KR101276727B1 - Method and apparatus for detecting phase and frequency - Google Patents
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Abstract
본 발명은 위상 주파수 검출 방법 및 장치에 관한 것으로, 기준 클럭 신호의 활성 전이에서 입력 데이터를 샘플링하여 샘플링 신호를 생성하는 샘플링 신호 생성 단계; 상기 샘플링 신호 생성 단계에서의 지연 시간만큼 상기 입력 데이터를 지연시킨 제1 모사지연신호를 생성하는 단계; 상기 샘플링 신호를 이용하여, 상기 샘플링 신호와 기 설정된 위상 차를 갖는 샘플링 지연신호를 생성하는 샘플링 지연신호 생성 단계; 상기 샘플링 지연신호 생성 단계에서의 지연 시간만큼 상기 샘플링 신호를 지연시킨 제2 모사지연신호를 생성하는 단계; 상기 샘플링 신호, 상기 제1 모사지연신호, 상기 샘플링 지연신호 및 상기 제2 모사지연신호를 이용하여 펄스 열을 생성하는 펄스 열 생성 단계; 및상기 펄스 열을 이용하여 상기 기준 클럭 신호의 주파수를 조절하는 주파수 조절 단계를 포함한다.The present invention relates to a phase frequency detection method and apparatus, comprising: a sampling signal generation step of generating a sampling signal by sampling input data at an active transition of a reference clock signal; Generating a first simulation delay signal in which the input data is delayed by a delay time in the sampling signal generation step; A sampling delay signal generating step of generating a sampling delay signal having a preset phase difference from the sampling signal by using the sampling signal; Generating a second simulation delay signal in which the sampling signal is delayed by a delay time in the sampling delay signal generating step; Generating a pulse train by using the sampling signal, the first simulation delay signal, the sampling delay signal, and the second simulation delay signal; And adjusting a frequency of the reference clock signal by using the pulse train.
Description
본 발명은 위상 주파수 검출 방법 및 장치에 관한 것으로, 입력 데이터와 샘플링된 데이터를 비교하는 방식으로 입력 데이터의 위상 주파수를 검출하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a method and apparatus for detecting phase frequency, and more particularly, to a method and apparatus for detecting phase frequency of input data by comparing input data with sampled data.
기존의 고속 데이터 송수신기는 송신기에서 수신기로 데이터를 전송하기 위해 그에 동기된 기준 클럭 신호를 함께 전송하는 형태로 이루어져 있다. 하지만, 이러한 방식에 의하면, 데이터를 수 미터에 이르는 먼 거리로 전송하는 경우 데이터와 기준 클럭 사이에 스큐 문제가 발생하여, 수신기에서의 데이터 복원에 문제가 발생할 수 있다. 또한, 기존의 송수신기는 전송 속도를 변화시키기 위해 수신기의 기준 클럭 신호를 바꾸어 주거나, 디지털 코드를 바꾸어 주어야 하는 등의 번거로운 문제점이 있다.Existing high speed data transceiver has a form of transmitting a reference clock signal synchronized with the transmitter to transmit data from the transmitter to the receiver. However, according to this method, when data is transmitted over a long distance of up to several meters, a skew problem may occur between the data and the reference clock, which may cause a problem in data recovery at the receiver. In addition, the conventional transceiver has a cumbersome problem such as changing the reference clock signal of the receiver, or change the digital code to change the transmission speed.
이러한 문제를 해결하기 위해서 "A 650Mb/s-to-8Gb/s referenceless CDR circuit with automatic acquisition of data rate”에서는 임의의 직렬 데이터와 전압 제어 발진기(VCO)의 클럭 신호의 위상을 비교하기 위해 검출 윈도우를 만들고 정해진 윈도우 내에서 데이터의 천이가 있을 때만 직렬 데이터와 클럭의 위상을 검출하는 방식을 제안한다. 그러나 이러한 방식에 의하면, 직렬 데이터의 매 천이마다 위상차이를 검출할 수가 없기 때문에 위상 갱신 시간이 늘어나 지터특성이 낮아지고, 동기시간이 늘어나는 문제가 있다. 또한, 지연고정루프의 사용으로 인한 큰 전력 소모 및 면적 증가의 문제도 함께 발생한다.To solve this problem, the “A 650 Mb / s-to-8 Gb / s referenceless CDR circuit with automatic acquisition of data rate” detects the detection window to compare the phase of arbitrary serial data with the clock signal of the voltage-controlled oscillator (VCO). We propose a method that detects the phase of serial data and clock only when there is a data transition within a given window, but according to this method, the phase update time is reduced because the phase difference cannot be detected at every transition of the serial data. In addition, there is a problem that the jitter characteristic is lowered and the synchronization time is increased, and the problem of large power consumption and area increase due to the use of the delay locked loop also occurs.
한편, "A 0.5-to-2.5Gb/s reference-less half-rate digital CDR with unlimited frequency acquisition range and improved input duty-cycle error tolerance"는 입력 데이터를 긴 주기 동안 분주함으로써 낮은 주파수의 클럭신호를 생성하여 전술한 문제점을 해결하고자 한다. 그러나 이 방식은 간단한 구조를 갖는 대신, 긴 주기 동안 데이터를 분주해야 하므로 긴 동기시간을 필요로 하는 문제점이 있다.
On the other hand, "A 0.5-to-2.5 Gb / s reference-less half-rate digital CDR with unlimited frequency acquisition range and improved input duty-cycle error tolerance" divides the input data over a long period to generate a low frequency clock signal. To solve the above problems. However, this method has a problem of requiring a long synchronization time because the data must be divided for a long period instead of having a simple structure.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 외부 클럭 또는 특정한 데이터 패턴을 사용하지 않으면서도, 넓은 주파수 동작 범위를 갖는 위상 주파수 검출 방법 및 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problem, and an object thereof is to provide a method and apparatus for detecting phase frequency having a wide frequency operating range without using an external clock or a specific data pattern.
또한, 본 발명은 입력 데이터와 샘플링된 데이터를 비교하는 방식으로 입력 데이터의 위상 주파수를 검출함으로써, 기준 클럭과 데이터 사이의 스큐 문제를 제거하고, 실 데이터 전송률을 향상시키며, 위상 갱신 시간 및 주파수 동기 시간을 단축시킬 수 있는 위상 주파수 검출 방법 및 장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.In addition, the present invention detects the phase frequency of the input data by comparing the input data with the sampled data, thereby eliminating skew problems between the reference clock and the data, improving the actual data rate, and improving phase update time and frequency synchronization. It is another object of the present invention to provide a method and apparatus for detecting phase frequency that can shorten time.
