JP2001339445A

JP2001339445A - データ復元装置およびデータ復元方法

Info

Publication number: JP2001339445A
Application number: JP2000159938A
Authority: JP
Inventors: Yoshinobu Kure; 嘉伸久礼
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2000-05-30
Filing date: 2000-05-30
Publication date: 2001-12-07

Abstract

(57)【要約】【課題】データ復元におけるジッタ許容量を増加し、入
力データにジッタがあってもデータ復元を良好に行い得
るようにする。【解決手段】入力データ（シリアルデータ）Ｖinよりオ
ーバーサンプリング方式でデータ復元を行うものであ
る。入力データＶinをＮ倍オーバーサンプリングして得
られたサンプルデータよりエッジ検出部１０３でデータ
エッジを検出し、そのデータエッジに基づいて、入力デ
ータＶinのエッジ間隔情報を取得する。例えば、カウン
タ１０４でエッジ間に含まれるサンプル数をカウントし
てエッジ間情報とする。位相決定部１０５では、データ
復元におけるジッタ許容量を増加させるため、上述のよ
うに取得されたエッジ間隔情報から入力データＶinのジ
ッタを予想してデータ復元に用いるサンプリング位相を
決定する。データ復元部１０６では、サンプリング位相
に対応したサンプルデータを取り出して出力データ（復
元データ）Ｖoutとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば高速シリ
アル伝送路を用いたデジタルデータ通信を行なう場合に
用いられるデータ復元装置およびデータ復元方法に関す
る。詳しくは、オーバーサンプリング方式でデータ復元
を行う際に、入力ディジタルシリアルデータのエッジ間
隔情報に基づいてデータ復元に用いるサンプリング位相
を決定することによって、データ復元におけるジッタ許
容量が増加するようにしたデータ復元装置等に係るもの
である。

【０００２】

【従来の技術】近年、所謂ＳＯＨＯ(Small Office Home
Office)や一般家庭等における情報通信の必要性が高ま
っており、それに伴い、より安価で小型な高速デジタル
通信装置が求められている。

【０００３】従来、高速シリアル伝送路を用いたデータ
通信を行なう場合、データ復元には、ＰＬＬ(Phase-Loc
ked Loop)、いわゆる位相ロックループを用いたクロッ
ク・データ復元が行なわれていたが、この手法によりデ
ータ復元を行なう場合にはＰＬＬを用いるため、小型
化、低廉化は困難となっていた。

【０００４】このため、ＰＬＬを用いないデータ復元の
方式が必要とされており、オーバーサンプリング方式に
より、ＰＬＬを用いることなくデータ復元を行なう方式
が提案された。オーバーサンプリング方式によりデータ
復元を行なう場合、サンプルデータを用いてどのように
データ復元を行なうかが問題となる。従来は、図１４に
示すように、サンプルデータの変化点（データエッジ）
を検出し、この位置から１８０（deg.）（入力データ１
ビットを３６０（deg.）とした場合）後のサンプリング
データを復元データとしてデータ復元を行なっていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したオーバーサン
プリング方式は、非常に簡易であり、小型化、低廉化が
容易である反面、入力データの立ち上がりまたは立ち下
がり位置のずれ、いわゆるジッタにより誤認識を起こし
やすいという欠点を持つ。特に、入力データのビット幅
を拡大あるいは縮小する方向に働くジッタに対しては誤
認識を起こしやすい。

【０００６】このようなジッタの原因としては、（１）
ＥＭＩ(Electoromagnetic Interference)等の他から受
けるランダムノイズ、（２）符号間干渉等が考えられ
る。近年、機器間通信等における通信速度の高速化が急
速に行われているが、それに用いられている部品はそれ
に見合った周波数特性を持っているわけではない。その
ため、通信信号におけるジッタの大部分は、符号間干渉
によって引き起こされていることが多い。

【０００７】この発明は、オーバーサンプリング方式で
データ復元を行う際のジッタ許容量を増加し得るデータ
復元装置等を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係るデータ復
元装置は、入力ディジタルシリアルデータよりオーバー
サンプリング方式でデータ復元を行って出力ディジタル
シリアルデータを得るデータ復元装置において、入力デ
ィジタルシリアルデータのオーバーサンプリングを行う
オーバーサンプリング手段と、このオーバーサンプリン
グ手段で得られたサンプルデータよりデータエッジを検
出するデータエッジ検出手段と、このデータエッジ検出
手段で検出されたデータエッジに基づいて、入力ディジ
タルシリアルデータのエッジ間隔情報を取得する情報取
得手段と、この情報取得手段で取得されたエッジ間隔情
報を用いてデータ復元に用いるサンプリング位相を決定
する位相決定手段と、オーバーサンプリング手段で得ら
れたサンプルデータより位相決定手段で決定されたサン
プリング位相に対応したサンプルデータを取り出して出
力ディジタルシリアルデータを得るデータ復元手段とを
備えるものである。例えば、情報取得手段は、データエ
ッジのタイミングでリセットされ、オーバーサンプリン
グ手段におけるサンプル数をカウントするカウンタを有
してなり、エッジ間隔情報をサンプル数のカウント値で
得るものである。

【０００９】また、この発明に係るデータ復元方法は、
入力ディジタルシリアルデータよりオーバーサンプリン
グ方式でデータ復元を行って出力ディジタルシリアルデ
ータを得るデータ復元方法において、入力ディジタルシ
リアルデータのオーバーサンプリングを行う工程と、オ
ーバーサンプリングで得られたサンプルデータよりデー
タエッジを検出する工程と、この検出されたデータエッ
ジに基づいて、入力ディジタルシリアルデータのエッジ
間隔情報を取得する工程と、この取得されたエッジ間隔
情報を用いて、データ復元に用いるサンプリング位相を
決定する工程と、オーバーサンプリングで得られたサン
プルデータより上記決定されたサンプリング位相に対応
したサンプルデータを取り出して出力ディジタルシリア
ルデータを得る工程とを備えるものである。

