JP2015065629A - クロックデータ復元装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 画像装置などにおいて，高速動作をさせるとウィンドウ信号やクロック信号が受信したデータに対してずれる。
【解決手段】 送信装置１１から送信されるデータを受信する受信部３１と，多相クロック信号を生成する多相クロック生成部３３と，多相クロック生成部３３から出力される多相クロックと，受信部３１が受信したデータと多相クロックとの位相差に関するＬＯＣＫ信号とに基づいて，ウィンドウ準備信号を生成するウィンドウ準備信号生成部３５と，前記ウィンドウ準備信号生成部３５からウィンドウ準備信号を受け取り，ウィンドウ準備信号と，受信部３１が受信したデータとを用いて，データに含まれるクロックビットをサンプリングするためのタイミングを示すウィンドウ信号を生成する本ウィンドウ信号生成部３７とを有する受信装置。
【選択図】図１

Description

本発明は，クロックが埋め込まれた受信データからクロック信号とデータを復元する装置に関するものである。

画像表示装置においては，タイミングコントローラ（送信装置）からドライバ（受信装置）へ信号が伝えられる。モバイル機器に代表される中・小型の画像表示装置では画面の高精細化に伴い，タイミングコントローラとドライバ間のデータ量が増加し，伝送速度をより速くすることが求められている。また薄型化，小型化に伴いデータ伝送用の配線スペースは余裕がなくなってきている。少ない配線で高速な伝送が必要になっていることから，クロックを埋め込んだデータのみを伝送する伝送方式が採用されてきている。この際に，タイミングコントローラから送信されたデータをドライバが正しくサンプリングできるようにする必要がある。ドライバのクロックデータ復元装置（ＣＤＲ）が所定の状態にロックされるために，トレーニング期間が設けられ，トレーニング期間においてＣＤＲが所定の状態にロックされた後に，データが伝送される。実際に画像データ等が伝送された後も，ロックが外れた場合は改めてトレーニングを行う。

ＣＤＲに入力されるデータは，例えば，所定のビット（例えば１３ビット）につき所定のパターン（例えば「０，１」）を有するクロックビットが存在する。トレーニング信号の例は，「０」及び「１」が所定期間ずつ連続するものである。この場合，トレーニングパターンは，例えば，２つのクロックビットの中間までは「１」が続き，その後は「０」が続くものである。データ伝送時もトレーニング時と同じビットがクロックビットとなり，それ以外のビットに伝送したいデータが割り振られる。ＣＤＲはこのクロックビットのエッジから，データサンプリング用のサンプリングクロックの基となるリファレンスクロックを生成する。このリファレンスクロックを生成する為には，クロックビットのエッジを正しく検出する為のタイミングを示すウィンドウ信号と，リファレンスクロックのデューティーを５０％にする為に使用するクロック補完信号が必要となる。

特開平３−１６６８３６号公報には，入力信号のリタイミングを行うＣＤＲ装置の前段に設けられる装置が開示されている。この装置は，フリップフロップ回路とクロック再生回路を有する。そして，クロック再生回路は，位相比較器とローパスフィルタと，電圧制御発振器と，セレクタとを有している。

米国特許出願公開２０１１／０２８６５６２号明細書には，受信装置においてウィンドウ信号とクロック補完信号に相当する信号を使ってクロックとデータを正しく復元する送受信装置が開示されている。

特開平３−１６６８３６号公報 米国特許出願公開２０１１／０２８６５６２号明細書

特許文献２に開示された多相クロックからウィンドウ信号，クロック補完信号を生成する方法はプロセススキュー，温度，電源電圧の条件により，受信データとウィンドウ信号，クロック補完信号の位置関係がずれて，正しくリファレンスクロックを生成できないという問題がある。これにより受信装置の最大動作周波数が制限されてしまっている。

そこで，高いデータレートにおいて生じるＣＤＲ内部のスキュー等の影響を考慮してウィンドウ信号やクロック補完信号を生成することや，そのようなウィンドウ信号，クロック補完信号を用いてリファレンスクロックを生成することが望まれる。

本発明は，基本的には，クロックビットのエッジを切り出すためのウィンドウ信号を得る際にデータ信号を用いることで，受信データに対してより適切なウィンドウ信号を得ることができるという知見に基づく。具体的に説明すると，本発明は，やや幅の広いウィンドウ信号の基となるウィンドウ準備信号を作成し，これとデータを用いることで，上記した問題を解決できるというものである。クロック補完信号に関しても同様に，やや幅の広いクロック補完準備信号を用意し，これとデータを用いてクロック補完信号を生成している。

本発明の第１の側面は，図１に示されるように，受信部３１と，多相クロック生成部３３と，ウィンドウ準備信号生成部３５と，
本ウィンドウ信号生成部３７とを有する，受信装置に関する。この受信装置は，例えば，画像形成装置に用いられる。この受信装置は特にクロックリカバリー装置の前段におかれタイミングコントローラからのデータを受信し，適切なウィンドウ信号やリファレンスクロックを生成するために用いられる。

受信部３１は，送信装置１１から送信されるデータを受信するための要素である。
多相クロック生成部３３は，多相クロック信号を生成するための要素である。
ウィンドウ準備信号生成部３５は，多相クロック生成部３３から出力される多相クロックに基づいて，ウィンドウ準備信号を生成するための要素である。ウィンドウ準備信号は，本ウィンドウ信号生成部においてウィンドウ信号を生成するために用いられるウィンドウ信号のもととなる信号である。
本ウィンドウ信号生成部３７は，ウィンドウ準備信号生成部３５からウィンドウ準備信号を受け取り，ウィンドウ準備信号と，受信部３１が受信したデータ，ＬＯＣＫ信号とを用いて，ウィンドウ信号を生成する要素である。ＬＯＣＫ信号は,受信部３１が受信したデータと多相クロックとの位相差に関する信号である。ウィンドウ信号は，データに含まれるクロックビットの位置を示す信号である。

