JP2008245273A - Symbol synchronizing circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、異なるクロック源で動作する複数の装置間でデータを送受信する伝送システムにおいて、受信側のクロック信号の遅延を動的に制御することで、データ信号とのタイミングを一致させ、同期したクロック信号に基づいてデータを識別するシンボル同期回路に関する。 The present invention dynamically synchronizes and synchronizes the timing with the data signal by dynamically controlling the delay of the clock signal on the receiving side in a transmission system that transmits and receives data between a plurality of devices operating with different clock sources. The present invention relates to a symbol synchronization circuit for identifying data based on a clock signal.
図27は、従来のシンボル同期回路を示すブロック図である。図27に示すシンボル同期回路は、2系統の同期回路を備え、クロック信号の遅延を制御するための制御値が限界値を越えたとき他系の同期回路に切り替えることで、可変遅延器の制御範囲を越えないように動作する(例えば、特許文献1参照)。 FIG. 27 is a block diagram showing a conventional symbol synchronization circuit. The symbol synchronization circuit shown in FIG. 27 includes two synchronization circuits. When the control value for controlling the delay of the clock signal exceeds the limit value, the variable synchronization device is controlled by switching to another synchronization circuit. It operates so as not to exceed the range (see, for example, Patent Document 1).
当該シンボル同期回路は、第1及び第2の同期クロックのいずれかひとつがデータ信号と同期するように、クロック信号の遅延を動的に制御する。第1の同期クロック11がデータ信号10に同期している場合、選択手段13は第1の同期クロック11を選択し、選択クロック14として出力する。第1の同期クロック11が遅延制御の限界値を越えたとき、第2の同期クロック12は、第1の同期クロック11より進んだ位相でデータ信号10に同期するように制御される。第2の同期クロック12がデータ信号10に同期したとき、選択手段13は第2の同期クロック12を選択し、選択クロック14として出力する。第2の同期クロック12が遅延制御の限界値を越えたときには、第2の同期クロック12から第1の同期クロック11に同様の手順で切り替えられる。以下、再び第1の同期クロック11から第2の同期クロック12へ、そして第2の同期クロック12から第1の同期クロック11へと切り替え処理が交互に繰り返される。
The symbol synchronization circuit dynamically controls the delay of the clock signal so that one of the first and second synchronization clocks is synchronized with the data signal. When the
図28は、遅延同期ループ回路を利用した従来のシンボル同期回路を示すブロック図である。図28に示すシンボル同期回路は、1系統の同期回路を用い、遅延制御値が巡回するように制御することで、可変遅延器の制御範囲を越えないように動作する(例えば、特許文献2参照)。なお、当該シンボル同期回路は、クロック信号の周波数と位相を獲得するための遅延同期ループ回路であるが、簡単な変更を加えることでシンボル同期回路として利用可能であることは当業者であれば容易に想到できる。 FIG. 28 is a block diagram showing a conventional symbol synchronization circuit using a delay locked loop circuit. The symbol synchronization circuit shown in FIG. 28 operates so as not to exceed the control range of the variable delay device by using a single synchronization circuit and controlling the delay control value to circulate (see, for example, Patent Document 2). ). The symbol synchronization circuit is a delay locked loop circuit for acquiring the frequency and phase of the clock signal. However, those skilled in the art can easily use the symbol synchronization circuit as a symbol synchronization circuit with simple modifications. I can think of it.
図29は、図28に示すシンボル同期回路が備える巡回制御手段21の動作を示す状態遷移図である。巡回制御手段21は、データ信号20と同期クロック信号23の位相差が最小となるよう可変遅延器22を制御する。図29に示す各状態ノード内に書かれた数字は、可変遅延器22の遅延制御値を示す。図29に示す例では、可変遅延器22の制御範囲は0から7である。可変遅延器22の入出力遅延時間は、単位遅延時間に遅延制御値を乗算した値に等しい。
FIG. 29 is a state transition diagram showing the operation of the cyclic control means 21 provided in the symbol synchronization circuit shown in FIG. The cyclic control means 21 controls the
遅延制御値の更新方法を以下に述べる。データ信号20に比べ同期クロック信号23の位相が進んでいる場合は遅延制御値を1増やし、データ信号20に比べ同期クロック信号23の位相が遅れている場合は遅延制御値を1減らし、データ信号20と同期クロック信号23の位相差がない場合は遅延制御値を変更しない。但し、現在の遅延制御値が0又は7のときに、限界値を越える方向に制御する場合は、8段の戻し処理を行なう。すなわち、遅延量を遅延制御値7からさらに増やす場合、仮に単純に1増やすと8となり限界値である7を越えてしまう。したがって、1増やした8から戻し段数の8を差し引いて0にする。一方、遅延量を遅延制御値0からさらに減らす場合、仮に単純に1減らすと−1となり限界値である0を越えてしまう。したがって、1増やした−1に戻し段数の8を足して7にする。こうして図29に示すように、制御可能な両端である0と7をつないで輪にすることで巡回的に制御することができる。なお、戻し時間は、可変遅延器22の単位遅延時間と戻し段数を乗算した値に等しい。戻し段数は、戻し時間とクロック周期の自然数倍の時間が出切る限り一致するよう設計される。可変遅延器22の内部構成としては、遅延素子が多段接続され、任意の素子の出力をセレクタで選択して出力する構成となっている。
A method for updating the delay control value will be described below. When the phase of the synchronous clock signal 23 is advanced compared to the data signal 20, the delay control value is increased by 1. When the phase of the synchronous clock signal 23 is delayed compared to the data signal 20, the delay control value is decreased by 1. When there is no phase difference between 20 and the synchronous clock signal 23, the delay control value is not changed. However, when the current delay control value is 0 or 7, when the control is performed in the direction exceeding the limit value, an 8-stage return process is performed. That is, when the delay amount is further increased from the
しかし、図27に示したシンボル同期回路は同期回路を2系統備えるため、回路規模が大きくなってしまう。また、図28に示したシンボル同期回路が備える同期回路は1系統だけであるが、温度変化等による遅延素子の遅延時間の変動により戻し時間がクロック周期の自然数倍の時間からかけ離れる結果、戻し処理を行なった瞬間のクロック位相ずれが増大する。 However, since the symbol synchronization circuit shown in FIG. 27 includes two synchronization circuits, the circuit scale becomes large. In addition, the symbol synchronization circuit shown in FIG. 28 has only one synchronization circuit, but the return time is far from a natural number times the clock period due to a variation in the delay time of the delay element due to a temperature change or the like, The clock phase shift at the moment when the return process is performed increases.
本発明の目的は、同期回路が1系統で、温度変化等によるクロック位相ずれの増大を防止できるシンボル同期回路を提供することである。 An object of the present invention is to provide a symbol synchronization circuit that has a single synchronization circuit and can prevent an increase in clock phase shift due to temperature change or the like.
