JP2011129182A - Clock data recovery circuit and operating method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、入力信号に含まれたクロックとデータとを再生するクロックデータリカバリー回路に関し、特に回路規模および消費電力を削減するのに有効な技術に関するものである。 The present invention relates to a clock data recovery circuit that regenerates a clock and data included in an input signal, and more particularly to a technique effective for reducing the circuit scale and power consumption.
CD(Compact Disk)、DVD(Digital Versatile Disk)、BD(Blu-Ray Disk)等の光ディスクの記録信号を再生する装置では、光ピックアップから放射されるレーザ光を光ディスクの記録面に照射して、その反射光を光ピックアップによって検出して、アナログ再生信号(以下、RF信号と言う)が生成される。RF信号に各ディスクの仕様で決定されたデジタル信号処理が実行され、再生データの生成が可能である。 In an apparatus for reproducing a recording signal of an optical disk such as a CD (Compact Disk), a DVD (Digital Versatile Disk), or a BD (Blu-Ray Disk), the recording surface of the optical disk is irradiated with laser light emitted from an optical pickup, The reflected light is detected by an optical pickup, and an analog reproduction signal (hereinafter referred to as an RF signal) is generated. Digital signal processing determined by the specifications of each disc is executed on the RF signal, and reproduction data can be generated.
一方、BD等では高密度記録が実現され、RF信号が微弱となっている。このために、RF信号を正確に検出するには、RFアナログ入力信号に含まれたクロックとデータとを再生するクロックデータリカバリー回路(Clock and Data Recovery Circuit)が必要となる。一般的なクロックデータリカバリー回路は、A/D変換器、デジタル位相比較器、デジタルループフィルタ、D/A変換器、電圧制御発振器(VCO)によって構成される。 On the other hand, with BD or the like, high-density recording is realized, and the RF signal is weak. For this reason, in order to accurately detect the RF signal, a clock and data recovery circuit (Clock and Data Recovery Circuit) for reproducing the clock and data included in the RF analog input signal is required. A general clock data recovery circuit includes an A / D converter, a digital phase comparator, a digital loop filter, a D / A converter, and a voltage controlled oscillator (VCO).
光ピックアップによって検出されたRF信号はアナログフロントエンド(AFE)を介してA/D変換器の入力端子に供給されて、A/D変換器の出力端子からデジタル信号が生成される。デジタル信号がデジタル位相比較器とデジタルループフィルタとD/A変換器とを介して電圧制御発振器(VCO)の制御入力端子に伝達されることによって、電圧制御発振器(VCO)の出力端子からA/D変換器のサンプリング制御端子に供給される正確なタイミングのクロック信号が生成されることが可能となる。従って、A/D変換器の出力端子からは正確なデータ信号が生成され、このデータ信号はビタビ(Viterbi)復号器によって復号されることが可能である。 The RF signal detected by the optical pickup is supplied to the input terminal of the A / D converter via the analog front end (AFE), and a digital signal is generated from the output terminal of the A / D converter. The digital signal is transmitted to the control input terminal of the voltage controlled oscillator (VCO) through the digital phase comparator, the digital loop filter, and the D / A converter, so that the A / O is output from the output terminal of the voltage controlled oscillator (VCO). It becomes possible to generate a clock signal with accurate timing supplied to the sampling control terminal of the D converter. Therefore, an accurate data signal is generated from the output terminal of the A / D converter, and this data signal can be decoded by a Viterbi decoder.
しかしながら、このようなクロックデータリカバリー回路ではA/D変換器とデジタル位相比較器とデジタルループフィルタとD/A変換器と電圧制御発振器(VCO)とで、PLL(Phase Locked Loop)回路を構成している。このPLL回路では、D/A変換器と電圧制御発振器(VCO)とは、アナログ回路となっている。一方、光ディスクの再生速度を高速化させるにはPLL特性の安定性の確保が必要となるが、アナログ回路の特性ばらつきがその阻害要因となっている。 However, in such a clock data recovery circuit, an A / D converter, a digital phase comparator, a digital loop filter, a D / A converter, and a voltage controlled oscillator (VCO) constitute a PLL (Phase Locked Loop) circuit. ing. In this PLL circuit, the D / A converter and the voltage controlled oscillator (VCO) are analog circuits. On the other hand, in order to increase the reproduction speed of the optical disc, it is necessary to ensure the stability of the PLL characteristic, but the characteristic variation of the analog circuit is an obstacle.
またPLL回路のアナログ回路は、アナログ・デジタル混載LSIに内蔵されるが、LSI製造プロセスの微細化(高集積化)の進歩に伴ってデジタル回路の集積密度向上は期待できるが、アナログ回路の集積密度向上は期待できない。この問題を解決するために下記非特許文献1には、A/D変換器のサンプリング端子に供給されるクロック信号としてRF信号の周波数および位相と非同期の非同期クロックを使用することが記載されている。非同期クロックはA/D変換器のサンプリング端子とタイミングデコーダとリファレンスレベル生成器とビタビ(Viterbi)検出器に供給され、A/D変換器の出力から生成される非同期サンプリングデータ信号はタイミングデコーダとビタビ検出器に供給され、タイミングデコーダから生成される擬似同期クロックと位相信号とはビタビ検出器とリファレンスレベル生成器にそれぞれ供給される。
The analog circuit of the PLL circuit is built in the analog / digital mixed LSI, but with the progress of miniaturization (high integration) of the LSI manufacturing process, the integration density of the digital circuit can be expected to increase. Density improvement cannot be expected. In order to solve this problem, Non-Patent
非同期クロックは、周波数シンセサイザから生成される固定周波数を持つオーバーサンプリングクロックである。タイミングデコーダは周期レート計算器と位相制御器と同期パターンインターバル・チェッカーとNCOコントローラと数値制御発振器(NCO:Number Controlled Oscillator)とによって構成され、ビタビ検出器は複数のブランチメトリックと加算・比較・選択ブロックとサバイバーパス管理ユニットとによって構成されている。 The asynchronous clock is an oversampling clock having a fixed frequency generated from a frequency synthesizer. The timing decoder consists of a period rate calculator, phase controller, synchronous pattern interval checker, NCO controller, and numerically controlled oscillator (NCO), and the Viterbi detector adds, compares, and selects multiple branch metrics. It is composed of a block and a survivor path management unit.
本発明者等は本発明に先立って、微細化半導体プロセスを利用して低コスト化が可能な光・ディスク・ドライブLSIの開発に従事した。 Prior to the present invention, the present inventors engaged in the development of an optical / disk / drive LSI capable of reducing the cost by using a miniaturized semiconductor process.
このLSIの開発においては、集積密度向上を阻害するアナログ回路の削減が課題とされた。この課題の解決のために、上記非特許文献1に記載された非同期クロックから擬似同期クロックの生成技術が本発明に先立って本発明者等によって検討された。
In the development of this LSI, the reduction of analog circuits that hinders the increase in integration density has been an issue. In order to solve this problem, a technique for generating a pseudo-synchronous clock from an asynchronous clock described in Non-Patent
本発明者等による本発明に先立った検討によって、上記非特許文献1に記載された方法は誤差を低減して演算精度を向上するにはタイミングデコーダとリファレンスレベル生成器の回路規模が増大して消費電力も増大すると言う問題を有することが明らかとされた。また更に、光ディスク記録再生装置においては再生クロックとRF信号の立ち上がりと立ち下がりのゼロクロス点との間の時間変動(ジッター)を検出して、ディスクへの記録ストラテジー(Write Strategy)を調整する必要がある。しかしながら、上記非特許文献1に記載の方法ではこのジッターの対応が考慮されていないと言う問題も、本発明者等による本発明に先立った検討によって明らかとされた。尚、記録ストラテジーは、例えば光ディスクの記録面にデータを記録する際に半導体レーザに供給されるパルス信号波形を最適化する技術である。
As a result of the examination by the present inventors prior to the present invention, the method described in Non-Patent
本発明は、以上のような本発明に先立った本発明者等による検討の結果、なされたものである。 The present invention has been made as a result of the examination by the present inventors prior to the present invention as described above.
従って、本発明の目的とするところは、回路規模および消費電力が削減可能なクロックデータリカバリー回路を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a clock data recovery circuit capable of reducing the circuit scale and power consumption.
また、本発明の他の目的とするところは、ディスク記録再生装置においてジッターへの対応の容易なクロックデータリカバリー回路を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a clock data recovery circuit that can easily cope with jitter in a disk recording / reproducing apparatus.
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。 The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうちの代表的なものについて簡単に説明すれば下記のとおりである。 A typical one of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
すなわち、本発明の代表的な実施の形態は、クロックデータリカバリー回路(3)は、クロック発生器(300)、A/D変換器(301)、検出回路(302)、データ補正部(303)、タイミング生成部(304)、位相比較器(305)、ループフィルタ(306)を具備する。 That is, in a typical embodiment of the present invention, the clock data recovery circuit (3) includes a clock generator (300), an A / D converter (301), a detection circuit (302), and a data correction unit (303). , A timing generator (304), a phase comparator (305), and a loop filter (306).
前記クロック発生器(300)からのサンプリングクロックに応答して、前記A/D変換器(301)はアナログ入力信号のデジタル出力信号へのA/D変換を実行する。 In response to the sampling clock from the clock generator (300), the A / D converter (301) performs A / D conversion of an analog input signal to a digital output signal.
前記A/D変換器(301)から順次生成される複数のデジタル出力信号は前記データ補正部(303)に供給され、前記データ補正部(303)から順次生成される複数の補正デジタル信号は前記位相比較器(305)に供給される。 A plurality of digital output signals sequentially generated from the A / D converter (301) are supplied to the data correction unit (303), and a plurality of correction digital signals sequentially generated from the data correction unit (303) are This is supplied to the phase comparator (305).
前記位相比較器(305)の出力信号は前記ループフィルタ(306)を介して前記タイミング生成部(304)に供給され、前記タイミング生成部から生成される複数の再サンプリングタイミングの情報(Pvco)は前記データ補正部(303)に供給される。 The output signal of the phase comparator (305) is supplied to the timing generator (304) via the loop filter (306), and information on a plurality of re-sampling timings (Pvco) generated from the timing generator is The data correction unit (303) is supplied.
前記検出回路(302)は、前記アナログ入力信号のチャンネル周期(T)と前記サンプリングクロックのサンプリング周期(t)との比(T/t)のサンプリング誤差情報(nvco)を生成する。 The detection circuit (302) generates sampling error information (nvco) of a ratio (T / t) between a channel period (T) of the analog input signal and a sampling period (t) of the sampling clock.
前記タイミング生成部(304)は、前記サンプリング周期(t)と前記サンプリング誤差情報(nvco)に応答して、前記A/D変換器(301)による複数のA/D変換タイミングから前記サンプリング誤差情報(nvco)によって調整された複数の遅延時間の分それぞれ遅延された前記複数の再サンプリングタイミングを生成する。 In response to the sampling period (t) and the sampling error information (nvco), the timing generation unit (304) generates the sampling error information from a plurality of A / D conversion timings by the A / D converter (301). The plurality of resampling timings delayed by a plurality of delay times adjusted by (nvco) are generated.
前記データ補正部(303)は、前記A/D変変換器(301)の前記出力端子から順次生成される前記複数のデジタル出力信号から前記複数の遅延時間に対応して調整された複数の補正率でそれぞれ補正された前記複数の補正デジタル信号を前記複数の再サンプリングタイミングで順次生成可能であることを特徴とする(図1参照)。 The data correction unit (303) includes a plurality of corrections adjusted according to the plurality of delay times from the plurality of digital output signals sequentially generated from the output terminal of the A / D converter (301). The plurality of corrected digital signals respectively corrected at a rate can be sequentially generated at the plurality of re-sampling timings (see FIG. 1).