【００１０】この発明においては、入力データ（入力デ
ィジタルシリアルデータ）のエッジ間隔情報が取得さ
れ、このエッジ間隔情報を用いてデータ復元に用いるサ
ンプリング位相が決定される。すなわち、ジッタの主要
な原因である符号間干渉により引き起こされるジッタが
エッジ間隔情報より予想されて、データ復元に用いるサ
ンプリング位相が決定される。これにより、データ復元
におけるジッタ許容量が増加し、入力データにジッタが
あってもデータ復元を良好に行うことができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、この
発明の実施の形態を説明する。まず、この発明の第１の
実施の形態について説明する。図１は、第１の実施の形
態としてのデータ復元装置１００の構成を示している。
このデータ復元装置１００は、入力ディジタルシリアル
データ（入力データ）Ｖｉとしての、例えば約125Mbps
のシリアルデータを入力する入力端子１０１と、この入
力端子１０１に入力された入力データＶinのＮ倍のオー
バーサンプリングを行うオーバーサンプリング部１０２
と、このオーバーサンプリング部１０２で得られたサン
プルデータにより、データの変化点、つまりデータエッ
ジを検出するエッジ検出部１０３とを有している。本実
施の形態において、オーバーサンプリング部１０２にお
ける入力データＶinの１ビット当りのサンプル数Ｎが偶
数である場合、特に有効に機能するが、この発明はこれ
に限定されない。

【００１２】また、このデータ復元装置１００は、エッ
ジ検出部１０３で検出されたデータエッジに基づいてエ
ッジ間隔情報としてのサンプル数のカウント値を得るエ
ッジ間隔カウンタ１０４と、このエッジ間隔カウンタ１
０４で得られたエッジ間隔情報に基づいてデータ復元に
用いるサンプリング位相を決定する位相決定部１０５
と、オーバーサンプリング部１０２で得られたサンプル
データより、位相決定部１０５で決定されたサンプリン
グ位相に対応したサンプルデータを取り出して、復元デ
ータとしての出力ディジタルシリアルデータ（出力デー
タ）Ｖoutを得るデータ復元部１０６と、このデータ復
元部で１０６で得られた出力データＶoutを出力する出
力端子１０７とを有している。

【００１３】ここで、入力端子１０１に入力データＶin
が入力された場合を考える。オーバーサンプリング部１
０２は、例えばＮ倍オーバーサンプリングを行なう場合
には、入力データＶinのビット周期のＮ分の１の間隔で
サンプリングをする。このサンプリングタイミングをサ
ンプリングクロックタイミングｔとし、各タイミングｔ
におけるサンプリング値を、例えば、所定の閾値と比較
し、閾値以上であるならばサンプルデータＳ(t)＝１、
閾値より小さいならばサンプルデータＳ(t)＝０とす
る。サンプルデータＳ(t)はメモリに記録される。

【００１４】エッジ検出部１０３は、オーバーサンプリ
ング部１０２で得られたサンプルデータを基にデータエ
ッジを検出し、データ復元の基準クロックタイミングｔ
sを生成する。ここで、データエッジの検出は、サンプ
ルデータＳ(t-1)，Ｓ(t)を比較、例えばこれらの排他的
論理和ｅ(t)を求めることにより行なう。ｅ(t)＝１であ
るとき、サンプリングクロックタイミングｔをエッジ検
出位置とする。また、ｅ（ｔ）＝１であるときより、ク
ロックカウンタｔ’をサンプリングクロックタイミング
ｔの間隔でカウントする。ｔ’＝Ｎまたは、ｅ(t)＝１
のときカウンタをリセット、つまりｔ’＝０とする。
ｔ’＝０のタイミングをデータ復元の基準クロックタイ
ミングｔsとして用いる。

【００１５】データ復元の基準クロックタイミングｔs
の生成法は上記に限られるものでなく、あらかじめ互い
に位相を異にするサンプリングクロックのＮ倍周期のク
ロックを複数用意し、その中からデータエッジのタイミ
ングと位相の一致したものを選択するという方法も考え
られる。図２は、各タイミングに関する模式図を示して
いる。

【００１６】エッジ間隔カウンタ１０４は、エッジ検出
位置としてのｅ（ｔ）＝１であるサンプリングクロック
タイミングｔよりサンプル数をカウントする。次のエッ
ジを検出した場合には、１ブロック前のエッジ間隔を保
持するエッジ間隔メモリに、カウンタ１０４のカウント
値Ｃから１引いた値をＣｐとして保存する。このとき、
エッジ間隔カウンタ１０４のカウント値Ｃを１にリセッ
トする。図３は、エッジ間隔カウンタ１０４のカウント
の様子を示している。

【００１７】位相決定部１０５は、データ復元を行なう
サンプルデータを取り出すタイミング、つまりデータ復
元タイミングｔrを決定する。基準クロックタイミング
ｔsに対するデータ復元遅延ｄでデータ復元を行なう場
合には、データ復元タイミングｔr＝ｔs＋ｄにおけるサ
ンプルデータＳ(tr)を基にデータ復元を行なうことにな
る。なお、データ復元遅延ｄはサンプリング間隔より小
さい間隔で変化させることはできないため、ｄはｄ＝ｋ
（ｋ＝０，１，…，Ｎ−１）で表される。

