JP2009219021A - Data recovery circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シリアル転送されたデータを復元するためのデータリカバリ回路に関する。 The present invention relates to a data recovery circuit for restoring serially transferred data.
近年、機器間、ボード間、チップ間における大容量・高速データ伝送の要求を満たすため、USB(Universal Serial Bus)、Serial ATA(Advanced Technology Attachment)、IEEE1394、1G/10G Ethernet(登録商標)、InfiniBand、RapidIO、Fibre Channel、PCI Expressといった様々な高速インタフェース規格が提唱され、実用に供されているが、高速化・大容量化の傾向は今後ますます強まるものと思われる。 In recent years, USB (Universal Serial Bus), Serial ATA (Advanced Technology Attachment), IEEE1394, 1G / 10G Ethernet (registered trademark), InfiniBand to meet the demands of high-capacity and high-speed data transmission between devices, boards, and chips Various high-speed interface standards such as RapidIO, Fiber Channel, and PCI Express have been proposed and put into practical use. However, the trend toward higher speed and higher capacity is expected to increase in the future.
それらのインタフェース規格の多くは、シリアル転送方式が採用されており、予め定められた周波数でデータが伝送される。伝送されるデータには、その周波数のクロックが重畳され(エンベデッドクロック)、データ受信部は、受信したデータからこのクロックを検出し、検出したクロック信号に基づいて受信データを復元している。 Many of these interface standards employ a serial transfer method, and data is transmitted at a predetermined frequency. The transmitted data is superimposed with a clock of that frequency (embedded clock), and the data receiving unit detects this clock from the received data and restores the received data based on the detected clock signal.
これらの復元動作を行う回路は、クロックデータリカバリ(Clock Data Recovery、以下、単に「CDR」という。)回路と呼ばれている。従来のCDR回路では、一般にPLL(Phase Locked Loop)回路が用いられ、PLLに含まれるVCO(Voltage Controlled Oscillator)の発振信号(クロック)が受信データの位相に同期するよう制御され、再生クロックとして用いられる。 A circuit that performs these restoration operations is called a clock data recovery (hereinafter referred to simply as “CDR”) circuit. In a conventional CDR circuit, a PLL (Phase Locked Loop) circuit is generally used, and an oscillation signal (clock) of a VCO (Voltage Controlled Oscillator) included in the PLL is controlled to be synchronized with the phase of received data and used as a reproduction clock. It is done.
この再生クロックを基準として受信データをラッチすることにより、受信データが正確に復元される。しかしながら、データの転送速度が高速化し、例えばGbpsを超えるオーダーになると、VCOの発振周波数もGHzオーダーを超えるため、そのようなVCOを組み込んだCDR回路では、チップサイズの増大化、消費電力の増大化、コストアップなどといったマイナス要因が増大する。 The received data is accurately restored by latching the received data on the basis of the reproduction clock. However, when the data transfer speed is increased and, for example, an order exceeding Gbps, the oscillation frequency of the VCO also exceeds the GHz order. Therefore, in a CDR circuit incorporating such a VCO, the chip size increases and the power consumption increases. Negative factors such as cost and cost increase will increase.
また、データの転送速度の高速化により配線遅延が無視できなくなるので、素子配置や配線レイアウトなどへの充分な配慮が必要となり、設計が益々困難になっている。また、配線遅延は、使用するデバイス特性に大きく依存するので、プロセス毎にレイアウトの再設計を行う必要が生じ(または、回路の再設計まで必要となり)、回路の再利用性を低下させ、開発期間の増大化を招く。 In addition, since the wiring delay cannot be ignored due to the increase in the data transfer speed, it is necessary to pay sufficient attention to the element arrangement and the wiring layout, and the design becomes more difficult. In addition, since the wiring delay greatly depends on the device characteristics to be used, it becomes necessary to redesign the layout for each process (or until the circuit is redesigned), which reduces the circuit reusability and development. The period is increased.
このような問題を解決するものとして、オーバーサンプリング型のCDR回路が提案されている(例えば、非特許文献1参照)。 As a solution to such a problem, an oversampling CDR circuit has been proposed (see, for example, Non-Patent Document 1).
図24は、従来のCDR回路の構成図である。図24に示すように、CDR回路は、多相クロック生成部900がPLLやDLL(Delayed Locked Loop)などにより構成され、基準クロック(RefCLK)から所定位相ずつシフトした、等間隔の位相差を有する多相クロックを生成する。
FIG. 24 is a configuration diagram of a conventional CDR circuit. As shown in FIG. 24, in the CDR circuit, the multiphase
フリップフロップ(以下、「F/F」という。)回路901は、入力データ(Data)をデータ端子に共通入力し、多相クロック生成部900から供給される多相クロックの各クロック(CLK1〜CLKN)をそれぞれクロック端子に入力して、各クロックの立上りで(または立下りで)入力データを取り込む。すなわち、F/F回路901から出力されるデータは、入力データが少しずつ位相のずれたクロックでサンプリングされたものとなる。
A flip-flop (hereinafter referred to as “F / F”)
デジタルPLL(以下、「DPLL」という。)902は、F/F回路901から供給されるビット列から、論理が反転する反転タイミングを検出し、そのタイミングに同期する位相のクロックを多相クロックの中から選択し、再生クロック(RecCLK)として復元する。
A digital PLL (hereinafter referred to as “DPLL”) 902 detects an inversion timing at which logic is inverted from a bit string supplied from the F /
また、DPLL902は、再生クロック(RecCLK)と所定の位相差(例えば、逆位相)を持つクロックで取り込んだデータを再生データ(RecData)として選択し、出力する。なお、再生クロック(RecCLK)を選択するときには、DPLL902は、データの反転タイミングをフィルタで平滑化して検出している。
Further, the
そして、後段の信号処理部(不図示)は、この再生クロック(RecCLK)に基づいて動作する。このような回路構成は、多相クロック生成部900以外はデジタル回路で構成できるので、実現が比較的容易である。しかしながら、多相クロック生成部900が生成する多相クロックの各クロック間の位相差が等間隔でない場合には、CDR回路が誤動作することがあった。
A subsequent signal processing unit (not shown) operates based on the reproduction clock (RecCLK). Since such a circuit configuration can be configured by a digital circuit other than the multiphase
図25は、多相クロックの各クロックの位相差が等間隔でない場合の問題点の一例を示す図である。なお、図25において、多相クロック生成部900から出力される多相クロックは、4位相であるものとして説明する。
FIG. 25 is a diagram illustrating an example of a problem when the phase differences of the multiphase clocks are not equal. In FIG. 25, the multiphase clock output from the multiphase
まず、CLK2の位相が理想状態よりΔだけ遅れ、再生クロック(RecCLK)としてCLK2が選択され、信号処理部がCLK2に同期して各データを処理しているものとする。 First, it is assumed that the phase of CLK2 is delayed by Δ from the ideal state, CLK2 is selected as the reproduction clock (RecCLK), and the signal processing unit processes each data in synchronization with CLK2.
時刻Tswで再生クロック(RecCLK)としてCLK1が選択されたとすると、元々の位相差に加えてさらにΔだけ再生クロックの周期(T')が短くなるため、信号処理部内でF/Fをセットアップする時間(Tsu')が十分確保できなくなり、CDR回路が誤動作することがある。 If CLK1 is selected as the reproduction clock (RecCLK) at time Tsw, the period (T ′) of the reproduction clock is further shortened by Δ in addition to the original phase difference, and therefore the time for setting up the F / F in the signal processing unit (Tsu ′) cannot be secured sufficiently, and the CDR circuit may malfunction.
これは、例え、多相クロック生成部900の出力端で多相クロックの各クロックの位相差が等間隔になるように設計されていても、再生クロック(RecCLK)の出力端までの各クロックのスキュー(例えば、配線や負荷などによる)による影響で、CDR回路が誤動作することがある。さらに、このスキューは、データの転送速度が高速になるほど顕著になる。従って、各部で多相クロックの遅延量の合せ込みを行う必要が生じ、実現が容易ではないため、上述の問題点を解決するには至っていない。
This is because, for example, even if the output phase of the
また、この多相クロック生成部900において、位相インターポレータを用い、位相調整を行うものがある(例えば、特許文献1参照)。
In addition, there is a
しかしながら、位相インターポレータのような回路を設ければ、位相差が等間隔の多相クロックを出力させることは可能になるが、装置の増大化を招くほか、高速化に伴う配線遅延が無視できない。 However, if a circuit such as a phase interpolator is provided, it will be possible to output multiphase clocks with equally spaced phase differences, but this will increase the number of devices and ignore wiring delays associated with higher speeds. Can not.
この配線遅延を回避する方法として、各部入力においてそれぞれ多相クロックの位相を合わせる方法が考えられる。しかし、この方法は、転送データに含まれるクロックの周波数より高いオーバーサンプリング周波数(図25の例では、転送データに含まれるクロックの4倍の周波数)で動作するオーバーサンプリング型CDR回路を実現するのと同等の困難牲がある。 As a method of avoiding this wiring delay, a method of matching the phases of the multiphase clocks at the respective inputs can be considered. However, this method realizes an oversampling CDR circuit that operates at an oversampling frequency higher than the frequency of the clock included in the transfer data (in the example of FIG. 25, four times the frequency of the clock included in the transfer data). Have the same difficulty.
このため、入力データからクロックを復元し、復元したクロックに基づいて信号処理を行う、従来のアナログ型PLLを用いたCDR回路やオーバーサンプリング型CDR回路を用いる装置においては、転送速度が高速化するのに伴って、CDR部を設計する困難性が高まるので、開発期間が増大し、その実現が益々困難になってきている。 Therefore, in a device using a conventional CDR circuit using an analog PLL or an oversampling CDR circuit that recovers a clock from input data and performs signal processing based on the recovered clock, the transfer speed is increased. As a result, the difficulty of designing the CDR portion increases, so the development period increases and its realization becomes increasingly difficult.
これらの問題を解決するCDR回路として、周波数がf1のクロックに同期してシリアル転送されたデータを、周波数がf2のクロックを所定位相ずつずらして生成された多相クロックによりオーバーサンプリングしてサンプリングデータを取得するサンプリング部と、取得されたサンプリングデータから平均的にf1/f2ビットを検出し、受信されたデータを復元するデータ復元部と、を備えることにより、データ転送速度が高速であっても、データ転送速度の数分の1のクロック周波数でデータリカバリ処理を行うことができるためにシステムの高速化にも容易に対応できるうえ、転送されるデータのジッタや、オーバーサンプリング時に使用する多相クロックの位相間隔が不均一であることの影響を受けにくくするものがあった(例えば、特許文献2参照)。 As a CDR circuit for solving these problems, data serially transferred in synchronization with a clock having a frequency f1 is oversampled by a multiphase clock generated by shifting the clock having a frequency f2 by a predetermined phase and sampled data. Even if the data transfer rate is high, the sampling unit for acquiring the data and the data recovery unit for detecting the f1 / f2 bits on the average from the acquired sampling data and recovering the received data are provided. In addition, since data recovery processing can be performed at a clock frequency that is a fraction of the data transfer rate, it can easily cope with system speedup, as well as jitter of transferred data and polyphase used during oversampling. Some were less susceptible to non-uniform clock phase spacing (examples) If, see Patent Document 2).
