DE4218132C2

DE4218132C2 - Verfahren zur Taktrückgewinnung und Synchronisation

Info

Publication number: DE4218132C2
Application number: DE19924218132
Authority: DE
Inventors: Erich Dr Ing Auer
Original assignee: ANT Nachrichtentechnik GmbH
Current assignee: Telent GmbH
Priority date: 1992-06-02
Filing date: 1992-06-02
Publication date: 1994-05-19
Anticipated expiration: 2012-06-03
Also published as: DE4218132A1

Description

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit Verfahren zur Taktrückgewinnung und Synchronisation. Solche Verfahren sind bekannt, beispielsweise durch die deutsche Offenlegungsschrift 28 53 058. Diese betrifft eine Einrichtung zur Taktrückgewinnung in einer Empfangsstation eines digitalen Datenübertragungssystems aus den in der Empfangsstation empfangenen digitalen Daten und dem Leitungstakt des Datenübertragungssystems, wobei vom Leitungstakt eine Datentaktimpulsfolge abgeleitet wird, deren Frequenz gleich der Nennbitgeschwindigkeit der empfangenen Daten ist. Hierbei wird der Leitungstakt mittels einer Phasenregelschleife geregelt und anschließend geteilt. Mittels eines Phasenvergleichers werden die Zeitpunkte der Zustandsübergänge des empfangenen Datenstroms mit der gerade vorhandenen Phase der Datentaktimpulsfolge verglichen und je nach Lage ein Vorwärts-Rückwärtszähler geschaltet, welcher überwacht wird, ob sein oberer oder unterer Schwellwert erreicht ist, um dann die Phase der vom Leitungstakt abgeleiteten Datentaktimpulsfolge in der entsprechenden Richtung zu verändern.

Bei Verfahren und Schaltungen, die wahlweise eine große Anzahl von Datenraten ermöglichen sollen, sind herkömmliche Arten der Taktrückgewinnung, wie z. B. PLL-Schleifen unbrauchbar.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Verfahren zur Taktrückgewinnung und Synchronisation anzugeben, die es ermöglichen, bei großer Anzahl von wählbaren Datenraten sowohl für sogenannte codirektionale als auch contradirektionale Schnittstellen (CCITT-Empfehlung G. 703), eine Schaltung mit einfacher Umschaltung der Funktion zu ermöglichen.

Die Lösung dieser Aufgabe wird in den Ansprüchen beschrieben.

Anhand der Figuren soll jetzt die Erfindung näher erläutert werden:

Fig. 2 zeigt den Verlauf des Empfangssignales für eine contradirektionale Schnittstelle.

Fig. 1 zeigt den Verlauf des Empfangssignales für eine codirektionale Schnittstelle.

Dabei bedeuten

U_p = Spitzenspannung
BOI = Beginn eines Impulses
BOIC = Beginn eines Impulses nach Korrektur
IDI = Impulsabstand
ICF = Impulsmitte.

Der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens bei Verwendung einer contradirektionalen Schnittstelle (Patentanspruch 1) ist folgender:

a) Die Eingangssignale (Fig. 2) werden abgetastet und aus den Abtastwerten wird das Signal gewonnen, das den Beginn BOI eines Impulses anzeigt.
b) Veranlaßt durch dieses BOI-Signal, wird in einen Speicher L ein Wert geladen, der größer als 1/4 und kleiner als 1/2 der Periode IDI des Empfangssignals ist.
c) Durch das BOI-Signal wird ein freilaufender Zähler NIC auf einen Wert von 1 zurückgesetzt. Danach zählt dieser Zähler NIC freilaufend hoch.
d) Der Addierer ADD addiert zum aktuellen Inhalt des Speichers L den Wert der Periode des Eingangssignals IDD hinzu und stellt dieses Ergebnis über den Multiplexer MUX dem Speicher L zum Einlesen zur Verfügung.
e) In dem Vergleicher NICC wird laufend ein Vergleich gemacht zwischen dem Zählerstand des freilaufenden Zählers NIC und dem ganzzahligen Anteil des Speichers L. Ergibt sich derselbe Stand, so wird ein Impuls erzeugt, der die Mitte eines Signalimpulses ICF darstellt.
f) Das ICF-Signal wird zur Synchronisation des BIT-Taktes verwendet.
g) Das ICF-Signal steuert weiter die Übertragung des Eingangs- Signals an den Ausgang.
h) Zusätzlich veranlaßt das ICF-Signal das Einlesen des anstehenden Additionsergebnisses in den Speicher L.
i) Der gesamte Vorgang setzt sich periodisch entweder am Punkt
b) fort, falls ein BOI-Signal auftritt, oder aber am Punkt d), falls kein solches Signal auftritt, sondern lediglich ein ICF-Impuls.

