JP4285440B2 - Optical data link - Google Patents

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  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Description

本発明は、光通信において光信号からデータの再生を行う光データリンクに関するものである。   The present invention relates to an optical data link for reproducing data from an optical signal in optical communication.

光通信における受信回路として用いられる光データリンクは、受信した光信号を電気信号に変換し、その電気信号を増幅・識別し、電圧におけるゆらぎ除去を行うものと、その後に、その電気信号からクロック信号を抽出(リタイミング)すると共に、抽出したクロック信号を用いてデータ再生(リジェネレーティング)を行い、時間における揺らぎを除去するものがある。後者の光データリンクでは、その出力信号はこのようにして時間的に再生されると共に、伝送線路やデバイスに起因するジッタも除去される。   An optical data link used as a receiving circuit in optical communication converts a received optical signal into an electrical signal, amplifies and identifies the electrical signal, removes fluctuations in voltage, and then converts the electrical signal to a clock. Some extract (retiming) a signal and perform data regeneration (regeneration) using the extracted clock signal to remove fluctuations in time. In the latter optical data link, the output signal is reproduced in this manner in this way, and jitter caused by transmission lines and devices is also removed.

一般に、高速の光データリンクは、リタイミング処理及びリジェネレーティング処理を行う同期再生回路が備えられているものが多い。この同期再生回路に求められる特性としては、位相同期ループ(PLL)における同期引き込みの高速性、デバイス間の特性のばらつきに対応できること、伝送線路上における遅延時間や周波数応答等の低周波ゆらぎに対応できること、広いマーク率の信号に対応できること、バースト信号に対応できること、低周波成分を含む信号に対応できること等が挙げられる。   In general, many high-speed optical data links are provided with a synchronous reproduction circuit that performs retiming processing and regeneration processing. The characteristics required for this synchronized recovery circuit include high-speed synchronization pull-in in the phase-locked loop (PLL), ability to cope with variations in characteristics between devices, and low-frequency fluctuations such as delay time and frequency response on the transmission line. It is possible to cope with a signal with a wide mark ratio, a burst signal, a signal including a low frequency component, and the like.

これらの中で、伝送線路上における低周波ゆらぎへの対応は、定常的に信号が流れるような光通信においてデータ誤りを防止するために特に重要である。低周波ゆらぎに対応するためには、PLLにおける周波数同期範囲を広くし、かつ、同期再生回路からの出力におけるジッタを小さくする必要がある。しかし、周波数同期範囲を広くした場合は、低周波ジッタと本来の信号の区別ができないため、出力におけるジッタを小さくすることは困難である。従って、一般的には、周波数同期範囲を広くすることと、出力におけるジッタを小さくすることとを両立することは難しい。   Among these, the response to the low-frequency fluctuation on the transmission line is particularly important for preventing data errors in optical communication in which a signal constantly flows. In order to cope with low-frequency fluctuations, it is necessary to widen the frequency synchronization range in the PLL and to reduce the jitter in the output from the synchronous reproduction circuit. However, when the frequency synchronization range is widened, it is difficult to reduce the jitter at the output because low frequency jitter cannot be distinguished from the original signal. Therefore, in general, it is difficult to achieve both widening the frequency synchronization range and reducing jitter at the output.

このような低周波ゆらぎに対応するための従来技術としては、例えば下記特許文献1及び2記載のPLL回路が知られている。このPLL回路は、周波数同期範囲を広くするために、第1のPLLによって抽出されたクロック信号を補正する手段として周波数差検出回路又は第2のPLLを備えている。また、下記特許文献3には、クロック信号の位相を最適化する判定制御回路を有するリタイミング回路が開示されている。さらには、下記特許文献4には、入力信号の変化点密度を検出して、その変化点密度に応じて位相比較器の出力を調整するPLL回路が開示されている。また、下記特許文献5には、周波数同期範囲の異なる2つのPLL回路が直列に接続されたデータ受信回路が開示されている。
特開平11−55112号公報 特開平11−55113号公報 特開2003−318872号公報 特再公表WO01/041351号公報 特開平5−327683号公報
As conventional techniques for dealing with such low-frequency fluctuations, for example, PLL circuits described in Patent Documents 1 and 2 below are known. This PLL circuit includes a frequency difference detection circuit or a second PLL as means for correcting the clock signal extracted by the first PLL in order to widen the frequency synchronization range. Patent Document 3 below discloses a retiming circuit having a determination control circuit that optimizes the phase of a clock signal. Further, Patent Document 4 below discloses a PLL circuit that detects a change point density of an input signal and adjusts an output of a phase comparator according to the change point density. Patent Document 5 below discloses a data receiving circuit in which two PLL circuits having different frequency synchronization ranges are connected in series.
JP-A-11-55112 JP 11-55113 A JP 2003-318872 A Special republication WO01 / 041351 JP-A-5-327683

上記特許文献1〜4に記載のPLL回路においては、入力信号に低周波ジッタが含まれていた場合であってもその低周波ジッタを除去することができず、出力信号はその低周波ジッタを含んだ状態で出力されてしまう。一方、上記特許文献5に記載のデータ受信回路においては、第2のPLL回路の周波数同期範囲が第1のPLL回路より狭くされているために、出力信号における低周波ジッタを抑制することができる。その結果、データ受信回路は、周波数同期範囲を広くすると同時に、出力信号における低周波ジッタを抑制している。   In the PLL circuits described in Patent Documents 1 to 4, even if the input signal includes low frequency jitter, the low frequency jitter cannot be removed, and the output signal has low frequency jitter. It will be output in a state of being included. On the other hand, in the data receiving circuit described in Patent Document 5, since the frequency synchronization range of the second PLL circuit is narrower than that of the first PLL circuit, low frequency jitter in the output signal can be suppressed. . As a result, the data receiving circuit widens the frequency synchronization range and simultaneously suppresses low frequency jitter in the output signal.

しかしながら、上記データ受信回路においては、PLL回路の応答時間の違いに起因して、第1のPLL回路によって抽出されるクロック信号と第2のPLL回路によって抽出されるクロック信号との位相差が入力信号の1/2パルス幅以上に達したときに、クロックスリップによるデータ誤りが発生する欠点があった。例えば、第1のPLL回路の応答時間が100nsec、第2のPLL回路の応答時間が100μsecであって、入力信号としてパルス幅が0.9999nsecのパルス信号とパルス幅1.0001nsecのパルス信号とが10,000個ずつ交互に現れる信号列を考える。この場合には、パルス幅が0.9999nsecから1.0001nsecに切り替わってから100nsec経過すると第1のPLL回路が応答するが、その時点で第2のPLL回路は応答していない。そのため、第2のPLL回路において抽出されるクロック信号の間隔は、第2のPLL回路における間隔と0.0002nsecの差異を生じている。この状態で2,500パルス分経過すると、両回路の位相差が0.5nsec、つまり入力信号の1/2パルス幅以上に達し、誤りを生じてしまう。このようなクロックスリップを防止するためには、第2のPLL回路の応答時間を短くすることも考えられる。しかしながら、一般に同じ形式の回路ならPLL回路の応答時間と同期周波数幅にはトレードオフの関係があるため、出力信号の低周波ジッタを低減するためには、応答時間を短くすることには限界がある。   However, in the data receiving circuit, the phase difference between the clock signal extracted by the first PLL circuit and the clock signal extracted by the second PLL circuit is input due to the difference in response time of the PLL circuit. There is a drawback that a data error due to clock slip occurs when the signal has reached a half pulse width or more. For example, the response time of the first PLL circuit is 100 nsec, the response time of the second PLL circuit is 100 μsec, and a pulse signal having a pulse width of 0.9999 nsec and a pulse signal having a pulse width of 1.0001 nsec are input signals. Consider a signal sequence that appears alternately every 10,000. In this case, the first PLL circuit responds when 100 nsec elapses after the pulse width is switched from 0.9999 nsec to 1.0001 nsec, but the second PLL circuit is not responding at that time. Therefore, the interval of the clock signal extracted in the second PLL circuit is different from the interval in the second PLL circuit by 0.0002 nsec. When 2,500 pulses have elapsed in this state, the phase difference between the two circuits reaches 0.5 nsec, that is, more than ½ pulse width of the input signal, causing an error. In order to prevent such a clock slip, it is conceivable to shorten the response time of the second PLL circuit. However, in general, the same type of circuit has a trade-off relationship between the response time of the PLL circuit and the synchronization frequency width. Therefore, in order to reduce the low frequency jitter of the output signal, there is a limit to shortening the response time. is there.