また、DPLLで再生されている位相情報から一定基準値以上はなれた位置にデータエッジを検出した場合には、データエッジの位置をDPLLが再生している位相情報に近づけることによって、データのアイ開口が広がるように補正するものもある(例えば、特許文献3参照)。
しかしながら、特許文献2および特許文献3に記載されたものは、周波数がf1のクロックに同期してシリアル転送されるデータを、周波数f2のクロックを所定位相ずらして生成された多相クロックによりオーバーサンプリングし、その後、並列化部でオーバーサンプリングしたデータを1つのクロックに同期したデータにまとめて出力する構成としているため、消費電力が大きくなってしまうという課題があった。
However, in
例えば、周波数が2.5GHzのクロックに同期してシリアル転送されるデータに対して、周波数1.25GHzのクロックを50psずつずらした多相クロックにより8倍のオーバーサンプリングを行う場合には、8bit×2UI=16ビットのデータを同時にサンプリングしなければならない。ここで、UIは、Unit Intervalのことで、2.5MHzのクロックに同期したシリアルデータでは400psの期間となる。 For example, when 8 times oversampling is performed by using a multiphase clock obtained by shifting the clock of frequency 1.25 GHz by 50 ps for data serially transferred in synchronization with a clock of frequency 2.5 GHz, 8 bits × 2 UI = 16 bits of data must be sampled simultaneously. Here, the UI is a Unit Interval, which is a period of 400 ps for serial data synchronized with a 2.5 MHz clock.
図26に示すように、従来のオーバーサンプリング部201は、入力されたシリアルデータ(Data)を多相クロック生成部202から供給される16相の多相クロックck0〜ck15で F/F0〜F/F15によりサンプリングする。
As shown in FIG. 26, the
その後、並列化部205により、各クロックck0〜ck15に同期したデータは最終的に1つのクロック(ここでは、ck0)に同期したデータとしてシンボルデータ復元部203によって出力される。
After that, the data synchronized with each of the clocks ck0 to ck15 is finally output by the symbol
並列化部205では、図27に示すように、多相クロックck0〜ck15の各クロックに同期したデータQ0〜Q15のうち、データQ0〜Q7はck0に同期したデータQQ[0:7]として、データQ8〜Q15はck8に同期したデータQQ[8:15]としてF/Fによってそれぞれラッチされる。
In the
その後、QQ[0:7]およびQQ[8:15]は、ck0に同期したデータOVS[0:15]としてF/Fによってそれぞれラッチされる。したがって、並列化部205内部には、F/Fが16×2=32個配置されることになり、オーバーサンプリング部1全体では48個ものF/Fが配置されることになる。
Thereafter, QQ [0: 7] and QQ [8:15] are respectively latched by the F / F as data OVS [0:15] synchronized with ck0. Accordingly, 16 × 2 = 32 F / Fs are arranged in the
このように、従来のデータリカバリ回路においては、多くのF/Fを高速で動作させる必要があるため消費電流が大きくなってしまうといった課題があった。 As described above, the conventional data recovery circuit has a problem that the current consumption increases because it is necessary to operate many F / Fs at high speed.
本発明は、従来のデータリカバリ回路と比較して消費電流を減らすことができるデータリカバリ回路を提供することを目的としている。 An object of the present invention is to provide a data recovery circuit capable of reducing current consumption as compared with a conventional data recovery circuit.
本発明のデータリカバリ回路は、シリアル転送されたシリアルデータをオーバーサンプリングすることにより復元するデータリカバリ回路であって、多相クロックを生成する多相クロック生成部と、前記多相クロックのうち一部のクロックを停止させる多相クロック制御部と、前記多相クロック制御部によって停止されなかったクロックに基づいて、前記シリアルデータをサンプリングするサンプリング部と、前記サンプリング部によってサンプリングされたサンプリングデータに基づいて、前記シリアルデータを復元するデータ復元部と、を備えた構成を有している。 A data recovery circuit according to the present invention is a data recovery circuit that restores serially transferred serial data by oversampling, and a multiphase clock generation unit that generates a multiphase clock, and a part of the multiphase clock A multi-phase clock control unit that stops the clock of the multi-phase clock, a sampling unit that samples the serial data based on a clock that is not stopped by the multi-phase clock control unit, and a sampling data sampled by the sampling unit And a data restoration unit for restoring the serial data.
この構成により、本発明のデータリカバリ回路は、データリカバリに必要としないオーバーサンプリングデータの各ビットをラッチするラッチ回路に供給するクロックを停止するため、従来のデータリカバリ回路と比較して消費電流を減らすことができる。 With this configuration, the data recovery circuit of the present invention stops the clock supplied to the latch circuit that latches each bit of the oversampling data that is not required for data recovery, and therefore consumes less current than the conventional data recovery circuit. Can be reduced.
なお、前記多相クロック制御部は、前記シリアルデータから抽出した位相情報に基づいて、停止させるクロックを決定してもよい。 The multiphase clock control unit may determine a clock to be stopped based on phase information extracted from the serial data.
この構成により、本発明のデータリカバリ回路は、入力データの位相情報に従いデータリカバリに不要となるビットのサンプリングを停止するため、データリカバリに必要となる適切なビットを選択することができる。 With this configuration, the data recovery circuit of the present invention stops sampling of bits that are not necessary for data recovery according to the phase information of the input data, and therefore can select appropriate bits that are necessary for data recovery.
また、前記シリアルデータから抽出した位相情報と、予め定められた設定値とに基づいて、停止させるクロックを決定するようにしてもよい。 The clock to be stopped may be determined based on the phase information extracted from the serial data and a predetermined set value.
この構成により、本発明のデータリカバリ回路は、入力データの位相情報と設定値に従いデータリカバリに不要となるビットのサンプリングを停止するため、データリカバリに必要となる適切なビットを選択することができ、そのシステムで最適な設定を行うことが可能である。 With this configuration, the data recovery circuit of the present invention stops the sampling of bits that are not required for data recovery according to the phase information and set value of the input data, and therefore can select appropriate bits required for data recovery. It is possible to make optimum settings in the system.
また、本発明のデータリカバリ回路は、シリアル転送されたシリアルデータをオーバーサンプリングすることにより復元するデータリカバリ回路であって、多相クロックを生成する多相クロック生成部と、前記多相クロックのうち一部のクロックを選択する多相クロック選択部と、前記多相クロック選択部によって選択された一部のクロックに基づいて、前記シリアルデータをサンプリングするサンプリング部と、前記サンプリング部によってサンプリングされたサンプリングデータに基づいて、前記シリアルデータを復元するデータ復元部と、を備えた構成を有している。 The data recovery circuit of the present invention is a data recovery circuit that restores serially transferred serial data by oversampling, and includes a multiphase clock generation unit that generates a multiphase clock, and the multiphase clock A multi-phase clock selection unit for selecting a part of the clock; a sampling unit for sampling the serial data based on a part of the clock selected by the multi-phase clock selection unit; and a sampling sampled by the sampling unit And a data restoring unit that restores the serial data based on the data.
この構成により、本発明のデータリカバリ回路は、データリカバリに必要としないオーバーサンプリングデータの各ビットをラッチするラッチ回路を削減することができるため、従来のデータリカバリ回路と比較して消費電流を減らすことができる。 With this configuration, the data recovery circuit of the present invention can reduce the number of latch circuits that latch each bit of oversampling data that is not required for data recovery, and therefore reduces current consumption compared to a conventional data recovery circuit. be able to.
なお、前記多相クロック選択部は、前記シリアルデータから抽出した位相情報に基づいて、クロックを選択するようにしてもよい。 Note that the multi-phase clock selection unit may select a clock based on phase information extracted from the serial data.
この構成により、本発明のデータリカバリ回路は、入力データの位相情報に従いデータリカバリに必要となるビットに必要となるクロックを出力してオーバーサンプリングを行うため、データリカバリに必要となる適切なビットを選択することができる。 With this configuration, the data recovery circuit of the present invention performs oversampling by outputting a clock required for bits required for data recovery in accordance with the phase information of the input data, so that an appropriate bit required for data recovery is set. You can choose.
また、前記シリアルデータから抽出した位相情報と、予め定められた設定値とに基づいて、クロックを選択するようにしてもよい。 The clock may be selected based on the phase information extracted from the serial data and a predetermined set value.
この構成により、本発明のデータリカバリ回路は、入力データの位相情報に従いデータリカバリに不要となるビットのサンプリングを停止するため、データリカバリに必要となる適切なビットを選択することができ、そのシステムで最適な設定を行うことができる。 With this configuration, since the data recovery circuit of the present invention stops sampling of bits that are not required for data recovery according to the phase information of the input data, it is possible to select an appropriate bit required for data recovery, and the system Can be used to make optimal settings.
また、本発明のデータリカバリ方法は、シリアル転送されたシリアルデータをオーバーサンプリングすることにより復元するデータリカバリ回路に、多相クロックを生成する多相クロック生成ステップと、前記多相クロックのうち一部のクロックを停止させる多相クロック制御ステップと、前記多相クロック制御ステップで得られた多相クロックに基づいて、前記シリアルデータをサンプリングするサンプリングステップと、前記サンプリングステップでサンプリングされたサンプリングデータに基づいて、前記シリアルデータを復元するデータ復元ステップと、を実行させる。 Further, the data recovery method of the present invention includes a multiphase clock generation step for generating a multiphase clock in a data recovery circuit that restores serially transferred serial data by oversampling, and a part of the multiphase clock. A multi-phase clock control step for stopping the clock, a sampling step for sampling the serial data based on the multi-phase clock obtained in the multi-phase clock control step, and a sampling data sampled in the sampling step. And a data restoring step for restoring the serial data.
したがって、本発明のデータリカバリ方法は、データリカバリに必要としないオーバーサンプリングデータの各ビットをラッチするラッチ回路に供給するクロックを停止するため、従来のデータリカバリ方法と比較してデータリカバリ回路の消費電流を減らすことができる。 Therefore, the data recovery method according to the present invention stops the clock supplied to the latch circuit that latches each bit of the oversampled data that is not necessary for data recovery. Therefore, the data recovery circuit consumes less data than the conventional data recovery method. Current can be reduced.
