)は4:1の場合の動作タイミングチャート、(b)は2:1の場合の動作タイミングチャートである。(A), (b) shows the operation example of the signal multiplexing circuit (parallel / serial conversion circuit) in FIG. 1, (a) is an operation timing chart in the case of 4: 1, (b) is It is an operation timing chart in the case of 2: 1. 本発明の前提として検討した信号多重化回路(パラレル/シリアル変換回路)の構成例を示す回路ブロック図である。It is a circuit block diagram showing an example of composition of a signal multiplexing circuit (parallel / serial conversion circuit) examined as a premise of the present invention. (a)、(b)は、図3における各2:1信号多重化回路(パラレル/シリアル変換回路)のそれぞれ異なる構成例を示す回路図であり、(c)は、(a)、(b)の動作例を示す動作タイミングチャートである。(A), (b) is a circuit diagram which shows the example of a respectively different structure of each 2: 1 signal multiplexing circuit (parallel / serial conversion circuit) in FIG. 3, (c) is (a), (b) It is an operation | movement timing chart which shows the operation example of). (a)は、図4(a)の2:1信号多重化回路(パラレル/シリアル変換回路)を再掲したものであり、(b)は、その問題点の一例を示す動作タイミングチャートである。(A) shows the 2: 1 signal multiplexing circuit (parallel / serial conversion circuit) of FIG. 4 (a) again, and (b) is an operation timing chart showing an example of the problem. (a)は、図4(a)に示した2:1信号多重化回路(パラレル/シリアル変換回路)に位相補間器を適用した構成例を示す回路図であり、(b)は(a)の動作例を示す動作タイミングチャートである。(A) is a circuit diagram showing a configuration example in which a phase interpolator is applied to the 2: 1 signal multiplexing circuit (parallel / serial conversion circuit) shown in FIG. 4 (a), and (b) is (a). It is an operation | movement timing chart which shows the example of operation | movement. 本発明の実施の形態1によるn:1信号多重化回路(パラレル/シリアル変換回路)において、その構成例を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing a configuration example of an n: 1 signal multiplexing circuit (parallel / serial conversion circuit) according to Embodiment 1 of the present invention; FIG. 図7のn:1信号多重化回路(パラレル/シリアル変換回路)において、その詳細な動作例を示す模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a detailed operation example of the n: 1 signal multiplexing circuit (parallel / serial conversion circuit) of FIG. 7. 図7における多重化/デコード回路の詳細な構成例を示す回路図である。FIG. 8 is a circuit diagram illustrating a detailed configuration example of a multiplexing / decoding circuit in FIG. 7. 図7における多重化/デコード回路の別の詳細な構成例を示す回路図である。FIG. 8 is a circuit diagram showing another detailed configuration example of the multiplexing / decoding circuit in FIG. 7. 図7における階段状遅延回路の詳細な構成例を示す回路図である。FIG. 8 is a circuit diagram illustrating a detailed configuration example of a stepped delay circuit in FIG. 7. 図11における遅延ロックループの動作例を示す波形図である。FIG. 12 is a waveform diagram showing an operation example of a delay locked loop in FIG. 11. 本発明の実施の形態2によるn:1信号多重化回路(パラレル/シリアル変換回路)において、その構成例を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration example of an n: 1 signal multiplexing circuit (parallel / serial conversion circuit) according to a second embodiment of the present invention. 図13における1/n分周器の詳細を示すものであり、(a)はその構成例を示す回路図、(b)は(a)における各クロックドインバータ回路の構成例を示す回路図、(c)は(a)の動作例を示す波形図である。FIG. 14 shows details of the 1 / n frequency divider in FIG. 13, (a) is a circuit diagram showing a configuration example thereof, (b) is a circuit diagram showing a configuration example of each clocked inverter circuit in (a), (C) is a wave form diagram which shows the operation example of (a). 本発明の実施の形態3によるn:1信号多重化回路(パラレル/シリアル変換回路)において、その多重化/デコード回路に含まれる2入力排他的論理和回路の詳細な構成例を示す回路ブロック図である。A circuit block diagram showing a detailed configuration example of a 2-input exclusive OR circuit included in a multiplexing / decoding circuit in an n: 1 signal multiplexing circuit (parallel / serial conversion circuit) according to a third embodiment of the present invention. It is. 図15における2入力排他的論理和回路の詳細を示すものであり、(a)はその構成例を示す回路図、(b)は(a)の模式的な動作例を示す波形図である。FIGS. 15A and 15B show details of the 2-input exclusive OR circuit in FIG. 15, wherein FIG. 15A is a circuit diagram showing a configuration example thereof, and FIG. 15B is a waveform diagram showing a schematic operation example of FIG. 本発明の実施の形態4によるn:1信号多重化回路(パラレル/シリアル変換回路)において、その多重化/デコード回路に含まれる2入力排他的論理和回路の詳細な構成例を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing a detailed configuration example of a 2-input exclusive OR circuit included in the multiplexing / decoding circuit in an n: 1 signal multiplexing circuit (parallel / serial conversion circuit) according to Embodiment 4 of the present invention; is there.

以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらは互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。   In the following embodiment, when it is necessary for the sake of convenience, the description will be divided into a plurality of sections or embodiments. However, unless otherwise specified, they are not irrelevant, and one is the other. Some or all of the modifications, details, supplementary explanations, and the like exist. Further, in the following embodiments, when referring to the number of elements (including the number, numerical value, quantity, range, etc.), especially when clearly indicated and when clearly limited to a specific number in principle, etc. Except, it is not limited to the specific number, and may be more or less than the specific number.

さらに、以下の実施の形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。   Further, in the following embodiments, the constituent elements (including element steps and the like) are not necessarily indispensable unless otherwise specified and apparently essential in principle. Needless to say. Similarly, in the following embodiments, when referring to the shapes, positional relationships, etc. of the components, etc., the shapes are substantially the same unless otherwise specified, or otherwise apparent in principle. And the like are included. The same applies to the above numerical values and ranges.

また、実施の形態の各機能ブロックを構成する回路素子は、特に制限されないが、公知のCMOS(相補型MOSトランジスタ)等の集積回路技術によって、単結晶シリコンのような半導体基板上に形成される。なお、実施の形態では、MISFET(Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor)の一例としてMOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタを用いる。図面において、Pチャネル型MOSトランジスタ(PMOSトランジスタ)にはゲートに丸印の記号を付すことで、Nチャネル型MOSトランジスタ(NMOSトランジスタ)と区別することとする。図面にはMOSトランジスタの基板電位の接続は特に明記していないが、MOSトランジスタが正常動作可能な範囲であれば、その接続方法は特に限定しない。   The circuit elements constituting each functional block of the embodiment are not particularly limited, but are formed on a semiconductor substrate such as single crystal silicon by a known integrated circuit technology such as a CMOS (complementary MOS transistor). . Note that, in the embodiment, a MOS (Metal Oxide Semiconductor) transistor is used as an example of a MISFET (Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor). In the drawing, a P-channel MOS transistor (PMOS transistor) is distinguished from an N-channel MOS transistor (NMOS transistor) by adding a circle symbol to the gate. Although the connection of the substrate potential of the MOS transistor is not particularly specified in the drawing, the connection method is not particularly limited as long as the MOS transistor can operate normally.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment, and the repetitive description thereof will be omitted.

(実施の形態1)
図7は、本発明の実施の形態1によるn:1信号多重化回路(パラレル/シリアル変換回路)において、その構成例を示す回路図である。図7に示すn:1信号多重化回路(パラレル/シリアル変換回路)は、プリエンコーダ回路PREENCと、階段状遅延回路SDLY_LADと、多重化/デコード回路MUX_DECと、を備えている。プリエンコーダ回路PREENCは、n本のパラレル信号P0〜Pn−1と低速のクロック信号CLK_SLが入力されて、低速のクロック信号CLK_SLに同期したプリコードされたパラレル信号E0〜En−1を出力する。
(Embodiment 1)
FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration example of the n: 1 signal multiplexing circuit (parallel / serial conversion circuit) according to the first embodiment of the present invention. The n: 1 signal multiplexing circuit (parallel / serial conversion circuit) shown in FIG. 7 includes a pre-encoder circuit PREENC, a stepped delay circuit SDLY_LAD, and a multiplexing / decoding circuit MUX_DEC. The pre-encoder circuit PREENC receives n parallel signals P0 to Pn-1 and a low-speed clock signal CLK_SL, and outputs precoded parallel signals E0 to En-1 synchronized with the low-speed clock signal CLK_SL.

階段状遅延回路SDLY_LADは、n本のプリコードされたパラレル信号E0〜En−1を、1シンボル遅延回路SDLYにより階段状に遅延させて出力する。具体的には、E0は遅延を介さずにそのままA0として出力され、E1は1シンボル時間Tsymの遅延を経たのちA1として出力され、E2はTsymの2倍の時間の遅延を経たのちA2として出力され、以下同様に、jを整数として、EjはTsymのj倍の時間の遅延を経たのちAjとして出力される。多重化/デコード回路MUX_DECは、入力信号A0〜An−1の間で組み合わせ論理を取ることにより、プリエンコーダ回路PREENCでプリコードされたデータをデコードすると同時に時分割多重化して出力する。   The staircase delay circuit SDLY_LAD outputs n precoded parallel signals E0 to En-1 delayed in a staircase pattern by the 1-symbol delay circuit SDLY. Specifically, E0 is output as A0 without any delay, E1 is output as A1 after a delay of one symbol time Tsym, and E2 is output as A2 after a delay of twice as long as Tsym. Similarly, Ej is output as Aj after a delay of time j times Tsym, where j is an integer. The multiplexing / decoding circuit MUX_DEC takes combinational logic between the input signals A0 to An-1, thereby decoding the data precoded by the pre-encoder circuit PREENC and simultaneously time-division-multiplexing the data.