そこで、本発明は、かかる課題に鑑みて為されたものであり、出力信号における低周波ジッタを低減すると同時に、クロックスリップによるデータ誤りを効果的に防止することが可能な光データリンクを提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of such problems, and provides an optical data link that can reduce low-frequency jitter in an output signal and at the same time effectively prevent data errors due to clock slip. For the purpose.

上記課題を解決するため、本発明の光データリンクは、クロック信号とデータ信号とを含む光信号を電気信号に変換し、電気信号からクロック信号を抽出し、該クロック信号を用いて電気信号からのデータ信号の再生を行う光データリンクにおいて、電気信号から第1のクロック信号を抽出する第1の位相同期ループ(PLL)回路と、第1のクロック信号に同期して電気信号から第1の出力信号を生成する第1のデータ識別回路と、第1の出力信号を第1のクロック信号に同期して保持するデータ保持部と、第1のPLL回路よりも周波数同期範囲が狭く設定されており、第1のクロック信号又は電気信号から第2のクロック信号を抽出する第2のPLL回路とを備え、第1の出力信号は、第2のクロック信号に同期してデータ保持部から読み出され、データ保持部から読み出された第1の出力信号に基づき第2のクロック信号に同期して第2の出力信号を生成する第2のデータ識別回路を更に備えることを特徴とする。
In order to solve the above problems, an optical data link of the present invention converts an optical signal including a clock signal and a data signal into an electric signal, extracts the clock signal from the electric signal, and uses the clock signal to extract the clock signal. In the optical data link for reproducing the data signal, a first phase-locked loop (PLL) circuit that extracts the first clock signal from the electrical signal, and the first from the electrical signal in synchronization with the first clock signal A first data identification circuit that generates an output signal; a data holding unit that holds the first output signal in synchronization with the first clock signal; and a frequency synchronization range that is narrower than that of the first PLL circuit. And a second PLL circuit that extracts the second clock signal from the first clock signal or the electric signal, and the first output signal is output from the data holding unit in synchronization with the second clock signal. Is Desa see, characterized in that it comprises a second data identification circuit for generating a second output signal in synchronization with the second clock signal based on the first output signal read from the data holding unit further .

この光データリンクにおいては、光信号から変換された電気信号をもとに、周波数同期範囲の広い第1のPLL回路によって第1のクロック信号が抽出された後、その電気信号、又は第1のクロック信号をもとに、周波数同期範囲の狭い第2のPLL回路によって第2のクロック信号が抽出され、第2のクロック信号に同期して電気信号からデータ信号が再生される。従って、第1のPLL回路によって周波数同期範囲が広くされると同時に、第2のPLL回路によって出力信号における低周波ジッタが低減される。さらに、データ保持部においては、第1のデータ識別回路によって第1のクロック信号に基づいて生成された第1の出力信号が、第1のクロック信号に同期して保持され、保持された第1の出力信号は、第2のクロック信号に同期して読み出される。これにより、両PLL回路の応答時間が異なることによってクロック信号の位相差が大きくなっても、前段のPLL回路からの出力信号を第2のクロック信号に同期して出力させるので、データ再生時のクロックスリップを防止することができる。また、一般にデータ保持部からの読み出しにおいては、その読み出しアドレスによって信号の遅延時間がわずかではあるが変わり、これがジッタ発生の一因になることがあるが、このような第2のデータ識別回路を備えれば、データ保持部の特性に左右されることなく、出力回路におけるジッタの発生を抑えることができる。
In this optical data link, after the first clock signal is extracted by the first PLL circuit having a wide frequency synchronization range based on the electrical signal converted from the optical signal, the electrical signal or the first Based on the clock signal, the second clock signal is extracted by the second PLL circuit having a narrow frequency synchronization range, and the data signal is reproduced from the electrical signal in synchronization with the second clock signal. Therefore, the frequency synchronization range is widened by the first PLL circuit, and at the same time, low frequency jitter in the output signal is reduced by the second PLL circuit. Further, in the data holding unit, the first output signal generated based on the first clock signal by the first data identification circuit is held in synchronization with the first clock signal and held in the first data signal. The output signal is read in synchronization with the second clock signal. As a result, even if the phase difference between the clock signals increases due to the difference in response time between the two PLL circuits, the output signal from the previous PLL circuit is output in synchronization with the second clock signal. Clock slip can be prevented. In general, in reading from the data holding unit, the delay time of the signal changes slightly depending on the read address, and this may cause the occurrence of jitter. If provided, the occurrence of jitter in the output circuit can be suppressed without being influenced by the characteristics of the data holding unit.

また、第1のPLL回路は、第2のPLL回路から基準クロック信号を受信することも好ましい。こうすれば、もし第1のPLL回路が基準クロックを必要とする方式のPLL回路であっても、第1のPLL回路における基準クロック源が不要となるので、第1のPLL回路の回路規模を小さくすることができる。   The first PLL circuit also preferably receives the reference clock signal from the second PLL circuit. In this way, even if the first PLL circuit is a PLL circuit that requires a reference clock, the reference clock source in the first PLL circuit is not required, so the circuit scale of the first PLL circuit is reduced. Can be small.

また、データ保持部は、第1の出力信号を分割して保持する複数のバッファ部と、第1の出力信号を、第1のクロック信号に同期して複数のバッファ部のうちの1つに所定の順番で入力させるデータ書込回路と、第2のクロック信号に同期して複数のバッファ部のうちの1つから所定の順番で出力させるデータ読出回路とを有することも好ましい。かかる構成とすれば、第1のデータ識別回路から出力されたデータの各データ列を、それぞれ、バッファ部に分割して入力させた後、各バッファ部から第2のクロック信号に同期して各データ列を出力させることで、第2のクロック信号に同期した出力信号を得ることができる。   The data holding unit divides and holds the first output signal and the first output signal in one of the plurality of buffer units in synchronization with the first clock signal. It is also preferable to have a data writing circuit for inputting in a predetermined order and a data reading circuit for outputting in a predetermined order from one of the plurality of buffer units in synchronization with the second clock signal. With such a configuration, after each data string of data output from the first data identification circuit is divided and input to the buffer unit, each data unit is synchronized with the second clock signal from each buffer unit. By outputting the data string, an output signal synchronized with the second clock signal can be obtained.

また、データ保持部は、第1のクロック信号を計数する第1のカウンタと、第2のクロック信号を計数する第2のカウンタと、第1のカウンタと第2のカウンタの出力の差分を出力するアドレス設定部と、第1の出力信号が入力され、第1のクロック信号に同期して該入力された第1の出力信号をシフトし、第2のクロック信号に同期してアドレス設定部により選択されたビットを出力するシフトレジスタとを有することが好ましい。   The data holding unit outputs a first counter that counts the first clock signal, a second counter that counts the second clock signal, and a difference between the outputs of the first counter and the second counter. And an address setting unit that receives the first output signal, shifts the input first output signal in synchronization with the first clock signal, and synchronizes with the second clock signal by the address setting unit. It is preferable to have a shift register that outputs the selected bit.

この場合、第1のデータ識別回路から出力された第1の出力信号の各データ列を、順次シフトレジスタに格納するとともに、第2のクロック信号に同期してシフトレジスタからデータ列を読み出すことにより出力信号を生成する。その際、読み出されるデータ列を、第1及び第2のクロック信号のカウント数の差分に応じて選択させることで、読出し時のクロックスリップの発生を防止することができる。   In this case, each data string of the first output signal output from the first data identification circuit is sequentially stored in the shift register, and the data string is read from the shift register in synchronization with the second clock signal. Generate an output signal. At this time, by selecting the data string to be read according to the difference between the count numbers of the first and second clock signals, occurrence of clock slip at the time of reading can be prevented.

また、第1のカウンタと第2のカウンタの出力の差分が所定範囲を超えた場合に警報信号を出力する監視回路を更に備えることが好ましい。このような監視回路を備えることで、データ保持部において書き込みが読み出しに追いつくような場合や、書き込み処理が読み出し処理よりも早すぎてデータが失われてしまうような場合に、事前に通知することができる。   In addition, it is preferable to further include a monitoring circuit that outputs an alarm signal when the difference between the outputs of the first counter and the second counter exceeds a predetermined range. By providing such a monitoring circuit, a notification is given in advance when the data holding unit catches up with reading or when the writing process is earlier than the reading process and data is lost. Can do.