本発明は、データ識別部と、可変遅延器と、位相比較器と、巡回制御部と、戻し段数決定部と、を備え、前記巡回制御部から出力される遅延制御信号が指定する段数Ncを0以上の整数とし、前記可変遅延器から出力される左端信号の信号数kを1以上の整数とし、iを1以上k以下の整数とし、Nl(i)を0以上の整数とし、前記可変遅延器から出力される右端信号の信号数mを1以上の整数とし、jを1以上m以下の整数とし、Nr(j)を0以上の整数とし、すべてのiとjに対して、Nl(i)<Nr(j)とし、Dを前記可変遅延器が有する遅延素子の単位遅延時間とし、前記可変遅延器は、前記遅延制御信号が指定する段数Ncに基づいて、クロック信号をNc×Dだけ遅延させた同期クロック信号を出力し、前記クロック信号をNl(i)×Dだけ遅延させた信号を前記左端信号として出力し、前記クロック信号をNr(j)×Dだけ遅延させた信号を前記右端信号として出力し、前記位相比較器は、データ信号と前記同期クロック信号の位相差を検出して、当該検出結果に応じた位相差信号を出力し、前記巡回制御部は、前記位相差信号に基づいて、前記同期クロック信号が前記データ信号に同期する段数Ncを指定する前記遅延制御信号を出力し、前記戻し段数決定部から出力される戻し段数信号に基づいて、前記可変遅延器の制御範囲を越えないように戻し処理を行い、前記戻し段数決定部は、前記左端信号と前記右端信号の位相差Nr(j)×D−Nl(i)×Dがクロック周期の自然数倍の時間に最も近い、(i、j)の組み合わせ(imin、jmin)を決定し、そのときの左端信号と右端信号の段数の差Nr(jmin)−Nl(imin)を示す前記戻し段数信号を出力し、前記データ識別部は、前記同期クロック信号のタイミングに基づいて前記データ信号の値を識別して、識別データ信号を出力するシンボル同期回路を提供する。 The present invention includes a data identification unit, a variable delay unit, a phase comparator, a cyclic control unit, and a return stage number determination unit, and determines the stage number Nc specified by the delay control signal output from the cyclic control unit. The number of left end signals output from the variable delay device is set to an integer of 1 or more, i is set to an integer of 1 to k, and Nl (i) is an integer of 0 or more. The signal number m of the right end signal output from the delay unit is an integer of 1 or more, j is an integer of 1 or more and m or less, Nr (j) is an integer of 0 or more, and for all i and j, Nl (I) <Nr (j), D is a unit delay time of a delay element included in the variable delay device, and the variable delay device converts the clock signal to Nc × based on the number of stages Nc specified by the delay control signal. A synchronous clock signal delayed by D is output and the clock signal is output. Is delayed by Nl (i) × D as the left end signal, the clock signal is delayed by Nr (j) × D as the right end signal, and the phase comparator Detecting a phase difference between the signal and the synchronous clock signal, and outputting a phase difference signal corresponding to the detection result, and the cyclic control unit converts the synchronous clock signal into the data signal based on the phase difference signal. The delay control signal designating the number of stages Nc to be synchronized is output, and based on the return stage number signal output from the return stage number determination unit, a return process is performed so as not to exceed the control range of the variable delay device, and the return stage The number-of-stage determining unit is a combination of (i, j) in which the phase difference Nr (j) × D−Nl (i) × D between the left end signal and the right end signal is closest to a time that is a natural number multiple of the clock cycle. , Jmin) And outputting the return stage number signal indicating the difference Nr (jmin) −Nl (imin) between the number of stages of the left end signal and the right end signal at that time, and the data identifying unit is configured to output the return stage number signal based on the timing of the synchronous clock signal. A symbol synchronization circuit for identifying a value of a data signal and outputting an identification data signal is provided.
このシンボル同期回路は、同期回路を1系統のみ備え、かつ遅延素子の遅延量の変動に応じて戻し段数を調整し、クロック周期の自然数倍の時間に最も近い戻し段数を選ぶため、戻し処理の際のクロック位相ずれが温度等の環境変動により増大することを防止する。なお、左端信号及び右端信号を同時にパラレルに位相差の計算を行う、順番にセレクタで切り替えながら位相差の計算を行うかは限定しない This symbol synchronization circuit has only one synchronization circuit, adjusts the number of return stages according to the variation of the delay amount of the delay element, and selects the number of return stages closest to the time that is a natural number times the clock period. In this case, the clock phase shift is prevented from increasing due to environmental fluctuations such as temperature. It should be noted that the phase difference is calculated in parallel for the left end signal and the right end signal at the same time, and it is not limited whether the phase difference is calculated while sequentially switching with the selector.
上記シンボル同期回路では、前記戻し段数決定部は、すべての前記左端信号と前記右端信号の位相差を同時に検出するため、k×m個の位相比較器を有する。 In the symbol synchronization circuit, the return stage number determination unit includes k × m phase comparators to simultaneously detect the phase differences between all the left end signals and the right end signals.
上記構成では、右端信号と左端信号の位相差を同時に計算するため、右端信号及び左端信号をひとつずつ切り替えしながらなくてよい分、制御が簡単である In the above configuration, since the phase difference between the right end signal and the left end signal is calculated at the same time, the control is simple because it is not necessary to switch the right end signal and the left end signal one by one.
上記シンボル同期回路は、前記戻し段数信号及び前記遅延制御信号に基づいてモード切替信号を出力するモード切替部を備え、前記戻し段数決定部は、前記モード切替信号により前記戻し処理の実行を指示された時だけ前記戻し処理を行うよう前記巡回制御部を制御する。 The symbol synchronization circuit includes a mode switching unit that outputs a mode switching signal based on the return stage number signal and the delay control signal, and the return stage number determination unit is instructed to execute the return process by the mode switching signal. The patrol control unit is controlled so that the return process is performed only when the
上記構成では、少ない消費電力で動作する。 In the above configuration, the operation is performed with low power consumption.
上記シンボル同期回路では、前記可変遅延器が、k本の前記左端信号の中からいずれか1つを選んだ選択左端信号と、m本の前記右端信号の中からいずれか1つを選んだ選択右端信号とを出力し、前記戻し段数決定部は、前記選択左端信号と前記選択右端信号の位相差を順次検出する1つの位相比較器を有する。 In the symbol synchronization circuit, the variable delay unit selects any one of the k left end signals selected from the left selected signal and the m right end signals selected. The return stage number determination unit has one phase comparator that sequentially detects a phase difference between the selected left end signal and the selected right end signal.
上記構成では、左端信号及び右端信号の組を順番にセレクタで切り替えながら位相差の計算を行うが、戻し段数の候補数が多い場合であっても、左端・右端比較用の位相比較器が1個ですむ。なお、k=1の場合、選択左端信号は左端信号そのものであり、m=1の場合、選択右端信号は右端信号そのものである。 In the configuration described above, the phase difference is calculated while the pair of the left end signal and the right end signal is sequentially switched by the selector. However, even when the number of return stage candidates is large, one phase comparator for left end / right end comparison is provided. It is enough. When k = 1, the selected left end signal is the left end signal itself, and when m = 1, the selected right end signal is the right end signal itself.
上記シンボル同期回路では、前記戻し段数決定部は、k本の前記左端信号及びm本の前記右端信号の中から、前記データ信号の伝送レートを示すレート切替信号が示す伝送レートに対応した信号だけをそれぞれ選び、選択された左端信号と右端信号の段数の差を示す前記戻し段数信号を出力する。 In the symbol synchronization circuit, the return stage number determination unit only selects a signal corresponding to a transmission rate indicated by a rate switching signal indicating a transmission rate of the data signal from the k left end signals and the m right end signals. And the return stage number signal indicating the difference in the number of stages of the selected left end signal and right end signal is output.
上記構成では、データ信号の伝送レートに対し可能性のある左端信号及び右端信号だけを選んで戻し段数を計算するため、無駄な計算が省ける。 In the above configuration, since only the left end signal and the right end signal which are possible for the transmission rate of the data signal are selected and the number of return stages is calculated, unnecessary calculation can be omitted.
上記シンボル同期回路では、前記モード切替信号は、同期モード及び調整モードのいずれかの動作モードを指示し、前記位相比較器は、前記モード切替信号によって前記同期モードが指示されたときは、前記データ信号と前記同期クロック信号の位相差を示す第1の位相差信号を出力し、前記モード切替信号によって前記調整モードが指示されたときは、前記左端信号と前記右端信号の位相差を示す第2の位相差信号を出力し、前記第1の位相差信号に応じて、前記戻し段数決定部は動作せず、前記巡回制御部は動作し、前記第2の位相差信号に応じて、前記巡回制御部は動作せず、前記戻し段数決定部は動作する。 In the symbol synchronization circuit, the mode switching signal indicates an operation mode of either a synchronization mode or an adjustment mode, and the phase comparator is configured to output the data when the synchronization mode is indicated by the mode switching signal. A first phase difference signal indicating a phase difference between the signal and the synchronous clock signal, and a second phase difference indicating the phase difference between the left end signal and the right end signal when the adjustment mode is instructed by the mode switching signal. The return stage number determining unit does not operate according to the first phase difference signal, the cyclic control unit operates, and the cyclic control unit operates according to the second phase difference signal. The control unit does not operate, and the return stage number determination unit operates.
上記構成では、シンボル同期回路全体で、位相比較器を1個設ければ良い。 In the above configuration, one phase comparator may be provided in the entire symbol synchronization circuit.
上記シンボル同期回路では、前記位相比較器は、矩形波である前記左端信号及び前記右端信号のいずれかを、電圧ピークを有する波形の信号に変換する波形変換部を有する。 In the symbol synchronization circuit, the phase comparator includes a waveform converter that converts either the left end signal or the right end signal, which is a rectangular wave, into a signal having a waveform having a voltage peak.
上記構成では、矩形波のフラットな部分をLPF等で山形・谷形に加工することで、位相比較器がデータ信号入力の電圧レベルからタイミングを抽出するようなタイプであっても実現できる。 The above configuration can be realized even if the phase comparator extracts the timing from the voltage level of the data signal input by processing the flat portion of the rectangular wave into a mountain shape or a valley shape with LPF or the like.
上記シンボル同期回路は、前記戻し段数信号を変換して温度情報信号を出力する温度テーブル部を備える。 The symbol synchronization circuit includes a temperature table unit that converts the return stage number signal and outputs a temperature information signal.
