JP3532992B2 - 入力デジタルデータ信号受信方法及び装置 - Google Patents
入力デジタルデータ信号受信方法及び装置Info
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- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
- Dc Digital Transmission (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Description
にデータ信号の受信に使用されるデジタルフィルター回
路に関する。
用の一つにコンピュータネットワーク、例えば、トーク
ンリングネットワークがある。あるトークンリングネッ
トワークでは、18kbit長までのデータパケットを
受信する必要がある。定速で送信される場合であって
も、通信チャネルにおいてデータを表すのに使用される
記号は受信機に定速では到来しない。この効果はジッタ
ーとして知られている。一つのジッター源はさまざまな
記号がそのスペクトル内にさまざまな周波数を有しした
がってチャネルに沿ってさまざまな速度で進むことであ
る。
フェイスにおいて、ジッターに対処するのに従来使用さ
れる方法は受信機にアナログ位相同期ループを利用して
クロック信号と入データ信号の記号を特定の位相関係に
維持することである。次にクロック信号を使用してラッ
チを起動しデータ信号からデータが読み出される。
号を与える電圧制御発振器と、クロック信号とデータ信
号間の位相差の表示を与える位相比較器と、その表示に
応答して発信機への供給電圧を制御するループフィルタ
ーを具備している。
表す入力デジタルデータ信号の受信方法が提供され、そ
れは各値の期間中にデータ信号の波形サンプルを複数回
採取し、受信される複数個のサンプルをメモリの一連の
アドレス位置へ公知の順序で記憶し、入力データ信号と
基準信号間の位相差を表すデジタル信号を引き出し、デ
ジタル位相信号を復号しそれが示すメモリのアドレス位
置をアクセスして入力データ信号波形のエッジから遠い
サンプルを選定する、ことからなっている。
中から位相信号に応答して直接選定が行われる。これは
位相同期ループによりクロック信号が発生され次にその
クロック信号を使用してラッチを起動させて受信される
データ信号をサンプルする従来のアナログ位相同期ルー
プによる解決策とは対照的である。
から引き出すことができ、それは記憶されたサンプルと
することができる。
選定に使用することができる。
グ手段により採取することができる。
号の記憶されたサンプルの位置を検出し復号することに
より引き出すことができる。
を結合しその対のサンプルが同じであるか否かによって
決まる結果を結合された各対に対して与えることにより
行うことができる。
て利用することができる。エッジ位置の検出は異なるサ
ンプルを有するセットの対の一方を選定して行うことが
できる。エッジ位置の符号化された値は検出されたエッ
ジが生じるサンプルセットの表示を含むこともできる。
セットは対へ分類することができ表示は対のいずれに検
出されたエッジ位置が来るかを示すことができる。表示
を使用して2つの連続するサンプルセットの中のエッジ
が生じた方ではないセットの同じ位置でサンプルを選定
することができる。
ンプルをひとつ以上含むことができる。
先入れ先出しメモリに記憶し、周波数が同じで位相の異
なる複数のクロック信号を与え、時々デジタル位相信号
もしくは同様の方法で引き出された別のデジタル位相信
号に応答して複数のクロック信号の中の一つを選定し、
選定されたクロック信号により決定される時間に先入れ
先出しメモリから選定された各サンプルを読み取る、こ
とを含むことができる。
使用し更に濾波した後でクロック信号の選定に使用する
ことができる。同じ回路を時分割ベースで使用して2つ
の濾波動作を実施することができる。
データ信号を受信する装置も提供され、該装置は、各値
の期間中に複数回データ信号の波形サンプルを採取する
手段と、受信される複数のサンプルを一連のアドレス位
置に公知の順序で記憶する第1のメモリと、入力データ
信号と基準信号間の位相差を表すデジタル信号を引き出
す位相検出器と、デジタル位相信号を復号し復号された
デジタル位相信号が示すメモリのアドレス位置へアクセ
スして入力データ信号波形のエッジから遠いサンプルを
選定する手段と、を具備している。
デジタル位相信号を濾波するように接続されたデジタル
フィルターを具備することができる。
路を具備することができ、複数のサンプリング回路は逐
次作動して各々が入力デジタルデータ信号の波形をサン
プルするように接続されている。
プル位置を検出して復号する手段を具備することができ
る。この手段は各々がメモリ内の一対のサンプルを結合
してその対のサンプルが同じであるか否かによって決ま
る結果を与える複数の結合手段を具備することができ
る。
の対のサンプル間の差を示す一方の結合手段の位置をデ
ジタル位相信号として復号する復号手段を具備すること
ができる。復号手段はカウンターに応答して位相検出器
がエッジを検出する時にカウンター内の値をデジタル位
相信号として符号化することができる。
ンプルへアクセスする手段はカウンターの符号化された
値に応答して選定されたサンプルを含んでいる場合にメ
モリを読み取るようにするセレクターを具備することが
できる。
プルをラッチする位置を有することができる。
されたサンプルをラッチするように接続された先入れ先
出しメモリと、周波数が同じで位相の異なる複数のクロ
ック信号を与える手段と、デジタル位相信号もしくは同
様な方法で引き出された別のデジタル位相信号に応答し
て複数のクロック信号の中の選定された一つの信号を送
信するマルチプレクサと、を具備し、先入れ先出しメモ
リは送信されたクロック信号に応答して選定されたサン
プルを読み出すことができる。
