JP2005192174A - 非同期信号入力装置およびサンプリング周波数変換装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 書き込み制御部30は、第1の周波数の入力クロックに従い、入力データをFIFO10に書き込む。残存データ量検出部50は、FIFO10に格納された読み出し未了の入力データの残存データ量を検出し、ベクトル検出回路51は、残存データ量の時間的変化を表すベクトルを出力する。ループフィルタ部60は、残存データ量およびベクトルに基づいて、残存データ量と目標値との間の誤差を修正量に変換し、該修正量に基づいて周波数制御情報を生成する。可変周波数発振部70は、読み出し許可信号RPを、周波数制御情報に応じた時間密度で生成する。読み出し制御部40は、読み出し許可信号に伴って読み出しクロックCKRが与えられ、FIFO10から入力データを読み出す。
【選択図】 図1
Description
さらに詳述すると、この非同期信号入力装置では、FIFOの残存データ量を目標値と比較し、残存データ量が目標値よりも大きいときには周波数制御情報を増加させることによりFIFOにおける入力データの読み出し速度を増加させ、残存データ量が目標値よりも小さいときには周波数制御情報を減少させることによりFIFOにおける入力データの読み出し速度を減少させていた。このように、非同期信号入力装置では、残存データ量、すなわち、FIFOに書き込まれる入力データとFIFOから読み出される入力データとの位相差の時間平均値を適正な値に収束させる、いわばPLL(Phase Locked Loop)としての動作が行われ、FIFOのオーバフローおよびアンダーフローが防止される。
かかる発明によれば、記憶手段の残存データ量およびその時間的変化に基づいて修正量の制御が行われ、残存データ量の振動が抑制される。
好ましい態様において、前記ベクトル検出手段は、所定個数の残存データ量を記憶する残存データ量記憶手段を有し、前記残存データ量検出手段によって検出された残存データ量と前記残存データ量記憶手段に記憶された最新の残存データ量との間に±2の差があるときに前記残存データ量検出手段によって検出された残存データ量を前記残存データ量記憶手段に格納し、前記残存データ量記憶手段に記憶された所定個数の残存データ量に基づき、前記残存データ量の時間的変化を検出する。
この態様によれば、収束状態における残存データおよび記憶手段におけるデータの読み出し速度の定常振動の振幅を最小に抑えることができる。
このサンプリング周波数変換装置は、第1のサンプリング周波数f1の入力データDinの列を受け取り、この入力データDinの列に基づき、これと同一の信号波形を描く第2のサンプリング周波数f2の出力データDoutの列を生成する装置である。このサンプリング周波数変換装置では、出力データ列を生成し、出力するための処理のタイミング制御を行うため、第2のサンプリング周波数f2と同一周波数の出力クロックCKoutが、図示しないクロック発生回路により生成される。
FIFO10は、RAM(Random Access Memory)などにより構成される先入れ先出し形式のバッファであり、32ビットの入力データを最大16個記憶することができる。FIFO10は、外部の送出側機器から供給される入力データDinを、一時的に保存し、古いものから順に補間部200に引き渡す。
書き込み制御部30は、入力データDinのサンプリング周波数f1と同一周波数の入力クロックCkinに従って、書き込みアドレスおよび書き込みイネーブル信号WEを生成し、FIFO10に供給する。FIFO10に供給される入力データDinは、書き込みイネーブル信号WEにより、FIFO10内の書き込みアドレスによって指定されるエリアに書き込まれる。
Valid_ptr=Valid0±2 ・・・(1)
以上が残存データ量検出部50、ベクトル検出回路51および変換部61によって行われる処理の詳細である。
y(n+1)=y(n)+ΔT・・・・・(2)
第1ラッチ回路63は、初期設定が可能な構成となっている。このサンプリング周波数変換装置が動作を開始するとき、第1ラッチ回路63には、初期値y(0)として所定の値が設定される。