또한, 본 발명은 부가적인 클럭 공급원의 사용을 배제함으로써, 전송 채널의 수를 최소화하고, 하드웨어적인 비용을 줄일 수 있는 위성 주파수 검출 방법 및 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a satellite frequency detection method and apparatus which can minimize the number of transmission channels and reduce hardware costs by eliminating the use of additional clock sources.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention which are not mentioned can be understood by the following description and more clearly understood by the embodiments of the present invention. It will also be readily apparent that the objects and advantages of the invention may be realized and attained by means of the instrumentalities and combinations particularly pointed out in the appended claims.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 위상 주파수 검출 방법에 있어서, 기준 클럭 신호의 활성 전이에서 입력 데이터를 샘플링하여 샘플링 신호를 생성하는 샘플링 신호 생성 단계; 상기 샘플링 신호 생성 단계에서의 지연 시간만큼 상기 입력 데이터를 지연시킨 제1 모사지연신호를 생성하는 단계; 상기 샘플링 신호를 이용하여, 상기 샘플링 신호와 기 설정된 위상 차를 갖는 샘플링 지연신호를 생성하는 샘플링 지연신호 생성 단계; 상기 샘플링 지연신호 생성 단계에서의 지연 시간만큼 상기 샘플링 신호를 지연시킨 제2 모사지연신호를 생성하는 단계; 상기 샘플링 신호, 상기 제1 모사지연신호, 상기 샘플링 지연신호 및 상기 제2 모사지연신호를 이용하여 펄스 열을 생성하는 펄스 열 생성 단계; 및상기 펄스 열을 이용하여 상기 기준 클럭 신호의 주파수를 조절하는 주파수 조절 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a phase frequency detection method comprising: a sampling signal generation step of generating a sampling signal by sampling input data at an active transition of a reference clock signal; Generating a first simulation delay signal in which the input data is delayed by a delay time in the sampling signal generation step; A sampling delay signal generating step of generating a sampling delay signal having a preset phase difference from the sampling signal by using the sampling signal; Generating a second simulation delay signal in which the sampling signal is delayed by a delay time in the sampling delay signal generating step; Generating a pulse train by using the sampling signal, the first simulation delay signal, the sampling delay signal, and the second simulation delay signal; And adjusting a frequency of the reference clock signal by using the pulse train.
또한, 본 발명은, 위상 주파수 검출 장치에 있어서, 기준 클럭 신호의 활성 전이에서 입력 데이터를 샘플링하여 샘플링 신호를 생성하는 샘플링부; 상기 샘플링부에서의 지연 시간만큼 상기 입력 데이터를 지연시킨 제1 모사지연신호를 생성하는 제 1 모사지연부; 상기 샘플링 신호를 이용하여, 상기 샘플링 신호와 기 설정된 위상 차를 갖는 샘플링 지연신호를 생성하는 샘플링지연부; 상기 샘플링지연부에서의 지연 시간만큼 상기 샘플링 신호를 지연시킨 제2 모사지연신호를 생성하는 제 2 모사지연부; 상기 샘플링 신호, 상기 제1 모사지연신호, 상기 샘플링 지연신호, 상기 제2 모사지연신호를 이용하여 펄스 열을 생성하는 위상 검출기; 및 상기 펄스 열을 이용하여 상기 기준 클럭 신호의 주파수를 조절하는 주파수 조절부를 포함한다.
In addition, the present invention provides a phase frequency detection device comprising: a sampling unit for sampling a input data at an active transition of a reference clock signal to generate a sampling signal; A first simulation delay unit generating a first simulation delay signal in which the input data is delayed by a delay time in the sampling unit; A sampling delay unit configured to generate a sampling delay signal having a predetermined phase difference from the sampling signal by using the sampling signal; A second simulation delay unit which generates a second simulation delay signal in which the sampling signal is delayed by a delay time in the sampling delay unit; A phase detector generating a pulse train using the sampling signal, the first simulation delay signal, the sampling delay signal, and the second simulation delay signal; And a frequency adjusting unit adjusting the frequency of the reference clock signal using the pulse train.
전술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 외부 클럭 또는 특정한 데이터 패턴을 사용하지 않으면서도 넓은 주파수 동작 범위를 가질 수 있다.According to the present invention as described above, it can have a wide frequency operating range without using an external clock or a specific data pattern.
또한, 본 발명에 의하면, 입력 데이터와 샘플링된 데이터를 비교하는 방식으로 입력 데이터의 위상 주파수를 검출함으로써, 기준 클럭과 데이터 사이의 스큐 문제가 제거되고, 실 데이터 전송률이 향상되며, 위상 갱신 시간 및 주파수 동기 시간이 단축되는 효과가 있다.Further, according to the present invention, by detecting the phase frequency of the input data by comparing the input data with the sampled data, the skew problem between the reference clock and the data is eliminated, the actual data rate is improved, and the phase update time and Frequency synchronizing time is shortened.
또한, 본 발명에 의하면, 부가적인 클럭 공급원의 사용을 배제함으로써, 전송 채널의 수를 최소화할 수 있고, 하드웨어적인 비용을 줄일 수 있다.
In addition, according to the present invention, by eliminating the use of additional clock sources, the number of transmission channels can be minimized and hardware costs can be reduced.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 위상 주파수 검출 장치의 블록도,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 주파수 조절부의 블록도,
도 3은 기준 클럭 신호로 다중 위상 클럭을 사용하는 본 발명의 일 실시 예에 따른 위상 주파수 검출 장치의 블록도,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 위상 주파수 검출 장치의 동작을 설명하기 위한 타이밍도,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가속신호 생성부의 블록도,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가속신호 생성부의 회로도,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가속신호 생성부의 동작을 설명하기 위한 타이밍도,
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 위상 주파수 검출 방법의 전체 흐름을 설명하기 위한 순서도,
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 위상 주파수 검출 방법 중 펄스 열 생성 과정을 자세히 설명하기 위한 순서도,
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 위상 주파수 검출 방법 중 기준 클럭 신호의 주파수 조절 과정을 자세히 설명하기 위한 순서도,
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가속신호 생성 과정을 포함하는 위상 주파수 검출 방법을 설명하기 위한 순서도,
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 위상 주파수 검출 방법 중 가속신호 생성 과정을 자세히 설명하기 위한 순서도이다.1 is a block diagram of a phase frequency detection apparatus according to an embodiment of the present invention;
2 is a block diagram of a frequency adjusting unit according to an embodiment of the present invention;
3 is a block diagram of a phase frequency detection apparatus according to an embodiment of the present invention using a multi-phase clock as a reference clock signal;
4 is a timing diagram illustrating an operation of a phase frequency detection device according to an embodiment of the present invention;
5 is a block diagram of an acceleration signal generator according to an embodiment of the present invention;
6 is a circuit diagram of an acceleration signal generator according to an embodiment of the present invention;
7 is a timing diagram illustrating an operation of an acceleration signal generator according to an embodiment of the present invention;
8 is a flow chart for explaining the overall flow of the phase frequency detection method according to an embodiment of the present invention;
9 is a flowchart illustrating a pulse train generation process in detail in a phase frequency detection method according to an embodiment of the present invention;
10 is a flowchart illustrating a frequency adjustment process of a reference clock signal in a phase frequency detection method according to an embodiment of the present invention;
11 is a flowchart illustrating a phase frequency detection method including an acceleration signal generation process according to an embodiment of the present invention;
12 is a flowchart illustrating a method of generating an acceleration signal in detail in a phase frequency detection method according to an embodiment of the present invention.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.The above objects, features, and advantages will be described in detail with reference to the accompanying drawings, whereby those skilled in the art to which the present invention pertains may easily implement the technical idea of the present invention. In describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to denote the same or similar elements.
또한, 본 명세서에서, 신호의 활성 전이는 신호의 상승 에지 또는 하강 에지를 의미하며, 반전된 신호의 활성 전이는 하강 에지 또는 상승 에지를 의미한다.
In addition, in this specification, the active transition of the signal means the rising edge or the falling edge of the signal, and the active transition of the inverted signal means the falling edge or the rising edge.