ここで、本実施の形態による信号多重化回路では、プリエンコーダ回路PREENCと多重化/デコード回路MUX_DECが、PREENCでプリコードしたデータをMUX_DECでデコードすると、元のデータに戻るという関係になっている必要がある。このような関係を実現する一例として、図7のPREENCは、n個の2入力排他的論理和回路EOR0〜EORn−1と、n個のエッジトリガフリップフロップ回路FF0〜FFn−1から構成される。EOR0は、FFn−1の出力、すなわち低速クロック信号CLK_SLによる1サイクル前のプリコード済みデータEn−1と、現サイクルにおけるパラレル入力P0との間の排他的論理和を計算して出力する。また、jを1以上n未満の整数として、2入力排他的論理和回路EORjは、EORj−1の出力と、現サイクルにおけるパラレル入力Pjとの間の排他的論理和を計算して出力する。   Here, in the signal multiplexing circuit according to the present embodiment, when the pre-encoder circuit PREENC and the multiplexing / decoding circuit MUX_DEC decode the data pre-encoded with PREENC with MUX_DEC, the relationship is such that the original data is restored. There is a need. As an example for realizing such a relationship, PREENC in FIG. 7 includes n two-input exclusive OR circuits EOR0 to EORn-1 and n edge trigger flip-flop circuits FF0 to FFn-1. . EOR0 calculates and outputs an exclusive OR between the output of FFn-1, that is, precoded data En-1 one cycle before by the low-speed clock signal CLK_SL and the parallel input P0 in the current cycle. The 2-input exclusive OR circuit EORj calculates and outputs an exclusive OR between the output of EORj-1 and the parallel input Pj in the current cycle, where j is an integer greater than or equal to 1 and less than n.

一方、kを0以上n未満の整数として、エッジトリガフリップフロップ回路FFkは、それぞれ、低速クロック信号CLK_SLに同期して2入力排他的論理和回路EORkの出力をリタイミングし、プリコードされたパラレル信号Ekとして出力する。なお、n個のエッジトリガフリップフロップ回路FF0〜FFn−1はいずれもリセットなしのものを使用している。したがって、電源投入時の状態によってn個のエッジトリガフリップフロップ回路FF0〜FFn−1の初期状態はランダムに決まる可能性があり、全く同じパラレル入力P0〜Pn−1の組に対して、エッジトリガフリップフロップ回路FFn−1の初期状態に応じてプリコードされたパラレル信号E0〜En−1の組は2通りの可能性がある。ただし、2通りのどちらであっても信号多重化回路は正常に動作する。当然ながら、エッジトリガフリップフロップ回路としてリセット付きのエッジトリガフリップフロップ回路を使い、外部からのリセット信号によって初期値にリセットするという構成も可能である。   On the other hand, the edge trigger flip-flop circuit FFk retimes the output of the 2-input exclusive OR circuit EORk in synchronization with the low-speed clock signal CLK_SL, where k is an integer between 0 and less than n, and the precoded parallel Output as signal Ek. Note that all n edge trigger flip-flop circuits FF0 to FFn-1 are not reset. Therefore, there is a possibility that the initial state of the n edge trigger flip-flop circuits FF0 to FFn-1 may be determined at random depending on the power-on state. There are two possible combinations of parallel signals E0 to En-1 that are precoded according to the initial state of the flip-flop circuit FFn-1. However, the signal multiplexing circuit operates normally in both cases. Naturally, an edge trigger flip-flop circuit with reset can be used as the edge trigger flip-flop circuit, and the initial value can be reset by an external reset signal.

なお、本実施の形態によるn:1信号多重化回路(パラレル/シリアル変換回路)は、CPU、ネットワークプロセッサ等の大規模集積回路(LSI)の入出力回路に適用することを想定している。これらの大規模集積回路(LSI)では、通常、入力されたデータに何らかの演算を施した結果を出力する。この場合、大規模集積回路(LSI)に本来の演算処理と同時にn:1信号多重化回路に必要なプリエンコードも行わせる構成を用いることも可能である。すなわち、例えば、図1における上位層論理ブロックPUに図7のプリエンコーダ回路PREENCと同様な機能を実現させ、PUからのパラレル出力(DATi)を図7におけるエンコード済みのパラレルデータE0〜En−1とする。こうすることで、大規模集積回路(LSI)の本来の演算処理と、n:1信号多重化回路に必要なエンコード処理とを一体として論理の最適化を行うことが可能となり、n:1信号多重化回路(パラレル/シリアル変換回路)内にPREENCを配置する構成と比べて、全体として回路規模や消費電力を削減できる。   Note that the n: 1 signal multiplexing circuit (parallel / serial conversion circuit) according to the present embodiment is assumed to be applied to an input / output circuit of a large scale integrated circuit (LSI) such as a CPU or a network processor. These large scale integrated circuits (LSIs) usually output the result of performing some operation on the input data. In this case, it is also possible to use a configuration in which a large scale integrated circuit (LSI) performs the pre-encoding necessary for the n: 1 signal multiplexing circuit simultaneously with the original arithmetic processing. That is, for example, the upper layer logical block PU in FIG. 1 realizes the same function as the pre-encoder circuit PREENC in FIG. 7, and the parallel output (DATi) from the PU is encoded parallel data E0 to En-1 in FIG. And By doing so, it becomes possible to optimize the logic by integrating the original arithmetic processing of a large scale integrated circuit (LSI) and the encoding processing necessary for the n: 1 signal multiplexing circuit. Compared with a configuration in which PREENC is arranged in a multiplexing circuit (parallel / serial conversion circuit), the circuit scale and power consumption can be reduced as a whole.

前述したように、プリエンコーダ回路PREENCと多重化/デコード回路MUX_DECは、PREENCでプリコードしたデータをMUX_DECでデコードすると元のデータに戻るという関係になっている必要があるため、PREENCの具体的な動作を決めるとMUX_DECの動作が決まる。図7に示したPREENCの構成例においては、対応するMUX_DECは、階段状遅延回路SDLY_LADを介してタイミングがずらされたn本のプリコードデータA0〜An−1を入力として、A0〜An−1のうちで“1”の数が偶数であれば“0”、A0〜An−1のうちで“1”の数が奇数であれば“1”を出力するものとすればよい。このようなMUX_DECは、図7に示すように、A0〜An−1の排他的論理和回路により実現可能である。   As described above, the pre-encoder circuit PREENC and the multiplexing / decoding circuit MUX_DEC need to be in a relationship in which the data pre-encoded by PREENC is restored to the original data when decoded by MUX_DEC. When the operation is determined, the operation of MUX_DEC is determined. In the configuration example of PREENC illustrated in FIG. 7, the corresponding MUX_DEC receives n precoded data A0 to An-1 shifted in timing via the step-like delay circuit SDLY_LAD, and receives A0 to An−1. Of these, “0” is output when the number of “1” is an even number, and “1” is output when the number of “1” is an odd number among A0 to An−1. Such MUX_DEC can be realized by an exclusive OR circuit of A0 to An-1, as shown in FIG.

図8は、図7のn:1信号多重化回路(パラレル/シリアル変換回路)において、その詳細な動作例を示す模式図である。ここでは、n=4の場合を例として、プリコードデータA0〜A3と、多重化/デコード回路MUX_DECからのシリアル出力SLoutの時系列的な変化が示されている。図8に示すように、n=4の場合には、図7における1シンボル遅延回路SDLYの遅延時間は、CLK_SLの1周期(TCLK)の1/4の時間に設定される。ここで、CLK_SLのmサイクル目において、FF0〜FF3のラッチ入力を定めるパラレル信号P0〜P3の値をP0[m]〜P3[m]とし、FF0〜FF3のラッチ出力E0〜E3の値をE0[m]〜E3[m]とする。この場合、CLK_SLのmサイクル目の立ち上がりエッジを起点として、E0[m]はそのままA0となり、E1[m]はSDLYの遅延時間を経たのちA1となり、E2[m]はSDLYの遅延時間×2を経たのちA2となり、E3[m]はSDLYの遅延時間×3を経たのちA3となる。   FIG. 8 is a schematic diagram showing a detailed operation example of the n: 1 signal multiplexing circuit (parallel / serial conversion circuit) of FIG. Here, taking the case of n = 4 as an example, time-series changes in the precode data A0 to A3 and the serial output SLout from the multiplexing / decoding circuit MUX_DEC are shown. As shown in FIG. 8, when n = 4, the delay time of the 1-symbol delay circuit SDLY in FIG. 7 is set to ¼ time of one period (TCLK) of CLK_SL. Here, in the mth cycle of CLK_SL, the values of the parallel signals P0 to P3 that define the latch inputs of FF0 to FF3 are P0 [m] to P3 [m], and the values of the latch outputs E0 to E3 of FF0 to FF3 are E0. [M] to E3 [m]. In this case, from the rising edge of the mth cycle of CLK_SL, E0 [m] becomes A0 as it is, E1 [m] becomes A1 after passing through the delay time of SDLY, and E2 [m] is the delay time of SDLY × 2 E3 [m] becomes A3 after SDLY delay time × 3.

また、図8に示すように、(A0,A1,A2,A3)は、あるシンボルサイクルで例えば(E0[1],E1[0],E2[0],E3[0])となり、SDLYの遅延時間を経たシンボルサイクルで(E0[1],E1[1],E2[0],E3[0])となり、更にSDLYの遅延時間を経たシンボルサイクルで(E0[1],E1[1],E2[1],E3[0])となる。ここで、(E0[1],E1[0],E2[0],E3[0])をMUX_DECで演算すると、E0[1]に含まれるP0[1]のみが残る。同様に、(E0[1],E1[1],E2[0],E3[0])を演算すると、E1[1]に含まれるP1[1]のみが残り、(E0[1],E1[1],E2[1],E3[0])を演算すると、E2[1]に含まれるP2[1]のみが残る。したがって、SLoutは、シンボルサイクル毎にP0[1]→P1[1]→P2[1]→(P3[1]→P0[2]→…)といった順に遷移し、これによってパラレル信号をシリアル信号に変換することが可能となる。   Further, as shown in FIG. 8, (A0, A1, A2, A3) becomes, for example, (E0 [1], E1 [0], E2 [0], E3 [0]) in a certain symbol cycle, and SDLY It becomes (E0 [1], E1 [1], E2 [0], E3 [0]) in the symbol cycle after the delay time, and (E0 [1], E1 [1] in the symbol cycle after the SDLY delay time. , E2 [1], E3 [0]). Here, when (E0 [1], E1 [0], E2 [0], E3 [0]) is calculated by MUX_DEC, only P0 [1] included in E0 [1] remains. Similarly, when (E0 [1], E1 [1], E2 [0], E3 [0]) is calculated, only P1 [1] included in E1 [1] remains, and (E0 [1], E1 When [1], E2 [1], E3 [0]) are calculated, only P2 [1] included in E2 [1] remains. Therefore, SLout transitions in the order of P0 [1] → P1 [1] → P2 [1] → (P3 [1] → P0 [2] →...) For each symbol cycle, thereby converting the parallel signal into a serial signal. It becomes possible to convert.