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記の通りである。 The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
すなわち、本発明によれば、回路規模および消費電力が削減可能なクロックデータリカバリー回路を提供することができる。 That is, according to the present invention, it is possible to provide a clock data recovery circuit capable of reducing the circuit scale and power consumption.
1.実施の形態の概要
まず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。代表的な実施の形態についての概要説明で括弧を付して参照する図面の参照符号はそれが付された構成要素の概念に含まれるものを例示するに過ぎない。
1. First, an outline of a typical embodiment of the invention disclosed in the present application will be described. The reference numerals of the drawings referred to with parentheses in the outline description of the representative embodiments merely exemplify what are included in the concept of the components to which the reference numerals are attached.
〔1〕本発明の代表的な実施の形態によるクロックデータリカバリー回路(3)は、クロック発生器(300)と、アナログ/デジタル変換器(301)と、検出回路(302)と、データ補正部(303)と、タイミング生成部(304)と、位相比較器(305)と、ループフィルタ(306)とを具備する。 [1] A clock data recovery circuit (3) according to a typical embodiment of the present invention includes a clock generator (300), an analog / digital converter (301), a detection circuit (302), and a data correction unit. (303), a timing generator (304), a phase comparator (305), and a loop filter (306).
前記クロック発生器(300)から生成されるサンプリングクロックに応答して、前記アナログ/デジタル変換器(301)はアナログ入力信号のデジタル出力信号へのA/D変換を実行可能である。 In response to the sampling clock generated from the clock generator (300), the analog / digital converter (301) can perform A / D conversion of an analog input signal to a digital output signal.
前記アナログ/デジタル変換器(301)の出力端子から順次生成される複数のデジタル出力信号(D(1)、D(2)、D(3)、D(4)…)は前記データ補正部(303)の入力端子に供給され、前記データ補正部(303)の出力端子に順次生成される複数の補正デジタル信号(V(1)、V(2)、V(3)、V(4)…)は前記位相比較器(305)の入力端子に供給される。 A plurality of digital output signals (D (1), D (2), D (3), D (4)...) Sequentially generated from the output terminal of the analog / digital converter (301) are supplied to the data correction unit ( 303) and a plurality of correction digital signals (V (1), V (2), V (3), V (4),...) Sequentially generated at the output terminal of the data correction unit (303). ) Is supplied to the input terminal of the phase comparator (305).
前記位相比較器(305)の出力信号は前記ループフィルタ(306)を介して前記タイミング生成部(304)に供給され、前記タイミング生成部(304)から生成される複数の再サンプリングタイミング(P1、P2、P3、P4…)の情報(Pvco)は前記データ補正部(303)に供給される。 The output signal of the phase comparator (305) is supplied to the timing generator (304) through the loop filter (306), and a plurality of re-sampling timings (P1, Information (Pvco) of P2, P3, P4... Is supplied to the data correction unit (303).
前記検出回路(302)は、前記アナログ入力信号のチャンネル周期(T)と前記サンプリングクロックのサンプリング周期(t)との比(T/t)のサンプリング誤差情報(nvco)を生成可能である。
The
前記タイミング生成部(304)は、前記サンプリング周期(t)と前記サンプリング誤差情報(nvco)に応答して、前記アナログ/デジタル変換器(301)による複数のA/D変換タイミング(p1、p2、p3、p4…)から前記サンプリング誤差情報(nvco)によって調整された複数の遅延時間(Δt、2Δt、3Δt、4Δt…)の分それぞれ遅延された前記複数の再サンプリングタイミング(P1、P2、P3、P4…)を生成可能である。 In response to the sampling period (t) and the sampling error information (nvco), the timing generation unit (304) generates a plurality of A / D conversion timings (p1, p2,...) By the analog / digital converter (301). The plurality of re-sampling timings (P1, P2, P3,...) delayed by a plurality of delay times (Δt, 2Δt, 3Δt, 4Δt...) adjusted by the sampling error information (nvco) from p3, p4,. P4 ...) can be generated.
前記データ補正部(303)は、前記アナログ/デジタル変換器(301)の前記出力端子から順次生成される前記複数のデジタル出力信号(D(1)、D(2)、D(3)、D(4)…)から前記複数の遅延時間に対応して調整された複数の補正率(1*nvco、2*nvco、3*nvco、4*nvco…)でそれぞれ補正された前記複数の補正デジタル信号(V(1)、V(2)、V(3)、V(4)…)を前記複数の再サンプリングタイミング(P1、P2、P3、P4…)で順次生成可能であることを特徴とする(図1参照)。 The data correction unit (303) is configured to output the plurality of digital output signals (D (1), D (2), D (3), D) sequentially generated from the output terminal of the analog / digital converter (301). (4)...) To the plurality of correction digitals respectively corrected with a plurality of correction factors (1 * nvco, 2 * nvco, 3 * nvco, 4 * nvco...) Adjusted corresponding to the plurality of delay times. The signals (V (1), V (2), V (3), V (4)...) Can be sequentially generated at the plurality of re-sampling timings (P1, P2, P3, P4...). (See FIG. 1).
前記実施の形態によれば、回路規模および消費電力が削減可能なクロックデータリカバリー回路の提供が可能となる。 According to the embodiment, it is possible to provide a clock data recovery circuit capable of reducing the circuit scale and power consumption.
好適な実施の形態では、前記アナログ入力信号は、正振幅と、負振幅と、前記正振幅および前記負振幅との間のクロス点(Zc)とを含む。 In a preferred embodiment, the analog input signal includes a positive amplitude, a negative amplitude, and a cross point (Zc) between the positive amplitude and the negative amplitude.
前記複数の再サンプリングタイミング(P1、P2、P3、P4…)の間で前記クロス点(Zc)の直前と直後とにそれぞれ位置する第1の再サンプリングタイミング(P3)と第2の再サンプリングタイミング(P4)との略中間に前記クロス点(Zc)が位置するように、前記位相比較器(305)と前記ループフィルタ(306)とは前記タイミング生成部(304)を制御することを特徴とするものである。 A first resampling timing (P3) and a second resampling timing respectively positioned immediately before and immediately after the cross point (Zc) between the plurality of resampling timings (P1, P2, P3, P4...). The phase comparator (305) and the loop filter (306) control the timing generator (304) so that the cross point (Zc) is positioned approximately in the middle of (P4). To do.
前記好適な実施の形態によれば、部分応答最尤度復号技術に使用されるアナログ入力信号の正振幅ピーク値と負振幅ピーク値とを正確に検出するピーク・ディテクト方式を実現することが可能となる。 According to the preferred embodiment, it is possible to realize a peak detection method for accurately detecting the positive amplitude peak value and the negative amplitude peak value of the analog input signal used in the partial response maximum likelihood decoding technique. It becomes.
他の好適な実施の形態では、立ち上がりから次の立ち上がりまでの時間が所定の値に設定された前記アナログ入力信号が初期化動作の間に前記検出回路(302)に供給されることによって、前記検出回路(302)は前記サンプリングクロックの前記サンプリング周期(t)で前記時間を複数回時間計測して、当該複数回の測定結果の平均値から前記サンプリング誤差情報(nvco)を生成することを特徴とするものである。 In another preferred embodiment, the analog input signal in which a time from one rising to the next rising is set to a predetermined value is supplied to the detection circuit (302) during an initialization operation, thereby The detection circuit (302) measures the time a plurality of times at the sampling period (t) of the sampling clock, and generates the sampling error information (nvco) from an average value of the measurement results of the plurality of times. It is what.
より好適な実施の形態では、前記タイミング生成部(304)によって調整される前記複数の遅延時間は、時間経過に従って順次に大きな遅延時間(Δt、2Δt、3Δt、4Δt…)に設定される。 In a more preferred embodiment, the plurality of delay times adjusted by the timing generation unit (304) are sequentially set to large delay times (Δt, 2Δt, 3Δt, 4Δt...) As time elapses.
前記データ補正部(303)での前記複数の補正デジタル信号(V(1)、V(2)、V(3)、V(4)…)の生成に使用される前記複数の補正率は、時間経過に従って順次に大きな補正率(1*nvco、2*nvco、3*nvco、4*nvco…)に設定されることを特徴とするものである。 The plurality of correction factors used to generate the plurality of correction digital signals (V (1), V (2), V (3), V (4)...) In the data correction unit (303) are: As the time elapses, the correction rate is set to a large correction rate (1 * nvco, 2 * nvco, 3 * nvco, 4 * nvco...) Sequentially.
他のより好適な実施の形態では、前記データ補正部(303)の出力端子には、ビタビ復号器(5)の入力端子が接続される。 In another more preferred embodiment, the input terminal of the Viterbi decoder (5) is connected to the output terminal of the data correction unit (303).
前記ビタビ復号器(5)の前記入力端子には、前記データ補正部(303)の前記出力端子から順次生成される前記複数の補正デジタル信号(V(1)、V(2)、V(3)、V(4)…)が供給されることを特徴とするものである。 The input terminal of the Viterbi decoder (5) has a plurality of correction digital signals (V (1), V (2), V (3) sequentially generated from the output terminal of the data correction unit (303). ), V (4)...) Are supplied.
更に他のより好適な実施の形態では、前記データ補正部(303)の前記出力端子と前記ビタビ復号器(5)の前記入力端子との間に波形等化回路(4)が接続され、前記ビタビ復号器(5)の出力端子には復調回路(6)の入力端子が接続され、前記復調回路(6)の出力端子にはエラー訂正回路(7)の入力端子が接続されことを特徴とするものである。 In still another more preferred embodiment, a waveform equalization circuit (4) is connected between the output terminal of the data correction unit (303) and the input terminal of the Viterbi decoder (5), and The output terminal of the Viterbi decoder (5) is connected to the input terminal of the demodulation circuit (6), and the output terminal of the demodulation circuit (6) is connected to the input terminal of the error correction circuit (7). To do.
具体的な実施の形態では、前記クロックデータリカバリー回路(3)は、ディスク記録再生装置に内蔵されたものである。 In a specific embodiment, the clock data recovery circuit (3) is built in a disk recording / reproducing apparatus.
前記クロックデータリカバリー回路(3)は、前記ディスク記録再生装置によって駆動される記録ディスクから再生された前記アナログ入力信号に含まれたデータ成分とクロック成分とを再生することを特徴とするものである(図1、図5、図6、図9参照)。 The clock data recovery circuit (3) reproduces a data component and a clock component included in the analog input signal reproduced from the recording disk driven by the disk recording / reproducing apparatus. (See FIGS. 1, 5, 6, and 9).
他の具体的な実施の形態では、前記クロックデータリカバリー回路(3)は、半導体メモリ(74)を内蔵する半導体集積回路(700)に内蔵されたものである。 In another specific embodiment, the clock data recovery circuit (3) is built in a semiconductor integrated circuit (700) containing a semiconductor memory (74).
前記クロックデータリカバリー回路(3)は、前記半導体集積回路(700)の前記半導体メモリ(74)に外部から供給されるシリアルデータに含まれたクロック成分とコマンド、アドレス、データとを再生することを特徴とするものである(図7参照)。 The clock data recovery circuit (3) reproduces a clock component, a command, an address, and data included in serial data supplied from the outside to the semiconductor memory (74) of the semiconductor integrated circuit (700). It is a characteristic (see FIG. 7).