上記構成では、シンボル同期回路と同じ半導体チップ内に組み込まれており、かつ温度変化で特性が変動するような回路の特性を補正するための温度情報信号を出力することができる。 In the above configuration, a temperature information signal for correcting the characteristics of a circuit that is incorporated in the same semiconductor chip as the symbol synchronization circuit and whose characteristics fluctuate due to a temperature change can be output.
本発明に係るシンボル同期回路によれば、同期回路が1系統で、温度変化等によるクロック位相ずれの増大を防止できる。 According to the symbol synchronization circuit of the present invention, the synchronization circuit is one system, and an increase in clock phase shift due to a temperature change or the like can be prevented.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態のシンボル同期回路を示すブロック図である。図1に示すように、第1の実施形態のシンボル同期回路は、データ識別部100と、可変遅延器101と、位相比較器102と、巡回制御部103と、戻し段数決定部104とを備える。図1に示された符号105はデータ信号であり、符号106は識別データ信号であり、符号107はクロック信号であり、符号108は同期クロック信号であり、符号109は左端信号であり、符号110は右端信号であり、符号111は可変遅延器101に対し遅延量を指示する遅延制御信号であり、符号112は巡回制御部103に対し戻し段数を指示する戻し段数信号であり、符号113は位相差信号である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a symbol synchronization circuit of the first embodiment. As shown in FIG. 1, the symbol synchronization circuit of the first embodiment includes a
可変遅延器101は、クロック信号107を遅延させて同期クロック信号108を出力する。データ識別部100は、同期クロック信号108のタイミングに基づいてデータ信号105の値を識別し、識別データ信号106として出力する。位相比較器102は、データ信号105と同期クロック信号108との位相差を検出し、同期クロック108の位相がデータ信号105の位相より進んでいるか遅れているかの検出結果に応じた位相差信号113を出力する。
The
巡回制御部103は、位相差信号113に基づいて遅延制御信号111の値を増減させ、同期クロック108とデータ信号105の同期を取る。また、巡回制御部103は、戻し段数信号112に基づいて、可変遅延器101の制御範囲を越えないように戻し処理を行なう。
The
左端信号109と右端信号110は、クロック信号107を、それぞれ異なる遅延段数により遅延させた信号である。遅延段数とは、クロック信号107を遅延させるために単数又は複数の遅延素子を通過させた際の、遅延素子の個数を意味する。戻し段数決定部104は、左端信号109と右端信号110の位相差がクロック周期の自然数倍の時間に最も近くなるときの、左端信号109と右端信号110のそれぞれの遅延段数の差を算出し、戻し段数信号112として巡回制御部103に指示する。
The
図2は、可変遅延器101及び戻し段数決定部104の内部構成を示すブロック図である。図2に示す符号200は、8段の遅延素子を従属接続した遅延器である。符号201は、8ビットの入力ラインと1ビットの出力ラインを有し、遅延制御信号111が指示する値に従って、8ビットの入力のうち1つを選択して出力するセレクタである。符号202は、左端信号109と右端信号110の位相差の大きさを出力する位相比較器である。R1、R2及びR3は、右端信号110の各ビット信号である。P1、P2及びP3は、位相比較器202から出力される位相比較信号である。なお、右端信号110を示す符号の添字1、2、3と、位相比較信号を示す符号の添字1、2、3は互いに対応しており、さらに、遅延器200から引き出した結線位置の6段目、7段目、8段目に対応している。203は最小検出部であり、位相比較信号P1、P2及びP3の値を比較して、左端信号109に対して位相差が最小であると判定された右端信号110のラインが遅延器200に結線されている位置を、戻し段数信号112として出力する。
FIG. 2 is a block diagram showing the internal configuration of the
図3は、戻し段数決定部104内の最小検出部203の動作を示す入出力表を示す図である。入力される位相比較信号P1、P2及びP3に対し、位相比較信号P1が最小の場合はR1が遅延器200の6段目に結線されているため、戻し段数信号112として「6」が出力される。同様に、位相比較信号P2が最小の場合は戻し段数信号112として「7」が出力され、位相比較信号P3が最小の場合は戻し段数信号112として「8」が出力される。なお、位相比較信号P1及び位相比較信号P2が同時に最小になる場合や、位相比較信号P2及び位相比較信号P3が同時に最小になる場合がある。本実施形態では、位相比較信号P2が最小の場合と同じ値「7」を戻し段数信号112として出力するが、位相比較信号P1と位相比較信号P2が同時に最小となる場合は「6」を戻し段数信号112として出力しても、位相比較信号P2と位相比較信号P3が同時に最小となる場合は「8」を戻し段数信号112として出力してもよい。すなわち、同時に最小となった2つの右端信号が結線されている遅延器200の段数のうち、どちらを出力してもよい。
FIG. 3 is a diagram showing an input / output table showing the operation of the
また、本実施形態では、位相比較器202は、左端信号109と右端信号110の位相差の大きさを出力するが、左端信号109を基準とし右端信号110の位相が進んでいるか遅れているかの判定結果を出力してもよい。但し、その場合は、最小検出部203は、位相比較信号P1、P2、P3で判定結果が変化する位置の右端信号110が結線されている位置を、戻し段数信号112として出力する。
Further, in this embodiment, the
図4は、巡回制御部103の動作を示す状態遷移図である。図4に示す各状態ノードに書かれた数字「0」、「1」、「2」、「3」、「4」、「5」、「6」、「7」は、可変遅延器101の遅延を設定するための遅延制御信号111の値を示す。符号400u,400dは戻し段数が6の場合の戻しパスであり、符号401u,401dは戻し段数が7の場合の戻しパスであり、符号402u,402dは戻し段数が8の場合の戻しパスである。3種類の戻しパスのうち、戻し段数信号112で指示された戻しパスのみが使用され、それ以外の戻しパスは使用されない。例えば、戻し段数信号112が6の場合は、戻しパス400u,400dのみが有効であり、戻しパス401u,401dと戻しパス402u,402dは無効である。この場合、使用される状態は「0」、「1」、「2」、「3」、「4」、「5」の計6個のみであり、状態「6」及び「7」は使用されない。また、別の例として戻し段数信号112が8の場合には、戻しパス402u,402dのみが有効であり、戻しパス400u,400dと戻しパス401u,401dは無効であり、8個のすべての状態が使用される。
FIG. 4 is a state transition diagram showing the operation of the
戻し段数信号112が6のときの遅延制御値の更新方法について以下に述べる。データ信号105に比べ同期クロック信号108の位相が進んでいる場合は、遅延制御値を1増やし(アップ)、データ信号105に比べ同期クロック信号108の位相が遅れている場合は、遅延制御値を1減らし(ダウン)、データ信号105と同期クロック信号108の位相差がない場合は遅延制御値を変更しない(ホールド)。なお、戻し段数は6であるため遅延の制御範囲は0から5である。このため、遅延量を遅延制御値5からさらに増やす場合、仮に単純に1増やすと6となり限界値である5を越えてしまう。したがって、1増やした6から戻し段数の6を差し引いて0にする。一方、遅延量を遅延制御値0からさらに減らす場合、仮に単純に1減らすと−1となり限界値である0を越えてしまう。したがって、1増やした−1に戻し段数の6を足して5にする。こうして図4に示すように、戻しパス400u,400dを用いて、制御可能な両端である0と5をつないで輪にすることで巡回的に制御することができる。
A method for updating the delay control value when the return
図5は、可変遅延器101から出力される左端信号109と右端信号110の関係を示すタイミング図である。ケース1〜ケース3の各クロックエッジ波形は、遅延器200の各段から出力されるクロック信号の立上りエッジを示し、隣り合うエッジの間隔がケース毎に異なる。エッジの間隔は遅延素子の一個あたりの遅延時間によって定まる。このような遅延素子の遅延時間の違いは、周囲温度や動作電圧、半導体プロセスのバラツキ等の条件の違いによってもたらされる。ここで、ケース1では、右端信号110のR1が左端信号109の1周期後のクロックエッジとタイミングが一致する。また、ケース2では右端信号110のR2が、ケース3では右端信号110のR3が、左端信号109の1周期後のクロックエッジとタイミングが一致する。
FIG. 5 is a timing chart showing the relationship between the
例えばケース1では、3つの位相比較信号のうち位相比較信号P1が最小となるため、図3に示した表より、最少検出部203は、戻し段数の値として「6」を出力する。このとき、巡回制御部103の戻しパスとしては、図4の戻しパス400u,400dが用いられる。
For example, in
図6は、同期クロック信号108の立上りエッジの一例を示す図である。図6に示す横軸は、データ信号105に対する相対的なタイミングを表す。同期クロック信号の波形として、実線の矢印は特定の遅延制御信号の値に対する同期クロック信号の立上りエッジを表し、図中の右側に実線の矢印に対応する遅延制御信号の特定の値が記されている。また、点線の矢印は遅延制御信号の特定の値と異なる場合の立上りエッジを表す。さらに、各矢印の下の数字は、各エッジタイミングに対応する遅延制御信号の値を表す。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the rising edge of the