図9は、図7における多重化/デコード回路MUX_DECの詳細な構成例を示す回路図である。ここでは、8:1信号多重化回路(パラレル/シリアル変換回路)を例として、図9の多重化/デコード回路MUX_DECは、ツリー上に配置された合計7個の2入力排他的論理和回路により構成されている。このように、入力の本数nが2のべき乗であるときには、図9の構成例と同様にして合計n−1個の2入力排他的論理和回路をツリー上に配置することで、A0〜An−1のうちで“1”の数が偶数であれば“0”、A0〜An−1のうちで“1”の数が奇数であれば“1”を出力する多重化/デコード回路MUX_DECを構成することが可能である。なお、図9の構成例では、初段の2入力排他的論理和回路は、A0とA1,A2とA3、等、隣り合う信号同士の排他的論理和を取ることにしているが、必ずしもA0〜A7をこの順番で入力する必要はない。実際、2入力排他的論理和演算は交換可能かつ結合法則が成り立つため、図9のMUX_DECにおける入力A0〜A7の順番を任意に入れ替えたものが使用可能である。   FIG. 9 is a circuit diagram showing a detailed configuration example of the multiplexing / decoding circuit MUX_DEC in FIG. Here, taking the 8: 1 signal multiplexing circuit (parallel / serial conversion circuit) as an example, the multiplexing / decoding circuit MUX_DEC in FIG. 9 is composed of a total of seven 2-input exclusive OR circuits arranged on the tree. It is configured. As described above, when the number n of inputs is a power of 2, by arranging a total of n−1 2-input exclusive OR circuits on the tree in the same manner as the configuration example of FIG. 9, A0 to An. Multiplex / decode circuit MUX_DEC that outputs “0” if the number of “1” s is even among −1, and “1” if the number of “1” s is odd among A0 to An−1. It is possible to configure. In the configuration example of FIG. 9, the first-stage 2-input exclusive OR circuit calculates exclusive OR of adjacent signals such as A0 and A1, A2 and A3, etc. It is not necessary to input A7 in this order. Actually, the two-input exclusive OR operation can be exchanged and the combination rule is established, so that the order of the inputs A0 to A7 in the MUX_DEC in FIG. 9 can be arbitrarily changed.

また、本実施の形態1によるn:1信号多重化回路(パラレル/シリアル変換回路)では、シリアル出力SLoutの遷移タイミングを階段状遅延回路SDLY_LADで作っている。したがって、多重化/デコード回路MUX_DECは、SDLY_LADが作ったタイミングをくずさないように、入力A0〜An−1からシリアル出力SLoutまでの伝播遅延が全て同じである必要がある。図9に示した多重化/デコード回路MUX_DECは、入力A0〜An−1からシリアル出力SLoutまでに通過する2入力排他的論理和回路の段数が全て同じであり、この条件を満たしている。   In the n: 1 signal multiplexing circuit (parallel / serial conversion circuit) according to the first embodiment, the transition timing of the serial output SLout is generated by the step-like delay circuit SDLY_LAD. Therefore, the multiplexing / decoding circuit MUX_DEC needs to have the same propagation delay from the inputs A0 to An-1 to the serial output SLout so as not to destroy the timing created by SDLY_LAD. The multiplexing / decoding circuit MUX_DEC shown in FIG. 9 has the same number of two-input exclusive OR circuits passing from the inputs A0 to An-1 to the serial output SLout, and satisfies this condition.

図9の多重化/デコード回路MUX_DECを基にして、nが2のべき乗でない場合における多重化/デコード回路MUX_DECも容易に構成可能である。図10は、図7における多重化/デコード回路MUX_DECの別の詳細な構成例を示す回路図であり、n=5である場合の構成例を示すものである。n=5の場合の多重化/デコード回路MUX_DECは、5以上でかつ最も小さい2のべき乗数であるn=8の場合の多重化/デコード回路MUX_DEC(図9)を元に、余分なA5〜A7は“0”で固定することで実現可能である。このとき、A6とA7を入力とする2入力排他的論理和回路は常に“0”を出力することになるため省略可能である。なお、図10のDMY_EORで示した2入力排他的論理和回路は、論理的には不要であるが、前述したように、入力A0〜A4から出力となるシリアル信号Soutまでの段数を揃え、その伝播遅延を全て同じにするために挿入されている。   Based on the multiplexing / decoding circuit MUX_DEC in FIG. 9, the multiplexing / decoding circuit MUX_DEC in the case where n is not a power of 2 can be easily configured. FIG. 10 is a circuit diagram showing another detailed configuration example of the multiplexing / decoding circuit MUX_DEC in FIG. 7, and shows a configuration example when n = 5. The multiplexing / decoding circuit MUX_DEC in the case of n = 5 is based on the multiplexing / decoding circuit MUX_DEC (FIG. 9) in the case of n = 8 which is 5 or more and the smallest power of 2, and extra A5 A7 can be realized by fixing at “0”. At this time, the 2-input exclusive OR circuit having A6 and A7 as inputs always outputs “0” and can be omitted. Note that the 2-input exclusive OR circuit indicated by DMY_EOR in FIG. 10 is not logically necessary, but as described above, the number of stages from the input A0 to A4 to the serial signal Sout to be output is aligned, and Inserted to make all propagation delays the same.

図11は、図7における階段状遅延回路SDLY_LADの詳細な構成例を示す回路図である。図12は、図11における遅延ロックループの動作例を示す波形図である。図11に示すSDLY_LADは、リタイミングブロックRETMRと、遅延ロックループDLL_LADを備える。RETMRは、プリコードされたパラレル信号E0〜En−1をリタイミングしてA0〜An−1として出力する。DLL_LADは、低速クロック信号CLK_SLを基に、RETMRにおけるリタイミング動作で必要とされるn−1相のクロック信号CLK_SL_M[1]〜CLK_SL_M[n−1]を生成する。   FIG. 11 is a circuit diagram showing a detailed configuration example of the staircase delay circuit SDLY_LAD in FIG. FIG. 12 is a waveform diagram showing an operation example of the delay locked loop in FIG. SDLY_LAD shown in FIG. 11 includes a retiming block RETMR and a delay locked loop DLL_LAD. The RETMR retimes the precoded parallel signals E0 to En-1 and outputs them as A0 to An-1. DLL_LAD generates n−1 phase clock signals CLK_SL_M [1] to CLK_SL_M [n−1] required for the retiming operation in RETMR based on the low speed clock signal CLK_SL.

DLL_LADは、図12に示すように、CLK_SLが入力されて、CLK_SLと同一の周波数で、位相がそれぞれ2π/nだけ異なるn−1相のクロック信号CLK_SL_M[1]〜CLK_SL_M[n−1]を生成する。その構成はよく知られている遅延ロックループと同一であり、順に縦続接続されたn個の可変遅延回路VDLY[0]〜VDLY[n−1]、位相比較器PD_DLL、およびローパスフィルタLPF_DLLを備える。PD_DLLは、CLK_SLの位相とVDLY[n−1]の出力位相とを比較し、LPF_DLLを介してこの位相比較結果を平均化し、この平均化された信号をVDLY[0]〜VDLY[n−1]の遅延時間を制御する制御信号DLL_CTRLとして出力する。このフィードバックループにより、VDLY[0]〜VDLY[n−1]の遅延時間は、常に、CLK_SLの周期の1/nになるように制御される。   As shown in FIG. 12, the DLL_LAD receives n_l phase clock signals CLK_SL_M [1] to CLK_SL_M [n−1] having the same frequency as the CLK_SL and having a phase difference of 2π / n. Generate. The configuration is the same as a well-known delay lock loop, and includes n variable delay circuits VDLY [0] to VDLY [n−1], a phase comparator PD_DLL, and a low-pass filter LPF_DLL that are connected in cascade. . PD_DLL compares the phase of CLK_SL with the output phase of VDLY [n−1], averages this phase comparison result via LPF_DLL, and outputs this averaged signal to VDLY [0] to VDLY [n−1]. ] Is output as a control signal DLL_CTRL for controlling the delay time. By this feedback loop, the delay time of VDLY [0] to VDLY [n−1] is always controlled to be 1 / n of the period of CLK_SL.

リタイミングブロックRETMRは、遅延ロックループDLL_LADが出力したn−1相のクロック信号CLK_SL_M[1]〜CLK_SL_M[n−1]にそれぞれ同期して動作するn−1個のエッジトリガフリップフロップ回路FF_LAD1〜FF_LADn−1を備える。FF_LAD1〜FF_LADn−1は、それぞれプリコードされたパラレル信号E0〜En−1をCLK_SL_M[1]〜CLK_SL_M[n−1]でリタイミングし、出力信号A0〜An−1を出力する。この結果、jを0以上n未満の整数として、出力信号Ajは、入力信号Ejを1シンボル時間Tsymのj倍の時間だけ遅延させたものとなる。   The retiming block RETMR includes n−1 edge trigger flip-flop circuits FF_LAD1 to FF_LAD1 that operate in synchronization with the n−1 phase clock signals CLK_SL_M [1] to CLK_SL_M [n−1] output from the delay lock loop DLL_LAD, respectively. FF_LADn−1 is provided. FF_LAD1 to FF_LADn-1 retime the precoded parallel signals E0 to En-1 with CLK_SL_M [1] to CLK_SL_M [n-1], respectively, and output output signals A0 to An-1. As a result, the output signal Aj is obtained by delaying the input signal Ej by a time j times the one symbol time Tsym, where j is an integer between 0 and less than n.

