JP2017073700A - クロック再生回路、光モジュール及びクロック再生方法 - Google Patents

クロック再生回路、光モジュール及びクロック再生方法 Download PDF

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Abstract

【課題】データ通信における伝送品質の劣化を軽減するクロック再生回路、光モジュール及びクロック再生方法を提供する。
【解決手段】VCO105は、クロック信号を発生する。位相周波数比較部106は、VCO105により発生されたクロック信号と入力信号との位相及び周波数とを比較する。チャージポンプ107は、位相周波数比較部106の出力を基にVCO105の制御電圧を調整する。同符号検出部110は、入力信号の立上りのタイミングを第1時間遅延させた第1信号を生成し、入力信号の立下りのタイミングを第2時間遅延させた第2信号を生成し、第1信号及び第2信号を基に入力信号における同符号の連続を検出し、同符号が所定以上連続する場合、チャージポンプ107による制御電圧の調整を停止させる。
【選択図】図3

Description

本発明は、クロック再生回路、光モジュール及びクロック再生方法に関する。
近年、ハイエンド・サーバやスーパーコンピュータなどにおける情報処理装置間での信号伝送の速度向上および大容量化に伴い、電気信号伝送の限界を打破すべく、近距離や中距離のCPU間信号伝送に高速光伝送の技術を用いる、光インタコネクトが検討されている。光インタコネクトでは、電気信号を光信号に変換する光モジュールなどを備え、たとえばアレイ光ファイバ等の伝送路を介して、送信側および受信側の光伝送装置間で光信号によりデータを伝送する。信号速度としては、情報処理装置間の広帯域信号伝送に応えるため、たとえば25Gb/sの、高速データ通信が必要となる。
デジタル信号を確実に送受信するために、受信側の情報処理装置には、各データビットを正しいタイミングで判定することが求められる。そのため、受信側の情報処理装置は、データを読み取るタイミングを決定するためのタイミング情報を用いて、データの判定行う。このタイミング情報を取得する簡単な手段として、送信側の情報処理装置が、データ信号と並列にクロック信号を伝送する方法がある。
これに対して、近年、光インタコネクトなどの高速データ通信では、伝送遅延のため並列伝送したクロックのタイミングをデータと合わせることが困難であることから、データ信号と並列にクロック信号を伝送することは行わず、データ信号にクロック情報を埋め込み、受信側の情報処理装置にてクロックを再生する方法を採る場合が多い。クロックの再生は、受信側の情報処理装置のクロック再生回路が行う。
クロック再生回路には、位相同期ループ(PLL:Phase Locked Loop)回路などが用いられ、位相同期ループ回路は、位相/周波数比較器、ループフィルタ及び電圧制御発振器(VCO:Voltage Controlled Oscillator)などで構成されている。この 位相同期ループ回路を使って、受信したデータ信号の立上りと立下りであるデータエッジで、内部の基準クロック信号の位相と比較して、クロック用VCOの制御電圧を調整することでクロック信号を再生する。
なお、データ信号のデータエッジを検出するため、基準パルスの立上り時と立下り時に、所定時間遅延させたエッジパルスを発生させる従来技術がある。また、NOR回路又はNAND回路とインバータ回路とによりエッジ検出を行う従来技術がある。
特開昭57−210718号公報 実開昭61−131130号公報 特開平6−125251号公報
このような位相同期ループ回路を用いたクロック再生回路では、データエッジが無ければ、その時点での位相比較は行われず、クロック信号の調整が行われない。そのため、データ信号として長時間同符号が続いた場合、クロック用VCOの制御電圧が変動し、クロック信号の位相ずれ、すなわちジッタが発生してしまう。これにより、各データを正しいタイミングで判定することができず、符号誤りなどが発生し、伝送品質の劣化を招くおそれがある。
そこで、入力データ信号における同符号の連続を検出し、同符号連続の間に位相同期ループを停止することで、伝送品質劣化を軽減することが考えられる。
しかしながら、エッジパルスに所定の遅延を与える従来技術やNOR回路又はNAND回路とインバータ回路を用いる従来技術はいずれも、同符号が連続することの検出は行っていない。そのため、データ信号で同符号が連続する場合の伝送品質劣化を軽減することは困難である。
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、データ通信における伝送品質の劣化を軽減するクロック再生回路、光モジュール及びクロック再生方法を提供することを目的とする。
本願の開示するクロック再生回路、光モジュール及びクロック再生方法は、一つの態様において、電圧制御発振器は、クロック信号を発生する。位相周波数比較部は、前記電圧制御発振器により発生された前記クロック信号と入力信号との位相及び周波数を比較する。電圧調整部は、前記位相周波数比較部の出力を基に前記電圧制御発振器の制御電圧を調整する。第1信号生成部は、前記入力信号の立上りのタイミングを第1時間遅延させた第1信号を生成する。第2信号生成部は、前記入力信号の立下りのタイミングを第2時間遅延させた第2信号を生成する。制御部は、前記第1信号及び前記第2信号を基に前記入力信号における同符号の連続を検出し、同符号が所定以上連続した場合、前記電圧調整部による前記制御電圧の調整を停止させる。
本願の開示するクロック再生回路、光モジュール及びクロック再生方法の一つの態様によれば、データ通信における伝送品質の劣化を軽減することができるという効果を奏する。
図1は、光モジュールを用いた情報システムのシステム構成の一例の図である。 図2は、送信側光モジュールのブロック図である。 図3は、受信側光モジュールのブロック図である。 図4は、同符号検出部のブロック図である。 図5は、同符号検出信号の生成を説明するための図である。 図6は、立上り遅延信号生成部の一例を表す回路図である。 図7は、立上り遅延信号の生成を説明するための図である。 図8は、立下り遅延信号生成部の一例を表す回路図である。 図9は、立下り遅延信号の生成を説明するための図である。 図10は、クロック再回路によるクロックの再生処理のフローチャートである。 図11は、光モジュールによる信号受信処理のフローチャートである。 図12は、光モジュールによる信号送信処理のフローチャートである。 図13は、「第1信号生成部」及び「第2信号生成部」として、ともに立下り遅延回路を用いた場合のブロック図である。 図14は、図13に示す同符号検出部を用いた場合のクロック再生回路による、同符号検出信号生成のシミュレーション結果を表す図である。 図15は、遅延時間を変更した場合の同符号検出信号生成のシミュレーション結果を表す図である。 図16は、「第1信号生成部」及び「第2信号生成部」として、ともに立上り遅延回路を用いた場合のブロック図である。 図17は、立上り遅延回路を用いた場合のクロック再生回路による、同符号検出信号生成のシミュレーション結果を表す図である。