また、第2のPLL回路は、警報信号が出力された時に第2のクロック信号の周波数を第1のクロック信号の周波数に近づけることも好ましい。こうすれば、データバッファにおけるデータの喪失、及びクロックスリップの発生を事前に防止することができる。   It is also preferable that the second PLL circuit brings the frequency of the second clock signal close to the frequency of the first clock signal when an alarm signal is output. In this way, loss of data in the data buffer and occurrence of clock slip can be prevented in advance.

また、データ保持部は、警報信号が出力された場合に、第1のクロック信号に同期して第1の出力信号を読み出すことも好ましい。この場合、データ保持部における書き込み位置と読み出し位置との位置関係が保持されるので、データバッファにおけるデータの喪失を確実に防止することが出来る。   It is also preferable that the data holding unit reads the first output signal in synchronization with the first clock signal when the alarm signal is output. In this case, since the positional relationship between the writing position and the reading position in the data holding unit is held, loss of data in the data buffer can be reliably prevented.

本発明の光データリンクによれば、出力信号における低周波ジッタを低減すると同時に、クロックスリップによるデータ誤りを効果的に防止することができる。   According to the optical data link of the present invention, low frequency jitter in the output signal can be reduced, and at the same time, data error due to clock slip can be effectively prevented.

以下、図面を参照しつつ本発明に係る光データリンクの好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of an optical data link according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態である光データリンクの構成を示す図である。同図に示す光データリンク1は、伝送線路側から入力された光信号を電気信号に変換するとともに、その電気信号からクロック信号を抽出し、抽出したクロック信号を用いて電気信号からのデータ信号の再生を行うモジュールである。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an optical data link according to the first embodiment of the present invention. The optical data link 1 shown in the figure converts an optical signal input from the transmission line side into an electrical signal, extracts a clock signal from the electrical signal, and uses the extracted clock signal to generate a data signal from the electrical signal. It is a module that performs playback.

光データリンク1は、フォトダイオード等の受光素子及び電流電圧変換回路からなり、光信号Oinをその強度に応じた電気信号Sinに変換する光受信部2と、同期再生回路3とを備えている。同期再生回路3は、クロック信号とデータ信号を含む電気信号Sinからクロック信号CLを抽出する第1の位相同期ループ(PLL)回路4と、そのクロック信号CLに同期して電気信号Sinから出力信号Sを生成する第1のデータ識別回路5と、クロック信号CLからクロック信号CLを更に抽出する第2のPLL回路6と、出力信号Sを、クロック信号CLに同期した出力信号Sとして出力するFIFOデータバッファ(データ保持部)7と、出力信号Sに基づきクロック信号CLに同期してデータ信号の再生を行う第2のデータ識別回路8と、FIFOデータバッファ7の状態を監視するアドレス監視回路9と、AND回路10とから構成されている。以下、同期再生回路3の各構成要素について詳細に説明する。 The optical data link 1 includes a light receiving element such as a photodiode and a current-voltage conversion circuit, and includes an optical receiving unit 2 that converts the optical signal O in into an electric signal S in corresponding to the intensity thereof, and a synchronous reproduction circuit 3. ing. The synchronous reproduction circuit 3 includes a first phase-locked loop (PLL) circuit 4 that extracts the clock signal CL 1 from the electric signal S in including the clock signal and the data signal, and the electric signal S in synchronization with the clock signal CL 1. a first data identification circuit 5 that generates an output signals S 1 from the in, and the second PLL circuit 6 further for extracting a clock signal CL 2 from the clock signal CL 1, the output signals S 1, the clock signal CL 2 a FIFO data buffer (data holding section) 7 for outputting as the output signal S 2 of synchronized, the second data identification circuit 8 for reproducing the data signal in synchronization with the clock signal CL 2 based on the output signal S 2, FIFO The address monitoring circuit 9 monitors the state of the data buffer 7 and an AND circuit 10. Hereinafter, each component of the synchronous reproduction circuit 3 will be described in detail.

第1及び第2のPLL回路4,6は、入力された電気信号から、電気信号に含まれるパルス信号を識別(データ再生)するタイミングを規定するクロック信号を抽出する。第1のPLL回路4は、電気信号Sinとクロック信号CLとの位相差に対応する電圧信号を生成する位相検出回路11、その電圧信号の高周波成分を除去するフィルタ回路12、及びフィルタ回路12からの電圧信号に応じて発信周波数を変化させるVCO(Voltage Controlled Oscillator)回路13等からなる(図2参照)。第2のPLL回路6の構成については後述する。 The first and second PLL circuits 4 and 6 extract a clock signal that defines the timing for identifying (reproducing data) the pulse signal included in the electric signal from the input electric signal. The first PLL circuit 4 includes a phase detection circuit 11 that generates a voltage signal corresponding to the phase difference between the electrical signal S in and the clock signal CL 1 , a filter circuit 12 that removes a high-frequency component of the voltage signal, and a filter circuit 12 includes a VCO (Voltage Controlled Oscillator) circuit 13 that changes the transmission frequency in accordance with a voltage signal from 12 (see FIG. 2). The configuration of the second PLL circuit 6 will be described later.

詳細には、第1のPLL回路4は、受光素子2から出力された電気信号Sinからクロック信号CLを抽出し、第2のPLL回路6は、クロック信号CLからクロック信号CLを更に抽出する。このとき、第1のPLL回路4は、第2のPLL回路6からクロック信号CLを受信することにより、周波数スペクトルがシャープなクロック信号CLを、クロック抽出処理のための基準クロック源として利用する。ここで、第2のPLL回路6の周波数同期範囲は、第1のPLL回路4よりも狭く設定されており、その結果、第2のPLL回路6のクロック抽出処理の応答時間は、第1のPLL回路4の応答時間よりも大きくなっている。従って、クロック信号CLに低周波ジッタが含まれている場合でも、クロック信号CLはその低周波ジッタが除去された状態で出力されることになる。 Specifically, the first PLL circuit 4 extracts the clock signal CL 1 from the electric signal S in output from the light receiving element 2, the second PLL circuit 6, a clock signal CL 2 from the clock signal CL 1 Extract further. In this case, the first PLL circuit 4 is utilized by receiving the clock signal CL 2 from the second PLL circuit 6, the frequency spectrum is a sharp clock signal CL 2, as a reference clock source for the clock extraction To do. Here, the frequency synchronization range of the second PLL circuit 6 is set narrower than that of the first PLL circuit 4, and as a result, the response time of the clock extraction processing of the second PLL circuit 6 is the first It is longer than the response time of the PLL circuit 4. Therefore, even if the clock signal CL 1 contains low frequency jitter, the clock signal CL 2 will be output in the state where the low-frequency jitter has been removed.

第1のデータ識別回路5は、クロック信号CLに基づいて電気信号Sinのデータ信号を再生することで出力信号Sを生成する。すなわち、第1のデータ識別回路5は、クロック信号CLのタイミングに合わせて、電気信号Sinのレベルと所定の閾値とを比較することによってデータビットを識別すると同時に、データビットに対応するパルス信号を再生する。第1のデータ識別回路5は、このようにして連続してデータ信号を再生することにより、クロック信号CLに同期した出力信号Sを出力する。 The first data identification circuit 5 generates the output signal S 1 by reproducing the data signal of the electric signal S in based on the clock signal CL 1 . That is, the first data identification circuit 5 identifies the data bit by comparing the level of the electric signal S in with a predetermined threshold in accordance with the timing of the clock signal CL 1 and at the same time, the pulse corresponding to the data bit. Play the signal. The first data identification circuit 5 outputs the output signal S 1 synchronized with the clock signal CL 1 by continuously reproducing the data signal in this way.

