JP3597142B2 - 中心位相判定回路とその中心位相判定方法 - Google Patents

中心位相判定回路とその中心位相判定方法 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、データ信号の波形の乱れの検出と補正に関し、特に、適正な中心位相を判定しデータ信号を処理する中心位相判定回路とその中心位相判定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、n位相シリアルデータ入力されるデータ信号を、シリアルパラレル変換し、複数の(例えばn本の)パラレルデータに変換する技術がある。
【0003】
図4は、3位相による従来の回路の一例を示すものであって、IN_Dataよりデータ信号の入力を受け、IN_CLKよりデータ信号のクロックの入力を受ける。そして、図5の例に示されるように、1/3分周回路83が、入力されたクロックを基に、元のデータ信号の3倍の周期による、元のデータ信号の周期に対応させた3種類のクロックを生成して出力する。この3種類のクロックのそれぞれに対応して、第2フリップフロップ82が、クロックされた時点において(第1フリップフロップ81を介して)入力されるデータ信号を順次、元のデータ信号の3倍の周期によるパラレルデータに変換する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の技術では、以下に述べるような問題点があった。
【0005】
従来の技術では、図6の例に示されるように、クロックに対してデータにジッタ成分(波形の乱れ)が発生している状態では、不確定領域の位相が発生しデータ信号の誤認識や誤処理の危険が発生する。
【0006】
図6では、図4の例の従来の回路において、入力されるデータ信号に波形の乱れが生じたため、クロックの周期と一致せずにデータ信号の不正確な読み取りが行われてしまっている。
【0007】
本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解決し、データ信号を読み取るべき適正な位相(以下、中心位相と呼ぶ)を検出することにより、クロックに対してデータにジッタ成分が発生している状態でも、データ信号の正しい処理を実現する位相補正回路、中心位相判定回路とその中心位相判定方法を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明の中心位相判定回路は、n(nは2以上の整数)位相シリアルデータ入力されるデータ信号の中心位相を判定する中心位相判定回路において、前記データ信号をn倍の周期にシリアルパラレル変換したパラレルデータを複数の出力ポートを介して出力するシリアルパラレル変換回路と、前記出力ポートのそれぞれから出力されるパラレルデータの位相を比較し、前記出力ポートのそれぞれにおける位相不一致を検出する位相比較回路と、前記位相比較回路による、前記出力ポートのそれぞれにおける位相不一致の検出回数をカウントするカウンタと、前記カウンタによりカウントされた位相不一致の発生回数が、最大値を成す前記出力ポートを判定する最大判定回路と、前記位相不一致の発生回数が最大値を成す出力ポートの組み合わせと、出力されるパラレルデータの位相を前記中心位相と判定する出力ポートとの、予め設定された対応関係に基づいて、前記中心位相を判定する回路を備え、前記シリアルパラレル変換回路は、前記データ信号のn倍の周期毎に、(n+1)個の出力ポートのそれぞれから、前記データ信号の各周期のビットをシリアルパラレル変換したパラレルデータを出力し、前記位相比較回路は、前記出力ポートの内で、前記データ信号の第i番目(i=1〜n)の周期が割り当てられた出力ポートが出力する前記パラレルデータの位相を、それぞれ前記データ信号の第i+1番目の周期が割り当てられた出力ポートが出力する前記パラレルデータの位相と比較し、位相不一致を検出することを特徴とする。
【0009】