以下に、本願の開示するクロック再生回路、光モジュール及びクロック再生方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例により本願の開示するクロック再生回路、光モジュール及びクロック再生方法が限定されるものではない。
図1は、光モジュールを用いた情報システムのシステム構成の一例の図である。図1に示すように、光モジュール14は、例えば、サーバなどの情報処理装置1の間の通信に用いられる。情報処理装置1は、光モジュール14同士が光ファイバなどの光通信用のケーブルを用いて接続されている。
情報処理装置1に搭載されたCPU11は、メモリ12及びHDD13などを用いて演算処理を行う。そして、CPU11は、光モジュール14を介して他の情報処理装置1との間で通信を行う。光モジュール14は、例えばイーサネット(登録商標)等を用いて通信を行う。
具体的には、CPU11は、光モジュール14に対して、他の情報処理装置1へ伝送するデータ信号を送信する。この時、CPU11は、クロック信号をデータ信号に埋め込む。そして、光モジュール14は、CPU11から受信したデータ信号を電気信号から光信号へ変換する。そして、光モジュール14は、光信号に変更したデータ信号を他の情報処理装置1の光モジュール14へ出力する。
また、光モジュール14は、他の情報処理装置1の光モジュール14から光信号を受信した場合、受信したデータ信号を電気信号に変換する。そして、本実施例に係る光モジュール14は、光信号から電気信号に変換し、電気データ信号からクロックを再生する。その後、光モジュール14は、再生したクロックを用いて、受信したデータ信号を判定する。そして、光モジュール14は、判定したデータ信号をCPU11へ送信する。
ここでは、情報処理装置1としてサーバなどを例に説明したが、情報処理装置1はデータ信号の送受信を行う機器であれば他の機器でもよく、例えば、ストレージなどでもよい。また、光モジュール14は、CPU11以外からデータ信号を受信してもよい。また、クロック再生回路は、光モジュールに限定せず、電気信号の送受信回路でもよい。
情報処理装置1が有する光モジュール14は、データの送信側及び受信側の何れにもなりうる。ただし、以下では説明の都合上、通信を行う光モジュールの一方をデータの送信側光モジュールとし、他方をデータの受信側光モジュールとして説明する。すなわち、実際には、光モジュール14は、以下の説明における送信側光モジュール及び受信側光モジュールの双方の機能を有する。
図2は、送信側光モジュールのブロック図である。送信側光モジュール20は、入力バッファ21、識別部103、ドライバ23、発光素子24を有する。さらに、送信側光モジュール20は、VCO105、位相周波数比較部106、チャージポンプ107、ループフィルタ108及び同符号検出部110を有する。ここで、例えば、VCO105、位相周波数比較部106、チャージポンプ107、ループフィルタ108及び同符号検出部110を含む回路が、「クロック再生回路」の一例にあたる。
入力バッファ21は、CPU11からデータ信号の入力を受ける。そして、入力バッファ21は、受信した信号に対して整形を行う。その後、入力バッファ21は、識別部103へデータ信号を出力する。ここで、入力バッファ21から出力されるデータ信号には、CPU11から光モジュール14までの信号の伝送によって生じるノイズやジッタが含まれ、正確な情報を有するデータ信号ではないといえる。
識別部103は、例えば、FF(Flip Flop)などで構成される。識別部103は、入力バッファ21からデータ信号の入力を受ける。また、識別部103は、後述するVCO25が生成したクロック信号の入力を受ける。そして、識別部103は、受信したデータ信号に対して識別を行う。すなわち、識別部103は、取得した再生クロック信号が示すタイミングでデータ信号を判定して、データ信号が有する情報を確定する。この識別部103による識別は、リタイミングと呼ばれる場合もある。識別部103によって識別が行われることにより、データ信号は正確なデータを有することになる。識別部103は、情報を判定したデータ信号をドライバ23へ出力する。
ドライバ23は、識別部103からデータ信号の入力を受ける。そして、ドライバ23は、発光素子24を取得したデータ信号にしたがい制御する。
発光素子24は、例えば、面発光レーザ(VCSEL:Vertical Cavity Surface Emitting Laser)である。発光素子24は、ドライバ23からの制御を受けて、データ信号に対応する光信号を、光ファイバを介して受信側光モジュール100へ向けて出力する。
VCO25は、入力された制御電圧によって、発振周波数が変化する発振器である。VCO25は、ループフィルタ28から電圧の入力を受ける。そして、VCO25は、入力された電圧にしたがい発振することでクロック信号を生成する。VCO25により生成されたクロック信号は、識別部103及び位相周波数比較部26へ出力される。
位相周波数比較部26は、クロック信号の入力をVCO25から受ける。また、位相周波数比較部26は、入力バッファ21から出力されたデータ信号を取得する。そして、位相周波数比較部26は、データ信号とクロック信号との周波数及び位相を比較する。その後、位相周波数比較部26は、比較結果、すなわちデータ信号とクロック信号との誤差に比例した信号をチャージポンプ27へ出力する。具体的には、位相周波数比較部26は、誤差に応じてVCO25へ入力する電圧の調整量、すなわち、電圧をどの程度下げるか又はどの程度上げるかを示す情報をチャージポンプ27へ出力する。
チャージポンプ27は、VCO25へ入力する電圧の調整量の入力を位相周波数比較部26から受ける。そして、チャージポンプ27は、入力された調整量に応じて、ループフィルタ28に対して電荷の充放電を行わせる。このチャージポンプ107が、「電圧調整部」の一例にあたる。
ループフィルタ28は、チャージポンプ27からの制御にしたがい、電荷の充放電を行い、且つノイズを除去する。そして、ループフィルタ28は、保持する電荷量にしたがってVCO25に制御電圧を入力する。
同符号検出部110は、入力バッファ21から出力されたデータ信号を取得する。そして、同符号検出部110は、データ信号において同符号のデータが所定個連続したか否かを判定する。同符号のデータが所定個連続した場合、同符号検出部110は、チャージポンプ107の動作を停止させる。その後、データの符号が変わると、同符号検出部110は、チャージポンプ107の動作を再開させる。
次に、図3を参照して、受信側光モジュール100について説明する。図3は、受信側光モジュールのブロック図である。