残存データ量検出部50は、FIFO10に対する書き込みアドレスと読み出しアドレスの差分を残存データ量ΔSとして出力する。このΔSは、FIFO10内の残存データ量を表すとともに、FIFO10に書き込まれるデータDinとFIFO10から読み出されるデータDinとの位相差を表している。ベクトル検出回路51は、この残存データ量ΔSの時間的変化の態様を示すベクトルdΔSを出力する。変換部61は、残存データ量ΔSとベクトルdΔSに基づいて修正量ΔTを生成する。ループフィルタ部60における第1全加算器62以降の回路は、このようにして変換部61から順次出力される修正量ΔTを時間軸上において均し、周波数制御情報y(n)として出力する。
以上が本実施形態の第1の特徴の詳細である。
Valid_ptr=Valid0±1 ・・・(3)
Valid_ptr=Valid0±3 ・・・(4)
図6に示す例において、式(4)の更新条件を採用した場合、A点においてFIFO10の残存データ量ΔSの変化が±2の幅の中に収まると、それ以降、ベクトル検出回路51がポインタの更新をしなくなるため、残存データ量ΔSおよび読み出し速度FRをこれ以上適正値に収束させることができなくなる。しかし、式(1)の更新条件を採用した場合には、A点以降においても、ベクトル検出回路51によるポインタの更新が行われるため、残存データ量ΔSおよび読み出し速度FRをさらに適正値に収束させることができる。すなわち、更新条件として式(4)を採用するよりも式(1)を採用した方が、残存データ量ΔSおよび読み出し速度FRの収束限界がA点からB点まで延長され、より適正値に収束させることができるのである。
a.ΔSが適正値より大きく、かつ、増加中の場合は正の修正量ΔTを発生する。
b.ΔSが適正値以上であり、かつ、減少中の場合は修正量ΔTを「0」にする。
c.ΔSが適正値より小さく、かつ、減少中の場合は負の修正量ΔTを発生する。
d.ΔSが適正値以下であり、かつ、増加中の場合は修正量ΔTを「0」にする。
Claims (3)
- 記憶手段と、
第1の周波数の入力クロックに従い、入力データを前記記憶手段に書き込む書き込み制御手段と、
前記記憶手段に格納された読み出し未了の入力データの残存データ量を検出する残存データ量検出手段と、
前記残存データ量の時間的変化を検出するベクトル検出手段と、
前記残存データ量検出手段により検出された残存データ量および前記ベクトル検出手段により検出された残存データ量の時間的変化に基づいて、前記残存データ量と目標値との間の誤差を修正量に変換し、該修正量に基づいて周波数制御情報を生成するループフィルタ部と、
第2の周波数の出力クロックに同期した読み出し信号を、前記周波数制御情報に応じた時間密度で生成する読み出し信号生成手段と、
前記読み出し信号生成手段によって生成された読み出し信号により前記記憶手段から入力データを読み出す読み出し制御手段と
を具備することを特徴とする非同期信号入力装置。 - 前記ベクトル検出手段は、所定個数の残存データ量を記憶する残存データ量記憶手段を有し、前記残存データ量検出手段によって検出された残存データ量と前記残存データ量記憶手段に記憶された最新の残存データ量との間に±2の差があるときに前記残存データ量検出手段によって検出された残存データ量を前記残存データ量記憶手段に格納し、前記残存データ量記憶手段に記憶された所定個数の残存データ量に基づき、前記残存データ量の時間的変化を検出することを特徴とする請求項1に記載の非同期信号入力装置。
- 請求項1または2に記載の非同期信号入力装置と、
前記出力クロックが発生する毎に補間情報を生成する手段であり、該補間情報を、前記ループフィルタ部から生成される周波数制御情報に基づいて制御する補間情報生成手段と、
前記出力クロックの発生タイミングに対応したデータを、前記読み出し制御手段によって読み出されたデータと前記補間情報生成手段によって生成された補間情報を用いた補間演算により求める補間手段と
を具備することを特徴とするサンプリング周波数変換装置。
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