FIFOデータバッファ7は、出力信号Sを、クロック信号CLに同期して保持すると共に、保持した出力信号Sをクロック信号CLに同期して出力信号Sとして出力する。図3に示すように、FIFOデータバッファ7は、データ書込回路15とデータ保持回路16とデータ読出回路17とを備えている。データ保持回路16は、出力信号Sによって表されるデータビットを所定のビット長だけ保持するメモリ素子である。データ書込回路15は、出力信号Sを受信すると、クロック信号CLに同期して出力信号Sからデータビットを識別した後、データ保持回路16に識別したデータビットを書き込む。データ読出回路17は、データ保持回路16に書き込まれたデータビットを、先入れ先出し(FIFO)方式でクロック信号CLに同期して読み出す。このような構成により、FIFOデータバッファ7は、クロック信号CLに同期したパルス信号の連続である出力信号Sを生成する。 FIFO data buffer 7, the output signals S 1, and holds in synchronization with the clock signal CL 1, and outputs synchronization with the output signals S 1 held in the clock signal CL 2 as an output signal S 2. As shown in FIG. 3, the FIFO data buffer 7 includes a data writing circuit 15, a data holding circuit 16, and a data reading circuit 17. The data holding circuit 16 is a memory element that holds a data bit represented by the output signal S 1 by a predetermined bit length. When receiving the output signal S 1 , the data writing circuit 15 identifies the data bit from the output signal S 1 in synchronization with the clock signal CL 1 , and then writes the identified data bit in the data holding circuit 16. Data read circuit 17, the data bits written to the data holding circuit 16, read out in synchronism with the clock signal CL 2 in a first-in first-out (FIFO) method. With such a configuration, the FIFO data buffer 7 generates an output signal S 2 that is a continuation of a pulse signal synchronized with the clock signal CL 2 .

図4は、上記のFIFOデータバッファ7の構成をより詳細に示す図である。同図に示すように、データ書込回路15及びデータ読出回路17は、それぞれ、入力側スイッチ部18及び出力側スイッチ部20によって構成されており、データ保持回路16は、複数の1ビットバッファ部19によって構成されている。   FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the FIFO data buffer 7 in more detail. As shown in the figure, the data writing circuit 15 and the data reading circuit 17 are each composed of an input side switch unit 18 and an output side switch unit 20, and the data holding circuit 16 includes a plurality of 1-bit buffer units. 19.

入力側スイッチ部18は、出力信号Sが入力される入力端子21と、1ビットバッファ部19と1対1で接続される複数の出力端子22とを有している。入力側スイッチ部18は、クロック信号CLを常時受信すると共に、クロック信号CLのタイミングに同期して入力端子21と出力端子22との間の接続を切り替えることにより、複数の1ビットバッファ部19のうちの1つに予め定められた順番で出力信号Sを入力させる。出力信号Sを入力させる順番は適宜設定されるが、例えば、図4に示す1ビットバッファ部19に対して上から順番に入力されるように設定される。 Input switch unit 18 has an input terminal 21 to the output signal S 1 is input, and a plurality of output terminals 22 connected in 1-bit buffer 19 and the one-to-one. Input switch unit 18 is configured to receive at all times a clock signal CL 1, by in synchronism with timing of the clock signal CL 1 switches the connection between the input terminal 21 and output terminal 22, a plurality of 1-bit buffer The output signal S 1 is input to one of 19 in a predetermined order. The order for inputting the output signals S 1 is appropriately set, for example, it is set as input in order from above for 1-bit buffer section 19 shown in FIG.

出力側スイッチ部20は、1ビットバッファ部19に1対1で接続される複数の入力端子23と、出力信号Sが出力される出力端子24とを有している。出力側スイッチ部20は、クロック信号CLを常時受信すると共に、クロック信号CLに同期して入力端子23と出力端子24との間の接続を切り替えることにより、複数の1ビットバッファ部19のうちの1つから、入力側スイッチ部18による入力順に従って順次データを読み出す。 The output-side switch unit 20 includes a plurality of input terminals 23 connected to the 1-bit buffer 19 in a one-to-one, and an output terminal 24 to the output signal S 2 is outputted. The output-side switch unit 20 is configured to receive at all times a clock signal CL 2, by switching the connection between the input terminal 23 and output terminal 24 in synchronization with the clock signal CL 2, a plurality of 1-bit buffer 19 Data is sequentially read from one of them in accordance with the input order by the input side switch unit 18.

1ビットバッファ部19は、図5に示すように、第1のDフリップフロップ(DFF)回路27と、第1のDFF回路27に直列に接続された第2のDFF回路28とを有している。第1のDFF回路27には、入力側スイッチ部18から出力信号Sが入力されると同時にクロック信号CLが引き込まれ、第2のDFF回路28には、クロック信号CLが引き込まれると同時に出力側スイッチ部20に接続されている。この第1のDFF回路27においては、出力信号Sが“D入力”として、クロック信号CLが“CLOCK入力”として与えられ、“Q出力”が第2のDFF回路28に送り出されている。また、第2のDFF回路28においては、第1のDFF回路27の出力が“D入力”として、クロック信号CLが“CLOCK入力”として与えられ、“Q出力”が出力側スイッチ部20に送り出されている。 As shown in FIG. 5, the 1-bit buffer unit 19 includes a first D flip-flop (DFF) circuit 27 and a second DFF circuit 28 connected in series to the first DFF circuit 27. Yes. When the output signal S 1 is input to the first DFF circuit 27 from the input side switch unit 18, the clock signal CL 1 is simultaneously pulled in, and when the clock signal CL 2 is pulled into the second DFF circuit 28. At the same time, the output side switch unit 20 is connected. In the first DFF circuit 27, the output signal S 1 is given as “D input”, the clock signal CL 1 is given as “CLOCK input”, and “Q output” is sent to the second DFF circuit 28. . In the second DFF circuit 28, the output of the first DFF circuit 27 is given as “D input”, the clock signal CL 2 is given as “CLOCK input”, and “Q output” is given to the output side switch unit 20. It has been sent out.

このような構成により、1ビットバッファ部19は、クロック信号CLの発生するタイミングで入力信号Sにおけるデータビットを1ビットずつ分割して保持すると共に、クロック信号CLの発生するタイミングで保持しているデータビットをパルス信号として出力する。さらに、入力側スイッチ部18と出力側スイッチ部20と1ビットバッファ部19との協働により、それぞれの1ビットバッファ部19に1ビットずつ分割して保持されたデータビットが、クロック信号CLに同期した出力信号Sに合成される。このとき、複数の1ビットバッファ部19に保持されたデータビットは、出力側スイッチ部20により、入力側スイッチ部18からの入力順に合成される。 With this configuration, 1 bit buffer unit 19 holds by dividing one bit of data bits in the input signals S 1 at generation timing of the clock signal CL 1, holding at the timing of generation of the clock signal CL 2 Output data bits as pulse signals. Further, by the cooperation of the input-side switch unit 18, the output-side switch unit 20, and the 1-bit buffer unit 19, the data bits divided and held in each 1-bit buffer unit 19 are stored in the clock signal CL 2. It is combined into an output signal S 2 synchronized with. At this time, the data bits held in the plurality of 1-bit buffer units 19 are synthesized by the output side switch unit 20 in the order of input from the input side switch unit 18.

図1に戻って、第2のデータ識別回路8は、クロック信号CLに同期して出力信号Sのデータ信号を再生することで出力信号(第2の出力信号)Soutを生成する。すなわち、第2のデータ識別回路8は、クロック信号CLのタイミングに合わせて、出力信号Sのレベルと所定の閾値とを比較することによってデータビットを識別すると同時に、データビットに対応するパルス信号を再生する。なお、FIFOデータバッファ7からの出力信号Sにおける低周波ジッタが十分小さく、出力信号Sのレベルが十分大きい場合には、出力信号Sを光データリンク1の最終的な出力信号として利用できるため、第2のデータ識別回路8は無くてもよい。 Returning to FIG. 1, the second data identification circuit 8 generates the output signal (second output signal) S out by reproducing the data signal of the output signal S 2 in synchronization with the clock signal CL 2 . That is, the second data identification circuit 8, in accordance with the timing of the clock signal CL 2, and at the same time identify the data bit by comparing the level of the output signal S 2 with a predetermined threshold value, corresponding to the data bit pulse Play the signal. When the low frequency jitter in the output signal S 2 from the FIFO data buffer 7 is sufficiently small and the level of the output signal S 2 is sufficiently large, the output signal S 2 is used as the final output signal of the optical data link 1. Therefore, the second data identification circuit 8 may be omitted.