受信側光モジュール100は、受光素子101、TIA(Trans Impedance Amplifier)102、識別部103、出力バッファ104、VCO105、位相周波数比較部106、チャージポンプ107、ループフィルタ108及び同符号検出部110を有する。ここで、例えば、VCO105、位相周波数比較部106、チャージポンプ107、ループフィルタ108及び同符号検出部110を含む回路が、「クロック再生回路」の一例にあたる。
受光素子101は、例えば、フォトダイオード(PD:Photo Diode)である。受光素子101は、送信側光モジュール20が出力した光信号を、光ファイバを介して受信する。次に、受光素子101は、受信した光信号であるデータ信号を電流に変換する。そして、受光素子101は、電流に変換したデータ信号をTIA102へ出力する。
TIA102は、電流に変換されたデータ信号の入力を受光素子101から受ける。次に、TIA102は、電流であるデータ信号をインピーダンス変換し、増幅して、電圧に変換する。そして、TIA102は、電圧に変換してデータ信号を識別部103へ出力する。
識別部103は、例えば、FFなどで構成される。識別部103は、TIA102からデータ信号の入力を受ける。また、識別部103は、後述するVCO105が生成した再生クロック信号の入力を受ける。そして、識別部103は、受信したデータ信号に対して識別を行う。すなわち、識別部103は、取得したクロック信号が示すタイミングでデータ信号を判定して、データ信号が有する情報を確定する。識別部103は、情報を判定したデータ信号を出力バッファ104へ出力する。
出力バッファ104は、データ信号の入力を識別部103から受ける。そして、出力バッファ104は、データ信号を流す電流の調整を行い、電気のデータ信号をCPU11へ出力する。
VCO105は、入力された制御電圧によって、発振周波数が変化する発振器である。VCO105は、ループフィルタ108から電圧の入力を受ける。そして、VCO105は、入力された電圧にしたがい発振することでクロック信号を生成する。VCO105により生成されたクロック信号は、識別部103及び位相周波数比較部106へ出力される。
位相周波数比較部106は、クロック信号の入力をVCO105から受ける。また、位相周波数比較部106は、TIA102から出力されたデータ信号を取得する。そして、位相周波数比較部106は、データ信号とクロック信号との周波数及び位相を比較する。その後、位相周波数比較部106は、比較結果、すなわちデータ信号とクロック信号との誤差に比例した信号をチャージポンプ107へ出力する。具体的には、位相周波数比較部106は、誤差に応じてVCO105へ入力する電圧の調整量、すなわち、電圧をどの程度下げるか又はどの程度上げるかを示す情報をチャージポンプ107へ出力する。
チャージポンプ107は、VCO105へ入力する電圧の調整量の入力を位相周波数比較部106から受ける。そして、チャージポンプ107は、入力された調整量に応じて、ループフィルタ108に対して電荷の充放電を行わせる。このチャージポンプ107が、「電圧調整部」の一例にあたる。
ループフィルタ108は、チャージポンプ107からの制御にしたがい、電荷の充放電を行い、且つノイズを除去する。そして、ループフィルタ108は、保持する電荷量にしたがってVCO105に制御電圧を入力する。
同符号検出部110は、TIA102から出力されたデータ信号を取得する。そして、同符号検出部110は、データ信号において同符号のデータが所定個連続したか否かを判定する。同符号のデータが所定個連続した場合、同符号検出部110は、チャージポンプ107の動作を停止させる。その後、データの符号が変わると、同符号検出部110は、チャージポンプ107の動作を再開させる。次に受信側光モジュールを例に、同符号検出部110の詳細について説明する。同符号検出の動作は、送信側光モジュール20、あるいは、電気信号のクロック再生回路でも同様である。
図4は、同符号検出部のブロック図である。同符号検出部110は、図4に示すように、立上り遅延信号生成部111、立下り遅延信号生成部112、バッファ113、バッファ114及びOR回路115を有する。
立上り遅延信号生成部111は、TIA102から取得したデータ信号の立上りのタイミングを所定時間遅らせた波形を有する立上り遅延信号を生成する回路である。図5は、立上り遅延信号生成部の一例を表す回路図である。立上り遅延信号生成部111は、生成した立上り遅延信号をバッファ113へ出力する。この立上り遅延信号生成部111が、「第1信号生成部」の一例にあたる。また、立上り遅延信号が「第1信号」の一例にあたり、データ信号の立上りに対する立上り遅延信号の波形の立上りの遅延時間である所定時間が、「第1時間」の一例にあたる。
バッファ113は、立上り遅延信号の入力を立上り遅延信号生成部111から受ける。そして、バッファ113は、立上り遅延信号をOR回路115へ出力する。
立下り遅延信号生成部112は、TIA102から取得したデータ信号の立下りのタイミングを所定時間遅らせた波形を有する立下り遅延信号を生成する回路である。立下り遅延信号生成部112は、生成した立下り遅延信号をバッファ114へ出力する。この立下り遅延信号生成部112が、「第2信号生成部」の一例にあたる。また、立下り遅延信号が「第2信号」の一例にあたり、データ信号の立下りに対する立下り遅延信号の波形の立下りの遅延時間である所定時間が、「第2時間」の一例にあたる。
バッファ114は、立下り遅延信号の入力を立下り遅延信号生成部112から受ける。その後、バッファ114は、立下り遅延信号を反転させる。そして、バッファ114は、反転させた立下り遅延信号をOR回路115へ出力する。
OR回路115は、立上り遅延信号の入力をバッファ113から受ける。また、OR回路115は、反転された立下り遅延信号の入力をバッファ114から受ける。そして、OR回路115は、立上り遅延信号と反転された立下り遅延信号との論理和を求め同符号検出信号を生成する。そして、OR回路115は、同符号検出信号をチャージポンプ107へ出力する。OR回路115が出力した同符号検出信号の値がHighの場合、チャージポンプ107は動作を停止する。すなわち、OR回路115は、同符号が所定数連続すると判定した場合、同符号検出信号をHighとして、チャージポンプ107の動作を停止させるともいえる。このOR回路115が、「制御部」の一例にあたる。
ここで、図5を参照して、同符号検出信号の生成の概要を説明する。図5は、同符号検出信号の生成を説明するための図である。図5は、縦軸で電圧を表し、横軸で時間の経過を表す。
ここでは、グラフ301で示される波形を有する信号が、TIA102から入力されたデータ信号である場合を例に説明する。
グラフ303は、グラフ301で表される信号から、立上り遅延信号生成部111が生成する立上り遅延信号を表す。立上り遅延信号生成部111は、グラフ301で示される信号の立上りを所定時間遅延させる。そして、グラフ301の信号において、立上り発生から遅延時間内に立下りが発生する波形は潰され、遅延時間後に立下りが発生する波形は遅延時間まで立上りのタイミングがずらされる。これにより、立上り遅延信号生成部111は、グラフ303で示される立上り遅延信号を生成する。