更に他の具体的な実施の形態では、前記クロックデータリカバリー回路(3)は、データ処理機能ブロックを内蔵する半導体集積回路(700)に内蔵されたものである。 In still another specific embodiment, the clock data recovery circuit (3) is incorporated in a semiconductor integrated circuit (700) incorporating a data processing function block.
前記クロックデータリカバリー回路(3)は、前記半導体集積回路(700)の前記データ処理機能ブロックに外部から供給されるシリアルデータに含まれたクロック成分とコマンド、データとを再生することを特徴とするものである(図7参照)。 The clock data recovery circuit (3) reproduces a clock component, a command, and data included in serial data supplied from the outside to the data processing function block of the semiconductor integrated circuit (700). (See FIG. 7).
また更に別の具体的な実施の形態では、前記クロックデータリカバリー回路(3)は、受信器(81)と送信器(82)とを含む送受信機(800)を内蔵する半導体集積回路に内蔵されたものである。 In still another specific embodiment, the clock data recovery circuit (3) is incorporated in a semiconductor integrated circuit including a transceiver (800) including a receiver (81) and a transmitter (82). It is a thing.
前記クロックデータリカバリー回路(3)は、前記半導体集積回路の前記受信器(81)に外部から供給される受信信号(RX)に含まれたクロック成分とデータとを再生することを特徴とするものである(図8参照)。 The clock data recovery circuit (3) reproduces a clock component and data included in a reception signal (RX) supplied from the outside to the receiver (81) of the semiconductor integrated circuit. (See FIG. 8).
〔2〕本発明の別の観点の代表的な実施の形態は、クロック発生器(300)と、アナログ/デジタル変換器(301)と、検出回路(302)と、データ補正部(303)と、タイミング生成部(304)と、位相比較器(305)と、ループフィルタ(306)とを具備するクロックデータリカバリー回路(3)の動作方法である。 [2] A typical embodiment of another aspect of the present invention includes a clock generator (300), an analog / digital converter (301), a detection circuit (302), a data correction unit (303), The operation method of the clock data recovery circuit (3) including the timing generation unit (304), the phase comparator (305), and the loop filter (306).
前記クロック発生器(300)から生成されるサンプリングクロックに応答して、前記アナログ/デジタル変換器(301)はアナログ入力信号のデジタル出力信号へのA/D変換を実行可能である。 In response to the sampling clock generated from the clock generator (300), the analog / digital converter (301) can perform A / D conversion of an analog input signal to a digital output signal.
前記アナログ/デジタル変換器(301)の出力端子から順次生成される複数のデジタル出力信号(D(1)、D(2)、D(3)、D(4)…)は前記データ補正部(303)の入力端子に供給され、前記データ補正部(303)の出力端子に順次生成される複数の補正デジタル信号(V(1)、V(2)、V(3)、V(4)…)は前記位相比較器(305)の入力端子に供給される。 A plurality of digital output signals (D (1), D (2), D (3), D (4)...) Sequentially generated from the output terminal of the analog / digital converter (301) are supplied to the data correction unit ( 303) and a plurality of correction digital signals (V (1), V (2), V (3), V (4),...) Sequentially generated at the output terminal of the data correction unit (303). ) Is supplied to the input terminal of the phase comparator (305).
前記位相比較器(305)の出力信号は前記ループフィルタ(306)を介して前記タイミング生成部(304)に供給され、前記タイミング生成部(304)から生成される複数の再サンプリングタイミング(P1、P2、P3、P4…)の情報(Pvco)は前記データ補正部(303)に供給される。 The output signal of the phase comparator (305) is supplied to the timing generator (304) through the loop filter (306), and a plurality of re-sampling timings (P1, Information (Pvco) of P2, P3, P4... Is supplied to the data correction unit (303).
前記動作方法は、
前記検出回路(302)によって、前記アナログ入力信号のチャンネル周期(T)と前記サンプリングクロックのサンプリング周期(t)との比(T/t)のサンプリング誤差情報(nvco)を生成するステップ、
前記タイミング生成部(304)によって、前記サンプリング周期(t)と前記サンプリング誤差情報(nvco)に応答して、前記アナログ/デジタル変換器(301)による複数のA/D変換タイミング(p1、p2、p3、p4…)から前記サンプリング誤差情報(nvco)によって調整された複数の遅延時間(Δt、2Δt、3Δt、4Δt…)の分それぞれ遅延された前記複数の再サンプリングタイミング(P1、P2、P3、P4…)を生成するステップ、
前記データ補正部(303)によって、前記アナログ/デジタル変換器(301)の前記出力端子から順次生成される前記複数のデジタル出力信号(D(1)、D(2)、D(3)、D(4)…)から前記複数の遅延時間に対応して調整された複数の補正率(1*nvco、2*nvco、3*nvco、4*nvco…)でそれぞれ補正された前記複数の補正デジタル信号(V(1)、V(2)、V(3)、V(4)…)を前記複数の再サンプリングタイミング(P1、P2、P3、P4…)で順次生成するステップとを、含むことを特徴とする(図1参照)。
The operation method is as follows:
Generating, by the detection circuit (302), sampling error information (nvco) of a ratio (T / t) between a channel period (T) of the analog input signal and a sampling period (t) of the sampling clock;
In response to the sampling period (t) and the sampling error information (nvco), a plurality of A / D conversion timings (p1, p2,...) By the analog / digital converter (301) are generated by the timing generation unit (304). The plurality of re-sampling timings (P1, P2, P3,...) delayed by a plurality of delay times (Δt, 2Δt, 3Δt, 4Δt...) adjusted by the sampling error information (nvco) from p3, p4,. Generating P4 ...),
The plurality of digital output signals (D (1), D (2), D (3), D) sequentially generated from the output terminal of the analog / digital converter (301) by the data correction unit (303). (4)...) To the plurality of correction digitals respectively corrected with a plurality of correction factors (1 * nvco, 2 * nvco, 3 * nvco, 4 * nvco...) Adjusted corresponding to the plurality of delay times. Sequentially generating signals (V (1), V (2), V (3), V (4)...) At the plurality of re-sampling timings (P1, P2, P3, P4...). (See FIG. 1).
前記実施の形態によれば、回路規模および消費電力が削減可能なクロックデータリカバリー回路の提供が可能となる。 According to the embodiment, it is possible to provide a clock data recovery circuit capable of reducing the circuit scale and power consumption.
2.実施の形態の詳細
次に、実施の形態について更に詳述する。尚、発明を実施するための最良の形態を説明するための全図において、前記の図と同一の機能を有する部品には同一の符号を付して、その繰り返しの説明は省略する。
2. Details of Embodiment Next, the embodiment will be described in more detail. In all the drawings for explaining the best mode for carrying out the invention, components having the same functions as those in the above-mentioned drawings are denoted by the same reference numerals, and repeated description thereof is omitted.
[実施の形態1]
《光ディスク記録再生装置の構成》
図1は、本発明の実施の形態1によるクロックデータリカバリー回路を内蔵する光ディスク記録再生装置の構成を示す図である。
[Embodiment 1]
<< Configuration of optical disc recording / reproducing apparatus >>
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an optical disc recording / reproducing apparatus incorporating a clock data recovery circuit according to
図1に示す本発明の実施の形態1による光ディスク記録再生装置は、光ディスク100、モータ101、光ピックアップ102、ピックアップインターフェース回路201、クロックデータリカバリー回路(CDR)3、波形等化回路4、ビタビ復号器5、復調回路6、エラー訂正回路7を具備する。図1に示す光ディスク記録再生装置で、ピックアップインターフェース回路201とクロックデータリカバリー回路3と波形等化回路4とビタビ復号器5と復調回路6とエラー訂正回路7とは、光・ディスク・ドライブLSIを構成する半導体チップに集積化されている。
An optical disk recording / reproducing apparatus according to
光ピックアップ102から放射されるレーザ光が光ディスク100の記録面に照射されて情報が記録され、情報の再生時には反射光を光ピックアップ102によって検出してRF信号が生成される。情報記録時と情報再生時とに、モータ101は光ディスク100を回転駆動する。尚、光ディスク100は、記録再生装置に着脱可能なリムーバブル型ディスクである。
Information is recorded by irradiating the recording surface of the
光ピックアップ102から生成されるRF信号は、ピックアップインターフェース回路201に含まれるアナログフロントエンド(AFE)の自動利得制御(AGC:Automatic Gain Control)された可変利得増幅器によって増幅されクロックデータリカバリー回路(CDR)3に供給される。クロックデータリカバリー回路3では、RFアナログ入力信号に含まれたクロックとデータとが再生されて、再生データは波形等化回路4、ビタビ復号器5、復調回路6、エラー訂正回路7に供給される。
An RF signal generated from the
波形等化回路4は高周波成分ブースト機能を有するローパスフィルタで構成され、符号間干渉(ISI:Inter Symbol Interference)を低減することが可能となる。ビタビ復号器5はディスク記録再生装置だけでなくハードディスク記録再生装置にも使用され、最尤経路を探索する動的計画法アルゴリズムの一種であるビタビ・アルゴリズムに基づいて再生信号を生成する。復調回路6は、ビタビ復号器5によって生成された再生信号をCD、DVD、BD等の規格に基づいて復調する。エラー訂正回路7は、復調回路6によって復調された信号の誤りをエラー訂正コード(ECC:Error Correction Code)を使用して訂正する。
The
《クロックデータリカバリー回路の構成》
図1の本発明の実施の形態1によるクロックデータリカバリー回路(CDR)3は、クロック発生器(CLK_Gen)300、アナログ/デジタル変換器(A/D_Conv)301、レート検出回路(Rate_Det)302、仮想再サンプリング回路(Re−Sampling)303、仮想電圧制御発振器(Virtual_VCO)304、位相比較器(PD)305、仮想ループフィルタ(Virtual_LF)306、減算器(Sub)307、第1スイッチSW1、第2スイッチSW2を含む。
<< Configuration of clock data recovery circuit >>
The clock data recovery circuit (CDR) 3 according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 includes a clock generator (CLK_Gen) 300, an analog / digital converter (A / D_Conv) 301, a rate detection circuit (Rate_Det) 302, a virtual Re-sampling circuit (Re-Sampling) 303, virtual voltage controlled oscillator (Virtual_VCO) 304, phase comparator (PD) 305, virtual loop filter (Virtual_LF) 306, subtractor (Sub) 307, first switch SW1, second switch Includes SW2.