図6の同期クロック信号1は、図5のケース1に対応しており、クロック1周期とちょうど一致する戻し段数は「6」である。図6に示す同期クロック信号1において、実線の矢印で示される遅延制御信号=0のときの立上りエッジは、データ信号105のシンボルの中心から遅れていてデータ識別タイミングとして最適ではなく、ひとつ左に位置する遅延制御信号=5の点線矢印のほうがシンボルの中心に近い。したがって、この場合、位相比較器102は、同期クロック信号108が遅れていると判定し、遅延を減らすよう指示する位相差信号113を巡回制御部103に出力する。
The
なお、本実施形態によれば、戻し段数決定部104により戻し段数が「6」であることが決定されており、巡回制御部103は指示された戻し段数「6」に基づいて戻し処理を行なうため、遅延制御信号の値は5に更新され、同期クロック信号108のタイミングはシンボルの中心に近づく(図6中の同期クロック信号2を参照)。
According to the present embodiment, the return stage
以上説明したように、本実施形態のシンボル同期回路は、位相比較信号P1,P2,P2を用いてクロック1周期との位相差を常に監視し、この位相差に基づいて、複数の戻し段数の中からクロック1周期に最も近い戻し段数を選択する。このため、温度変化等により遅延素子の遅延時間が変わっても、クロック1周期に最も近い戻し段数が選択され、この選択された戻し段数に基づいて戻し処理が行なわれる。一方、図28に示したシンボル同期回路では、戻し段数が例えば「8」に固定されているため、温度変化等によって遅延素子の遅延時間が変わっても、クロック1周期に最も近い戻し段数に変更されない。仮に、図6の同期クロック信号1に対し、戻し段数「8」に基づいて戻し処理を行なうと、遅延制御信号の値は「0」から「7」に更新され、同期クロック信号108のタイミングはデータ信号105のシンボルの中心からさらに遠ざかる(図6の同期クロック信号3参照)。このように、本実施形態のシンボル同期回路は、温度変化等の環境条件の変動によるクロック位相ずれの増大を防止することができる。
As described above, the symbol synchronization circuit according to the present embodiment always monitors the phase difference from one clock cycle using the phase comparison signals P1, P2, and P2, and based on this phase difference, a plurality of return stage numbers. The number of return stages closest to one clock cycle is selected from the inside. For this reason, even if the delay time of the delay element changes due to a temperature change or the like, the return stage number closest to one clock cycle is selected, and the return process is performed based on the selected return stage number. On the other hand, in the symbol synchronization circuit shown in FIG. 28, since the number of return stages is fixed to “8”, for example, even if the delay time of the delay element changes due to a temperature change, etc. Not. If the return processing is performed on the
本実施形態では、図2に示すように、可変遅延器101の遅延器200が有する遅延素子数を8個としたが、8個に限らず9個以上や7個以下にしてもよい。また、右端信号110はR1、R2、R3の3ビットとしたが、3ビットに限らない。また、左端信号109を1ビットとし、右端信号110を3ビットとしたが、左端信号を複数ビットとし、右端信号を1ビットとしてもよい。また、左端信号及び右端信号を両方とも複数ビットにしてもよい。また、図4を参照した遅延制御値の更新について、本実施形態では、クロック信号105と同期データ信号108の位相差がない場合は遅延制御値を変更しない(ホールド)と説明したが、当該ホールドは必ずしも必要な動作ではなく、アップとダウンだけでもよい。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the number of delay elements included in the delay device 200 of the
(第2の実施形態)
図7は、第2の実施形態のシンボル同期回路を示すブロック図である。第2の実施形態のシンボル同期回路は、図1に示した第1の実施形態のシンボル同期回路が備える戻し段数決定部104の代わりに戻し段数決定部700を備え、さらにモード切替部800を備える。この点以外は第1の実施形態と同様であり、図7において、図1と共通する構成要素には同じ参照符号が付されている。
(Second Embodiment)
FIG. 7 is a block diagram showing a symbol synchronization circuit of the second embodiment. The symbol synchronization circuit according to the second embodiment includes a return stage
図7に示された符号701はモード切替信号であり、モード切替信号701は、戻し段数を計算するか保持するかを戻し段数決定部700に指示する。戻し段数決定部700は、戻し段数を計算するモードと、戻し段数の値を保持するモードを持ち、モード切替信号701によって指示されたモードで動作する。モード切替部800は、遅延制御信号111及び戻し段数信号112に基づいてモード切替信号701を出力する。
以下、モード切替信号701に応じた戻し段数決定部700の動作ついて説明する。可変遅延器101内の遅延素子の遅延時間の変動が戻し段数決定部700の動作速度に比べて十分遅い場合には、戻し段数決定部700を常に動作させておく必要はないため、電力節約の目的で戻し段数決定部700の動作を一時停止させてもよい。
Hereinafter, the operation of the return stage
通常、半導体素子の遅延時間は、素子の温度と、動作電圧と、プロセスのばらつきとによって決まる。このうち素子の温度については、外気の変化や機器全体の発熱の影響があるため、シンボル同期回路の動作中は常に変動する可能性がある。また、動作電圧については、電源回路の設計の相違によって供給される電圧値に違いがあり、また電源ノイズの影響で回路動作中も変動する可能性がある。このうち、電源ノイズについては、電源フィルタやパスコンなどにより変動を低減できる。またバッテリー駆動される機器においては、バッテリー残量の変化につれて電圧が変化するが、電源レギュレータやDC−DCコンバータにより電圧を一定にすることができる。さらに、プロセスのばらつきについては、半導体チップに個体差はあるものの、製造された後は半導体素子の遅延時間の時間的な変動には影響しない。したがって、回路動作中の遅延を変動させる要因として、温度変化の影響を考慮する必要がある。但し、通常は戻し段数を計算する回路の動作に比べて温度変化に伴う遅延時間の変動速度はきわめて遅い。このため、戻し段数の更新周期を遅延時間の変動に十分追随できる周期に設定することで、戻し段数の計算に費やされる電力を節約することができる。戻し段数の更新周期を定めるには、温度を仕様で定めた値の範囲で実際の使用条件下で変化させ、戻し段数決定部700の出力値の変化を観測すればよい。すなわち、温度を実使用条件下でどのように早く変化させても戻し段数の値が1だけ変化するまでにT(秒)の時間がかかった場合、戻し段数の更新周期をT(秒)以下に設定する。このため、モード切替信号701を周期がT(秒)以下のパルス信号とし、戻し段数決定部700は当該パルス信号が入力されるたび動作すればよい。
Usually, the delay time of a semiconductor element is determined by the temperature of the element, the operating voltage, and process variations. Among them, the temperature of the element may be constantly changed during the operation of the symbol synchronization circuit because of the influence of changes in the outside air and heat generation of the entire device. In addition, the operating voltage varies depending on the design of the power supply circuit, and there is a possibility that the voltage varies during circuit operation due to the influence of power supply noise. Among these, fluctuations in power supply noise can be reduced by a power supply filter or a bypass capacitor. In a battery-driven device, the voltage changes as the remaining battery level changes, but the voltage can be made constant by a power supply regulator or a DC-DC converter. Further, the process variation does not affect the temporal variation of the delay time of the semiconductor element after the manufacture although there are individual differences in the semiconductor chip. Therefore, it is necessary to consider the influence of temperature change as a factor for varying the delay during circuit operation. However, the fluctuation speed of the delay time accompanying the temperature change is usually very slow compared with the operation of the circuit that calculates the number of return stages. For this reason, by setting the update cycle of the number of return stages to a period that can sufficiently follow the fluctuation of the delay time, it is possible to save power consumed for calculating the number of return stages. In order to determine the update cycle of the return stage number, the temperature may be changed within the range of the value determined by the specification under actual use conditions, and the change in the output value of the return stage