また、グラフ305は、グラフ301で表される信号から、立下り遅延信号生成部112が生成する立下り遅延信号を表す。立下り遅延信号生成部112は、グラフ301で示される信号の立下りを所定時間遅延させる。そして、グラフ301の信号において、立下り発生から遅延時間内に立上りが発生する波形は潰され、遅延時間後に立上りが発生する波形は遅延時間まで立上りのタイミングがずらされる。これにより、立下り遅延信号生成部112は、グラフ305で示される立上り遅延信号を生成する。
さらに、グラフ306は、グラフ305で表される立下り遅延信号がバッファ114により反転された信号を表す。
OR回路115は、グラフ303で表される立上り遅延信号及びグラフ306で表される反転された立下り遅延信号の入力を受ける。そして、OR回路115は、グラフ303で示される信号とグラフ306で示される信号との論理和を求め、グラフ307で示される同符号検出信号を生成する。
チャージポンプ107は、同符号検出部110からHighの信号が入力されると動作を停止する。すなわち、グラフ307で示される同符号検出信号におけるHighの部分で、同符号検出部110は、チャージポンプ107の動作を停止させる。言い換えれば、同符号検出部110は、期間T11、12及び13で同符号が所定個連続していると判定して、その間チャージポンプ107の動作を停止させる。
次に、図6を参照して、「第1信号生成部」の一例として、立上り遅延信号生成部111の動作の詳細について説明する。例えば、立上り遅延信号生成部111は、図6に示すように、電流源211、トランジスタ212、キャパシタンス213及びバッファ214を有する。このキャパシタンス213が、「第1キャパシタンス」の一例にあたる。
電流源211は、電源電圧からの出力された電気の電流を予め決められた値に調整する。電流源211は、例えばカレントミラーである。電流源211は、電流量の調整値が可変である。
トランジスタ212は、エミッタが電流源211に接続され、コレクタがGND(Ground)に接続される。また、トランジスタ212のベースには、TIA102が出力したデータ信号が入力される。本図では、pnpトランジスタを用いた構成を示したが、p型MOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタを用いても同様の動作が得られる。
トランジスタ212のエミッタから延びる経路は、キャパシタンス213及びバッファ214に接続する。そして、トランジスタ212のエミッタとGNDとの間に、キャパシタンス213が配置される。
データ信号がLowの場合、トランジスタ212は、オンになる。その場合、キャパシタンス213に蓄えられた電荷が経路A2で示すように流れ、キャパシタンス213からの放電が高速に行われる。
また、データ信号がHighの場合、トランジスタ212は、オフになる。その場合、電流源211により所定電流が、経路A1で示すように流れる。これにより、キャパシタンス213が低速に充電される。バッファ214は、キャパシタンス213の電圧を予め決められた閾値を用いて識別を行い、識別した結果を立上り遅延信号として出力する。
ここで、電流源211により調整される所定電流の値は、経路A1を用いたキャパシタンス213の充電に時間が掛かるように決められている。すなわち、経路A1を用いたキャパシタンス213の充電は遅いが、経路A2を用いたキャパシタンス213の放電は速い。キャパシタンス213の放電は速いので、立下りは瞬時に行われる。充電が遅くなることで、Highと判定されるまでの時間がかかり、立上りのタイミングが後ろにずらされる。
図7は、立上り遅延信号の生成を説明するための図である。図7は縦軸で電圧を表し、横軸で時間の経過を表す。
ここでは、図5の場合と同様のグラフ301で表される信号が、TIA102から入力された場合で説明する。グラフ301の波形を持ったデータ信号がトランジスタ212に入力されると、グラフ301の立上りでトランジスタ212がオフになり、その後、バッファ214に係る電圧が徐々に上がっていく。すなわち、バッファ214へ入力される信号が、徐々に立上っていく。バッファ214へ入力される信号は、グラフ302で表される。
ここで、グラフ302の閾値321が、バッファ214が識別を行う閾値である。すなわち、バッファ214は、入力信号の電圧が閾値321未満の場合Lowと判定し、閾値321以上の場合Highと判定する。バッファ214による閾値321を用いた識別により生成される立上り遅延信号は、結果がグラフ303で表される。例えば、グラフ301の最初の立上りでは、閾値321を上回る前に放電が行われるため、グラフ303で示される立上り遅延信号は、矢印331で示されるように立上りが潰される。また、閾値321を上回った後に立下りが発生するため、グラフ303で示される立上り遅延信号は、矢印332で示されるようにグラフ301の2番目の立上りに対応する立上りがずらされる。同様に、他の矢印で表されるように、立上り遅延信号では、立上りが潰される又はずらされる。その結果、グラフ303で示される立上り遅延信号は、時刻T1及びT2でのみ立上ることになる。
ここで、図7では、2ビット分立上りのタイミングを遅らせたが、立上りのタイミングの遅延量は、電流源211が流す電流量によって調整することができる。電流源211の電流量を調整することで、例えば、立上りのタイミングをもっと遅らせることができ、Highが連続すると判定する場合の基準となる個数を増やすことができる。逆に、例えば、立上りのタイミングをもっと早めた場合、Highが連続すると判定する場合の基準となる個数を減らすことができる。この電流源211が、「第1電流源」の一例にあたる。そして、電流源211が流す電流量が、「第1所定値」の一例にあたる。
次に、図8を参照して、「第2信号生成部」の一例として、立下り遅延信号生成部112の動作の詳細について説明する。図8は、立下り遅延信号生成部の一例を表す回路図である。例えば、立下り遅延信号生成部112は、図7に示すように、トランジスタ221、電流源222、キャパシタンス223及びバッファ224を有する。このキャパシタンス223が、「第2キャパシタンス」の一例にあたる。
トランジスタ221は、コレクタが電源電圧に接続され、エミッタが電流源222、GNDに接続される。また、トランジスタ221のベースには、TIA102が出力したデータ信号が入力される。本図では、npnトランジスタを用いた構成を示したが、n型MOSトランジスタを用いても同様の動作が得られる。
トランジスタ221のエミッタから延びる経路は、キャパシタンス223及びバッファ224に接続する。そして、トランジスタ221のエミッタとGNDとの間に、キャパシタンス223が配置される。