また、本発明のデータリカバリ方法は、シリアル転送されたシリアルデータをオーバーサンプリングすることにより復元するデータリカバリ回路に、多相クロックを生成する多相クロック生成ステップと、前記多相クロックのうち一部のクロックを選択する多相クロック選択ステップと、前記多相クロック選択ステップで選択された一部のクロックに基づいて、前記シリアルデータをサンプリングするサンプリングステップと、前記サンプリングステップでサンプリングされたサンプリングデータに基づいて、前記シリアルデータを復元するデータ復元ステップと、を実行させる。 Further, the data recovery method of the present invention includes a multiphase clock generation step for generating a multiphase clock in a data recovery circuit that restores serially transferred serial data by oversampling, and a part of the multiphase clock. A multi-phase clock selection step for selecting the clock of the multi-phase clock, a sampling step for sampling the serial data based on a part of the clocks selected in the multi-phase clock selection step, and the sampling data sampled in the sampling step. And a data restoring step for restoring the serial data.
したがって、本発明のデータリカバリ方法は、データリカバリに必要としないオーバーサンプリングデータの各ビットをラッチするラッチ回路をデータリカバリ回路から削減することができるため、従来のデータリカバリ方法と比較してデータリカバリ回路の消費電流を減らすことができる。 Therefore, the data recovery method of the present invention can reduce the latch circuit that latches each bit of the oversampled data that is not required for data recovery from the data recovery circuit, and therefore the data recovery compared with the conventional data recovery method. The current consumption of the circuit can be reduced.
本発明は、従来のデータリカバリ回路と比較して消費電流を減らすことができるデータリカバリ回路を提供することができる。 The present invention can provide a data recovery circuit capable of reducing current consumption as compared with a conventional data recovery circuit.
以下に、本発明のデータリカバリ回路の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the data recovery circuit of the present invention will be described.
(第1の実施形態)
図1は、本発明のデータリカバリ回路の第1の実施形態を適用したシリアル転送部の物理層部を示す概略構成図である。図1に示す物理層部100は、データの送信を行う送信部101と、データの受信を行う受信部102とを有する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a physical layer unit of a serial transfer unit to which the first embodiment of the data recovery circuit of the present invention is applied. The
このシリアル転送部を用いてデータの送受信を行うときは、物理層部100と同等機能を有し、1組の送信部122と受信部121とを有する物理層部120を伝送路106、107を介して対向させて配置する。
When data is transmitted / received using this serial transfer unit, the
物理層部100は、基準クロックRefCLK1から周波数faのクロックを生成するPLL113を、物理層部120は、基準クロックRefCLK2から周波数fbのクロックを生成するPLL123をそれぞれ備えている。物理層部100、120は、PLL113、123によってそれぞれ生成される、周波数がそれぞれfa、fbのクロックに基づいて動作する。なお、以下の説明においては、物理層部100、120の送信部と受信部とからなる各組を「ポート」という。
The
データのシリアル転送は、ポート相互間においてポイント・ツー・ポイントで行われる。本実施形態における伝送路106、107は、送信と受信とは別個の伝送路により同時に行うことが可能な全2重回線を構成しているが、必ずしも全2重回線である必要はなく、半2重回線により構成されている場合でも、本発明のデータリカバリ回路を適用することができる。なお、伝送路106、107は、2本の線路によりそれぞれ構成されているが、無線により構成されていてもよい。
Serial transfer of data is performed point-to-point between ports. The
送信部101は、上位層から供給される送信データDtxに対して所定の変換規則に従った符号化を行うエンコーダ部103と、エンコーダ部103で符号化されたデータをシリアル変換するシリアライザ104と、シリアル変換されたデータを伝送路106に送信する送信出力部105とを有する。
The
伝送路106上のデータは、差動信号で伝送される。また、エンコーダ部103は、送信データDtxに8B/10B変換を施す。8B/10B変換は、8ビットのデータから10ビットのデータ(以下、「シンボルデータ」という。)に変換するものであり、Kコード(またはKキャラクタ)と呼ばれる1ビットの制御用の特殊符号(DtxK)を8ビットのデータに加える。
Data on the
PLL113は、供給される基準クロックRefCLK1を基に、データ転送のため、各規格に定められた転送クロックBCLKと、転送クロックBCLKを10分周(エンコーダ部103が8B/10B変換を行う場合)した内部動作のためのクロックPCLKとを生成する。例えば、データ転送が2.5Gbpsで行われる場合は、PLL113は、2.5GHzの転送クロックBCLKと、250MHzのクロックPCLKを生成する。
The
PLL113は、エンコーダ部103にクロックPCLKを供給し、シリアライザ104にクロックPCLKと転送クロックBCLKとを供給することにより、各部を動作させる。また、物理層部100と上位層とのデータの受け渡しも、クロックPCLKに同期して行われる。
The
受信部102は、伝送路107により伝送された差動信号を二値化する受信入力部108と、受信入力部108によって2値化されたデータにデジタル処理を施してイコライズするDEQ115と、受信入力部108で2値化されたデータを復元するデータリカバリ部109と、復元したデータを10ビットのシンボルデータにパラレル変換するデシリアライザ110と、送信側と受信側のクロックとの周波数差を吸収するエラスティックバッファ111と、10ビットのシンボルデータを8ビットのデータに10B/8B変換するデコーダ112とを備えている。
The
なお、物理層部100に対向する物理層部120においても、送信部122は、供給される基準クロックRefCLK2に基づいてPLL123で生成される周波数fbの転送クロックにデータを同期させて送信する。
Also in the
エラスティックバッファ111は、例えば、特殊符号の追加または削除を行うことにより、周波数差を吸収する。なお、この周波数差の許容値は、インタフェース規格毎に定められる。また、本実施形態において、エラスティックバッファ111は、デコーダ112の前段に設けられているが、後段に設けることにしてもよい。
The
また、本実施形態において、受信部102のデータリカバリ部109およびデシリアライザ110が本発明のデータリカバリ回路を構成するものとして説明するが、本発明のデータリカバリ回路の構成を限定するものではない。また、物理層部100のこれ以外の構成および機能は、データリカバリ回路の第1の実施形態との組み合わせにおいて任意に変更可能である。
In the present embodiment, the
また、本実施形態の物理層部100は、データリカバリ部109に供給する多相クロックやエラスティックバッファ111などに供給するクロックPCLKをPLL113で生成するが、PLL113で生成されたクロックPCLKや転送クロックBCLKは、シリアライザ104やエンコーダ部103等の送信部101にも供給され、PLL113が共用化されている。これは、対向する物理層部100、120が、独立の基準クロックRefCLK1、RefCLK2から生成されたクロックによりそれぞれ動作するようにしたためである。
In addition, the
図2は、本発明のデータリカバリ回路の第1の実施形態を示すブロック図である。図2に示すように、第1の実施形態のデータリカバリ回路は、オーバーサンプリング部1と、多相クロック生成部2と、多相クロック制御部1000と、シンボルデータ復元部3とを備えている。
FIG. 2 is a block diagram showing a first embodiment of the data recovery circuit of the present invention. As shown in FIG. 2, the data recovery circuit according to the first embodiment includes an
ここで、オーバーサンプリング部1およびシンボルデータ復元部3の一部は、図1に示すデータリカバリ部109を構成し、シンボルデータ復元部3の他の一部は、図1に示すデシリアライザ110を構成している。
Here, a part of the
また、多相クロック生成部2は、図1に示すPLL113の一部を構成している。また、デシリアライザ110は、必ずしもデータリカバリ回路に設ける必要はなく、別個に設けてもよい。
Further, the
また、本実施形態において、オーバーサンプリング部1は、本発明におけるサンプリング部を構成し、シンボルデータ復元部3は、本発明におけるデータ復元部を構成する。
In the present embodiment, the
多相クロック生成部2は、基準クロックRefCLKから生成された所定周波数のクロックを所定位相ずつシフトし、ほぼ等間隔の位相差を有する多相クロックを生成する。本実施形態では、多相クロック生成部2は、周期UIが定められている転送クロックBCLKの約1/2の周波数f2を有し、位相差が例えば1/8UIの多相クロックtck0〜tck15を生成する。
The multi-phase
例えば、データ転送速度が2.5Gbps(UIが400ps)の場合には、多相クロック生成部2は、周期が800ps(周波数が1.25GHz)で位相差が50psずつである16個のクロックを生成する。
For example, when the data transfer rate is 2.5 Gbps (UI is 400 ps), the
なお、多相クロックの周波数f2は、転送クロックBCLKの周波数の1/2である必要はなく、転送クロックBCLKの周波数の1/4でもよく、転送クロックBCLKの周波数と同一でもよい。例えば、多相クロック生成部2は、周波数f2が転送クロックBCLKの周波数の1/4の32個のクロックを多相クロックとして生成してもよい。
Note that the frequency f2 of the multiphase clock does not need to be ½ of the frequency of the transfer clock BCLK, may be ¼ of the frequency of the transfer clock BCLK, or may be the same as the frequency of the transfer clock BCLK. For example, the multiphase
さらに、多相クロック生成部2によって生成される多相クロックの位相差は、転送クロックBCLKの周期UIの1/8UIに限定する必要はない。また、本実施形態のデータリカバリ回路は、多相クロック生成部2を含んで構成されているが、多相クロック生成部2をデータリカバリ回路とは別個に構成してもよい。
Furthermore, the phase difference of the multiphase clocks generated by the multiphase
多相クロック制御部1000は、多相クロック生成部2によって生成された多相クロックtck0〜tck15にそれぞれ対応するクロックck0〜ck15と、クロックtck0と同位相のpck0と、ck8と同位相のpck8とを出力する。
The multiphase
また、多相クロック制御部1000は、シンボルデータ復元部3を構成する後述する選択信号生成部7によって出力される選択信号Selと、シンボルデータ復元部3を構成する後述するデータ選択部6によって出力される遅延選択信号dSelと、データリカバリ回路の実装状態に対する最適値として不図示のレジスタに設定された値を表す制御信号Ctlとに基づいて、クロックpck0およびpck8を除くクロックck0〜ck15のうちいくつかのクロックを停止する。
The multi-phase
なお、本実施形態においては、制御信号Ctlが2ビットで表され、選択信号Selが3ビットで表されるものとして説明するが、制御信号Ctlおよび選択信号Selをそれぞれ表すビットの数を限定するものではない。 In the present embodiment, the control signal Ctl is represented by 2 bits and the selection signal Sel is represented by 3 bits. However, the number of bits representing the control signal Ctl and the selection signal Sel is limited. It is not a thing.
