JP4789976B2 - Clock generation enable generation circuit and clock recovery circuit - Google Patents

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Description

光伝送システム等における高速伝送信号の処理において、フレーム形式で伝送されてきたディジタル信号からクライアントデータを取り出すデマッピングを行う際に、そのディジタル信号からクロック信号を再生する。本発明は、そのクロック信号を再生するに必要なイネーブル信号を生成するクロック再生用イネーブル生成回路及びクロック再生回路に関する。   In processing high-speed transmission signals in an optical transmission system or the like, when performing demapping for extracting client data from a digital signal transmitted in a frame format, a clock signal is regenerated from the digital signal. The present invention relates to a clock recovery enable generation circuit and a clock recovery circuit that generate an enable signal necessary to recover the clock signal.

現在、光伝送システムにおいては、例えば特許文献1に記載されているように、時分割多重方式が採用されており、ディジタル信号を経済的に目的地へ伝送するために、複数の低速ディジタル信号を時分割多重して1つの高速ディジタル信号(高速伝送信号ともいう)を形成し、この高速伝送信号を光ファイバへ伝送することが行われている。   At present, in an optical transmission system, as described in Patent Document 1, for example, a time division multiplexing method is adopted, and a plurality of low-speed digital signals are transmitted in order to economically transmit a digital signal to a destination. Time-division multiplexing is used to form one high-speed digital signal (also referred to as a high-speed transmission signal), and this high-speed transmission signal is transmitted to an optical fiber.

複数の低速ディジタル信号を時分割多重するには、各低速ディジタル信号の周波数が正確に一致していることが必要であるため、スタッフ同期方式等により各低速ディジタル信号の周波数を同期させている。スタッフ同期方式では、送信側でクライアントデータである低速ディジタル信号を所定周波数のクロック信号に応じてフレーム形式にマッピングし、このマッピングの際に、各低速ディジタル信号の周波数の同期を採るために、情報成分の無いスタッフパルスを挿入するスタッフ処理を行う。受信側でフレーム形式の信号をデマッピングしてクライアントデータを復元し、この復元の際にスタッフパルスを除去するデスタッフ処理を行うようになっている。   In order to time-division multiplex a plurality of low-speed digital signals, it is necessary that the frequencies of the low-speed digital signals are exactly the same, and therefore the frequencies of the low-speed digital signals are synchronized by a stuff synchronization method or the like. In the stuff synchronization method, a low-speed digital signal that is client data is mapped to a frame format according to a clock signal of a predetermined frequency on the transmission side, and information is used to synchronize the frequency of each low-speed digital signal at the time of this mapping. Stuff processing is performed to insert a stuff pulse having no component. On the receiving side, frame format signals are demapped to restore client data, and destuffing processing is performed to remove stuff pulses at the time of restoration.

また、デマッピングを行う場合、一般に、フレーム形式で伝送されてきたMクロック数分のラインデータから当該ラインデータ中のNクロック数分のクライアントデータを書き込むためのクロック信号を再生し、この再生クロック信号によりラインデータ中のクライアントデータをバッファメモリに書き込む。この書き込まれたクライアントデータを、再生クロック信号に同期させた発振器の発振クロック信号により読み出して復元するようになっている。但し、Mクロック数及びNクロック数におけるMとNは、正の整数であり、N<Mの関係となっている。   When performing demapping, generally, a clock signal for writing client data for N clocks in the line data is reproduced from line data for M clocks transmitted in the frame format, The client data in the line data is written to the buffer memory by the signal. The written client data is read and restored by the oscillation clock signal of the oscillator synchronized with the reproduction clock signal. However, M and N in the number of M clocks and the number of N clocks are positive integers and have a relationship of N <M.

更に、デマッピングの際にラインデータから再生クロック信号を再生する場合、Mクロック数分のラインデータに対するNクロック数分のクライアントデータの割合(N/M)のイネーブル信号ENを生成する必要がある。このイネーブル信号ENの生成について説明する。   Further, when the recovered clock signal is recovered from the line data at the time of demapping, it is necessary to generate an enable signal EN having a ratio (N / M) of client data corresponding to N clocks to line data corresponding to M clocks. . The generation of the enable signal EN will be described.

例えば、M=32、N=29である場合に、ラインデータのプリアンブルから抽出したクロック信号の供給毎に加算を行う加算回路(図示せず)を用い、この加算回路から出力される加算結果ADに「29」を加算し、この加算結果ADが「32」を超えた場合は「32」を減算することを繰り返す。この際に加算結果ADが「32」を超えた場合にのみイネーブル信号ENを出力するように演算処理動作を行う。なお、加算結果ADが「32」を超えた場合の「32」の減算は、例えば加算回路が「32」に「−32」を加算するようになっている。   For example, when M = 32 and N = 29, an addition circuit (not shown) that performs addition every time a clock signal extracted from the preamble of the line data is supplied, and the addition result AD output from this addition circuit “29” is added to the value, and when the addition result AD exceeds “32”, the subtraction of “32” is repeated. At this time, the arithmetic processing operation is performed so that the enable signal EN is output only when the addition result AD exceeds “32”. The subtraction of “32” when the addition result AD exceeds “32” is such that, for example, the addition circuit adds “−32” to “32”.

