FR2818052A1 - Procede et dispositif de restauration d'horloge avec boucle a verrouillage de phase a entrees multiples pour commutation de reference sans a-coups - Google Patents

Procede et dispositif de restauration d'horloge avec boucle a verrouillage de phase a entrees multiples pour commutation de reference sans a-coups Download PDF

Info

Publication number
FR2818052A1
FR2818052A1 FR0115837A FR0115837A FR2818052A1 FR 2818052 A1 FR2818052 A1 FR 2818052A1 FR 0115837 A FR0115837 A FR 0115837A FR 0115837 A FR0115837 A FR 0115837A FR 2818052 A1 FR2818052 A1 FR 2818052A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
output
pll
phase
acquisition
clock
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
FR0115837A
Other languages
English (en)
Inventor
Simon J Skierszkan
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.)
Microsemi Semiconductor ULC
Original Assignee
Zarlink Semoconductor Inc
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 Zarlink Semoconductor Inc filed Critical Zarlink Semoconductor Inc
Publication of FR2818052A1 publication Critical patent/FR2818052A1/fr
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/08Details of the phase-locked loop
    • H03L7/0805Details of the phase-locked loop the loop being adapted to provide an additional control signal for use outside the loop
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/07Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop using several loops, e.g. for redundant clock signal generation
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/08Details of the phase-locked loop
    • H03L7/081Details of the phase-locked loop provided with an additional controlled phase shifter
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/08Details of the phase-locked loop
    • H03L7/099Details of the phase-locked loop concerning mainly the controlled oscillator of the loop
    • H03L7/0991Details of the phase-locked loop concerning mainly the controlled oscillator of the loop the oscillator being a digital oscillator, e.g. composed of a fixed oscillator followed by a variable frequency divider
    • H03L7/0994Details of the phase-locked loop concerning mainly the controlled oscillator of the loop the oscillator being a digital oscillator, e.g. composed of a fixed oscillator followed by a variable frequency divider comprising an accumulator
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04JMULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J3/00Time-division multiplex systems
    • H04J3/02Details
    • H04J3/06Synchronising arrangements
    • H04J3/0635Clock or time synchronisation in a network
    • H04J3/0685Clock or time synchronisation in a node; Intranode synchronisation
    • H04J3/0688Change of the master or reference, e.g. take-over or failure of the master

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

Procédé et dispositif pour restaurer des signaux d'horloge à partir de l'un de plusieurs signaux d'entrée, comprenant : une boucle à verrouillage de phase ou PLL d'acquisition (10) par entrée avec comparateur de phase pour comparer les phases du signal d'entrée et d'un signal de retour et des premier et second oscillateurs commandés numériques ou DCO dont le second comporte une entrée de commande pour introduire un déphasage par rapport au premier et applique une sortie pour la PLL; une PLL de sortie (12) avec comparateur de phase connectable sélectivement à la sortie de chaque PLL d'acquisition (10) et des premier et second DCO dont le second comporte une entrée de commande pour introduire un déphasage par rapport au premier; et une unité de commande (13) pour établir les phases des seconds DCO des PLL d'acquisition et de sortie (10, 12) à une valeur commune pendant une permutation des entrées pour éviter une erreur de phase.