電流源222は、キャパシタンス223から放電された電気の電流を予め決められた値に調整する。電流源222は、例えばカレントミラーである。電流源222は、電流量の調整値が可変である。
データ信号がHighの場合、トランジスタ221は、オンになる。その場合、電源電圧から出力された電気が、経路A3で示すように流れる。これにより、キャパシタンス223が高速に充電される。バッファ224は、キャパシタンス223の電圧を予め決められた閾値を用いて識別を行い、識別した結果を立下り遅延信号として出力する。
また、データ信号がLowの場合、トランジスタ221は、オフになる。その場合、キャパシタンス223に蓄えられた電荷が経路A4で示すように流れ、キャパシタンス223からの放電が低速に行われる。
ここで、電流源222により調整される所定電流の値は、経路A4を用いたキャパシタンス223の放電に時間が掛かるように決められている。すなわち、経路A4を用いたキャパシタンス223の充電は遅いが、経路A3を用いたキャパシタンス223の充電は速い。キャパシタンス223の充電は速いので、バッファ224へ入力される信号の立上りは瞬時に行われる。キャパシタンス223の放電が遅いため、バッファ224が、Lowと判定するまでの時間がかかり、立下りのタイミングが後ろにずらされる。
図9は、立下り遅延信号の生成を説明するための図である。図9は縦軸で電圧を表し、横軸で時間の経過を表す。
ここでも、図5の場合と同様のグラフ301で表される信号が、TIA102から入力された場合で説明する。グラフ301の波形を持ったデータ信号がトランジスタ221に入力されると、グラフ301の立上りでトランジスタ221がオンになる。さらに、グラフ301の立下りでトランジスタ221がオフになる。その後、バッファ224に係る電圧が徐々に下がっていく。すなわち、バッファ224へ入力される信号が、徐々に立下っていく。バッファ224へ入力される信号は、グラフ304で表される。
ここで、グラフ304の閾値341が、バッファ224が識別を行う閾値である。すなわち、バッファ224は、入力信号の電圧が閾値341未満の場合Lowと判定し、閾値341以上の場合Highと判定する。バッファ224による閾値341を用いた識別により生成される立下り遅延信号は、結果がグラフ305で表される。例えば、グラフ301の最初の立下りでは、閾値341を下回る前に充電が開始されるため、グラフ305で示される立下り遅延信号は、矢印351で示されるように立下りが潰される。また、閾値341を下回った後に立下りが発生するため、グラフ305で示される立下り遅延信号は、矢印352で示されるようにグラフ301の4番目の立下りに対応する立下りがずらされる。同様に、他の矢印で表されるように、立下り遅延信号では、立下りが潰される又はずらされる。その結果、グラフ305で示される立下り遅延信号は、時刻T3でのみ立下ることになる。
ここで、図9では、2ビット分立下りのタイミングを遅らせたが、立下りのタイミングの遅延量は、電流源222が流す電流量によって調整することができる。電流源222の電流量を調整することで、例えば、立下りのタイミングをもっと遅らせることができ、Lowが連続すると判定する場合の基準となる個数を増やすことができる。逆に、例えば、立下りのタイミングをもっと早めた場合、Lowが連続すると判定する場合の基準となる個数を減らすことができる。この電流源222が、「第2電流源」の一例にあたる。そして、電流源222が流す電流量が、「第2所定値」の一例にあたる。
ここで、上述したように、電流源211が流す電流量を変化させることで、立上りの遅延量を変更でき、電流源222が流す電流量を変化させることで、立下りの遅延量を変更できる。すなわち、立上り及び立下りの遅延量が変化することで、同符号の連続を検出するための基準とする同符号の個数を調整できる。これにより、同符号検出部110が生成する同符号検出信号のHighとなる期間を調整することができる。すなわち、判定の基準とする同符号の個数を少なくすれば、同符号検出信号のHighとなる期間が長くなり、判定の基準とする同符号の個数を多くすれば、同符号検出信号のHighとなる期間が短くなる。
同符号検出信号のHighとなる期間を長くした場合、同符号が多数連続するまで、チャージポンプ107の動作が停止しない。その場合、受信側光モジュール100は、符号の変化に精度よく対応させてクロック信号を生成できるが、同符号の連続によるクロック信号の位相ずれ生への対応性能は低下する。これに対して、同符号検出信号のHighとなる期間を短くした場合、少しの同符号の連続により、チャージポンプ107の動作が停止する。その場合、受信側光モジュール100は、同符号の連続によるクロック信号の位相ずれ生への対応性能は向上するが、符号の変化への対応の精度が低下する。そのため、電流源211及び222のそれぞれが調整する電流量は、符号の変化への対応の精度と同符号の連続による位相ずれへの対応性能とのバランスにより決定されることが好ましい。
次に、図10を参照して、受信側光モジュール100によるクロックの再生処理の流れについて説明する。図10は、クロック再回路によるクロックの再生処理のフローチャートである。クロックの再生処理の流れは、送信側光モジュール、あるいは、電気信号のクロック再生回路でも同様である。
VCO105は、ループフィルタ108から入力された電圧を基に発振し、クロック信号を生成する(ステップS1)。
次に、チャージポンプ107は、位相周波数比較部106から入力された信号を基にVCO105へ入力する電圧を調整する(ステップS2)。
次に、同符号検出部110の立上り遅延信号生成部111は、立上り遅延信号を生成する(ステップS3)。また、同符号検出部110の立下り遅延信号生成部112は、立下り遅延信号を生成する(ステップS4)。
その後、同符号検出部110のOR回路115は、立上り遅延信号及び反転した立下り遅延信号の入力を受ける。そして、OR回路115は、同符号検出信号を生成する(ステップS5)。
同符号検出部110は、生成した同符号検出信号の符号により、同符号が連続しているか否かを判定する(ステップS6)。同符号が連続している場合(ステップS6:肯定)、同符号検出部110は、チャージポンプ107の動作を停止させ、VCO105に対する電圧調整を停止する(ステップS7)。
これに対して、同符号が連続していない場合(ステップS6:否定)、同符号検出部110は、チャージポンプ107を動作させ、VCO105に対する電圧調整を動作させる(ステップS8)。
次に、位相周波数比較部106は、TIA102が出力したデータ信号を取得する。また、位相周波数比較部106は、VCO105が生成したクロック信号を取得する。そして、位相周波数比較部106は、データ信号の周波数とクロック信号の周波数とが一致するか否かを判定する(ステップS9)。
周波数が不一致の場合(ステップS9:否定)、処理は、ステップS1へ戻る。これに対して、周波数が一致した場合(ステップS9:肯定)、位相周波数比較部106は、データ信号の周波数とクロック信号の位相とが一致するか否かを判定する(ステップS10)。