相信号を濾波するように接続されたデジタルフィルター
を具備することができる。
に送信されたクロック信号を分割するように接続された
クロック分割カウンターを具備することができる。
器及び同期化されたループで接続された複数の遅延段を
含むアナログ遅延同期ループを具備することができる。
ンプルへアクセスする手段はデジタル位相信号に応答し
て第1のメモリの選定アドレスの値を送信するマルチプ
レクサを具備することができる。
が提供され、それは、デジタル信号サンプル用の第1の
入力と、減算器と、直列接続された加算器と第1のクロ
ックドレジスタと、を具備し、回路の第1の入力は減算
器の被減数入力に接続され第1のクロックドレジスタの
出力は減算器の減数入力に接続されており、フィルター
回路は更に減算器の出力と加算器の第1の入力間の位置
に直列接続されて減算器からの差もしくはそれに比例す
る値を記憶する第2のクロックドレジスタと、第1のク
ロックドレジスタ内の値をラッチし第2の入力として加
算器へ与える第3のクロックドレジスタと、を具備し、
第1もしくは第3のレジスタから濾波された出力が取り
出される。
入力間に直列接続されたスケーラを具備することができ
る。
シフトすることにより作動することができる。
入力及び第1の回路入力からのサンプル及び第2の回路
入力からのサンプルを交互に減算器へ供給するように接
続されたマルチプレクサを有することができる。
タの出力に接続することができ、したがって回路の部品
を時分割方式で共有する2つのデジタルフィルター回路
が直列に形成される。
の位置に直列接続されたスケーラを具備し、スケーラの
乗率は第1及び第2の値間で切り替えて異なるフィルタ
ー特性を提供することができる。
する回路に一つ以上のフィルター回路を使用することが
できる。
チャネルとすることができる通信チャネルに存在するデ
ータ信号を受信するのに使用することができる。
サンプルを波形間隔の半分の長さを有するフレームへ分
割し、検出されるエッジ位置から引き出される値が示す
フレームとは別のフレーム内の同じ位置におけるサンプ
ルを各フレーム対から選定することにより、波形間隔の
終端位置で生じることがあるエッジを有するデジタルデ
ータ信号波形の各間隔から一般的にサンプルを選定する
方法を実施する回路が提供され、該回路は、波形間隔か
らサンプルを選定しないエラーを修正する手段と、現在
のフレーム対の値がその対の第1のフレームの後半位置
を示し前のフレーム対の値がその対の第2のフレームの
前半位置を示すかどうかを表示する手段と、その表示に
応答して現在対の第1のフレームの先端におけるサンプ
ルを選定する手段と、を具備している。
サンプルを波形間隔の半分の長さを有するフレームへ分
割し、検出されるエッジ位置から引き出される値が示す
フレームとは別のフレーム内の同じ位置におけるサンプ
ルを各フレーム対から選定することにより、間隔の終端
位置で生じることがあるエッジを有するデジタルデータ
信号波形の各間隔から一般的にサンプルを選定する方法
を実施する回路が提供され、該回路は、波形間隔から2
つのサンプルを選定するエラーを修正する手段と、現在
のフレーム対の値がその対の第2のフレームの前半位置
を示し前のフレーム対の値がその対の第1のフレームの
後半位置を示すかどうかを表示する手段と、その表示に
応答して現在対の第1のフレームの先端におけるサンプ
ルの選定を防止する手段と、を具備している。
受信する回路のブロック図を示す。回路は発信器1及び
回路を作動させる複数のクロック信号を供給するアナロ
グ遅延同期ループ2を具備している。回路はその入力端
子4に存在するシリアルデータ信号を受信するように接
続されたオーバーサンプラー3を有している。安定化サ
ンプルレジスタ5がオーバーサンプラー3からサンプル
を受信するように接続されており、位相検出器7が安定
化サンプルレジスタ5に記憶されたサンプルを並列に受
信する。位相検出器7の出力は第1のデジタルフィルタ
ー8へ与えられる。フレームセレクタ24及び第2のデ
ジタルフィルター13は共に第1のデジタルフィルター
8の出力を受信する。マルチプレクサ9は安定化サンプ
ルレジスタ5から並列にサンプルを受信しその中の選定
された一つのサンプルをエラスティックバッファ10へ
通し、マルチプレクサ9はフレームセレクタ24からの
入力により制御される。エラスティックバッファ10は
フレームセレクタ24の1出力をその入力クロックとし
て受信するように接続されている。もう一つのマルチプ
レクサ12は第2のデジタルフィルター13の出力によ
り制御され、アナログ遅延同期ループ2からのクロック
信号を並列に受信してその中の選定された一つの信号を
2分割カウンター55のクロック入力へ通す。2分割カ
ウンター55の出力からエラスティックバッファ10の
出力クロックが供給される。この回路はそれぞれエラス
ティックバッファの出力及び2分割カウンター55の出
力に接続された2つの出力端子11,56を有してい
る。
る。回路のクロック信号は発信器1により供給されそれ
は64MHz信号をアナログ遅延同期ループ2へ供給し
そこから各々が64MHzの周波数を有する32のクロ
ック信号が供給される。特定順とされた各クロック信号
は次の信号から位相が11.25゜異なっている。回路
の大概の論理は、システムクロックと呼ばれる、32の
クロック信号の中の一つの特定信号により起動される。
判りやすくするために、図1には32のクロック信号全
てのオーバーサンプラー3及びマルチプレクサ12への
接続しか示されておらず、残りのクロック信号接続は省
かれている。
バーサンプラー3へ加えられそれは32のクロック信号
を使用してデータ信号のビット当たり128サンプルの
レートでデータ信号をサンプルし、オーバーサンプラー
3により引き出される32サンプルの連続群が安定化サ
ンプルレジスタ5へラッチされる。サンプルは1ビット
値であり、その値はデータ信号が閾値よりも上か下かに