Description

DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention concerne de façon générale des circuits de cadencement numériques et de façon davantage particulière, une boucle à verrouillage de phase numérique permettant de restaurer un signal d'horloge à partir d'un choix de signaux d'entrée soumis à une
instabilité ou gigue.
DESCRIPTION DE L'ART ANTÉRIEUR
Dans les applications de réseau numérique, il y a une exigence pour fournir une référence de cadencement pour les circuits d'interface SONET (réseau optique synchrone) OC-N et STS-N et pour les
liaisons de transmission numérique de fréquences primaires T1 ou El.
Ces signaux de cadencement doivent satisfaire des standards pertinents tels que les recommandations BELLCORE GR-1244-CORE & GR-253-CORE pour les horloges STRATUM 3E, 3 & 4E ainsi que pour l'horloge minimum SONET (SMC). Ces spécifications imposent des exigences strictes sur les caractéristiques de transfert entre les références d'entrée et les horloges de sortie générées et en particulier, ces spécifications spécifient des limitations au niveau des perturbations de phase qui peuvent être générées au niveau d'horloges de sortie en tant que résultat d'une commutation entre des
références d'entrée.
Le procédé consistant à fournir de tels signaux de
cadencement consiste à utiliser une boucle à verrouillage de phase.
Typiquement, celle-ci est constituée par un détecteur de phase qui compare le signal de référence d'entrée à la sortie de la boucle divisée par un facteur approprié, par un filtre en boucle pour éliminer des fluctuations de fréquence et par un oscillateur commandé dont la fréquence est commandée de manière à éliminer la différence de
phase détectée par le détecteur de phase.
Le brevet des Etats-Unis no 5 602 884 décrit une boucle à verrouillage de phase ou PLL qui utilise une combinaison d'un oscillateur commandé numérique ou DCO qui est cadencé au moyen d'une horloge à 20 MHz et d'une ligne de retard à connexions intermédiaires. Puisque le DCO commande directement la ligne de retard à connexions intermédiaires, une précision exempte de gigue peut être maintenue jusqu'à une fraction d'un cycle d'horloge. La fraction est limitée par le temps de retard de chaque connexion
intermédiaire de la ligne de retard à connexions intermédiaires.
L'approche classique pour minimiser des perturbations de phase au niveau des horloges de sortie comme décrit dans ce brevet est comme suit: au lieu de connecter le comparateur de phase directement à la référence d'entrée active, un circuit intermédiaire est connecté entre la référence d'entrée et le comparateur de phase. Ce circuit intermédiaire contient un compteur/décompteur qui est cadencé par une horloge relativement haute vitesse qui est synchrone par rapport aux horloges de sortie générées. La sortie de ce compteur produit une référence virtuelle qui arrive ensuite sur le comparateur de phase. Suite à l'activation d'un réagencement de référence, la séquence qui suit d'événements se produit. La PLL est placée dans un mode maintien. La différence de phase entre l'horloge de sortie et l'horloge de référence assignée est étalonnée en comptant des cycles d'horloge haute vitesse. Cette valeur est ensuite soustraite du compteur lors de la production de l'horloge de référence de sortie virtuelle. La PLL est ensuite sortie de l'état de maintien et elle est alignée sur la référence virtuelle nouvellement conditionnée. De cette manière, des décalages de phase ou déphasages entre les horloges
de référence peuvent être annulés.
L'inconvénient fondamental de cette approche réside dans le fait que la résolution de l'annulation de la phase est proportionnelle à la fréquence qui est appliquée sur le compteur. Le circuit peut toujours générer une excursion de phase au niveau des horloges de sortie jusqu'à une dimension égale à la période de l'horloge haute vitesse. La dimension maximum de l'excursion de phase peut seulement être réduite en augmentant la vitesse de l'horloge haute vitesse, la dimension du compteur d'annulation de phase et par conséquent le nombre de portes qui sont requises ainsi que la consommation de
puissance ou d'énergie du circuit.
Un objet de l'invention consiste à proposer une boucle à verrouillage de phase avec un mécanisme de commutation de référence qui allège les problèmes mentionnés ci-avant rencontrés
avec l'art antérieur.
RÉSUMÉ DE L'INVENTION
Par conséquent, la présente invention propose un circuit de restauration d'horloge permettant de restaurer des signaux d'horloge à partir de l'un d'une pluralité de signaux de référence d'entrée, comprenant une boucle à verrouillage de phase ou PLL d'acquisition pour chaque entrée, chaque dite PLL d'acquisition comportant un comparateur de phase pour comparer la phase d'un signal d'entrée à un signal de retour, et des premier et second oscillateurs commandés numériques ou DCO qui reçoivent une entrée en provenance dudit comparateur de phase, ledit premier DCO de ladite PLL d'acquisition étant dans une boucle de retour afin d'appliquer une entrée sur ledit comparateurs de phase et ledit second DCO de ladite PLL d'acquisition comportant une entrée de commande afin d'introduire un décalage de phase dedans par rapport audit premier DCO de ladite PLL d'acquisition et appliquant une sortie pour ladite PLL d'acquisition; une PLL de sortie comportant un comparateur de phase qui peut être connecté de façon sélective à la sortie de chacune desdites PLL d'acquisition, ladite PLL de sortie comprenant un premier DCO qui applique une sortie pour ledit circuit et un second DCO dans une boucle de retour qui applique un signal de retour sur ledit comparateur de phase de ladite PLL de sortie, ledit second DCO de ladite PLL de sortie comportant une entrée de commande pour introduire un décalage de phase dedans par rapport audit premier DCO de ladite PLL de sortie; et une unité de commande pour établir la phase du second DCO dudit circuit d'acquisition et du second DCO de ladite PLL de sortie à une valeur commune pendant une permutation depuis une entrée sur une autre entrée afin d'éviter une erreur de phase
instantanée suite à une commutation des signaux de référence.
Les DCO sont de préférence des multiplicateurs de fréquence d'addition dont l'un génère un signal de sortie suite à l'atteinte d'une condition de débordement, le reste générant un signal d'erreur
temporelle, et dont l'autre présente une phase établissable.
La boucle de retour inclut de préférence une ligne de retard à
connexions intermédiaires afin de réduire la gigue.