以上、本実施の形態1によるn:1信号多重化回路(パラレル/シリアル変換回路)を用いることによる主要な効果を纏めると次のようになる。まず、図7に示したように、シリアル信号を出力する最終段を、クロック信号を用いない組み合わせ論理回路(多重化/デコード回路MUX_DEC)で実現しているため、図5で説明したように、最終段のセレクタ回路において高速化が進むほどより顕著となるタイミング設計の困難さが解消される。また、この際には、図6に示したような位相補間器PI等を用いることなくタイミング設計の困難さを解消しているため、消費電力の増大を抑制できる。更に、図11に示したように、遅延ロックループDLL_LADを用いて階段状遅延回路SDLY_LADを実現することで、図5、図6に示したような2シンボル時間を1サイクルとする高速なクロック信号CLKが不要となり、低速なクロック信号CLK_SLで足りる。これによって、更なる低消費電力化等が図れる。このようなことから、代表的には、信号多重化回路(パラレル/シリアル変換回路)における高速化や低消費電力化が実現可能となる。   The main effects obtained by using the n: 1 signal multiplexing circuit (parallel / serial conversion circuit) according to the first embodiment are summarized as follows. First, as shown in FIG. 7, since the final stage for outputting a serial signal is realized by a combinational logic circuit (multiplexing / decoding circuit MUX_DEC) that does not use a clock signal, as described in FIG. In the final stage selector circuit, the more difficult timing design becomes more prominent as the speed increases. In this case, since the difficulty in timing design is eliminated without using the phase interpolator PI as shown in FIG. 6, an increase in power consumption can be suppressed. Further, as shown in FIG. 11, by implementing the step-like delay circuit SDLY_LAD using the delay lock loop DLL_LAD, a high-speed clock signal having two symbol times as shown in FIGS. 5 and 6 as one cycle. CLK becomes unnecessary, and a low-speed clock signal CLK_SL is sufficient. As a result, the power consumption can be further reduced. For this reason, typically, it is possible to realize high speed and low power consumption in a signal multiplexing circuit (parallel / serial conversion circuit).

(実施の形態2)
図13は、本発明の実施の形態2によるn:1信号多重化回路(パラレル/シリアル変換回路)において、その構成例を示す回路図である。本実施の形態2によるn:1信号多重化回路では、前述した実施の形態1によるn:1信号多重化回路の低速クロック信号CLK_SLにかえて、高速クロック信号CLKinが入力されている。ここで、CLKinは、その周期がシリアル出力SLoutの1シンボル時間Tsymと等しいものである。本実施の形態のn:1信号多重化回路(パラレル/シリアル変換回路)の適用先として有益な図1のような光通信システムの送信器では高速クロック信号CLKinが利用できる場合が多い。
(Embodiment 2)
FIG. 13 is a circuit diagram showing a configuration example of an n: 1 signal multiplexing circuit (parallel / serial conversion circuit) according to the second embodiment of the present invention. In the n: 1 signal multiplexing circuit according to the second embodiment, the high-speed clock signal CLKin is input instead of the low-speed clock signal CLK_SL of the n: 1 signal multiplexing circuit according to the first embodiment. Here, CLKin has a period equal to one symbol time Tsym of the serial output SLout. In many cases, the high-speed clock signal CLKin can be used in the transmitter of the optical communication system as shown in FIG. 1 useful as an application destination of the n: 1 signal multiplexing circuit (parallel / serial conversion circuit) of the present embodiment.

図13に示すn:1信号多重化回路(パラレル/シリアル変換回路)は、1/n分周器DIVN_Mと、プリエンコーダ回路PREENCと、リタイミングブロックRETMRと、多重化/デコード回路MUX_DECとを備えている。DIVN_Mは、高速クロック信号CLKinが入力され、周期がCLKinの1/nでクロック相数がn相である、低速のn相クロック信号CLKinDIV_M[0]〜CLKinDIV_M[n−1]を生成する。PREENC、RETMR、およびMUX_DECは、実施の形態1における構成と同一のものを使用できる。   The n: 1 signal multiplexing circuit (parallel / serial conversion circuit) shown in FIG. 13 includes a 1 / n frequency divider DIVN_M, a pre-encoder circuit PREENC, a retiming block RETMR, and a multiplexing / decoding circuit MUX_DEC. ing. DIVN_M receives the high-speed clock signal CLKin, and generates low-speed n-phase clock signals CLKinDIV_M [0] to CLKinDIV_M [n−1] having a cycle of 1 / n of CLKin and the number of clock phases of n-phase. PREENC, RETMR, and MUX_DEC can use the same configurations as those in the first embodiment.

DIVN_Mによって生成されたn相クロック信号CLKinDIV_M[0]〜CLKinDIV_M[n−1]は、それぞれ周期がCLKinの1/nで、隣り合うクロック相の間の位相差が2π/nである。このようなDIVN_Mは、例えばシフトレジスタを備えた分周器等を用いて容易に構成可能である。本実施の形態2におけるn:1信号多重化回路(パラレル/シリアル変換回路)では、高速クロック信号CLKinをもとにしてリタイミング用のn相クロック信号を生成するため、低速のn相クロック信号CLKinDIV_M[0]〜CLKinDIV_M[n−1]の、隣り合うクロック相間の位相差を正確に2π/nにできる。したがって、多重化/デコード回路MUX_DECに入力される信号A0〜An−1において、隣り合う信号間のタイミング差が、正確に1シンボル時間Tsymと等しくなるため、シリアル出力SLoutに含まれるジッタを小さくすることができる。   The n-phase clock signals CLKinDIV_M [0] to CLKinDIV_M [n−1] generated by DIVN_M have a period of 1 / n of CLKin and a phase difference between adjacent clock phases of 2π / n. Such DIVN_M can be easily configured using, for example, a frequency divider provided with a shift register. In the n: 1 signal multiplexing circuit (parallel / serial conversion circuit) according to the second embodiment, an n-phase clock signal for retiming is generated based on the high-speed clock signal CLKin. The phase difference between adjacent clock phases of CLKinDIV_M [0] to CLKinDIV_M [n−1] can be accurately 2π / n. Therefore, in the signals A0 to An-1 input to the multiplexing / decoding circuit MUX_DEC, the timing difference between adjacent signals is exactly equal to one symbol time Tsym, so that the jitter included in the serial output SLout is reduced. be able to.

図14は、図13における1/n分周器DIVN_Mの詳細を示すものであり、図14(a)はその構成例を示す回路図、図14(b)は図14(a)における各クロックドインバータ回路の構成例を示す回路図、図14(c)は図14(a)の動作例を示す波形図である。図14(a)では、8相(n=8)クロック信号CLKinDIV_M[0]〜CLKinDIV_M[7]を生成するDIVN_Mの構成例が示されている。ここでは、4個のクロックドインバータ回路CIVが順に縦続接続され、最終段の出力がインバータ回路IVを介して初段の入力に帰還された構成例が示されている。   14 shows details of the 1 / n frequency divider DIVN_M in FIG. 13. FIG. 14A is a circuit diagram showing a configuration example thereof, and FIG. 14B is a diagram showing each clock in FIG. 14A. FIG. 14C is a waveform diagram showing an operation example of FIG. 14A. FIG. 14A shows a configuration example of DIVN_M that generates 8-phase (n = 8) clock signals CLKinDIV_M [0] to CLKinDIV_M [7]. Here, a configuration example is shown in which four clocked inverter circuits CIV are cascaded in order, and the output of the final stage is fed back to the input of the first stage via the inverter circuit IV.

クロックドインバータ回路CIVは、図14(b)に示すように、出力ノードOutと電源電圧の間に直列接続された2個のPMOSトランジスタと、Outと接地電源電圧の間に直列接続された2個のNMOSトランジスタから構成される。Out側のNMOSトランジスタおよびPMOSトランジスタのゲートには、それぞれCLKinおよびその反転クロック信号/CLKinが入力され、残りのNMOSトランジスタおよびPMOSトランジスタのゲートには入力ノードInからの信号が入力される。このようなCIVは、シフトレジスタとして機能する。したがって、図14(a)における各CIVの出力ノードからは、それぞれCLKinの1周期単位で位相が異なる信号が出力され、その反転出力も使用することで、図14(c)に示すように、8相クロック信号CLKinDIV_M[0]〜CLKinDIV_M[7]が生成可能となる。   As shown in FIG. 14B, the clocked inverter circuit CIV includes two PMOS transistors connected in series between the output node Out and the power supply voltage, and 2 connected in series between Out and the ground power supply voltage. It is composed of NMOS transistors. CLKin and its inverted clock signal / CLKin are input to the gates of the NMOS and PMOS transistors on the Out side, respectively, and signals from the input node In are input to the gates of the remaining NMOS and PMOS transistors. Such a CIV functions as a shift register. Therefore, from the output node of each CIV in FIG. 14 (a), a signal having a different phase is output for each cycle of CLKin, and its inverted output is also used, as shown in FIG. 14 (c). The 8-phase clock signals CLKinDIV_M [0] to CLKinDIV_M [7] can be generated.

以上、本実施の形態2によるn:1信号多重化回路(パラレル/シリアル変換回路)を用いることで、代表的には、実施の形態1で述べた各種効果に加えて、シリアル出力SLoutに含まれるジッタが小さい信号多重化回路が実現可能になる。   As described above, the n: 1 signal multiplexing circuit (parallel / serial conversion circuit) according to the second embodiment is typically included in the serial output SLout in addition to the various effects described in the first embodiment. A signal multiplexing circuit with low jitter can be realized.