第１の側面の受信装置の好ましいものは，ウィンドウ信号が，データに含まれるクロックビットのリファレンスエッジを切り出すものである。

第１の側面の受信装置における多相クロック生成部３３は，位相比較部４１と遅延生成部４３とを有するものが好ましい。位相比較部４１は，位相比較部４１に入力された２つ以上の信号の位相を比較するものである。遅延生成部４３は，入力信号に対して所定時間ずつ遅延を与える要素である。この態様では，位相比較部４１は，受信部３１が受信したデータから生成されたリファレンスクロックと多相クロックに含まれる所定のクロックの位相差を求める。

遅延生成部４３は，位相比較部４１が比較した位相差が所定の値以下となるようにリファレンスクロックに所定時間ずつ遅延を与えることで新たな多相クロックを生成するものである。位相比較器４１が比較した位相差が０となることが理想である。所定の値は適宜設定することができ，位相比較部４１が比較した位相差と所定の値とを比較して，位相差が所定の値以下となれば，位相比較器４１は，ＬＯＣＫ信号を生成して，遅延生成部４３の遅延量を固定しても良い。

ウィンドウ準備信号生成部３５は，ウィンドウ準備信号を生成するための要素である。ウィンドウ準備信号は，受け取った多相クロックに含まれる第一の所定位置のクロックが立ち上がるタイミングで立ち上がり，多相クロックに含まれる第二の所定位置のクロックが立ち上がるタイミングで立ち下がる信号であり，受信部３１が受信したデータに含まれるリファレンスエッジのおおよその位置を示す信号である。

第１の側面の受信装置における本ウィンドウ信号生成部３７は, ウィンドウ前信号生成部５１と,ＬＯＣＫ信号反映部５３とを有するものが好ましい。ウィンドウ前信号生成部５１は，ウィンドウ準備信号と受信部３１が受信したデータからウィンドウ前信号を生成する。ウィンドウ前信号は受信部３１が受信したデータに含まれるリファレンスエッジの正確な位置を示す信号であり，のちにＬＯＣＫ信号と組み合わされウィンドウ信号となる。

ＬＯＣＫ信号反映部５３は,ウィンドウ前信号とＬＯＣＫ信号とを用いてウィンドウ信号を生成する要素である。ＬＯＣＫ信号は,受信部３１が受信したデータと多相クロックとの位相差の値に基づいて,多相クロックが受信データにロックした状態になるか否かを示す信号である。ＬＯＣＫ信号は，受信部３１が受信したデータと多相クロックとの位相差の値に基づいて多相クロックの位相が固定された状態にあるか否かを示す信号といえる。

第１の側面の受信装置の第１の好ましい態様は，クロック補完信号生成部６１と，セレクト部６３とをさらに有するものである。クロック補完信号生成部６１は，クロック補完信号を生成するための要素である。クロック補完信号は，受け取った多相クロックに含まれる第三の所定位置のクロックが立ち上がるタイミングで立ち上がり，多相クロックに含まれる第四の所定位置のクロックが立ち上がるタイミングで立ち下がる信号である。セレクト部６３は，受信部３１が受信したデータ，クロック補完信号生成部６１が生成したクロック補完信号，及び本ウィンドウ信号生成部３７が生成したウィンドウ信号に基づいてリファレンスクロックを生成する。

第１の側面の受信装置の第２の好ましい態様は，クロック補完準備信号生成部７１と，クロック補完信号生成部７３と，セレクト部７５とをさらに有するものである。クロック補完準備信号生成部７１は，多相クロック信号を受け取り，クロック補完準備信号を生成するための要素である。クロック補完準備信号生成部７１は，クロック補完信号を生成する際に用いられる信号である。クロック補完信号は，ウィンドウ信号内において，「０」から「１」（又は「１」から「０」）の遷移が存在するものが好ましい。クロック補完信号がウィドウ信号内において遷移するため，データ，ウィンドウ信号，及びクロック補完信号を用いることで，適切なリファレンスクロックを作り出すことができる。
クロック補完信号生成部７３は，クロック補完準備信号生成部７１からのクロック補完準備信号及び受信部３１が受信したデータに基づいてクロック補完信号を生成するための要素である。

セレクト部７５は，受信部３１が受信したデータ，クロック補完信号生成部７３が生成したクロック補完信号，及び本ウィンドウ信号生成部３７が生成したウィンドウ信号に基づいてリファレンスクロックを生成する要素である。

クロック補完準備信号は，受け取った多相クロックに含まれる第三の所定位置のクロックが立ち上がるタイミングで立ち上がり，多相クロックに含まれる第四の所定位置のクロックが立ち上がるタイミングで立ち下がる信号である。

クロック補完信号生成部７３は，クロック補完準備信号と受信部３１が受信したデータに基づいてクロック補完信号を生成するための要素である。クロック補完信号の例は，クロック補完準備信号と受信したデータが所定の組み合わせになったタイミングで立ち上がりと立ち下りを行う信号である。

第１の側面の受信装置の第２の好ましい態様は，図６に示されるように，クロック補完信号生成部８１と，セレクト部８３とをさらに有するものである。クロック補完信号生成部８１は，受け取った多相クロック及びウィンドウ信号に基づいてクロック補完信号を生成するための要素である。セレクト部８３は，受信部３１が受信したデータ，クロック補完信号生成部８１が生成したクロック補完信号，及び本ウィンドウ信号生成部３７が生成したウィンドウ信号に基づいてリファレンスクロックを生成する要素である。