クロック発生器(CLK_Gen)300は固定周波数を持つオーバーサンプリングクロックを生成して、オーバーサンプリングクロックをアナログ/デジタル変換器(A/D_Conv)301のサンプリング制御端子に供給する。アナログ/デジタル変換器(A/D_Conv)301は、オーバーサンプリングクロックに応答して、ピックアップインターフェース回路201の出力から供給されるRFアナログ入力信号をデジタル信号に変換するものである。レート検出回路(Rate_Det)302は、アナログ/デジタル変換器301のデジタル信号とオーバーサンプリングクロックとから、RFアナログ入力信号のチャンネル周期Tとオーバーサンプリングクロックの周期tとの比T/tを検出する。
The clock generator (CLK_Gen) 300 generates an oversampling clock having a fixed frequency and supplies the oversampling clock to the sampling control terminal of the analog / digital converter (A / D_Conv) 301. An analog / digital converter (A / D_Conv) 301 converts an RF analog input signal supplied from the output of the
《仮想PLL》
クロックデータリカバリー回路(CDR)3の仮想再サンプリング回路303と位相比較器305と第2スイッチSW2と仮想ループフィルタ306と第1スイッチSW1と仮想電圧制御発振器304とは、仮想PLLを構成する。この仮想PLLによる仮想動作では、仮想電圧制御発振器304の出力信号Pvcoに応答して、仮想再サンプリング回路303はアナログ/デジタル変換器301の出力のデジタル信号の再サンプリングを実行する。
<< Virtual PLL >>
The
《電源投入時の初期化動作》
クロック発生器300の設定によってオーバーサンプリングクロックの周期tがRFアナログ入力信号のチャンネル周期Tと比較して短い場合であっても、図1に示す本発明の実施の形態1による光ディスク記録再生装置の電源投入時の初期化動作によって通常動作時での仮想電圧制御発振器304の出力信号Pvcoによる仮想再サンプリング回路303の再サンプリングのタイミングは、RFアナログ入力信号のチャンネル周期Tと一致されることができる。尚、RFアナログ入力信号のチャンネル周期Tは、CDの場合には、以下に説明されるように、ゼロクロス・ピーク・ディテクト方式で動作するクロックデータリカバリー回路によって信号処理可能なRFアナログ入力信号の立ち上がりのタイミングと次の立ち上りのタイミングとの間の最短時間の略1/6と定義される。
<< Initialization at power-on >>
Even if the oversampling clock period t is shorter than the channel period T of the RF analog input signal due to the setting of the
すなわち電源投入時の初期化動作では、仮想PLLの仮想ループフィルタ306の初期値はゼロとなっている。減算器307はレート検出回路302によって検出されたRFアナログ入力信号のチャンネル周期Tとオーバーサンプリングクロックの周期tの比T/tの情報と仮想ループフィルタ306の初期値のゼロとを比較して、減算器307の比較出力信号は第1スイッチSW1と第2スイッチSW2とをB側端子を接続する。従って、オーバーサンプリングクロックの周期tの情報は、レート検出回路302と第1スイッチSW1とを介して仮想電圧制御発振器304に格納される一方、更にレート検出回路302により検出されたRFアナログ入力信号のチャンネル周期Tとオーバーサンプリングクロックの周期tとの比T/tの情報は減算器307と第2スイッチSW2を介して仮想ループフィルタ306に格納される。
That is, in the initialization operation when the power is turned on, the initial value of the
《レート検出回路》
レート検出回路302によって検出される比T/tの情報を高精度化するために、複数の測定結果の平均値が算出される。レート検出回路302は、アナログ/デジタル変換器301の出力デジタルデータの立ち上り時間から次の立ち上がりまでの時間をオーバーサンプリングクロックの周期tで時間計測してチャネルレートを検出する。例えばCDの場合、RFアナログ入力信号の立ち上がりから次の立ち上りまでは、最短で6Tの時間、最長は22Tの時間である。この22Tの時間幅をオーバーサンプリングクロックの周期tの分解能でカウントして、カウント値の発生頻度を測定する。10回の測定で、カウント値35が6回カウントされ、カウント値36が4回カウントされた場合に、次式が成立する。
<Rate detection circuit>
In order to improve the accuracy of the ratio T / t information detected by the
22T=0.6*35t+0.4*36t …(1)式 22T = 0.6 * 35t + 0.4 * 36t (1) formula
上記(1)式から、平均値の比T/t=35.4/22=1.61が算出されることが可能となる。 From the above equation (1), the average value ratio T / t = 35.4 / 22 = 1.61 can be calculated.
《初期化動作の波形》
図2は、図1に示す本発明の実施の形態1による光ディスク記録再生装置の電源投入時の初期化動作を説明する波形図である。図2の横軸と縦軸とは、それぞれ時間とピックアップインターフェース回路201からクロックデータリカバリー回路(CDR)3に供給されるRFアナログ入力信号の振幅とを示す。
<Initialization waveform>
FIG. 2 is a waveform diagram for explaining the initialization operation when the optical disc recording / reproducing apparatus according to
図2に示したように、RFアナログ入力信号はチャンネル周期Tを持つ一方、クロック発生器300から生成されるオーバーサンプリングクロックはチャンネル周期Tよりも短い周期tを持つ。図2に示したRFアナログ入力信号の立ち上がりから次の立ち上りまでの時間は、最短の6Tの時間となっている。最長時間は22Tの時間であり、RFアナログ入力信号のチャンネル周期Tとオーバーサンプリングクロックの周期tとの比T/tを演算する際には、最長時間22Tの期間に周期tの分解能によるカウントが実行される。
As shown in FIG. 2, the RF analog input signal has a channel period T, while the oversampling clock generated from the
一方、クロックデータリカバリー回路3の理想的な動作としては、クロック発生器300から生成されてA/D変換器301のサンプリング制御端子に供給されるオーバーサンプリングクロックの周期tは、RFアナログ入力信号のチャンネル周期Tと等しいことである。しかし、オーバーサンプリングクロックはチャンネル周期Tよりも短い周期tを持っているので、A/D変換器301のサンプリングタイミングは理想的なチャンネル周期TのタイミングP0、P1…P7よりも早期の短い周期tのタイミングp0、p1…p7となってしまう。
On the other hand, as an ideal operation of the clock
仮想PLLの通常動作時では、位相比較器305は図2のゼロクロスZcの直前のサンプリングタイミングP0、P3、P6…でのRFアナログ入力信号の正振幅または負振幅の絶対値とゼロクロスZcの直後のサンプリングタイミングP1、P4、P7…でのRFアナログ入力信号の正振幅または負振幅の絶対値とが等しくなるように、仮想PLLは閉ループ動作を実行する。すなわち、仮想PLLの通常動作時によって、直前のサンプリングタイミングP0、P3、P6…と直後のサンプリングタイミングP1、P4、P7…との略中間点にゼロクロスZcが位置するように閉ループによるロック動作が実行される。
During normal operation of the virtual PLL, the
従って、サンプリングタイミングP2とサンプリングタイミングP5でそれぞれRFアナログ入力信号の正のピークレベルと負のピークレベルとを検出可能となって、高密度記憶を可能とする部分応答最尤度(PRML:Partial Response Maximum Likelihood)復号技術に使用されるピーク・ディテクト(Peak Detect)が実現されることができる。しかし早期の短い周期tのサンプリングタイミングp0、p1…p7では、RFアナログ入力信号の正のピークレベルと負のピークレベルとの検出が不可能となって、ピーク・ディテクトを実現できなくなってしまう。従って、通常動作時のサンプリングタイミングは、RFアナログ入力信号のチャンネル周期Tと一致することが必要となる。 Therefore, the positive peak level and the negative peak level of the RF analog input signal can be detected at the sampling timing P2 and the sampling timing P5, respectively, and the partial response maximum likelihood (PRML: Partial Response) enabling high density storage. Peak Detect used for Maximum Likelihood decoding technology can be realized. However, at the sampling timings p0, p1,..., P7 of an early short cycle t, it becomes impossible to detect the positive peak level and the negative peak level of the RF analog input signal, and peak detection cannot be realized. Therefore, the sampling timing during normal operation needs to match the channel period T of the RF analog input signal.
一方、減算器307が仮想ループフィルタ306に格納された比T/tの情報とレート検出回路302の出力の比T/tの情報が等しくなることに応答して、減算器307の比較出力信号は第1スイッチSW1と第2スイッチSW2とをA側端子を接続することで、図1に示す光ディスク記録再生装置の動作は電源投入時の初期化動作から通常動作に切り換えられる。
On the other hand, the
《通常動作》
図1に示した光ディスク記録再生装置の通常動作では、クロックデータリカバリー回路(CDR)3を構成する仮想PLLの仮想再サンプリング回路303と位相比較器305と第2スイッチSW2と仮想ループフィルタ306と第1スイッチSW1と仮想電圧制御発振器304とが、閉ループ動作を実行する。電源投入時の初期化動作で仮想電圧制御発振器304に格納された周期tの情報と仮想ループフィルタ306に格納された比T/tの情報に従って、通常動作時での仮想電圧制御発振器304の出力信号Pvcoによる仮想再サンプリング回路303の再サンプリングのタイミングは、RFアナログ入力信号のチャンネル周期Tと一致されることができる。
<Normal operation>
In the normal operation of the optical disk recording / reproducing apparatus shown in FIG. 1, the
すなわち、仮想ループフィルタ306に格納された比T/tの遅延情報は、第1スイッチSW1を介して、制御信号nvcoとして仮想電圧制御発振器304に供給される。その結果、制御信号nvcoに応答する仮想電圧制御発振器304の出力信号Pvcoは、次式で与えられる。
That is, the delay information of the ratio T / t stored in the
Pvco=1/nvco=t/T …(2)式 Pvco = 1 / nvco = t / T (2) equation
この出力信号Pvcoは、仮想再サンプリング回路303の再サンプリングのタイミングを遅延する制御信号となる。電源投入時の初期化動作で仮想電圧制御発振器304に格納された周期tの情報と上記(2)式で与えられる遅延制御信号Pvcoに応答して仮想電圧制御発振器304と仮想再サンプリング回路303の仮想発振周波数fvcoは、次式で与えられる。
This output signal Pvco serves as a control signal that delays the resampling timing of the
fvco=1/nvco*t=1/T …(3)式 fvco = 1 / nvco * t = 1 / T (3)
このようにして通常動作時での仮想電圧制御発振器304の出力信号Pvcoによる仮想再サンプリング回路303の再サンプリングのタイミングを決定する仮想発振周波数fvcoは、RFアナログ入力信号のチャンネル周期Tによって決定されることができる。
In this way, the virtual oscillation frequency fvco that determines the timing of re-sampling of the virtual
《仮想PLLの仮想ロック動作》
図3は、図1に示す本発明の実施の形態1による光ディスク記録再生装置の電源投入時の初期化動作の後の通常動作時での仮想PLLの仮想ロック動作を説明する波形図である。図3の横軸と縦軸とは、それぞれ時間とピックアップインターフェース回路201からクロックデータリカバリー回路(CDR)3に供給されるRFアナログ入力信号の振幅とを示す。
<< Virtual lock operation of virtual PLL >>
FIG. 3 is a waveform diagram for explaining the virtual lock operation of the virtual PLL in the normal operation after the initialization operation at the time of power-on of the optical disc recording / reproducing apparatus according to
図3に示したように、当初の早期の短い周期tのタイミングp0、p1、p2、P3、p4はそれぞれ遅延時間ゼロ、Δt、2Δt、3Δt、4Δtの分遅延されて、理想的なチャンネル周期TのタイミングP0、P1、P2、P3、P4と一致されることができる。この単位遅延時間Δtは、上記(2)式で与えられる遅延制御信号Pvcoによって設定可能とされている。 As shown in FIG. 3, the timing p0, p1, p2, P3, and p4 of the initial short cycle t are delayed by zero delay time, Δt, 2Δt, 3Δt, and 4Δt, respectively, so that an ideal channel cycle is obtained. The timings T0, P1, P2, P3, and P4 can be matched. This unit delay time Δt can be set by the delay control signal Pvco given by the above equation (2).
それ以降の早期の短い周期tのタイミングp5、p6、p7…ではそれぞれ遅延時間Δt、2Δt、3Δt…の分遅延されることによって、理想的なチャンネル周期TのタイミングP5、P6、P7…一致されることができる。このように制御することで、遅延時間nΔt(n=1…)の長さとオーバーサンプリングクロックの周期tの長さとの関係が、nΔt≦tの関係に維持され、後に説明する補間動作のデータ精度を向上することが可能となる。 The timings p5, p6, p7... Of the early short period t thereafter are delayed by the delay times Δt, 2Δt, 3Δt. Can. By controlling in this way, the relationship between the length of the delay time nΔt (n = 1...) And the length of the period t of the oversampling clock is maintained in a relationship of nΔt ≦ t. Can be improved.