請求項2の本発明の位相補正回路は、n(nは2以上の整数)位相シリアルデータ入力されるデータ信号の位相の乱れを補正する位相補正回路において、前記データ信号をn倍の周期にシリアルパラレル変換したパラレルデータを複数の出力ポートを介して出力するシリアルパラレル変換回路と、前記出力ポートのそれぞれから出力されるパラレルデータの位相を比較し、前記出力ポートのそれぞれにおける位相不一致を検出する位相比較回路と、前記位相比較回路による、前記出力ポートのそれぞれにおける位相不一致の検出回数をカウントするカウンタと、前記カウントされた位相不一致の発生回数に基づいて前記中心位相を判定し、前記シリアルパラレル変換された前記データ信号を、判定された前記中心位相に基づく正確な周期のシリアルデータに変換して出力する回路とを備え、さらに、前記カウンタによりカウントされた位相不一致の発生回数が、最大値を成す前記出力ポートを判定する最大判定回路と、前記位相不一致の発生回数が最大値を成す出力ポートの組み合わせと、出力されるパラレルデータの位相を前記中心位相と判定する出力ポートとの、予め設定された対応関係に基づいて、前記中心位相を判定する回路を備え、前記シリアルパラレル変換回路は、前記データ信号のn倍の周期毎に、(n+1)個の出力ポートのそれぞれから、前記データ信号の各周期のビットをシリアルパラレル変換したパラレルデータを出力し、前記位相比較回路は、前記出力ポートの内で、前記データ信号の第i番目(i=1〜n)の周期が割り当てられた出力ポートが出力する前記パラレルデータの位相を、それぞれ前記データ信号の第i+1番目の周期が割り当てられた出力ポートが出力する前記パラレルデータの位相と比較し、位相不一致を検出することを特徴とする。
【0010】
請求項3の本発明の中心位相判定方法は、n(nは2以上の整数)位相シリアルデータ入力されるデータ信号の中心位相を判定する中心位相判定方法において、前記データ信号をn倍の周期にシリアルパラレル変換したパラレルデータを複数の出力ポートを介して出力するシリアルパラレル変換ステップと、前記出力ポートのそれぞれから出力されるパラレルデータの位相を比較し、前記出力ポートのそれぞれにおける位相不一致を検出する位相比較ステップと、前記出力ポートのそれぞれにおける位相不一致の検出回数をカウントするステップと、前記カウントステップによりカウントされた位相不一致の発生回数が、最大値を成す前記出力ポートを判定する最大判定ステップと、前記位相不一致の発生回数が最大値を成す出力ポートの組み合わせと、出力されるパラレルデータの位相を前記中心位相と判定する出力ポートとの、予め設定された対応関係に基づいて、前記中心位相を判定するステップを備え、前記シリアルパラレル変換ステップにおいて、前記データ信号のn倍の周期毎に、(n+1)個の出力ポートのそれぞれから、前記データ信号の各周期のビットをシリアルパラレル変換したパラレルデータを出力し、前記位相比較ステップにおいて、前記出力ポートの内で、前記データ信号の第i番目(i=1〜n)の周期が割り当てられた出力ポートが出力する前記パラレルデータの位相を、それぞれ前記データ信号の第i+1番目の周期が割り当てられた出力ポートが出力する前記パラレルデータの位相と比較し、位相不一致を検出することを特徴とする。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【0018】
図1は、本発明の第1の実施の形態による位相補正回路100の構成を示すブロック図である。
【0019】
本実施の形態による位相補正回路100は、n位相シリアルデータ入力を受け付けて、その受け付けたデータ信号の中心位相を判定する。そして、データ信号に波形の乱れが生じている場合には、判定された中心位相に基づいてこれを適正に補正し、補正されたデータ信号を出力する。ここで、“n”は、2以上の整数の定数であり、特にその値を限定する必要はない。
【0020】
図1を参照すると、本実施の形態の位相補正回路100は、シリアルパラレル変換回路10、分周回路20、位相比較回路30、カウンタ回路40、最大判定回路50、セレクタ回路60を備えている。また、n位相シリアルデータのデータ信号の入力端子(IN_Data)と、データ信号のクロックの入力端子(IN_CLK)と、中心位相の判定の指示を受け付けるための位相判定検出時間制御端子(IN_LD)を備えて、このそれぞれの端子を介して外部からのデータやクロックや指示を受け付ける。
【0021】
1:(n+1)シリアルパラレル(S/P)変換回路10は、n位相シリアルデータ入力(IN_Data)を、シリアルパラレル変換する。ここでは、“n+1”本の出力ポートのそれぞれから、データ信号のn倍の周期により、データ信号の各周期のビットをシリアルパラレル変換したパラレルデータを出力する。
【0022】
ここでは、パラレルデータの周期がデータ信号の周期のn倍であり、出力ポートの数が“n+1”本であって、つまり図3の例に示されるように、データ信号の最先の周期のビットを出力する出力ポートと、最終の周期のビットを出力する出力ポートとにおいては、出力するパラレルデータは一周期(データ信号の周期のn倍)違うのみで同一である。