Puisque chaque PLL comporte deux DCO dont seulement un est dans la boucle de retour, pendant une permutation de signaux d'entrée, il est possible d'éliminer l'erreur de phase entre les DCO établissables et par conséquent d'empêcher que des sauts de phase ne se produisent lors d'un changement d'entrée. L'invention propose également un procédé permettant de restaurer un signal d'horloge à partir de l'un d'une pluralité de signaux de référence d'entrée, comprenant les étapes de fourniture d'une boucle à verrouillage de phase ou PLL d'acquisition pour chaque entrée, chaque dite PLL d'acquisition incluant des premier et second oscillateur commandés numériques ou DCO; suivi d'un signal d'entrée de référence à l'aide desdits premier et second DCO, ledit premier DCO étant dans une boucle de retour de ladite PLL d'acquisition et ledit second DCO appliquant une sortie de ladite boucle à verrouillage de phase d'acquisition; fourniture d'une PLL de sortie qui peut être connectée de façon sélective auxdites PLL d'acquisition, ladite PLL de sortie incluant des premier et second DCO; suivi de ladite sortie desdites PLL d'acquisition à l'aide desdits premier et second DCO de ladite PLL de sortie, ledit premier DCO de ladite PLL de sortie appliquant un signal d'horloge restauré et ledit second DCO de ladite PLL de sortie étant dans une boucle de retour de ladite PLL de sortie; et établissement de la phase dudit second DCO de ladite PLL d'acquisition et de ladite PLL de sortie à une valeur commune pendant
une permutation sur une autre entrée de référence.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
L'invention sera maintenant décrite de manière davantage détaillée, à titre d'exemple seulement, par report aux dessins annexés parmi lesquels: la figure 1 est un schéma fonctionnel d'une boucle à verrouillage de phase de l'art antérieur; la figure 2 est un schéma fonctionnel de l'architecture globale d'une boucle à verrouillage de phase conformément à un mode de réalisation de l'invention; la figure 3 est un schéma fonctionnel d'une boucle à verrouillage de phase d'acquisition; la figure 4 est un schéma fonctionnel d'une boucle à verrouillage de phase de sortie; et la figure 5 est une vue davantage détaillée d'un oscillateur
commandé numérique utilisé dans le circuit de l'invention.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DES MODES DE RÉALISATION
PRÉFÉRÉS
La boucle à verrouillage de phase de l'art antérieur qui est représentée sur la figure 1 comprend un multiplexeur 1 qui effectue une sélection entre deux horloges de référence d'entrée possibles, soit "pri" et "sec", un compteur 2 qui étalonne et annule la différence de phase entre les deux horloges suite à une commutation de référence, un détecteur de phase 3 qui reçoit un signal de référence, un intégrateur 4, un oscillateur commandé numérique 5 pour générer un signal de sortie à une fréquence souhaitée et un signal de commande représentant l'erreur temporelle dans le signal de sortie, une ligne de retard à connexions intermédiaires 6 pour recevoir le signal de sortie de l'oscillateur commandé numérique 5, la ligne de retard à connexions intermédiaires 6 produisant un signal de sortie à partir d'une connexion intermédiaire déterminée au moyen dudit signal de commande, et un circuit de diviseur 7 qui génère un signal de retour pour la seconde entrée du détecteur de phase 3 et une horloge haute vitesse synchrone sur le compteur d'annulation de phase 2. La fonction de l'intégrateur 4 consiste à éliminer des variations de phase "entrée à sortie" qui devraient sinon se produire du fait des différences au niveau de la fréquence centrale d'horloge de référence et de la fréquence de roue libre d'oscillateur commandé. Le détecteur de phase 3 assure que l'oscillateur commandé numérique 5 génère une sortie en
synchronisation avec le signal d'entrée.
Une telle boucle à verrouillage de phase de l'art antérieur comporte un moyen limité pour annuler la différence de phase entre les horloges de référence d'entrée. La perturbation de phase minimum que le circuit peut garantir est la période de l'horloge haute vitesse qui
est appliquée sur le compteur d'annulation de phase.
Par report maintenant à la figure 2, la boucle à verrouillage de phase conformément aux principes de l'invention comprend une pluralité de boucles à verrouillage de phase numériques d'acquisition qui sont liées à chacune des références d'entrée, un multiplexeur 11 avec une sortie d'une horloge numérisée avec une information de phase et une information de commande en provenance de la boucle à verrouillage de phase d'acquisition sélectionnée 10, et une boucle à verrouillage de phase de sortie 12 qui verrouille le signal provenant du multiplexeur 11. La boucle à verrouillage de phase de sortie 12 génère des horloges stables en tant que sortie du circuit. Un bloc de commande 13, typiquement un microcontrôleur, commande le
fonctionnement du dispositif.
Une horloge d'entrée à 20 MHz est utilisée en tant qu'horloge maître qui pilote tous les oscillateurs commandés numériques (DCO)
dans les PLL d'acquisition 10 de même que dans la PLL de sortie 12.
Les horloges de sortie générées ont leurs gigues qui sont réduites au moyen d'une ligne de retard à connexions intermédiaires qui utilise le terme de reste de phase dans le DCO comme décrit dans notre demande de brevet connexe GB0013059.1 déposée le 31 mai 2000 et
intitulée "Reduced Jitter Phase Locked Loop Using a Technique Multi-
Stage Digital Delay Line" qui utilise une technique par "ligne de retard
numérique multi-étage".
La figure 3 représente la PLL d'acquisition 10 de manière davantage détaillée. Le comparateur de phase 21 est un compteur/décompteur 22 qui compte des glissements de cycle entre l'horloge de référence et l'horloge de sortie de PLL d'acquisition. Un calcul davantage précis du décalage de phase est réalisé en intégrant et en décimant la sortie du compteur de glissement de cycle à l'aide d'un décimateur 23. La sortie du comparateur de phase est intégrée à l'aide d'un accumulateur 25. La sortie du comparateur de phase 21 est
additionnée à la sortie de l'accumulateur 25 dans un additionneur 24.
La sortie de l'additionneur 24 est ensuite additionnée à une constante Pa dans une paire d'additionneurs 29 qui sont connectés aux DCO respectifs 28. La sortie des additionneurs 29 joue le rôle d'information de commande qui accélère ou ralentit (dans le cas d'un nombre
négatif) les horloges de sortie générées.