モード切替信号701のパルス周期は、常に一定周期ではなく、変動させてもよい。例えば、電源投入直後やデータ受信の開始直後には温度が上昇し、逆に、一連のデータ受信を終え待ち受け状態に戻った直後には温度が下降するため、このときは温度変化による遅延素子の特性変動に遅れずに追従する周期にモード切替信号701を設定しなければならないが、このとき以外の温度変化が小さい状態では周期を長くしてもよい。また、遅延素子の温度を測定し、モード切替部800は、温度変化が生じたときにモード切替信号701を出力してもよい。
The pulse period of the
巡回制御手段103は、シンボル同期動作中に戻し処理を行うが、データの待ち受け時や送信時には戻し処理を行わない。したがって、戻し段数決定部700は、周期的に戻し段数を更新せずに、データ識別部100にデータ信号105が入力されデータ識別を行なう直前にだけ戻し段数を更新してもよい。例えば、受信データパケットがプリアンブルとデータから構成されており、キャリアセンスにより受信動作を開始する伝送システムに本実施形態のシステム同期回路を適用する場合には、戻し段数決定部700は、キャリアセンス後、プリアンブル受信時に戻し段数を更新し、シンボル同期の引き込み動作を行ってもよい。
The cyclic control means 103 performs the return process during the symbol synchronization operation, but does not perform the return process at the time of data standby or transmission. Therefore, the return stage
また、戻し段数決定部700は、シンボル同期動作中常に戻し処理を行っているわけではない。したがって、戻し段数決定部700は、シンボル同期動作中、戻し段数を常に更新するのではなく、巡回制御部103が戻し処理を行う可能性のある内部状態のときだけ更新してもよい。巡回制御部103が戻し処理を実行する可能性があるのは、図4の状態遷移図に示す状態値「0」のときか、戻し段数の値より1少ない状態値のときだけである。巡回制御部103の内部状態は、遅延制御信号111の値によって知ることができる。
Further, the return stage
図8は、戻し段数決定部700の内部構成を示すブロック図である。図8に示すように、戻し段数決定部700は、位相比較器802と、最小検出部203と、ラッチ803とを有する。図8において、図7と共通する構成要素には同じ参照符号が付されている。
FIG. 8 is a block diagram showing an internal configuration of the return stage
位相比較器802は、モード切替部800からモード切替信号701により動作を指示された時だけ、左端信号109と右端信号110との位相差を出力し、モード切替信号701により停止を指示された時は動作を停止して消費電力を低減する。ラッチ803は、モード切替部800からモード切替信号701により動作を指示された時は、最小検出部203が最小の位相差を検出した時の遅延制御信号の値を記憶し、モード切替信号701により停止を指示された時は最後に記憶した戻し段数の値を保持する。
The
図9は、モード切替部800の入出力信号を示すブロック図である。図10は、モード切替部800の動作を示す入出力表を示す図である。図10に示すように、モード切替部800は、遅延制御信号111の値が0であるか、戻し段数信号112の値から1を引いた値に等しい場合に、動作モードに切り替わるよう指示し、それ以外の場合には停止モードに切り替わるよう指示するモード切替信号701を出力する。このため、戻し段数決定部700は、図4に示した状態遷移図において、巡回制御部103が戻し処理を行う可能性のある状態値のときだけ動作する。
FIG. 9 is a block diagram showing input / output signals of
以上説明したように、本実施形態のシンボル同期回路は、モード切替信号701によって指示された時だけ戻し段数決定部700を動作させるため、消費電力を低減できる。
As described above, since the symbol synchronization circuit of this embodiment operates the return stage
(第3の実施形態)
第3の実施形態のシンボル同期回路は、図1に示した第1の実施形態のシンボル同期回路が備える可変遅延器101の代わりに可変遅延器1008を備え、戻し段数決定部104の代わりに戻し段数決定部1001を備え、巡回制御部103の代わりに2モード巡回制御部1005を備える。戻し段数決定部1001及び2モード巡回制御部1005には、シンボル同期動作を行なう同期モード、及び戻し段数の更新を行なう調整モードのいずれかを指示するモード切替信号1000が入力される。この点以外は第1の実施形態と同様であり、図11において、図1及び図2と共通する構成要素には同じ参照符号が付されている。
(Third embodiment)
The symbol synchronization circuit of the third embodiment includes a
図11は、第3の実施形態のシンボル同期回路が備える可変遅延器1008、戻し段数決定部1001及び2モード巡回制御部1005の内部構成を示すブロック図である。図11に示すように、戻し段数決定部1001は、位相比較器1002と、最小検出部1003と、ラッチ1004とを有する。また、可変遅延器1008は、遅延器200と、セレクタ201と、セレクタ等価遅延器1010とを有する。
FIG. 11 is a block diagram illustrating an internal configuration of the
戻し段数決定部1001は、戻し段数の更新を行なう調整モード時には、左端信号109と右端信号1006との位相差が最小のときの遅延制御信号1007の値を戻し段数として記憶する。一方、戻し段数決定部1001は、シンボル同期動作を行なう同期モード時には、戻し段数信号112を出力し、位相比較器1002及び最小検出部1003の動作を停止させる。
In the adjustment mode in which the return stage number is updated, the return stage
位相比較器1002は、調整モード時には左端信号109と右端信号1006との位相差を出力し、同期モード時には動作を停止する。最小検出部1003は、位相比較器1002から過去に入力された位相差の中で最小の位相差(過去最小の位相差)を記憶するメモリ1053を有する。最小検出部1003は、調整モード時には、現在入力されている位相差がメモリ1053に格納された過去最小の位相差よりも小さいときはラッチ1004を透過動作させ、逆に、現在入力されている位相差が過去最小の位相差よりも大きい又は等しいときにはラッチ1004を保持動作させる。最小検出部1003は、同期モード時には、ラッチ1004を保持動作させたまま動作を停止する。最小検出部1003は、同期モードから調整モードに切り替わったとき、メモリ1053に格納された過去最小の位相差の値を180°に初期化する。
The
ラッチ1004は、調整モード時には、最小検出部1003から透過動作が指示されたときは2モード巡回制御部1005から入力された遅延制御信号1007をそのまま出力する。また、ラッチ1004は、最小検出部1003から保持動作が指示されたときには、透過動作時に最終的に入力された遅延制御信号1007の値を保持する。
In the adjustment mode, the
2モード巡回制御部1005は、同期モード時には、位相差信号113及び戻し段数信号112に基づいて、図4に示した状態遷移に従って動作する。また、2モード巡回制御部1005は、調整モード時には、図4の状態遷移図に示す状態値「5」から「6」へ、次に状態値「6」から「7」へ状態遷移し、右端信号1006の取り出し位置に対応した遅延制御信号1007の値を「5」→「6」→「7」と順次切り替えてラッチ1004に供給するとともに、遅延制御信号1007の値「5」、「6」及び「7」に対応した位相のクロック信号を可変遅延器1008が同期クロック信号1009として順に出力するように制御する。同期クロック信号1009は、調整モード時には順に3つの位相候補を示す右端信号1006として位相比較器1002へ供給され、同期モード時には図2に示した同期クロック信号108と同様である。
The two-mode
可変遅延器1008は、ライン数1の右端信号1006を出力する。上述したように、右端信号1006は、調整モード時に可変遅延器1008が出力する同期クロック信号1009である。セレクタ等価遅延器1010は、セレクタ201と等しい遅延量をもつ遅延器である。
The
以上説明したように、本実施形態のシンボル同期回路では、右端信号1006のライン数が1本であっても、第2の実施形態のシンボル同期回路と同様の機能を実現することができる。また、右端信号1006のライン数が1本であるため、戻し段数決定部1001には1つの位相比較器を設ければ良い。その結果、戻し段数の候補数が多い場合であっても回路規模が大きくならない。
As described above, in the symbol synchronization circuit of this embodiment, even if the number of lines of the
(第4の実施形態)
第4の実施形態のシンボル同期回路は、図1に示した第1の実施形態のシンボル同期回路が備える可変遅延器101の代わりに可変遅延器1105を備え、戻し段数決定部104の代わりに戻し段数決定部1100を備え、さらに選択制御部1103を備える。この点以外は第1の実施形態と同様であり、図12において、図1及び図2と共通する構成要素には同じ参照符号が付されている。
(Fourth embodiment)
The symbol synchronization circuit of the fourth embodiment includes a