一方、上記(2)式より、次式が得られる。 On the other hand, the following equation is obtained from the above equation (2).
t=T/nvco …(4)式 t = T / nvco (4)
また、単位遅延時間Δtは、次式で与えられる。 The unit delay time Δt is given by the following equation.
Δt=T−t …(5)式 Δt = T−t (5)
上記(4)式を上記(5)式に代入すると、次式が得られる。 Substituting the above equation (4) into the above equation (5) yields the following equation.
Δt=T−t
=(nvco−1)*T/nvco
=(nvco−1)*t …(6)式
Δt = T−t
= (Nvco-1) * T / nvco
= (Nvco-1) * t (6)
従って、仮想電圧制御発振器304は、当初の早期の短い周期tのタイミングp0、p1、p2、p3、p4はそれぞれ遅延時間ゼロ、Δt、2Δt、3Δt、4Δtの分遅延された理想的なチャンネル周期TのタイミングP0、P1、P2、P3、P4を生成する。この理想的なチャンネル周期Tで、仮想再サンプリング回路303の再サンプリングの動作が実行されることが可能となる。
Accordingly, the virtual voltage controlled
例えば、クロック発生器300に水晶発振器等を使用することで、クロック発生器300から生成されるオーバーサンプリングクロックの周期tを温度変動や電源電圧変動等に対して安定に設定することが可能である。この周期tを高精度の測定器によって事前に把握する一方、レート検出回路301によって比T/tの情報nvco(=T/t)を高精度で検出することによって、上記(6)式に従って仮想電圧制御発振器304は単位遅延時間Δtを高精度で制御することが可能となる。
For example, by using a crystal oscillator or the like for the
《仮想PLLの実動作》
以上は、図1に示す本発明の実施の形態1による光ディスク記録再生装置の通常動作時での仮想PLLの仮想ロック動作を説明したものである。しかし、この通常動作時での仮想PLLの実動作は、下記のようになる。
<< Real operation of virtual PLL >>
The above describes the virtual lock operation of the virtual PLL during the normal operation of the optical disc recording / reproducing apparatus according to
すなわち、仮想電圧制御発振器304と仮想再サンプリング回路303とは、A/D変換器301の出力端子から1番目に出力される第1デジタル信号D(0)と2番目に出力される第2デジタル信号D(1)と上記(2)式の制御信号Pvcoとを使用して、次式で与えられる第1補償デジタル出力信号V(1)を生成する。
In other words, the virtual voltage controlled
V(1)=D(0)+1*(D(1)−D(0))/Pvco
=D(0)+1*(D(1)−D(0))*nvco …(7)式
V (1) = D (0) + 1 * (D (1) -D (0)) / Pvco
= D (0) + 1 * (D (1) -D (0)) * nvco (7)
次に、仮想電圧制御発振器304と仮想再サンプリング回路303とは、この第1補償デジタル出力信号V(1)とA/D変換器301の出力端子から3番目に出力される第3デジタル信号D(2)と上記(2)式の制御信号Pvcoとを使用して、次式で与えられる第2補償デジタル出力信号V(2)を生成する。
Next, the virtual voltage controlled
V(2)=V(1)+2*(D(2)−V(1))/Pvco
=V(1)+2*(D(2)−V(1))*nvco …(8)式
V (2) = V (1) + 2 * (D (2) -V (1)) / Pvco
= V (1) + 2 * (D (2) -V (1)) * nvco (8) equation
また更に仮想電圧制御発振器304と仮想再サンプリング回路303は、この第2補償デジタル出力信号V(2)とA/D変換器301の出力端子から4番目に出力される第4デジタル信号D(3)と上記(2)式の制御信号Pvcoとを使用して、次式で与えられる第3補償デジタル出力信号V(3)を生成する。
Further, the virtual voltage controlled
V(3)=V(2)+3*(D(3)−V(2))/Pvco
=V(2)+3*(D(3)−V(2))*nvco …(9)式
V (3) = V (2) + 3 * (D (3) -V (2)) / Pvco
= V (2) + 3 * (D (3) -V (2)) * nvco (9) equation
また更に仮想電圧制御発振器304と仮想再サンプリング回路303は、この第3補償デジタル出力信号V(3)とA/D変換器301の出力端子から5番目に出力される第5デジタル信号D(4)と上記(2)式の制御信号Pvcoとを使用して、次式で与えられる第4補償デジタル出力信号V(4)を生成する。
Further, the virtual voltage controlled
V(4)=V(3)+4*(D(4)−V(3))/Pvco
=V(3)+4*(D(4)−V(3))*nvco …(10)式
V (4) = V (3) + 4 * (D (4) -V (3)) / Pvco
= V (3) + 4 * (D (4) -V (3)) * nvco (10)
それ以降のタイミングP5では、仮想電圧制御発振器304と仮想再サンプリング回路303は、この第4補償デジタル出力信号V(4)とA/D変換器301の出力端子から6番目に出力される第6デジタル信号D(5)と上記(2)式の制御信号Pvcoとを使用して、次式で与えられる第5補償デジタル出力信号V(5)を生成する。
At timing P5 thereafter, the virtual voltage controlled
V(5)=V(4)+1*(D(5)−V(4))/Pvco
=V(4)+1*(D(5)−V(4))*nvco …(11)式
V (5) = V (4) + 1 * (D (5) -V (4)) / Pvco
= V (4) + 1 * (D (5) -V (4)) * nvco (11) equation
次のタイミングP6では、仮想電圧制御発振器304と仮想再サンプリング回路303は、この第5補償デジタル出力信号V(5)とA/D変換器301の出力端子から7番目に出力される第7デジタル信号D(6)と上記(2)式の制御信号Pvcoとを使用して、次式で与えられる第6補償デジタル出力信号V(6)を生成する。
At the next timing P6, the virtual voltage controlled
V(6)=V(5)+2*(D(6)−V(5))/Pvco
=V(5)+2*(D(6)−V(5))*nvco …(12)式
V (6) = V (5) + 2 * (D (6) −V (5)) / Pvco
= V (5) + 2 * (D (6) -V (5)) * nvco (12) formula
以下同様に、その次のタイミングP7では、仮想電圧制御発振器304と仮想再サンプリング回路303は、この第6補償デジタル出力信号V(6)とA/D変換器301の出力端子から8番目に出力される第8デジタル信号D(7)と上記(2)式の制御信号Pvcoとを使用して、次式で与えられる第7補償デジタル出力信号V(7)を生成する。
Similarly, at the next timing P7, the virtual voltage controlled
V(7)=V(6)+3*(D(7)−V(6))/Pvco
=V(6)+3*(D(7)−V(6))*nvco …(13)式
V (7) = V (6) + 3 * (D (7) -V (6)) / Pvco
= V (6) + 3 * (D (7) -V (6)) * nvco (13)
図4は、図1に示す本発明の実施の形態1による光ディスク記録再生装置の電源投入時の初期化動作の後の通常動作時での仮想PLLの実動作を説明する波形図である。図4の横軸と縦軸とは、それぞれ時間と第1デジタル信号D(0)、第2デジタル信号D(1)…、第1補償デジタル出力信号V(1)、第2補償デジタル出力信号V(2)…とを示す。
FIG. 4 is a waveform diagram for explaining the actual operation of the virtual PLL in the normal operation after the initialization operation at the time of power-on of the optical disc recording / reproducing apparatus according to
図4に示したように、理想的なチャンネル周期TのタイミングP1、P2、P3、P4…において、正確な値の第1補償デジタル出力信号V(1)、第2補償デジタル出力信号V(2)、第3補償デジタル出力信号V(3)…が得られることが理解される。すなわち、図4では、当初の早期の短い周期tのタイミングp1、p2、p3、p4…よりもそれぞれ遅延時間Δt、2Δt、3Δt、4Δt…の分遅延された理想的なチャンネル周期TのタイミングP1、P2、P3、P4…で正確な値の第1補償デジタル出力信号V(1)、第2補償デジタル出力信号V(2)、第3補償デジタル出力信号V(3)、第4補償デジタル出力信号V(4)…が順次に生成されることができる。 As shown in FIG. 4, at the timings P1, P2, P3, P4... Of the ideal channel period T, accurate first compensation digital output signal V (1) and second compensation digital output signal V (2 ), The third compensated digital output signal V (3)... Is obtained. That is, in FIG. 4, the timing P1 of the ideal channel period T delayed by the delay times Δt, 2Δt, 3Δt, 4Δt,..., Respectively, from the timing p1, p2, p3, p4. , P2, P3, P4,..., Accurate first compensation digital output signal V (1), second compensation digital output signal V (2), third compensation digital output signal V (3), fourth compensation digital output. Signals V (4)... Can be generated sequentially.
このように図4の仮想PLLの実動作では、まず仮想電圧制御発振器304は仮想ループフィルタ306に格納された制御信号nvco(=比T/t)に応答して、当初の早期の短い周期tのタイミングp1、p2、p3、p4…よりもそれぞれ遅延時間Δt、2Δt、3Δt、4Δt…の分遅延された理想的なチャンネル周期TのタイミングP1、P2、P3、P4…を生成する。単位遅延時間Δtは、制御信号nvco(=比T/t)によって制御可能とされている。その次に仮想再サンプリング回路303は、上記(7)式から上記(13)式で理解されるように2つのデータの補間によって補償データを生成する。
As described above, in the actual operation of the virtual PLL of FIG. 4, the virtual voltage controlled
一般的な補間動作(Interpolation)は2つのデータの演算処理によって2つのデータの間に位置するデータを生成するのに対して、仮想再サンプリング回路303の補間動作は2つのデータの演算処理によって2つのデータの外側に位置するデータを生成するものである。更に仮想再サンプリング回路303の補間動作は、各遅延時間Δt、2Δt、3Δt、4Δt…に対応して、補間率が1*nvco、2*nvco、3*nvco、4*nvco…に設定されている。遅延時間nΔtの長さとオーバーサンプリングクロックの周期tの長さとの関係が、nΔt≦tの関係に維持されなくなると、仮想再サンプリング回路303の補間動作は最初の遅延時間Δtと補間率が1*nvcoの状態に復帰して、その後に遅延時間が2Δt、3Δt、4Δt…に変更され、補間率が、2*nvco、3*nvco、4*nvco…に変更されるものである。
A general interpolation operation (Interpolation) generates data located between two data by an arithmetic processing of two data, whereas an interpolation operation of the
従って図4の仮想PLLの実動作では、レート検出回路302によって検出されたRFアナログ入力信号のチャンネル周期Tとオーバーサンプリングクロックの周期tの比T/tの誤差情報nvcoは、デジタルフィルタにより構成される仮想ループフィルタ306に初期値として格納される。次に仮想ループフィルタ306の初期値nvcoを補正値として仮想電圧制御発振器304は単位遅延時間Δtを決定して、当初の早期の短い周期tのタイミングp1、p2、p3、p4…よりもそれぞれ遅延時間Δt、2Δt、3Δt、4Δt…の分、遅延された理想的なチャンネル周期TのタイミングP1、P2、P3、P4…を生成する。この理想的なタイミングの再生により、実効的にRF入力信号に含まれたクロックが再生されることが可能となる。
Therefore, in the actual operation of the virtual PLL of FIG. 4, the error information nvco of the ratio T / t of the channel period T of the RF analog input signal detected by the
更に仮想電圧制御発振器304は仮想ループフィルタ306の初期値nvcoの逆数の補間係数Pvco(=1/nvco)を生成して、この補間係数Pvcoを仮想再サンプリング回路303に供給する。仮想再サンプリング回路303は、この補間係数PvcoとA/D変換器301の出力端子から順次に出力されるデジタル信号D(0)、D(1)、D(2)、D(3)…とを使用して上記(7)式から上記(13)式で説明した補間率を1*nvco、2*nvco、3*nvco、4*nvco…に変更してデータ補間動作を実行する。このデータ補間動作によって、理想的なチャンネル周期TのタイミングP1、P2、P3、P4…で、正確な値の補償デジタル出力信号V(1)、V(2)、V(3)、V(4)…が順次に生成されることができる。
Further, the virtual voltage controlled
従って、仮想ループフィルタ306は、初期値nvcoを格納可能なデジタルフィルタにより構成されることができる。また、仮想電圧制御発振器304は、当初の早期の短い周期tのタイミングを遅延時間Δt、2Δt、3Δt、4Δt…の遅延によって理想的なチャンネル周期Tを再生するタイミング調整機能を持ち仮想ループフィルタ306の初期値nvcoの逆数の補間係数Pvcoを生成する算出機能を持つデジタル回路によって構成されることができる。更に、仮想再サンプリング回路303は、補間率を1*nvco、2*nvco、3*nvco、4*nvco…に順次に変更しながらデータ補間動作を実行する機能を持つデジタル回路によって構成されることができる。
Therefore, the
従って、仮想ループフィルタ306と仮想電圧制御発振器304と仮想再サンプリング回路303を構成するデジタル回路は、上記非特許文献1に記載されたタイミングデコーダとリファレンスレベル生成器と比較して、回路規模と消費電力を削減することが可能となる。
Therefore, the digital circuit constituting the
[実施の形態2]
図5は、本発明の実施の形態2によるクロックデータリカバリー回路を内蔵する光ディスク記録再生装置の構成を示す図である。
[Embodiment 2]
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an optical disc recording / reproducing apparatus incorporating a clock data recovery circuit according to the second embodiment of the present invention.