本発明は，受信データをサンプリングする為のサンプリングクロックの基となるリファレンス信号を受信データから生成する為に必要なウィンドウ信号やクロック補完信号を得る際に自身の多相クロックだけでなく，受信データ信号を用いることで，受信データに対してより適切なタイミングのウィンドウ信号,クロック補完信号を得ることができる。また，本発明は，そのようなウィンドウ信号,クロック補完信号を用いるため，より高速な動作や広い動作マージンの確保が可能になる。

図１は，本発明の受信装置の基本構成例を示すブロック図である。 図２は，多相クロック生成部の構成例を示すブロック図である。 図３は，ウィンドウ準備信号生成部の構成例を示すブロック図である。 図４は，クロック補完信号生成部とセレクト部とを有する受信装置のブロック図である。 図５は，クロック補完準備信号生成部とクロック補完信号生成部とセレクト部とを有する受信装置のブロック図である。 図６は，クロック補完信号生成部とセレクト部とを有する受信装置のブロック図である。 図７は，本実施例の送受信装置の基本構成例を示すブロック図である。 図８は，クロックが埋め込まれた伝送データを示す概念図である。 図９は，多相クロック生成部の構成を示すブロック図である。 図１０は，ロック状態のリファレンスクロックと多相クロックの関係を示すタームチャートである。 図１１は，基準クロック生成部の構成を示すブロック図である。 図１２は，セレクト部の構成を示す概念図である。 図１３は，クロック補完信号生成部を示す概念図である。 図１４は，ウィンドウ準備信号生成部の構成を示す概念図である。 図１５は，ウィンドウ信号生成部の構成を示す概念図である。 図１６は，トレーニングデータ受信時のリファレンスクロック生成のタイミングを示した図である。 図１７は，Ｄｎ−１が「０」の場合のウィンドウ信号とリファレンスクロックの生成工程を示すタイミングチャートである。 図１８は，Ｄｎ−１が「１」の場合のウィンドウ信号とリファレンスクロックの生成工程を示すタイミングチャートである。 図１９は，基準クロック生成部の先とは別の構成を示すブロック図である。 図２０は，基準クロック生成部のこれまで説明したものとは別の構成例を示すブロック図である。 図２１は，図２０に示される基準クロック生成部がウィンドウ信号と多相クロックとからクロック補完信号を生成する際のタイミングチャートである。

図１は，本発明の受信装置の基本構成例を示すブロック図である。本発明の第１の側面は，図１に示されるように，受信部３１と，多相クロック生成部３３と，ウィンドウ準備信号生成部３５と本ウィンドウ信号生成部３７とを有する，受信装置に関する。この受信装置は，例えば，画像形成装置に用いられる。この受信装置は特にクロックリカバリー装置の前段におかれタイミングコントローラからのデータを受信し，適切なウィンドウ信号やリファレンスクロックを生成するために用いられる。

受信部３１は，送信装置１１から送信されるデータを受信するための要素である。
多相クロック生成部３３は，多相クロック信号を生成するための要素である。
ウィンドウ準備信号生成部３５は，多相クロック生成部３３から出力される多相クロックに基づいて，ウィンドウ準備信号を生成するための要素である。ウィンドウ準備信号は，本ウィンドウ信号生成部においてウィンドウ信号を生成するために用いられるウィンドウ信号のもととなる信号である。

ウィンドウ準備信号の例は，受け取った多相クロックに含まれる第一の所定位置のクロックが立ち上がるタイミングで立ち上がり，多相クロックに含まれる第二の所定位置のクロックが立ち上がるタイミングで立ち下がる信号である。第一の所定位置のクロックの例は，ＣＫ_２ｎ−２（多相クロックの２ｎ−２番目のクロック）である。第二の所定位置の例は，ＣＫ_２（多相クロックの２番目のクロック）である。換言すると，ウィンドウ準備信号の例は，多相クロックに含まれる第二の所定位置のクロックが立ち上がるタイミングで立ち下り，受け取った多相クロックに含まれる第一の所定位置のクロックが立ち上がるタイミングで立ち上がる信号である。

本ウィンドウ信号生成部３７は，ウィンドウ準備信号生成部３５からのウィンドウ準備信号を受け取り，ウィンドウ準備信号と，受信部３１が受信したデータとを用いて，ウィンドウ信号を生成する要素である。また本ウィンドウ信号生成部３７はＬＯＣＫ信号を受け取りウィンドウ信号に反映する。ＬＯＣＫ信号は，受信部３１が受信したデータと多相クロックとの位相差に関する信号である。より詳しく説明するとＬＯＣＫ信号は，受信部（３１）が受信したデータと多相クロックとの位相差の値に基づいて多相クロックの位相が固定された状態にあるか否かを示す信号である。後述するように，所定のトレーニング期間を経て多相ロックの位相とデータの位相が所定値以下の最適値となると，トレーニングロック状態となる。この状態においては，受信データのクロックビットから次データのサンプリングクロックを生成できる状態となる。この状態がロック状態である。ロック状態となった場合，受信装置は，ＬＯＣＫ信号を出力する。
ウィンドウ信号は，データに含まれるクロックビットの位置を示す信号である。

この受信装置は，ウィンドウ信号を生成する際に，受信部３１が受信したデータを反映するので，多相クロックのみでウィンドウ信号を生成する場合にくらべて，ウィンドウ信号と受信部３１が受信したデータの相対位置を確定させ易い。