図12は、第4の実施形態のシンボル同期回路が備える可変遅延器1105、戻し段数決定部1100、巡回制御部103及び選択制御部1103の内部構成を示すブロック図である。図12に示すように、戻し段数決定部1100は、位相比較器1101と、最小検出部1102と、ラッチ1004とを有する。また、可変遅延器1105は、遅延器200と、セレクタ201と、セレクタ等価遅延器1010と、右端セレクタ1006とを有する。
FIG. 12 is a block diagram illustrating the internal configuration of the
戻し段数決定部1100は、第3の実施形態で説明した調整モード時の戻し段数決定部1001と同じ動作を行なう。選択制御部1103は、第3の実施形態で説明した調整モード時の2モード巡回制御部1005と同じ動作を行なう。選択制御部1103が出力する選択信号1104は、第3の実施形態で説明した調整モード時に2モード巡回制御部1005が出力する遅延制御信号1007と同じ信号である。可変遅延器1105は、第3の実施形態で説明した可変遅延器1008と同様、ライン数1の右端信号1006を右端セレクタ1106を介して出力する。
The return stage
以上説明したように、本実施形態のシンボル同期回路は、右端信号1006のライン数が1本であるため戻し段数の候補数に伴う回路規模の増大を抑えられるといった第3の実施形態による効果を実現しつつ、第3の実施形態では必要だった2モード(調整モード及び同期モード)の設定が不要であるため、シンボル同期動作を行ないながら同時に戻し段数の更新も行なうことができる。
As described above, the symbol synchronization circuit of this embodiment has the effect of the third embodiment in that the number of lines of the right-
(第5の実施形態)
図13は、第5の実施形態のシンボル同期回路を示すブロック図である。図13に示すように、第5の実施形態のシンボル同期回路は、データ識別部100と、可変遅延器1206と、位相比較器102と、巡回制御部1203と、戻し段数決定部1201とを備える。図13に示された符号1209は伝送レート可変のデータ信号であり、符号1205はデータ信号1209の伝送レートと等しい周波数のクロック信号であり、符号1200はデータ信号1209の伝送レートを表すレート切替信号であり、符号1202は戻し段数信号であり、符号1204は右端信号であり、符号1205はクロック信号であり、符号1207は遅延制御信号であり、符号1208は同期クロック信号である。
(Fifth embodiment)
FIG. 13 is a block diagram showing a symbol synchronization circuit of the fifth embodiment. As shown in FIG. 13, the symbol synchronization circuit of the fifth embodiment includes a
図14は、2種類の伝送レートに対応した可変遅延器1206の内部構成を示すブロック図である。図14に示すように、可変遅延器1206は、16個の遅延素子が従属接続された遅延器1300と、セレクタ1301とを有する。遅延器1300から延びる上向きの矢印はクロック信号1205を遅延させた信号を表し、通過させた遅延素子の個数の順番に左から並べられている。セレクタ1301は、16個の入力の中から遅延制御信号1207によって指示された信号を選択し、同期クロック信号1208として出力する。右端信号1204は、R11、R12、R13、R21、R22、R23の6ビットから構成されている。右端信号1204の各ビットの遅延器1300からの取り出し位置は、ビットR11が6段目、ビットR12が7段目、ビットR13が8段目であり、ビットR21が14段目、ビットR22が15段目、ビットR23が16段目である。
FIG. 14 is a block diagram showing the internal configuration of the
図15は、2種類の伝送レートに対応した戻し段数決定部1201の内部構成を示すブロック図である。図15に示すように、戻し段数決定部1201は、位相比較器1400,1401と、最小検出部1402,1403と、セレクタ1404とを有する。位相比較器1400,1401は、図2に示した位相比較器202と同じ機能を有し、左端信号109と右端信号1204の各ビットとの位相差の大きさを出力する。図15に示す符号P11,P12,P13は位相比較器1400から出力される位相比較信号であり、符号P21,P22,P23は位相比較器1401から出力される位相比較信号である。
FIG. 15 is a block diagram illustrating an internal configuration of the return stage
最小検出部1402は、図2に示した最小検出部203と同じ機能を有し、位相比較信号P11,P12,P13を比較して、位相差が最小となる右端信号1204のラインが遅延器1300に結線されている位置を出力する。最小検出部1403は、図2に示した最小検出部203と基本的に同じ機能を有し、位相比較信号P21,P22,P23を比較して、位相差が最小となる右端信号1204のラインが遅延器1300に結線されている位置を出力する。但し、最小検出部1403は、対応する右端信号1204のラインが遅延器1300に結線されている位置が14段目、15段目、16段目であるため、出力値は「14」「15」「16」となる点が異なる。セレクタ1404は、レート切替信号1200が表示するレートの種類に基づいて、信号の選択を行う。レート切替信号1200は、現在のレートが高速か低速かを示す。セレクタ1404は、高速レートのときは最小検出部1402の出力を選択して戻し段数信号1202として出力し、低速レートのときは最小検出部1403の出力を選択して戻し段数信号1202として出力する。
The
図16は高速レートの場合の戻し段数決定部1201の動作を示すタイミング図であり、図17は低速レートの場合の戻し段数決定部1201の動作を示すタイミング図である。図16において、右端信号R11、R12、R13のうちで左端信号109との位相差が最小なのはR12であるから、最少検出部1402はR12に対応する値「7」を出力する。また、右端信号R21、R22、R23のうちで左端信号109との位相差が最小なのはR21であるから、最少検出部1403はR21に対応する値「14」を出力する。伝送レートが高速のとき、セレクタ1404は最少検出部1402の出力を選択し、戻し段数信号として「7」を出力する。
FIG. 16 is a timing chart showing the operation of the return stage
一方、図17において、右端信号R11、R12、R13のうちで左端信号109との位相差が最小なのはR11であるから、最小検出部1402はR11に対応する値「6」を出力する。また、右端信号R21、R22、R23のうちで左端信号109との位相差が最小なのはR22であるから、最少検出部1403はR22に対応する値「15」を出力する。伝送レートが低速のとき、セレクタ1404は最小検出部1403の出力を選択し、戻し段数信号として「15」を出力する。
On the other hand, in FIG. 17, among the right end signals R11, R12, and R13, R11 has the smallest phase difference from the
図18は、2種類の伝送レートに対応した巡回制御部1203の動作を示す状態遷移図である。図18に示す各状態ノードに書かれた0から15までの数字は、可変遅延器1206の遅延を設定するための遅延制御信号1207の値を示す。符号1600u,1600dは戻し段数が14の場合の戻しパスであり、符号1601u,1601dは戻し段数が15の場合の戻しパスであり、符号1602u,1602dは戻し段数が16の場合の戻しパスである。6種類の戻しパスのうち、戻し段数信号1202で指示された戻しパスのみが使用され、それ以外の戻しパスは使用されない。例えば、図16に示した例のように戻し段数信号が7の場合は、戻しパス401u,401dのみが有効であり、残りの戻しパスは無効である。この場合、使用される状態は「0」〜「6」の計7個のみであり、状態「7」〜「15」は使用されない。また、別の例として、図17に示した例のように戻し段数信号が15の場合は、戻しパス1601u,1601dのみが有効であり、残りの戻しパスは無効である。この場合、使用される状態は「0」〜「14」の計15個のみであり、状態「15」は使用されない。
FIG. 18 is a state transition diagram showing the operation of the
以上説明したように、本実施形態のシンボル同期回路は、データ信号1209の伝送レートが可変であっても戻し処理を実行することができる。なお、本実施形態では、伝送レートを低速と高速の2種類としたが、可変遅延器1206から引き出す右端信号1204の本数と、戻し段数決定部1201の内部の位相比較器(1400,1401)と最小検出部(1402,1403)の個数及びセレクタ1404の入力数を増やすことで、3種類以上の伝送レートに対応した構成にしてもよい。
As described above, the symbol synchronization circuit of this embodiment can execute the return process even if the transmission rate of the data signal 1209 is variable. In this embodiment, the transmission rate is of two types, low speed and high speed, but the number of right end signals 1204 extracted from the
(第6の実施形態)
第6の実施形態のシンボル同期回路は、図11に示した第3の実施形態のシンボル同期回路が備える戻し段数決定部1001の代わりに戻し段数決定部1702を備え、位相比較器102の代わりに切替型位相比較器1700を備える。この点以外は第3の実施形態と同様であり、図19において、図11と共通する構成要素には同じ参照符号が付されている。
(Sixth embodiment)
The symbol synchronization circuit of the sixth embodiment includes a return stage
図19は、第6の実施形態のシンボル同期回路を示すブロック図である。図19中の符号1701は位相差信号であり、符号1803は矩形波のデータ信号である。戻し段数決定部1702は、図11に示した戻し段数決定部1001から位相比較器1002を取り除いた構成である。
FIG. 19 is a block diagram showing a symbol synchronization circuit of the sixth embodiment.