【００１８】通常、データ復元に用いる位相遅延φｄ＝
１８０（deg.）（入力データ１ビットは３６０（de
g.））、つまりデータ復元遅延ｄ＝Ｎ／２を選択し、こ
れをデータ復元に用いる。この場合、入力データＶinに
大きなジッタを含んでいた場合、誤認識を起こしやす
い。例えば、図５に示すように、入力データＶinのビッ
ト幅が縮小する方向にジッタが生じた場合を考える。オ
ーバーサンプリングは４倍オーバーサンプリングを行な
うものとする。

【００１９】図４は、入力データＶinが理想的な（ジッ
タを含まない）場合を示している。この場合、データエ
ッジは等間隔に存在するため、データ復元遅延ｄ＝Ｎ／
２を選択したとすると、ｄ＝Ｎ／２＝２となり正しく認
識される。

【００２０】今、図５に示すように、データエッジｔ₀
がｔ₀’へ、ｔ₁がｔ₁’へシフトした場合、データ復元
遅延ｄ＝Ｎ／２＝２を選択したとすると、１ビット分の
データを認識することができず、誤認識を引き起こす。

【００２１】なお、データ復元位相遅延φｄを１８０
（deg.）から９０（deg.）へ変更した場合、つまり４倍
オーバーサンプリングの場合にはデータ復元遅延ｄ＝Ｎ
／４＝１となり、図５の例では正しく認識できることと
なるが、図６に示すように、ビット幅が拡大する方向に
ジッタが生じた場合、本来なら１ビットであるデータを
２ビットのデータであるように誤認識を引き起こす。

【００２２】また、例えば図７に示すように、１ビット
以上のエッジ間隔を持ち、クロックカウンタｔ’＝１と
ｔ’＝２との間にデータエッジを持つ入力データＶinを
入力した場合、これが１ビットのデータがジッタにより
拡大したものであるか、２ビットのデータがジッタによ
り縮小したものであるか判定できない。

【００２３】Ｎ倍のオーバーサンプリング（Ｎは偶数）
を用いてデータ復元した場合のジッタ許容量Ｊは、
（１）式のようになる。Ｊ＜３６０／Ｎ×（（Ｎ−２）／２）・・・（１）（単位：deg.（Bit_Width＝３６０（deg.）））この発明では、上述したジッタのうち、符号間干渉によ
るものを予想し、データ復元遅延ｄを決定する。

【００２４】データ送信系装置は、回路系等において十
分な周波数特性を有する訳ではない。このため、入力デ
ータは伝送過程である程度はなまりが生じ、これにより
データ値の変化点、所謂データエッジにおいてジッタが
生じる。これを符号間干渉と呼ぶ。

【００２５】図８（ａ）、（ｂ）は、符号間干渉のデー
タエッジに与える影響を示している。入力データＶinの
データ値が１ビット毎に変わる場合には、符号間干渉に
よるジッタも一定であるため、ビット幅は等間隔であ
る。しかし、図８（ａ）に示すように、同値のデータを
１ビット、２ビットと連続して送信した場合は、所望の
データブロックの終端のエッジにジッタが生じ、同値デ
ータ長が１ビットの場合は２ビットの場合に比較して、
データブロック中の１ビット当りのエッジ間隔は狭くな
る。また、図８（ｂ）に示すように、所望のデータブロ
ックの１ブロック前のブロックに同値のデータを１ビッ
ト、２ビットと連続して与えた場合は、所望のデータブ
ロックの始端のエッジにジッタが生じ、１ブロック前の
同値データ長が１ビットの場合は２ビットの場合に比較
して、所望データブロック中の１ビット当りのエッジ間
隔は広くなる。

【００２６】結局、エッジ間隔を伸縮するジッタは、注
目しているデータブロック（所望のデータブロック）の
エッジ間隔とその1ブロック前のエッジ間隔とにより決
定されることがわかる。上述したように、この実施の形
態においては、1ブロック前のエッジ間隔を示すカウン
ト値Ｃｐはエッジ間隔メモリに保持されており、注目し
ているデータブロックのエッジ間隔を示すカウント値Ｃ
はデータ終端エッジ位置サンプル時においてエッジ間隔
カウンタ１０４に保持されている。

【００２７】これを、例えば４倍オーバーサンプリング
を用いたデータ復元の場合に当てはめて考える。図７に
示すように、ｔ’＝１〜２で示されるサンプリングポイ
ントの間にエッジが存在する場合、ジッタを単なるラン
ダムジッタであると想定すると、これが１ビットのデー
タが拡大したものであるか２ビットのデータが縮小した
ものであるか判定できない。しかし、所望データが含ま
れるエッジ間隔に含まれるサンプル数（エッジ間サンプ
ル数）、つまりエッジ間隔カウンタ１０４のカウント値
Ｃが６であるのに対し、1ブロック前のエッジ間サンプ
ル数、つまりエッジ間隔メモリに保持されているカウン
ト値Ｃｐが１２であり、符号間干渉の影響のみによりジ
ッタが生じているものとすると、所望エッジ間隔は縮小
しているはずであり、所望エッジ間隔に含まれるデータ
ビット数は２ビットであると予想され、データ復元遅延
ｄ＝１とすればよいことがわかる。

【００２８】位相決定部１０５では、上述の点を考慮し
て、データ復元遅延ｄの決定を行う。すなわち、位相決
定部１０５では、あらかじめエッジ間隔カウンタ１０４
でカウントされた、1ブロック前のエッジ間サンプル
数、つまりエッジ間隔メモリに保持されているカウント
値Ｃｐと、最近に得られたエッジ地点より最近にサンプ
リングされたサンプルデータまでのサンプル数、つまり
エッジ間隔カウンタ１０４のカウント値Ｃとの差分値Ｃ
−Ｃｐを求め、Ｃ−Ｃｐ＞０ならばｄ＝Ｎ／２、Ｃ−Ｃ
ｐ≦０ならばｄ＝Ｎ／２−１、というようにデータ復元
遅延ｄを決定する。