이하에서는 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 위상 주파수 검출 장치의 구성을 설명한다.Hereinafter, a configuration of a phase frequency detection device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 위상 주파수 검출 장치의 블록도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 주파수 조절부의 블록도이다.1 is a block diagram of an apparatus for detecting phase frequency according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram of a frequency adjusting unit according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하여 살펴보면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 위상 주파수 검출 장치는 샘플링부(110), 제1 모사지연부(130), 샘플링지연부(150), 제2 모사지연부(170), 위상 검출기(180), 주파수 조절부(190)를 포함하며, 가속신호 생성부(140)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a phase frequency detection device according to an exemplary embodiment of the present invention includes a
샘플링부(110)는 기준 클럭 신호의 활성 전이에서 입력 데이터를 샘플링하여 샘플링 신호를 생성한다. 기준 클럭 신호는 본 발명의 주파수 조절부(190), 보다 구체적으로는 주파수 조절부(190)에 포함되는 전압 제어 발진기에서 출력되는 신호이다.The
이상적인 시스템에서, 샘플링 신호는 기준 클럭 신호의 활성 전이에서 입력 데이터를 샘플링하여 생성된 것이므로, 기준 클럭 신호와 위상이 같다. 따라서 만약 기준 클럭 신호의 주파수가 입력 데이터를 충분히 샘플링할 수 있는 범위 내라면, 샘플링 신호는 입력 데이터와 형태가 같고, 기준 클럭 신호에 위상이 동기된 신호일 수 있다. 이러한 원리를 이용하여, 본 발명은 형태는 같고 위상만 다른 두 신호를 비교하여, 윈도우를 생성하거나 별도의 설계기술을 적용하지 않고도 용이하게 위상을 검출하고자 한다. 이 경우, 데이터의 모든 천이마다 위상 검출이 가능하기 때문에 위상 갱신 시간을 최소화할 수 있으며, 동기 시간을 최소화할 수 있다.In an ideal system, the sampling signal is generated by sampling the input data at the active transition of the reference clock signal, so that it is in phase with the reference clock signal. Therefore, if the frequency of the reference clock signal is within a range capable of sufficiently sampling the input data, the sampling signal may be a signal having the same shape as the input data and whose phase is synchronized with the reference clock signal. Using this principle, the present invention attempts to detect phases easily by comparing two signals having the same shape and different phases, without generating a window or applying a separate design technique. In this case, since phase detection is possible for every transition of data, phase update time can be minimized and synchronization time can be minimized.
다만, 실제로는 샘플링부(110)의 지연 시간에 따른 위상 변화가 기준 클럭 신호에 동기된 위상에 반영된다. 예를 들어, 기준 클럭 신호의 위상을 , 샘플링부(110)에 의해 지연되는 위상을 라고 하면, 샘플링 신호의 위상은 이 된다. 따라서 본 발명은 실제 시스템에서 발생하는 지연을 고려하여, 샘플링 신호와의 위상 차 검출 시에, 입력 데이터 대신 샘플링부(110)의 지연 시간에 따른 위상 변화가 반영된 제1 모사지연신호를 사용한다.However, in practice, the phase change according to the delay time of the
제1 모사지연부(130)는 샘플링부(110)에서의 지연 시간만큼 입력 데이터를 지연시킨 제1 모사지연신호를 생성한다. 제1 모사지연부(130)는 리플리카 지연회로(Replica Delay Circuit)를 이용하여 샘플링부(110)에서의 지연 시간만큼 입력 데이터를 지연시킬 수 있다. 따라서 입력 데이터의 위상을 라고 하면, 제1 모사지연부(130)에서 생성되는 제1 모사지연신호의 위상()은 로 나타낼 수 있다.The first
가속신호 생성부(140)는 샘플링부(110)에서 출력된 샘플링 신호와, 제1 모사지연부(130)에서 출력된 제1 모사지연신호를 이용하여, 기준 클럭 신호의 주파수 동기 속도를 향상시키는 가속신호를 생성한다. 그리고 가속신호는 주파수 조절부(190)에 입력되어, 기준 클럭 신호의 주파수를 조절하는 데 사용된다. 본 발명은 가속신호 생성부(140)를 더 포함함으로써, 기준 클럭 신호의 위상 및 주파수를 입력 데이터의 위상 및 주파수에 동기시키는 시간을 단축시킬 수 있다. 가속신호 생성부(140)의 구체적인 동작은 도 4를 통해 자세히 살펴보기로 한다.The
샘플링지연부(150)는 샘플링부(110)에서 출력된 샘플링 신호를 이용하여, 샘플링 신호와 기 설정된 위상 차를 갖는 샘플링 지연신호를 생성한다. 보다 구체적으로, 샘플링지연부(150)는 샘플링 신호와 샘플링 지연신호가 0.5UI(Unit Interval)의 위상 차를 갖도록 샘플링 신호를 샘플링할 수 있다. 여기서, 0.5UI의 위상 차는 샘플링지연부(150)에서의 지연시간에 따른 위상 차를 제외한 위상 차를 의미한다. 따라서 샘플링 지연신호의 위상을 라 하면, 샘플링 지연신호는 로 나타낼 수 있다.(는 샘플링 지연부(150)에서의 지연시간에 따른 위상 차.)The
제2 모사지연부(170)는 샘플링지연부(150)에서의 지연 시간만큼 샘플링 신호를 지연시킨 제2 모사지연신호를 생성한다. 제2 모사지연부(170)는 제1 모사지연부(130)와 마찬가지로, 리플리카 지연회로(Replica Delay Circuit)를 이용하여 샘플링지연부(150)에서의 지연 시간만큼 샘플링 신호를 지연시킬 수 있다. 따라서 제2 모사지연신호의 위상()에는 샘플링 신호의 위상에 샘플링지연부(150)에서의 지연 시간에 따른 위상 변화가 더해지므로, 로 표현할 수 있다.The second
위상 검출기(180)는 샘플링 신호, 제1 모사지연신호, 샘플링 지연신호, 제2 모사지연신호를 이용하여 펄스 열을 생성한다. 보다 구체적으로, 위상 검출기(180)는 샘플링 신호와 제1 모사지연신호의 위상 차에 비례하는 양의 펄스(PD_UP)를 생성하고, 샘플링 지연신호와 제2 모사지연신호의 위상 차에 비례하는 음의 펄스(PD_DN)를 생성한다. 따라서 전술한 각 모듈에서 출력되는 신호의 위상을 참조하면 다음과 같다.The
먼저, 샘플링 신호와 제1 모사지연신호의 위상 차는 하기의 [수학식 1]과 같이 나타낼 수 있다.First, the phase difference between the sampling signal and the first simulation delay signal may be expressed by
그리고 샘플링 지연신호와 제2 모사지연신호의 위상 차는 하기의 [수학식 2]와 같이 나타낼 수 있다. The phase difference between the sampling delay signal and the second simulation delay signal may be expressed by