この演算処理動作を図1のタイミングチャートを参照して説明する。但し、各時刻t1〜t33のタイミングは、加算回路への動作用のクロック信号の供給タイミングと一致しているものとする。   This arithmetic processing operation will be described with reference to the timing chart of FIG. However, it is assumed that the timings of the times t1 to t33 coincide with the supply timing of the clock signal for operation to the adder circuit.

時刻t1において、加算結果AD=「0」であり、イネーブル信号ENは出力状態、つまり「H」レベル(以下、「H」という)であるとする。この場合に、「0」に「29」を加算して得られる加算結果ADは「29」なので「32」を超えていない。従って、時刻t2において、イネーブル信号ENは出力されない状態、つまり「L」レベル(以下、「L」という)となる。また、同時刻t2において、加算結果AD=「29」となる。   At time t1, it is assumed that the addition result AD = “0” and the enable signal EN is in an output state, that is, “H” level (hereinafter referred to as “H”). In this case, since the addition result AD obtained by adding “29” to “0” is “29”, it does not exceed “32”. Accordingly, at time t2, the enable signal EN is not output, that is, the “L” level (hereinafter referred to as “L”). At the same time t2, the addition result AD = “29”.

この加算結果AD=「29」に「29」を加算して得られる加算結果ADは「58」なので「32」を超えている。従って、時刻t3において、イネーブル信号ENは「H」となる。また、「58」は「32」を超えているので「32」が減算され、「26」となる。この結果、同時刻t3において、加算結果AD=「26」となる。   Since the addition result AD obtained by adding “29” to the addition result AD = “29” is “58”, it exceeds “32”. Therefore, at time t3, the enable signal EN becomes “H”. Also, since “58” exceeds “32”, “32” is subtracted to become “26”. As a result, the addition result AD = “26” at the same time t3.

この加算結果AD=「26」に「29」を加算して得られる加算結果ADは「55」なので「32」を超えている。従って、時刻t4において、イネーブル信号ENは「H」となる。また、「55」は「32」を超えているので「32」が減算され、「23」となる。この結果、同時刻t4において、加算結果AD=「23」となる。   Since the addition result AD obtained by adding “29” to this addition result AD = “26” is “55”, it exceeds “32”. Therefore, at time t4, the enable signal EN becomes “H”. Since “55” exceeds “32”, “32” is subtracted to become “23”. As a result, at the same time t4, the addition result AD = “23”.

同様に処理を繰り返し、例えば、時刻t11となった場合、加算結果AD=「2」なので、「2」に「29」を加算して得られる加算結果ADは「31」となり「32」を超えない。従って、時刻t12において、イネーブル信号ENが「L」となり、加算結果AD=「31」となる。以降同様に繰り返すことによって、図示するように32クロック数のクロック信号中、合計29クロック数のクロック信号の期間、イネーブル信号ENを出力することができる。
特許3529713号公報
Similarly, when the process is repeated, for example, at time t11, since the addition result AD = “2”, the addition result AD obtained by adding “29” to “2” is “31” and exceeds “32”. Absent. Therefore, at time t12, the enable signal EN becomes “L”, and the addition result AD = “31”. Thereafter, by repeating similarly, the enable signal EN can be output during the period of the clock signal of a total of 29 clocks out of the clock signals of 32 clocks as shown in the figure.
Japanese Patent No. 3529713

上述したように、イネーブル信号ENを生成した場合、フレーム毎にスタッフ量が変動するので、Mクロック数分のラインデータに対するNクロック数分のクライアントデータの割合(N/M)が一定値とならず、このため、その割合に一致するイネーブル信号ENの生成が困難となる課題があった。   As described above, when the enable signal EN is generated, the stuff amount varies from frame to frame. Therefore, if the ratio (N / M) of the client data for the N clocks to the line data for the M clocks is a constant value. Therefore, there is a problem that it is difficult to generate an enable signal EN that matches the ratio.

更に、ラインデータのデータ量が大きい場合、そのデータ量に応じて加算回路の必要ビット数が増大するので回路規模も大きくなる。上述の例では、ラインデータが32クロック数分なので、32=2、つまり5ビットの加算処理を行う加算回路が必要となる。このように加算回路の規模が大きくなるに従い当該加算回路を高速動作させることができなくなるため、イネーブル信号ENを高速に生成することができなくなるという課題があった。 Furthermore, when the amount of line data is large, the number of bits required for the adder circuit increases according to the amount of data, so that the circuit scale also increases. In the above example, the line data is for 32 clocks, so that 32 = 2 5 , that is, an adder circuit for performing a 5-bit addition process is required. As described above, since the adding circuit cannot be operated at high speed as the scale of the adding circuit increases, there is a problem that the enable signal EN cannot be generated at high speed.