【００２９】エッジ間隔カウンタ１０４のカウント値Ｃ
は、上述した「注目しているブロックのエッジ間隔に含
まれるサンプル数」とは異なるが、データ復元遅延ｄの
問題となるのは終端エッジの手前のデータを復元する場
合であり、その場合におけるエッジ間隔カウンタ１０４
のカウント値Ｃは、「注目しているエッジ間隔に含まれ
るサンプル数」とほぼ同一値を示すため、これを用いる
ものとする。

【００３０】なお、エッジ間隔情報としては、エッジ間
隔カウンタ１０４のカウント値Ｃを使用しなくてもよ
く、その他のエッジ間隔を示す情報を使用してもよい。
また、上述したデータ復元遅延ｄの決定法は一例であっ
て、そのデータ送受信系における符号間干渉により生じ
るジッタ量、その他のランダムジッタの量の割合により
適当に設定する必要がある。極端な例としては、符号間
干渉により生じるジッタ量が、その他のランダムジッタ
の量に比べて十分大きい場合には、Ｃ−Ｃｐ＞０の場合
には、ｄ＝Ｎ−１、Ｃ−Ｃｐ≦０の場合にはｄ＝０とす
ることもできる。

【００３１】データ復元部１０６は、データ復元タイミ
ングｔｒ、すなわちｔ’＝ｄ、におけるサンプルデータ
Ｓ(d)を取り出し、復元データとしての出力データＶout
を、出力端子１０７に出力する。

【００３２】上述の第１の実施の形態では、同一の１ビ
ットデータ中でエッジ間隔カウンタ１０４のカウント値
Ｃの値が変化するため、データ復元遅延ｄが例えばＮ／
２−１からＮ／２に変化し、同一の１ビットデータを２
度データ復元してしまうということが起こり得る。これ
を防ぐため、例えばデータ復元属性Rx_Enableを導入す
る。ｔ’＝０にリセットされた後、データ復元属性Rx_E
nable＝１つまりオンとし、選択されたサンプルデータ
によりデータ復元後、データ復元属性Rx_Enable＝０つ
まりオフとし、同一の１ビットデータを２度データ復元
してしまうことを防ぐ。データ復元は、Rx_Enable＝１
つまりオンのときのみ行うこととする。

【００３３】また、上述の第１の実施の形態では、デー
タ復元遅延ｄの逐次的な更新を想定したものであるが、
本発明の範囲はそれに限るものではなく複数のサンプル
データ毎に更新するという手法もその範囲に含まれるも
のとする。例えば、データ１ビット分のサンプルデー
タ、つまりサンプルデータＮビット毎にデータ復元遅延
ｄを更新するという手法も考えられる。この場合、上述
したデータ復元属性Rx_Enable等を用いることなく、同
一の１ビットデータを２度データ復元してしまうことを
防ぐことができると考えられる。

【００３４】図９のフローチャートは、上述の第１の実
施の形態のデータ復元装置１００におけるデータ復元動
作を示している。

【００３５】まず、ステップＳＴ１で、入力データＶin
をＮ倍オーバーサンプリングし、サンプルデータＳ
(t’)をメモリに記録する。このステップＳＴ１は、オ
ーバーサンプリング部１０２の動作に対応する。

【００３６】次に、ステップＳＴ２で、サンプルデータ
Ｓ(t’-1)，Ｓ(t’)の排他的論理和ｅ(t’)が１である
か否かを判定する。ｅ(t’)＝１であるときは、ステッ
プＳＴ３で、エッジ検出位置（エッジ地点）とし、エッ
ジ間隔カウンタ１０４のカウント値Ｃより１引いた値を
Ｃｐとしてエッジ間隔メモリに保存し、またエッジ間隔
カウンタ１０４のカウント値Ｃを１にリセットし、その
後にステップＳＴ４に進む。ｅ(t)＝１でないときは、
ステップＳＴ５で、クロックカウンタｔ’がＮであるか
否かを判定する。

【００３７】そして、ｔ’＝Ｎであるときは、ステップ
ＳＴ４に進み、ｔ’＝Ｎでないときは、ステップＳＴ６
に進む。ステップＳＴ４では、クロックカウンタｔ’を
０にリセットし、Rx_Enable＝１とし、その後にステッ
プＳＴ６に進む。このステップＳＴ２〜ＳＴ５は、デー
タエッジ検出部１０３の動作に対応する。

【００３８】次に、ステップＳＴ６では、エッジ間隔メ
モリに保持されているカウント値Ｃｐと、エッジ間隔カ
ウンタ１０４のカウント値Ｃとの差分値Ｃ−Ｃｐが０よ
り大きいか否かを判定する。Ｃ−Ｃｐ＞０であるとき
は、ステップＳＴ７に進み、Ｃ−Ｃｐ＞０でないとき
は、ステップＳＴ８に進む。ステップＳＴ７では、デー
タ復元遅延ｄをＮ／２とし、その後にステップＳＴ９に
進む。ステップＳＴ８では、データ復元遅延ｄをＮ／２
−１とし、その後にステップＳＴ９に進む。このステッ
プＳＴ６〜ＳＴ８は、位相決定部１０５の動作に対応す
る。

【００３９】次に、ステップＳＴ９では、クロックカウ
ンタｔ’がｄであり、かつRx_Enable＝１であるか否か
を判定する。そうであるときは、ステップＳＴ１０に進
み、そうでないときは、直ちにステップＳＴ１１に進
む。ステップＳＴ１１では、サンプルデータＳ(ｔ’)を
復元データＲｘとし、またRx_Enable＝０とし、その後
にステップＳＴ１１に進む。このステップＳＴ９〜ＳＴ
１０は、データ復元部１０６の動作に対応する。