位相が不一致の場合(ステップS10:否定)、処理は、ステップS1へ戻る。これに対して、周波数が一致した場合(ステップS10:肯定)、クロック再生回路は今回のクロックの調整の動作を終了する。ただし、図10に示すフローは、1回のクロックの調整の動作を表しており、実際には、クロック再生回路は、図10に示すフローを繰り返す。
ここで、図10のフローでは、説明の都合上、ステップS3〜6で表される同符号の連続の判定を位相周波数の比較の前に行っているが、実際にはそれらの処理は並行して行われてもよい。また、ここでは、同符号の連続を同符号検出部110が判定し、チャージポンプ107の動作を停止するように説明したが、同符号検出部110は生成した同符号検出信号を単にチャージポンプ107へ出力することで動作を停止させる構成でもよい。
次に、図11を参照して、受信側光モジュール100による信号受信処理の流れについて説明する。図11は、光モジュールによる信号受信処理のフローチャートである。
受光素子101は、光ファイバを介して光信号であるデータ信号を送受信側光モジュール20から受信する(ステップS11)。
次に、受光素子101は、受信したデータ信号を電気信号に変換する(ステップS12)。そして、受光素子101は、電気信号に変換したデータ信号をTIA102へ出力する。
TIA102は、受信したデータ信号の電圧への変換及び増幅を行う(ステップS13)。そして、TIA102は、データ信号を識別部103へ出力する。
VCO105は、ループフィルタ108から入力される電圧に応じて発振し、クロック信号を再生する(ステップS14)。ここで、VCO105は、図10で示すクロック再生処理により制御された電圧をループフィルタ108から受ける。
識別部103は、データ信号の入力をTIA102から受ける。また、識別部103は、VCO105は生成したクロック信号の入力を受ける。識別部103は、クロック信号を用いて、データ信号の識別を行う(ステップS15)。そして、識別部103は、識別により情報を確定させたデータ信号を出力バッファ104へ出力する。
出力バッファ104は、識別により情報が確定されたデータ信号の入力を識別部103から受ける。そして、出力バッファ104は、情報が確定されたデータ信号である電気信号をCPU11へ出力する(ステップS16)。
次に、図12を参照して、送信側光モジュール20による信号送信処理の流れについて説明する。図12は、光モジュールによる信号送信処理のフローチャートである。
入力バッファ21は、電気信号のデータ信号をCPU11から受信する(ステップS21)。入力バッファ21は、受信したデータ信号を識別部103、位相周波数比較部106及び同符号検出部110へ出力する。
VCO105は、ループフィルタ108から入力される電圧に応じて発振し、クロック信号を再生する(ステップS22)。
識別部103は、データ信号の入力を入力バッファ21から受ける。また、識別部103は、再生クロック信号の入力をVCO105から受ける。そして、識別部103は、受信した再生クロック信号を用いてデータ信号の識別を行う(ステップS23)。その後、識別部103は、識別したデータ信号をドライバ23へ出力する(ステップS24)。
ドライバ23は、識別されたデータ信号の入力を識別部103から受ける。そして、ドライバ23は、受信したデータ信号を増幅する(ステップS25)。その後、ドライバ23は、データ信号を発光素子24へ出力する。
発光素子24は、データ信号の入力をドライバ23から受ける。次に、発光素子24は、電気信号であるデータ信号を光信号に変換する(ステップS26)。そして、発光素子24は、光信号に変換したデータ信号を受信側光モジュール100へ送信する。
図13は、「第1信号生成部」及び「第2信号生成部」として、ともに立下り遅延回路を用いた場合のブロック図である。ここで、立下り遅延回路とは、図8に示される回路である。ここでは、バッファ501、立下り遅延信号生成部112及びバッファ502によって、立上り遅延信号生成部111及びバッファ113の機能を実現している。
図14は、図13に示す同符号検出部を用いた場合のクロック再生回路による、同符号検出信号生成のシミュレーション結果を表す図である。図14のグラフ401〜404はいずれも、縦軸で電圧を表し、横軸で時間を表す。
グラフ401は、同符号検出部110に入力されたデータ信号の波形を表す。図14に示すシミュレーションでは、グラフ401に示すように、徐々に同符号が連続する時間が長くなる波形を有する信号を受信側光モジュール100に入力した場合で説明する。
本構成では、立下り遅延信号生成部112を用いて、立上りのタイミングを第1時間遅延させた第1信号及び立下りのタイミングを第2時間遅延させた第2信号を生成した。すなわち、立下り遅延信号生成部112にグラフ401で示される信号を入力することで、立下り遅延信号が取得できる。また、グラフ401で示される信号を反転させることで、立下りと立上りが反転する。そこで、立下り遅延信号生成部112にグラフ401で示される信号を反転させた信号を入力することで、立上り遅延信号生成部111にグラフ401を入力した場合に生成される立上り遅延信号を反転させた信号が取得できる。
グラフ402は、立上り遅延信号が反転した信号と立下り遅延信号とを表すグラフである。グラフ402において破線で表されるグラフが立上り遅延信号が反転した信号である。また、グラフ402において実線で示されるグラフが立下り遅延信号である。グラフ402に示すように、立上り遅延信号が反転した信号は、グラフ401の立上りに対応する部分で徐々に電圧が下がっている。また、立下り遅延信号は、グラフ401の立下りに対応する部分で徐々に電圧が下がっている。
グラフ403は、グラフ402の立上り遅延信号を反転した信号と立下り遅延信号とを反転させたグラフである。すなわち、グラフ403において破線で表されるグラフは、立上り遅延信号を表す。また、グラフ403において実線で示されるグラフは、立下り遅延信号を反転したグラフである。
同符号検出部110のOR回路115には、グラフ403で示される2つの信号が入力される。そして、OR回路115から出力される同符号検出信号が、グラフ404で表される信号となる。そして、グラフ404で表される信号のHighである箇所が、同符号が連続していることを表す。ここでは、グラフ401の同符号が多数連続する信号に対応する箇所で、グラフ404がHighになっていることが分かる。すなわち、本実施例に係る同符号検出部110は、的確に同符号の連続を検出していることが分かる。
また、図15は、遅延時間を変更した場合の同符号検出信号生成のシミュレーション結果を表す図である。図15のグラフ411〜412はいずれも、縦軸で電圧を表し、横軸で時間を表す。また、グラフ413〜414はいずれも、縦軸で電流を表し、横軸で時間を表す。