(実施の形態3)
本実施の形態3では、実施の形態1の図9等に示した各2入力排他的論理和回路の詳細な構成例について説明する。本実施の形態によるn:1信号多重化回路(パラレル/シリアル変換回路)では、高速化やシリアル出力SLoutにおけるジッタ低減を図る上で、前述した階段状遅延回路SDLY_LADの性能に加えて多重化/デコード回路MUX_DECの性能も重要となる。MUX_DECのジッタ低減に関しては、図9および図10で述べたように、入力から出力までの段数を均一にすることが有益であるが、これに加えて更に、各2入力排他的論理和回路単位でジッタを低減することが有益となる。
(Embodiment 3)
In the third embodiment, a detailed configuration example of each 2-input exclusive OR circuit shown in FIG. 9 and the like of the first embodiment will be described. In the n: 1 signal multiplexing circuit (parallel / serial conversion circuit) according to the present embodiment, in order to increase the speed and reduce the jitter in the serial output SLout, in addition to the performance of the stepped delay circuit SDLY_LAD described above, The performance of the decoding circuit MUX_DEC is also important. As for the jitter reduction of MUX_DEC, as described in FIGS. 9 and 10, it is beneficial to make the number of stages from the input to the output uniform, but in addition to this, each 2-input exclusive OR circuit unit It is beneficial to reduce jitter.

図15は、本発明の実施の形態3によるn:1信号多重化回路(パラレル/シリアル変換回路)において、その多重化/デコード回路MUX_DECに含まれる2入力排他的論理和回路の詳細な構成例を示す回路ブロック図である。図15に示す2入力排他的論理和回路は、2個の2:1セレクタ回路SELP_EOR,SELN_EORと、P/N混合回路MIX_EORで構成される。この2入力排他的論理和回路は、第1差動入力信号(Ap(正極)、An(負極))と第2差動入力信号(Bp(正極)、Bn(負極))を2入力としてその排他的論理和演算結果を差動出力信号(OutP(正極)、OutN(負極))として出力する回路となっている。   FIG. 15 shows a detailed configuration example of the 2-input exclusive OR circuit included in the multiplexing / decoding circuit MUX_DEC in the n: 1 signal multiplexing circuit (parallel / serial conversion circuit) according to the third embodiment of the present invention. FIG. The 2-input exclusive OR circuit shown in FIG. 15 includes two 2: 1 selector circuits SELP_EOR and SELN_EOR and a P / N mixing circuit MIX_EOR. This two-input exclusive OR circuit takes a first differential input signal (Ap (positive), An (negative)) and a second differential input signal (Bp (positive), Bn (negative)) as two inputs. The exclusive OR operation result is output as a differential output signal (OutP (positive electrode), OutN (negative electrode)).

SELP_EORは、ApとAnを2入力としてその一方をBp,Bnの論理レベルに応じて選択ならびに出力し、その反対に、SELN_EORは、BpとBnを2入力としてその一方をAp,Anの論理レベルに応じて選択ならびに出力する。例えばSELP_EORは、(Ap,Bp)が(0,0)の場合にはAp(すなわち“0”)を出力し、(0,1)の場合にはAn(すなわち“1”)を出力し、(1,0)の場合にはAp(すなわち“1”)を出力し、(1,1)の場合にはAn(すなわち“0”)を出力する。このように1個のセレクタ回路を用いることで排他的論理和演算を行うことができる。セレクタ回路は、後述するようにスイッチ回路によって実現できることから、高速化が図れる。ただし、1個のセレクタ回路で排他的論理和演算を実現した場合、出力の立ち上がり速度と立ち下がり速度が異なる恐れ(すなわちジッタが生じる恐れ)がある。そこで、ここでは、SELP_EORとは逆の動作を行い逆の出力を行うSELN_EORを設け、SELP_EORの出力とSELN_EORの出力をMIX_EORで混合(平均化)することでOutP,OutNを生成する構成としている。   SELP_EOR takes Ap and An as two inputs and selects and outputs one of them according to the logic levels of Bp and Bn. Conversely, SELN_EOR takes Bp and Bn as two inputs and one of them as Ap and An. Depending on the selection and output. For example, SELP_EOR outputs Ap (ie, “0”) when (Ap, Bp) is (0, 0), and outputs An (ie, “1”) when (0, 1). In the case of (1, 0), Ap (ie, “1”) is output, and in the case of (1, 1), An (ie, “0”) is outputted. In this way, an exclusive OR operation can be performed by using one selector circuit. Since the selector circuit can be realized by a switch circuit as will be described later, the speed can be increased. However, when the exclusive OR operation is realized with one selector circuit, there is a possibility that the rising speed and the falling speed of the output are different (that is, there is a risk of jitter). Therefore, here, SELN_EOR that performs an operation opposite to SELP_EOR and outputs the opposite is provided, and OutP and OutN are generated by mixing (averaging) the output of SELP_EOR and the output of SELN_EOR with MIX_EOR.

図16は、図15における2入力排他的論理和回路の詳細を示すものであり、図16(a)はその構成例を示す回路図、図16(b)は図16(a)の模式的な動作例を示す波形図である。図16(a)に示すように、図15における2:1セレクタ回路SELP_EOR,SELN_EORのそれぞれは、2入力の一方を選択して出力する2個のCMOSスイッチ回路と、その共通出力ノードを入力としてその反転信号を出力するインバータ回路を備えている。SELP_EORの場合には、2個のCMOSスイッチ回路のオン・オフがBp,Bnによって制御され、SELN_EORの場合には、2個のCMOSスイッチ回路のオン・オフがAn,Apによって制御される。このようにCMOSスイッチ回路を用いてセレクタ回路を構成することで、例えばナンド演算回路等の論理ゲートを組み合わせて構成する場合と比較して高速化が図れる。P/N混合回路MIX_EORは、SELP_EORの出力を入力としてSELN_EORの出力を出力とするインバータ回路と、その逆に、SELN_EORの出力を入力としてSELP_EORの出力を出力とするインバータ回路を備えている。   16 shows details of the 2-input exclusive OR circuit in FIG. 15. FIG. 16 (a) is a circuit diagram showing a configuration example thereof, and FIG. 16 (b) is a schematic diagram of FIG. 16 (a). It is a wave form diagram which shows an example of operation. As shown in FIG. 16A, each of the 2: 1 selector circuits SELP_EOR and SELN_EOR in FIG. 15 has two CMOS switch circuits that select and output one of the two inputs, and a common output node as an input. An inverter circuit that outputs the inverted signal is provided. In the case of SELP_EOR, on / off of the two CMOS switch circuits is controlled by Bp and Bn, and in the case of SELN_EOR, on / off of the two CMOS switch circuits is controlled by An and Ap. By configuring the selector circuit using the CMOS switch circuit in this manner, the speed can be increased as compared with a case where a logic gate such as a NAND operation circuit is combined. The P / N mixing circuit MIX_EOR includes an inverter circuit that receives the output of SELP_EOR and outputs the output of SELN_EOR, and conversely, an inverter circuit that receives the output of SELN_EOR and outputs the output of SELP_EOR.

図16(a)に示すような2:1セレクタ回路は、例えばSELP_EORを例とすると、Bp,Bnが固定の状態でAp,Anが変化し、それを反映した出力がSELP_EORから出力されるまでの時間と、Ap,Anが固定の状態でBp,Bnが変化し、それを反映した出力がSELP_EORから出力されるまでの時間が異なる恐れがある。具体的には、Bp,Bnが変化した場合、CMOSスイッチ回路のゲートを駆動する必要があるため、Ap,Anが変化した場合に比べて出力が遅延する恐れがある。この場合、前述したようにSELP_EORとSELN_EORとでは相補的な動作が行われるため、図16(b)に示すように、SELP_EOR出力とSELN_EOR出力とでタイミングが異なり、各出力において“H”レベルパルス幅と“L”レベルパルス幅が異なるような事態が生じ得る。   In the 2: 1 selector circuit as shown in FIG. 16A, for example, when SELP_EOR is taken as an example, Ap and An change when Bp and Bn are fixed until an output reflecting the change is output from SELP_EOR. And Bp and Bn change when Ap and An are fixed, and there is a possibility that the time until the output reflecting this changes from SELP_EOR is different. Specifically, when Bp and Bn change, it is necessary to drive the gate of the CMOS switch circuit, and therefore, the output may be delayed compared to when Ap and An change. In this case, as described above, since the complementary operation is performed between SELP_EOR and SELN_EOR, the SELP_EOR output and the SELN_EOR output have different timings as shown in FIG. A situation may occur in which the width and the “L” level pulse width are different.

そこで、図16(a)のP/N混合回路MIX_EORは、SELP_EORの出力タイミングにSELN_EORの出力タイミングをインバータ回路で混合することでOutPを生成し、SELN_EORの出力タイミングにSELP_EORの出力タイミングをインバータ回路で混合することでOutNを生成する。その結果、図16(b)に示すように、OutPとOutNはタイミングが揃った差動信号になると共に、OutPとOutNのそれぞれにおける“H”レベルパルス幅と“L”レベルパルス幅も均一となる。   Therefore, the P / N mixing circuit MIX_EOR in FIG. 16A generates OutP by mixing the output timing of SELN_EOR with the inverter circuit at the output timing of SELP_EOR, and generates the output timing of SELP_EOR at the output timing of SELN_EOR. To generate OutN. As a result, as shown in FIG. 16B, OutP and OutN become differential signals with the same timing, and the “H” level pulse width and “L” level pulse width at OutP and OutN are also uniform. Become.

以上、本実施の形態3によるn:1信号多重化回路(パラレル/シリアル変換回路)を用いることで、代表的には、実施の形態1および2で述べた各種効果に加えて、更なる高速化や、シリアル出力に含まれるジッタの更なる低減を図ることが可能となる。なお、図16(a)の2:1セレクタ回路SELP_EOR,SELN_EORでは、CMOSスイッチ回路の出力をインバータ回路を介して出力したが、例えば、SELP_EORにおいてBpとBnを入れ替え、SELN_EORにおいてAnとApを入れ替えること等で当該インバータ回路を削除することも可能である。   As described above, by using the n: 1 signal multiplexing circuit (parallel / serial conversion circuit) according to the third embodiment, typically, in addition to the various effects described in the first and second embodiments, an even higher speed is achieved. And further reduction of jitter included in the serial output. In the 2: 1 selector circuits SELP_EOR and SELN_EOR in FIG. 16A, the output of the CMOS switch circuit is output via an inverter circuit. For example, Bp and Bn are switched in SELP_EOR, and An and Ap are switched in SELN_EOR. It is possible to delete the inverter circuit.