【００４０】次に、ステップＳＴ１１では、エッジ間隔
カウンタ１０４のカウント値Ｃをインクリメントし、ま
たクロックカウンタｔ’をインクリメントし、その後に
ステップＳＴ１に戻る。

【００４１】以上説明したように、第１の実施の形態に
おいては、ジッタの主要な原因である符号間干渉により
引き起こされるジッタを予想し、データ復元に用いるサ
ンプリング位相、すなわちデータ復元遅延ｄを決定する
ものであり、データ復元におけるジッタ許容量が増加
し、入力データＶinにジッタがあってもデータ復元を良
好に行うことができる。

【００４２】次に、この発明の第２の実施の形態につい
て説明する。この第２の実施の形態としてのデータ復元
装置１００も、図１に示すように構成される。また、位
相決定部１０５以外の各部の動作は上述した第１の実施
の形態と同様である。したがって、ここでは、位相決定
部１０５の動作のみ説明する。

【００４３】位相決定部１０５では、1ブロック前のエ
ッジ間サンプル数、つまりエッジ間隔メモリに保持され
ているカウント値Ｃｐと、最近に得られたエッジ地点よ
り最近にサンプリングされたサンプルデータまでのサン
プル数、つまりエッジ間隔カウンタ１０４のカウント値
Ｃとの差分値Ｃ−Ｃｐを求め、これによりデータ復元遅
延ｄを決定する。

【００４４】符号間干渉によるジッタがない場合におけ
るデータ復元遅延ｄ（以下、「基準データ復元遅延ｄ
s」という）を決定する。例えば、オーバーサンプリン
グ部１０２が５倍オーバーサンプリングを行なう場合を
考える。基準データ復元遅延ｄｓを２とし、上述の差分
値Ｃ−Ｃｐにより引き起こされるジッタ量Ｊが約Ｊ＝
（Ｃ−Ｃｐ）×８（deg.）で表される場合を考える。こ
のとき、データ復元遅延ｄを、（２）式のようにする。

【００４５】

【数１】

【００４６】これについて説明する。ジッタ量Ｊが約Ｊ
＝（Ｃ−Ｃｐ）×８（deg.）で表される場合、Ｃ−Ｃｐ
＝９のとき、Ｊ＝７２（deg.）となり、符号間干渉によ
り1サンプル間隔分のジッタが生じ、エッジ間隔は1サン
プル間隔分拡大していることになる。従って、最適なデ
ータ復元遅延ｄもずれることになる。

【００４７】例えば、図１０に示す例では、1ブロック
前のエッジ間サンプル数、つまりエッジ間隔メモリに保
持されているカウント値Ｃｐが１６、所望のエッジ間サ
ンプル数、つまりエッジ間隔カウンタ１０４のカウント
値Ｃがであって、差分値Ｃ−Ｃｐが−９である。この場
合、データ復元遅延ｄを基準データ復元遅延ｄ＝２のま
まとしてデータ復元すると、所望エッジ間隔中にはデー
タは１ビットしか含まれないことになる。

【００４８】しかし、Ｃ−Ｃｐ＝−９より、符号間干渉
により所望エッジ間隔は１サンプル分縮小されているこ
とがわかり、このエッジ間隔中のデータも２ビットであ
ったデータが符号間干渉とランダムジッタにより縮小さ
れたものである可能性が高いことがわかる。この場合
は、（２）式に示すように、データ復元遅延ｄ＝２＋９
／（−９）＝１とすれば、所望エッジ間隔に２ビットの
データが含まれると判定される。

【００４９】上述したデータ復元遅延ｄの決定手法を、
オーバーサンプリング部１０２の１ビット当りのサンプ
リング数Ｎが奇数の場合について一般化する。例えば、
ジッタＪ＝３６０／Ｎ／Ｊｓ×（Ｃ−Ｃｐ）（deg.）で
表されるとすると、データ復元遅延ｄは（３）式のよう
になる。

【００５０】

【数２】

【００５１】一方、上述したデータ復元遅延ｄの決定手
法を、オーバーサンプリング部２の１ビット当りのサン
プリング数Ｎが奇数の場合について一般化する。例え
ば、ジッタＪ＝３６０／Ｎ／Ｊｓ×（Ｃ−Ｃｐ）（de
g.）で表されるとすると、データ復元遅延ｄは（４）式
のようになる。

【００５２】

【数３】

【００５３】なお、上述したデータ復元遅延ｄの決定法
は、これに限られるものではない。データ送受信系に使
われるトランジスタ等の周波数特性等により、各定数を
変更する必要がある。

【００５４】以上説明したように、第２の実施の形態に
おいては、あらかじめ得られた符号間干渉によるデータ
ビット幅への影響量と、差分値Ｃ−Ｃｐに基づいて、デ
ータ復元遅延ｄを決定するものである。この場合も、第
１の実施の形態と同様に、ジッタの主要な原因である符
号間干渉により引き起こされるジッタを予想し、データ
復元に用いるサンプリング位相、すなわちデータ復元遅
延ｄを決定するものであり、データ復元におけるジッタ
許容量が増加し、入力データＶinにジッタがあってもデ
ータ復元を良好に行うことができる。

【００５５】次に、この発明の第３の実施の形態につい
て説明する。この第３の実施の形態としてのデータ復元
装置１００も、図１に示すように構成される。また、位
相決定部１０５以外の各部の動作は上述した第１の実施
の形態と同様である。したがって、ここでは、位相決定
部１０５の動作のみ説明する。