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위상 차에 대응되는 펄스를 생성한다는 것은, 위상 차에 비례하는 펄스 폭을 갖는 펄스를 생성하는 것을 의미하므로, 상기 [수학식 2]를 참조하여 살펴보면, 샘플링 지연신호와 제2 모사지연신호의 위상 차에 대응되는 음의 펄스(PD_DN)는 매 데이터 천이마다 0.5UI에 해당하는 펄스 폭을 갖는다.Generating a pulse corresponding to the phase difference means generating a pulse having a pulse width proportional to the phase difference. Thus, referring to
주파수 조절부(190)는 위상 검출기(180)에서 생성된 펄스 열을 이용하여 기준 클럭 신호의 주파수를 조절한다. 도 2를 참조하여 살펴보면, 주파수 조절부(190)는 전하펌프(193), 루프 필터(195), 전압 제어 발진기(197)를 포함할 수 있다.The
전하펌프(193)는 펄스 열의 펄스 폭에 비례하는 전하를 펌핑한다. 따라서 샘플링 신호와 제1 모사지연신호의 위상 차에 대응되는 양의 펄스(PD_UP)의 펄스 폭에 해당하는 전하량을 루프 필터(195)로 밀어내고, 샘플링 지연신호와 제2 모사지연신호의 위상 차에 대응되는 음의 펄스(PD_DN)의 펄스 폭에 해당하는 전하량만큼을 끌어당길 수 있다.The
루프 필터(195)는 펌핑된 전하량의 변화에 대응하는 제어 전압을 생성한다. 루프 필터(195)는 일반적으로 저역 통과 필터의 구조를 가지며, 병렬로 배치된 커패시터를 포함하고 있어, 전하펌프(193)에서 펌핑되는 전하를 축적 또는 방출할 수 있다. 커패시터에 걸리는 전압은 축적되는 전하량에 비례하므로, 루프 필터(195)의 출력단에 걸리는 제어 전압은 전하펌프(193)에서 펌핑되는 전하량의 변화에 의해 결정된다. 또한, 루프 필터(195)는 전압 제어 발진기(197)의 전단에서 고조파를 제거하는 역할도 할 수 있다.The
전압 제어 발진기(197)는 제어 전압의 변화에 응답하여 기준 클럭 신호의 주파수를 조절한다. 따라서 주파수 조절부(190)의 전체 동작을 살펴보면, 결국 위상 검출기(180)에서 출력되는 펄스 열에 의해 주파수가 조절됨을 확인할 수 있다.The voltage controlled
위상 검출기(180)에서 출력되는 음의 펄스는 항상 0.5UI로 고정된 펄스 폭을 갖고, 양의 펄스의 펄스 폭은 에 비례하므로, 전체 루프는 입력 데이터와 기준 클럭 신호가 0.5UI의 위상 차이를 가질 때까지 동기화 동작을 계속 수행하게 된다. 그 결과, 기준 클럭 신호의 위상 및 주파수가 입력 데이터의 위상 및 주파수에 동기되면, 전체 루프는 위상 및 주파수 동기화 동작을 마치게 된다. 위상 및 주파수가 동기되는 원리는 후술하는 도 4 및 도 7의 타이밍도를 통해 보다 자세히 설명하기로 한다.The negative pulse output from the
전술한 각 모듈을 실제로 구현하는 경우, 공정, 전압 및 온도 변화(PVT variation)에 의해 샘플링부(110), 샘플링지연부(150)의 지연시간과 제1 및 제2 모사지연부(130, 170)의 지연시간에는 차이가 있을 수 있다. 그러나 본 발명에 의하면, 이러한 지연 시간 차이는 주파수 조절에 영향을 미치지 않는다.When the above-described modules are actually implemented, the delay time of the
이를 수식을 통해 살펴보면 다음과 같다. 샘플링부(110), 샘플링지연부(130)의 지연 시간과 제1 및 제2 모사지연부(130, 170)의 지연 시간의 차이에 따른 위상 차를 라고 하면, 제1 모사지연부(130)에서 생성되는 제1 모사지연신호의 위상()은 가 되고, 제2 모사지연신호의 위상()은 가 된다. 이 경우, 샘플링 신호와 제1 모사지연신호의 위상 차는 하기의 [수학식 3]과 같이 나타낼 수 있다.This is shown in the following formula. The phase difference according to the difference between the delay time of the
그리고 샘플링 지연신호와 제2 모사지연신호의 위상 차는 하기의 [수학식 4]와 같이 나타낼 수 있다.The phase difference between the sampling delay signal and the second simulation delay signal may be expressed by
삭제delete
즉, 음의 펄스와 양의 펄스 각각에 가 포함되어 있으므로, 결과적으로 해당 위상 차에 의한 효과는 상쇄되어 주파수를 조절하는 제어 전압에 영향을 미치지 않을 수 있다.
That is, for each of the negative and positive pulses As a result, the effect of the phase difference is canceled as a result and may not affect the control voltage for adjusting the frequency.
이하에서는 도 3 및 도 4를 참조하여, 기준 클럭 신호로 다중 위상 클럭을 사용하는 경우의 동작을 설명한다.Hereinafter, an operation in the case of using a multi-phase clock as a reference clock signal will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
도 3은 기준 클럭 신호로 다중 위상 클럭을 사용하는 본 발명의 일 실시 예에 따른 위상 주파수 검출 장치의 블록도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 위상 주파수 검출 장치의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다. 참고로, 도 4의 타이밍도에는 설명의 편의를 위해, 각 모듈의 지연 시간에 따른 위상 변화()를 도시하지 않았다.3 is a block diagram of a phase frequency detection apparatus according to an embodiment of the present invention using a multi-phase clock as a reference clock signal, and FIG. 4 illustrates an operation of the phase frequency detection apparatus according to an embodiment of the present invention. Is a timing diagram. For reference, in the timing diagram of FIG. 4, for convenience of explanation, the phase change according to the delay time of each module ( Not shown).
도 3을 참조하여 살펴보면, 기준 클럭 신호로 다중 위상 클럭을 사용하는 본 발명의 일 실시 예에 따른 위상 주파수 검출 장치는 제1 병렬기(313) 및 제1 직렬기(315)를 포함하는 샘플링부(310), 제2 병렬기(353) 및 제2 직렬기(355)를 포함하는 샘플링지연부(350), 제1 모사지연부(330), 제2 모사지연부(370), 위상 검출기(380), 주파수 조절부(390)를 포함하며, 가속신호 생성부(340)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, a phase frequency detection device using a multi-phase clock as a reference clock signal includes a sampling unit including a first
도 4에 도시된 바와 같이, 다중 위상 클럭을 사용하는 경우, 입력 데이터는 다중 위상 클럭의 각 활성 전이(도 4에 도시된 클럭의 하강 에지)에서 샘플링되므로, 샘플링 속도는 단일 클럭을 사용하는 경우에 비해 수 배 빨라질 수 있다.As shown in Fig. 4, when using a multi-phase clock, the input data is sampled at each active transition (falling edge of the clock shown in Fig. 4) of the multi-phase clock, so the sampling rate is used when using a single clock. It can be several times faster.