具体的には、多相クロック制御部1000は、図3に示すように、クロック選択部1001と、セレクタ1010〜1025と、バッファ回路1020、1021とを備えている。
Specifically, the multiphase
クロック選択部1001は、図4に示す選択テーブルに基づいて、制御信号Ctl、選択信号Selおよび遅延選択信号dSelに従った切替信号s0〜s15をセレクタ1010〜1025にそれぞれ出力する。
The
例えば、図4において、クロック選択部1001は、制御信号Ctl[1:0]=0の場合には、選択信号Selおよび遅延選択信号dSelの値にかかわらずクロックtck0〜tck15の何れも停止させないよう各切替信号s0〜s15を出力する。
For example, in FIG. 4, when the control signal Ctl [1: 0] = 0, the
また、クロック選択部1001は、制御信号Ctl[1:0]=1かつ選択信号Sel[2:0]=1の場合には、遅延選択信号dSelの値にかかわらず、クロックtck0、tck2、tck8およびtck10を停止させ、他のクロックを停止させないよう各切替信号s0〜s15を出力する。
In addition, when the control signal Ctl [1: 0] = 1 and the selection signal Sel [2: 0] = 1, the
また、クロック選択部1001は、制御信号Ctl[1:0]=1、選択信号Sel[2:0]=7かつ遅延選択信号dSel[2:0]=0の場合には、クロックtck6、tck8およびtck14を停止させ、他のクロックを停止させないよう各切替信号s0〜s15を出力する。
Further, the
図3において、セレクタ1010は、一方の入力端子にクロックtck0が入力され、他方の入力端子には"0"(Low)が入力され、クロック選択部1001から出力された切替信号s0に応じて、クロックtck0または"0"の一方をクロックck0として出力する。
In FIG. 3, the
なお、本実施形態において、セレクタ1010は、切替信号s0が"0"(Low)のとき"0"(Low)を選択し、"1"(High)のときクロックtck0を選択するものとする。
In the present embodiment, the
各セレクタ1011〜1025も、セレクタ1010と同様に、一方の入力端子に各クロックtck1〜tck15が入力され、他方の入力端子に"0"(Low)が入力され、クロック選択部1001から出力された各切替信号s1〜s15に応じて、各クロックtck1〜tck15または"0"の一方を各クロックck1〜ck15として出力する。
Similarly to the
バッファ回路1020は、セレクタ1010と略同じ遅延量を有し、入力されたクロックtck0を遅延させ、セレクタ1010によってクロックtck0が選択されたときに出力されるクロックck0と略同位相のクロックpck0を出力する。
The
バッファ回路1021は、セレクタ1018と略同じ遅延量を有し、入力されたクロックtck8を遅延させ、セレクタ1018によってクロックtck8が選択されたときに出力されるクロックck8と略同位相のクロックpck8を出力する。
The
図2において、オーバーサンプリング部1は、多相クロック制御部1000から供給される多相クロックck0〜ck15により受信データDataを取り込み、オーバーサンプルデータOVSDをシンボルデータ復元部3に出力する。
In FIG. 2, the
シンボルデータ復元部3は、オーバーサンプルデータOVSDから10ビットのシンボルデータSYMを復元し、シンボルクロックSYMCLKを生成するもので、データリカバリ機能とデシリアライザ機能とを有する。なお、シンボルデータ復元部3は、多相クロックのうちの1つのクロック(図ではpck0が例示されている)で動作する。
The symbol
このように、データリカバリ回路に、転送クロックBCLKの周波数f1よりも低い周波数f2に設定された多相クロックを用いれば、多相クロック生成部2の発振周波数を下げることができるので、高速化に対応しやすい。
As described above, if a multiphase clock set to a frequency f2 lower than the frequency f1 of the transfer clock BCLK is used for the data recovery circuit, the oscillation frequency of the multiphase
次に、各部の詳細について説明する。 Next, the detail of each part is demonstrated.
オーバーサンプリング部1は、16個のF/F(F/F0〜F/F15)からなるF/F回路4と、入力されたデータを1つのクロック(例えば、pck0)に同期させて出力する並列化部5と、データのビットを補完するビット補完部800とを備えている。
The
F/F0〜F/F15には、データ端子に受信データDataがそれぞれ共通に入力され、F/F0〜F/F15は、多相クロックck0〜ck15がそれぞれ立上るタイミングで受信データDataを取り込み、Q0〜Q15をそれぞれ出力する。 In F / F0 to F / F15, reception data Data is commonly input to the data terminals, and F / F0 to F / F15 fetch the reception data Data at the timing when the multiphase clocks ck0 to ck15 rise, Q0 to Q15 are output respectively.
並列化部5は、例えば、2段構成のF/Fを有し、Q0〜Q15を、一旦出力Q0〜Q7と出力Q8〜Q15とに分けてラッチした後に、それらを合わせ、出力Q0〜Q15を、例えば、多相クロックの1つのクロック(ここではpck0とする)に同期させたオーバーサンプルデータTOVSDを出力する。
The
ここで、F/F0〜F/F15にそれぞれ入力されるクロックck0〜ck15の一部が停止されるため、クロックが停止されたF/Fから出力されたビットQ0〜Q15を補完する必要がある。このため、ビット補完部800は、選択信号生成部7から入力された選択信号Selに従って、ビットの補完を行う。
Here, since a part of the clocks ck0 to ck15 input to F / F0 to F / F15 is stopped, it is necessary to complement bits Q0 to Q15 output from the F / F where the clock is stopped. . Therefore, the
図4において、制御信号Ctl[1:0]=3かつ選択信号Sel[2:0]=2の場合には、シンボルデータ復元部3でサンプリングされるビットは、「0010001000100010」のなかで1が立っているビットである。ここで、ビットの並びは左から「b0,b1,...,b15」であるものとする。ビット補完部800は、この1が立っているビットでその周りのビットを補完する。
In FIG. 4, when the control signal Ctl [1: 0] = 3 and the selection signal Sel [2: 0] = 2, the bit sampled by the symbol
例えば、制御信号Ctl[1:0]=3かつ選択信号Sel[2:0]=2の場合には、ビット補完部800は、オーバーサンプルデータTOVSD[15:0]の各ビットを以下に示すように補完したOVSD[15:0]を出力する。
For example, when the control signal Ctl [1: 0] = 3 and the selection signal Sel [2: 0] = 2, the
OVSD[ 0]=TOVSD[2]
OVSD[ 1]=TOVSD[2]
OVSD[ 2]=TOVSD[2]
OVSD[ 3]=TOVSD[2]
OVSD[ 4]=TOVSD[2]
OVSD[ 5]=TOVSD[2]
OVSD[ 6]=TOVSD[6]
OVSD[ 7]=TOVSD[10]
OVSD[ 8]=TOVSD[10]
OVSD[ 9]=TOVSD[10]
OVSD[10]=TOVSD[10]
OVSD[11]=TOVSD[10]
OVSD[12]=TOVSD[10]
OVSD[13]=TOVSD[10]
OVSD[14]=TOVSD[14]
OVSD[15]=(次の)TOVSD[2]
OVSD [0] = TOVSD [2]
OVSD [1] = TOVSD [2]
OVSD [2] = TOVSD [2]
OVSD [3] = TOVSD [2]
OVSD [4] = TOVSD [2]
OVSD [5] = TOVSD [2]
OVSD [6] = TOVSD [6]
OVSD [7] = TOVSD [10]
OVSD [8] = TOVSD [10]
OVSD [9] = TOVSD [10]
OVSD [10] = TOVSD [10]
OVSD [11] = TOVSD [10]
OVSD [12] = TOVSD [10]
OVSD [13] = TOVSD [10]
OVSD [14] = TOVSD [14]
OVSD [15] = (next) TOVSD [2]
なお、(次の)TOVSD[2]は、1クロック遅れて入力されるTOVSDのb2を意味する。また、制御信号Ctlと選択信号Selとが他の組み合わせであった場合にも、ビット補完部800は、オーバーサンプルデータTOVSD[15:0]の各ビットを図4に示した選択テーブルに基づいて補完したOVSD[15:0]を出力する。
Note that (next) TOVSD [2] means b2 of TOVSD input with a delay of one clock. Even when the control signal Ctl and the selection signal Sel are in other combinations, the
図5は、オーバーサンプリング部1の各主要信号の信号波形の一例を示す図である。図5において、(a)は、受信データDataの波形例、(b)は、データ転送クロック(実際にはオーバーサンプリング部1には存在しないが、説明の都合上記載した。)、(c−0)〜(c−15)は、多相クロックck0〜ck15、(d−0)〜(d−15)は、多相クロックによりF/F0〜F/F15に取り込まれ、F/F0〜F/F15からそれぞれ出力されるデータQ0〜Q15、(e−0)、(e−1)は、並列化部5に一旦取り込まれたデータQ0〜Q5、データQ8〜Q15、(f)は、並列化部5から出力されるオーバーサンプルデータOVSDを表している。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a signal waveform of each main signal of the
なお、図5においては、多相クロック制御部1000に入力される制御信号Ctlが0の場合、すなわち、全てのクロックck0〜ck15が停止されていない場合におけるオーバーサンプリング部1の各主要信号の信号波形を示している。
In FIG. 5, when the control signal Ctl input to the multiphase
多相クロック制御部1000に入力される制御信号Ctlが0以外の場合には、図4に示したように、選択信号Selの値に応じてクロックs0〜s15のうち何れかのクロックが停止される。
When the control signal Ctl input to the
(c−0)〜(c−15)にそれぞれ示す多相クロックck0〜ck15の周期は、(b)に示すデータ転送クロックの周期(UI)の2倍(2UI)に設定され、各多相クロックck0〜ck15は、隣接したクロック相互の位相差が等間隔になるように位相がシフトされている。 The periods of the multiphase clocks ck0 to ck15 shown in (c-0) to (c-15) are set to twice (2UI) the period (UI) of the data transfer clock shown in (b). The phases of the clocks ck0 to ck15 are shifted so that the phase differences between adjacent clocks are equally spaced.
(a)に示す受信データDataに付された黒丸は、多相クロックck0〜ck15による各サンプリング点であり、この多相クロックck0〜ck15により取り込まれた各F/F0〜F/F15の出力データQ0〜Q15は、(d−0)から(d−15)のように変化する。なお、図5において、ビット列の左側はLSBで、時間的に速いサンプル点を表している。 The black circles attached to the reception data Data shown in (a) are the sampling points of the multiphase clocks ck0 to ck15, and the output data of the F / F0 to F / F15 captured by the multiphase clocks ck0 to ck15. Q0 to Q15 change from (d-0) to (d-15). In FIG. 5, the left side of the bit string is LSB, which represents a sample point that is fast in time.
