JP2590186B2 - ビット位相同期回路 - Google Patents

ビット位相同期回路

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JP2590186B2
JP2590186B2 JP63056081A JP5608188A JP2590186B2 JP 2590186 B2 JP2590186 B2 JP 2590186B2 JP 63056081 A JP63056081 A JP 63056081A JP 5608188 A JP5608188 A JP 5608188A JP 2590186 B2 JP2590186 B2 JP 2590186B2
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由美子 西
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礼文 小松
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は交換機の通話路装置等に使用する位相同期回
路に係り、特に異なる位相で入力してくる超高速の信号
を同一周波数のクロックに従って信号再生するビット位
相同期回路に関する。
〔従来の技術〕
例えば、交換機の通話路装置は、夫々異った位相で入
力してくる信号を同一周波数のクロックに従って信号再
生するため、各入力信号の位相を調整する位相同期回路
を装備している。
従来の位相同期回路は、第6図に示す様に、遅延素子
DL1,DL2により位相がτづつ異なる3つのクロックを作
成し、入力信号を夫々のクロックで取り込み、取り込み
値S1,S2,S3を得る(第7図参照)。S1とS2の値が同一の
とき、入力信号とクロックの位相がとれていると判断
し、S2を再生出力としている。そして、S1≠S2の場合
は、コントロール信号でスイッチを切換えて入力信号に
順次一定値ごとの遅延を与え、S1=S3となるまでこれを
繰り返すようにしている。
尚、従来の位相同期回路に関連するものとして、1986
インターナショナル チューリッヒセミナー オン デ
ィジタルコミュニケーション論文集C4.1−C4.4(1986 I
nternational Zurich Seminar on Digital Communicati
on論文集C4.1−C4.4)がある。
〔発明が解決しようとする課題〕
交換機において、ビット同期回路は回線毎に必要とな
る。そのため大規模システムを構成する際は、ビット同
期回路をLSI化する必要がある。その場合、上記従来技
術は、入力信号を内部ゲートを用いて遅延させることに
なるため、内部ゲートの伝搬遅延時間のバラツキを考慮
しなければならず、遅延時間が最小の場合に対応するた
めに多数の遅延ゲートが必要となり、また遅延時間が最
大の場合に対応するために、遅延間隔が大きくならない
ように細かく遅延量を設定する必要があるので、遅延回
路及び遅延量の制御を行う制御回路の規模が大きくな
る。
本発明の課題は、ゲート遅延時間のバラツキの影響が
少ないLSI化に適したビット位相同期回路を提供するこ
とにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題は、互いに位相の異なるn種のクロックによ
りデータ信号をラッチするn個のラッチ部と、各ラッチ
部からの出力よりデータ信号の変化位相の検出を一定時
間行い、データ信号の変化位相を記憶する検出部と、該
検出部からのデータ信号の変化位相の記憶内容より前記
の互いに位相の異なるn種のクロックの中からデータ信
号の再生を行う再生クロックを選択する再生クロック選
択回路と、該再生クロックによりデータ信号を打ち抜き
再生データ信号とし、該再生データ信号に適当な遅延を
与えた後システムクロックで打ち直すことにより位相同
期を行う位相同期部を設けることで達成される。
〔作用〕
上記ラッチ部は、異なる位相を持つクロックによりデ
ータ信号をラッチするので、そのラッチした結果を見る
ことにより、検出部はデータ信号の変化位相を検出す
る。検出部は一定時間検出を行いその間検出した変化位
相を記憶する。再生クロック選択回路は、その検出結果
によりデータ信号の変化時点を避けて安定してデータ信
号を再生可能な位相を持つクロックを前記位相の異なる
n種のクロックの中から選択する。同期部は、該再生ク
ロックによりデータ信号を打ち抜き再生データとし、そ
れをシステムクロックで安定して打ち抜けるようにする
ため、該再生データに適当な遅延を与えることによりシ
ステムクロックで該再生データの変化時点を避けて打ち
直す。これによりデータ信号をシステムクロックに同期
させることが出来る。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を第1図乃至第5図を参照し
て説明する。
第1図は、本発明の一実施例に係るビット位相同期回
路の構成図である。ビット位相同期回路はラッチ部10
と、検出部20と、再生クロック検出部30と、位相同期部
40から成る。
ラッチ部10は、4個のフリップフロップ11,12,13,14
を備えてなり、夫々のフリップフロップ11,12,13,14の
D端子には入力データ信号が入力される。また、各フリ
ップフロップ11〜14のC端子には、90゜づつ位相の異な
るクロックCK1,CK2,CK3,CK4が供給される。
検出部20は、4個のEXORゲート201,202,203,204と、
4個のORゲート205,206,207,208と、4個のフリップフ
ロップ209,210,211,212を備えている。EXORゲート201に
はフリップフロップ11のQ出力とフリップフロップ12の