다중 위상 클럭을 사용하는 경우, 제1 병렬기(313)는 다중 위상 클럭의 각 활성 전이에서 입력 데이터를 샘플링하여 제1 병렬 신호를 생성한다. 그리고 제1 직렬기(315)는 제1 병렬 신호를 직렬 형태의 샘플링 신호로 복원한다. 전술한 바와 같이, 샘플링 신호의 위상에는 기준 클럭 신호의 위상에 제1 병렬기(313)와 제1 직렬기(315)의 지연 시간에 따른 위상 변화가 더해진다. 따라서 입력 데이터와 형태가 같고, 기준 클럭 신호와 동일한 위상 및 주파수를 갖는 샘플링 신호를 입력 데이터와 비교하기 위해서는 실제 샘플링 신호에 반영되는 제1 병렬기(313)와 제1 직렬기(315)로 인한 위상 변화를 입력 데이터에도 반영시켜야 한다. 이를 위해, 제1 모사지연부(330)는 제1 병렬기(313)와 제1 직렬기(315)의 지연 시간만큼 입력 데이터를 지연시킨 제1 모사지연신호를 생성한다.When using a multi-phase clock, the
샘플링 신호는 다시 한번 제2 병렬기(353)에 의해 병렬화되었다가, 제2 직렬기(355)에 의해 직렬화된다. 이는 샘플링 신호와 기 설정된 위상 차를 갖는 신호를 생성하기 위함이다. 제2 병렬기(353)는 다중 위상 클럭의 각 활성 전이와 기 설정된 위상 차를 갖는 활성 전이에서 샘플링 신호를 샘플링하여 제2 병렬 신호를 생성할 수 있다. 그리고 제2 직렬기(355)는 제2 병렬 신호를 직렬 형태의 샘플링 지연신호로 복원한다. 예를 들어, 홀수 개의 단을 갖는 다중 위상 클럭을 사용하는 경우, 반전된 다중 위상 클럭의 각 활성 전이(도 4에 도시된 클럭의 상승 에지)에서 샘플링 신호를 샘플링할 수 있다. 이러한 과정을 통해, 샘플링 지연신호는 샘플링 신호와 기 설정된 위상 차를 가질 수 있다. 일 예로 도 4를 참조하여 살펴보면, 샘플링 지연신호는 샘플링 신호와 형태는 동일하며, 0.5UI의 위상 차를 갖는다.The sampling signal is once again parallelized by the
제2 모사지연부(370)는 샘플링 신호를 입력받아, 제2 병렬기(353) 및 제 2 직렬기(355)의 지연 시간만큼 샘플링 신호를 지연시킨다. The second
가속신호 생성부(340)는 샘플링부(310)에서 출력된 샘플링 신호와, 제1 모사지연부(330)에서 출력된 제1 모사지연신호를 이용하여, 기준 클럭 신호의 주파수 동기 속도를 향상시키는 가속신호를 생성한다. 그리고 가속신호는 주파수 조절부(390)에 입력되어, 기준 클럭 신호의 주파수를 조절하는 데 사용된다. 본 발명은 가속신호 생성부(340)를 더 포함함으로써, 기준 클럭 신호의 위상 및 주파수가 입력 데이터의 위상 및 주파수에 동기되는데 소요되는 시간을 더 단축할 수 있다. 가속신호 생성부(340)의 구체적인 동작은 도 5를 참조하여 후술한다.The
위상 검출기(380)는 샘플링 신호, 제1 모사지연신호, 샘플링 지연신호, 제2 모사지연신호를 이용하여 펄스 열을 생성한다. 보다 구체적으로, 위상 검출기(380)는 샘플링 신호와 제1 모사지연신호의 위상 차에 비례하는 양의 펄스(PD_UP)를 생성하고, 샘플링 지연신호와 제2 모사지연신호의 위상 차에 비례하는 음의 펄스(PD_DN)를 생성한다. 도 4에 도시된 일 실시 예를 참조하여 살펴보면, 양의 펄스는 샘플링 신호와 제1 모사 지연 신호의 위상 차이만큼의 펄스 폭을 갖는다. 또한, 샘플링지연부(350)와 제2 모사지연부(350)에서 지연되는 시간은 동일하므로, 지연 시간을 제외하면, 샘플링 지연신호와 제2 모사지연신호의 위상 차에 해당하는 음의 펄스는 항상 0.5UI의 펄스 폭을 갖게 된다.The
양의 펄스와 음의 펄스는 전술한 바와 같이 주파수 조절부(390)에 입력되어 주파수를 조절한다. 주파수 조절부(390)에서의 동작은 앞서 설명한 바와 동일하므로 그 설명을 생략하기로 한다.
Positive and negative pulses are input to the
전술한 위상 및 주파수 동기 동작은, 기준 클럭 신호의 주파수가 충분히 높아, 샘플링부(110, 310)와 샘플링지연부(150, 350)에서 입력 데이터의 형태가 정상적으로 샘플링되는 경우를 가정한 것이다.The phase and frequency synchronization operation described above assumes that the frequency of the reference clock signal is sufficiently high that the types of input data are normally sampled by the
그러나 초기 리셋 상태에서, 주파수 조절부(190, 390)는 동작할 수 있는 가장 낮은 주파수로 설정이 되기 때문에, 샘플링 신호는 도 7의 타이밍도에 도시된 바와 같이 입력 데이터의 형태를 정상적으로 샘플링하지 못하고 입력 데이터의 천이를 잃어버린 형태로 나타난다. 이 경우, 본 발명의 위상 주파수 검출 방식에 따르면, 샘플링 신호와 제1 모사지연신호에 의해 생성되는 양의 펄스는 다음 샘플링 신호의 상승 에지가 발생할 때까지 지속된다. 즉, 기준 클럭 신호의 주파수가 데이터 전송속도에 비해 낮은 경우, 본 발명은 기준 클럭 신호의 주파수를 상승시키는 극성으로 펄스 열을 생성하므로, 본 발명에 따른 위상 주파수 검출 방식에 의하면 다른 부가회로 없이도 주파수 동기화 동작이 가능하다.However, in the initial reset state, since the
본 발명은 전술한 특징을 이용하여 주파수 동기 속도를 더욱 향상시키는 가속신호 생성부(140, 340)를 더 포함할 수 있는데, 이하에서는, 도 5 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 가속신호 생성부의 동작을 살펴본다.The present invention may further include
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가속신호 생성부의 블록도, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가속신호 생성부의 회로도, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가속신호 생성부의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.5 is a block diagram of an acceleration signal generator according to an embodiment of the present invention, FIG. 6 is a circuit diagram of an acceleration signal generator according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is an acceleration signal generator according to an embodiment of the present invention. A timing diagram for explaining the operation.
도 5를 참조하여 살펴보면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 가속신호 생성부(340)는 제1 카운터(341), 제2 카운터(345), 신호 생성부(347)를 포함한다.Referring to FIG. 5, the
제1 카운터(341)는 샘플링 신호의 활성 전이 횟수를 카운팅하고, 제2 카운터(345)는 제1 모사지연신호의 활성 전이 횟수를 카운팅한다. 제1 카운터 및 제 2 카운터로는 N-비트 카운터를 사용할 수 있으며, 본 발명의 카운터는 특정 비트 수를 갖도록 한정되지 않는다.The
신호 생성부(347)는 샘플링 신호의 활성 전이 횟수가 기 설정된 횟수에 도달하면, 상기 가속신호의 값을 1로 천이시키고, 상기 제1 모사지연신호의 활성 전이 횟수가 기 설정된 횟수에 도달하면, 상기 가속신호의 값을 0으로 천이시킨다.When the number of active transitions of the sampling signal reaches a preset number, the signal generator 347 shifts the value of the acceleration signal to 1, and when the number of active transitions of the first simulation delay signal reaches a preset number of times, The value of the acceleration signal is shifted to zero.
도 6 은 가속신호 생성부의 제1 및 제2 카운터로 3-비트 카운터(610, 650), 신호 생성부로 AND 게이트(630,670) 및 D-플립플롭(690)을 사용한 경우의 일 실시 예이며, 도 7은 도 6의 실시 예에 따른 타이밍도이다.FIG. 6 illustrates an example in which the 3-bit counters 610 and 650 are used as the first and second counters of the acceleration signal generator, and the AND
먼저, 각 3-비트 카운터는 제1 모사지연신호와 샘플링 신호를 입력받아, 각 신호의 상승 에지에서 카운터를 업카운팅한다. 제1 모사지연신호를 입력받는 제1 카운터(610)의 출력 값이 3-비트 카운터의 최대 값인 7이 되면, 최종단의 D-플립플롭(690)은 트리거되어 가속신호 1을 출력한다. 그리고 샘플링 신호를 입력받는 제2 카운터(650)의 출력 값이 최대 값보다 하나 작은 6이 되면 D-플립플롭(690)은 리셋되어 가속신호 0을 출력하는 동시에 제1 및 제2 카운터를 리셋한다. 제2 카운터(650)의 동작 값을 제1 카운터(610)의 최대 값인 7보다 하나 작게 설정하는 이유는, 제1 모사지연신호의 위상이 항상 샘플링 신호의 위상보다 빠르기 때문에, 제1 모사지연신호의 활성 전이 횟수가 n번이 되는 동안 샘플링 신호의 활성 전이 횟수는 n-1과 같거나 n-1보다 작기 때문이다.First, each 3-bit counter receives the first simulation delay signal and the sampling signal, and counts up the counter on the rising edge of each signal. When the output value of the
가속신호는 전하펌프(193)로 전달되어 그 펄스 폭에 해당하는 전류에 비례하여 제어 전압을 증가시킴으로써, 기준 클럭 신호의 주파수를 상승시킨다. 따라서 가속신호 생성부(140, 340)는 기준 클럭 신호의 주파수가 데이터 전송속도를 충분히 커버할 수 있을 때까지, 즉, 샘플링부(110, 310)가 정상적으로 입력 데이터를 복원할 때까지 기준 클럭 신호의 주파수를 증가시킴으로써, 기준 클럭 신호가 위상 검출 동작이 가능한 범위에 보다 빨리 도달할 수 있도록 한다.