Comme représenté sur la figure 5, chaque DCO 28 comprend un multiplicateur de fréquence d'addition qui génère la fréquence de sortie souhaitée. Dans le cas présent, une horloge nominale à 16,384 MHz est synthétisée. Un mot d'entrée (DCO IN) est appliqué sur un additionneur 40 et est accumulé dans un registre 41. Chaque DCO 28 est cadencé par le signal maître à 20 MHz en provenance d'une broche externe. Du fait que le mot d'entrée DCO IN est additionné de façon répétée à la valeur initiale de l'additionneur 40, l'additionneur est périodiquement en débordement et les signaux de report résultants constituent le signal de sortie du DCO. S'il y a un terme de reste à I'instant du débordement, celui-ci apparaît dans le registre 41 et représente l'erreur de phase de la sortie de report de DCO. Ce terme de reste est utilisé pour commander les lignes de retard à connexions intermédiaires multi-étages afin de générer une horloge de sortie de gigue faible. Le DCO est également étendu au-delà de la sortie de report. La sortie de report valide un compteur qui réalise un comptage d'une unité à chaque sortie de report. Ces bits supplémentaires comptent de manière efficace ou efficiente des cycles de l'horloge de sortie nominale générée à 16,384 MHz. Ces termes supplémentaires sont utilisés lors de la synthèse d'horloges afférentes telles que
I'horloge de sortie générée à 12,352 MHz.
La fréquence virtuelle de la sortie de report de la fréquence maître du DCO est l'horloge maître x P/Q o P est la constante additionnée dans les additionneurs 29 et Q est la capacité du registre
de DCO 41. Dans l'exemple, l'horloge maître est à 20 MHz.
Un DCO 28, soit DCO1, est utilisé pour synthétiser une horloge de sortie qui est appliquée en retour sur le comparateur de phase 21 par l'intermédiaire de la ligne de retard à connexions intermédiaires 27 et du diviseur 26. Le système effectue en permanence une recherche afin d'aligner cette horloge de sortie virtuelle de DCO sur la phase sur
I'horloge d'entrée.
Le second DCO 28, soit DCO2, est identique au premier DCO à ceci près que sa valeur accumulée - le terme de reste plus la sortie de report plus les bits d'extension de cycle - peut être établie par le contrôleur 13. Du fait que le second DCO présente la même fréquence de fonctionnement en roue libre que celle du premier DCO comme déterminé par la capacité des DCO, par la fréquence d'horloge maître (20 MHz) et par la constante additionnée P, et du fait que le second DCO additionne le même terme d'erreur que le premier DCO, le second DCO produit une horloge virtuelle à 16,384 MHz qui est identique du point de vue de la fréquence et des décalages de fréquence à celle du premier DCO. Le fait que le second DCO puisse être établi signifie que la seule différence entre les horloges générées à 16,384 MHz réside dans le fait qu'il peut y avoir un décalage de phase statique arbitraire entre les deux horloges. Ceci est important du fait qu'une horloge générée doit aligner en continu sa phase sur l'horloge de référence d'entrée et sur une horloge synthétisée dont la
phase peut être établie de façon arbitraire.
La figure 4 représente la PLL de sortie de manière davantage détaillée. Elle est essentiellement constituée par un comparateur de phase 30, par un intégrateur 31, par un DCO, soit le DCO1 34, qui est utilisé pour générer les horloges de sortie et par un second DCO, soit le DCO2 33, qui génère une horloge virtuelle à 16,384 MHz selon un format numérisé comme cadencé en sortie par l'horloge maître à 20 MHz. Comme dans le cas de la PLL d'acquisition, les deux DCO, soit DCO1 et DCO2, présentent la même information d'erreur en tant qu'entrée. Le DCO2 est établissable sous la commande effectuée par l'unité de commande. Le comparateur de phase 30 est un soustracteur qui soustrait le terme de reste plus la sortie de report plus les bits d'extension de cycle du DCO2 33 de la PLL de sortie du terme de reste plus la sortie de report plus les bits d'extension de cycle du DCO2 de la PLL d'acquisition. L'intégrateur 31 est un accumulateur qui additionne le résultat en provenance du comparateur de phase sur lui-même, d'o ainsi une acquisition effective ou efficiente de la fréquence centrale de la PLL de sortie selon la fréquence centrale acquise de la PLL
d'acquisition.
Le DCO1 34 applique un signal de sortie sur la ligne de retard à connexions intermédiaires 35 et sur le diviseur 36 afin de réduire la
gigue et applique la sortie pour le circuit.
Lors d'un fonctionnement normal, toutes les PLL d'acquisition réalisent une acquisition en ce qui concerne leurs horloges de référence d'entrée respectives. La PLL de sortie 12 est liée à une PLL d'acquisition 10. Elle réalise un verrouillage sur la sortie de la PLL d'acquisition et elle génère des horloges de sortie stables. La PLL de sortie se règle elle-même de telle sorte que les valeurs dans le DCO2 de la PLL de sortie tendent à correspondre aux valeurs qui prennent
leur origine depuis le DCO2 du DCO2 d'acquisition.
Suite à un réagencement de référence (une sélection d'une nouvelle horloge de référence d'entrée qui a pour effet de lier une nouvelle PLL d'acquisition sur la PLL de sortie), la valeur dans le DCO2 de la PLL de sortie tendra ensuite à correspondre aux valeurs en
provenance du DCO2 de la PLL d'acquisition nouvellement liée.
Puisque ces valeurs sont non corrélées avec les valeurs en provenance du DCO2 de la première PLL d'acquisition, un changement simple de signaux entre les première et seconde PLL d'acquisition devrait conduire au fait qu'un décalage de phase ou déphasage
arbitraire est introduit entre le DCO2 de sortie et le DCO2 d'acquisition.
Ce décalage de phase ou déphasage devra apparaître en tant que terme d'erreur en provenance du comparateur de phase et la PLL de sortie devrait réaliser un réglage par rapport à cette erreur de phase en introduisant une excursion de phase au niveau des horloges de sortie, laquelle excursion est égale au décalage de phase ou déphasage initial contenu dans la différence entre le DCO2 de la PLL d'acquisition et le DCO2 de la PLL de sortie. C'est à ce niveau que l'avantage constitué par la fourniture de doubles établissables de DCO prend toute sa valeur. A l'instant du réagencement de référence, les deux DCO2 - celui de la PLL d'acquisition et celui de la PLL de sortie - sont établis à une valeur commune. La PLL d'acquisition n'est pas
perturbée du fait que son DCO2 n'est pas dans sa boucle de retour.
L'erreur de phase instantanée lors d'un réagencement de référence devient égale à zéro lorsque la différence (DCO2acq - DCO2out) ou
(DCO2 d'acquisition - DCO2 de sortie) est égale à zéro.
Bien que l'invention ait été décrite par report au mode de
réalisation présentement préféré, la présente description n'est pas à
considérer dans un sens limitatif. Diverses modifications du mode de réalisation décrit apparaîtront à l'homme de l'art suite à une référence
à la description de l'invention. Il est par conséquent à considérer que
les revendications annexées couvrent n'importe quelle modification ou
n'importe quel mode de réalisation qui tombe dans le cadre vrai de l'invention.