(実施の形態4)
本実施の形態4では、実施の形態1の図9等に示した各2入力排他的論理和回路の図15とは異なる構成例について説明する。図17は、本発明の実施の形態4によるn:1信号多重化回路(パラレル/シリアル変換回路)において、その多重化/デコード回路MUX_DECに含まれる2入力排他的論理和回路の詳細な構成例を示す回路図である。図17に示す2入力排他的論理和回路は、第1差動入力信号の正極側(Ap)と第2差動入力信号(Bp(正極)、Bn(負極))に応じて出力信号OUTを生成する第1回路ブロックと、第2差動入力信号の負極側(An)とBp,Bnに応じてOUTを生成する第2回路ブロックを備えている。
(Embodiment 4)
In the fourth embodiment, a configuration example different from that in FIG. 15 of each 2-input exclusive OR circuit shown in FIG. 9 and the like of the first embodiment will be described. FIG. 17 shows a detailed configuration example of the 2-input exclusive OR circuit included in the multiplexing / decoding circuit MUX_DEC in the n: 1 signal multiplexing circuit (parallel / serial conversion circuit) according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. The 2-input exclusive OR circuit shown in FIG. 17 outputs the output signal OUT according to the positive side (Ap) of the first differential input signal and the second differential input signal (Bp (positive electrode), Bn (negative electrode)). A first circuit block to be generated, a negative circuit side (An) of the second differential input signal, and a second circuit block to generate OUT according to Bp and Bn are provided.

第1回路ブロックは、PMOSトランジスタMP1〜MP4とNMOSトランジスタMN1〜MN4から構成される。MP1およびMP2は、ソースに電源電圧が供給され、ドレインがMP4のゲートに共通接続される。MN1およびMN2は、ソースに接地電源電圧が供給され、ドレインがMN4のゲートに共通接続される。MP3およびMN3は、MP4のゲートとMN4のゲートの間にソース・ドレイン経路が接続される。MP4は、ソースに電源電圧が供給され、ドレインからOUTを出力し、MN4は、ソースに接地電源電圧が供給され、ドレインからOUTを出力する。MP1,MN1のゲートにはApが入力され、MP2,MN3のゲートにはBnが入力され、MN2,MP3のゲートにはBpが入力される。第2回路ブロックは、第1回路ブロックと同様な回路構成を備えるが、第1回路ブロックとは各トランジスタのゲート信号が異なっており、各ゲート信号は第1回路ブロックにおける各ゲート信号の相補信号となっている。   The first circuit block includes PMOS transistors MP1 to MP4 and NMOS transistors MN1 to MN4. In MP1 and MP2, the power supply voltage is supplied to the source, and the drain is commonly connected to the gate of MP4. In MN1 and MN2, the ground power supply voltage is supplied to the source, and the drain is commonly connected to the gate of MN4. In MP3 and MN3, a source / drain path is connected between the gate of MP4 and the gate of MN4. MP4 is supplied with power supply voltage at the source and outputs OUT from the drain, and MN4 is supplied with ground power supply voltage at the source and outputs OUT from the drain. Ap is input to the gates of MP1 and MN1, Bn is input to the gates of MP2 and MN3, and Bp is input to the gates of MN2 and MP3. The second circuit block has the same circuit configuration as the first circuit block, but the gate signal of each transistor is different from that of the first circuit block, and each gate signal is a complementary signal of each gate signal in the first circuit block. It has become.

第1回路ブロックにおいて、まず、Bnが“1”(Bpが“0”)の場合には、MP3,MN3がオン、MP2,MN2がオフとなり、MP1,MN1からなるCMOSインバータ回路の後段にMP4,MN4からなるCMOSインバータ回路が接続されたような構成となる。その結果、Apが“1”の場合にはOUTが“1”となり、Apが“0”の場合にはOUTが“0”となる。一方、Bnが“0”(Bpが“1”)の場合にはMP3,MN3がオフ、MP2,MN2がオンとなる。その結果、Apの状態に関わらずMP4,MN4はオフに駆動され、OUTは第2回路ブロックによって定められることになる。第2回路ブロックでは、第1回路ブロックとは逆の動作が行われ、Bpが“1”(Bnが“0”)の場合で、Anが“1”(Apが“0”)の場合にはOUTが“1”となり、Anが“0”(Apが“1”)の場合にはOUTが“0”となる。また、Bpが“0”(Bnが“1”)の場合、OUTは第1回路ブロックによって定められることになる。その結果、OUTからは、ApとBpの排他的論理和演算結果が得られる。   In the first circuit block, first, when Bn is “1” (Bp is “0”), MP3 and MN3 are turned on, MP2 and MN2 are turned off, and MP4 is placed in the subsequent stage of the CMOS inverter circuit composed of MP1 and MN1. , MN4 CMOS inverter circuit is connected. As a result, when Ap is “1”, OUT is “1”, and when Ap is “0”, OUT is “0”. On the other hand, when Bn is “0” (Bp is “1”), MP3 and MN3 are off and MP2 and MN2 are on. As a result, MP4 and MN4 are driven off regardless of the state of Ap, and OUT is determined by the second circuit block. In the second circuit block, an operation reverse to that of the first circuit block is performed, and when Bp is “1” (Bn is “0”) and An is “1” (Ap is “0”). OUT is “1”, and when An is “0” (Ap is “1”), OUT is “0”. When Bp is “0” (Bn is “1”), OUT is determined by the first circuit block. As a result, an exclusive OR operation result of Ap and Bp is obtained from OUT.

このような構成例を用いると、例えば、Bnが“1”(Bpが“0”)の状態でApが遷移した場合、第1回路ブロックではMP1,MN1とMP4,MN4の2段駆動を介してApに応じたOUTが生成される。また、これと並行して第2回路ブロックでは、MP2,MN2とMP4,MN4の2段駆動を介してOUTがハイインピーダンス状態になる。一方、Apが“1”または“0”の状態でBnが“0”(Bpが“1”)に遷移した場合、第1回路ブロックではMP2,MN2とMP4,MN4の2段駆動を介してOUTがハイインピーダンス状態になり、これと並行して第2回路ブロックではMP1,MN1とMP4,MN4の2段駆動を介してAnに応じたOUTが生成される。このように、図17の構成例を用いると、ApやBpが遷移した際に同一の段数を駆動したのちにOUTが生成されるため、前述した図16の2:1セレクタ回路SELP_EOR,SELN_EORで生じ得るジッタを低減することができる。すなわち、図16のようなP/N混合回路MIX_EOR等を用いずにジッタを低減できる。   When such a configuration example is used, for example, when Ap transitions in a state where Bn is “1” (Bp is “0”), in the first circuit block, MP1, MN1, MP4, and MN4 are driven through two-stage driving. OUT is generated according to Ap. In parallel with this, in the second circuit block, OUT becomes a high impedance state through two-stage driving of MP2, MN2 and MP4, MN4. On the other hand, when Ap is “1” or “0” and Bn transitions to “0” (Bp is “1”), the first circuit block passes through the two-stage driving of MP2, MN2, MP4, and MN4. OUT becomes a high impedance state, and in parallel with this, OUT corresponding to An is generated through two-stage driving of MP1, MN1 and MP4, MN4 in the second circuit block. In this way, when the configuration example of FIG. 17 is used, OUT is generated after driving the same number of stages when Ap or Bp transitions. Therefore, the 2: 1 selector circuits SELP_EOR and SELN_EOR in FIG. Jitter that may occur can be reduced. That is, jitter can be reduced without using a P / N mixing circuit MIX_EOR or the like as shown in FIG.

以上、本実施の形態4によるn:1信号多重化回路(パラレル/シリアル変換回路)を用いることで、代表的には、実施の形態3の場合と同様に、実施の形態1および2で述べた各種効果に加えて、更なる高速化や、シリアル出力に含まれるジッタの更なる低減を図ることが可能となる。なお、図17の構成例においても図16(a)の場合と同様に、例えばBnとBpを入れ替えてOUTにインバータ回路を追加するような構成とすることも可能である。   As described above, by using the n: 1 signal multiplexing circuit (parallel / serial conversion circuit) according to the fourth embodiment, it is typically described in the first and second embodiments as in the third embodiment. In addition to the various effects, it is possible to further increase the speed and further reduce the jitter included in the serial output. In the configuration example of FIG. 17, similarly to the case of FIG. 16A, for example, it is possible to replace Bn and Bp and add an inverter circuit to OUT.

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。   As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

本実施の形態による信号多重化回路は、特に、数十Gbpsを超える通信速度を備えた光通信システムにおいて、その送信部の回路に適用して有効なものである。   The signal multiplexing circuit according to the present embodiment is particularly effective when applied to the circuit of the transmission section in an optical communication system having a communication speed exceeding several tens of Gbps.