第１の側面の受信装置の好ましいものは，ウィンドウ信号が，データに含まれるクロックビットのリファレンスエッジを切り出すものである。

図２に多相クロック生成部の構成例を示すブロック図を示す。図２に示されるように，第１の側面の受信装置における多相クロック生成部３３は，位相比較部４１と遅延生成部４３とを有するものが好ましい。位相比較部４１は，位相比較部４１に入力された２つ以上の信号の位相を比較するものである。遅延生成部４３は，入力信号に対して所定時間ずつ遅延を与える要素である。この態様では，位相比較部４１は，受信部３１が受信したデータから生成されるリファレンスクロックと多相クロックに含まれる所定のクロックの位相差を求める。所定のクロックの例は，ＣＫ_２ｎ（多相クロックの最後のクロックである２ｎ番目のクロック）である。つまり，クロックビット間がｎビットで構成される場合，２ｎのクロックを生成することで，クロックの中心のタイミングで立ち上がりや立下りを行うクロックを形成できることとなる。遅延生成部４３は，位相比較部４１が比較した位相差が所定の値以下となるようにリファレンスクロックに所定時間ずつ遅延を与えることで新たな多相クロックを生成するものである。位相比較器４１が比較した位相差が０となることが理想である。所定の値は適宜設定することができ，位相比較部４１が比較した位相差と所定の値とを比較して，位相差が所定の値以下となれば，位相比較器４１は，ＬＯＣＫ信号を生成して，遅延生成部４３の遅延量を固定しても良い。

図３は，本ウィンドウ信号生成部の構成例を示すブロック図である。第１の側面の受信装置における本ウィンドウ信号生成部３７は，ウィンドウ前信号生成部５１と，ＬＯＣＫ信号反映部５３とを有するものが好ましい。

ウィンドウ前信号生成部５１は，ウィンドウ前信号を生成するための要素である。ウィンドウ前信号生成部５１は，ウィンドウ準備信号生成部３５からのウィンドウ準備信号と，受信部３１が受信したデータとを受け取り，ウィンドウ準備信号と受信したデータが所定の組み合わせになったタイミングで立ち上がりと立下りを行うウィンドウ前信号を生成する。ウィンドウ前信号の例は受信部３１が受信したデータが「０」の時にウィンドウ準備信号が「０」から「１」になるタイミングで立ち上がるような信号である。ウィンドウ前信号は，ウィンドウ信号の基となる信号である。

ＬＯＣＫ信号反映部５３は，ウィンドウ前信号とＬＯＣＫ信号とを用いてウィンドウ信号を生成する要素である。ＬＯＣＫ信号は，受信部３１が受信したデータと多相クロックとの位相差の値に基づいて多相クロックの位相が固定された状態にあるか否かを示す信号である。ＬＯＣＫ信号反映部５３の例はＯＲゲートである。たとえば，ＬＯＣＫ信号反映部５３は，ＬＯＣＫ信号が「１」の場合には１を出力し，それ以外の場合はウィンドウ前信号が「１」の場合は「１」，「０」の場合は「０」を出力する。

図４は，クロック補完信号生成部とセレクト部とを有する受信装置のブロック図である。第１の側面の受信装置の第１の好ましい態様は，図４に示されるように，クロック補完信号生成部６１と，セレクト部６３とをさらに有するものである。この受信装置は，リファレンスクロックを生成できる。クロック補完信号生成部６１は，クロック補完信号を生成するための要素である。クロック補完信号は，受け取った多相クロックに含まれる第三の所定位置のクロックが立ち上がるタイミングで立ち上がり，多相クロックに含まれる第四の所定位置のクロックが立ち上がるタイミングで立ち下がる信号である。セレクト部６３は，受信部３１が受信したデータ，クロック補完信号生成部６１が生成したクロック補完信号，及び本ウィンドウ信号生成部３７が生成したウィンドウ信号に基づいてリファレンスクロックを生成する。第三の所定位置のクロックの例は，ＣＫ_２ｎ（多相クロックの２ｎ番目のクロック）である。第四の所定位置の例は，ＣＫ_ｎ（多相クロックのｎ番目のクロック）である。

図５は，クロック補完準備信号生成部とクロック補完信号生成部とセレクト部とを有する受信装置のブロック図である。第１の側面の受信装置の第２の好ましい態様は，図５に示されるように，クロック補完準備信号生成部７１と，クロック補完信号生成部７３と，セレクト部７５とをさらに有するものである。クロック補完準備信号生成部７１は，多相クロック信号を受け取り，クロック補完準備信号を生成するための要素である。クロック補完準備信号生成部７１は，クロック補完信号を生成する際に用いられる信号である。
クロック補完信号生成部７３は，クロック補完準備信号生成部７１からのクロック補完準備信号及び受信部３１が受信したデータに基づいてクロック補完信号を生成するための要素である。なお，セレクト部７５は，図４におけるセレクト部６３と同一の回路を用いて実現することができる。

セレクト部７５は，受信部３１が受信したデータ，クロック補完信号生成部７３が生成したクロック補完信号，及び本ウィンドウ信号生成部３７が生成したウィンドウ信号に基づいてリファレンスクロックを生成する要素である。

クロック補完準備信号は，受け取った多相クロックに含まれる第三の所定位置のクロックが立ち上がるタイミングで立ち上がり，多相クロックに含まれる第四の所定位置のクロックが立ち上がるタイミングで立ち下がる信号である。第三の所定位置のクロックの例は，ＣＫ_２ｎ−２（多相クロックの２ｎ−２番目のクロック）である。第四の所定位置の例は，ＣＫ_ｎ（多相クロックのｎ番目のクロック）である。

クロック補完信号生成部７３は，クロック補完準備信号と受信部３１が受信したデータに基づいてクロック補完信号を生成するための要素である。クロック補完信号の例は，クロック補完準備信号と受信したデータが所定の組み合わせになったタイミングで立ち上がりと立下りを行う信号である。クロック補完信号の例は，例えば，クロック補完準備信号が「１」であり受信したデータが「０」の位置で立ち上がる。一方，クロック補完準備信号の例は，その次の位置に多相クロックの所定のクロックが立ち上がる位置で立ち下がるものである。