アドレス監視回路9は、データ保持回路16の書き込み先アドレス及び読み出し先アドレスをモニタすると共に、両アドレスの位置のずれが所定範囲を超えた場合に外部に警報信号を出力する。例えば、データ保持回路16がN(Nは2以上の整数)個の1ビットバッファ部19を備えており、それぞれの1ビットバッファ部19にアドレスとしてK,K,・・・,K(K,K,・・・,Kは、K<K<・・・<Kを満たす整数とする)が付与されているとする。また、入力側スイッチ部18は、アドレスの降順あるいは昇順で、1ビットバッファ部19に出力信号Sを入力させるものとする。この場合、アドレス監視回路9は、現在の入力側スイッチ部18における書き込み先のアドレスKと、現在の出力側スイッチ部20における読み出し先アドレスKをモニタする。そして、アドレス監視回路9は、書き込み先アドレスKと読み出し先アドレスKとの位置のずれを両アドレスの差を取ることにより算出し、算出した位置のずれが予め設定された値を超えた場合には、警報信号ALMをオン状態で外部に出力する。 The address monitoring circuit 9 monitors the write destination address and the read destination address of the data holding circuit 16, and outputs an alarm signal to the outside when the positional deviation between both addresses exceeds a predetermined range. For example, the data holding circuit 16 includes N (N is an integer of 2 or more) 1-bit buffer units 19, and K 1 , K 2 ,. (K 1 , K 2 ,..., K N are assumed to be integers satisfying K 1 <K 2 <... <K N ). The input-side switch 18, in descending or ascending order of address, it is assumed to input the output signals S 1 to 1 bit buffer unit 19. In this case, the address monitoring circuit 9 monitors a write destination address K W at the current input switching unit 18, the read address K R in the current output-side switching unit 20. The address monitoring circuit 9, the deviation of the position of the write destination address K W and the read address K R is calculated by taking the difference between the two addresses, the deviation of the calculated position exceeds a preset value In this case, the alarm signal ALM is output to the outside in the ON state.

AND回路10は、アドレス監視回路9から出力された警報信号ALMを受信するとともに、外部から許可信号Uinを受信する。この許可信号Uinは外部の入力装置等からユーザにより入力されるものであり、電圧レベルによりオン状態とオフ状態とを識別可能な信号である。さらに、AND回路10は、警報信号ALMの状態と許可信号Uinの状態とを識別した後、それらの状態のAND演算を行い、演算結果を自動補正信号Sとして第2のPLL回路6に送出する。例えば、警報信号ALMが“オン”、許可信号Uinが“オン”の場合は、“オン”状態の自動補正信号Sが送出される。 AND circuit 10 receives the alarm signal ALM output from the address monitoring circuit 9, receives the permission signal U in from the outside. The permission signal U in is input by a user from an external input device or the like, and is a signal that can distinguish between an on state and an off state based on a voltage level. Further, AND circuit 10, after identifying the state of the alarm signal ALM and state of enabling signal U in, performs an AND operation on their state, to the second PLL circuit 6 an operation result as an automatic correction signal S a Send it out. For example, the alarm signal ALM is "on", permission signal U in the case of "on", "on" automatic correction signal S a state is sent.

第2のPLL回路6は、図6に示すように、第1のPLL回路4と同様な構成要素である位相検出回路31、フィルタ回路32、及びVCO回路33と共に、周波数検出回路34、電圧変換器35、及びスイッチ36を更に備える。周波数検出回路34は、第1のPLL回路4からクロック信号CLを受信すると共に、VCO回路33からクロック信号CLを受信する。そして、周波数検出回路34は、クロック信号CLとクロック信号CLとの周波数差に応じたレベルの電圧信号を出力する。電圧変換器35は、周波数検出回路34から出力された電圧信号のレベルをk倍に変換する。また、電圧変換器35は、周波数検出回路34から出力された電圧信号にオフセット電圧を付加するものであってもよい。このようにして電圧変換器35から出力された電圧信号は、スイッチ36を介して、フィルタ回路32から出力された電圧信号に付加されることにより、発振周波数の制御用の電圧信号としてVCO回路33に入力される。この場合、スイッチ36は、AND回路10からの自動補正信号Sが“オン”状態の場合に、電圧変換器35からの信号をVCO回路33に送出する。以上のような第2のPLL回路6の構成により、自動補正信号Sが“オン”状態の場合は、VCO回路33の発振周波数であるクロック信号CLの周波数が、クロック信号CLの周波数に近づくように制御される。ここで、周波数検出回路34の出力はある特定の電圧を中心にして上下両方が出力可能である。第1のPLL回路4と第2のPLL回路6に周波数差がない場合には、周波数検出回路34は、この特定の電圧を出力し、周波数差の正負に応じてこの特定の電圧より高い電圧又は低い電圧を出力する。 As shown in FIG. 6, the second PLL circuit 6 includes a frequency detection circuit 34, a voltage conversion circuit, a phase detection circuit 31, a filter circuit 32, and a VCO circuit 33, which are the same components as the first PLL circuit 4. A device 35 and a switch 36 are further provided. The frequency detection circuit 34 receives the clock signal CL 1 from the first PLL circuit 4 and also receives the clock signal CL 2 from the VCO circuit 33. The frequency detection circuit 34 outputs the level of the voltage signal corresponding to the frequency difference between the clock signal CL 1 and the clock signal CL 2. The voltage converter 35 converts the level of the voltage signal output from the frequency detection circuit 34 to k times. The voltage converter 35 may add an offset voltage to the voltage signal output from the frequency detection circuit 34. The voltage signal output from the voltage converter 35 in this way is added to the voltage signal output from the filter circuit 32 via the switch 36, whereby the VCO circuit 33 is used as a voltage signal for controlling the oscillation frequency. Is input. In this case, the switch 36, when the automatic correction signal S a from the AND circuit 10 is "ON" state, and transmits signals from the voltage converter 35 to the VCO circuit 33. With the configuration of the second PLL circuit 6 as described above, when the automatic correction signal Sa is in the “on” state, the frequency of the clock signal CL 2 that is the oscillation frequency of the VCO circuit 33 is the frequency of the clock signal CL 1 . It is controlled to approach. Here, the output of the frequency detection circuit 34 can be output both at the top and bottom with a specific voltage as the center. When there is no frequency difference between the first PLL circuit 4 and the second PLL circuit 6, the frequency detection circuit 34 outputs this specific voltage, and a voltage higher than this specific voltage according to the sign of the frequency difference. Alternatively, a low voltage is output.

なお、第2のPLL回路6は周波数検出回路34を備えているが、この周波数検出回路34と同等な機能が第1のPLL回路4に備えられている場合には、第2のPLL回路6における周波数検出回路34は不要である。   The second PLL circuit 6 includes the frequency detection circuit 34. However, when the first PLL circuit 4 includes a function equivalent to the frequency detection circuit 34, the second PLL circuit 6 is provided. The frequency detection circuit 34 in FIG.

以上説明した光データリンク1の作用効果について説明する。   The operational effects of the optical data link 1 described above will be described.

光データリンク1においては、光信号Oinから変換された電気信号Sinをもとに、周波数同期範囲の広い第1のPLL回路4によって第1のクロック信号CLが抽出された後、第1のクロック信号CLをもとに、周波数同期範囲の狭い第2のPLL回路6によって第2のクロック信号CLが抽出され、クロック信号CLに同期して電気信号Sinからデータ信号Soutが再生される。従って、第1のPLL回路4によって周波数同期範囲が広くされると同時に、第2のPLL回路6によって出力信号Soutにおける低周波ジッタが低減される。さらに、データ書込回路15においては、第1のデータ識別回路5によってクロック信号CLに基づいて生成された第1の出力信号Sが、データ保持回路16に第1のクロック信号CLに同期して書き込まれるとともに、データ読出回路17においては、データ保持回路16のデータが、第2のクロック信号CLに同期して読み出される。具体的には、FIFOデータバッファ7では、第1のデータ識別回路5から出力された出力信号Sの各データ列を、それぞれ、1ビットバッファ部19に分割して入力させた後、各1ビットバッファ部19からクロック信号CLに同期して各データ列を出力させる。これにより、両PLL回路4,6の応答時間が異なることによってクロック信号CL,CLの位相差が大きくなっても、前段のPLL回路4からの出力信号を、FIFOデータバッファ7において第2のクロック信号CLに同期して出力させので、データ再生時のクロックスリップを防止することができる。 In the optical data link 1, based on the converted electric signal S in the optical signal O in, after the first clock signal CL 1 is extracted by the wide first PLL circuit 4 frequency synchronization range, the The second clock signal CL 2 is extracted by the second PLL circuit 6 having a narrow frequency synchronization range based on the one clock signal CL 1 , and the data signal S in the electric signal S in is synchronized with the clock signal CL 2. out is played back. Therefore, at the same time frequency synchronization range is wider by a first PLL circuit 4, the low-frequency jitter can be reduced in the output signal S out by the second PLL circuit 6. Further, in the data writing circuit 15, the first output signal S 1 generated based on the clock signal CL 1 by the first data identification circuit 5 is sent to the data holding circuit 16 as the first clock signal CL 1 . The data is written in synchronism, and the data read circuit 17 reads the data in the data holding circuit 16 in synchronism with the second clock signal CL2. Specifically, in the FIFO data buffer 7, each data string of the output signal S 1 output from the first data identification circuit 5 is divided and input to the 1-bit buffer unit 19. to output the respective data strings in synchronization with the bit buffer 19 to the clock signal CL 2. As a result, even if the phase difference between the clock signals CL 1 and CL 2 is increased due to the response times of the PLL circuits 4 and 6 being different, the output signal from the PLL circuit 4 in the previous stage is output to the second in the FIFO data buffer 7. of than is output in synchronization with the clock signal CL 2, it is possible to prevent the clock slips of data reproduction.