OFE_BLK 光・電気変換ブロック
SD_BLK パラレル/シリアル変換ブロック
PU 上位層論理ブロック
OEC 光/電気変換回路
EOC 電気/光変換回路
IF_I 入力回路
CDR 信号再生回路
SPC シリアル/パラレル変換回路
PSC 信号多重化回路(パラレル/シリアル変換回路)
IF_O 出力回路
CLK_GEN クロック生成回路
PS 2:1信号多重化回路
DIV2 2分周回路
FF エッジトリガフリップフロップ回路
LT レベルトリガラッチ回路
CK_DLY 遅延回路
SEL2 2:1セレクタ回路
CTRL_BLK 位相制御ブロック
PD,PD_DLL 位相比較器
LPF,LPF_DLL ローパスフィルタ
PI 位相補間器
PREENC プリエンコーダ回路
SDLY_LAD 階段状遅延回路
EOR,DMY_EOR 2入力排他的論理和回路
SDLY 1シンボル遅延回路
MUX_DEC 多重化/デコード回路
RETMR リタイミングブロック
DLL_LAD 遅延ロックループ
VDLY 可変遅延回路
DIVN_M 1/n分周器
CIV クロックドインバータ回路
IV インバータ回路
SELP_EOR,SELN_EOR 2:1セレクタ回路
MIX_EOR P/N混合回路
MP PMOSトランジスタ
MN NMOSトランジスタ
OFE_BLK Optical / electrical conversion block SD_BLK Parallel / serial conversion block PU Upper layer logic block OEC Optical / electrical conversion circuit EOC Electric / optical conversion circuit IF_I input circuit CDR signal regeneration circuit SPC serial / parallel conversion circuit PSC signal multiplexing circuit (parallel / Serial conversion circuit)
IF_O output circuit CLK_GEN clock generation circuit PS 2: 1 signal multiplexing circuit DIV2 divide-by-2 circuit FF edge trigger flip-flop circuit LT level trigger latch circuit CK_DLY delay circuit SEL2 2: 1 selector circuit CTRL_BLK phase control block PD, PD_DLL phase comparator LPF, LPF_DLL Low-pass filter PI Phase interpolator PREENC Pre-encoder circuit SDLY_LAD Stepwise delay circuit EOR, DMY_EOR 2-input exclusive OR circuit SDLY 1 symbol delay circuit MUX_DEC Multiplex / decode circuit RETMR Retiming block DLL_LAD Delay lock loop Delay Circuit DIVN_M 1 / n frequency divider CIV clocked inverter circuit IV inverter circuit SELP_E OR, SELN_EOR 2: 1 selector circuit MIX_EOR P / N mixing circuit MP PMOS transistor MN NMOS transistor

Claims (8)

第1〜第N(Nは2以上の整数)パラレル信号を第1サイクル時間毎に所定の組み合わせ論理でプリコードし、前記第1サイクル時間毎に第1〜第Nプリコード信号を並列に出力するプリエンコーダ回路と、
前記第1プリコード信号を第2タイミングを起点に第1信号として出力すると共に、第K(Kは2以上N以下のそれぞれの整数)プリコード信号を第2タイミングを起点に「(前記第1サイクル時間/N)×(K−1)」の遅延を加えたのち第K信号として出力することで第1〜第N信号を出力する遅延回路ブロックと、
前記第1〜第N信号を前記プリコードに対応した組み合わせ論理でデコードすることで、前記第1〜第Nパラレル信号をシリアル信号に変換して出力するデコード回路とを有することを特徴とする信号多重化回路。
First to Nth (N is an integer greater than or equal to 2) parallel signals are precoded with a predetermined combinational logic every first cycle time, and the first to Nth precoded signals are output in parallel at each first cycle time. A pre-encoder circuit to
The first precoded signal is output as a first signal starting from the second timing, and the Kth (K is an integer of 2 or more and N or less) precoding signal is output from the second timing as “(the first A delay circuit block that outputs the first to Nth signals by adding a delay of (cycle time / N) × (K−1) ”and outputting as the Kth signal;
And a decoding circuit that converts the first to Nth parallel signals into serial signals by decoding the first to Nth signals with combinational logic corresponding to the precode. Multiplexing circuit.
請求項1記載の信号多重化回路において、
前記プリエンコーダ回路は、
前記第1サイクル時間を持つ第1クロック信号に同期してラッチ動作を行い、前記第1〜第Nプリコード信号を並列に出力する第1〜第N保持回路と、
第1〜第N排他的論理和回路とを備え、
前記第1排他的論理和回路は、前記第1パラレル信号と前記第N保持回路の出力信号を入力として、その排他的論理和演算結果を前記第1保持回路に出力し、
第K排他的論理和回路は、第Kパラレル信号と第(K−1)排他的論理和回路の出力信号を入力として、その排他的論理和演算結果を第K保持回路に出力し、
前記デコード回路は、前記第1〜第N信号を入力として排他的論理和演算を行うことを特徴とする信号多重化回路。
The signal multiplexing circuit according to claim 1, wherein
The pre-encoder circuit is
A first to Nth holding circuit for performing a latch operation in synchronization with a first clock signal having the first cycle time and outputting the first to Nth precoded signals in parallel;
A first to Nth exclusive OR circuit;
The first exclusive OR circuit receives the first parallel signal and the output signal of the Nth holding circuit as inputs, and outputs the exclusive OR operation result to the first holding circuit,
The Kth exclusive OR circuit receives the Kth parallel signal and the output signal of the (K−1) th exclusive OR circuit as inputs, and outputs the exclusive OR operation result to the Kth holding circuit,
The signal multiplexing circuit, wherein the decoding circuit performs an exclusive OR operation with the first to Nth signals as inputs.
請求項2記載の信号多重化回路において、
前記デコード回路は、Nが2のべき乗数で有る場合には、(logN)段で2入力の排他的論理和演算回路を縦続接続することで構成され、Nが2のべき乗数で無い場合には、N以上でかつ最も小さい2のべき乗数に基づく段数で2入力の排他的論理和演算回路を縦続接続すると共に、初段の一部の入力を固定値とすることで構成されることを特徴とする信号多重化回路。
The signal multiplexing circuit according to claim 2, wherein
When N is a power of 2, the decoding circuit is configured by cascading 2-input exclusive OR circuits in (log 2 N) stages, where N is not a power of 2 In this case, it is configured by cascading 2-input exclusive OR operation circuits with the number of stages based on the smallest power of 2 that is greater than or equal to N, and a part of the input of the first stage is set to a fixed value. A signal multiplexing circuit characterized by the above.
請求項3記載の信号多重化回路において、
前記2入力の排他的論理和演算回路の2入力は、第1および第2差動入力信号であり、
前記2入力の排他的論理和演算回路は、
一端に前記第1差動入力信号の第1極性が入力され、前記第2差動入力信号によってオン・オフが制御される第1トランジスタスイッチ回路と、
一端に前記第1差動入力信号の第2極性が入力される共に他端が前記第1トランジスタスイッチ回路の他端と共通に接続され、前記第2差動入力信号によってオン・オフが前記第1トランジスタスイッチ回路と相補的に制御される第2トランジスタスイッチ回路とを備えることを特徴とする信号多重化回路。
The signal multiplexing circuit according to claim 3, wherein
The two inputs of the two-input exclusive OR circuit are the first and second differential input signals,
The two-input exclusive OR circuit is
A first transistor switch circuit having one end input with a first polarity of the first differential input signal and being controlled to be turned on and off by the second differential input signal;
The second polarity of the first differential input signal is input to one end and the other end is connected in common with the other end of the first transistor switch circuit, and the second differential input signal is turned on / off by the second differential input signal. A signal multiplexing circuit comprising: a first transistor switch circuit; and a second transistor switch circuit controlled in a complementary manner.
請求項4記載の信号多重化回路において、
前記2入力の排他的論理和演算回路は、更に、
一端に前記第2差動入力信号の第1極性が入力され、前記第1差動入力信号によってオン・オフが制御される第3トランジスタスイッチ回路と、
一端に前記第2差動入力信号の第2極性が入力される共に他端が前記第3トランジスタスイッチ回路の他端と共通に接続され、前記第1差動入力信号によってオン・オフが前記第3トランジスタスイッチ回路と相補的に制御される第4トランジスタスイッチ回路と、
混合回路とを備え、
前記第1および第2トランジスタスイッチ回路の他端は、差動出力信号の第1極性に結合され、
前記第3および第4トランジスタスイッチ回路の他端は、前記差動出力信号の第2極性に結合され、
前記混合回路は、前記差動出力信号の第1極性に前記差動出力信号の第2極性の反転信号を合成することで前記差動出力信号の第1極性の波形を整形し、前記差動出力信号の第2極性に前記差動出力信号の第1極性の反転信号を合成することで前記差動出力信号の第2極性の波形を整形することを特徴とする信号多重化回路。
5. The signal multiplexing circuit according to claim 4, wherein
The two-input exclusive OR circuit further includes:
A third transistor switch circuit that is input at one end with the first polarity of the second differential input signal and is controlled to be turned on and off by the first differential input signal;
The second polarity of the second differential input signal is input to one end, and the other end is commonly connected to the other end of the third transistor switch circuit, and the first differential input signal is turned on / off by the first differential input signal. A fourth transistor switch circuit controlled in a complementary manner to the three-transistor switch circuit;
And a mixing circuit,
The other ends of the first and second transistor switch circuits are coupled to the first polarity of the differential output signal,
The other ends of the third and fourth transistor switch circuits are coupled to a second polarity of the differential output signal,
The mixing circuit shapes the waveform of the first polarity of the differential output signal by synthesizing an inverted signal of the second polarity of the differential output signal with the first polarity of the differential output signal. A signal multiplexing circuit that shapes the waveform of the second polarity of the differential output signal by synthesizing the inverted signal of the first polarity of the differential output signal with the second polarity of the output signal.
請求項3記載の信号多重化回路において、
前記2入力の排他的論理和演算回路の2入力は、第1および第2差動入力信号であり、
前記2入力の排他的論理和演算回路は、
前記第1差動入力信号の第1極性と前記第2差動入力信号の第1極性および第2極性を入力として出力ノードに出力を行う第1回路ブロックと、
前記第1差動入力信号の第2極性と前記第2差動入力信号を第2極性および第1極性を入力として前記出力ノードに出力を行う第2回路ブロックとを備え、
前記第1回路ブロックは、
ソースに電源電圧が供給され、ドレインが前記出力ノードに接続された第1導電型の第1MISトランジスタと、
ソースに接地電源電圧が供給され、ドレインが前記出力ノードに接続された第2導電型の第2MISトランジスタと、
ソースに前記電源電圧が供給され、ドレインが前記第1MISトランジスタのゲートに接続された前記第1導電型の第3および第4MISトランジスタと、
ソースに前記接地電源電圧が供給され、ドレインが前記第2MISトランジスタのゲートに接続された前記第2導電型の第5および第6MISトランジスタと、
前記第1MISトランジスタのゲートと前記第2MISトランジスタのゲートの間にソース・ドレイン経路が接続された前記第1導電型の第7MISトランジスタおよび前記第2導電型の第8MISトランジスタとを備え、
前記第3および第5MISトランジスタのゲートには、前記第1差動入力信号の第1極性が入力され、
前記第4および第8MISトランジスタのゲートには、前記第2差動入力信号の第1極性および第2極性の一方が入力され、
前記第6および第7MISトランジスタのゲートには、前記第2差動入力信号の第1極性および第2極性の他方が入力され、
前記第2回路ブロックは、前記第1回路ブロックと同一の回路構成を備え、各MISトランジスタのゲート信号の極性が前記第1回路ブロックとは逆の関係になっていることを特徴とする信号多重化回路。
The signal multiplexing circuit according to claim 3, wherein
The two inputs of the two-input exclusive OR circuit are the first and second differential input signals,
The two-input exclusive OR circuit is
A first circuit block that outputs to the output node with the first polarity of the first differential input signal and the first polarity and the second polarity of the second differential input signal as inputs; and
A second circuit block that outputs the second polarity of the first differential input signal and the second differential input signal to the output node with the second polarity and the first polarity as inputs;
The first circuit block includes:
A first MIS transistor of a first conductivity type having a power supply voltage supplied to a source and a drain connected to the output node;
A second MIS transistor of the second conductivity type having a ground power supply voltage supplied to a source and a drain connected to the output node;
Third and fourth MIS transistors of the first conductivity type, the source voltage being supplied to the source and the drain connected to the gate of the first MIS transistor;
Fifth and sixth MIS transistors of the second conductivity type, the ground power supply voltage being supplied to the source and the drain connected to the gate of the second MIS transistor;
A first conductivity type seventh MIS transistor and a second conductivity type eighth MIS transistor, each having a source / drain path connected between the gate of the first MIS transistor and the gate of the second MIS transistor;
The first polarity of the first differential input signal is input to the gates of the third and fifth MIS transistors,
One of the first polarity and the second polarity of the second differential input signal is input to the gates of the fourth and eighth MIS transistors,
The other of the first polarity and the second polarity of the second differential input signal is input to the gates of the sixth and seventh MIS transistors,
The second circuit block has the same circuit configuration as the first circuit block, and the polarity of the gate signal of each MIS transistor is opposite to that of the first circuit block. Circuit.
請求項2記載の信号多重化回路において、
前記遅延回路ブロックは、
前記第1サイクル時間を持つ前記第1クロック信号が入力され、前記第1サイクル時間を持つと共にそれぞれ「前記第1サイクル時間/N」単位の位相差を持つ第2相〜第N相クロック信号を生成する遅延ロックループ回路と、
それぞれ前記第2相〜第N相クロック信号に同期してラッチ動作を行い、前記第2〜第N信号を出力する第2相用〜第N相用保持回路とを備え、
前記遅延ロックループ回路は、
前記第1クロック信号を初段入力として順次前段の出力を遅延させて後段に出力する複数の可変遅延回路と、
前記第1クロック信号の位相と前記複数の可変遅延回路の最終段からの出力信号の位相とを比較し、その比較結果に応じて前記複数の可変遅延回路の遅延時間を制御する位相比較器とを有することを特徴とする信号多重化回路。
The signal multiplexing circuit according to claim 2, wherein
The delay circuit block is:
The first clock signal having the first cycle time is input, and second to N-phase clock signals having the first cycle time and having a phase difference of “the first cycle time / N” unit are respectively obtained. A delay lock loop circuit to generate;
A second phase to an Nth phase holding circuit for performing a latch operation in synchronization with the second phase to the Nth phase clock signal and outputting the second to Nth signals, respectively.
The delay lock loop circuit includes:
A plurality of variable delay circuits for sequentially delaying the output of the preceding stage and outputting the output to the subsequent stage with the first clock signal as the first stage input;
A phase comparator that compares the phase of the first clock signal with the phase of the output signal from the final stage of the plurality of variable delay circuits and controls the delay time of the plurality of variable delay circuits according to the comparison result; A signal multiplexing circuit comprising:
請求項2記載の信号多重化回路において、
前記遅延回路ブロックは、
シフトレジスタを含み、「前記第1サイクル時間/N」となる第2サイクル時間を持つ第2クロック信号を入力として、前記第1サイクル時間を持つと共にそれぞれ前記第2サイクル時間単位の位相差を持つ第2相〜第N相クロック信号を生成するカウンタ回路と、
それぞれ前記第2相〜第N相クロック信号に同期してラッチ動作を行い、前記第2〜第N信号を出力する第2相用〜第N相用保持回路とを有することを特徴とする信号多重化回路。
The signal multiplexing circuit according to claim 2, wherein
The delay circuit block is:
A second clock signal including a shift register and having a second cycle time of “the first cycle time / N” is input, and has the first cycle time and a phase difference in units of the second cycle time. A counter circuit for generating a second phase to an Nth phase clock signal;
A signal having a second phase to an Nth phase holding circuit for performing a latch operation in synchronization with the second phase to the Nth phase clock signal and outputting the second to Nth signals, respectively. Multiplexing circuit.
JP2010260099A 2010-11-22 2010-11-22 Signal multiplexing circuit Pending JP2012114566A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010260099A JP2012114566A (en) 2010-11-22 2010-11-22 Signal multiplexing circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010260099A JP2012114566A (en) 2010-11-22 2010-11-22 Signal multiplexing circuit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012114566A true JP2012114566A (en) 2012-06-14