よって決まる。安定化サンプルレジスタ5は32個の1
ビットラッチを含み、それらは一緒にシステムクロック
に応答して32ビットの各群を並列サンプルフレームと
して与える。
8及びフレームセレクタ24はフレームを処理しデータ
信号のエッジが生じる所から遠いサンプルをそこから選
定する。第1のデジタルフィルター8の出力は安定化サ
ンプルレジスタ内における選定サンプルの位置を示す。
その出力の値はサンプルフレームを受信するように接続
されたマルチプレクサ9が選定サンプルを送信してエラ
スティックバッファ10内にラッチされるよう作動する
のに使用される。フレームセレクタ24はエラスティッ
クバッファの入力クロックとしての制御信号を与えて、
安定化サンプルレジスタ5内に選定サンプルがある場合
にエラスティックバッファはマルチプレクサ9からサン
プルを採取するだけとされる。
ァ10から先入れ先出し方式で読み出され端子11へ送
られる。そこから選定サンプルはさらに処理することが
できる。エラスティックバッファ10の出力波形は端子
4へ加えられるデータ信号を再構成した形状である。こ
の再構成された波形はトークンリングネットワークのノ
ードで行われるように再送信することができる。そこか
ら選定サンプルを読み出すためにエラスティックバッフ
ァ10の出力クロックとして加えられるクロック信号は
マルチプレクサ12及び2分割カウンター55により3
2のクロック信号から発生される。マルチプレクサ12
は第2のデジタルフィルター13の出力によりクロック
信号を選定するように起動される。このように発生され
たクロック信号はエラスティックバッファ10から読み
出された後で選定サンプルを更に処理するように起動さ
れる。第2のデジタルフィルター13及びマルチプレク
サ12の動作については後記する。
のレートを有し差分マンチェスター符号方式に従って符
号化される。図2に示すこの方式では、ビットを表す各
記号は記号の中途にエッジを有し、“0”を表す記号は
エッジで始まるが“1”を表す記号にはこのようなエッ
ジはなく前の記号が終了するレベルで始まる。したがっ
て、記号の中間におけるエッジの感覚は“0”の場合に
は前の記号の中間におけるエッジと同じ感覚となり
“1”の場合には反対の感覚となる。図1の回路はデー
タ信号の各記号の各半分のほぼ中間点(各記号の1/4
及び3/4の点)から一つのサンプルを選定するように
作動する。エラスティックバッファから発生されるサン
プルシーケンスにはどのサンプル対がデータ信号の各記
号に対応するかを決定しデータ信号により表されるデー
タをこれらの対から回復するのに十分な情報が含まれて
いる。
する。図3にリング構成された17のアナログ反転遅延
段25を具備するアナログ遅延同期ループ2を示す。正
となるエッジ及び負となるエッジからなるパルスがその
64MHz同期クロック1の各サイクル毎に1回リング
周りを伝搬する。16の遅延段25の各々が2つの64
MHzクロック信号72,73を発生し、その一方は他
方の反転部となっている。第17段において正となるエ
ッジは負となるエッジへ反転されて第1段へ帰還され
る。
ラー及び一般的に参照番号5で示す安定化データレジス
タの詳細構造を図4に示す。オーバーサンプラー3は3
2個のサンプリングラッチ15及び16個のバッファー
ラッチ16を具備している。各サンプリングラッチ15
は32のクロック信号14の各々の制御の元で端子4に
存在するデータ信号をラッチするように接続されてい
る。したがって、サンプリングラッチ15はデータ信号
を順々にサンプルする。矢符18で示すように、サンプ
リングは左端のラッチで開始され右端のラッチへと進
む。次に左端のラッチは前回のサンプリングよりもその
クロック信号の1周期後に再度サンプリングを行う。し
たがって、合計2048x106 /秒のサンプルが採取
される。
の第1のセット50の出力はそれぞれ16個のバッファ
ーラッチ16の入力に接続されている。安定化サンプリ
ングレジスタ5は32個のラッチ52を含んでいる。バ
ッファーラッチ16の出力は安定化サンプルレジスタ5
の16個のラッチ52の入力にそれぞれ接続されてい
る。残りの16個のサンプリングラッチ15、すなわち
第2セット51のラッチ、の出力は安定化サンプルレジ
スタ5の残りの16個のラッチ52の入力にそれぞれ接
続されている。
のようにして安定化サンプルレジスタ5へラッチされ
る。第2セット51のサンプリングラッチ15がデータ
信号をサンプリングしている時は、バッファーラッチ1
6は導体17上の一つの適切なクロック信号の制御の元
で一緒に作動して第1セット50のサンプリングラッチ
のサンプルをラッチする。第1セット50のサンプリン
グラッチ15がデータ信号をサンプリングしている時
は、安定化サンプルレジスタ5のラッチ52が導体6上
のシステムクロックの制御の元で一緒に作動して第2セ
ット51のサンプリングラッチ15のサンプル及びその
時バッファーラッチ16に記憶されている第1セット5
0からのサンプルをラッチする。
ロック、すなわち安定化サンプルレジスタ5を起動させ
るクロック信号、として取り出すかという選択は第2セ
ット51のサンプリングラッチ15のサンプルの値が完
全に確立された後で安定化サンプルレジスタ5へラッチ
されるように行われる。好ましくは転送を不必要に遅延
させてはならない。実際には、フレーム内の最初のサン
プルを採取する、図4の最左サンプリングラッチ15の
クロックによりそのサンプリングラッチがラッチされる
時に第2セットのサンプリングラッチのサンプルは全て
準備完了していることが判っている。したがって、その
クロック信号をシステムクロックとして使用することが
でき実際に使用される。
グは左から右へ行われる。図において、安定化データレ
ジスタ5のラッチ52には番号が付され番号はボックス
の内側に書き込まれ、フレームの最初のサンプルを保持
する0を付したラッチは左端に示されフレームの最終サ