また、一般に、データ保持回路16からの読み出しにおいては、その読み出しアドレスによって信号の遅延時間がわずかではあるが変わり、これがジッタ発生の一因になることがあるが、光データリンク1は、第2のデータ識別回路8を備えているので、FIFOデータバッファ7におけるデータ保持回路16の特性に左右されることなく、出力信号Soutにおけるジッタの発生を抑えることができる。 In general, in reading from the data holding circuit 16, the signal delay time slightly changes depending on the read address, and this may cause the occurrence of jitter. Therefore, the occurrence of jitter in the output signal S out can be suppressed without being influenced by the characteristics of the data holding circuit 16 in the FIFO data buffer 7.

また、光データリンク1は、アドレス監視回路9を備えることで、データ保持回路16において書き込み先アドレスが読み出し先アドレスに追いつくような場合や、書き込み処理が読み出し処理よりも早すぎてデータが失われてしまうような場合に、ユーザに事前に通知することができる。さらに、第2のPLL回路6は、アドレス監視回路9から警報信号が出力された場合に、第2のクロック信号CLの周波数を第1のクロック信号CLの周波数に近づけるように動作するので、FIFOデータバッファ7におけるデータの喪失、及びデータ再生時のクロックスリップの発生を事前に防止することができる。 Further, the optical data link 1 includes the address monitoring circuit 9 so that the data holding circuit 16 can catch up with the read destination address or the write process is earlier than the read process and data is lost. In such a case, the user can be notified in advance. Further, the second PLL circuit 6, when the alarm signal from the address monitoring circuit 9 is outputted, since the operation of the second frequency of the clock signal CL 2 so as to approach to the first frequency of the clock signal CL 1 The loss of data in the FIFO data buffer 7 and the occurrence of clock slip during data reproduction can be prevented in advance.

[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について説明する。図7は、本発明の第2実施形態である光データリンク51の構成を示す図である。本実施形態にかかる光データリンク51では、FIFOデータバッファの構成が第1実施形態のものと異なる。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is a diagram showing a configuration of an optical data link 51 according to the second embodiment of the present invention. In the optical data link 51 according to the present embodiment, the configuration of the FIFO data buffer is different from that of the first embodiment.

図8には、図7のFIFOデータバッファ57の構成を詳細に示す。同図に示すように、FIFOデータバッファ57は、出力信号Sにおけるデータ列を保持するレジスタ部61aと、レジスタ部61aにおいて保持されたデータ列をシフトさせるシフトレジスタ制御回路61bとから構成されるシフトレジスタ61と、シフトレジスタ61において保持されたデータ列を選択的に出力させるスイッチ部63と、スイッチ部63におけるデータ列の出力を制御する出力制御部64とから成る。 FIG. 8 shows the configuration of the FIFO data buffer 57 of FIG. 7 in detail. As shown in the drawing, FIFO data buffer 57 is composed of a register unit 61a for holding a data string in the output signal S 1, the shift register control circuit 61b for shifting the data string is held in the register unit 61a The shift register 61 includes a switch unit 63 that selectively outputs a data string held in the shift register 61, and an output control unit 64 that controls the output of the data string in the switch unit 63.

レジスタ部61aは、1ビット分のデータを記憶するメモリ部68が複数列配列されて成るものであり、出力信号Sによって表されるデータ列を1ビットずつ記憶するためのものである。シフトレジスタ制御回路61bは、クロック信号CLを受信すると共に、クロック信号CLのタイミングに合わせて出力信号Sのデータビットを識別した後、そのデータビットを、レジスタ部61aの最上位(図8の左側端部)の入力側のメモリ部68に書き込むように制御する。このとき、シフトレジスタ制御回路61bは、レジスタ部61aの全てのメモリ部68に保持されているそれぞれのデータ列を、隣接するメモリ部68に向けて入力方向にシフトさせる。この場合、シフトレジスタ制御回路61bは、出力信号Sのデータビットをレジスタ部61aの最下位に書き込むようにしてもよい。 Register unit 61a, which memory unit 68 for storing data of one bit is formed by a plurality of rows arranged, it is for storing a data sequence represented by the output signals S 1 by one bit. Shift register control circuit 61b is configured to receive the clock signal CL 1, after identifying the data bits of the output signals S 1 in accordance with the timing of the clock signal CL 1, the data bits, the most significant (Figure of the register unit 61a 8 is controlled so as to be written in the memory unit 68 on the input side. At this time, the shift register control circuit 61 b shifts the respective data strings held in all the memory units 68 of the register unit 61 a toward the adjacent memory units 68 in the input direction. In this case, the shift register control circuit 61b is a data bit of the output signals S 1 may be written into the least significant register unit 61a.

スイッチ部63は、レジスタ部61aのそれぞれのメモリ部68と接続された複数の入力端子69と出力信号Sを出力する出力端子70とを備えており、出力制御部64の制御により、クロック信号CLに同期して入力端子69と出力端子70との接続を1対1で切り替える。このようにして、スイッチ部63は、レジスタ部61aのデータ列のうちの特定の列を選択的に出力する。 Switch unit 63 has an output terminal 70 for outputting a plurality of input terminals 69 which are connected to each of the memory unit 68 of the register unit 61a output signal S 2, the control of the output control section 64, a clock signal in synchronization with the CL 2 switches connection between the input terminal 69 and output terminal 70 in a one-to-one. In this way, the switch unit 63 selectively outputs a specific column in the data column of the register unit 61a.

出力制御部64は、2つのクロックカウンタ65,66とアドレス設定部67とから構成されている。クロックカウンタ65は、クロック信号CLを受信して、所定時期から現在までのクロック信号CLのカウント数Ctを計数する。また、クロックカウンタ66は、クロック信号CLを受信して、クロックカウンタ65と同一時期から現在までのクロック信号CLのカウント数Ctを計数する。 The output control unit 64 includes two clock counters 65 and 66 and an address setting unit 67. The clock counter 65 receives the clock signal CL 1, counts the count Ct 1 of the clock signal CL 1 to the current from a predetermined timing. The clock counter 66 receives a clock signal CL 2, counts the count Ct 2 clock signal CL 2 to the current from the one time with the clock counter 65.

アドレス設定部67は、クロック信号CLに同期して、クロックカウンタ65から出力されたカウント数Ctとクロックカウンタ66から出力されたカウント数Ctとの差分を算出してスイッチ部63に出力する。その結果、アドレス設定部67は、算出した差分に応じて出力端子70と接続される入力端子69を切り替えるように制御する。これにより、レジスタ部61aから読み出されるデータ列を上位列又は下位列に向けて移動させる。より具体的には、アドレス設定部67は、カウント数Ctがカウント数Ctよりも大きくてデータ列の書き込み速度を読み出し速度よりも速くする必要がある場合には、スイッチ部63の接続を、シフトレジスタ61の読み出し方向(図8の右方向)に移動させる。一方、カウント数Ctがカウント数Ctよりも小さくてデータ列の書き込み速度を読み出し速度よりも遅くする必要がある場合には、スイッチ部63の接続を、シフトレジスタ61の読み出し方向と逆方向(図8の左方向)に移動させる。このとき、アドレス設定部67は、カウント数Ctとカウント数Ctとの差分の絶対値の大小に応じて、入力端子69の接続位置のデフォルト位置からの移動量を増減する。 The address setting unit 67 calculates a difference between the count number Ct 1 output from the clock counter 65 and the count number Ct 2 output from the clock counter 66 in synchronization with the clock signal CL 2 and outputs the difference to the switch unit 63. To do. As a result, the address setting unit 67 performs control so as to switch the input terminal 69 connected to the output terminal 70 according to the calculated difference. As a result, the data string read from the register unit 61a is moved toward the upper column or the lower column. More specifically, the address setting unit 67 connects the switch unit 63 when the count number Ct 1 is larger than the count number Ct 2 and the data string writing speed needs to be higher than the reading speed. Then, the shift register 61 is moved in the reading direction (right direction in FIG. 8). On the other hand, when the count number Ct 1 is smaller than the count number Ct 2 and it is necessary to make the data string writing speed slower than the reading speed, the connection of the switch unit 63 is reverse to the reading direction of the shift register 61. (Move leftward in FIG. 8). At this time, the address setting unit 67 increases or decreases the amount of movement from the default position of the connection position of the input terminal 69 according to the absolute value of the difference between the count number Ct 1 and the count number Ct 2 .