Q出力が入力され、EXORゲート202にはフリップフロッ
プ12のQ出力とフリップフロップ13のQ出力が入力さ
れ、EXORゲート203にはフリップフロップ13のQ出力と
フリップフロップ14のQ出力が入力され、EXORゲート20
4にはフリップフロップ14のQ出力とフリップフロップ1
5のQ出力が入力され、ORゲート205にはCK4とフリップ
フロップ209のQ出力が入力され、ORゲート206にはCK1
とフリップフロップ210のQ出力が入力され、ORゲート2
07にはCK2とフリップフロップ211のQ出力が入力され、
ORゲート208にはCK3とフリップフロップ212のQ出力が
入力され、フリップフロップ209,210,211,212のD端子
にはそれぞれEXORゲート201,202,203,204の出力が入力
し、フリップフロップ209,210,211,212のC端子にはそ
れぞれCK4,CK1,CK2,CK3が供給され、フリップフロップ2
09,210,211,212のR端子にはビット同期回路の起動時ビ
ット位相同期回路に入力されるリセット信号RESが入力
される。
再生クロック選択部30には、フリップフロップ209,21
0,211,212のQ出力S1,S2,S3,S4が入力され、再生クロッ
ク選択信号C1,C2,C3,C4を出力する。この再生クロック
選択信号C1,C2,C3,C4はそれぞれフリップフロップ11,1
2,13,14のR端子に入力される。位相同期部40はORゲー
ト41,42と、フリップフロップ43,44を備えており、ORゲ
ート41にはフリップフロップ11,12,13のQ出力が入力さ
れ、フリップフロップ43のD端子にはフリップフロップ
14のQ出力が入力され、C端子にはCK2が供給され、R
端子には再生クロック選択部30の出力C4が入力される。
ORゲート42には、ORゲート41の出力とフリップフロップ
43のQ出力が入力され、フリップフロップ44のD端子に
はORゲート42の出力が入力され、C端子にはCK1が供給
され、Q出力より再生データ信号を出力する。
第2図は、90゜づつ位相の異なる4種のクロックCK1,
CK2,CK3,CK4をシステムクロックより得るためのクロッ
ク作成回路を示したものであり、51はシステムクロック
をその周期の4分の1(90゜)遅延させるための遅延素
子であり、52,53はインバータである。
次に、上述した構成のビット位相同期回路の動作を説
明する。
ビット同期回路起動時、第5図のタイミングチャート
に示すリセット信号RESとセット信号SETが入力される。
RESによりフリップフロップ209,210,211,212がリセット
され、Q出力S1,S2,S3,S4がLとなる。またこれによりO
Rゲート205,206,207,208の片方の入力がLとなるので、
クロックCK1,CK2,CK3,CK4がそれぞれフリップフロップ2
09,210,211,212に供給される。そして、RESが再びHに
なった時点からフリップフロップはデータの取込み可能
となる。一方、RESと同時にSETが再生クロック選択回路
に入力される。このSETによりクロック選択信号C1,C2,C
3,C4がHとなり、フリップフロップ11,12,13,14のR端
子がHとなり、全てが動作状態となる。検出はRESの立
上りからSETがHの間行われる。
ラッチ部10のフリップフロップ11,12,13,14は入力デ
ータ信号を90゜づつ位相の異なるクロックCK1,CK2,CK3,
CK4の立上りでラッチする。そして、90゜位相の異なる
クロックでラッチされた結果4組を検出部20のEXORゲー
ト201,202,203,204に入力する。EXORゲート201,202,20
3,204は、2つの入力値が異なる場合出力がHとなるの
で、入力データ信号をフリップフロップ11,12,13,14で
ラッチした後、EXORゲート201,202,203,204の出力を見
ることによりどのクロック間で入力データ信号が変化し
たかを確定出来る。フリップフロップ209,210,211,212
は、検出結果をそれぞれCK4,CK1,CK2,CK3でラッチす
る。例えばフリップフロップ209の場合、フリップフロ
ップ11と12においてCK1,CK4により入力データ信号をラ
ッチした後、EXORゲート201でデータ変化の有無を判定
し、その結果をCK4でラッチする。フリップフロップ20
9,210,211,212は、データ変化をラッチするとそのQ出
力がHとなるためそれに接続されているORゲートの片方
の入力がHとなり、その出力がHで固定され、そのORゲ
ートに接続されるフリップフロップに供給されなくな
り、Q出力がHで保持される。すなわち、検出期間中一
度でもデータ変化位相を検出すると、その検出回路の出
力はHとなる。データ変化位相の検出はSETがLに戻っ
た時点で終わり、再生クロック選択部30は、検出部20の
出力S1,S2,S3,S4より第3図に示す再生クロック選択論
理表に従い再生クロックを選択する。選択結果は再生ク
ロック選択信号C1,C2,C3,C4として出力される。そして
再生クロック選択信号C1,C2,C3,C4により、フリップフ
ロップ11,12,13,14の内選択されたクロック以外のクロ
ックを入力とするものをそのR端子をLとすることで停
止させ、そのQ出力をLとする。次に、再生されたデー
タ信号は、位相同期部40に入力される。フリップフロッ
プ14で入力データ信号を再生する場合を除いて、再生デ
ータをORゲート41,42を通過させた後、CK1(システムク
ロック)によりラッチし、位相同期を行う。フリップフ
ロップ14で入力データ信号を再生する場合はフリップフ