グラフ411は、図14のグラフ401と同様の信号であり、同符号検出部110に入力されたデータ信号の波形を表す。
グラフ412のそれぞれの波形は、電流源211及び222が流す電流量を調整して遅延時間を変更した場合の、同符号検出信号を表す。グラフ412に示すように、それぞれの波形に置いて立上りの傾きが変化していることから、遅延時間が変化していることが分かる。
グラフ413は、グラフ412の各波形に対応する信号を用いて、20(μA)の電流を流すチャージポンプ107を制御した場合の、チャージポンプ107の動作を示すグラフである。グラフ413において、電流が0(A)の場合に、チャージポンプ107が動作を停止している。例えば、領域431で示される箇所でチャージポンプ107が停止していることが分かる。
また、グラフ414は、グラフ412の各波形に対応する信号を用いて、25(μA)の電流を流すチャージポンプ107を制御した場合の、チャージポンプ107の動作を示すグラフである。グラフ414において、電流が0(A)の場合に、チャージポンプ107が動作を停止している。例えば、領域441で示される箇所でチャージポンプ107が停止していることが分かる。
そして、グラフ413及び414の何れにおいても、遅延時間が短くなるほど、チャージポンプ107が停止している時間が長くなることが分かる。また、グラフ401において同符号の連続が少ない部分では、グラフ413及び414の何れにおいても、チャージポンプ107は、通常の動作を行っていることが分かる。
図16は、「第1信号生成部」及び「第2信号生成部」として、ともに立上り遅延回路を用いた場合のブロック図である。ここで、立上り遅延回路とは、図6に示される回路である。ここでは、バッファ511、立上り遅延信号生成部111及びバッファ512によって、立下り遅延信号生成部112及びバッファ114の機能を実現している。
さらに、図17は、立上り遅延回路を用いた場合のクロック再生回路による、同符号検出信号生成のシミュレーション結果を表す図である。すなわち、図14及び15では立下り遅延信号生成部112である立下り遅延回路を用いてシミュレーションを行ったが、図17では、立上り遅延信号生成部111である立上り遅延回路を用いてシミュレーションを行った。
グラフ421は、同符号検出部110に入力されたデータ信号の波形を表す。さらに、グラフ422は、グラフ421で表される波形を有する信号を用いて、立上り遅延信号生成部111を用いて生成した、立上り遅延信号と立下り遅延信号を反転させた信号とを表す。ここでも、破線が立上り遅延信号を表し、実線が立下り遅延信号を反転させた信号を表す。
この場合も、立下り遅延信号生成部112の場合と同様に、立上り及び立下りを適切に遅延させた信号が生成できている。すなわち、このシミュレーションにおいても、立下り遅延信号生成部112を用いた場合と同様に、適切な同符号検出信号が生成されることが分かる。
以上に説明したように、本実施例に係るクロック再生回路は、データ信号の同符号が連続することを検出し、チャージポンプの動作を停止させる。これにより、同符号の連続によるクロック信号の位相ずれの発生を抑制でき、符号誤りなどの伝送品質の劣化を軽減することができる。
また、エッジ検出を用いて同符号の連続を検出する方法も考えられるが、光インタコネクトなどのように高速のデータ通信の場合、エッジ検出では、1ビットよりも細かいパルスとなり同符号検出の応答が追い付かず、高速化が困難である。これに対して、以上の各実施例に係るクロック再生回路は、エッジ検出を用いずに同符号の連続の検出を行うので、検出の高速化を実現できる。さらに、立上り及び立下りの遅延時間が可変であるので、検出する同符号連続の長さを調整することが可能である。
1 情報処理装置
11 CPU
12 メモリ
13 HDD
14 光モジュール
20 送信側光モジュール
21 入力バッファ
22 識別部
23 ドライバ
24 発光素子
100 受信側光モジュール
101 受光素子
102 TIA
103 識別部
104 出力バッファ
105 VCO
106 位相周波数比較部
107 チャージポンプ
108 ループフィルタ
110 同符号検出部
111 立上り遅延信号生成部
112 立下り遅延信号生成部
113,114 バッファ
115 OR回路
211,222 電流源
212,221 トランジスタ
213,223 キャパシタンス
214,224 バッファ

Claims (10)

  1. クロック信号を発生する電圧制御発振器と、
    前記電圧制御発振器により発生された前記クロック信号と入力信号との位相及び周波数を比較する位相周波数比較部と、
    前記位相周波数比較部の出力を基に前記電圧制御発振器の制御電圧を調整する電圧調整部と、
    前記入力信号の立上りのタイミングを第1時間遅延させた第1信号を生成する第1信号生成部と、
    前記入力信号の立下りのタイミングを第2時間遅延させた第2信号を生成する第2信号生成部と、
    前記第1信号及び前記第2信号を基に前記入力信号における同符号の連続を検出し、同符号が所定以上連続した場合、前記電圧調整部による前記制御電圧の調整を停止させる制御部と
    を備えたことを特徴とするクロック再生回路。
  2. 前記制御部は、前記第1信号と、前記第2信号を反転させた信号との論理和により、前記入力信号における同符号の連続を検出することを特徴とする請求項1に記載のクロック再生回路。
  3. 前記第1信号生成部は、前記入力信号がHighの場合、自己が有する第1キャパシタンスを低速に充電あるいは放電しつつ信号を出力し、前記入力信号がLowの場合、前記第1キャパシタンスに蓄えられた電荷を高速に放電あるいは充電して電圧を出力しつつ信号を出力することで前記第1信号を生成することを特徴とする請求項1又は2に記載のクロック再生回路。
  4. 前記第2信号生成部は、前記入力信号がHighの場合、自己が有する第2キャパシタンスを高速に充電あるいは放電しつつ信号を出力し、前記入力信号がLowの場合、前記第2キャパシタンスに蓄えられた電荷を低速に放電あるいは充電しつつ信号を出力することで前記第2信号を生成することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載のクロック再生回路。
  5. 前記第1信号生成部は、前記第1時間が可変であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載のクロック再生回路。
  6. 前記第2信号生成部は、前記第2時間が可変であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載のクロック再生回路。
  7. 前記第1信号生成部は、前記第1キャパシタンスの充放電の電流量を第1所定値に調整する第1電流源を有し、前記第1所定値が変更されることで前記第1時間が変化することを特徴とする請求項3に記載のクロック再生回路。