ンプルを保持する31を付したラッチは右端に示されて
いる。
プルのフレームと端子4に加えられるデータ信号間の関
係を図5に示す。サンプリングはデータ波形の128サ
ンプル/記号の速度で行われるため、安定化サンプルレ
ジスタ5により順次与えられる記号当たり32サンプル
の4フレームがある。図示するデータ信号の波形19
は、前記差分マンチェスタ符号化方式に従った、一連の
“0”を表すものであり64サンプル毎に一つの最大エ
ッジ数を有している。垂直線20は記号間の分割を指示
している。波形19の下に波形サンプルの値が示されて
いる。サンプル周りのボックスは安定化データレジスタ
5に与えられるサンプルのフレームを指示している。便
宜上、各フレーム内のいくつかのサンプルだけが示され
ている。“\”及び“/”マークを付したサンプルはデ
ータ信号のエッジ近くのサンプルであり、その値は信頼
性がない。フレームはジグザグ配置して示すように対と
して分類される。波形19の場合、各フレーム対は一つ
のエッジを有している。
ーム内のほぼ同じ位置で降下する。ジッターの問題によ
りエッジは必ずしも正確に同じ位置とはならず、データ
信号のエッジ付近における信頼性のないサンプリングに
より本当の位置に近い安定化サンプルレジスタ内の正し
くない位置にエッジが現れることがある。そのフレーム
内の各エッジ位置に注目しエッジが生じるフレーム対の
他方のフレーム内の同じ位置におけるサンプルを選定す
ることにより、各記号の両半部中間点から信頼できるサ
ンプルが得られることが図からお判り戴けると思われ
る。本質的にこれが図1の受信回路で利用される方法で
ある。
“1”も表す。“1”が生じると差分マンチェスター符
号化データ信号は記号の始めにエッジを欠く。この場合
一対のフレームがエッジを欠く。しかしながら、各記号
はその中間点にエッジを有するため、エッジの無い対に
先行するフレーム対内にはエッジが有る。消失エッジの
困難さはそのフレーム対のエッジ位置としてエッジを有
する前の対が使用した位置を使用することにより克服さ
れる。
ジスタ5との接続を図6に示す。安定化データレジスタ
5の近隣ラッチ52はXORゲート21と組み合わされ
てラッチ52の値がその近隣の値とは異なる位置に
“1”を与える。フレーム内の最初のサンプルはそのた
めにラッチ22に保存されている前のフレームからの最
終サンプルと結合される。したがって、XORゲート2
1の出力は“1”となりデータ信号内にエッジがあり他
の所に“0”がある。フレーム内にエッジがある場合に
は通常XORゲートの出力に“1”信号があり、エッジ
にノイズが多ければ、安定化サンプルレジスタの値が例
えば“1”から“0”へ変化し次に“1”へ戻った後で
最終的に“0”に落ち着く場合に3個の“1”からなる
一群が生じることがある。安定化データレジスタ5のエ
ッジ位置はXORゲート21の出力を受信するように接
続された最左“1”検出器23により符号化される。3
2ビット数を表すためにXORゲート21の出力が取り
出される場合には、最左“1”検出器の出力はその数の
最左位置すなわち最上位“1”を与える5ビット数であ
る。最左“1”検出器の回路及び動作はEP−A−05
43517に記載されている。
いぜい一つおきのフレームにしか生じない。フレームに
は交互に“0”及び“1”の番号が付されている。シス
テムクロックに応答する1ビットカウンタ26を使用し
て図5の符号70に示す番号が与えられる。位相検出器
7はレジスタ74を有しそれは最左“1”検出器23の
出力及び1ビットカウンタ26の出力をラッチし、一つ
おきのシステムクロックサイクル毎に最終対フレーム内
に存在する場合のエッジ位置を表す6ビット値を与え
る。レジスタ74はエッジが見つかっている時を示す最
左“1”検出器23の出力76とシステムクロック6を
結合するANDゲート75の出力に応答してラッチす
る。6ビット値は、最下位5ビットとして、エッジによ
り生じる最左“1”検出器23の5ビット出力を含み、
最上位ビットとして、それが生じるフレームに対する1
ビットカウンタ26の値を含んでいる。エッジが無けれ
ば、最終フレーム対に与えられた値が再使用される。6
ビット値は端子4に受信されるデータ信号の波形とアナ
ログ遅延同期ループ2が発生するクロック信号間の位相
差を表す。
ルター8は位相検出器7から与えられる一連の6ビット
値を取り込んで低域濾波する。第1のデジタルフィルタ
ー8の部品は時分割ベースで第2のフィルター13の部
品と共有されるため、両フィルターについては後で図1
0bを参照して一緒に詳細説明を行う。
す。フレームセレクター24は入力として第1のデジタ
ルフィルター8から濾波された6ビットエッジ位置値を
取り込む。これらの6ビット値は図7に示す導体Aを介
して位相検出器へ入力される。各フレーム対の最初のフ
レームが安定化データレジスタ5で入手できる場合には
導体Aを介して新しい6ビット値を入手することがで
き、その時レジスタ31へラッチされてフレーム対の第
1のフレームだけでなく第2のフレームも入手できる場
合にそれが入手できるようにされる。レジスタ31に記
憶される値はA’とされる。
のように作動する。6ビット値A’の最下位5ビットが
マルチプレクサー32を介してマルチプレクサー9のセ
レクト入力へ送られる。これらの5ビットによりフレー
ム内の選定サンプルの位置が決定される。マルチプレク
サー9から発生されるサンプルはマルチプレクサーとエ
ラスチックバッファー10間に直列接続されたラッチ8
0によりラッチされ、それはマルチプレクサーの伝搬遅
延のため望ましいことが判っており、さもなくばシステ
ムクロックにより定義される時間にエラスチックバッフ
ァーへラッチングするのに利用できないサンプルとな
る。フレーム対の選定サンプルが生じるフレームは、フ
レームに交互に番号付する、1ビットカウンタ26の値
がA’の最上位ビットに等しくない場合にパルスを発生
するXORゲート33により決定される。XORゲート