アドレス監視回路59は、アドレス設定部67におけるカウント数Ctとカウント数Ctとの差分をモニタし、差分が所定範囲を超えた場合に外部に警報信号ALMを出力する。 The address monitoring circuit 59 monitors the difference between the count number Ct 1 and the count number Ct 2 in the address setting unit 67 and outputs an alarm signal ALM to the outside when the difference exceeds a predetermined range.

以上説明した光データリンク51によれば、第1のデータ識別回路5から出力された出力信号Sにおける各データ列を、順次シフトレジスタ61に格納するとともに、クロック信号CLに同期してシフトレジスタ61からデータ列を読み出すことにより出力信号Sを生成する。その際、シフトレジスタ61において読み出されるデータ列を、第1及び第2のクロック信号CL,CLのカウント数Ct,Ctの差分に応じて選択させることで、読出し時のクロックスリップの発生を防止することができる。 According to the optical data link 51 described above, each data string in the output signal S 1 outputted from the first data identification circuit 5, in synchronism with sequentially stored in the shift register 61, the clock signal CL 2 shift It generates an output signal S 2 by reading the data string from the register 61. At this time, the data sequence read by the shift register 61 is selected in accordance with the difference between the count numbers Ct 1 and Ct 2 of the first and second clock signals CL 1 and CL 2 , thereby reducing the clock slip at the time of reading. Occurrence can be prevented.

以下、このような光データリンク51におけるクロックスリップ防止の効果をより具体的に説明する。FIFOデータバッファ57におけるシフトレジスタ61のデータ容量をNビット、出力信号Sにおけるデータ間隔をTとした場合は、理論的には、低周波ジッタの累積、すなわち、クロック信号CLとクロック信号CLとの位相差がMT/2より小さければ、クロックスリップの発生を防止することができる。これに対して、FIFOデータバッファ57を備えない従来の光データリンクでは、低周波ジッタの累積がT/2を超えるとクロックスリップが発生してしまう。このことから、光データリンク51は、FIFOデータバッファ57を備えない光データリンクに比較して、同じ振幅の1/M倍の周波数の低周波ジッタの影響にも耐えられるということになる。 Hereinafter, the effect of preventing clock slip in the optical data link 51 will be described more specifically. When the data capacity of the shift register 61 in the FIFO data buffer 57 is N bits and the data interval in the output signal S 1 is T 0 , theoretically, the accumulation of low frequency jitter, that is, the clock signal CL 1 and the clock signal if the phase difference between CL 2 is smaller than MT 0/2, it is possible to prevent the occurrence of clock slips. In contrast, in the conventional optical data link without a FIFO data buffer 57, clock slip when accumulation of low-frequency jitter is greater than T 0/2 occurs. This means that the optical data link 51 can withstand the influence of low-frequency jitter having a frequency 1 / M times the same amplitude as an optical data link that does not include the FIFO data buffer 57.

現実には、光データリンク51で処理される電気信号の立ち上がり時間や立ち下がり時間は0ではなく、データ識別回路5,8等に内蔵されるDフリップフロップのセトリングタイムも0ではない。そのため、FIFOデータバッファ57を備えない光データリンクで、T/2−T(Tは、0<T<T/2である正数)までの大きさの低周波ジッタに耐えられるとすると、光データリンク51では、MT/2−Tまでの大きさの低周波ジッタに耐えられることになる。その結果、現実には、光データリンク51は、FIFOデータバッファ57を備えない光データリンクに比較して、同じ振幅の1/M倍以下の周波数の低周波ジッタの影響にも耐えることができる。 Actually, the rise time and fall time of the electrical signal processed by the optical data link 51 are not zero, and the settling time of the D flip-flop built in the data identification circuits 5 and 8 is not zero. Therefore, in the optical data link without a FIFO data buffer 57, T 0/2-T a (T a is, 0 <T a <T 0 /2 a is a positive number) withstand the low frequency jitter to size When used, the optical data link 51, so that the withstand low frequency jitter magnitude of up to MT 0/2-T a. As a result, in reality, the optical data link 51 can withstand the influence of low-frequency jitter having a frequency equal to or less than 1 / M times the same amplitude as an optical data link that does not include the FIFO data buffer 57. .

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。例えば、第2のPLL回路6には第1のPLL回路4によって生成されたクロック信号CLが入力されているが、第2のPLL回路6に入力するのは、電気信号Sinであってもよい。ただし、クロック信号CLは、電気信号Sinよりも狭帯域であるため、クロック信号CLを利用してクロック抽出を行うほうがより効率的である。また、入力信号Sinのデータにおいて0又は1が継続するような場合は、クロック信号CLを利用してクロック抽出を行うほうが、第2のPLL回路6が安定して動作できるので有利である。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above. For example, the clock signal CL 1 generated by the first PLL circuit 4 is input to the second PLL circuit 6, but the electric signal S in is input to the second PLL circuit 6. Also good. However, the clock signal CL 1 are the narrowband than the electrical signal S in, better to perform clock extraction using the clock signal CL 1 is more efficient. In addition, when 0 or 1 continues in the data of the input signal S in , it is advantageous to perform clock extraction using the clock signal CL 1 because the second PLL circuit 6 can operate stably. .

また、光データリンク1,51は、アドレス監視回路9,59から警報信号ALMが出力された場合に、FIFOデータバッファ7,57からクロック信号CLに同期してデータ列を読み出すように動作してもよい。 The optical data links 1 and 51 operate so as to read out the data string from the FIFO data buffers 7 and 57 in synchronization with the clock signal CL 1 when the alarm signal ALM is output from the address monitoring circuits 9 and 59. May be.

図9は、警報信号ALMの出力時に、FIFOデータバッファ57の読み出し動作をクロック信号CLに基づいて行うようにした場合の光データリンク81の構成を示す図である。第2のPLL回路86は、第1のPLL回路4と同様に、位相検出回路、フィルタ回路、及びVCO回路から構成されている。また、第2のPLL回路86から出力されたクロック信号CLは、スイッチ部87を介して、FIFOデータバッファ57のデータ読出回路17(図3参照)に送出される。スイッチ部87は、アドレス監視回路59から警報信号ALMを受信すると共に、警報信号ALMの状態に応じて第1のPLL回路4からのクロック信号CLと第2のPLL回路86からのクロック信号CLとを選択的にデータ読出回路17に送出する。すなわち、スイッチ部87は、警報信号ALMが“オン”状態の場合は、クロック信号CLをデータ読出回路17に送出し、警報信号ALMが“オフ”状態の場合は、クロック信号CLをデータ読出回路17に送出する。また、FIFOデータバッファ57のアドレス設定部67は、警報信号ALMが“オン”状態から“オフ”状態に遷移したときの読み出しアドレスを、直前に警報信号ALMが“オン”状態に遷移した時の読み出しアドレスからデフォルト位置に近いアドレスに変更するようにすると、データ読み出しが安定に行われるのでより好適である。 9, when the output of the alarm signal ALM, is a diagram illustrating a configuration of an optical data link 81 in the case of a read operation of the FIFO data buffer 57 to perform on the basis of the clock signal CL 1. Similar to the first PLL circuit 4, the second PLL circuit 86 includes a phase detection circuit, a filter circuit, and a VCO circuit. The clock signal CL 2 output from the second PLL circuit 86 is sent to the data reading circuit 17 (see FIG. 3) of the FIFO data buffer 57 via the switch unit 87. Switch unit 87 is configured to receive an alarm signal ALM from the address monitoring circuit 59, the clock signal CL from the clock signal CL 1 and the second PLL circuit 86 from the first PLL circuit 4 according to the state of the alarm signal ALM 2 is selectively sent to the data reading circuit 17. That is, the switch unit 87, if the alarm signal ALM is "ON" state, and sends the clock signal CL 1 to the data read circuit 17, when the alarm signal ALM is "off" state, the data clock signal CL 2 The data is sent to the reading circuit 17. The address setting unit 67 of the FIFO data buffer 57 uses the read address when the alarm signal ALM transits from the “on” state to the “off” state, and the address when the alarm signal ALM transits to the “on” state immediately before. If the read address is changed to an address close to the default position, it is more preferable because data reading is performed stably.