  8. 前記第2調整部は、前記第2キャパシタンスの充放電の電流量を第2所定値に調整する第2電流源を有し、前記第2所定値が変更されることで前記第2時間が変化することを特徴とする請求項4に記載のクロック再生回路。
  9. 光信号の入力を受け、前記光信号を電流変換し入力信号を生成する受光素子と、
    クロック信号を発生する電圧制御発振器と、
    前記電圧制御発振器により発生された前記クロック信号と入力信号との位相及び周波数とを比較する位相周波数比較部と、
    前記位相周波数比較部の出力を基に前記電圧制御発振器の制御電圧を調整する電圧調整部と、
    前記入力信号の立上りのタイミングを第1時間遅延させた第1信号を生成する第1信号生成部と、
    前記入力信号の立下りのタイミングを第2時間遅延させた第2信号を生成する第2信号生成部と、
    前記第1信号及び前記第2信号を基に前記入力信号における同符号の連続を検出し、同符号が所定以上連続した場合、前記電圧調整部による前記制御電圧の調整を停止させる制御部と、
    前記電圧制御発振器が発した前記クロック信号を基に前記入力信号の識別を行い識別信号を生成する識別部と、
    前記識別信号を出力する出力部と
    を備えたことを特徴とする光モジュール。
  10. 電圧制御発振器により発生されたクロック信号と入力信号との位相及び周波数の比較を行い、
    比較結果を基に前記電圧制御発振器の制御電圧を調整し、
    前記入力信号の立上りのタイミングを第1時間遅延させた第1信号を生成し、
    前記入力信号の立下りのタイミングを第2時間遅延させた第2信号を生成し、
    前記第1信号及び前記第2信号を基に前記入力信号における同符号の連続を検出し、
    同符号が所定以上連続した場合、前記電圧制御発振器の前記制御電圧の調整を停止し、
    前記制御電圧を基に前記電圧制御発振器によりクロック信号を発生させる
    ことを特徴とするクロック再生方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019097080A (ja) * 2017-11-24 2019-06-20 富士通株式会社 信号再生回路、光モジュール及び信号再生方法
KR102087192B1 (ko) * 2019-04-30 2020-03-10 한국과학기술원 펄스 레이저를 이용한 저-지터 디지털 클럭 신호 생성 시스템, 그리고 마이크로파 생성 시스템

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS644117A (en) * 1987-06-26 1989-01-09 Hitachi Ltd Phase locked loop oscillator
JPH048016A (ja) * 1990-04-26 1992-01-13 Hitachi Ltd 位相同期回路、半導体集積回路および記録再生装置
JPH06315024A (ja) * 1993-03-01 1994-11-08 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 位相同期回路
JP2009049611A (ja) * 2007-08-16 2009-03-05 Yokogawa Electric Corp プログラマブル遅延発生装置
JP2010166108A (ja) * 2009-01-13 2010-07-29 Seiko Instruments Inc 遅延回路

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57210718A (en) 1981-06-10 1982-12-24 Nec Corp Signal change detecting circuit
JPS61131130U (ja) 1985-02-01 1986-08-16
JP2996814B2 (ja) 1992-10-14 2000-01-11 沖電気工業株式会社 遷移検出回路
JP4416351B2 (ja) * 2001-04-18 2010-02-17 富士通株式会社 位相比較回路及び光受信装置
US8000428B2 (en) * 2001-11-27 2011-08-16 Texas Instruments Incorporated All-digital frequency synthesis with DCO gain calculation
FR2914807B1 (fr) * 2007-04-06 2012-11-16 Centre Nat Detudes Spatiales Cnes Dispositif d'extraction d'horloge a asservissement numerique de phase sans reglage externe
KR101933362B1 (ko) * 2011-12-29 2018-12-27 르네사스 일렉트로닉스 가부시키가이샤 반도체 장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS644117A (en) * 1987-06-26 1989-01-09 Hitachi Ltd Phase locked loop oscillator
JPH048016A (ja) * 1990-04-26 1992-01-13 Hitachi Ltd 位相同期回路、半導体集積回路および記録再生装置
JPH06315024A (ja) * 1993-03-01 1994-11-08 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 位相同期回路
JP2009049611A (ja) * 2007-08-16 2009-03-05 Yokogawa Electric Corp プログラマブル遅延発生装置
JP2010166108A (ja) * 2009-01-13 2010-07-29 Seiko Instruments Inc 遅延回路

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019097080A (ja) * 2017-11-24 2019-06-20 富士通株式会社 信号再生回路、光モジュール及び信号再生方法
US10432203B2 (en) 2017-11-24 2019-10-01 Fujitsu Limited Signal recovery circuit, optical module, and signal recovery method
KR102087192B1 (ko) * 2019-04-30 2020-03-10 한국과학기술원 펄스 레이저를 이용한 저-지터 디지털 클럭 신호 생성 시스템, 그리고 마이크로파 생성 시스템

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