Family

ID=46498325

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010260099A Pending JP2012114566A (en) 2010-11-22 2010-11-22 Signal multiplexing circuit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2012114566A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012253661A (en) * 2011-06-06 2012-12-20 Fujitsu Ltd Data transmitter, data receiver, and data transmitting/receiving system
JP2014027657A (en) * 2012-07-24 2014-02-06 Analog Devices Inc Architecture for high speed serial transmitter
JP2014039086A (en) * 2012-08-10 2014-02-27 Fujitsu Ltd Parallel-serial conversion circuit
JP2016154905A (en) * 2016-04-27 2016-09-01 株式会社藤商事 Game machine
CN109613848A (en) * 2018-10-26 2019-04-12 中国船舶重工集团公司第七0九研究所 A kind of multi-channel high-speed signal switching system and control method
CN111049523A (en) * 2019-12-26 2020-04-21 苏州普源精电科技有限公司 Parallel-serial conversion unit, parallel-serial converter and time-interleaved ADC integrated circuit

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57187743A (en) * 1981-05-13 1982-11-18 Ibm Parallel-series converter
JPH04360421A (en) * 1991-06-07 1992-12-14 Fujitsu Ltd Nrz/nrzi convertsion circuit
JPH05166302A (en) * 1991-12-16 1993-07-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd Digital recording device
JPH11214975A (en) * 1998-01-23 1999-08-06 Fuji Film Microdevices Co Ltd Differential multiplexer
JP2004207894A (en) * 2002-12-24 2004-07-22 Sony Corp Parallel/series conversion circuit
JP2008131537A (en) * 2006-11-24 2008-06-05 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Logic circuit

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57187743A (en) * 1981-05-13 1982-11-18 Ibm Parallel-series converter
JPH04360421A (en) * 1991-06-07 1992-12-14 Fujitsu Ltd Nrz/nrzi convertsion circuit
JPH05166302A (en) * 1991-12-16 1993-07-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd Digital recording device
JPH11214975A (en) * 1998-01-23 1999-08-06 Fuji Film Microdevices Co Ltd Differential multiplexer
JP2004207894A (en) * 2002-12-24 2004-07-22 Sony Corp Parallel/series conversion circuit
JP2008131537A (en) * 2006-11-24 2008-06-05 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Logic circuit

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012253661A (en) * 2011-06-06 2012-12-20 Fujitsu Ltd Data transmitter, data receiver, and data transmitting/receiving system
JP2014027657A (en) * 2012-07-24 2014-02-06 Analog Devices Inc Architecture for high speed serial transmitter
JP2014039086A (en) * 2012-08-10 2014-02-27 Fujitsu Ltd Parallel-serial conversion circuit
JP2016154905A (en) * 2016-04-27 2016-09-01 株式会社藤商事 Game machine
CN109613848A (en) * 2018-10-26 2019-04-12 中国船舶重工集团公司第七0九研究所 A kind of multi-channel high-speed signal switching system and control method
CN109613848B (en) * 2018-10-26 2021-04-09 中国船舶重工集团公司第七0九研究所 Multichannel high-speed signal switching system and control method
CN111049523A (en) * 2019-12-26 2020-04-21 苏州普源精电科技有限公司 Parallel-serial conversion unit, parallel-serial converter and time-interleaved ADC integrated circuit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11005466B2 (en) Measurement and correction of multiphase clock duty cycle and skew
JP4544780B2 (en) Clock control circuit
US6188339B1 (en) Differential multiplexer and differential logic circuit
US8130016B2 (en) Techniques for providing reduced duty cycle distortion
US7368955B2 (en) Current-balanced logic circuit
EP2296277A2 (en) System with dual rail regulated locked loop
US10560097B1 (en) High-speed 4:1 multiplexer for voltage-mode transmitter with automatic phase alignment technique
JP2012114566A (en) Signal multiplexing circuit
CN111490757A (en) Random number generating electronic circuit and method
US9900014B2 (en) Frequency dividing circuit and semiconductor integrated circuit
JP5205517B2 (en) Data judgment / phase comparison circuit
JPWO2009133658A1 (en) Multi-signal switch circuit, current switch cell circuit, latch circuit, current addition DAC, semiconductor integrated circuit, video equipment, communication equipment
JP4992947B2 (en) Parallel-serial converter and parallel data output device
US8222941B2 (en) Phase selector
JP2007188395A (en) Clock signal generation circuit
Jeon et al. Area Efficient 4Gb/s Clock Data Recovery Using Improved Phase Interpolator with Error Monitor
JP6565325B2 (en) Selector circuit, equalizer circuit, receiving circuit, and semiconductor integrated circuit
Song et al. Low-Power 10-Gb/s Transmitter for High-Speed Graphic DRAMs Using 0.18-$\mu\hbox {m} $ CMOS Technology
US9887552B2 (en) Fine timing adjustment method
JP5286414B2 (en) Semiconductor memory circuit
Sharad et al. Half-rate duobinary transmitter architecture for chip-to-chip interconnect applications
JP5149987B2 (en) Clock generation circuit and signal reproduction circuit having the same
JP5223704B2 (en) Dual modulus prescaler
Tadros et al. A 24 Gbps SerDes transceiver for on-chip networks using a new half-data-rate self-timed 3-level signaling scheme
TWI433464B (en) Phase selector

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130618

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140129

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140204

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20140603