The acceleration signal is transmitted to the
이하에서는, 도 8 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 위상 주파수 검출 방법을 설명한다.Hereinafter, a phase frequency detection method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 8 to 10.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 위상 주파수 검출 방법의 전체 흐름을설명하기 위한 순서도, 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 위상 주파수 검출 방법 중 펄스 열 생성 과정을 자세히 설명하기 위한 순서도, 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 위상 주파수 검출 방법 중 기준 클럭 신호의 주파수 조절 과정을 자세히 설명하기 위한 순서도이다.8 is a flow chart for explaining the overall flow of the phase frequency detection method according to an embodiment of the present invention, Figure 9 is a flow chart for explaining in detail the pulse train generation process of the phase frequency detection method according to an embodiment of the present invention 10 is a flowchart illustrating a frequency adjustment process of a reference clock signal in a phase frequency detection method according to an embodiment of the present invention.
도 8을 참조하여 살펴보면, 먼저 기준 클럭 신호의 활성 전이에서 입력 데이터를 샘플링하여 샘플링 신호를 생성(810)하고, 샘플링 신호 생성 단계에서의 지연 시간만큼 입력 데이터를 지연시킨 제1 모사지연신호를 생성(830)한다. 다음으로, 샘플링 신호를 이용하여, 샘플링 신호와 기 설정된 위상 차를 갖는 샘플링 지연신호를 생성(850)하고, 샘플링 지연신호 생성 단계에서의 지연 시간만큼 샘플링 신호를 지연시킨 제2 모사지연신호를 생성(870)한다. 그리고 샘플링 신호, 제1 모사지연신호, 샘플링 지연신호 및 제2 모사지연신호를 이용하여 펄스 열을 생성(880)한다. 이렇게 생성된 펄스 열을 이용하여 기준 클럭 신호의 주파수를 조절(890)한다.Referring to FIG. 8, first, the input data is sampled at an active transition of the reference clock signal to generate a sampling signal, and the first simulation delay signal is generated by delaying the input data by a delay time in the sampling signal generation step. (830). Next, using the sampling signal, a sampling delay signal having a predetermined phase difference from the sampling signal is generated (850), and a second simulated delay signal in which the sampling signal is delayed by a delay time in the sampling delay signal generation step is generated. (870). In operation 880, a pulse train is generated using the sampling signal, the first simulation delay signal, the sampling delay signal, and the second simulation delay signal. The frequency of the reference clock signal is adjusted 890 using the generated pulse train.
펄스 열 생성 과정(880)의 일 실시 예를 도 9를 참조하여 살펴보면, 샘플링 신호와 제1 모사지연신호의 위상 차이에 비례하는 펄스 폭을 갖는 양의 펄스를 생성(885)하고, 샘플링 지연신호와 제2 모사지연신호의 위상 차이에 비례하는 펄스 폭을 갖는 음의 펄스를 생성(887)할 수 있다.An embodiment of the pulse train generation process 880 will be described with reference to FIG. 9 to generate 888 a positive pulse having a pulse width proportional to a phase difference between a sampling signal and a first simulation delay signal, and sampling delay signal. And a negative pulse having a pulse width proportional to the phase difference of the second simulation delay signal.
또한, 펄스 열을 이용하여 기준 클럭 신호의 주파수를 조절하는 과정(890)의 일 실시 예를 도 10을 참조하여 살펴보면, 펄스 열의 펄스 폭에 비례하는 전하를 펌핑(893)하고, 펌핑된 전하량의 변화에 대응하는 제어 전압을 생성(895)하며, 제어 전압의 변화에 응답하여 기준 클럭 신호의 주파수를 조절(897)할 수 있다.In addition, referring to FIG. 10, an embodiment of adjusting a frequency of a reference clock signal using a
또한, 도면에 도시되지는 않았으나, 기준 클럭 신호가 다중 위상 클럭인 경우, 샘플링 신호 생성 과정(810)의 다른 실시 예로, 다중 위상 클럭의 각 활성 전이에서 입력 데이터를 샘플링하여 제1 병렬 신호를 생성하고, 제1 병렬 신호를 직렬 형태의 샘플링 신호로 복원하여 샘플링 신호를 생성할 수 있다. 또한, 기준 클럭 신호가 다중 위상 클럭인 경우, 샘플링 지연신호 생성 과정(850)의 다른 실시 예로, 다중 위상 클럭의 각 활성 전이와 기 설정된 위상 차를 갖는 활성 전이에서 샘플링 신호를 샘플링하여 제2 병렬 신호를 생성하고, 제2 병렬 신호를 직렬 형태의 샘플링 지연신호로 복원하여 샘플링 지연신호를 생성할 수 있다.
In addition, although not shown in the drawing, when the reference clock signal is a multi-phase clock, in another embodiment of the sampling
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가속신호 생성 과정을 포함하는 위상 주파수 검출 방법을 설명하기 위한 순서도이며, 도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 위상 주파수 검출 방법 중 가속신호 생성 과정을 자세히 설명하기 위한 순서도이다.11 is a flowchart illustrating a phase frequency detection method including an acceleration signal generation process according to an embodiment of the present invention, and FIG. 12 illustrates an acceleration signal generation process among the phase frequency detection methods according to an embodiment of the present invention. This is a flowchart for explaining in detail.
도 11을 참조하여 살펴보면, 기준 클럭 신호의 활성 전이에서 입력 데이터를 샘플링하여 샘플링 신호를 생성(1110)하고, 샘플링 신호 생성 단계에서의 지연 시간만큼 입력 데이터를 지연시킨 제1 모사지연신호를 생성(1130)한다. 다음으로, 샘플링 신호를 이용하여, 샘플링 신호와 기 설정된 위상 차를 갖는 샘플링 지연신호를 생성(1150)한다. 보다 구체적으로, 샘플링 신호와 샘플링 지연신호가 0.5UI(Unit Interval)의 위상 차를 갖도록 샘플링 신호를 샘플링하여 샘플링 지연신호를 생성(1150)할 수 있다. 그리고 샘플링 지연신호 생성 단계에서의 지연 시간만큼 샘플링 신호를 지연시킨 제2 모사지연신호를 생성(1160)한다.Referring to FIG. 11, a sampling signal is generated 1110 by sampling input data in an active transition of a reference clock signal, and a first simulation delay signal is generated in which the input data is delayed by a delay time in the sampling signal generating step ( 1130). Next, a sampling delay signal having a predetermined phase difference from the sampling signal is generated 1150 by using the sampling signal. More specifically, the sampling delay signal may be generated 1150 by sampling the sampling signal such that the sampling signal and the sampling delay signal have a phase difference of 0.5 UI (Unit Interval). In
다음으로, 샘플링 신호, 제1 모사지연신호, 샘플링 지연신호 및 제2 모사지연신호를 이용하여 펄스 열을 생성(1170)하며, 샘플링 신호와 제1 모사지연신호를 이용하여, 기준 클럭 신호의 주파수 동기 속도를 향상시키는 가속신호를 생성(1180)한다. 그리고 이렇게 생성된 펄스 열 및 가속신호를 이용하여 기준 클럭 신호의 주파수를 조절(1190)한다.Next, a pulse train is generated 1170 using the sampling signal, the first simulation delay signal, the sampling delay signal, and the second simulation delay signal, and the frequency of the reference clock signal is obtained using the sampling signal and the first simulation delay signal. An acceleration signal for improving the synchronization speed is generated 1180. The frequency of the reference clock signal is adjusted 1190 using the generated pulse train and the acceleration signal.