並列化部5は、一旦、クロックpck0でQ0〜Q7を取り込み、(e−0)に示すようにQQ[0:7]を出力し、クロックpck8でQ8〜Q15を取り込み、(e−1)に示すようにQQ[8:15]を出力する。
The parallelizing
そして、並列化部5は、次のクロックpck0でQQ[0:7]及びQQ[8:15]を取り込んで並列同期化し、(f)に示すように、オーバーサンプルデータOVSD[0:15]を出力する。
Then, the
このように、並列化部5が、クロックpck0でQ0〜Q7を取り込み、クロックpck8でQ8〜Q15を取り込んだ後、次のクロックpck0でQ0〜Q15を取り込むのは、一度にQ0〜Q15を取り込むと、Q15やQ14に対する並列化部5のセットアップ時間が不足し、それらのデータが正常に取り込まれなくなるためである。
As described above, the
ここで、本実施形態では、並列化部5におけるデータの取り込みを、上述のように2段階に設定しているが、より安定してデータが取り込めるよう段数をさらに増やしてもよい。
Here, in the present embodiment, the data acquisition in the
一般に、受信データDataが立上る、あるいは立下るタイミングは、ランダムに、あるいは多種多様な要因により図5の斜線部(ア)で示すように変動する、いわゆるジッタが発生する。 In general, the reception data Data rises or falls at a timing that is so-called jitter that fluctuates randomly or due to various factors as indicated by the hatched portion (a) in FIG.
このため、データが遷移するタイミング付近のサンプリングデータは、変動して正確に復元できないことがある。しかし、本実施形態によれば、図3において破線で囲んで示したように、このような問題も解決することができる。 For this reason, sampling data near the timing at which data transitions may fluctuate and cannot be accurately restored. However, according to the present embodiment, such a problem can also be solved as shown by being surrounded by a broken line in FIG.
次に、オーバーサンプルデータOVSDから、受信データを復元するシンボルデータ復元部3の構成およびその作用について説明する。
Next, the configuration and operation of the symbol
図2において、シンボルデータ復元部3は、データ選択部6と、選択信号生成部7と、デシリアライザ8と、コンマ検出部9とを備え、オーバーサンプルデータOVSDから10ビットのシンボルデータSYMを復元するとともに、位相が調整させたシンボルクロックSYMCLKを生成する。
In FIG. 2, the symbol
オーバーサンプルデータOVSDは、本実施形態においては、転送データ2ビットを8位相のクロックでサンプリングした、16ビット構成のデータである。したがって、シンボルデータ復元部3は、この16ビットのオーバーサンプリングデータOVSDから、所定位相のクロックで取り込んだデータ(ビット)を選択して出力すればよい。
In the present embodiment, the oversampled data OVSD is 16-bit data in which 2 bits of transfer data are sampled with an 8-phase clock. Therefore, the symbol
ただし、対向する物理層部120の送信部122から送られるデータに含まれる転送クロックと、物理層部100の受信部102でサンプリングに用いる多相クロック(クロックck0〜ck15)とが全く同一の周波数(または、多相クロックの周波数が転送クロックの周波数の自然数分の1)であれば、シンボルデータ復元部3がオーバーサンプリングデータOVSDを取り込む位相は、固定されたままの状態でよい。
However, the transfer clock included in the data transmitted from the transmitting
しかし、通常は、多相クロックと転送クロックとは、ある範囲内の周波数差を有するので、シンボルデータ復元部3は、取り込み位相を徐々にずらし、本実施形態の場合には、通常は2個で、時折1個または3個のデータを選択的に出力する必要がある。
However, since the multi-phase clock and the transfer clock usually have a frequency difference within a certain range, the symbol
例えば、多相クロックと転送クロックとの周波数差が0.1%(1000ppm)であるとすると、転送データ1000ビットに対して1ビットのずれが生じ、オーバーサンプリングに用いられるクロックpck0の500サイクルに1回、1個または3個のデータが出力される。 For example, if the frequency difference between the multi-phase clock and the transfer clock is 0.1% (1000 ppm), a shift of 1 bit occurs with respect to 1000 bits of transfer data, and 500 cycles of the clock pck0 used for oversampling. Once, one or three pieces of data are output.
選択信号生成部7は、オーバーサンプルデータOVSDのビット取り込み位相を指示する選択信号Selを生成する。
The
データ選択部6は、選択信号生成部7から出力される選択信号Selに従って、オーバーサンプリング部1から出力されたオーバーサンプルデータOVSDから1〜3個の復元データ(d0、d1、d2)を選択的に出力する。また、データ選択部6は、復元データの有効部分を示す状態信号S0、S1も出力する。
The
コンマ検出部9は、転送データに所定間隔で挿入された特殊符号として、コンマと呼ばれるコンマ符号を検出しコンマ検出信号Detを出力する。
The
デシリアライザ8は、コンマ検出信号Detをもとに、データ選択部6から供給される1〜3個の復元データ(d0、d1、d2)を10ビットのシンボルデータSYMにパラレル変換する。また、デシリアライザ8は、シンボルクロックSYMCLKの生成も行う。
Based on the comma detection signal Det, the
図6は、選択信号生成部7の構成例を示す図である。図6において、選択信号生成部7は、両エッジ検出部20と、DPLL566とを備え、多相クロック制御部1000から供給されるクロックpck0を基準にして動作するように構成されている。
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of the selection
両エッジ検出部20は、オーバーサンプルデータOVSDのビット列から立上り及び立下りの両エッジを検出し、そのエッジ位置を示すエッジデータRxEdgeを出力する。
Both
具体的には、両エッジ検出部20は、オーバーサンプルデータOVSD[0:15]と、オーバーサンプルデータOVSDを、1位相差分遅らせたデータdOVSD[0:15]との排他的論理和を演算する。
Specifically, the both-
なお、dOVSD[0:15]は、1クロック前のOVSD[15]をpOVSD[15]と表せば、dOVSD[0:15]={pOVSD[15],OVSD[0:14]}で求めることができる。 Note that dOVSD [0:15] is obtained by dOVSD [0:15] = {pOVSD [15], OVSD [0:14]} if OVSD [15] one clock before is expressed as pOVSD [15]. Can do.
DPLL566は、比較部21と、ループフィルタ562と、デジタルVCO563とを備え、入力されたエッジデータRxEdgeの位相に同期した位相を表す6ビットの位相データ(本発明における位相情報)Stを出力する。
The
比較部21は、エッジデータRxEdgeのエッジの位相とデジタルVCO563が出力する位相データStを比較し、その位相差データPDDatを出力する。
The
比較部21の構成を図7に示す。図7において、比較部21は、第1位相差検出部530a、530cと、第2位相差検出部530b、530dと、クリップ回路531a〜531dと、加算回路532とを備えている。
The configuration of the
第1位相差検出部530aは、オーバーサンプリングデータOVSDの0ビット目〜3ビット目、第2位相差検出部530bは、オーバーサンプリングデータOVSDの4ビット目〜7ビット目、第1位相差検出部530cは、オーバーサンプリングデータOVSDの8ビット目〜11ビット目、第2位相差検出部530dは、オーバーサンプリングデータOVSDの12ビット目〜15ビット目に対してそれぞれ設けられている。
The first phase difference detection unit 530a is the 0th to 3rd bits of the oversampling data OVSD, and the second phase
比較部21が受信する信号のパルス幅は、各種のジッタの影響により狭まっている可能性があるため、1UIに相当する時間内に複数のデータエッジが存在する場合がある。そのような場合であっても、各位相差検出部530a〜530dが2つ以上のデータエッジを検出しないように、比較部21は、上述したように構成されている。
Since the pulse width of the signal received by the
本実施形態では、オーバーサンプル時の受信信号の最短のパルス幅が1/2UI以上であるシステムを仮定し、エッジ検出を1/2UIずつ行うことにしている。実際に使用するシステムの受信信号のパルス幅がさらに狭くなる可能性がある場合には、位相検出単位を更に細かく分けて行うことにより対応することが可能である。 In the present embodiment, it is assumed that the shortest pulse width of the received signal at the time of oversampling is 1/2 UI or more, and edge detection is performed for each 1/2 UI. When there is a possibility that the pulse width of the received signal of the system actually used may be further narrowed, it can be dealt with by further dividing the phase detection unit.
各位相差検出部530a〜530dは、入力されたエッジデータRxEdgeの4ビット部分にエッジが存在しない場合には0を、エッジが存在する場合には、第1位相差検出部530a、530cでは図8、第2位相差検出部530b、530dでは図9に示すようにデジタルVCO563から出力される位相データStとの位相差を表す信号を出力する。
Each of the phase difference detection units 530a to 530d
各クリップ回路531a〜531dは、入力データを位相補正用規定値でクリップする。例えば、±8でクリップする場合には、各クリップ回路531a〜531dは、入力データの値が−8以上かつ8以下のときには入力データをそのまま出力、8を超えるときには8を出力、−8未満のときには−8を出力する。なお、各クリップ回路531a〜531dは、他の値で入力データをクリップする場合も同様である。
Each of the
加算回路532は、クリップ回路531a〜531dの出力を加算し、位相差データPDDatとして出力する。このように、エッジデータRxEdgeの各4ビット部分の位相差データをクリップ後に加算した位相差データPDDatが、比較部21から出力される。
The
図6において、比較部21から出力された位相差データPDDatは、ループフィルタ562に入力される。ループフィルタ562は、DPLL566のループ特性を決定するフィルタであり、比較部21が出力する位相差データPDDatを平滑化したデータVCOINをデジタルVCO563に出力する。ループフィルタ562の特性を変更することにより、DPLL566の特性を変更することができる。
In FIG. 6, the phase difference data PDDat output from the
図10にループフィルタ562の一例を示す。図10においてループフィルタ562は乗算器570、571、加算器572、575、リミット回路573およびF/F574を備えている。
FIG. 10 shows an example of the
乗算器570、571は、それぞれ固定倍率a、bの乗算器であり、入力された位相差データPDDatを固定倍する。乗算器570、571の倍率a、bを図示しないレジスタにより設定できる構成とすることによりDPLL566の特性を変更することができる。
また、加算器572、リミット回路573およびF/F574は、積算器を構成している。リミット回路573は、加算器572にオーバーフローあるいはアンダーフローが発生した時に出力を最大値あるいは最小値にリミットする回路である。
Further, the
図6において、デジタルVCO563は、アナログPLLのVCOに相当し、位相データStを出力する。本実施形態では、デジタルVCO563は、6ビット(64値)でデータを出力するものする。この場合には、デジタルVCO563から出力される位相データStの1LSBは、1/64サイクル(1/64UI)の位相に相当する。
In FIG. 6, a
図11にデジタルVCO563の構成例を示す。図11において、デジタルVCO563は、加算器580およびF/F581を備えている。加算器580は、入力データVCOINとF/F581からのフィードバックデータを加算することにより積算器を構成している。デジタルVCO563は、F/F581が保持するビットのうち、上位6ビットをデジタルVCO563の位相データStとして出力する。
FIG. 11 shows a configuration example of the
この構成により、デジタルVCO563は、比較部21から出力される位相差データPDDatがループフィルタ562で平滑化されたデータを積算していくため、デジタルVCO563から出力される位相データStは、位相を表す。
With this configuration, the
ここで、位相データStのビット数を多くすればするほど、位相データStの1ビットが表す位相が小さくなり、デジタルVCO563が位相データStで表現できる位相の精度が上がる。
Here, as the number of bits of the phase data St is increased, the phase represented by one bit of the phase data St is reduced, and the accuracy of the phase that can be expressed by the
デジタルVCO563から出力される位相データStは、比較部21に戻され、比較部21、ループフィルタ562、デジタルVCO563によるフィードバック制御が行われる。
The phase data St output from the
このため、位相データStは、エッジデータRxEdgeの位相に追従することになる。なお、本実施形態において、DPLL566から出力される選択信号Selは、位相データStの上位3ビットからなる。
For this reason, the phase data St follows the phase of the edge data RxEdge. In this embodiment, the selection signal Sel output from the
図2において、データ選択部6は、オーバーサンプリング部1から出力されたオーバーサンプリングデータOVSDと、選択信号Selとにより復元データd0、d1、d2を復元するとともに、復元データの有効部分を示す状態信号S0、S1を出力する。
In FIG. 2, the
図12にデータ選択部6の構成を示す。図12に示すように、データ選択部6は、F/F700、データ生成部701およびデータ状態信号生成部702を備えている。F/F700は、入力された選択信号Selを1クロック分遅らせた遅延選択信号dSelを生成する。
FIG. 12 shows the configuration of the
データ生成部701は、入力されたオーバーサンプリングデータOVSDと選択信号Selおよび遅延選択信号dSelとから復元データd0、d1、d2を生成する。図13にデータ生成部701の入力信号と出力信号の関係を示す。
The
データ状態信号生成部702は、データ生成部701が出力するデータの有効部分を示す状態信号S0、S1を生成する。図14にデータ状態信号生成部702の入力信号と出力信号の関係を示す。
The data status
図15は、デシリアライザ8の構成例を示す図である。図15に示すように、デシリアライザ8は、復元データd0、d1、d2が入力されるシフトレジスタ36と、シンボル変換部37と、シンボル同期制御部38とを備えている。シフトレジスタ36は、復元データd0、d1、d2を状態信号S0、S1に従って逐次シフトして保持し、保持した復元データをパラレルデータPDataとして出力する。
FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration example of the
図16は、デシリアライザ8を構成するシフトレジスタ36の詳細な構成例を示す図である。図16に示すシフトレジスタ36は、F/F40(0)〜(11)と、マルチプレクサ41(1)〜(11)とを備えている。なお、図16において、F/F40(5)より後段のものは図示が省略されている。
FIG. 16 is a diagram illustrating a detailed configuration example of the
F/F40(0)〜(11)は、縦列接続されてシフトレジスタを構成する。マルチプレクサ41(1)〜(11)は、状態信号S0、S1に従って、F/F40(0)〜(11)へ入力させる復元データd0、d1、d2をそれぞれ選択する。 F / Fs 40 (0) to (11) are connected in cascade to form a shift register. The multiplexers 41 (1) to (11) select restored data d0, d1, and d2 to be input to the F / Fs 40 (0) to (11), respectively, according to the status signals S0 and S1.