【００５６】位相決定部１０５では、オーバーサンプリ
ング部１０２により、最近にサンプリングされたサンプ
ルデータＳ（ｔ’）により、異なる位相決定をする。す
なわち、Ｓ（ｔ’）＝１ならば、1ブロック前のエッジ
間サンプル数、つまりエッジ間隔メモリに保持されてい
るカウント値Ｃｐを基に、Ｓ（ｔ’）＝０ならば、所望
のエッジ間サンプル数、つまりエッジ間隔カウンタ１０
４のカウント値Ｃを基に、データ復元遅延ｄを決定す
る。

【００５７】Ｓ（ｔ’）＝１のとき、Ｃｐ≦θ（例えば
閾値θ＝１）ならばデータ復元遅延ｄをＮ／２とし、Ｃ
ｐ＞θならばデータ復元遅延ｄをＮ／２−１とする。Ｓ
（ｔ’）＝０のとき、Ｃ≦θならばデータ復元遅延ｄを
Ｎ／２−１とし、Ｃ＞θならばデータ復元遅延ｄをＮ／
２とする。

【００５８】図１１のフローチャートは、上述の第３の
実施の形態のデータ復元装置１００におけるデータ復元
動作を示している。この図１１のフローチャートは、位
相決定部１０５の動作に対応するステップを除き、図９
のフローチャートと同様である。そこで、ここでは、位
相決定部１０５の動作に対応するステップのみを説明す
る。

【００５９】データエッジ検出部１０３の動作に対応す
るステップＳＴ４，ＳＴ５の後に、ステップＳＴ２１に
進む。このステップＳＴ２１では、最近にサンプリング
されたサンプルデータＳ（ｔ’）が１であるか否かを判
定する。Ｓ（ｔ’）＝１であるときは、ステップＳＴ２
２に進み、Ｓ（ｔ’）＝１でないときはステップＳＴ２
３に進む。

【００６０】そして、ステップＳＴ２２では、1ブロッ
ク前のエッジ間サンプル数、つまりエッジ間隔メモリに
保持されているカウント値Ｃｐが閾値θ以下であるか否
かを判定する。Ｃｐ≦θであるときは、ステップＳＴ７
でデータ復元遅延ｄをＮ／２とし、Ｃｐ≦θでないとき
は、ステップＳＴ８でデータ復元遅延ｄをＮ／２−１と
し、その後にステップＳＴ９に進む。

【００６１】一方、ステップＳＴ２３では、所望のエッ
ジ間サンプル数、つまりエッジ間隔カウンタ１０４のカ
ウント値Ｃが閾値θ以下であるか否かを判定する。Ｃ≦
θであるときは、ステップＳＴ８でデータ復元遅延ｄを
Ｎ／２−１とし、Ｃ≦θでないときは、ステップＳＴ７
でデータ復元遅延ｄをＮ／２とし、その後にステップＳ
Ｔ９に進む。このステップＳＴ２１〜ＳＴ２３，ＳＴ
７，ＳＴ８は、位相決定部１０５の動作に対応する。

【００６２】以上説明したように、第３の実施の形態に
おいては、最近にサンプリングされたサンプルデータＳ
（ｔ’）が１ならば、エッジ間隔メモリに保持されてい
るカウント値Ｃｐを基に、またそのサンプルデータＳ
（ｔ’）が０ならば、エッジ間隔カウンタ１０４のカウ
ント値Ｃを基に、データ復元遅延ｄを決定するものであ
る。この場合も、第１の実施の形態と同様に、ジッタの
主要な原因である符号間干渉により引き起こされるジッ
タを予想し、データ復元に用いるサンプリング位相、す
なわちデータ復元遅延ｄを決定するものであり、データ
復元におけるジッタ許容量が増加し、入力データＶinに
ジッタがあってもデータ復元を良好に行うことができ
る。

【００６３】なお、上述した第３の実施の形態は、符号
間干渉によるジッタが入力データＶinの立ち上がりのみ
生じる場合に有効であると思われる。逆に入力データＶ
inの立ち下がりにのみ符号間干渉によるジッタが生じる
場合には、図１１のフローチャートのステップＳＴ２１
における判定条件Ｓ（ｔ’）＝１を、Ｓ（ｔ’）＝０の
ように変更すればよい。

【００６４】次に、この発明の第４の実施の形態につい
て説明する。この第４の実施の形態としてのデータ復元
装置１００も、図１に示すように構成される。また、位
相決定部１０５以外の各部の動作は上述した第１の実施
の形態と同様である。したがって、ここでは、位相決定
部１０５の動作のみ説明する。

【００６５】位相決定部１０５では、所望のエッジ間サ
ンプル数、つまりエッジ間隔カウンタ１０４のカウント
値Ｃのみに基づいて、データ復元遅延ｄを決定する。例
えば、Ｃ≦θ（例えば閾値θ＝１）ならばデータ復元遅
延ｄをＮ／２−１とし、Ｃ＞θならばデータ復元遅延ｄ
をＮ／２とする。この第４の実施の形態における位相決
定部１０５は、第１の実施の形態における位相決定部１
０５を簡易化したものである。

【００６６】図１２のフローチャートは、上述の第４の
実施の形態のデータ復元装置１００におけるデータ復元
動作を示している。この図１２のフローチャートは、位
相決定部１０５の動作に対応するステップを除き、図９
のフローチャートと同様である。そこで、ここでは、位
相決定部１０５の動作に対応するステップのみを説明す
る。

【００６７】データエッジ検出部１０３の動作に対応す
るステップＳＴ４，ＳＴ５の後に、ステップＳＴ３１に
進む。このステップＳＴ３１では、エッジ間隔カウンタ
１０４のカウント値Ｃが閾値θ以下であるか否かを判定
する。Ｃ≦θであるときは、ステップＳＴ８でデータ復
元遅延ｄをＮ／２−１とし、Ｃ＞θであるときは、ステ
ップＳＴ７でデータ復元遅延ｄをＮ／２とし、その後に
ステップＳＴ９に進む。このステップＳＴ３１，ＳＴ
７，ＳＴ８は、位相決定部１０５の動作に対応する。