ロップ44のセットアップ時間が不足するので、一旦CK2
によりラッチすることで遅延させ、フリップフロップ44
のセットアップ時間を保障した後、フリップフロップ44
でCK1によりラッチし、位相同期を行う。
次に、第4図にタイムチャートを参照して、動作例を
説明する。第4図においてD1,D2,D3は入力データ信号で
あり、入力データに位相雑音があり、データ変化位相変
動が生じている場合を示したものであり、D2が最も早く
位相が変化する時であり、D3が最も遅く位相が変化する
時であり、D1がD2とD3の中間で位相変化する時の波形で
ある。ある一定時間検出続けると、D1,D2,D3の状態が全
て生じることになる。本例では、D1の場合CK1とCK2の間
でデータ変化が起り、D2の場合CK4とCK1の間でデータ変
化が起り、D3の場合CK2とCK3の間でデータ変化が起る。
それによりフリップフロップ209,210,212のQ出力S1,S
2,S4がHとなる。そして再生クロック選択部は、第2図
の再生クロック選択表に従ってCK3を再生クロックとし
て選択する。CK3の立上り点は、D1,D2,D3のどのデータ
中にも含まれており、正確にデータを再生出来る。
ここで、仮に一定時間位相検出を行わなく、1回だけ
位相検出を行い、入力データD2が入力した時に位相検出
したとすれば、CK4とCK1の間にデータ変化が起こるので
フリップフロップ212のQ出力S4のみがHとなる。これ
より第3図の再生クロック選択表に従って、CK2を再生
クロックを選択する。この場合、CK2の立上り時点は、
入力データD1,D2を含む正常にデータ再生が可能である
が、D3は立上り時点が外れていて誤ったデータ再生を行
う。
つまり、一定時間検出を行うことでより多くの情報を
収集し、精度よくデータ変化位相を検出することが可能
となる。
本実施例によればビット同期回路を複数個取り入れて
LSI化する際、クロックは各ビット回路共通なので、LSI
外部で90゜位相の異なるクロックを正確に作成してLSI
に入力出来るので、内部ゲートでデータ又はクロックを
遅延させる必要がなくなり、ゲート遅延時間のバラツキ
の影響を少なくすることが出来る。
〔発明の効果〕
本発明によれば、入力データの信号をゲート等により
遅延させる必要がないので遅延バラツキの影響を少なく
出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係るビット位相同期回路の
構成図、第2図はクロック作成回路の構成図、第3図は
第1図に示すビット位相同期回路の動作を示す再生クロ
ック選択論理表、第4図及び第5図は第1図に示すビッ
ト位相同期回路の動作を説明するタイミングチャート、
第6図は従来のビット位相同期回路の構成図、第7図は
従来のビット同期回路における入力信号とクロックの関
係図である。 10……ラッチ部、11〜14……フリップフロップ、20……
検出部、201〜204……EXORゲート、205〜208……ORゲー
ト、209〜212……フリップフロップ、30……再生クロッ
ク選択部、40……位相同期部、41,42……ORゲート、43,
44……フリップフロップ、51……遅延素子、52,53……
インバータ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小松 礼文 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株式会社日立製作所戸塚工場内 (72)発明者 高木 聖一 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町180番地 日立通信システム株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−23647(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】任意の位相で入力されるデータ信号を所定
    のシステムクロックで位相同期させるビット位相同期回
    路において、 それぞれが位相の異なるn(nは3以上の整数)個のク
    ロックを入力して前記データ信号をラッチするn個の第
    1ののラッチ回路と、 それぞれが排他的論理和回路と論理和回路と第2のラッ
    チ回路で構成され、前記第1のラッチ回路に対応したn
    個のデータ信号変化の検出回路であって、前記第2のラ
    ッチ回路のデータ入力を、前記検出回路に対応した前記
    第1のラッチ回路出力と前記第1のラッチ回路のクロッ
    クと前後する位相を有するクロックで動作する前記2個
    の第1のラッチ回路のいずれか一方のラッチ回路出力の
    排他的論理和出力とし、前記第2のラッチ回路の動作ク
    ロックを、前記第2のラッチ回路出力と前記2個の第1
    のラッチ路の他方を動作させるクロックの論理和出力と
    して、前記第2のラッチ回路が前記データ信号の変化を
    出力するn個のデータ信号変化の検出回路と、 前記n個の検出回路出力をもとに前記n個のクロックか
    ら1個のデータ再生用クロックを選択する論理を備え、
    前記n個の検出回路出力を入力すると前記n個の第1の
    クロックから前記データ信号を再生する再生用クロック
    を示す選択信号を出力する再生クロック選択回路と、 前記選択信号により前記n個の第1のラッチ回路から1
    個の第1のラッチ回路出力を選択して前記システムクロ
    ックでラッチする位相同期回路と を備えたことを特徴とするビット位相同期回路。
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