図20は、矩形波のデータ信号1803に対応した切替型位相比較器1700を示すブロック図である。図20に示すように、切替型位相比較器1700は、セレクタ1800,1801及び位相比較器1802を有する。セレクタ1800,1801は、モード切替信号1000の指示に従って選択動作を行なう2入力1出力のセレクタである。セレクタ1800は、同期モードのときデータ信号1803を出力し、調整モードのとき左端信号109を出力する。一方、セレクタ1801は、同期モードのとき同期クロック信号108を出力し、調整モードのとき右端信号1006を出力する。位相比較器1802は、セレクタ1800,1801からの2つの入力信号の位相を比較して、位相差信号1701を出力する。
FIG. 20 is a block diagram showing a
同期モードのとき、位相比較器1802は、データ信号1803と同期クロック信号108とを比較して位相差信号1701を出力するため、2モード巡回制御部1005は、この位相差信号1701に基づいて戻し処理を行い、戻し段数決定部1702は動作しない。一方、調整モードのとき、位相比較器1802は、左端信号109と右端信号1006とを比較して位相差信号1701を出力するため、戻し段数決定部1702は、この位相差信号1702に基づいて戻し段数を決定し、2モード巡回制御部1005は動作しない。
In the synchronous mode, the
以上説明したように、本実施形態のシンボル同期回路は、切替型位相比較器1700の内部の位相比較器1802によって同期モードと調整モードの両方のモードに対応するため、戻し段数決定部1702の内部に位相比較器を設ける必要がない。このため、より小さな回路規模を実現できる。
As described above, the symbol synchronization circuit of this embodiment corresponds to both the synchronous mode and the adjustment mode by the
(第7の実施形態)
第7の実施形態のシンボル同期回路は、図19に示した第6の実施形態のシンボル同期回路が備える切替型位相比較器1700の代わりに切替型位相比較器1900を備える。第6の実施形態のシンボル同期回路が備える切替型位相比較器1700は、データ信号が矩形波の場合に限られるが、本実施形態では、ナイキスト帯域制限された波形のデータ信号に対応する。この点以外は第6の実施形態と同様であり、図21において、図20と共通する構成要素には同じ参照符号が付されている。
(Seventh embodiment)
The symbol synchronization circuit of the seventh embodiment includes a
図21は、ナイキスト帯域制限された波形のデータ信号に対応した切替型位相比較器1900を示すブロック図である。図21中の符号1904はナイキスト帯域に制限されたデータ信号である。図21に示すように、切替型位相比較器1900は、セレクタ1801と、ローパスフィルタ(LPF)1901と、スイッチ1902と、位相比較器1903とを有する。
FIG. 21 is a block diagram showing a
LPF1901は、矩形波の左端信号109を山形に整形する。スイッチ1902は、モード切替信号1000の指示に従って選択動作を行なう2入力1出力のアナログスイッチである。スイッチ1902は、同期モードのときデータ信号1904を出力し、調整モードのときLPF1901の出力信号を出力する。位相比較器1903は、スイッチ1902の出力信号の波形をセレクタ1801の出力信号のタイミングでサンプリングして得られた電圧レベルに基づいて、スイッチ1902の出力信号とセレクタ1801の出力信号との位相差を算出し、位相差信号1701として出力する。
The
以上説明したように、本実施形態のシンボル同期回路は、切替型位相比較器1900が、LPF1901によって矩形波の左端信号109を山形に整形し、データ信号1904と同様に電圧レベルからタイミングを抽出し、他方をデジタル信号として扱うような位相比較器1903を有する。このため、データ信号が矩形波でない場合、例えばナイキスト帯域に制限された信号1904の場合にも適用できる。
As described above, in the symbol synchronization circuit of the present embodiment, the
(第8の実施形態)
図22は、第8の実施形態のシンボル同期回路を示すブロック図である。第8の実施形態のシンボル同期回路は、第1の実施形態のシンボル同期回路が備える構成要素に加えて、温度テーブル部2000を備える。図22中の符号2001は温度情報信号である。温度テーブル部2000は、戻し段数信号112を変換して温度情報信号2001を出力する。温度テーブル部2000は、シンボル同期回路と同じ半導体チップ内に組み込まれている。温度情報信号2001は、温度変化で特性が変動するような回路の特性を補正するために用いられる信号である。
(Eighth embodiment)
FIG. 22 is a block diagram showing a symbol synchronization circuit of the eighth embodiment. The symbol synchronization circuit of the eighth embodiment includes a
なお、本実施形態では、温度テーブル2000を戻し段数信号112のみを入力として温度情報信号2001を決定するが、戻し段数信号112と動作電圧情報とを入力して温度情報信号を決定してもよい。この場合、動作電圧が、戻し段数決定部の動作速度に比べ十分遅い速度で変動している機器、例えばバッテリー残量により動作電圧が変動するような機器に本実施形態のシンボル同期回路を適用することができる。
In this embodiment, the
(第9の実施形態)
図23は、第9の実施形態のシンボル同期回路を示すブロック図である。第9の実施形態のシンボル同期回路は、第1の実施形態のシンボル同期回路が備える戻し段数決定手段104のかわりに、位相比較器2301を備える。図23中の符号2302は位相差信号である。また、図23中の巡回制御部21は、従来のシンボル同期回路を示す図28中の巡回制御部21と同じであり、第1の実施形態のシンボル同期回路が備える巡回制御部104とは異なる。図23中の符号2303は可変遅延器であり、アナログ信号である位相差信号2302に応じて、内部に備える遅延素子の遅延時間を連続的に変化させる機能を有する(詳細は図24、図25、図26を用いて説明する)。図23中の符号2304は遅延制御信号である。図23において、図1及び図28と共通する構成要素には同じ参照符号が付されている。以上のように構成し、左端信号109と右端信号110の位相差が小さくなるように、可変遅延器の遅延時間を連続的に変化させることで、図29のように戻し段数が固定であっても、戻し処理を行なった瞬間のクロック位相ずれを減少させることができる。
(Ninth embodiment)
FIG. 23 is a block diagram showing a symbol synchronization circuit of the ninth embodiment. The symbol synchronization circuit of the ninth embodiment includes a
図24は、温度可変遅延器の内部構成を示すブロック図であり、本実施形態の可変遅延器2303の一例である。図24中の符号2401は温度可変遅延器であり、符号2402は発熱器である。符号2403は熱伝導体であり、発熱器2402で発生した熱を遅延器200へ伝達する。左端信号109に比べ、右端信号110の位相が進んでいる場合は、発熱器2402は熱量を大きくし、温度可変遅延器2401の遅延時間を増加させる。逆に左端信号109に比べ、右端信号110の位相が遅れている場合は、発熱器2402は熱量を小さくし、温度可変遅延器2401の遅延時間を減少させる。
FIG. 24 is a block diagram showing the internal configuration of the temperature variable delay device, which is an example of the
図25は、電圧可変遅延器の内部構成を示すブロック図であり、本実施形態の可変遅延器2303の一例である。図25中の符号2501は電圧可変遅延器であり、符号2502は可変電圧源であり、符号2503は電源ラインであり、符号2504は遅延器である。左端信号109に比べ、右端信号110の位相が進んでいる場合は、可変電圧源2502は電圧を小さくし、電圧可変遅延器2501の遅延時間を増加させる。逆に左端信号109に比べ、右端信号110の位相が遅れている場合は、可変電圧源2502は電圧を大きくし、電圧可変遅延器2501の遅延時間を減少させる。
FIG. 25 is a block diagram showing the internal configuration of the voltage variable delay device, which is an example of the
図26は、容量可変遅延器の内部構成を示すブロック図であり、本実施形態の可変遅延器2303の一例である。図26中の符号2601は容量可変遅延器であり、符号2602は可変キャパシタであり、符号2603は遅延器である。左端信号109に比べ、右端信号110の位相が進んでいる場合は、可変キャパシタ2602の容量を大きくし、容量可変遅延器2601の遅延時間を増加させる。逆に左端信号109に比べ、右端信号110の位相が遅れている場合は、可変キャパシタ2602の容量を小さくし、容量可変遅延器2601の遅延時間を減少させる。
FIG. 26 is a block diagram showing the internal configuration of the variable capacity delay device, which is an example of the
本発明に係るシンボル同期回路は、温度変化等による可変遅延器の特性変化を補償し、戻し処理の際のクロック位相ずれの増大を防止する機能を有するため、動作中に温度変化等が生じやすい伝送装置においてデータ復調のための同期回路等として有用である。また、シンボル同期回路が実装された半導体の温度監視や、他回路の特性変動の補正基準信号の生成等の用途にも応用できる。 The symbol synchronization circuit according to the present invention has a function of compensating for a change in the characteristics of the variable delay device due to a temperature change or the like and preventing an increase in the clock phase shift during the return process. It is useful as a synchronization circuit for data demodulation in a transmission apparatus. Further, it can be applied to applications such as temperature monitoring of a semiconductor on which a symbol synchronization circuit is mounted and generation of a correction reference signal for characteristic variation of other circuits.