Claims (23)

REVENDICATIONS
1. Circuit de restauration d'horloge pour restaurer des signaux d'horloge à partir de l'un d'une pluralité de signaux de référence d'entrée, caractérisé en ce qu'il comprend: une boucle à verrouillage de phase ou PLL d'acquisition (10) pour chaque entrée, chaque dite PLL d'acquisition comportant un comparateur de phase (21) pour comparer la phase d'un signal d'entrée à un signal de retour, et des premier et second oscillateurs commandés numériques ou DCO (28) qui reçoivent une entrée en provenance dudit comparateur de phase (21), ledit premier DCO (28) de ladite PLL d'acquisition (10) étant dans une boucle de retour afin d'appliquer une entrée sur ledit comparateurs de phase (21) et ledit second DCO (28) de ladite PLL d'acquisition (10) comportant une entrée de commande afin d'introduire un décalage de phase dedans par rapport audit premier DCO (28) de ladite PLL d'acquisition (10) et appliquant une sortie pour ladite PLL d'acquisition (10); une PLL de sortie (12) comportant un comparateur de phase (30) qui peut être connecté de façon sélective à la sortie de chacune desdites PLL d'acquisition (10), ladite PLL de sortie (12) comprenant un premier DCO (34) qui applique une sortie pour ledit circuit et un second DCO (33) dans une boucle de retour qui applique un signal de retour sur ledit comparateur de phase (30) de ladite PLL de sortie (12), ledit second DCO (33) de ladite PLL de sortie (12) comportant une entrée de commande pour introduire un décalage de phase dedans par rapport audit premier DCO (34) de ladite PLL de sortie (12); et une unité de commande (13) pour établir la phase du second DCO (28) dudit circuit d'acquisition et du second DCO (33) de ladite PLL de sortie (12) à une valeur commune pendant une permutation depuis une entrée sur une autre entrée afin d'éviter une erreur de
phase instantanée suite à une commutation des signaux de référence.
2. Circuit de restauration d'horloge selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une ligne de retour à connexions intermédiaires (27) dans la boucle de retour de ladite PLL
d'acquisition (10) afin de produire une sortie de gigue faible.
3. Circuit de restauration d'horloge selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le comparateur de phase (21) comprend un compteur de glissement de cycle (22) et un décimateur (23) pour
décimer la sortie du compteur de glissement de cycle (22).
4. Circuit de restauration d'horloge selon l'une quelconque
des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un
intégrateur/accumulateur (25) pour intégrer la sortie du comparateur de
phase (21).
5. Circuit de restauration d'horloge selon la revendication 4, caractérisé en qu'il comprend en outre un premier additionneur (24) pour additionner la sortie dudit intégrateur/accumulateur (25) à la sortie
dudit comparateur de phase (21).
6. Circuit de restauration d'horloge selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des additionneurs additionnels respectifs (29) pour additionner des constantes (Pa) à la sortie dudit premier additionneur (24), lesdits additionneurs additionnels (29) étant connectés aux entrées respectives desdits
premier et second DCO (28) de ladite PLL d'acquisition (10).
7. Circuit de restauration d'horloge selon l'une quelconque
des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que lesdits DCO (28)
incluent des bits supplémentaires qui comptent les cycles de l'horloge
de sortie générée.
8. Circuit de restauration d'horloge selon l'une quelconque
des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un
intégrateur/accumulateur (31) pour intégrer la sortie dudit comparateur de phase (30) de ladite PLL de sortie (12) et un premier additionneur (32) pour additionner la sortie dudit intégrateur/accumulateur (31) à la
sortie dudit comparateur de phase (30) de ladite PLL de sortie (12).
9. Circuit de restauration d'horloge selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des additionneurs additionnels pour additionner une constante (Pb) à la sortie dudit premier additionneur (32), lesdits additionneurs additionnels étant
connectés aux entrées des DCO (33, 34) de ladite PLL de sortie (12).
10. Circuit de restauration d'horloge selon l'une quelconque
des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que lesdits oscillateurs
commandés numériques (28) desdites PLL d'acquisition (10) sont des multiplicateurs de fréquence du type addition dont l'un génère un signal de sortie lorsqu'il atteint une condition de débordement et un terme de reste qui génère un signal de commande représentant
l'erreur temporelle dans chaque signal de sortie.
11. Circuit de restauration d'horloge selon l'une quelconque
des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que ladite sortie dudit
premier DCO (34) de ladite PLL de sortie (12) est connectée à une ligne de retard à connexions intermédiaires (35) afin de réduire une gigue.
12. Procédé de restauration d'un signal d'horloge à partir de l'un d'une pluralité de signaux de référence d'entrée, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de: fourniture d'une boucle à verrouillage de phase ou PLL d'acquisition (10) pour chaque entrée, chaque dite PLL d'acquisition incluant des premier et second oscillateur commandés numériques ou
DCO (28);