各マルチプレクサ41(1)〜(11)は、入力された復元データd1、d0、d2の3入力のうち、上から3ビットシフト、2ビットシフト、1ビットシフトに対応し、{S1、S0}={0,1}のときは1ビットシフトを行うため一番下の入力を、{S1,S0}={1,1}のときは3ビットシフトを行うため一番上の入力を、その他のときは2ビットシフトを行うため真中の入力を選択して出力する。 Each of the multiplexers 41 (1) to (11) corresponds to a 3-bit shift, 2-bit shift, and 1-bit shift from the top among the three inputs of the restored data d1, d0, and d2, and {S1, S0} = {0,1}, the bottom input to perform 1-bit shift, and {S1, S0} = {1,1}, the top input to perform 3-bit shift, etc. In this case, since the 2-bit shift is performed, the middle input is selected and output.
また、F/F40(0)〜(11)は、出力Q0〜Q11をパラレルデータPData[0:11]として出力する。これにより、1〜3個ずつ復元されるデータがパラレル変換される。 Further, the F / Fs 40 (0) to (11) output the outputs Q0 to Q11 as parallel data PData [0:11]. As a result, the data restored by 1 to 3 is converted in parallel.
図2において、コンマ検出部9は、デシリアライザ8から出力されたパラレルデータPData中に所定のコンマ符号のパターンが含まれているか否かを検出し、その検出結果を表す検出信号Detと、検出された場合の検出位置信号DetPos(例えば、検出されたコンマ符号のパターンのLSBのビット数)をデシリアライザ8に出力する。
In FIG. 2, the
なお、8B/10B変換におけるコンマ符号は、左側をFRB(First Recieved Bit)とすると、「0011111010」又は「1100000101」である。ここで、シンボルの区切りを示す属性を有する他の符号として、「0011111001」や「1100000110」が検出される場合もある。 Note that the comma code in the 8B / 10B conversion is “00111111010” or “1100000101” when the left side is FRB (First Received Bit). Here, “0011111001” or “1100010001” may be detected as another code having an attribute indicating a symbol delimiter.
例えば、PData[11:0]が「100111110101」のときは、PData[10:1]がコンマ符号と一致するので、検出信号Detとして「H」、検出位置信号DetPosとして1がコンマ検出部9から出力される。
For example, when PData [11: 0] is “100111110101”, since PData [10: 1] matches the comma code, “H” is detected as the detection signal Det, and 1 is detected from the
図17は、図15に示したシンボル同期制御部38とシンボル変換部37とを説明する信号波形図である。図17において、PData[11]は、最初に受信されたビット(FRB)であり、PData[0]は、最後に受信されたビット(LRB)である。
FIG. 17 is a signal waveform diagram illustrating the symbol
また、(a)は、クロックck0、(b)は、PData[11:0]、(c)は、検出信号Det、(d)は、検出位置信号DetPos、(e−0)、(e−1)は、状態信号S0'、S1'(ここで、S0'、S1'は、S0,S1をそれぞれ1クロック分遅延させた信号である。)、(g)は、パラレルデータPDataを1クロック遅延させたdPData、(h)は、シンボルクロックSYMCLK(ラッチイネーブル信号LEと同一信号)、(i)は、パラレルデータPDataのシンボル有効位置を示すシンボル位置信号LEPos、(j)は、10ビットのシンボルデータSYM信号を表している。 (A) is the clock ck0, (b) is PData [11: 0], (c) is the detection signal Det, (d) is the detection position signal DetPos, (e-0), (e- 1) shows status signals S0 ′ and S1 ′ (where S0 ′ and S1 ′ are signals obtained by delaying S0 and S1 by one clock, respectively), and (g) shows one clock of parallel data PData. The delayed dPData, (h) is the symbol clock SYMCLK (the same signal as the latch enable signal LE), (i) is the symbol position signal LEPos indicating the symbol effective position of the parallel data PData, (j) is 10 bits Symbol data SYM signal is represented.
今、(b)に示すパラレルデータPData中にコンマ符号のパターンCOMが検出されると(拡大図の下線部)、コンマ検出部9から(c)に示す検出信号Detと(d)に示す検出位置信号DetPosとが出力される。
When the comma code pattern COM is detected in the parallel data PData shown in (b) (the underlined portion of the enlarged view), the detection signal Det shown in (c) from the
シンボル同期制御部38は、カウンタを内蔵しており、この検出信号Detをスタート信号、検出位置信号DetPosをカウント初期値とし、カウントを開始する。このカウンタは、デシリアライザ8に入力される1〜3個の復元データの個数分だけカウントされる。
The symbol
すなわち、シンボル同期制御部38は、状態信号S0'、S1'に基づいてカウントを行い、カウント値が10ビット(1シンボル分)貯まる毎に、(h)に示すラッチイネーブル信号LEを出力(LEを「H」に)し、カウント値を−10にする。
That is, the symbol
同時に、シンボル同期制御部38は、パラレルデータPDataの有効位置を示す(i)に示すシンボル位置信号LEPosとしてカウント値を出力する。なお、状態信号は、各ブロックでの処理時間分遅延(本例では1クロック分)させた(e−1)、(e−2)にそれぞれ示すS0'、S1'を用いてカウントされる。
At the same time, the symbol
シンボル同期制御部38は、{S1',S0'}が{0,1}のときは、カウントを1進め、{S1',S0'}が{1,1}のときは、カウントを3進め、その他のときは、カウントを2進める。
The symbol
シンボル変換部37は、パラレルデータPDataを1クロック分遅延させた(g)に示すdPDataから、ラッチイネーブル信号LEが「H」のときにシンボル位置信号LEPosにしたがって(j)に示す10ビットのシンボルデータSYM[0:9]を取り出す。
The
したがって、シンボル位置信号LEPosが、0、1、2であればそれぞれ、dPData[9:0][10:1][11:2]が取り出される。なお、シンボル位置信号LEPosが3以上であれば、それ以前のクロックで取り出されるので、ここで取り出すデータは、存在しない。 Therefore, if the symbol position signal LEPos is 0, 1, or 2, dPData [9: 0] [10: 1] [11: 2] is extracted. If the symbol position signal LEPos is 3 or more, the data is extracted at the previous clock, so there is no data to be extracted here.