33によりフレーム対の中のエッジ位置値により示され
るフレームとは別のフレームに選定サンプルが生じるこ
とが保証され図5を参照して説明した選定方法が実施さ
れる。パルスはORゲート36及びANDゲート37を
介して“データバリッド”ラッチ39へ伝搬する。“デ
ータバリッド”ラッチはエラスチックバッファー10へ
入力クロックを与えラッチ80において利用可能である
場合に選定サンプルをラッチさせる。
サンプルをできるだけ早く選定するのが望ましいためで
ある。位相検出器7により一対のフレームに対して計算
されたエッジ位置値を使用してそのフレーム対からのサ
ンプルを選定する場合には、エッジ位置値が計算される
までフレーム対を記憶する必要がある。
おいて時折発生することがある2つのエラーに対処す
る。図8にこれらのエラーを示す。一連の“0“を表す
データ波形27が図示されている。図面の下側の符号7
1には一連のフレーム対が示されている。各フレームの
左頂部にはそのフレームに対する1ビットカウンタ26
の値が示されている。各フレーム対の下側にはそのフレ
ーム対に対するサンプルを選定するのに使用される6ビ
ット値Aの最上位2ビットが指示されている。図におい
て、これらの6ビット値に対応する位置にはAのマーク
が付されている。前記したフレームセレクターの動作に
よりSマークを付したサンプルが選定される。
ようにエッジ位置値の最上位2ビットが“10”から
“01”へ変化する時に最初のタイプのエラーが発生す
る。これが発生すると記号の半部28はサンプルされな
いままとされる。
るようにエッジ位置値の最上位2ビットが“01”から
“10”へ変化する時に第2ののタイプのエラーが発生
する。これが発生すると記号の半部29が2度サンプル
される。
強制的に選定することにより回避される。この特別のサ
ンプルはエッジ位置値の最上位2ビットが“01”であ
るフレーム対の最初のフレームの最初の位置“0000
0”である。特別のサンプルは図8に符号30で指示さ
れている。第2のタイプのエラーは2つのサンプルの第
2のサンプルの選定を抑制することにより回避される。
次のように実施する。一対のフレームの終わりに向かっ
て次の対に対する値Aが利用可能になる。その時記憶さ
れた値A’の最上位2ビットが“01”であるかまた新
しい値Aのこれらの2ビットが“01”であるかを調べ
る比較器34(図7参照)により最初のエラーが捜され
る。そうであれば比較器から正のパルスが発生される。
その結果マルチプレクサー32からレジスター35の内
容“00000”がマルチプレクサー9のセレクト入力
へ与えられる。比較器からの正のパルスはORゲート3
6及びANDゲート37を介して“データバリッド”ラ
ッチ39へも伝搬され、図8の符号30に示すように、
それによりエラスチックバッファー10は次の対の最初
のフレームに存在する最初のサンプルを安定化サンプル
レジスタからラッチする。
照)は記憶された値A’の最上位2ビットが“01”で
あるかまた新しい値Aのこれらの2ビットが“10”で
あるかを調べる。そうであればANDゲート37に対し
て負のパルスが発生される。それによりXORゲート3
3から発生されるパルスはエラスチックバッファー10
へ伝搬することを停止され次のフレーム対の最初のフレ
ームのサンプルを選定することが防止される。このよう
に抑制されたサンプルは図8に符号54で指示されてい
る。
ルター8により形成され低域濾波された6ビットエッジ
位置値は第2のデジタルフィルター13により再び低域
濾波される。第2のデジタルフィルターの遮断周波数は
第1のそれよりも低い。第1のデジタルフィルターと同
様に、第2のデジタルフィルターは各フレーム対に対し
て一つのエッジ位置を与える。各サンプルは発生される
とラッチされマルチプレクサー12のセレクト入力へ加
えられる。それに応答してマルチプレクサー12は32
の64MHzクロック信号の一つを伝搬させる。第2の
デジタルフィルター13により発生され、システムクロ
ックと端子4に存在するデータ信号間の位相差を表す、
一連のエッジ位置値は強力に濾波されしたがってゆっく
り変動する。したがって、マルチプレクサーから発生さ
れる信号は位相がゆるやかに変動する64MHzクロッ
ク信号となる。選定されたサンプルは32x106 /秒
の速度でエラスチックバッファーへ入力されるため、マ
ルチプレクサー12から発生される64MHzクロック
信号は2分割カウンタ55により2分割された後でエラ
スチックバッファーの出力クロックとして加えられる。
エラスチックバッファーのデータ出力に生じる波形はジ
ッターを著しく低減して改善され記号が作り変えられて
いる点を除けば端子4に存在する波形である。したがっ
て、この波形はトークンリングネットワーク等に必要な
再送信に適したものとなる。
ンプルをデジタル処理して端子4に受信される波形の差
分マンチェスター符号化記号で表されるデータを回復す
ることができる。出力サンプルを発生するためにエラス
チックバッファー10へ加えられるクロック信号はこれ
らのサンプルと同期化され後の処理に使用される回路を
起動するのに使用することができる。
ロック図を図9a及び図9bに示す。これらの回路が濾
波しようとする信号は2つの信号間のゆるやかに変化す
る位相差を表すデジタル信号である。そのためこのよう
なフィルター回路はしばしばデジタル位相同期ループト
呼ばれる。図1の回路の位相検出器7から発生されるエ
ッジ位置値によりこのような信号が形成され、図9a及
び図9bの回路を主として図1の回路の第1及び第2の
デジタルフィルター8,13として使用することができ
る。もちろん、それらは他の無関係な回路に使用するこ
ともできる。
は第1のレジスタ40、減算器41、スケーラ42及び
加算器43を具備している。減算器41は第1のレジス
タ40に保持された値を入力45に存在する位相サンプ
ルから減じる。その結果に通常1以下である係数kが乗