【００６８】次に、この発明の第５の実施の形態につい
て説明する。この第５の実施の形態としてのデータ復元
装置１００も、図１に示すように構成される。また、位
相決定部１０５以外の各部の動作は上述した第１の実施
の形態と同様である。したがって、ここでは、位相決定
部１０５の動作のみ説明する。

【００６９】位相決定部１０５では、1ブロック前のエ
ッジ間サンプル数、つまりエッジ間隔メモリに保持され
ているカウント値Ｃｐのみに基づいて、データ復元遅延
ｄを決定する。例えば、Ｃｐ≦θ（例えば閾値θ＝１）
ならばデータ復元遅延ｄをＮ／２とし、Ｃｐ＞θならば
データ復元遅延ｄをＮ／２−１とする。この第５の実施
の形態における位相決定部１０５は、第１の実施の形態
における位相決定部１０５を簡易化したものである。

【００７０】図１３のフローチャートは、上述の第５の
実施の形態のデータ復元装置１００におけるデータ復元
動作を示している。この図１３のフローチャートは、位
相決定部１０５の動作に対応するステップを除き、図９
のフローチャートと同様である。そこで、ここでは、位
相決定部１０５の動作に対応するステップのみを説明す
る。

【００７１】データエッジ検出部１０３の動作に対応す
るステップＳＴ４，ＳＴ５の後に、ステップＳＴ３２に
進む。このステップＳＴ３２では、エッジ間隔メモリに
保持されているカウント値Ｃｐが閾値θ以下であるか否
かを判定する。Ｃｐ≦θであるときは、ステップＳＴ７
でデータ復元遅延ｄをＮ／２とし、Ｃｐ＞θであるとき
は、ステップＳＴ８でデータ復元遅延ｄをＮ／２−１と
し、その後にステップＳＴ９に進む。このステップＳＴ
３２，ＳＴ７，ＳＴ８は、位相決定部１０５の動作に対
応する。

【００７２】以上説明したように、第４、第５の実施の
形態においても、エッジ間隔カウンタ１０４のカウント
値Ｃや、エッジ間隔メモリに保持されているカウント値
Ｃｐを基に、データ復元遅延ｄを決定するものである。
したがって、第１の実施の形態と同様に、ジッタの主要
な原因である符号間干渉により引き起こされるジッタを
予想し、データ復元に用いるサンプリング位相、すなわ
ちデータ復元遅延ｄを決定するものであり、データ復元
におけるジッタ許容量が増加し、入力データＶinにジッ
タがあってもデータ復元を良好に行うことができる。

【００７３】

【発明の効果】この発明によれば、オーバーサンプリン
グ方式でデータ復元を行う際に、入力データのエッジ間
隔情報に基づいてデータ復元に用いるサンプリング位相
を決定するものであり、データ復元におけるジッタ許容
量を大幅に増加させることができ、入力データにジッタ
があってもデータ復元を良好に行うことができる。ま
た、この発明によれば、オーバーサンプリング方式でデ
ータ復元を行うものであり、小型、かつ安価で、ジッタ
許容量の大きなデータ復元装置を提供でき、ＳＯＨＯや
一般家庭等、比較的受信信号にノイズ（ジッタ）の乗り
やすい環境での高速シリアルデータ伝送のデータ復元装
置に適用して好適なものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態としてのデータ復元装置の構成を示
すブロック図である。

【図２】入力データＶinに対する種々のタイミングを示
す図である。

【図３】エッジ間隔カウンタのカウントの様子を示す図
である。

【図４】ジッタを含まない入力データのデータ復元の様
子を示す図である。

【図５】エッジ間隔が縮小する方向にジッタが生じた場
合におけるデータ復元の様子を示す図である。

【図６】エッジ間隔が拡大する方向にジッタが生じた場
合におけるデータ復元の様子を示す図である。

【図７】従来では判定できない入力データ例を示す図で
ある。

【図８】符号間干渉のデータエッジに与える影響を説明
するための図である。

【図９】データ復元動作（第１の実施の形態）を示すフ
ローチャートである。

【図１０】データ復元動作（第２の実施の形態）を説明
するための図である。

【図１１】データ復元動作（第３の実施の形態）を示す
フローチャートである。

【図１２】データ復元動作（第４の実施の形態）を示す
フローチャートである。

【図１３】データ復元動作（第５の実施の形態）を示す
フローチャートである。

【図１４】従来のオーバーサンプリング方式によるデー
タ復元動作を説明するための図である。

【符号の説明】

１００・・・データ復元装置、１０１・・・入力端子、
１０２・・・オーバーサンプリング部、１０３・・・エ
ッジ検出部、１０４・・・エッジ間隔カウンタ、１０５
・・・位相決定部、１０６・・・データ復元部、１０７
・・・出力端子、Ｖin・・・入力ディジタルシリアルデ
ータ（入力データ）、Ｖout・・・出力ディジタルシリ
アルデータ（出力データ）、ｔ・・・サンプリングクロ
ックタイミング、Ｓ(t)・・・サンプルデータ、ｔｓ・
・・データ復元の基準クロックタイミング、ｔ’・・・
クロックカウンタ、ｔｒ・・・データ復元タイミング、
ｄ・・・データ復元遅延、ｄｓ・・・基準データ復元遅
延