図６は，クロック補完信号生成部とセレクト部とを有する受信装置のブロック図である。
第１の側面の受信装置の第２の好ましい態様は，図６に示されるように，クロック補完信号生成部８１と，セレクト部８３とをさらに有するものである。クロック補完信号生成部８１は，受け取った多相クロック及びウィンドウ信号に基づいてクロック補完信号を生成するための要素である。セレクト部８３は，受信部３１が受信したデータ，クロック補完信号生成部８１が生成したクロック補完信号，及び本ウィンドウ信号生成部３７が生成したウィンドウ信号に基づいてリファレンスクロックを生成する要素である。なお，セレクト部８３は，図４におけるセレクト部６３と同一の回路を用いて実現することができる。

本発明の受信装置は，例えば画像表示装置に用いられる。本発明の受信装置は，特にＣＤＲ（クロックデータ復元）装置に用いられる。画像表示装置は，送信装置（タイミングコントローラ）と受信装置（ドライバ）とを含む。ドライバは，ＣＤＲをふくむ。そして，タイミングコントローラとドライバとは，１又は複数の高速配線で接続されると共に，１又は複数の低速配線で接続されている。タイミングコントローラからクロックが埋め込まれたデータが高速配線を経てドライバへ伝送される。ドライバからはＣＤＲ装置がロックされたか否かを伝えるＬＯＣＫ信号が低速配線を経て伝送される。

データを高速伝送する前に，トレーニング期間が存在する。そのトレーニング期間において所定の条件を満たすとＬＯＣＫ状態となり，ＬＯＣＫ状態に対応したＬＯＣＫ信号がタイミングコントローラへ伝送される。一方，ＬＯＣＫ状態が解除されると再びトレーニング期間に戻る。トレーニング期間は，タイミングコントローラからトレーニング信号が送信される。トレーニング信号は，ｎビットの信号であり，「０１」からなるクロックビットが先頭に存在する。その後中ほどまで「１」が続き，その後は次のクロックビットまで「０」が続く。ＣＤＲは，この［０１］のクロックビットからデータを再生するためのクロックを生成する。なお，画像データ等のデータは，クロックビット「０１」以外の部分において，データが埋め込まれる。

図７は，本実施例の送受信装置の基本構成例を示すブロック図である。受信装置１０００は，基準クロック生成部１１００と，多相クロック生成部１２００と，サンプラ部１３００とを有する。各要素は，情報の授受を行うことができるようにバスなどで接続されている。基準クロック生成部１１００は，受信装置１０００に入力されたデータと，多相クロック生成部１２００から出力される多相クロックを入力として受ける。そして，基準クロック生成部１１００は，これの入力に基づいて，リファレンスクロックを生成し，出力する。多相クロック生成部１２００は，基準クロック生成部１１００から出力されるリファレンスクロックを入力として受ける。そして，多相クロック生成部１２００は，多相クロックを生成し，生成した多相クロックをサンプラ部１３００と，基準クロック生成部１１００とに出力する。サンプラ部１３００は，送信装置１０００に入力されるデータを多相クロック生成部から出力される多相クロックにより指示されるタイミングでサンプリングし，そのサンプリングしたデータを出力する。

図８は，クロックが埋め込まれた伝送データを示す概念図である。図８に示される例では，伝送データは所定間隔に必ず「０１」のパターン（クロックビット）が発生するように，ｎビットのうち２ビットに相当する「０１」データが埋め込まれている。この例ではＤ［１］が「１」，Ｄ［ｎ］が「０」に固定されており，Ｄ［２］〜Ｄ［ｎ−１］のビットに伝送すべきデータが割り当てられている。なお，Ｄ［ｍ］は，ｍ番目のデータを意味する。

送信装置２０００は，図８の上部に示すクロックに例示されるトレーニングデータを受信装置１０００に対し発信する。受信装置１０００は，受信したトレーニングデータから受信データの周波数（データレート）を割り出す。そして，受信装置１０００は，受信データをサンプリングする多相クロックの位相を受信データに対し最適な位置に合わせる。この動作をトレーニングとよぶ。受信装置１０００がロック状態になると送信装置２０００は，図８の下部に示される通常のデータを送信する。ロック状態の受信装置１０００は，受信データのクロックビットのリファレンスエッジのみからデータをサンプリングするタイミングを生成しているので，それ以外の受信データのビットがランダム信号であっても，正しく受信データをサンプリングできる。

次に，図９及び図１０に基づいて，多相クロック生成部１２００について説明する。多相クロック生成部１２００は，基準クロック生成部１１００から出力されたリファレンスクロックを用いて，サンプラ部１３００でデータをサンプリングする際のタイミングの基準となる多相クロックを生成する要素である。

図９は，多相クロック生成部１２００の構成を示すブロック図である。図９に示される例では，多相クロック生成部１２００は，複数の遅延素子１２１１，１２１２，１２１３を含むＶＣＤＬ（電圧制御遅延線）部１２２０と，位相比較器１２３０と，チャージポンプ１２４０と，ローパスフィルタ１２５０とを有する。