가속신호 생성 과정(1180)의 일 실시 예로, 샘플링 신호의 활성 전이 횟수를 카운팅(1181)하고, 제1 모사지연신호의 활성 전이 횟수를 카운팅(1183)한다. 다음으로, 샘플링 신호의 활성 전이 횟수가 기 설정된 횟수에 도달하면, 가속신호의 값을 1로 천이(1185)하고, 제1 모사지연신호의 활성 전이 횟수가 기 설정된 횟수에 도달하면, 가속신호의 값을 0으로 천이(1187)한다. 도면에 도시되지는 않았으나, 가속신호의 값을 0으로 천이(1187)함과 동시에, 샘플링 신호와 제1 모사지연신호의 활성 전이 횟수를 리셋하여 0부터 다시 카운팅함으로써, 기준 클럭 신호의 주파수가 입력 데이터의 전송 속도에 동기화될 때까지 반복해서 가속신호를 생성할 수 있다.In one embodiment of the acceleration
전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, But the present invention is not limited thereto.
Claims (14)
상기 샘플링 신호 생성 단계에서의 지연 시간만큼 상기 입력 데이터를 지연시킨 제1 모사지연신호를 생성하는 단계;
상기 샘플링 신호를 이용하여, 상기 샘플링 신호와 기 설정된 위상 차를 갖는 샘플링 지연신호를 생성하는 샘플링 지연신호 생성 단계;
상기 샘플링 지연신호 생성 단계에서의 지연 시간만큼 상기 샘플링 신호를 지연시킨 제2 모사지연신호를 생성하는 단계;
상기 샘플링 신호, 상기 제1 모사지연신호, 상기 샘플링 지연신호 및 상기 제2 모사지연신호를 이용하여 펄스 열을 생성하는 펄스 열 생성 단계; 및
상기 펄스 열을 이용하여 상기 기준 클럭 신호의 주파수를 조절하는 주파수 조절 단계
를 포함하는 위상 주파수 검출 방법.
A sampling signal generation step of sampling input data at an active transition of the reference clock signal to generate a sampling signal;
Generating a first simulation delay signal in which the input data is delayed by a delay time in the sampling signal generation step;
A sampling delay signal generating step of generating a sampling delay signal having a preset phase difference from the sampling signal by using the sampling signal;
Generating a second simulation delay signal in which the sampling signal is delayed by a delay time in the sampling delay signal generating step;
Generating a pulse train by using the sampling signal, the first simulation delay signal, the sampling delay signal, and the second simulation delay signal; And
A frequency adjusting step of adjusting a frequency of the reference clock signal using the pulse train
Phase frequency detection method comprising a.
상기 펄스 열 생성 단계는,
상기 샘플링 신호와 상기 제1 모사지연신호의 위상 차이에 비례하는 펄스 폭을 갖는 양의 펄스를 생성하는 단계; 및
상기 샘플링 지연신호와 상기 제2 모사지연신호의 위상 차이에 비례하는 펄스 폭을 갖는 음의 펄스를 생성하는 단계
를 포함하는 위상 주파수 검출 방법.
The method of claim 1,
The pulse train generation step,
Generating a positive pulse having a pulse width proportional to a phase difference between the sampling signal and the first simulation delay signal; And
Generating a negative pulse having a pulse width proportional to a phase difference between the sampling delay signal and the second simulation delay signal;
Phase frequency detection method comprising a.
상기 샘플링 지연신호 생성 단계는,
상기 샘플링 신호와 상기 샘플링 지연신호가 0.5UI(Unit Interval)의 위상 차를 갖도록 상기 샘플링 신호를 샘플링하는, 위상 주파수 검출 방법.
The method of claim 1,
The sampling delay signal generation step,
And sampling the sampling signal such that the sampling signal and the sampling delay signal have a phase difference of 0.5 UI (Unit Interval).
상기 기준 클럭 신호가 다중 위상 클럭인 경우,
상기 샘플링 신호 생성 단계는,
상기 다중 위상 클럭의 각 활성 전이에서 상기 입력 데이터를 샘플링하여 제1 병렬 신호를 생성하는 단계; 및
상기 제1 병렬 신호를 직렬 형태의 샘플링 신호로 복원하는 단계를 포함하며,
상기 샘플링 지연신호 생성 단계는,
상기 다중 위상 클럭의 각 활성 전이와 기 설정된 위상 차를 갖는 활성 전이에서 상기 샘플링 신호를 샘플링하여 제2 병렬 신호를 생성하는 단계; 및
상기 제2 병렬 신호를 직렬 형태의 샘플링 지연신호로 복원하는 단계
를 포함하는 위상 주파수 검출 방법.
The method of claim 1,
If the reference clock signal is a multi-phase clock,
The sampling signal generating step,
Sampling the input data at each active transition of the multi-phase clock to generate a first parallel signal; And
Restoring the first parallel signal to a sampling signal in series;
The sampling delay signal generation step,
Sampling the sampling signal at an active transition having a preset phase difference with each active transition of the multi-phase clock to generate a second parallel signal; And
Restoring the second parallel signal to a sampling delay signal in series;
Phase frequency detection method comprising a.
상기 샘플링 신호와 상기 제1 모사지연신호를 이용하여, 상기 기준 클럭 신호의 주파수 동기 속도를 향상시키는 가속신호를 생성하는 가속신호 생성 단계를 더 포함하고,
상기 주파수 조절 단계는,
상기 펄스 열과 상기 가속신호를 이용하여 상기 기준 클럭 신호의 주파수를 조절하는, 위상 주파수 검출 방법.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
And generating an acceleration signal by using the sampling signal and the first simulation delay signal to generate an acceleration signal for improving the frequency synchronization speed of the reference clock signal.
The frequency adjustment step,
And adjusting the frequency of the reference clock signal using the pulse train and the acceleration signal.
상기 가속신호 생성 단계는,
상기 샘플링 신호의 활성 전이 횟수를 카운팅하는 단계;
상기 제1 모사지연신호의 활성 전이 횟수를 카운팅하는 단계;
상기 샘플링 신호의 활성 전이 횟수가 기 설정된 횟수에 도달하면, 상기 가속신호의 값을 1로 천이시키는 단계; 및
상기 제1 모사지연신호의 활성 전이 횟수가 기 설정된 횟수에 도달하면, 상기 가속신호의 값을 0으로 천이시키는 단계
를 포함하는 위상 주파수 검출 방법.