【0023】
1/n分周回路20は、クロック入力(IN_CLK)を基に、その1/nの周波数による、元のデータ信号の周期に対応させたn種類のクロックを生成して出力する。
【0024】
位相比較回路30は、n個の比較器31を備えて、シリアルパラレル変換回路10により変換された、n+1種類の各パラレルデータの位相を、基のデータ信号の位相が隣り合うもの毎のn組にまとめてそれぞれを比較し、それぞれの組における位相の不一致を検出する。
【0025】
カウンタ回路40は、n個のカウンタを備えて、n組みのパラレルデータの組み合わせのそれぞれに対応して、位相比較回路30により検出された不一致の数をカウントする。
【0026】
最大判定回路50は、カウンタ回路40によりカウントされた不一致の数の中で、最も多くの不一致がカウントされたものを判定する。
【0027】
n to 1セレクタ回路60は、最大判定回路50の判定結果を基に中心位相を判定する。このセレクタ回路60による中心位相の判定方法は、例えば、位相不一致の発生回数が最大値を成す出力ポートの組み合わせと、出力されるパラレルデータの位相を前記中心位相と判定する出力ポートとの対応関係を、予め設定しておき、この対応関係に基づいて判定する等の方法が可能である。この場合の対応関係の設定では、位相不一致の発生回数が最大値を成す出力ポートの組み合わせにおける各出力ポートの位相から、位相が最も大きく離れる出力ポートを、その位相を前記中心位相と判定する出力ポートとして予め設定しておく等の方法が可能である。
【0028】
そして、n to 1セレクタ回路60は、前記シリアルパラレル変換された前記データ信号を、この判定された前記中心位相に基づく正確な周期のシリアルデータに変換して、出力端子(OUT_Da)から出力する。
【0029】
また、セレクタ回路60は、上述された中心位相の判定処理を、位相判定検出時間制御端子(IN_LD)からの指示に応じて実行する。
【0030】
図2は、本発明の位相補正回路の3位相中心位相を判定する実施例の構成を示すブロック図であり、図3は、本実施例による位相補正回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。また、動作は、全てクロック入力の立ち上がりを基準とする。
【0031】
図2、図3を参照すると、本実施例においては、3位相による中心位相の判定を行うために、1:4シリアルパラレル変換回路10a、1/3分周回路20a、A〜Cの3個の比較器31a(xor A、xor B、xor C)を備える位相比較回路30a、A〜Cの3個のカウンタ41a(cnt A、cnt B、cnt C)を備えるカウンタ回路40a、最大判定回路50a、3:1セレクタ回路60aを備えている。
【0032】
また、1:4シリアルパラレル変換回路10aは、パラレル出力を実行するA〜Dの4個の出力ポート12(sp A、sp B、sp C、sp D)と、各出力ポートへのデータの転送を中継するA〜Dの4個のレジスタ11(Reg A、Reg B、Reg C、Reg D)を備えている。
【0033】
まず、3位相シリアルデータ入力(IN_Data)を、1/3分周回路20aの出力クロック(OCLK)を基準に、1:4シリアルパラレル変換回路10aが4位相のパラレルデータを出力し、その出力された4位相のパラレルデータを、位相比較回路30aが位相の隣り合うもの毎に位相比較を行う。
【0034】
ここで、位相判定検出時間制御端子(IN_LD)が“Lo”の場合には、各位相比較器31aにおいて不一致が検出された回数を、対応する各カウンタ回路41aがそれぞれにカウントする。
【0035】
そして、位相判定検出時間制御端子(IN_LD)が“Hi”となり、中心位相の判定を指示された場合には、各カウンタ41aをストップし、最大判定回路50a(DEC)が、この各カウンタ41aの内で最大の値を成すものを判定する。そして、この最大判定回路50aの判定に基づいて、3:1セレクタ回路60a(SEL)は、中心位相を判定する。
【0036】
図3の例においては、cnt Aのカウンタ41aが最も多い“10000”回の位相の不一致を検出している。ここで、cnt Aのカウンタ41aは、sp Aとsp Bの各出力ポート31aから出力されるパラレルデータの不一致の回数を数えたのであり、このため、このsp Aとsp Bの位相から最も離れるsp Cの出力ポート31aから出力されるパラレルデータの位相を、中心位相として判定するのである。