基準クロック生成部１１００から出力されたリファレンスクロックは，ＶＣＤＬ部１２２０へと入力される。そして，ＶＣＤＬ部１２２０は，たとえば，同じ特性の電圧制御遅延素子１２１１，１２１２，１２１３を有している。このため，ＶＣＤＬ部１２２０は，リファレンスクロックに対して，各遅延素子によってもたらされる遅延分だけ遅れたクロック(図９中，ＣＫ_１，ＣＫ_２，ＣＫ_３．．．ＣＫ_２ｎ)を出力する。これが多相クロックである。受信データのリファレンスエッジと次のリファレンスエッジとの間のクロックビットを含めたデータのビット数がｎの場合，多相クロックの数は，例えば２ｎである。ＶＣＤＬ部１２２０から出力された多相クロックは，サンプラ部１３００，及び基準クロック生成部１１００へ出力される。特に図示しないが，たとえば，ＣＫ_２ｎは自身の位相比較器１２３０へ出力されても良い。位相比較器１２３０は，基準クロック生成部１１００から出力されたリファレンスクロックと，ＶＣＤＬ部１２２０から出力されたクロック（たとえば，ＣＫ_２ｎ）の位相を比較する。そして，位相比較器１２３０は，こられの位相差が０となるように，チャージポンプ１２４０及びローパスフィルタ１２５０を介して，ＶＣＤＬ部１２２０に含まれる各遅延素子１２１１，１２１２，１２１３の遅延量を調整する。具体的に説明すると，位相比較器１２３０は，リファレンスクロックとＶＣＤＬ部１２２０から出力されたクロック（たとえば，ＣＫ_２ｎ）の位相差に関する信号を出力する。ローパスフィルタは，位相差に関する信号を積分等して制御信号に変換する。ＶＣＤＬ部１２２０は，制御信号に基づいて，各遅延素子の遅延量を調整する。基準クロック生成部１１００からのリファレンスクロックと，ＶＣＤＬ部１２２０からのクロック（たとえば，ＣＫ_２ｎ）の位相差が０となった場合に，ロック状態とする。

図１０は，位相比較器１２３０の入力における，基準クロック生成部１１００からのリファレンスクロックと，ＶＣＤＬ部１２２０からのクロック（たとえば，ＣＫ_２ｎ）の位相差が０となった状態（すなわち，ロック状態）のリファレンスクロックと多相クロック（ＣＫ_１，ＣＫ_２，ＣＫ_３．．．ＣＫ_２ｎ）の関係を示すタームチャートである。図１０に示されるロック状態においては，多相クロック（ＣＫ_１，ＣＫ_２，ＣＫ_３．．．ＣＫ_２ｎ）は，リファレンスクロックの１／２ｎ分ずつ徐々にずれた位相関係となっている。

図１１は，基準クロック生成部１１００の構成を示すブロック図である。図１１に示されるように，基準クロック生成部１１００は，クロック補完信号生成部１１１０と，ウィンドウ準備信号生成部１１２０と，本ウィンドウ生成部１１３０と，セレクト部１１４０とを有する。セレクト部は，セレクタともよばれる。次に，基準クロック生成部１１１０が，受信データに基づいて，受信データをサンプリングする多相クロックのもととなるリファレンス信号を生成する動作を説明する。

クロック補完信号生成部１１１０は，多相クロックを入力としてクロック補完信号を生成する。クロック補完信号の例は，ＣＫ_２ｎの立ち上がりのタイミングで立ち上がり，ＣＫ_ｎの立ち上がりのタイミングで立ち上がる信号である。この点は，後述する。そして，クロック補完信号生成部１１１０は，クロック補完信号をセレクト部１１４０に出力する。ウィンドウ準備信号生成部１１２０は，多相クロックを入力として，幅が広いウィンドウ準備信号を生成する。このウィンドウ準備信号は，多相クロックのみでウィンドウ信号を生成した場合のウィンドウ信号に比べて広い幅部分を有している。ウィンドウ準備信号生成部１１２０は，ウィンドウ準備信号を本ウィンドウ信号生成部１１３０に出力する。本ウィンドウ信号生成部１１３０は，ウィンドウ準備信号，受信データ（又は受信データ及びＬＯＣＫ（ロック）信号）を受け取る。ＬＯＣＫ信号は，受信装置１０００がロック状態であることを示す信号である。そして，本ウィンドウ信号生成部１１３０は，受け取ったウィンドウ準備信号，受信データ及びＬＯＣＫ（ロック）信号に基づいて，ウィンドウ信号を生成する。ウィンドウ信号は，受信データのクロックビットのリファレンスエッジを切り出すための信号である。そして，本ウィンドウ信号生成部１１３０は，ウィンドウ信号をセレクト部１１４０へ出力する。セレクト部１１４０は，クロック補完信号生成部１１１０からのクロック補完信号，本ウィンドウ信号生成部１１３０からのウィンドウ信号を入力として，ウィンドウ信号の極性に応じて，受信データとクロック補完信号のいずれかを選択し，リファレンスクロックとして出力する。この点は，後述する。

ここでは，本ウィンドウ信号生成部１１３０が，ウィンドウ準備信号，受信データ及びＬＯＣＫ（ロック）信号に基づいて，ウィンドウ信号を生成する動作を簡単に説明する。

図１２は，セレクト部の構成を示す概念図である。セレクト部１１４０は，受信データとクロック補完信号をウィンドウ信号で選択して出力する。

図１３は，クロック補完信号生成部を示す概念図である。図１３に示されるように，クロック補完信号生成部は，多相クロック生成部１２００からのクロックＣＫ_２ｎとＣＫ_ｎとをセット・リセットラッチに入力しＣＫ_２ｎの立ち上がりのタイミングで立ち上がり，ＣＫ_ｎの立ち上がりのタイミングで立ち下がる信号を生成する。このようにして得られた信号が，クロック補完信号である。