また、シンボル同期制御部38からは、ラッチイネーブル信号LEと同一の信号がシンボルクロックSYMCLKとして出力される。このようにすれば、シンボルクロックSYMCLKに同期させて10ビットのシンボルデータSYMが復元できる。
The symbol
なお、シンボルクロックSYMCLKの周期は、通常、クロック(ck0)の5クロック分(転送用クロックの10クロック分)であるが、送信側と受信側の周波数差により、4クロック分または6クロック分になることがある。この差分は、図1を参照して説明したエラスティックバッファ111で吸収される。
The cycle of the symbol clock SYMCLK is normally 5 clocks (clock 0) (10 clocks for transfer), but it is 4 clocks or 6 clocks depending on the frequency difference between the transmitting side and the receiving side. May be. This difference is absorbed by the
図18は、PLL113の構成例を示す図である。図18に示すPLL113は、分周器50、58と、位相周波比較器51と、ローパスフィルタ52と、電圧制御発振器53と、分周回路55とを備えており、基準クロックRefCLKから、転送クロックBCLKと、内部動作用クロックPCLKと、多相クロックck0〜ck15とを生成する。
FIG. 18 is a diagram illustrating a configuration example of the
電圧制御発振器53は、4段の差動バッファ54a〜54dが接続されたリングオシレータで構成され、8位相のクロックc0〜c7を生成し、そのうちの1つを転送クロックBCLKとして出力する。
The voltage controlled
分周器50は、転送クロックBCLKを10分周し、位相周波比較器51にフィードバックする。位相周波比較器51は、基準クロックRefCLKと分周器50の出力との位相比較を行い、この位相差情報に基づき内在するチャージポンプを駆動する。
The
ローパスフィルタ52は、チャージポンプ出力を平滑化し制御電圧Vcを電圧制御発振器53に供給する。電圧制御発振器53内の差動バッファ54a〜54dは、この制御電圧Vcに従って遅延量が変化し、位相同期制御を行う。例えば、基準クロックRefCLKとして250MHzのクロックを供給すると、電圧制御発振器53は、2.5GHzの転送クロックBCLKを生成する。
The
分周器58は、転送クロックBCLKを10分周してクロックPCLKを生成する。分周回路55は、クロックc0〜c7が入力される8つの2分周器(トグルF/Fなどにより構成)56a〜56hを備え、分周回路55からは、正転及び反転信号が出力される。
The
また、これら2分周器56a〜56fは、リセット回路57の出力RSTBによりリセットされ、図5に示す(c−0)ck0から(c−15)ck15となるように各クロックの位相を調整する。
Further, these two
すなわち、8位相クロックc0〜c7が2分周されることにより、転送クロックBCLKの1/2の周波数で、16位相のクロックck0〜ck15が2分周器56a〜56hによって生成される。
That is, by dividing the 8-phase clocks c0 to c7 by 2, the 16-phase clocks ck0 to ck15 are generated by the 2-
図19は、複数の物理層部とPLLとの関係を示す図である。図19におけるPLL150は、多相クロック生成部2を兼ね、複数の物理層部(ここでは第1及び第2レーン物理層部151、152を示し、他は図示が省略されている。)に、転送クロックBCLKとクロックPCLKと多相クロックck0〜ck15とを共通に供給するように構成されている。
FIG. 19 is a diagram illustrating a relationship between a plurality of physical layer units and a PLL. The
第1レーン物理層部151は、送信部101−1と、受信部102−1(本実施形態のデータリカバリ回路を有する)とを備え、第2レーン物理層部152も、第1レーン物理層部151と同様に送信部101−2と、受信部102−2(本実施形態のデータリカバリ回路を有する)とを備えている。
The first lane
PLL150には、基準クロックRefCLKが供給され、PLL150は、各送信部101−1、101−2に転送クロックBCLK、クロックPCLKを供給し、各受信部102−1、102−2に多相クロックck0〜ck15を供給する。このように、PLL150を複数の物理層部で共用化することもできる。
The reference clock RefCLK is supplied to the
以上に説明したように、本実施形態のデータリカバリ回路は、データリカバリに必要としないオーバーサンプリングデータOVSDのビットに対応するF/Fに供給するクロックを停止するため、従来のデータリカバリ回路と比較して消費電流を減らすことができる。 As described above, the data recovery circuit according to the present embodiment stops the clock supplied to the F / F corresponding to the bit of the oversampling data OVSD that is not necessary for data recovery, and therefore is compared with the conventional data recovery circuit. Thus, current consumption can be reduced.
また、本実施形態のデータリカバリ回路をLSI化する場合には、発熱対策のため高価なパッケージを用いる必要や、大量の電流を回路に供給するために多数の電源用パッドを用いる必要がなくなる。 In addition, when the data recovery circuit of the present embodiment is made into an LSI, it is not necessary to use an expensive package as a countermeasure against heat generation, or to use a large number of power supply pads to supply a large amount of current to the circuit.
さらに、確保しなければならないパッド間隔とパッド数との関係でLSIのチップサイズが決まるため、本実施形態のデータリカバリ回路をLSI化する場合には、チップサイズを抑えることができ、コストを抑えることができる。 Furthermore, since the LSI chip size is determined by the relationship between the pad spacing and the number of pads that must be secured, when the data recovery circuit of this embodiment is implemented as an LSI, the chip size can be suppressed, and the cost can be reduced. be able to.
また、本実施形態のデータリカバリ回路は、転送クロックBCLKの1/2の周波数で16位相によるオーバーサンプリングから、例えば転送クロックBCLKの1/4の周波数で32位相によるオーバーサンプリングに容易に変更し、動作周波数をさらに下げることにより、転送データのレートをさらに高くすることもできる。 In addition, the data recovery circuit according to the present embodiment easily changes from oversampling with 16 phases at a frequency of 1/2 of the transfer clock BCLK to oversampling with 32 phases at a frequency of 1/4 of the transfer clock BCLK, for example. By further lowering the operating frequency, the transfer data rate can be further increased.
また、本実施形態のデータリカバリ回路は、受信データとは同期していないクロックによってデータを復元することができるので、多相クロックの生成は転送クロックBCLKの生成と共用化可能であり、チップサイズを抑えることができる。 In addition, since the data recovery circuit of this embodiment can restore data using a clock that is not synchronized with the received data, the generation of the multiphase clock can be shared with the generation of the transfer clock BCLK, and the chip size Can be suppressed.
(第2の実施形態)
本発明のデータリカバリ回路の第2の実施形態を図20に示す。なお、本実施形態においては、本発明のデータリカバリ回路の第1の実施形態の構成要素と同一な構成要素には、同一の符号を付して説明を省略する。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the data recovery circuit of the present invention is shown in FIG. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment of the data recovery circuit of the present invention are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
図20において、本実施形態のデータリカバリ回路は、オーバーサンプリング部2001と、多相クロック生成部2と、多相クロック選択部2000と、シンボルデータ復元部3とを備えている。
In FIG. 20, the data recovery circuit of this embodiment includes an
多相クロック選択部2000は、多相クロック生成部2によって生成された多相クロックtck0〜tck15のうち、データのサンプリングに使用するクロックを選択して出力する。なお、多相クロック選択部2000は、本発明のデータリカバリ回路の第1の実施形態で説明した多相クロック制御部1000と同様に、クロックpck0、pck8を出力する。
The multiphase
具体的には、多相クロック選択部2000は、クロックckaとしてtck0を常に選択する。また、多相クロック選択部2000は、図4に示した選択テーブルにおいて、制御信号Ctl[1:0]=3のときに、1が立っているクロックc0〜c15に対応するクロックtck0〜tck15をクロックckb〜ckeとしてそれぞれ選択する。
Specifically, the multiphase
すなわち、多相クロック選択部2000は、選択信号Sel=0の場合には、ckbとしてtck0を選択し、ckcとしてtck4を選択し、ckdとしてtck8を選択し、ckeとしてtck12を選択する。
That is, when the selection signal Sel = 0, the multiphase
また、多相クロック選択部2000は、選択信号Sel=1の場合には、ckbとしてtck1を選択し、ckcとしてtck5を選択し、ckdとしてtck9を選択し、ckeとしてtck13を選択する。
When the selection signal Sel = 1, the multiphase
また、多相クロック選択部2000は、選択信号Sel=2の場合には、ckbとしてtck2を選択し、ckcとしてtck6を選択し、ckdとしてtck10を選択し、ckeとしてtck14を選択する。
When the selection signal Sel = 2, the multiphase
また、多相クロック選択部2000は、選択信号Sel=3の場合には、ckbとしてtck3を選択し、ckcとしてtck7を選択し、ckdとしてtck11を選択し、ckeとしてtck15を選択する。
When the selection signal Sel = 3, the multiphase
また、多相クロック選択部2000は、選択信号Sel=4の場合には、ckbとしてtck0を選択し、ckcとしてtck4を選択し、ckdとしてtck8を選択し、ckeとしてtck12を選択する。
In addition, when the selection signal Sel = 4, the multiphase
また、多相クロック選択部2000は、選択信号Sel=5の場合には、ckbとしてtck1を選択し、ckcとしてtck5を選択し、ckdとしてtck9を選択し、ckeとしてtck13を選択する。
In addition, when the selection signal Sel = 5, the multiphase
また、多相クロック選択部2000は、選択信号Sel=6の場合には、ckbとしてtck2を選択し、ckcとしてtck6を選択し、ckdとしてtck10を選択し、ckeとしてtck14を選択する。
Further, when the selection signal Sel = 6, the multi-phase
また、多相クロック選択部2000は、選択信号Sel=7の場合には、ckbとしてtck3を選択し、ckcとしてtck7を選択し、ckdとしてtck11を選択し、ckeとしてtck15を選択する。
Further, when the selection signal Sel = 7, the multiphase
なお、本実施例では、構成が単純になるように、多相クロック選択部2000が上述したように出力するクロックを選択するようにしたが、選択信号Sel=7かつ遅延選択信号dSel=0の場合のみ、5つのクロックが必要となる。このため、多相クロック選択部2000は、選択信号Sel=7かつ遅延選択信号dSel=0とならない場合には、クロックckaを停止するようにしてもよい。
In this embodiment, the multi-phase
また、多相クロック選択部2000は、選択信号Sel=0かつ遅延選択信号dSel=7の場合には、3つのクロックのみが必要となるため、クロックckaおよびckbを停止するようにしてもよい。
Further, when the selection signal Sel = 0 and the delay selection signal dSel = 7, the multi-phase
オーバーサンプリング部2001は、5個のF/F(F/Fa〜F/Fe)からなるF/F回路2002と、入力されたデータを1つのクロック(例えば、pck0)に同期させて出力する並列化部2003と、データのビットマッピングを行うビットマッピング部2004と、ビット補完部800とを備えている。
The
F/F回路2002の構成する各F/Fa〜F/Feは、それぞれ入力されるクロックのタイミングでシリアル伝送データ(Data)をサンプルする。
Each of the F / Fa to F / Fe included in the F /
並列化部2003は、入力されたビットデータ(Qa〜Qe)を1つのクロック(本実ここではpck0とする)に同期させた5ビットのデータPOVSDを出力する。
The
並列化部2003は、図21に示すように、F/F2010a〜2010e、2011a〜2011eを有し、これら各F/Fのうち、F/F2010a〜2010c、2011a〜2011eには、pck0が入力され、F/F2010d〜2010eには、pck8が入力される。
As shown in FIG. 21, the
また、F/F2010a〜2010eには、ビットデータQa〜Qeがそれぞれ入力される。F/F2010a〜2010eの出力データは、F/F2011a〜2010eにそれぞれ入力され。
Further, bit data Qa to Qe are input to the F /
このように、F/F2011a〜2011eの出力データQa〜Qeは、5ビットのデータPOVSDを構成する。
As described above, the output data Qa to Qe of the F /
ビットマッピング部2004は、並列化部2003によって出力された5ビットのデータPOVSDを、本発明の第1の実施形態と同じように16ビットのデータTOVSDとして出力するためのマッピングを行う。
The
選択信号Sel=2の場合には、ビットマッピング部2004の入出力データの関係は例えば図22に示すようになる。例えば、ビットマッピング部2004は、POVSDの各ビット「00110」(左側からPOVSD[0]、POVSD[1]、POVSD[2]、POVSD[3]、POVSD[4])を16ビットのデータTOVSDにおける実際のサンプリング位置にマッピングする。
When the selection signal Sel = 2, the input / output data relationship of the
すなわち、図22においては、ビットマッピング部2004は、POVSD[0]をTOVSD[0]に、POVSD[1]をTOVSD[2]に、POVSD[2]をTOVSD[6]に、POVSD[3]をTOVSD[10]に、POVSD[4]をTOVSD[14]にそれぞれマッピングする。
That is, in FIG. 22, the
上述したTOVSDの各ビット以外のビットに関しては、どのような値になっていても問題ないが、本実施形態において、ビットマッピング部2004は、これらビットに"0"をマッピングするものとする。TOVSDは、ビット補完部800に入力され、ビットが補完されたデータOVSDとして出力される。
The
なお、本実施形態において、オーバーサンプリング部2001は、第1の実施形態のオーバーサンプリング部1と同じオーバーサンプリングデータOVSDを得ることができるため、シンボルデータ復元部3は、第1の実施形態と同じ構成のものを使用することができる。
In this embodiment, since the
図23は、オーバーサンプリング部2001の各主要信号の信号波形の一例を示す図である。図23において、(a)は、受信データDataの波形例、(b)は、データ転送クロック(実際にはオーバーサンプリング部2001には存在しないが、説明の都合上記載した。)、(c−a)〜(c−e)は、多相クロックcka〜cke、(d−a)〜(d−e)は、多相クロックによりF/Fa〜F/Feに取り込まれ、F/Fa〜F/Feからそれぞれ出力されるデータQa〜Qe、(e−0)、(e−1)は、並列化部2003に一旦取り込まれたデータPQQ[0:2](F/F2010a〜F/F2010cの出力に相当)、データPQQ[3:4](F/F2010d〜F/F2010eの出力に相当)、(f−0)は、並列化部2003から出力されるオーバーサンプルデータPOVSD、(g−0)は、ビットマッピング部2004によってマッピングされたオーバーサンプルデータTOVSDを表している。
FIG. 23 is a diagram illustrating an example of a signal waveform of each main signal of the
なお、図23においては、多相クロック生成部2001に入力される選択信号Selが2の場合におけるオーバーサンプリング部2001の各主要信号の信号波形を示している。
FIG. 23 shows signal waveforms of main signals of the
(c−a)〜(c−e)に示す多相クロックck0〜ck15の周期は、(b)に示すデータ転送クロックの周期(UI)の2倍(2UI)に設定され、各多相クロックck0〜ck15は、隣接したクロック相互の位相差が等間隔になるように位相がシフトされている。 The cycles of the multiphase clocks ck0 to ck15 shown in (c-a) to (ce) are set to twice (2UI) the cycle (UI) of the data transfer clock shown in (b). The phases of ck0 to ck15 are shifted so that the phase differences between adjacent clocks are equally spaced.