【0037】
この判定処理は、例えば、cnt Aのカウンタ41aが最大の場合に、(そのsp Aとsp Bから最も離れる)sp Cの位相を中心位相として判定する旨を、予め設定しておくことにより、3:1セレクタ回路60aは、その設定を参照して中心位相を判定することができる。またこの場合には、同様にして、cnt Bが最大の場合にはsp Aの位相を中心位相として判定し、cnt Cが最大の場合にはsp Bの位相を中心位相として判定する旨を設定しておく。
【0038】
以上説明したように本実施の形態によれば、クロックに対してデータ信号にジッタ成分が発生した場合にも、データ信号を常に中心位相で検出することにより、データの誤った転送の発生を解消することができる。
【0039】
また、図1に示される本発明の第1の実施の形態においては、入力されたデータ信号の中心位相を判定して、判定された中心位相に基づいて位相の乱れを補正した適正なデータ信号を出力する位相補正回路100を示しているが、同様にして本発明の回路を、判定された中心位相の出力を行う中心位相判定回路とする実施の形態も可能である。
【0040】
中心位相判定回路とする実施の形態においては、図1のセレクタ回路60の代わりに、最大判定回路50の判定に基づいて中心位相を(図1のセレクタ回路60と同様に)判定して、出力する回路を備える。そして、本実施の形態の中心位相判定回路から出力される中心位相は、他のデータ信号の補正を行う回路や、データ信号の読み取りを行う回路等に対して入力し、これらの回路における処理に用いることができる。
【0041】
また、図2の実施例においては、3位相による中心位相の判定を行うものであったが、同様の構成により、任意のn(n≧2)によるn位相の中心位相を判定する回路を作成することができる。例えば、4位相を使用した場合に、同様にして、4位相の中心位相判定回路や4位相の位相補正回路を作成することができる。
【0042】
以上好ましい実施の形態及び実施例をあげて本発明を説明したが、本発明は必ずしも上記実施の形態及び実施例に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内において様々に変形して実施することができる。
【0043】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、クロックに対してデータ信号にジッタ成分が発生した場合にも、データ信号を常に中心位相で検出することにより、データの誤った転送の発生を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態による位相補正回路の構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の位相補正回路の3位相中心位相を判定する実施例の構成を示すブロック図である。
【図3】図2の実施例による位相補正回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図4】従来の回路の構成を示す図である。
【図5】図4の従来の回路の正常時の動作を示すタイミングチャート図である。
【図6】図4の従来の回路の、データ信号に波形の乱れが生じた場合の動作を示すタイミングチャート図である。
【符号の説明】
100 位相補正回路
10 シリアルパラレル変換回路
20 分周回路
30 位相比較回路
31 比較器
40 カウンタ回路
41 カウンタ
50 最大判定回路
60 セレクタ回路
10a 1:4シリアルパラレル変換回路
20a 1/3分周回路
30a 位相比較回路
31a 比較器
40a カウンタ回路
41a カウンタ
50a 最大判定回路
60a 3:1セレクタ回路
70 内部論理処理回路
81、82 フリップフロップ
83 1/3分周回路

Claims (3)

  1. n(nは2以上の整数)位相シリアルデータ入力されるデータ信号の中心位相を判定する中心位相判定回路において、
    前記データ信号をn倍の周期にシリアルパラレル変換したパラレルデータを複数の出力ポートを介して出力するシリアルパラレル変換回路と、
    前記出力ポートのそれぞれから出力されるパラレルデータの位相を比較し、前記出力ポートのそれぞれにおける位相不一致を検出する位相比較回路と、
    前記位相比較回路による、前記出力ポートのそれぞれにおける位相不一致の検出回数をカウントするカウンタと、