suivi d'un signal d'entrée de référence à l'aide desdits premier et second DCO (28), ledit premier DCO étant dans une boucle de retour de ladite PLL d'acquisition (10) et ledit second DCO appliquant une sortie de ladite boucle à verrouillage de phase d'acquisition; fourniture d'une PLL de sortie (12) qui peut être connectée de façon sélective auxdites PLL d'acquisition (10), ladite PLL de sortie incluant des premier et second DCO (33, 34); suivi de ladite sortie desdites PLL d'acquisition (10) à l'aide desdits premier et second DCO (33, 34) de ladite PLL de sortie (12), ledit premier DCO (34) de ladite PLL de sortie (12) appliquant un signal d'horloge restauré et ledit second DCO (33) de ladite PLL de sortie étant dans une boucle de retour de ladite PLL de sortie (12); et établissement de la phase dudit second DCO de ladite PLL d'acquisition (10) et de ladite PLL de sortie (12) à une valeur commune
pendant une permutation sur une autre entrée de référence.
13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que la gigue dans ladite boucle à verrouillage de phase d'acquisition (10) est réduite à l'aide d'une ligne de retard à connexions intermédiaires (27).
14. Procédé selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce que lesdits DCO comportent des bits d'extension qui comptent les
cycles de sortie de l'horloge qui est générée par le DCO.
15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 12 à
14, caractérisé en ce que chaque dite PLL inclut un comparateur de phase et la sortie du comparateur de phase est intégrée avant d'être
appliquée sur lesdits premier et second DCO.
16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que des glissements de cycle sont comptés à l'aide d'un
compteur/décompteur dans ledit comparateur de phase.
17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que
la sortie du compteur de glissement de cycle est décimée.
18. Procédé selon l'une quelconque des revendications 12 à
17, caractérisé en ce que lesdites PLL d'acquisition (10) sont sélectionnées par un contrôleur (13) qui commande également le
décalage de phase desdits DCO (28).
19. Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce que ledit contrôleur (13) commande l'entrée de sélection d'un multiplexeur (11) afin de connecter la PLL d'acquisition active (10) à ladite PLL de
sortie (12).
20. Boucle à verrouillage de phase numérique d'acquisition (10) pour restaurer un signal d'horloge stable à partir d'un signal d'entrée soumis à une gigue, caractérisée en ce qu'elle comprend: un circuit d'entrée numérique qui reçoit ledit signal d'entrée; des premier et second oscillateurs commandés numériques pour générer des sorties à une fréquence souhaitée et un signal de commande représentant l'erreur temporelle dans chaque dit signal de sortie; une pluralité de lignes de retard à connexions intermédiaires, lesdites lignes de retard à connexions intermédiaires comprenant une pluralité de moyens de retard, la somme des retards de ladite pluralité de lignes de retard à connexions intermédiaires étant inférieure à un cycle d'horloge desdits oscillateurs commandés numériques; et un comparateur de phase numérique pour recevoir ledit au moins un signal d'entrée en provenance dudit circuit d'entrée et ledit signal de sortie en provenance de ladite pluralité de lignes de retard à connexions intermédiaires constituant un moyen pour générer un signal d'entrée numérique qui commande lesdits oscillateurs
commandés numériques.
21. Boucle à verrouillage de phase numérique d'acquisition (10) selon la revendication 20, caractérisée en ce que lesdits oscillateurs commandés numériques sont des multiplicateurs de fréquence du type addition dont l'un génère ledit signal de sortie lorsqu'il atteint une condition de débordement et un terme de reste qui génère ledit signal de commande, et dont un second desdits
oscillateurs commandés numériques présente une phase établissable.
22. Boucle à verrouillage de phase numérique de sortie (12) pour générer des horloges de sortie stables, caractérisée en ce qu'elle comprend: un comparateur de phase numérique qui soustrait l'horloge de sortie virtuelle en provenance de la PLL d'acquisition (10) de l'horloge virtuelle de retour en provenance de la PLL de sortie (12); un intégrateur qui comporte un accumulateur qui additionne la sortie du comparateur de phase sur lui-même; et des premier et second oscillateurs commandés numériques pour générer une sortie à une fréquence souhaitée et un signal de commande représentant l'erreur temporelle dans ledit signal de sortie, le premier oscillateur commandé numérique appliquant des signaux de commande sur une pluralité de lignes de retard à connexions intermédiaires et le second oscillateur commandé numérique qui peut être établi appliquant des signaux de retour sur le comparateur de
phase.
23. Boucle à verrouillage de phase numérique de sortie (12) selon la revendication 22, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre une pluralité de lignes de retard à connexions intermédiaires, lesdites lignes de retard à connexions intermédiaires comprenant une pluralité de moyens de retard, la somme des retards de ladite pluralité de lignes de retard à connexions intermédiaires étant inférieure à un
cycle d'horloge dudit oscillateur commandé numérique.
FR0115837A 2000-12-09 2001-12-07 Procede et dispositif de restauration d'horloge avec boucle a verrouillage de phase a entrees multiples pour commutation de reference sans a-coups Pending FR2818052A1 (fr)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB0030101A GB2369940B (en) 2000-12-09 2000-12-09 Multiple input phase lock loop with hitless reference switching