図5に示す本発明の実施の形態2による光ディスク記録再生装置と図1に示した本発明の実施の形態1との相違点は、図1のクロックデータリカバリー回路3の第1スイッチSW1が図5のクロックデータリカバリー回路(CDR)3では省略されていることと、第2スイッチSW2の切り換えを復調回路6での復調状態信号を用いることである。図5に示す本発明の実施の形態2では、起動状態ではレート検出回路302の出力は減算器307を介して仮想ループフィルタ306に加わり、積分演算される。復調回路6から第2スイッチSW2を制御する制御信号は、例えば再生データに周期的に繰り返し発生する同期信号パターンが周期的に検出できたことを示す信号を活用できる。すなわち、仮想電圧制御発振器304の周波数がRF信号の周波数に略一致することで検出される信号を使用して初期化動作から通常動作に切り換え、PLLで位相の引き込み動作を実施させることができる。尚、ジッター等の影響によって復調回路6での同期信号パターンの検出が不可能となると、再度、第2スイッチSW2はA側端子の接続からB側端子の接続に変更されて、再度の初期化動作が開始されるものである。
The difference between the optical disk recording / reproducing apparatus according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 5 and the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 is that the first switch SW1 of the clock
[実施の形態3]
図6は、本発明の実施の形態3によるクロックデータリカバリー回路を内蔵する光ディスク記録再生装置の構成を示す図である。
[Embodiment 3]
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of an optical disc recording / reproducing apparatus incorporating a clock data recovery circuit according to the third embodiment of the present invention.
図6に示す本発明の実施の形態3による光ディスク記録再生装置が図1に示した本発明の実施の形態1および図5に示した本発明の実施の形態2との相違点は、クロック発生器300の構成である。
The optical disc recording / reproducing apparatus according to the third embodiment of the present invention shown in FIG. 6 differs from the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 and the second embodiment of the present invention shown in FIG. The configuration of the
図6に示すクロック発生器300は、クロック発振器3001、分周器3002、分周制御回路3003を含んでいる。クロック発振器3001から生成されるクロック信号は分周器3002によって分周可能とされ、分周器3002の分周出力信号は周期tのオーバーサンプリングクロックとして出力可能とされて、分周器3002の分周比は分周制御回路3003によって制御可能とされている。
A
光ディスク記録再生装置は、BD(Blu-Ray Disk)、CD(Compact Disk)、DVD(Digital Versatile Disk)等のディスクを再生する必要が有る。CDやDVD等のディスクでは一定線速度(CLV:Constant Line Velocity)の記録方式でディスクに記録された信号を一定角速度(CAV:Constant Angle Velocity)の再生方式で再生することが一般的に行われている。このCAV再生の場合には、例えば、ディスクの内周半径25mmと外周半径50mmとで再生RFアナログ信号の転送レートと周波数は2倍、異なっている。すなわち、ディスク内周の再生RFアナログ信号の転送レートおよび周波数はディスク外周の再生RFアナログ信号の転送レートおよび周波数の略2倍低い値となって、ディスク内周の再生RFアナログ信号のチャンネル周期Tはディスク外周の再生RFアナログ信号のチャンネル周期Tの略2倍長くなる。 An optical disk recording / reproducing apparatus needs to reproduce a disk such as a BD (Blu-Ray Disk), a CD (Compact Disk), and a DVD (Digital Versatile Disk). In a disc such as a CD or DVD, a signal recorded on the disc with a constant linear velocity (CLV) recording method is generally played back with a constant angular velocity (CAV) reproduction method. ing. In the case of this CAV reproduction, for example, the transfer rate and frequency of the reproduction RF analog signal differ by two times between the inner radius of the disc 25 mm and the outer radius 50 mm. That is, the transfer rate and frequency of the reproduction RF analog signal on the inner circumference of the disc are approximately twice as low as the transfer rate and frequency of the reproduction RF analog signal on the outer circumference of the disc, and the channel period T Is approximately twice as long as the channel period T of the reproduced RF analog signal on the outer periphery of the disk.
従って、ディスク内周の再生RFアナログ信号のチャンネル周期Tの長期化に対応して、オーバーサンプリングクロックの周期tを長期化することによって、クロックデータリカバリー回路3の消費電力の削減が可能となる。この動作を実現するために、レート検出回路302は比T/tが2よりも大きな値となることを検出すると、レート検出回路302の検出出力信号に応答して分周制御回路3003は分周器3002の動作を分周比1から分周比2に増加する。従って、分周器3002の分周比の増加によって図6に示すクロック発生器300から生成されるオーバーサンプリングクロックの周期tが長期化することによって、クロックデータリカバリー回路3の消費電力の削減が可能となる。
Therefore, the power consumption of the clock
一方、ディスク外周の再生によってレート検出回路302は比T/tが2より小さな値となることを検出すると、レート検出回路302の検出出力信号に応答して分周制御回路3003は分周器3002の動作を分周比2から分周比1に減少して、クロック発生器300から生成されるオーバーサンプリングクロックの周期tが短期化される。従って、ディスク外周の再生RFアナログ信号のチャンネル周期Tの短期化に対応して、クロックデータリカバリー回路3による信号処理の高精度化が可能となる。
On the other hand, when the
更に、レート検出回路302は比T/tが2より大きな値となることを検出すると分周制御回路3003は仮想ループフィルタ306を構成するデジタルフィルタの遅延時間を大きな値に設定する一方、レート検出回路302は比T/tが2よりも小さな値となることを検出すると分周制御回路3003は仮想ループフィルタ306を構成するデジタルフィルタの遅延時間を小さな値に設定するものである。その結果、仮想ループフィルタ306を構成するデジタルフィルタの遅延時間の調整によって、クロックデータリカバリー回路3による信号処理の更なる高精度化が可能となる。
Further, when the
[実施の形態4]
図7は、本発明の実施の形態4によるクロックデータリカバリー回路3を内蔵する半導体記憶装置700の構成を示す図である。
[Embodiment 4]
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a
図7に示した本発明の実施の形態4による半導体記憶装置700は、クロックデータリカバリー(CDR)回路3、波形等化回路4、ビタビ復号器5、復調回路6、エラー訂正回路7、デマルチプレクサー(DEMUX)70、Xアドレス回路71、Yアドレス回路72、書き込み回路73、メモリセルアレー74、読み出し回路75、PLL回路76、シリアライザー(SER)77を具備する。
The
図7の半導体記憶装置700に含まれたクロックデータリカバリー回路3、波形等化回路4、ビタビ復号器5は、上述した図1の本発明の実施の形態1、図5の本発明の実施の形態2、図6の本発明の実施の形態3とそれらと同一の構成とされ、それらと同一の機能を持ち、それらと同様な動作を実行する。
The clock
半導体記憶装置700の入力端子T1は、高速シリアル伝送線を介してホストコンピュータによってアクセス可能とされている。
The input terminal T1 of the
書き込みアクセス時には、書き込みコマンドと書き込みアドレスと書き込みデータを含むシリアルデータが高速シリアル伝送線を介してホストコンピュータから入力端子T1に供給される。図示されていない命令デコーダによって書き込みコマンドがデコードされて、そのデコード結果によってXアドレス回路71、Yアドレス回路72、書き込み回路73、メモリセルアレー74が活性化されて、書き込みアドレスによって指定されたメモリセルに書き込みデータが書き込まれる。
At the time of write access, serial data including a write command, a write address, and write data is supplied from the host computer to the input terminal T1 via the high-speed serial transmission line. A write command is decoded by an instruction decoder (not shown), and an X address circuit 71, a Y address circuit 72, a
読み出しアクセス時には、読み出しコマンドと読み出しアドレスを含むシリアルデータが高速シリアル伝送線を介してホストコンピュータから入力端子T1に供給される。図示されていない命令デコーダによって読み出しコマンドがデコードされて、そのデコード結果によりXアドレス回路71、Yアドレス回路72、メモリセルアレー74、読み出し回路75、PLL回路76、シリアライザー(SER)77が活性化される。読み出しアドレスによって指定されたメモリセルから読み出しデータが読み出され、読み出されたパラレルデータはシリアライザー(SER)77によってシリアルデータに変換され、読み出しシリアルデータは出力端子T2と高速シリアル伝送線を介してホストコンピュータへ供給される。シリアライザー77によるパラレルデータからシリアルデータへの変換動作は、PLL回路76から供給されるクロック信号CLKに応答して実行される。
At the time of read access, serial data including a read command and a read address is supplied from the host computer to the input terminal T1 via the high-speed serial transmission line. A read command is decoded by an instruction decoder (not shown), and an X address circuit 71, a Y address circuit 72, a
ところで、図7の半導体記憶装置700では、高速シリアル伝送線での遅延等の理由によって、書き込みまたは読み出しのアクセス時に高速シリアル伝送線を介して入力端子T1に供給されるコマンドやアドレスやデータのシリアルデータには波形劣化が生じる。図7の半導体記憶装置700に含まれたクロックデータリカバリー回路3と波形等化回路4とビタビ復号器5と復調回路6とエラー訂正回路7は、このシリアルデータの波形劣化にかかわらず、シリアルデータに含まれたコマンドやアドレスやデータ等を正確に再生するものである。正確に再生されたコマンドは命令デコーダに供給され、正確に再生されたアドレスはXアドレス回路71とYアドレス回路72とに供給され、正確に再生された書き込みデータは書き込み回路73に供給されることが可能となる。尚、デマルチプレクサー(DEMUX)70は書き込みデータと書き込みアドレスまたは読み出しアドレスとを分離して、分離後の書き込みデータおよびアドレスを書き込み回路73およびXアドレス回路71、Yアドレス回路72にそれぞれ供給するものである。更に波形劣化したシリアルデータからクロックデータリカバリー回路(CDR)3によって正確に再生された再生クロック信号Re−CLKは、タイミング調整のために書き込み回路73とXアドレス回路71、Yアドレス回路72等に供給される。
By the way, in the
また、他の実施の形態としては、出力端子T2は省略可能であり、端子T1は入出力兼用端子とされて、入出力兼用端子T1とクロックデータリカバリー回路(CDR)3の入力およびシリアライザー(SER)77の出力に入出力切り換え回路を接続することも可能である。
書き込まれる。
In another embodiment, the output terminal T2 can be omitted, and the terminal T1 is an input / output terminal. The input / output terminal T1 and the input of the clock data recovery circuit (CDR) 3 and the serializer ( It is also possible to connect an input / output switching circuit to the output of (SER) 77.