図１４は，ウィンドウ準備信号生成部の構成を示す概念図である。図１４に示されるように，ウィンドウ準備信号生成部１１２０は，多相クロック生成部１２００からのクロックＣＫ_２ｎ−２とＣＫ_２の組み合わせを用いて，ＣＫ_２ｎ−２の立ち上がりのタイミングで立ち上がり，ＣＫ_２の立ち上がりのタイミングで立ち下がる信号を生成する。

図１５は，本ウィンドウ信号生成部の構成を示す概念図である。本ウィンドウ信号生成部１１３０は，受信データの反転信号と，ウィンドウ準備信号のＡＮＤによりウィンドウ前信号を得る。このようにして得られたウィンドウ前信号をＬＯＣＫ信号とＯＲすることによりウィンドウ信号を得る。

図１６は，トレーニングデータ受信時のリファレンスクロック生成のタイミングを示した図である。トレーニング開始時は，トレーニングロックをしていないことを示すＬＯＣＫ信号に「１」が立ち，それを受けたウィンドウ信号は「１」となる。ウィンドウ信号が「１」の時は，セレクト部により受信データがリファレンスクロックとして出力される。トレーニングロックが完了すると，ＬＯＣＫ信号が「０」となり，ＣＫ_２ｎ−２とＣＫ_２の組み合わせによってやや広めのウィンドウ準備信号が生成される。このウィンドウ準備信号と受信データの組み合わせによりウィンドウ信号が生成され，セレクト部１１４０により，ウィンドウ信号が「１」の時は受信データ，ウィンドウ信号が「０」の時はクロック補完信号が出力される。このようにしてリファレンスクロックが生成される。

次に，図１７及び図１８を用いて，通常データ受信時のリファレンスクロック生成のタイミングを説明する。この例では，受信データを０．５ビット分遅らせたものを用いる。

図１７は，Ｄ_ｎ−１が「０」の場合のウィンドウ信号とリファレンスクロックの生成工程を示すタイミングチャートである。Ｄ_ｎ−１は，ウィンドウ準備信号からウィンドウ信号を作る際に関連するデータである。Ｄ_ｎ−１以前のビットは，ウィンドウ準備信号が「０」である。このため，これらのビットのウィンドウ信号も「０」となる。Ｄ_ｎ−１＝０の部分に到達するとウィンドウ準備信号が「０」から「１」に変化する。この変化に伴い，ウィンドウ信号も「０」から「１」に変わる。Ｄ_ｎ及びＤ_１はクロックビットであるから，必ずそれぞれ「０」及び「１」の値をとる。そして，受信データがＤ_１の部分で「１」に変化すると，ウィンドウ信号は「０」に変化する。このウィンドウ信号を用いて，受信データのリファレンスエッジを切り出し，それ以外の部分をクロック補完信号を用いることで，リファレンスクロックを生成できる。

図１８は，Ｄ_ｎ−１が「１」の場合のウィンドウ信号とリファレンスクロックの生成工程を示すタイミングチャートである。Ｄ_ｎ−１以前のビットは，ウィンドウ準備信号が「０」である。このため，これらのビットのウィンドウ信号も「０」となる。Ｄ_ｎ−１＝１の間は，ウィンドウ信号は「０」になり，Ｄ_ｎに到達した時点でウィンドウ準備信号の「１」とＤ_ｎの「０」の組み合わせからウィンドウ信号が「１」に変化する。受信データがＤ_１の部分で「１」に変化した時点で，ウィンドウ信号は「０」に変化する。このウィンドウ信号を用いて，受信データのリファレンスエッジを切り出し，それ以外の部分をクロック補完信号で埋めるとリファレンスクロックが生成される。

図１９は，基準クロック生成部１１００の先とは別の構成を示すブロック図である。この基準クロック生成部１１００は，クロック補完信号を生成する際にもウィンドウ信号と同様に，受信データに基づいてクロック補完信号を生成する。リファレンスクロックは，受信データ，ウィンドウ信号，及びクロック補完信号の相互のタイミングが重要である。この例では，クロック補完信号を生成する際にもデータ信号を考慮するため，より適切にリファレンスクロックを生成できる。

図１９に示される例では，基準クロック生成部１１００が，クロック補完準備信号生成部１１１５と，クロック補完信号生成部１１１６と，ウィンドウ準備信号生成部１１２０と，本ウィンドウ信号生成部１１３０と，セレクト部１１４０とを有する。この例では，租クロック補完信号生成部１１１５に多相クロックを入力する。そして，クロック補完準備信号生成部１１１５は，クロック補完信号が来るべきおおよその位置にクロック補完準備信号を出力する。本クロック補完信号生成部１１１６はこのクロック補完準備信号と受信データからクロック補完信号を生成する。その他の構成及び動作は，先に説明したものと同様である。クロック補完準備信号と受信したデータが所定の組み合わせになったタイミング（例えばクロック補完準備信号が「１」で受信したデータが「０」）で立ち上り，第一の多相クロックの立ち上がりで立下がるようなクロック補完信号を生成する

図２０は，基準クロック生成部１１００のこれまで説明したものとは別の構成例を示すブロック図である。図２０に示される基準クロック生成部１１００は，図１９に示される基準クロック生成部１１００を簡略したものである。図１９に示される基準クロック生成部１１００は，ウィンドウ準備信号生成部１１２０とクロック補完信号生成部１１７０が多相クロックの入力を受ける。そして，本ウィンドウ信号生成部１１３０が，ウィンドウ準備信号と受信データからウィンドウ信号を生成する。図２０に示される基準クロック生成部１１００は，このようにして得られたウィンドウ信号を用いてクロック補完信号を生成する。クロック補完信号生成部１１７０はウィンドウ信号の立ち上りで立ち上り，第一の多相クロックの立ち上りで立ち下がるようなクロック補完信号をつくる。