じられる。次に加算器43によりスケーリングの結果が
第1のレジスタ40の値へ加えられる。第1のレジスタ
40はクロックされ加算結果が第1のレジスタに戻され
て記憶される。回路の濾波された出力サンプルはこのレ
ジスタ40で発生するものである。
クロックドレジスタがマルチプレクサー42と加算器4
3間に接続されている点を除けば図9aと同様な回路を
図9bに示す。減算器41、スケーラ42、及び加算器
43の伝搬遅延により第1のレジスタ40がラッチする
時に加算器43の出力が準備完了していない図9aの回
路よりも速い速度でこの付加レジスタは回路をクロック
することができる。しかしながら、パイプラインレジス
タ57により回路の伝達関数は特別な極を有するように
なり回路はある条件の元で発信するようになる。
ー回路を示す。この回路は第1のクロックドレジスタ5
9に保持された値を端子64の回路へ入力されるサンプ
ルから減じるように接続された減算器58、減算器58
の出力に係数kを乗じらるように接続されたスケーラ6
0、スケーラ60の出力をラッチするように接続された
第2のクロックドレジスタ61、及び第2のクロックド
レジスタ61の値を第3のクロックドレジスタ63の値
へ加えるように接続された加算器62を具備している。
第3のクロックドレジスタ63は第1のレジスタ59に
保持された値をラッチするように接続されている。第1
のレジスタ59は加算器62の出力をラッチするように
接続されている。
れた一連の値である。各レジスタに保持される値は2の
補数表現であり、加算器62、減算器58及びスケーラ
60が相応に値を処理する。通常は1以下である係数k
により回路の低域濾波特性の遮断周波数が決定される。
kの値が小さいと遮断周波数が低くなり初期状態の後の
入力信号への同期が遅くなるかもしくは入力信号が急速
に変化し、kの値が大きいと遮断周波数が高くなるが入
力信号への同期が速くなる。スケーラ60による乗算は
減算器58出力のビットの位を下げてから第2のレジス
タ61へ加えることにより達成される。それは減算器の
上位出力を第2のレジスタ61の下位入力に接続して達
成される。符号ビット、すなわち最上位ビット、を表す
出力は第2のレジスタの最上位n+1入力に接続されて
おり、nは減算器出力の位を下げるビット数である。も
ちろん、2の整数冪の逆数ではない係数kにはより複雑
なスケーリング技術が必要である。
ラ60との間に配置することもでき、それにより回路か
ら生じる結果が影響を受けることはない。
bの回路において伝達関数から特別な極が除去される。
また、回路が作動する時間ステップに番号付する場合、
第1のレジスタの偶数番号値は回路への前の偶数番号値
のみによって決まるような特性となる。同様に、奇数番
号値は前の奇数番号入力サンプルのみによって決まる。
この特性は図10bの回路で利用される。
0aの回路に類似している。しかしながら、回路の入力
64におけるサンプルもしくは第3のレジスタ63の値
を減算器58の正の入力として選定するマルチプレクサ
ー65が接続されている。マルチプレクサーは使用時に
入力64からのサンプル及び第3のレジスタ63からの
サンプルを交互に選定するように構成されている。その
結果、実際上、動作時に時分割方式で部品を共有する2
つのデジタルフィルター回路構造が得られる。2つのフ
ィルターの出力信号サンプルは第1のレジスタ59に交
互に生じる。これらの信号の一方は回路の信号入力を濾
波したものであり、他方は2回濾波された信号である。
信号に応答して2つの異なる係数の一方により一方のサ
ンプルセットをスケーリングし他方の係数により他方の
セットをスケーリングする場合には2つのフィルターに
異なる係数kを与えることができる。
ルター8、13を提供するのに使用されるのは図10b
の回路である。この回路は係数kが第1のデジタルフィ
ルター8に対しては1/4に等しく第2のデジタルフィ
ルター13に対しては1/16に等しくなるように構成
されている。その結果、第1のデジタルフィルター8は
位相検出器7から出力される値を迅速に追跡してサンプ
ル選定にエラーを生じる大きなジッターの危険性が低減
され、かつ低域特性における遮断周波数の低い第2のデ
ジタルフィルター13が得られエラスティックバッファ
ー10から出力される再構成されたデータ波形のジッタ
ーは非常に低くなる。
10ビットレジスタを有し、6ビットは位相検出器7が
出力する6ビット値と位が同じであり4ビットは小数ビ
ットである。スケーラ60により値がスケーリングされ
る時に小数ビットにより精度が保たれるよう保証され
る。回路はシステムクロック信号6により64MHzの
速度でクロックされ各サンプルフレーム対に対して第1
のデジタルフィルター8の一つの出力値を与える。以上
の説明に関して更に以下の項を開示する。
タ信号の受信方法であって、該方法は、各値の期間中に
データ信号波形のサンプルを複数回採取し、受信される
複数個のサンプルをメモリ内の一連のアドレス位置へ公
知の順序で記憶し、入力データ信号と基準信号間の位相
差を表すデジタル信号を引き出し、デジタル位相信号を
復号しデジタル位相信号が示すメモリのアドレス位置へ
アクセスして入力データ信号波形のエッジから遠いサン
プルを選定する、ことからなる入力デジタルデータ信号
の受信方法。
タル位相信号がデータ信号のサンプルから引き出され
る、入力デジタルデータ信号の受信方法。
タル位相信号が記憶されたサンプルから引き出される、
入力デジタルデータ信号の受信方法。
一項記載の方法であって、デジタル位相信号は濾波され
た後でサンプルの選定に使用される、入力デジタルデー
タ信号の受信方法。
一項記載の方法であって、サンプルは複数のサンプリン
グ手段により採取され、複数のサンプリング手段が逐次
作動される、入力デジタルデータ信号の受信方法。
一項記載の方法であって、デジタル位相信号はエッジを
表すデータ信号の記憶されたサンプルの位置を検出し復