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力ディジタルシリアルデータよりオー
バーサンプリング方式でデータ復元を行って出力ディジ
タルシリアルデータを得るデータ復元装置において、上記入力ディジタルシリアルデータのオーバーサンプリ
ングを行うオーバーサンプリング手段と、上記オーバーサンプリング手段で得られたサンプルデー
タよりデータエッジを検出するデータエッジ検出手段
と、上記データエッジ検出手段で検出された上記データエッ
ジに基づいて、上記入力ディジタルシリアルデータのエ
ッジ間隔情報を取得する情報取得手段と、上記情報取得手段で取得された上記エッジ間隔情報を用
いてデータ復元に用いるサンプリング位相を決定する位
相決定手段と、上記オーバーサンプリング手段で得られたサンプルデー
タより上記位相決定手段で決定された上記サンプリング
位相に対応したサンプルデータを取り出して上記出力デ
ィジタルシリアルデータを得るデータ復元手段とを備え
ることを特徴とするデータ復元装置。
【請求項２】上記情報取得手段は、上記データエッジ
のタイミングでリセットされ、上記オーバーサンプリン
グ手段におけるサンプル数をカウントするカウンタを有
してなり、上記エッジ間隔情報をサンプル数のカウント
値で得ることを特徴とする請求項１に記載のデータ復元
装置。
【請求項３】上記位相決定手段は、最近に得られたエッジ地点より最近に得られたサンプル
データまでのサンプル数Ｃ、または最近に得られたエッ
ジ地点とその次に得られるエッジ地点により構成される
データブロックに含まれるサンプル数Ｃと、最近に得ら
れた地点と２番目目に最近に得られたエッジ地点により
構成されるデータブロックに含まれるサンプル数Ｃｐと
の差分値Ｃ−Ｃｐを基に、上記データ復元に用いるサン
プリング位相を決定することを特徴とする請求項２に記
載のデータ復元装置。
【請求項４】上記位相決定手段は、上記差分値Ｃ−Ｃｐの正負を基に、上記データ復元に用
いるサンプリング位相を決定することを特徴とする請求
項３に記載のデータ復元装置。
【請求項５】上記位相決定手段は、あらかじめ得られた符号間干渉によるデータビット幅へ
の影響量と、上記差分値Ｃ−Ｃｐとを基に、上記データ
復元に用いるサンプリング位相を決定することを特徴と
する請求項３に記載のデータ復元装置。
【請求項６】上記位相決定手段は、最近に得られたサンプルデータの値が特定の閾値以上で
ある場合には、最近に得られたエッジ地点より上記最近
に得られたサンプルデータまでのサンプル数Ｃ、または
最近に得られたエッジ地点とその次に得られるエッジ地
点により構成されるデータブロックに含まれるサンプル
数Ｃを基に、上記データ復元に用いるサンプリング位相
を決定し、上記最近に得られたサンプルデータの値が上記特定の閾
値より小さい場合には、最近に得られたエッジ地点と２
番目に最近に得られたエッジ地点により構成されるデー
タブロックに含まれるサンプル数Ｃｐを基に、上記デー
タ復元に用いるサンプリング位相を決定することを特徴
とする請求項２に記載のデータ復元装置。
【請求項７】上記位相決定手段は、最近に得られたサンプルデータの値が特定の閾値以下で
ある場合には、最近に得られたエッジ地点より上記最近
に得られたサンプルデータまでのサンプル数Ｃ、または
最近に得られたエッジ地点とその次に得られるエッジ地
点により構成されるデータブロックに含まれるサンプル
数Ｃを基に、上記データ復元に用いるサンプリング位相
を決定し、上記最近に得られたサンプルデータの値が上記特定の閾
値より大きい場合には、最近に得られたエッジ地点と２
番目に最近に得られたエッジ地点により構成されるデー
タブロックに含まれるサンプル数Ｃｐを基に、上記デー
タ復元に用いるサンプリング位相を決定することを特徴
とする請求項２に記載のデータ復元装置。
【請求項８】上記位相決定手段は、最近に得られたエッジ地点より最近に得られたサンプル
データまでのサンプル数Ｃ、または最近に得られたエッ
ジ地点とその次に得られるエッジ地点により構成される
データブロックに含まれるサンプル数Ｃを基に、上記デ
ータ復元に用いるサンプリング位相を決定することを特
徴とする請求項２に記載のデータ復元装置。
【請求項９】上記位相決定手段は、最近に得られたエッジ地点と２番目に最近に得られたエ
ッジ地点により構成されるデータブロックに含まれるサ
ンプル数Ｃｐを基に、上記データ復元に用いるサンプリ
ング位相を決定することを特徴とする請求項２に記載の
データ復元装置。
【請求項１０】入力ディジタルシリアルデータよりオ
ーバーサンプリング方式でデータ復元を行って出力ディ
ジタルシリアルデータを得るデータ復元方法において、上記入力ディジタルシリアルデータのオーバーサンプリ
ングを行う工程と、上記オーバーサンプリングで得られたサンプルデータよ
りデータエッジを検出する工程と、上記検出されたデータエッジに基づいて、上記入力ディ
ジタルシリアルデータのエッジ間隔情報を取得する工程
と、上記取得されたエッジ間隔情報を用いて、データ復元に
用いるサンプリング位相を決定する工程と、上記オーバーサンプリングで得られたサンプルデータよ
り上記決定されたサンプリング位相に対応したサンプル
データを取り出して上記出力ディジタルシリアルデータ
を得る工程とを備えることを特徴とするデータ復元方
法。
【請求項１１】上記エッジ間隔情報を取得する工程で
は、上記データエッジのタイミングでリセットされ、上記オ
ーバーサンプリングにおけるサンプル数をカウントする
カウンタを使用し、上記エッジ間隔情報をサンプル数の
カウント値で得ることを特徴とする請求項１０に記載の
データ復元方法。