Publications (1)

Publication Number Publication Date
FR2818052A1 true FR2818052A1 (fr) 2002-06-14

Family

ID=9904795

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR0115837A Pending FR2818052A1 (fr) 2000-12-09 2001-12-07 Procede et dispositif de restauration d'horloge avec boucle a verrouillage de phase a entrees multiples pour commutation de reference sans a-coups

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6570454B2 (fr)
JP (1) JP2002217715A (fr)
CN (1) CN1183676C (fr)
DE (1) DE10160229B4 (fr)
FR (1) FR2818052A1 (fr)
GB (1) GB2369940B (fr)
TW (1) TW546921B (fr)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2811165A1 (fr) * 2000-06-08 2002-01-04 Mitel Corp Procede de cadencement et circuit de cadencement avec boucles a verrouillage de phase doubles

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6765424B2 (en) * 2001-11-20 2004-07-20 Symmetricom, Inc. Stratum clock state machine multiplexer switching
JP3593104B2 (ja) * 2002-01-11 2004-11-24 沖電気工業株式会社 クロック切替回路
JP3704121B2 (ja) 2002-11-28 2005-10-05 Necディスプレイソリューションズ株式会社 画像信号中継装置、画像信号中継機能つき画像表示装置およびそれら装置の制御方法
US7064592B2 (en) * 2003-09-03 2006-06-20 Broadcom Corporation Method and apparatus for numeric optimization of the control of a delay-locked loop in a network device
CN100338967C (zh) * 2005-05-19 2007-09-19 北京北方烽火科技有限公司 一种在wcdma系统基站内实现时钟冗余备份的方法和装置
US8327204B2 (en) * 2005-10-27 2012-12-04 Dft Microsystems, Inc. High-speed transceiver tester incorporating jitter injection
US20070140399A1 (en) * 2005-12-20 2007-06-21 International Business Machines Corporation Phase-locked loop
JP2007266923A (ja) * 2006-03-28 2007-10-11 Fujitsu Ltd クロック供給装置
US7681091B2 (en) * 2006-07-14 2010-03-16 Dft Microsystems, Inc. Signal integrity measurement systems and methods using a predominantly digital time-base generator
US7813297B2 (en) * 2006-07-14 2010-10-12 Dft Microsystems, Inc. High-speed signal testing system having oscilloscope functionality
WO2008098202A2 (fr) * 2007-02-09 2008-08-14 Dft Microsystems, Inc. Système et procédé de test de couche physique de liaisons séries de haute vitesse dans leurs environnements de mission
US8193866B2 (en) * 2007-10-16 2012-06-05 Mediatek Inc. All-digital phase-locked loop
US7863952B2 (en) * 2008-01-31 2011-01-04 International Business Machines Corporation Method and circuit for controlling clock frequency of an electronic circuit with noise mitigation
US7579887B1 (en) * 2008-02-01 2009-08-25 International Bsuiness Machines Corporation Technique for efficiently managing both short-term and long-term frequency adjustments of an electronic circuit clock signal
US7917319B2 (en) * 2008-02-06 2011-03-29 Dft Microsystems Inc. Systems and methods for testing and diagnosing delay faults and for parametric testing in digital circuits
JP5290589B2 (ja) * 2008-02-06 2013-09-18 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体集積回路
US8022849B2 (en) * 2008-04-14 2011-09-20 Qualcomm, Incorporated Phase to digital converter in all digital phase locked loop
GB2466650B (en) * 2008-12-31 2012-07-18 Zarlink Semiconductor Inc Recovery of timing information
GB201002401D0 (en) * 2010-02-12 2010-03-31 Zarlink Semiconductor Inc Feedforward synchronization in asynchronous packet networks
JP2011188114A (ja) * 2010-03-05 2011-09-22 Toshiba Corp 半導体集積回路
SG11201400861YA (en) * 2011-09-22 2014-04-28 Aviat Networks Inc Systems and methods for synchronization of clock signals
CN103414468B (zh) * 2013-06-25 2016-08-31 广州思信电子科技有限公司 锁相环系统
EP3440775B1 (fr) * 2016-04-08 2019-11-13 Telefonaktiebolaget LM Ericsson (PUBL) Boucle à verrouillage de phase, agencement de boucle à verrouillage de phase, émetteur et récepteur et procédé pour fournir un signal d'oscillateur
WO2018106682A1 (fr) 2016-12-07 2018-06-14 Integrated Device Technology, Inc. Système de bus à créneaux temporels pour de multiples boucles numériques à verrouillage de phase couplées
WO2018106778A1 (fr) * 2016-12-07 2018-06-14 Integrated Device Technology, Inc. Réagencements sans à-coups de boucles à verrouillage de phase numériques couplées
KR101960448B1 (ko) * 2017-09-15 2019-03-20 국방과학연구소 디지털 위상 고정 루프 및 그 동작방법
KR102527388B1 (ko) * 2018-04-06 2023-04-28 삼성전자주식회사 디지털-타임 컨버터 회로를 포함하는 위상 고정 루프 회로, 클럭 신호 생성기 및 이의 동작 방법
US10514720B1 (en) 2018-06-19 2019-12-24 Aura Semiconductor Pvt. Ltd Hitless switching when generating an output clock derived from multiple redundant input clocks
US10608647B1 (en) * 2018-12-14 2020-03-31 Silicon Laboratories Inc. Delay adjustment using frequency estimation
US10727845B1 (en) * 2019-06-25 2020-07-28 Silicon Laboratories Inc. Use of a virtual clock in a PLL to maintain a closed loop system
US10908635B1 (en) 2019-12-24 2021-02-02 Silicon Laboratories Inc. Detection and management of frequency errors in a reference input clock signal
CN114679173B (zh) * 2021-10-06 2022-08-30 绍兴圆方半导体有限公司 锁相环和时钟同步系统
US11588489B1 (en) 2021-10-06 2023-02-21 Shaoxing Yuanfang Semiconductor Co., Ltd. Obtaining lock in a phase-locked loop (PLL) upon being out of phase-lock
US11923864B2 (en) 2021-10-18 2024-03-05 Shaoxing Yuanfang Semiconductor Co., Ltd. Fast switching of output frequency of a phase locked loop (PLL)
US11967965B2 (en) 2021-11-03 2024-04-23 Shaoxing Yuanfang Semiconductor Co., Ltd. Generating divided signals from phase-locked loop (PLL) output when reference clock is unavailable
CN115102545B (zh) * 2022-08-25 2022-12-09 苏州联讯仪器有限公司 数据时钟恢复系统和方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0576168A1 (fr) * 1992-06-25 1993-12-29 International Business Machines Corporation Boucle à verrouillage de phase numérique
US5602884A (en) * 1994-07-21 1997-02-11 Mitel Corporation Digital phase locked loop
JP2000148281A (ja) * 1998-11-12 2000-05-26 Nec Commun Syst Ltd クロック選択回路