号することにより引き出される、入力デジタルデータ信
号の受信方法。
ジ位置の検出は記憶されたサンプル対を結合してその対
のサンプルが同じであるか否かによって決まる結果を結
合された各対に対して与えることからなる、入力デジタ
ルデータ信号の受信方法。
されたサンプルはパラレルセットとして利用することが
でき、エッジ位置の検出は異なるサンプルを有するセッ
トの対の一方を選定することからなる、入力デジタルデ
ータ信号の受信方法。
であって、記憶されたサンプルはパラレルセットとして
利用することができ、エッジ位置の符号化された値は検
出されたエッジが生じるサンプルのセットの表示も含ん
でいる、入力デジタルデータ信号の受信方法。
ットは対として分類されかつ表示により対のいずれに検
出されたエッジ位置があるかが示される、入力デジタル
データ信号の受信方法。
表示を使用してサンプルの2つの連続セットの中のエッ
ジが生じない方のセットの同じ位置においてサンプルが
選定される、入力デジタルデータ信号の受信方法。
れか一項記載の方法であって、1セットのパラレルサン
プルには前のセットのサンプルが一つ以上含まれる、入
力デジタルデータ信号の受信方法。
れか一項記載の方法であって、該方法は更に、選定サン
プルを先入れ先出しメモリへ記憶し、周波数が同じで位
相の異なる複数個のクロック信号を与え、時々デジタル
位相信号もしくは同様な方法で引き出される別のデジタ
ル位相信号に応答して複数個のクロック信号の一つを選
定し、選定されたクロック信号によって決まる時間に先
入れ先出しメモリから各選定サンプルを読み出す、こと
からなる、入力デジタルデータ信号の受信方法。
位相信号は濾波された後でサンプルの選定に使用され再
度濾波された後でクロック信号の選定に使用される、入
力デジタルデータ信号の受信方法。
同じ回路を時分割ベースで使用して2つの濾波動作が実
施される、入力デジタルデータ信号の受信方法。
ータ信号の受信装置であって、該装置は、各値の期間中
にデータ信号波形のサンプルを複数回採取する手段と、
受信される複数個のサンプルを一連のアドレス位置へ公
知の順序で記憶する第1のメモリと、入力データ信号と
基準信号間の位相差を表すデジタル信号を引き出す位相
検出器と、デジタル位相信号を復号し復号されたデジタ
ル位相信号が示すメモリのアドレス位置へアクセスして
入力データ信号波形のエッジから遠いサンプルを選定す
る手段と、を具備する、入力デジタルデータ信号の受信
装置。
該装置はデジタル位相信号を濾波した後でサンプル選定
に使用するように接続されたデジタルフィルターを具備
する、入力デジタルデータ信号の受信装置。
載された装置であって、サンプリング手段は複数のサン
プリング回路を具備し、複数のサンプリング回路は逐次
作動して各々が入力デジタルデータ信号の波形をサンプ
ルするように接続されている、入力デジタルデータ信号
の受信装置。
ずれか一項記載の装置であって、位相検出器はエッジを
表すメモリ内のサンプルの位置を検出し復号する手段を
具備する、入力デジタルデータ信号の受信装置。
エッジ位置検出手段は各々がメモリ内の一対のサンプル
を結合してその対のサンプルが同じであるか否かによっ
て決まる結果を与える複数の結合手段を具備する、入力
デジタルデータ信号の受信装置。
位相検出器は結合手段の出力に応答して一つの結合手段
の位置をその対のサンプル間の差を示すデジタル位相信
号として符号化する符号化手段を具備する、入力デジタ
ルデータ信号の受信装置。
符号化手段はカウンタに応答して位相検出器がエッジを
検出する時にカウンタの値をデジタル位相信号へ符号化
する、入力デジタルデータ信号の受信装置。
デジタル位相信号を復号して選定サンプルをアクセスす
る手段はカウンタの符号化された値に応答して選定サン
プルを含む場合にメモリを読み出すセレクターを具備す
る、入力デジタルデータ信号の受信装置。
ずれか一項記載の装置であって、メモリは別の位置に既
に存在するサンプルをラッチする位置を有する、入力デ
ジタルデータ信号の受信装置。
ずれか一項記載の装置であって、更に、第1のメモリか
らの選定サンプルをラッチするように接続された先入れ
先出しメモリと、周波数が同じで位相の異なる複数のク
ロック信号を供給する手段と、デジタル位相信号もしく
は同様な方法で引き出される別のデジタル位相信号に応
答して複数のクロック信号の中の選定された一つの信号
を送信するマルチプレクサと、送信されるクロック信号
に応答して選定サンプルを読み出す先入れ先出しメモリ
と、を具備する、入力デジタルデータ信号の受信装置。
マルチプレクサへ加えられる位相信号を濾波するように
接続されたデジタルフィルターを具備する、入力デジタ
ルデータ信号の受信装置。
の装置であって、送信されたクロック信号を分割した後
で先入れ先出しメモリへ加えるように接続されたクロッ
ク分割カウンタを具備する、入力デジタルデータ信号の
受信装置。
ずれか一項記載の装置であって、複数のクロック信号を
供給する手段は主発信器及び同期化されたループとして
接続された複数の遅延段を含むアナログ遅延同期ループ
を具備する、入力デジタルデータ信号の受信装置。
ずれか一項記載の装置であって、デジタル位相信号を復
号して選定サンプルへアクセスする手段はデジタル位相
信号に応答して第1のメモリの選定アドレスの値を送信
するマルチプレクサを具備する、入力デジタルデータ信
号の受信装置。
て、該回路は、デジタル信号サンプル用の第1の入力
と、直列接続された減算器、加算器及び第1のクロック
ドレジスタであって、回路の第1の入力が減算器の被減
数入力に接続され第1のクロックドレジスタの出力が減
算器の減数入力に接続されている前記減算器、加算器及
び第1のクロックドレジスタと、減算器の出力と加算器
の第1の入力間の位置に直列接続されて減算器からの差
もしくはそれに比例する値を記憶する第2のクロックド
レジスタと、第1のクロックドレジスタの値をラッチし