Der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens bei Verwendung einer codirektionalen Schnittstelle (Patentanspruch 2) ist folgender.

Prinzipieller Ablauf

a) Die Eingangssignale (Fig. 1) werden abgetastet, und aus den Abtastwerten wird das Signal gewonnen, das den Beginn BOIC eines Impulses anzeigt.
b) Veranlaßt durch dieses BOIC-Signal, wird in einen Speicher L ein Wert von 3/8 · der Periode IDI des Empfangssignals geladen.
c) Durch das BOIC-Signal wird ein freilaufender Zähler auf einen Wert von 1 zurückgesetzt. Danach zählt dieser Zähler NIC freilaufend hoch.
d) Durch das BOIC-Signal wird weiter ein anderer freilaufender Zähler TOC mit dem ganzzahligen Wert von 3/4 der Periode IDI des Empfangssignals vorbesetzt. Danach zählt dieser Zähler TOC freilaufend herunter.

Erst wenn der Zähler TOC den Zählerstand o erreicht hat, wird ein BOIC-Signal freigegeben, wenn er zu dem Zeitpunkt auftritt.

Der Zähler TOD bleibt dann bis zum nächsten BOIC-Signal im Zustand 0.

e) Der Addierer ADD addiert zum aktuellen Inhalt des Speichers L den Wert der Periode des Eingangssignals IDI hinzu und stellt dieses Ergebnis über den Multiplexer MUX dem Speicher L zum Einlesen zur Verfügung.
f) In dem Vergleicher NICC wird laufend ein Vergleich gemacht zwischen dem Zählerstand des frei laufenden Zählers NIC und dem ganzzahligen Anteil des Inhalts des Speichers L. Ergibt sich derselbe Stand, so wird ein Impuls erzeugt, der die Mitte eines Signalimpulses ICF darstellt.
g) Das ICF-Signal wird zur Synchronisation des BIT-Taktes verwendet.
h) Das ICF-Signal steuert weiter die Übertragung des Eingangs- Signals an den Ausgang.
i) Das ICF-Signal steuert darüber hinaus die Abtastung eines NSC-Signals, das angibt, ob eine Verletzung der Vorzeichen- Regel vorliegt oder nicht. Dieses Signal wird zur Synchronisation des BYTE-Taktes verwendet.
j) Als viertes veranlaßt das ICF-Signal das Einlesen des anstehenden Additionsergebnisses in den Speicher L.
k) Der gesamte Vorgang setzt sich periodisch entweder am Punkt b) fort, falls ein BOIC-Signal auftritt, oder aber am Punkt e), falls kein solches Signal auftritt, sondern lediglich ein ICF-Impuls.

Es ist leicht zu erkennen, daß die beiden genannten Verfahren sich nur soweit unterscheiden, daß beide mit einer einzigen Schaltung durchzuführen sind, unter Vorname nur weniger Umschaltungen. Das bedeutet aber auch, daß Umprogrammierungen zur Bewältigung eines weiten Bereiches von Abtastraten leicht zu bewerkstelligen sind.

Claims

1. Verfahren zur Taktrückgewinnung und Synchronisation bei Verwendung einer contradirektionalen Schnittstelle mit folgenden Verfahrensschritten:

a) Die empfangenen, amplitudenbegrenzten Eingangssignale (Fig. 2) werden mit einer Frequenz, die groß ist gegen die Frequenz des Empfangssignals, abgetastet, und aus den Abtastwerten wird das Signal gewonnen, das den Beginn BOI eines Impulses anzeigt.
b) Veranlaßt durch dieses BOI-Signal, wird in einen Speicher L ein Wert geladen, der größer als 1/4 und kleiner als 1/2 der Periode IDI des Empfangssignals ist.
c) Durch das BOI-Signal wird ein frei laufender Zähler NIC auf einen Wert von 1 zurückgesetzt. Danach zählt dieser Zähler NIC mit der Periode des Abtastsignals frei laufend hoch.
d) Der Addierer ADD addiert zum aktuellen Inhalt des Speichers L den Wert der Periode des Eingangssignals IDD hinzu und stellt dieses Ergebnis über den Multiplexer MUX dem Speicher L zum Einlesen zur Verfügung.
e) In dem Vergleicher NICC wird laufend ein Vergleich gemacht zwischen dem Zählerstand des freilaufenden Zählers NIC und dem ganzzahligen Anteil des Speichers L. Ergibt sich derselbe Stand, so wird ein Impuls erzeugt, der die Mitte eines Signalimpulses ICF darstellt.
f) Das ICF-Signal wird zur Synchronisation des BIT-Taktes verwendet.
g) Das ICF-Signal steuert weiter die Übertragung des Eingangs- Signals an den Ausgang.
h) Zusätzlich veranlaßt das ICF-Signal das Einlesen des anstehenden Additionsergebnisses in den Speicher L.
i) Der gesamte Vorgang setzt sich periodisch entweder am Punkt b) fort, falls ein BIO-Signal auftritt, oder aber am Punkt d), falls kein solches Signal auftritt, sondern lediglich ein ICF- Impuls.

2. Verfahren zur Taktrückgewinnung und Synchronisation bei Verwendung einer codirektionalen Schnittstelle mit folgenden Verfahrensschritten:

a) Die empfangenen, amplitudenbegrenzten Eingangssignale (Fig. 2) werden mit einer Frequenz, die groß ist gegen die Frequenz des Empfangssignals, abgetastet, und aus den Abtastwerten wird das Signal gewonnen, das den Beginn BOI eines Impulses anzeigt.
b) Veranlaßt durch dieses BOI-Signal, wird in einen Speicher L ein Wert von 3/8 · der Periode IDI des Empfangssignals geladen.
c) Durch das BOI-Signal wird ein freilaufender Zähler auf einen Wert von 1 zurückgesetzt. Danach zählt dieser Zähler NIC mit der Periode des Abtastsignals freilaufend hoch.
d) Durch das BOI-Signals wird weiter ein anderer freilaufender Zähler TOC mit dem ganzzahligen Wert von 3/4 der Periode IDI des Empfangssignals vorbesetzt. Danach zählt dieser Zähler TOC mit der Periode des Abtastsignals freilaufend herunter. Erst wenn der Zähler TOC den Zählerstand 0 erreicht hat, wird ein BOI-Signal freigegeben, wenn er zu dem Zeitpunkt auftritt. Der Zähler TOC bleibt dann bis zum nächsten BOI-Signal im Zustand 0.
e) Der Addierer ADD addiert zum aktuellen Inhalt des Speichers L den Wert der Periode des Eingangssignals IDD hinzu und stellt dieses Ergebnis über den Multiplexer MUX dem Speicher L zum Einlesen zur Verfügung.
f) In dem Vergleicher NICC wird laufend ein Vergleich gemacht zwischen dem Zählerstand des freilaufenden Zählers NIC und dem ganzzahligen Anteil des Inhalts des Speichers L. Ergibt sich derselbe Stand, so wird ein Impuls erzeugt, der die Mitte eines Signalimpulses ICF darstellt.
g) Das ICF-Signal wird zur Synchronisation des BIT-Taktes verwendet.
h) Das ICF-Signal steuert weiter die Übertragung des Eingangs- Signals an den Ausgang.
i) Das ICF-Signal steuert darüber hinaus die Abtastung eines NSC-Signals, das angibt, ob eine Verletzung der Vorzeichen- Regel vorliegt oder nicht. Dieses Signal wird zur Synchronisation des BYTE-Taktes verwendet.
j) Als viertes veranlaßt das ICF-Signal das Einlesen des anstehenden Additionsergebnisses in den Speicher L.
k) Der gesamte Vorgang setzt sich periodisch entweder am Punkt b) fort, falls ein BOI-Signal auftritt, oder aber am Punkt d), falls kein solches Signal auftritt, sondern lediglich ein ICF- Impuls.