図２１は，図２０に示される基準クロック生成部１１００がウィンドウ信号と多相クロックとからクロック補完信号を生成する際のタイミングチャートである。図２１に示されるとおり，この基準クロック生成部は，ウィンドウ信号の立ち上がりのタイミングでクロック補完信号が立ち上がり，ＣＫ_２ｎの立ち上がりでクロック補完信号が立ち下がるようにしている。

本発明は，家電産業で利用されうる。

１１ 送信装置
３１ 受信部
３３ 多相クロック生成部
３５ ウィンドウ準備信号生成部
３７ 本ウィンドウ信号生成部
４１ 位相比較部
４３ 遅延生成部
５１ ウィンドウ前準備信号生成部
５３ ＬＯＣＫ信号反映部
６１ クロック補完信号生成部
６３ セレクト部
７１ クロック補完準備信号生成部
７３ クロック補完信号生成部
７５ セレクト部
８１ クロック補完信号生成部
８３ セレクト部

Claims (7)

1. 送信装置（１１）から送信されるデータを受信する受信部（３１）と，
   多相クロック信号を生成する多相クロック生成部（３３）と，
   多相クロック生成部（３３）から出力される多相クロックと，受信部（３１）が受信したデータと多相クロックとの位相差に関するＬＯＣＫ信号とに基づいて，ウィンドウ準備信号を生成するウィンドウ準備信号生成部（３５）と，
   前記ウィンドウ準備信号生成部（３５）からウィンドウ準備信号を受け取り，ウィンドウ準備信号と，受信部（３１）が受信したデータとを用いて，データに含まれるクロックビットの位置を示すウィンドウ信号を生成する本ウィンドウ信号生成部（３７）とを有する，
   受信装置。
2. 請求項１に記載の受信装置であって，
   前記ウィンドウ信号は，データに含まれるクロックビットのリファレンスエッジを切り出すものである受信装置。
3. 請求項１に記載の受信装置であって，
   前記多相クロック生成部（３３）は，入力信号の位相を比較する位相比較部（４１）と，入力信号に対して所定時間ずつ遅延を与える遅延生成部（４３）とを有し，
   前記位相比較部（４１）は，受信部（３１）が受信したデータから生成されたリファレンスクロックと，多相クロックに含まれる所定のクロックの位相差を求めるものであり，
   前記遅延生成部（４３）は，位相比較部（４１）が比較した位相差が所定の値以下となるようにリファレンスクロックに所定時間ずつ遅延を与えることで新たな多相クロックを生成するものである，
   受信装置。
4. 請求項１に記載の受信装置であって，
   ウィンドウ準備信号生成部（３５）は，
   受け取った多相クロックに含まれる第一の所定位置のクロックが立ち上がるタイミングで立ち上がり，多相クロックに含まれる第二の所定位置のクロックが立ち上がるタイミングで立ち下がる，ウィンドウ準備信号を生成し，
   本ウィンドウ信号生成部（３７）は，
   前記ウィンドウ準備信号を受け取り，受けとった前記ウィンドウ準備信号と受信部（３１）が受信したデータの組み合わせからウィンドウ前信号を生成するウィンドウ前信号生成部５１と，
   前記ウィンドウ前信号と前記ＬＯＣＫ信号とを用いてウィンドウ信号を生成するＬＯＣＫ信号反映部（５３）とを有する，
   受信装置。
5. 請求項１に記載の受信装置であって，
   クロック補完信号を生成するためのクロック補完信号生成部（６１）と，
   受信部（３１）が受信したデータ，クロック補完信号生成部（６１）が生成したクロック補完信号，及び本ウィンドウ信号生成部（３７）が生成したウィンドウ信号に基づいてリファレンスクロックを生成するセレクト部（６３）とをさらに有し，
   クロック補完信号生成部（６１）は，受け取った多相クロックに含まれる第三の所定位置のクロックが立ち上がるタイミングで立ち上がり，多相クロックに含まれる第四の所定位置のクロックが立ち上がるタイミングで立ち下がる，クロック補完信号を生成するものである，
   受信装置。
6. 請求項１に記載の受信装置であって，
   前記多相クロック信号を受け取り，クロック補完準備信号を生成するためのクロック補完準備信号生成部（７１）と，
   前記クロック補完準備信号生成部（７１）からのクロック補完準備信号及び受信部（３１）が受信したデータに基づいてクロック補完信号を生成するためのクロック補完信号生成部（７３）と，
   受信部（３１）が受信したデータ，前記クロック補完信号生成部（７３）が生成したクロック補完信号，及び本ウィンドウ信号生成部（３７）が生成したウィンドウ信号に基づいてリファレンスクロックを生成するセレクト部（７５）をさらに有し，
   前記クロック補完準備信号生成部（７１）は，受け取った多相クロックに含まれる第三の所定位置のクロックが立ち上がるタイミングで立ち上がり，多相クロックに含まれる第四の所定位置のクロックが立ち上がるタイミングで立ち下がる，クロック補完準備信号を生成するものであり，
   前記クロック補完信号生成部（７３）は，クロック補完準備信号と前記受信部（３１）が受信したデータに基づいてクロック補完信号を生成する
   受信装置。
7. 請求項１に記載の受信装置であって，
   クロック補完信号を生成するためのクロック補完信号生成部（８１）と，
   受信部（３１）が受信したデータ，クロック補完信号生成部（８１）が生成したクロック補完信号，及び本ウィンドウ信号生成部（３７）が生成したウィンドウ信号に基づいてリファレンスクロックを生成するセレクト部（８３）とをさらに有し，
   クロック補完信号生成部（８１）は，受け取った多相クロック及びウィンドウ信号に基づいてクロック補完信号を生成する，
   受信装置。
   

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