(a)に示す受信データDataの黒丸は、多相クロックck0〜ck15による各サンプリング点であり、この多相クロックck0〜ck15により取り込まれた各F/Fa〜F/Feの出力データQa〜Qeは、(d−a)から(d−e)に示すように変化する。なお、図23において、ビット列の左側はLSBで、時間的に速いサンプル点を表している。 The black circles of the received data Data shown in (a) are the sampling points of the multiphase clocks ck0 to ck15, and the output data Qa to Qe of each F / Fa to F / Fe captured by the multiphase clocks ck0 to ck15. Changes from (d-a) to (d-e). In FIG. 23, the left side of the bit string is LSB, which represents a sample point that is fast in time.
並列化部2003は、一旦、クロックpck0でQa〜Qcを取り込み、(e−0)に示すようにPQQ[0:2]を出力し、クロックpck8でQd〜Qeを取り込み、(e−1)に示すようにPQQ[3:4]を出力する。
The
そして、並列化部2003は、次のクロックpck0でPQQ[0:2]及びPQQ[3:4]を取り込んで並列同期化し、(f−0)に示すように、オーバーサンプルデータPOVSD[0:4]を出力する。
Then, the
以上に説明したように、本実施形態のオーバーサンプリング部2001は、第1の実施形態のオーバーサンプリング部1と比較して、F/Fの数を48個から15個に減らすことができる。したがって、消費電流を大幅に減らすことができ、回路規模を小さくすることができる。
As described above, the
なお、本実施形態では、ビットマッピング部2004によって出力されるデータOVSDのデータフォーマットを第1の実施形態にあわせるようにビットマッピング部2004を構成したが、オーバーサンプリング部2001の構成からビットマッピング部2004を省き、シンボルデータ復元部3が各ビットをマッピングするようにしてもよい。
In this embodiment, the
また、図20は、オーバーサンプリング部2001がサンプリングするビット数が3〜5ビットの場合に対応した構成を示しており(図4における制御信号Ctl=3の場合に相当する)、F/F回路2002には、5個のF/Fが必要となる。
FIG. 20 shows a configuration corresponding to the case where the number of bits sampled by the
また、図4に示した選択テーブルにおいて、制御信号Ctl=2の場合には、サンプリングするビット数が7〜9ビットとなるため、F/F回路2002には、9個のF/Fが必要になり、並列化部2003には、18個のF/Fが必要になる。
In the selection table shown in FIG. 4, when the control signal Ctl = 2, the number of bits to be sampled is 7 to 9 bits, so the F /
したがって、本実施形態では、2UIあたりのサンプリングを行うためF/Fの数を5個としているが、図4において、制御信号Ctl=2に対応した9個のF/FをF/F回路2002に設け、多相クロック選択部2000は、9本の多相クロックを出力し、制御信号Ctl信号に応じて、各クロックを停止するようにしてもよい。
Therefore, in the present embodiment, the number of F / Fs is set to 5 in order to perform sampling per 2 UI, but in FIG. 4, nine F / Fs corresponding to the control signal Ctl = 2 are represented by the F /
1、201、2001 オーバーサンプリング部(サンプリング部)
2、202、900 多相クロック生成部
3、203 シンボルデータ復元部(データ復元部)
4、901、2002 F/F回路
5、205、2003 並列化部
6 データ選択部
7 選択信号生成部
8、110 デシリアライザ
9 コンマ検出部
20 両エッジ検出部
21 比較部
36 シフトレジスタ
37 シンボル変換部
38 シンボル同期制御部
40、574、581、700、2010a〜2010e、2011a〜2011e F/F
41 マルチプレクサ
50、58 分周器
51 位相周波比較器
52 ローパスフィルタ
53 電圧制御発振器
54a〜54d 差動バッファ
55 分周回路
56a〜56h 2分周器
57 リセット回路
100、120 物理層部
101、122 送信部
102、121 受信部
103 エンコーダ部
104 シリアライザ
105 送信出力部
106、107 伝送路
108 受信入力部
109 データリカバリ部
111 エラスティックバッファ
112 デコーダ
113、123、150 PLL
115 DEQ
151 第1レーン物理層部
152 第2レーン物理層部
530a、530c 第1位相差検出部
530b、530d 第2位相差検出部
531a〜531d クリップ回路
532 加算回路
562 ループフィルタ
563 デジタルVCO
566、902 DPLL
570 乗算器
572、580 加算器
573 リミット回路
701 データ生成部
702 データ状態信号生成部
800 ビット補完部
1000 多相クロック制御部
1001 クロック選択部
1010〜1025 セレクタ
1020、1021 バッファ回路
2000 多相クロック選択部
2004 ビットマッピング部
1, 201, 2001 Oversampling unit (sampling unit)
2, 202, 900 Multiphase
4, 901, 2002 F /
41
115 DEQ
151 1st lane
566, 902 DPLL
570
Claims (8)
多相クロックを生成する多相クロック生成部と、
前記多相クロックのうち一部のクロックを停止させる多相クロック制御部と、
前記多相クロック制御部によって停止されなかったクロックに基づいて、前記シリアルデータをサンプリングするサンプリング部と、
前記サンプリング部によってサンプリングされたサンプリングデータに基づいて、前記シリアルデータを復元するデータ復元部と、を備えたことを特徴とするデータリカバリ回路。 A data recovery circuit that restores serially transferred serial data by oversampling,
A multiphase clock generator for generating a multiphase clock;
A multiphase clock control unit for stopping a part of the multiphase clock;
A sampling unit that samples the serial data based on a clock that is not stopped by the multi-phase clock control unit;
A data recovery circuit comprising: a data restoration unit that restores the serial data based on sampling data sampled by the sampling unit.
多相クロックを生成する多相クロック生成部と、
前記多相クロックのうち一部のクロックを選択する多相クロック選択部と、
前記多相クロック選択部によって選択された一部のクロックに基づいて、前記シリアルデータをサンプリングするサンプリング部と、
前記サンプリング部によってサンプリングされたサンプリングデータに基づいて、前記シリアルデータを復元するデータ復元部と、を備えたことを特徴とするデータリカバリ回路。 A data recovery circuit that restores serially transferred serial data by oversampling,
A multiphase clock generator for generating a multiphase clock;
A multiphase clock selector for selecting a part of the multiphase clock; and
A sampling unit that samples the serial data based on a part of clocks selected by the multiphase clock selection unit;
A data recovery circuit comprising: a data restoration unit that restores the serial data based on sampling data sampled by the sampling unit.
多相クロックを生成する多相クロック生成ステップと、
前記多相クロックのうち一部のクロックを停止させる多相クロック制御ステップと、
前記多相クロック制御ステップで得られた多相クロックに基づいて、前記シリアルデータをサンプリングするサンプリングステップと、
前記サンプリングステップでサンプリングされたサンプリングデータに基づいて、前記シリアルデータを復元するデータ復元ステップと、を実行させるデータリカバリ方法。 In the data recovery circuit to restore by oversampling the serially transferred serial data,
A multi-phase clock generation step for generating a multi-phase clock; and
A multiphase clock control step of stopping a part of the multiphase clock; and
A sampling step of sampling the serial data based on the multiphase clock obtained in the multiphase clock control step;
A data recovery method for executing a data recovery step of recovering the serial data based on the sampling data sampled in the sampling step.
多相クロックを生成する多相クロック生成ステップと、
前記多相クロックのうち一部のクロックを選択する多相クロック選択ステップと、
前記多相クロック選択ステップで選択された一部のクロックに基づいて、前記シリアルデータをサンプリングするサンプリングステップと、
前記サンプリングステップでサンプリングされたサンプリングデータに基づいて、前記シリアルデータを復元するデータ復元ステップと、を実行させるデータリカバリ方法。 In the data recovery circuit to restore by oversampling the serially transferred serial data,
A multi-phase clock generation step for generating a multi-phase clock; and
A multiphase clock selection step of selecting a part of the multiphase clocks;
A sampling step of sampling the serial data based on a part of the clocks selected in the multiphase clock selection step;
A data recovery method for executing a data recovery step of recovering the serial data based on the sampling data sampled in the sampling step.
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