これにより、データ読出回路17は、警報信号ALMが“オン”状態の場合には、データ保持回路16からクロック信号CLに同期してデータを読み出すように動作する。その結果、データ保持回路16における書き込み先アドレスと読み出し先アドレスとの位置関係が保持されるので、FIFOデータバッファ7におけるデータの喪失を確実に防止することができる。 Thus, data read circuit 17, when the alarm signal ALM is "ON" state, operates to synchronously from the data holding circuit 16 with the clock signal CL 1 reads data. As a result, the positional relationship between the write destination address and the read destination address in the data holding circuit 16 is held, so that loss of data in the FIFO data buffer 7 can be reliably prevented.

本発明の第1実施形態である光データリンクの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the optical data link which is 1st Embodiment of this invention. 図1の第1のPLL回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the 1st PLL circuit of FIG. 図1のFIFOデータバッファの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the FIFO data buffer of FIG. 図3のFIFOデータバッファの構成をさらに詳細に示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the FIFO data buffer of FIG. 3 in more detail. 図4の1ビットバッファ部の構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of a 1-bit buffer unit in FIG. 4. 図1の第2のPLL回路の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a second PLL circuit in FIG. 1. 本発明の第2実施形態である光データリンクの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the optical data link which is 2nd Embodiment of this invention. 図7のFIFOデータバッファの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the FIFO data buffer of FIG. 本発明の変形例である光データリンクの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the optical data link which is a modification of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1,51,81…光データリンク、2…受光素子、3…同期再生回路、4…第1のPLL回路、5…第1のデータ識別回路、6,86…第2のPLL回路、7,57…FIFOデータバッファ(データ保持部)、8…第2のデータ識別回路、9,59…アドレス監視回路、15…データ書込回路、16…データ保持回路、17…データ読出回路、18…入力側スイッチ部(データ書込回路)、19…1ビットバッファ部、20…出力側スイッチ部(データ読出回路)、61…シフトレジスタ、65…クロックカウンタ(第1のカウンタ),66…クロックカウンタ(第2のカウンタ)、67…アドレス設定部、ALM…警報信号、CL…第1のクロック信号、CL…第2のクロック信号、Oin…光信号、Sin…電気信号、S…第1の出力信号、Sout…第2の出力信号。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,51,81 ... Optical data link, 2 ... Light receiving element, 3 ... Synchronous reproduction circuit, 4 ... 1st PLL circuit, 5 ... 1st data identification circuit, 6,86 ... 2nd PLL circuit, 7, 57 ... FIFO data buffer (data holding unit), 8 ... second data identification circuit, 9, 59 ... address monitoring circuit, 15 ... data writing circuit, 16 ... data holding circuit, 17 ... data reading circuit, 18 ... input Side switch section (data writing circuit), 19... 1-bit buffer section, 20... Output side switch section (data reading circuit), 61... Shift register, 65 ... clock counter (first counter), 66. (Second counter), 67 ... address setting unit, ALM ... alarm signal, CL 1 ... first clock signal, CL 2 ... second clock signal, O in ... optical signal, S in ... electrical signal, S 1 ... first output signal, S out ... second output signal.

Claims (7)

クロック信号とデータ信号とを含む光信号を電気信号に変換し、前記電気信号から前記クロック信号を抽出し、該クロック信号を用いて前記電気信号からの前記データ信号の再生を行う光データリンクにおいて、
前記電気信号から第1のクロック信号を抽出する第1の位相同期ループ(PLL)回路と、
前記第1のクロック信号に同期して前記電気信号から第1の出力信号を生成する第1のデータ識別回路と、
前記第1の出力信号を前記第1のクロック信号に同期して保持するデータ保持部と、
前記第1のPLL回路よりも周波数同期範囲が狭く設定されており、前記第1のクロック信号又は前記電気信号から第2のクロック信号を抽出する第2のPLL回路とを備え、
前記第1の出力信号は、前記第2のクロック信号に同期して前記データ保持部から読み出され
前記データ保持部から読み出された前記第1の出力信号に基づき前記第2のクロック信号に同期して第2の出力信号を生成する第2のデータ識別回路を更に備える、
ことを特徴とする光データリンク。
In an optical data link that converts an optical signal including a clock signal and a data signal into an electrical signal, extracts the clock signal from the electrical signal, and regenerates the data signal from the electrical signal using the clock signal ,
A first phase-locked loop (PLL) circuit that extracts a first clock signal from the electrical signal;
A first data identification circuit for generating a first output signal from the electrical signal in synchronization with the first clock signal;
A data holding unit for holding the first output signal in synchronization with the first clock signal;
A frequency synchronization range set to be narrower than that of the first PLL circuit, and a second PLL circuit that extracts a second clock signal from the first clock signal or the electrical signal,
The first output signal is read from the data holding unit in synchronization with the second clock signal ,
A second data identification circuit that generates a second output signal in synchronization with the second clock signal based on the first output signal read from the data holding unit;
An optical data link characterized by that.
前記第1のPLL回路は、前記第2のPLL回路から基準クロック信号を受信する、
ことを特徴とする請求項に記載の光データリンク。
The first PLL circuit receives a reference clock signal from the second PLL circuit;
The optical data link according to claim 1 .
前記データ保持部は、前記第1の出力信号を分割して保持する複数のバッファ部と、
前記第1の出力信号を、前記第1のクロック信号に同期して前記複数のバッファ部のうちの1つに所定の順番で入力させるデータ書込回路と、
前記第2のクロック信号に同期して前記複数のバッファ部のうちの1つから前記所定の順番で出力させるデータ読出回路とを有する、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の光データリンク。
A plurality of buffer units for dividing and holding the first output signal;
A data writing circuit for inputting the first output signal to one of the plurality of buffer units in a predetermined order in synchronization with the first clock signal;
A data read circuit for outputting the data from one of the plurality of buffer units in the predetermined order in synchronization with the second clock signal;
The optical data link of claim 1 or 2, characterized in that.
前記データ保持部は、
前記第1のクロック信号を計数する第1のカウンタと、
前記第2のクロック信号を計数する第2のカウンタと、
前記第1のカウンタと前記第2のカウンタの出力の差分を出力するアドレス設定部と、
前記第1の出力信号が入力され、前記第1のクロック信号に同期して該入力された第1の出力信号をシフトし、前記第2のクロック信号に同期して前記アドレス設定部により選択されたビットを出力するシフトレジスタと、
を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の光データリンク。
The data holding unit
A first counter for counting the first clock signal;
A second counter for counting the second clock signal;
An address setting unit for outputting a difference between outputs of the first counter and the second counter;
The first output signal is input, the input first output signal is shifted in synchronization with the first clock signal, and is selected by the address setting unit in synchronization with the second clock signal. A shift register that outputs the selected bits,
The optical data link according to claim 1 or 2 , characterized by comprising:
前記第1のカウンタと前記第2のカウンタの出力の差分が所定範囲を超えた場合に警報信号を出力する監視回路を更に備える、
ことを特徴とする請求項記載の光データリンク。
A monitoring circuit that outputs an alarm signal when a difference between outputs of the first counter and the second counter exceeds a predetermined range;
5. The optical data link according to claim 4, wherein:
前記第2のPLL回路は、前記警報信号が出力された時に前記第2のクロック信号の周波数を前記第1のクロック信号の周波数に近づける、
ことを特徴とする請求項記載の光データリンク。
The second PLL circuit brings the frequency of the second clock signal close to the frequency of the first clock signal when the alarm signal is output.
6. The optical data link according to claim 5, wherein:
前記データ保持部は、前記警報信号が出力された場合に、前記第1のクロック信号に同期して前記第1の出力信号を読み出す、
ことを特徴とする請求項記載の光データリンク。
The data holding unit reads the first output signal in synchronization with the first clock signal when the alarm signal is output.
6. The optical data link according to claim 5, wherein:
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