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69502724T2 (de) * 1994-07-21 1999-01-21 Mitel Corp., Kanata, Ontario Digitaler phasenregelkreis
US6052034A (en) * 1998-06-24 2000-04-18 Industrial Technology Research Institute Method and apparatus for all digital holdover circuit
GB2363009B (en) * 2000-05-31 2004-05-05 Mitel Corp Reduced jitter phase lock loop using a technique multi-stage digital delay line

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0576168A1 (fr) * 1992-06-25 1993-12-29 International Business Machines Corporation Boucle à verrouillage de phase numérique
US5602884A (en) * 1994-07-21 1997-02-11 Mitel Corporation Digital phase locked loop
JP2000148281A (ja) * 1998-11-12 2000-05-26 Nec Commun Syst Ltd クロック選択回路

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 2000, no. 08 6 October 2000 (2000-10-06) *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2811165A1 (fr) * 2000-06-08 2002-01-04 Mitel Corp Procede de cadencement et circuit de cadencement avec boucles a verrouillage de phase doubles
US7006590B2 (en) 2000-06-08 2006-02-28 Zarlink Semiconductor Inc. Timing circuit with dual phase locked loops

Also Published As

Publication number Publication date
CN1363994A (zh) 2002-08-14
US6570454B2 (en) 2003-05-27
GB2369940B (en) 2004-10-20
CN1183676C (zh) 2005-01-05
DE10160229B4 (de) 2006-04-20
GB0030101D0 (en) 2001-01-24
GB2369940A (en) 2002-06-12
DE10160229A1 (de) 2002-07-18
US20020070811A1 (en) 2002-06-13
TW546921B (en) 2003-08-11
JP2002217715A (ja) 2002-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR2818052A1 (fr) Procede et dispositif de restauration d'horloge avec boucle a verrouillage de phase a entrees multiples pour commutation de reference sans a-coups
EP2137873B1 (fr) Dispositif d'extraction d'horloge a asservissement numerique de phase sans reglage externe
EP0645888B1 (fr) Ligne à retard numérique
EP0641083B1 (fr) Synthétiseur de fréquence à boucle à vérrouillage de phase numérique comprenant un diviseur de fréquence à rapport fractionnel
EP1049285B1 (fr) Dispositif d'asservissement de fréquence
EP2494693B1 (fr) Dispositif de generation de signaux d'horloge a comparaison asymetrique d'erreurs de phase
EP1624575B1 (fr) Architecture de synthétiseur de fréquence
EP0142440A2 (fr) Dispositif de génération d'une fréquence fractionnaire d'une fréquence de référence
FR2811165A1 (fr) Procede de cadencement et circuit de cadencement avec boucles a verrouillage de phase doubles
EP1367723B1 (fr) Modulateur sigma-delta numérique-numérique et synthetiseur de fréquence numérique l'incorporant
EP0147307B1 (fr) Synthétiseur de fréquences à division fractionnaire, à faible gigue de phase et utilisation de ce synthétiseur
FR2851095A1 (fr) Boucle a verrouillage de phase integree de taille reduite
EP0753941A1 (fr) Synthétiseur de fréquences
FR2689342A1 (fr) Boucle à verrouillage de fréquence.
FR2773925A1 (fr) Synthetiseur de frequence a boucle d'asservissement en phase avec circuit de detection d'asservissement
FR2666184A1 (fr) Horloge a division de frequence fractionnaire et asservissement de cette horloge.
EP1710916B1 (fr) Boucle à asservissement de phase
EP0302562B1 (fr) Synthétiseur de fréquences présentant un dispositif indicateur d'accord
EP3048730A1 (fr) Dispositif de synthèse de fréquence à boucle de rétroaction
EP2463741A1 (fr) Dispositif et procédé de compensation de délai de propagation d'un signal
EP3764546B1 (fr) Dispositif de synthèse de fréquence à boucle de rétroaction
EP0246135B1 (fr) Détécteur de phase et de fréquence, et son utilisation dans une boucle à verrouillage de phase
EP0434527B1 (fr) Synthétiseur hyperfréquence à division fractionnaire
EP0821488B1 (fr) Dispositif de sélection de fréquence muni d'un détecteur de verrouillage
EP1133060A1 (fr) Boucle à verrouillage de phase permettant de générer un signal de référence ayant une grande pureté spectrale