100 データ識別部
101,1008,1206,2303 可変遅延器
102,202,802,1002,1101,1400,1401,1802,1903,2301 位相比較器
21,103,1203 巡回制御部
104,700,1001,1100,1201 戻し段数決定部
200,1300,2504,2603 遅延器
201,1301,1404,1800,1801 セレクタ
203,1003,1102,1402,1403 最小検出部
800 モード切替部
803,1004 ラッチ
1005 2モード巡回制御部
1006 右端セレクタ
1010 セレクタ等価遅延器
1053 メモリ
1103 選択制御部
1700 切替型位相比較器
1901 ローパスフィルタ(LPF)
1902 スイッチ
2000 温度テーブル部
2401 温度可変遅延器
2402 発熱器
2403 熱伝導体
2501 電圧可変遅延器
2502 可変電圧源
2601 容量可変遅延器
2602 可変キャパシタ
100
1902
Claims (8)
前記巡回制御部から出力される遅延制御信号が指定する段数Ncを0以上の整数とし、
前記可変遅延器から出力される左端信号の信号数kを1以上の整数とし、iを1以上k以下の整数とし、Nl(i)を0以上の整数とし、
前記可変遅延器から出力される右端信号の信号数mを1以上の整数とし、jを1以上m以下の整数とし、Nr(j)を0以上の整数とし、
すべてのiとjに対して、Nl(i)<Nr(j)とし、Dを前記可変遅延器が有する遅延素子の単位遅延時間とし、
前記可変遅延器は、
前記遅延制御信号が指定する段数Ncに基づいて、クロック信号をNc×Dだけ遅延させた同期クロック信号を出力し、
前記クロック信号をNl(i)×Dだけ遅延させた信号を前記左端信号として出力し、
前記クロック信号をNr(j)×Dだけ遅延させた信号を前記右端信号として出力し、
前記位相比較器は、データ信号と前記同期クロック信号の位相差を検出して、当該検出結果に応じた位相差信号を出力し、
前記巡回制御部は、前記位相差信号に基づいて、前記同期クロック信号が前記データ信号に同期する段数Ncを指定する前記遅延制御信号を出力し、前記戻し段数決定部から出力される戻し段数信号に基づいて、前記可変遅延器の制御範囲を越えないように戻し処理を行い、
前記戻し段数決定部は、前記左端信号と前記右端信号の位相差Nr(j)×D−Nl(i)×Dがクロック周期の自然数倍の時間に最も近い、(i、j)の組み合わせ(imin、jmin)を決定し、そのときの左端信号と右端信号の段数の差Nr(jmin)−Nl(imin)を示す前記戻し段数信号を出力し、
前記データ識別部は、前記同期クロック信号のタイミングに基づいて前記データ信号の値を識別して、識別データ信号を出力することを特徴とするシンボル同期回路。 A data identification unit, a variable delay unit, a phase comparator, a cyclic control unit, and a return stage number determination unit,
The stage number Nc specified by the delay control signal output from the cyclic control unit is an integer of 0 or more,
The signal number k of the leftmost signal output from the variable delay device is an integer of 1 or more, i is an integer of 1 to k, Nl (i) is an integer of 0 or more,
The signal number m of the right end signal output from the variable delay device is an integer of 1 or more, j is an integer of 1 or more and m or less, Nr (j) is an integer of 0 or more,
For all i and j, Nl (i) <Nr (j), D is the unit delay time of the delay element of the variable delay device,
The variable delay is
Based on the number of stages Nc specified by the delay control signal, a synchronous clock signal obtained by delaying the clock signal by Nc × D is output.
A signal obtained by delaying the clock signal by Nl (i) × D is output as the leftmost signal;
A signal obtained by delaying the clock signal by Nr (j) × D is output as the right end signal;
The phase comparator detects a phase difference between the data signal and the synchronous clock signal, and outputs a phase difference signal corresponding to the detection result,
The cyclic control unit outputs the delay control signal designating the number of stages Nc with which the synchronous clock signal is synchronized with the data signal based on the phase difference signal, and the return stage number signal output from the return stage number determining unit On the basis of the return processing so as not to exceed the control range of the variable delay device,
The return stage number determination unit is a combination of (i, j) in which a phase difference Nr (j) × D−Nl (i) × D between the left end signal and the right end signal is closest to a time that is a natural number times the clock period. (Imin, jmin) is determined, and the return stage number signal indicating the difference Nr (jmin) −Nl (imin) between the number of stages of the left end signal and the right end signal at that time is output,
The symbol identification circuit, wherein the data identification unit identifies the value of the data signal based on the timing of the synchronous clock signal and outputs an identification data signal.
前記戻し段数決定部は、すべての前記左端信号と前記右端信号の位相差を同時に検出するため、k×m個の位相比較器を有することを特徴とするシンボル同期回路。 The symbol synchronization circuit according to claim 1,
2. The symbol synchronization circuit according to claim 1, wherein the return stage number determination unit includes k × m phase comparators for simultaneously detecting a phase difference between all the left end signals and the right end signals.
前記戻し段数信号及び前記遅延制御信号に基づいてモード切替信号を出力するモード切替部を備え、
前記戻し段数決定部は、前記モード切替信号により前記戻し処理の実行を指示された時だけ前記戻し処理を行うよう前記巡回制御部を制御することを特徴とするシンボル同期回路。 The symbol synchronization circuit according to claim 1,
A mode switching unit that outputs a mode switching signal based on the return stage number signal and the delay control signal;
The symbol synchronization circuit, wherein the return stage number determination unit controls the cyclic control unit to perform the return process only when the execution of the return process is instructed by the mode switching signal.
前記可変遅延器が、
k本の前記左端信号の中からいずれか1つを選んだ選択左端信号と、
m本の前記右端信号の中からいずれか1つを選んだ選択右端信号とを出力し、
前記戻し段数決定部は、前記選択左端信号と前記選択右端信号の位相差を順次検出する1つの位相比較器を有することを特徴とするシンボル同期回路。 The symbol synchronization circuit according to claim 1,
The variable delay device is
a selected left end signal in which any one of the k left end signals is selected;
a right end signal selected from any one of the m right end signals is output;
The symbol synchronization circuit, wherein the return stage number determination unit includes one phase comparator that sequentially detects a phase difference between the selected left end signal and the selected right end signal.
前記戻し段数決定部は、k本の前記左端信号及びm本の前記右端信号の中から、前記データ信号の伝送レートを示すレート切替信号が示す伝送レートに対応した信号だけをそれぞれ選び、選択された左端信号と右端信号の段数の差を示す前記戻し段数信号を出力することを特徴とするシンボル同期回路。 The symbol synchronization circuit according to claim 1,
The return stage number determination unit selects and selects only signals corresponding to the transmission rate indicated by the rate switching signal indicating the transmission rate of the data signal from the k left-end signals and the m right-end signals. A symbol synchronizing circuit that outputs the return stage number signal indicating a difference in the number of stages of the left end signal and the right end signal.
前記モード切替信号は、同期モード及び調整モードのいずれかの動作モードを指示し、
前記位相比較器は、
前記モード切替信号によって前記同期モードが指示されたときは、前記データ信号と前記同期クロック信号の位相差を示す第1の位相差信号を出力し、
前記モード切替信号によって前記調整モードが指示されたときは、前記左端信号と前記右端信号の位相差を示す第2の位相差信号を出力し、
前記第1の位相差信号に応じて、前記戻し段数決定部は動作せず、前記巡回制御部は動作し、
前記第2の位相差信号に応じて、前記巡回制御部は動作せず、前記戻し段数決定部は動作することを特徴とするシンボル同期回路。 The symbol synchronization circuit according to claim 3, wherein
The mode switching signal indicates an operation mode of either a synchronization mode or an adjustment mode,
The phase comparator is
When the synchronous mode is instructed by the mode switching signal, a first phase difference signal indicating a phase difference between the data signal and the synchronous clock signal is output,
When the adjustment mode is instructed by the mode switching signal, a second phase difference signal indicating a phase difference between the left end signal and the right end signal is output,
In response to the first phase difference signal, the return stage number determination unit does not operate, the cyclic control unit operates,
In accordance with the second phase difference signal, the cyclic control unit does not operate, and the return stage number determination unit operates.
前記位相比較器は、矩形波である前記左端信号及び前記右端信号のいずれかを、電圧ピークを有する波形の信号に変換する波形変換部を有することを特徴とするシンボル同期回路。 The symbol synchronization circuit according to claim 1,
The phase comparator includes a waveform converter that converts any one of the left end signal and the right end signal, which are rectangular waves, into a signal having a waveform having a voltage peak.
前記戻し段数信号を変換して温度情報信号を出力する温度テーブル部を備えたことを特徴とするシンボル同期回路。 The symbol synchronization circuit according to claim 1,
A symbol synchronization circuit comprising a temperature table unit for converting the return stage number signal and outputting a temperature information signal.
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2008
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