て加算器へ第2の入力として供給するように接続された
第3のクロックドレジスタと、を具備し、第1及び第3
のレジスタから濾波された出力が取り出される、デジタ
ルフィルター回路。
ター回路であって、該回路は減算器の出力と加算器の第
1入力との間に直列接続されたスケーラを具備する、デ
ジタルフィルター回路。
ター回路であって、スケーラはその入力のデジットを下
位位置へ移すことにより作動する、デジタルフィルター
回路。
ずれか一項記載のデジタルフィルター回路であって、該
回路はデジタル信号サンプル用の第2の入力を有し、第
1の回路入力からのサンプル及び第2の回路入力からの
サンプルを交互に減算器へ与えるようにマルチプレクサ
が接続されている、デジタルフィルター回路。
ター回路であって、第2の回路入力が第2のクロックド
レジスタの出力に接続されて、回路の部品を時分割方式
で共有する、2つの直列デジタルフィルター回路を形成
する、デジタルフィルター回路。
ター回路であって、該回路は減算器の出力と加算器の入
力との間に直列接続されたスケーラを具備し、スケーラ
の乗率は異なるフィルター特性を提供する第1及び第2
の値間で交互に切り替えできる、デジタルフィルター回
路。
れか一項記載の方法を実施する回路もしくは第16項か
ら第29項までのいずれか一項記載の装置に使用される
第30項から第35項までのいずれか一項記載の回路。
するのに使用される第1項から第15項までのいずれか
一項記載の方法。
ットワークの通信チャネルである第37項記載の方法。
隔の半分の長さに等しいフレームへサンプルを分割し、
各フレーム対の検出されたエッジ位置から引き出される
値により示されるフレームではない他方のフレームの同
じ位置におけるサンプルを各フレーム対から選定するこ
とにより、波形間隔の終端位置で生じることがあるエッ
ジを有するデジタルデータ信号の波形の各間隔から一般
的にサンプルを選定する方法を実施する回路であって、
該回路は間隔からサンプルを選定しないエラーを修正す
る手段と、現在のフレーム対の値がその対の第1のフレ
ームの後半の位置を示し前のフレーム対の値がその対の
第2のフレームの前半の位置を示すかどうかを表示する
手段と、その表示に応答して現在の対の第1のフレーム
の先端におけるサンプルを選定するようにする手段と、
を具備する回路。
隔の半分の長さに等しいフレームへサンプルを分割し、
各フレーム対の検出されたエッジ位置から引き出される
値により示されるフレームではない他方のフレームの同
じ位置におけるサンプルを各フレーム対から選定するこ
とにより、波形間隔の終端位置で生じることがあるエッ
ジを有するデジタルデータ信号の波形の各間隔から一般
的にサンプルを選定する方法を実施する回路であって、
該回路は間隔から2つのサンプルを選定するエラーを修
正する手段と、現在のフレーム対の値がその対の第2の
フレームの前半の位置を示し前のフレーム対の値がその
対の第1のフレームの後半の位置を示すかどうかを表示
する手段と、その表示に応答して現在の対の第1のフレ
ームの先端におけるサンプルの選定を防止するようにす
る手段と、を具備する回路。
ずれか一項記載の装置であって、第39項記載の回路及
び/もしくは第40項記載の回路を具備する装置。
れを参照として実質的にここで説明したデジタルデータ
信号受信装置。
れを参照として実質的にここで説明したデジタルデータ
信号受信方法。
しかつそれを参照として実質的にここで説明したデジタ
ルフィルター。
及びその配線を示す図。
とデータ信号との関係を示す図。
スタとの接続を示す図。
ク図。
のブロック図。
Claims (2)
- 【請求項1】 一連の値を表す入力デジタルデータ信号
の受信方法であって、 各値の期間中にデータ信号波形のサンプルを複数回採取
し、 受信される複数個のサンプルをメモリ内の一連のアドレ
ス位置へ公知の順序で記憶し、エッジを表わす前記データ信号の記憶されたサンプルの
位置を検出し符号化することによって、 入力データ信号
と基準信号間の位相差を表すデジタル信号を引き出し、
エッジの位置の検出は、対となるサンプルの結合によっ
て行い、対となる前記サンプルが同一か異なるかによっ
てそれぞれの結合対の結果を発生し、 デジタル位相信号を復号しデジタル位相信号が示すメモ
リのアドレス位置へアクセスして入力データ信号波形の
エッジから遠いサンプルを選定することからなり、 前記記憶されたサンプルは、パラレルセットとして利用
可能となり、エッジの位置の検出は、異なるサンプルを
有するセットの対のひとつを選択することである前記 入
力デジタルデータ信号の受信方法。 - 【請求項2】 一連の値を表す入力デジタルデータ信号
の受信装置であって、 各値の期間中にデータ信号波形のサンプルを複数回採取
する回路と、 受信される複数個のサンプルを一連のアドレス位置へ公
知の順序で記憶する第1のメモリと、 入力データ信号と基準信号間の位相差を表すデジタル信
号を引き出す位相検出器と、 デジタル位相信号を復号し復号されたデジタル位相信号
が示すメモリのアドレス位置へアクセスして入力データ
信号波形のエッジから遠いサンプルを選定する回路とを
有し、前記位相検出器は、エッジを表わすメモリにおいて前記
サンプルの位置を検出し符号化する回路を有し、 エッジの位置を検出する回路は、前記メモリにおいて前
記サンプルの対をそれ ぞれ結合する結合回路を有し、対
となる前記サンプルが同一か異なるかに依存する結果を
発生し、 前記位相検出器は、前記結合回路の出力に応答して、対
となる前記サンプル間の相違を示す前記結合回路のうち
の1個の位置をデジタル位相信号として符号化する符号
化回路を更に有する前記 入力デジタルデータ信号の受信
装置。
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1997
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