Written.
更に、別の実施の形態としては、メモリセルアレー74を不揮発性メモリセルで構成することによって、不揮発性メモリセルアレー74への不揮発性の書き込み動作の実行も可能である。この場合には、消去アクセス時には、消去コマンドと消去アドレスを含むシリアルデータが高速シリアル伝送線を介してホストコンピュータから入力端子T1に供給される。図示されていない命令デコーダによって消去コマンドがデコードされて、そのデコード結果によって不揮発性メモリセルアレー74と消去用高電圧生成回路が活性化される。消去アドレスにより指定された不揮発性メモリセルに消去用高電圧が印加され、不揮発性メモリセルアレー74の消去動作が実行される。
Furthermore, as another embodiment, the nonvolatile write operation to the nonvolatile
また更に、更に別の実施の形態としては、図7の半導体記憶装置700の半導体チップの内部に更に中央処理ユニット(CPU)、デジタルシグナルプロッセサー(DSP)、ビデオディスプレープロッセサー(VDP)等のデータ処理機能ブロックを内蔵することも可能である。従って、クロックデータリカバリー回路3と波形等化回路4とビタビ復号器5と復調回路6とエラー訂正回路7とは、高速シリアル伝送線を介して供給されるシリアルデータに含まれたコマンドやアドレスやデータ等を正確に再生して、データ処理機能ブロックに供給する。データ処理機能ブロックはメモリセルアレー74に格納されたデータを処理する際に、高速シリアル伝送線から入力端子T1に供給されるデータ処理コマンドはデマルチプレクサー(DEMUX)70を介してデータ処理機能ブロックの命令デコーダに供給されることも可能である。またデータ処理機能ブロックによるデータ処理結果をメモリセルアレー74に格納することも可能であり、出力端子T2から高速シリアル伝送線を介してホストコンピュータに供給することも可能である。
As still another embodiment, a central processing unit (CPU), a digital signal processor (DSP), and a video display processor (VDP) are further provided inside the semiconductor chip of the
[実施の形態5]
図8は、本発明の実施の形態5によるクロックデータリカバリー回路3を内蔵する送受信機(トランシーバー)800の構成を示す図である。
[Embodiment 5]
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a transceiver (transceiver) 800 incorporating the clock
図8に示した本発明の実施の形態5による送受信機800は、クロックデータリカバリー(CDR)回路3、波形等化回路4、ビタビ復号器5、復調回路6、エラー訂正回路7、デュプレクサ80、受信器81、送信器82、デシリアライザー(DES)83、プロセッサ84、シリアライザー(SER)85、PLL回路86を具備する。尚、図8の送受信機800に含まれたクロックデータリカバリー回路3、波形等化回路4、ビタビ復号器5、エラー訂正回路7、デュプレクサ80、受信器81、送信器82、デシリアライザー83、プロセッサ84、シリアライザー85、PLL回路86は、LSIを構成する半導体チップに集積化されている。
The
図8の送受信機800に含まれたクロックデータリカバリー回路3、波形等化回路4、ビタビ復号器5は、上述した図1の本発明の実施の形態1、図5の本発明の実施の形態2、図6の本発明の実施の形態3、図7の本発明の実施の形態4とそれらと同一の構成とされ、それらと同一の機能を持ち、それらと同様な動作を実行する。
The clock
デュプレクサ80は無線アンテナもしくは光ファイバーで受信されたRF受信信号もしくは光伝送受信信号の受信信号RXを受信器81の入力端子に供給する一方、受信器81の出力端子のRF送信信号もしくは光伝送送信信号の送信信号TXを無線アンテナもしくは光ファイバーに供給する。
The
受信信号RXとしてRF受信信号が受信される場合には、RF受信信号からベースバンド受信信号への周波数ダウン変換を受信器81が実行する。受信信号RXとして光伝送受信信号が受信される場合には、受光素子と受信増幅器を使用して光伝送受信信号から受信電気信号への光・電気/変換を受信器81が実行する。
When an RF reception signal is received as the reception signal RX, the
送信信号TXとしてRF送信信号が送信される場合には、ベースバンド送信信号からRF送信信号への周波数アップ変換を送信器82が実行する。送信信号TXとして光伝送送信信号が送信される場合には、駆動増幅器と発光素子を使用して送信電気信号から光伝送送信信号への電気・光/変換を送信器82が実行する。 When an RF transmission signal is transmitted as the transmission signal TX, the transmitter 82 performs frequency up-conversion from the baseband transmission signal to the RF transmission signal. When the optical transmission transmission signal is transmitted as the transmission signal TX, the transmitter 82 performs electric / light / conversion from the transmission electric signal to the optical transmission transmission signal using the drive amplifier and the light emitting element.
ところで、図8の送受信機800では、無線伝送や光伝送での信号損失等の理由によって、受信信号RXには波形劣化が生じる。図8の送受信機800に含まれたクロックデータリカバリー回路3と波形等化回路4とビタビ復号器5と復調回路6とエラー訂正回路7は、受信信号RXの波形劣化にかかわらず、受信信号RX中に含まれたデータやクロックを正確に再生するものである。正確に再生されたシリアルデータはデシリアライザー(DES)83によってパラレルデータに変換された後、プロセッサ84で更に復号処理され、復号データはホストコンピュータ801に供給される。クロックデータリカバリー回路(CDR)3によって波形劣化した受信信号RXから正確に再生された再生クロック信号Re−CLKは、シリアル・パラレル変換を実行するデシリアライザー(DES)83にタイミング調整のために供給される。
By the way, in the
ホストコンピュータ801からの送信データはプロセッサ84で符号化処理され、符号化データはシリアライザー(SER)85によってパラレル送信信号からシリアル送信信号に変換される。シリアル送信信号は送信器82によって送信信号TXに変換され、送信信号TXはデュプレクサ80を経由して送信される。尚、シリアライザー85によるパラレル送信信号からシリアル送信信号の変換動作は、PLL回路86から供給されるクロック信号CLKに応答して実行される。
Transmission data from the
[実施の形態6]
図9は、図1に示した本発明の実施の形態1に対して記録品質指標となるジッターを検出する回路を追加した光ディスク記録再生装置の構成を示す図である。仮想再サンプリング回路303の出力端子が非対称性補正回路8の入力端子に接続され、非対称性補正回路8の出力端子がジッター検出回路9の入力端子に接続される。非対称性補正回路8は、仮想再サンプリング回路303の出力である補償デジタル信号V(1)、V(2)、V(3)、V(4)・・・の正負の非対称を、一般に、デューティフィードバックループにより補正する。ジッター検出回路9はゼロレベルをクロスするタイミングを演算で求めて仮想VCOとのジッター量を出力する。図9に示した本発明の実施の形態6によれば、ジッターを検出するポイントは仮想再サンプリング回路303の出力を用いるが、波形等化回路4の出力をジッター検出回路9の入力端子に接続して検出することもできる。また更にビタビ復号回路5では、ビタビ復号回路内部で図示していない参照レベルからジッターを演算検出することもできる。ジッター検出回路9で演算したジッター量を記録品質の指標としディスク記録波形の調整を行えば、高品位な記録ディスクを作成することができる。
[Embodiment 6]
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of an optical disc recording / reproducing apparatus in which a circuit for detecting jitter serving as a recording quality index is added to the first embodiment of the present invention shown in FIG. The output terminal of the
以上、本発明者によってなされた発明を種々の実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能なことは言うまでもない。 Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on various embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited thereto and can be variously modified without departing from the gist thereof. Yes.
例えば、本発明は、記録再生装置に着脱可能なリムーバブル型ディスクであるCD、DVD、BD等の光ディスクに限定されるものではなく、記録再生装置に固定された着脱不可能なハードディスク等の固定ディスクの記録再生装置に適用することが可能である。 For example, the present invention is not limited to an optical disk such as a CD, DVD, or BD that is a removable disk that can be attached to and detached from the recording / reproducing apparatus, but a fixed disk such as a non-removable hard disk that is fixed to the recording / reproducing apparatus. It can be applied to the recording / reproducing apparatus.
100…光ディスク
101…モータ
102…光ピックアップ
201…ピックアップインターフェース回路
3…クロックデータリカバリー回路(CDR)
4…波形等化回路
5…ビタビ復号器
6…復調回路
7…エラー訂正回路
300…クロック発生器(CLK_Gen)
301…アナログ/デジタル変換器(A/D_Conv)
302…レート検出回路(Rate_Det)
303…仮想再サンプリング回路(Re−Sampling)
304…仮想電圧制御発振器(Virtual_VCO)
305…位相比較器(PD)
306…仮想ループフィルタ(Virtual_LF)
307…減算器(Sub)
SW1…第1スイッチ
SW2…第2スイッチ
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
301: Analog / digital converter (A / D_Conv)
302 ... Rate detection circuit (Rate_Det)
303 ... Virtual resampling circuit (Re-Sampling)
304: Virtual voltage controlled oscillator (Virtual_VCO)
305 ... Phase comparator (PD)
306 ... Virtual loop filter (Virtual_LF)
307: Subtracter (Sub)
SW1 ... 1st switch SW2 ... 2nd switch
Claims (20)
前記クロック発生器から生成されるサンプリングクロックに応答して、前記アナログ/デジタル変換器はアナログ入力信号のデジタル出力信号へのA/D変換を実行可能であり、
前記アナログ/デジタル変換器の出力端子から順次生成される複数のデジタル出力信号は前記データ補正部の入力端子に供給され、前記データ補正部の出力端子に順次生成される複数の補正デジタル信号は前記位相比較器の入力端子に供給され、
前記位相比較器の出力信号は前記ループフィルタを介して前記タイミング生成部に供給され、前記タイミング生成部から生成される複数の再サンプリングタイミングの情報は前記データ補正部に供給され、
前記検出回路は、前記アナログ入力信号のチャンネル周期と前記サンプリングクロックのサンプリング周期との比のサンプリング誤差情報を生成可能であり、
前記タイミング生成部は、前記サンプリング周期と前記サンプリング誤差情報に応答して、前記アナログ/デジタル変換器による複数のA/D変換タイミングから前記サンプリング誤差情報によって調整された複数の遅延時間の分それぞれ遅延された前記複数の再サンプリングタイミングを生成可能であり、
前記データ補正部は、前記アナログ/デジタル変換器の前記出力端子から順次生成される前記複数のデジタル出力信号から前記複数の遅延時間に対応して調整された複数の補正率でそれぞれ補正された前記複数の補正デジタル信号を前記複数の再サンプリングタイミングで順次生成可能であることを特徴とするクロックデータリカバリー回路。 The clock data recovery circuit includes a clock generator, an analog / digital converter, a detection circuit, a data correction unit, a timing generation unit, a phase comparator, and a loop filter.