The method of claim 5,
The accelerating signal generating step,
Counting the number of active transitions of the sampling signal;
Counting the number of active transitions of the first simulation delay signal;
Shifting the value of the acceleration signal to 1 when the number of active transitions of the sampling signal reaches a preset number; And
Translating the value of the acceleration signal to zero when the number of active transitions of the first simulation delay signal reaches a preset number;
Phase frequency detection method comprising a.
상기 주파수 조절 단계는,
상기 펄스 열의 펄스 폭에 비례하는 전하를 펌핑하는 단계;
상기 펌핑된 전하량의 변화에 대응하는 제어 전압을 생성하는 단계; 및
상기 제어 전압의 변화에 응답하여 상기 기준 클럭 신호의 주파수를 조절하는 단계
를 포함하는 위상 주파수 검출 방법.
The method of claim 1,
The frequency adjustment step,
Pumping charge proportional to the pulse width of the pulse train;
Generating a control voltage corresponding to the change in the pumped charge amount; And
Adjusting a frequency of the reference clock signal in response to a change in the control voltage
Phase frequency detection method comprising a.
상기 샘플링부에서의 지연 시간만큼 상기 입력 데이터를 지연시킨 제1 모사지연신호를 생성하는 제 1 모사지연부;
상기 샘플링 신호를 이용하여, 상기 샘플링 신호와 기 설정된 위상 차를 갖는 샘플링 지연신호를 생성하는 샘플링지연부;
상기 샘플링지연부에서의 지연 시간만큼 상기 샘플링 신호를 지연시킨 제2 모사지연신호를 생성하는 제 2 모사지연부;
상기 샘플링 신호, 상기 제1 모사지연신호, 상기 샘플링 지연신호, 상기 제2 모사지연신호를 이용하여 펄스 열을 생성하는 위상 검출기; 및
상기 펄스 열을 이용하여 상기 기준 클럭 신호의 주파수를 조절하는 주파수 조절부
를 포함하는 위상 주파수 검출 장치.
A sampling unit for sampling the input data at an active transition of the reference clock signal to generate a sampling signal;
A first simulation delay unit generating a first simulation delay signal in which the input data is delayed by a delay time in the sampling unit;
A sampling delay unit configured to generate a sampling delay signal having a predetermined phase difference from the sampling signal by using the sampling signal;
A second simulation delay unit which generates a second simulation delay signal in which the sampling signal is delayed by a delay time in the sampling delay unit;
A phase detector generating a pulse train using the sampling signal, the first simulation delay signal, the sampling delay signal, and the second simulation delay signal; And
A frequency adjusting unit adjusting the frequency of the reference clock signal using the pulse train
Phase frequency detection device comprising a.
상기 위상 검출기는,
상기 샘플링 신호와 상기 제1 모사지연신호의 위상 차이에 비례하는 양의 펄스를 생성하고, 상기 샘플링 지연신호와 상기 제2 모사지연신호의 위상 차이에 비례하는 음의 펄스를 생성하는, 위상 주파수 검출 장치.
9. The method of claim 8,
The phase detector,
Phase frequency detection, generating a positive pulse proportional to the phase difference between the sampling signal and the first simulation delay signal, and generating a negative pulse proportional to the phase difference between the sampling delay signal and the second simulation delay signal Device.
상기 샘플링지연부는,
상기 샘플링 신호와 상기 샘플링 지연신호가 0.5UI(Unit Interval)의 위상 차를 갖도록 상기 샘플링 신호를 샘플링하는, 위상 주파수 검출 장치.
9. The method of claim 8,
The sampling delay unit,
And sampling the sampling signal such that the sampling signal and the sampling delay signal have a phase difference of 0.5 UI (Unit Interval).
상기 기준 클럭 신호가 다중 위상 클럭인 경우,
상기 샘플링부는,
상기 다중 위상 클럭의 각 활성 전이에서 상기 입력 데이터를 샘플링하여 제1 병렬 신호를 생성하는 제1 병렬기; 및
상기 제1 병렬 신호를 직렬 형태의 샘플링 신호로 복원하는 제1 직렬기를 포함하며,
상기 샘플링지연부는,
상기 다중 위상 클럭의 각 활성 전이와 기 설정된 위상 차를 갖는 활성 전이에서 상기 샘플링 신호를 샘플링하여 제2 병렬 신호를 생성하는 제2 병렬기; 및
상기 제2 병렬 신호를 직렬 형태의 샘플링 지연신호로 복원하는 제2 직렬기
를 포함하는 위상 주파수 검출 장치.
9. The method of claim 8,
If the reference clock signal is a multi-phase clock,
The sampling unit,
A first parallelizer for sampling the input data at each active transition of the multi-phase clock to produce a first parallel signal; And
A first serializer for restoring the first parallel signal into a sampling signal in series;
The sampling delay unit,
A second parallelizer for generating a second parallel signal by sampling the sampling signal at an active transition having a preset phase difference with each active transition of the multi-phase clock; And
A second serial device for restoring the second parallel signal to a sampling delay signal in series;
Phase frequency detection device comprising a.
상기 샘플링 신호와 상기 제1 모사지연신호를 이용하여, 상기 기준 클럭 신호의 주파수 동기 속도를 향상시키는 가속신호를 생성하는 가속신호 생성부를 더 포함하며,
상기 주파수 조절부는,
상기 펄스 열과 상기 가속신호를 이용하여 상기 기준 클럭 신호의 주파수를 조절하는, 위상 주파수 검출 장치.
The method according to any one of claims 8 to 11,
And an acceleration signal generator configured to generate an acceleration signal for improving a frequency synchronization speed of the reference clock signal by using the sampling signal and the first simulation delay signal.
The frequency control unit,
And adjusting the frequency of the reference clock signal using the pulse train and the acceleration signal.
상기 가속신호 생성부는,
상기 샘플링 신호의 활성 전이 횟수를 카운팅하는 제1 카운터;
상기 제1 모사지연신호의 활성 전이 횟수를 카운팅하는 제2 카운터; 및
상기 샘플링 신호의 활성 전이 횟수가 기 설정된 횟수에 도달하면, 상기 가속신호의 값을 1로 천이시키고, 상기 제1 모사지연신호의 활성 전이 횟수가 기 설정된 횟수에 도달하면, 상기 가속신호의 값을 0으로 천이시키는 신호 생성부
를 포함하는 위상 주파수 검출 장치.
The method of claim 12,
The acceleration signal generator,
A first counter that counts the number of active transitions of the sampling signal;
A second counter that counts the number of active transitions of the first simulation delay signal; And
When the number of active transitions of the sampling signal reaches a preset number, the value of the acceleration signal is shifted to 1, and when the number of active transitions of the first simulation delay signal reaches a preset number, the value of the acceleration signal is changed. Signal generator to transition to zero
Phase frequency detection device comprising a.
상기 주파수 조절부는,
상기 펄스 열의 펄스 폭에 비례하는 전하를 펌핑하는 전하펌프;
상기 펌핑된 전하량의 변화에 대응하는 제어 전압을 생성하는 루프 필터; 및
상기 제어 전압의 변화에 응답하여 상기 기준 클럭 신호의 주파수를 조절하는 전압 제어 발진기
를 포함하는 위상 주파수 검출 장치.9. The method of claim 8,
The frequency control unit,
A charge pump for pumping charges proportional to the pulse width of the pulse train;
A loop filter for generating a control voltage corresponding to the change in the pumped charge amount; And
A voltage controlled oscillator for adjusting the frequency of the reference clock signal in response to the change of the control voltage
Phase frequency detection device comprising a.
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KR20130054887A KR20130054887A (en) | 2013-05-27 |
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