    前記カウンタによりカウントされた位相不一致の発生回数が、最大値を成す前記出力ポートを判定する最大判定回路と、
    前記位相不一致の発生回数が最大値を成す出力ポートの組み合わせと、出力されるパラレルデータの位相を前記中心位相と判定する出力ポートとの、予め設定された対応関係に基づいて、前記中心位相を判定する回路を備え、
    前記シリアルパラレル変換回路は、
    前記データ信号のn倍の周期毎に、(n+1)個の出力ポートのそれぞれから、前記データ信号の各周期のビットをシリアルパラレル変換したパラレルデータを出力し、
    前記位相比較回路は、
    前記出力ポートの内で、前記データ信号の第i番目(i=1〜n)の周期が割り当てられた出力ポートが出力する前記パラレルデータの位相を、それぞれ前記データ信号の第i+1番目の周期が割り当てられた出力ポートが出力する前記パラレルデータの位相と比較し、位相不一致を検出することを特徴とする中心位相判定回路。
  2. n(nは2以上の整数)位相シリアルデータ入力されるデータ信号の位相の乱れを補正する位相補正回路において、
    前記データ信号をn倍の周期にシリアルパラレル変換したパラレルデータを複数の出力ポートを介して出力するシリアルパラレル変換回路と、
    前記出力ポートのそれぞれから出力されるパラレルデータの位相を比較し、前記出力ポートのそれぞれにおける位相不一致を検出する位相比較回路と、
    前記位相比較回路による、前記出力ポートのそれぞれにおける位相不一致の検出回数をカウントするカウンタと、
    前記カウントされた位相不一致の発生回数に基づいて前記中心位相を判定し、前記シリアルパラレル変換された前記データ信号を、判定された前記中心位相に基づく正確な周期のシリアルデータに変換して出力する回路とを備え、
    さらに、前記カウンタによりカウントされた位相不一致の発生回数が、最大値を成す前記出力ポートを判定する最大判定回路と、
    前記位相不一致の発生回数が最大値を成す出力ポートの組み合わせと、出力されるパラレルデータの位相を前記中心位相と判定する出力ポートとの、予め設定された対応関係に基づいて、前記中心位相を判定する回路を備え、
    前記シリアルパラレル変換回路は、
    前記データ信号のn倍の周期毎に、(n+1)個の出力ポートのそれぞれから、前記データ信号の各周期のビットをシリアルパラレル変換したパラレルデータを出力し、
    前記位相比較回路は、
    前記出力ポートの内で、前記データ信号の第i番目(i=1〜n)の周期が割り当てられた出力ポートが出力する前記パラレルデータの位相を、それぞれ前記データ信号の第i+1番目の周期が割り当てられた出力ポートが出力する前記パラレルデータの位相と比較し、位相不一致を検出することを特徴とする位相補正回路。
  3. n(nは2以上の整数)位相シリアルデータ入力されるデータ信号の中心位相を判定する中心位相判定方法において、
    前記データ信号をn倍の周期にシリアルパラレル変換したパラレルデータを複数の出力ポートを介して出力するシリアルパラレル変換ステップと、
    前記出力ポートのそれぞれから出力されるパラレルデータの位相を比較し、前記出力ポートのそれぞれにおける位相不一致を検出する位相比較ステップと、
    前記出力ポートのそれぞれにおける位相不一致の検出回数をカウントするステップと、
    前記カウントステップによりカウントされた位相不一致の発生回数が、最大値を成す前記出力ポートを判定する最大判定ステップと、
    前記位相不一致の発生回数が最大値を成す出力ポートの組み合わせと、出力されるパラレルデータの位相を前記中心位相と判定する出力ポートとの、予め設定された対応関係に基づいて、前記中心位相を判定するステップを備え、
    前記シリアルパラレル変換ステップにおいて、前記データ信号のn倍の周期毎に、(n+1)個の出力ポートのそれぞれから、前記データ信号の各周期のビットをシリアルパラレル変換したパラレルデータを出力し、
    前記位相比較ステップにおいて、前記出力ポートの内で、前記データ信号の第i番目(i=1〜n)の周期が割り当てられた出力ポートが出力する前記パラレルデータの位相を、それぞれ前記データ信号の第i+1番目の周期が割り当てられた出力ポートが出力する前記パラレルデータの位相と比較し、位相不一致を検出することを特徴とする中心位相判定方法。
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