In response to a sampling clock generated from the clock generator, the analog / digital converter can perform A / D conversion of an analog input signal to a digital output signal;
A plurality of digital output signals sequentially generated from the output terminal of the analog / digital converter are supplied to an input terminal of the data correction unit, and a plurality of correction digital signals sequentially generated at the output terminal of the data correction unit are Supplied to the input terminal of the phase comparator,
The output signal of the phase comparator is supplied to the timing generation unit via the loop filter, and information on a plurality of resampling timings generated from the timing generation unit is supplied to the data correction unit,
The detection circuit can generate sampling error information of a ratio between a channel period of the analog input signal and a sampling period of the sampling clock;
In response to the sampling period and the sampling error information, the timing generator delays each of a plurality of delay times adjusted by the sampling error information from a plurality of A / D conversion timings by the analog / digital converter. The plurality of re-sampling timings generated can be generated;
The data correction unit is respectively corrected with a plurality of correction rates adjusted corresponding to the plurality of delay times from the plurality of digital output signals sequentially generated from the output terminal of the analog / digital converter. A clock data recovery circuit, wherein a plurality of correction digital signals can be sequentially generated at the plurality of re-sampling timings.
前記複数の再サンプリングタイミングの間で前記クロス点の直前と直後とにそれぞれ位置する第1の再サンプリングタイミングと第2の再サンプリングタイミングとの略中間に前記クロス点が位置するように、前記位相比較器と前記ループフィルタとは前記タイミング生成部を制御することを特徴とする請求項1に記載のクロックデータリカバリー回路。 The analog input signal includes a positive amplitude, a negative amplitude, and a cross point between the positive amplitude and the negative amplitude;
The phase is set such that the cross point is positioned approximately in the middle between the first re-sampling timing and the second re-sampling timing respectively positioned immediately before and immediately after the cross point between the plurality of re-sampling timings. The clock data recovery circuit according to claim 1, wherein the comparator and the loop filter control the timing generation unit.
前記データ補正部での前記複数の補正デジタル信号の生成に使用される前記複数の補正率は、時間経過に従って順次に大きな補正率に設定されることを特徴とする請求項3に記載のクロックデータリカバリー回路。 The plurality of delay times adjusted by the timing generation unit are sequentially set to large delay times as time passes,
4. The clock data according to claim 3, wherein the plurality of correction factors used to generate the plurality of correction digital signals in the data correction unit are sequentially set to a large correction factor as time elapses. Recovery circuit.
前記ビタビ復号器の前記入力端子には、前記データ補正部の前記出力端子から順次生成される前記複数の補正デジタル信号が供給されることを特徴とする請求項4に記載のクロックデータリカバリー回路。 The input terminal of the Viterbi decoder is connected to the output terminal of the data correction unit,
5. The clock data recovery circuit according to claim 4, wherein the plurality of correction digital signals sequentially generated from the output terminal of the data correction unit are supplied to the input terminal of the Viterbi decoder.
前記クロックデータリカバリー回路は、前記ディスク記録再生装置によって駆動される記録ディスクから再生された前記アナログ入力信号に含まれたデータ成分とクロック成分とを再生することを特徴とする請求項6に記載のクロックデータリカバリー回路。 The clock data recovery circuit is built in a disk recording / reproducing device,
The said clock data recovery circuit reproduces | regenerates the data component and clock component which were contained in the said analog input signal reproduced | regenerated from the recording disc driven by the said disc recording / reproducing apparatus. Clock data recovery circuit.
前記クロックデータリカバリー回路は、前記半導体集積回路の前記半導体メモリに外部から供給されるシリアルデータに含まれたクロック成分とコマンド、アドレス、データとを再生することを特徴とする請求項6に記載のクロックデータリカバリー回路。 The clock data recovery circuit is built in a semiconductor integrated circuit containing a semiconductor memory,
The clock data recovery circuit reproduces a clock component, a command, an address, and data included in serial data supplied from the outside to the semiconductor memory of the semiconductor integrated circuit. Clock data recovery circuit.
前記クロックデータリカバリー回路は、前記半導体集積回路の前記データ処理機能ブロックに外部から供給されるシリアルデータに含まれたクロック成分とコマンド、データとを再生することを特徴とする請求項6に記載のクロックデータリカバリー回路。 The clock data recovery circuit is built in a semiconductor integrated circuit containing a data processing function block,
The clock data recovery circuit reproduces a clock component, a command, and data included in serial data supplied from the outside to the data processing function block of the semiconductor integrated circuit. Clock data recovery circuit.
前記クロックデータリカバリー回路は、前記半導体集積回路の前記受信器に外部から供給される受信信号に含まれたクロック成分とデータとを再生することを特徴とする請求項6に記載のクロックデータリカバリー回路。 The clock data recovery circuit is built in a semiconductor integrated circuit including a transceiver including a receiver and a transmitter,
The clock data recovery circuit according to claim 6, wherein the clock data recovery circuit reproduces a clock component and data included in a reception signal supplied from the outside to the receiver of the semiconductor integrated circuit. .
前記クロック発生器から生成されるサンプリングクロックに応答して、前記アナログ/デジタル変換器はアナログ入力信号のデジタル出力信号へのA/D変換を実行可能であり、
前記アナログ/デジタル変換器の出力端子から順次生成される複数のデジタル出力信号は前記データ補正部の入力端子に供給され、前記データ補正部の出力端子に順次生成される複数の補正デジタル信号は前記位相比較器の入力端子に供給され、
前記位相比較器の出力信号は前記ループフィルタを介して前記タイミング生成部に供給され、前記タイミング生成部から生成される複数の再サンプリングタイミングの情報は前記データ補正部に供給され、
前記動作方法は、
前記検出回路によって、前記アナログ入力信号のチャンネル周期と前記サンプリングクロックのサンプリング周期との比のサンプリング誤差情報を生成するステップ、
前記タイミング生成部によって、前記サンプリング周期と前記サンプリング誤差情報に応答して、前記アナログ/デジタル変換器による複数のA/D変換タイミングから前記サンプリング誤差情報によって調整された複数の遅延時間の分それぞれ遅延された前記複数の再サンプリングタイミングを生成するステップ、
前記データ補正部によって、前記アナログ/デジタル変換器の前記出力端子から順次生成される前記複数のデジタル出力信号から前記複数の遅延時間に対応して調整された複数の補正率でそれぞれ補正された前記複数の補正デジタル信号を前記複数の再サンプリングタイミングで順次生成するステップとを、含むことを特徴とするクロックデータリカバリー回路の動作方法。 An operation method of a clock data recovery circuit comprising a clock generator, an analog / digital converter, a detection circuit, a data correction unit, a timing generation unit, a phase comparator, and a loop filter,
In response to a sampling clock generated from the clock generator, the analog / digital converter can perform A / D conversion of an analog input signal to a digital output signal;
A plurality of digital output signals sequentially generated from the output terminal of the analog / digital converter are supplied to an input terminal of the data correction unit, and a plurality of correction digital signals sequentially generated at the output terminal of the data correction unit are Supplied to the input terminal of the phase comparator,
The output signal of the phase comparator is supplied to the timing generation unit via the loop filter, and information on a plurality of resampling timings generated from the timing generation unit is supplied to the data correction unit,
The operation method is as follows:
Generating, by the detection circuit, sampling error information of a ratio between a channel period of the analog input signal and a sampling period of the sampling clock;
In response to the sampling period and the sampling error information, the timing generator delays each of a plurality of delay times adjusted by the sampling error information from a plurality of A / D conversion timings by the analog / digital converter. Generating said plurality of re-sampling timings,
The data correction unit corrects each of the plurality of digital output signals sequentially generated from the output terminal of the analog / digital converter with a plurality of correction rates adjusted corresponding to the plurality of delay times. And a step of sequentially generating a plurality of corrected digital signals at the plurality of re-sampling timings.
前記複数の再サンプリングタイミングの間で前記クロス点の直前と直後とにそれぞれ位置する第1の再サンプリングタイミングと第2の再サンプリングタイミングとの略中間に前記クロス点が位置するように、前記位相比較器と前記ループフィルタとは前記タイミング生成部を制御することを特徴とする請求項11に記載のクロックデータリカバリー回路の動作方法。 The analog input signal includes a positive amplitude, a negative amplitude, and a cross point between the positive amplitude and the negative amplitude;
The phase is set such that the cross point is positioned approximately in the middle between the first re-sampling timing and the second re-sampling timing respectively positioned immediately before and immediately after the cross point between the plurality of re-sampling timings. The method of claim 11, wherein the comparator and the loop filter control the timing generator.
前記データ補正部での前記複数の補正デジタル信号の生成に使用される前記複数の補正率は、時間経過に従って順次に大きな補正率に設定されることを特徴とする請求項13に記載のクロックデータリカバリー回路の動作方法。 The plurality of delay times adjusted by the timing generation unit are sequentially set to large delay times as time passes,
14. The clock data according to claim 13, wherein the plurality of correction factors used for generating the plurality of correction digital signals in the data correction unit are sequentially set to a large correction factor as time elapses. How the recovery circuit works.
前記ビタビ復号器の前記入力端子には、前記データ補正部の前記出力端子から順次生成される前記複数の補正デジタル信号が供給されることを特徴とする請求項14に記載のクロックデータリカバリー回路。 The input terminal of the Viterbi decoder is connected to the output terminal of the data correction unit,
15. The clock data recovery circuit according to claim 14, wherein the plurality of corrected digital signals sequentially generated from the output terminal of the data correction unit are supplied to the input terminal of the Viterbi decoder.
前記クロックデータリカバリー回路は、前記ディスク記録再生装置によって駆動される記録ディスクから再生された前記アナログ入力信号に含まれたデータ成分とクロック成分とを再生することを特徴とする請求項16に記載のクロックデータリカバリー回路の動作方法。 The clock data recovery circuit is built in a disk recording / reproducing device,
The clock data recovery circuit reproduces a data component and a clock component included in the analog input signal reproduced from the recording disk driven by the disk recording / reproducing apparatus. Operation method of clock data recovery circuit.
前記クロックデータリカバリー回路は、前記半導体集積回路の前記半導体メモリに外部から供給されるシリアルデータに含まれたクロック成分とコマンド、アドレス、データとを再生することを特徴とする請求項16に記載のクロックデータリカバリー回路の動作方法。 The clock data recovery circuit is built in a semiconductor integrated circuit containing a semiconductor memory,
The clock data recovery circuit reproduces a clock component, a command, an address, and data included in serial data supplied from the outside to the semiconductor memory of the semiconductor integrated circuit. Operation method of clock data recovery circuit.
前記クロックデータリカバリー回路は、前記半導体集積回路の前記データ処理機能ブロックに外部から供給されるシリアルデータに含まれたクロック成分とコマンド、データとを再生することを特徴とする請求項16に記載のクロックデータリカバリー回路の動作方法。 The clock data recovery circuit is built in a semiconductor integrated circuit containing a data processing function block,
The clock data recovery circuit reproduces a clock component, a command, and data included in serial data supplied from the outside to the data processing function block of the semiconductor integrated circuit. Operation method of clock data recovery circuit.
前記クロックデータリカバリー回路は、前記半導体集積回路の前記受信器に外部から供給される受信信号に含まれたクロック成分とデータとを再生することを特徴とする請求項16に記載のクロックデータリカバリー回路の動作方法。 The clock data recovery circuit is built in a semiconductor integrated circuit including a transceiver including a receiver and a transmitter,
The clock data recovery circuit according to claim 16, wherein the clock data recovery circuit regenerates a clock component and data included in a reception signal supplied from the outside to the receiver of the semiconductor integrated circuit. How it works.
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