イネーブル信号ENを高速に生成できなければ、クライアントデータの書き込み用の再生クロック信号も高速に再生できないので、結果的にデマッピングの処理速度が限界を超えてしまうことになる。   If the enable signal EN cannot be generated at a high speed, the reproduction clock signal for writing the client data cannot be reproduced at a high speed. As a result, the demapping processing speed exceeds the limit.

前記課題を解決するために、本発明は、ラインデータに対するクライアントデータの割合に一致したイネーブル信号を、簡易な回路構成で高速に生成することを目的とする。   In order to solve the above-described problems, an object of the present invention is to generate an enable signal that matches the ratio of client data to line data at high speed with a simple circuit configuration.

上記目的を達成するために、Mクロック数分(M:正整数)のクロック信号の出力期間中に、Nクロック数分(N:正整数、但しN<M)の期間のイネーブル信号を生成するクロック再生用イネーブル生成回路を次のように構成した。即ち、クロック信号の1クロックの供給毎に1ずつ加算処理を行い、この加算処理後の値が負の値のケースと、0又は正の値のケースとに応じて、予め定めた第1の数式で得られる第1の加算値又は第2の数式で得られる第2の加算値を先の加算処理後の値に加算して加算結果とし、この加算結果を出力する加算回路と、加算回路の加算結果が正の値の期間のみカウント動作を行い、このカウント動作によってクロック信号を所定分周し、この際のカウント値を出力する分周カウンタと、加算回路の加算結果が負の値の期間又は分周カウンタのカウント値が所定値以上の場合にイネーブル信号を出力するコンパレータとを備えて構成した。   To achieve the above object, an enable signal for a period of N clocks (N: positive integer, where N <M) is generated during an output period of M clocks (M: positive integer). The clock recovery enable generation circuit is configured as follows. That is, one addition process is performed every time one clock signal is supplied, and a predetermined first value is determined according to a case where the value after the addition process is a negative value and a case where the value is 0 or a positive value. An addition circuit for adding the first addition value obtained by the mathematical expression or the second addition value obtained by the second mathematical expression to the value after the previous addition processing to obtain an addition result, and an addition circuit for outputting the addition result The count operation is performed only during a period when the addition result of the positive value is positive, and the clock signal is divided by a predetermined number by this count operation, and the addition result of the addition circuit is a negative value when the count result is output. And a comparator that outputs an enable signal when the count value of the period or frequency division counter is equal to or greater than a predetermined value.

具体的には、Mクロック数分(M:正整数)のクロック信号の出力期間中に、Nクロック数分(N:正整数、但しN<M)の期間のイネーブル信号を生成するクロック再生用イネーブル生成回路において、前記クロック信号の1クロックの供給毎に1ずつ加算処理を行い、この加算処理後の値が負の値であれば、第1の数式(M−N)で得られる第1の加算値を前記加算処理後の値に加算し、また、前記加算処理後の値が0又は正の値であれば、第2の数式{M×(P−Q)÷P−N}(但し、P:2以上の整数、Q:0以上の整数でQ<P<M)で得られる第2の加算値を前記加算処理後の値に加算して加算結果とし、この加算結果を出力する加算回路と、前記加算回路の加算結果が正の値の期間のみカウント動作を行い、このカウント動作によって前記クロック信号をP分周し、この際のカウント値を出力する分周カウンタと、前記加算回路の加算結果が負の値の期間又は前記分周カウンタのカウント値がQ以上の場合にイネーブル信号を出力するコンパレータと、を備えることを特徴とするクロック再生用イネーブル生成回路である。   More specifically, during clock output for M clocks (M: positive integer), for clock recovery, an enable signal for N clocks (N: positive integer, where N <M) is generated. In the enable generation circuit, one addition process is performed every time one clock signal is supplied. If the value after the addition process is a negative value, the first expression (MN) obtained by the first equation (MN) is obtained. Is added to the value after the addition process, and if the value after the addition process is 0 or a positive value, the second formula {M × (PQ) ÷ PN} ( However, P: an integer of 2 or more, Q: an integer of 0 or more, and the second addition value obtained by Q <P <M) is added to the value after the addition processing to obtain an addition result, and this addition result is output. And the counting operation is performed only during a period when the addition result of the adding circuit is a positive value. The frequency dividing counter that divides the clock signal by P and outputs the count value at this time, and enabled when the addition result of the adding circuit is a negative value or when the count value of the frequency dividing counter is Q or more A clock recovery enable generation circuit comprising: a comparator that outputs a signal.

この構成によれば、例えば、M=32、N=29、P=8、Q=1とした場合、第1の数式(M−N)で得られる第1の加算値は、(32−29)=3となり、第2の数式{M×(P−Q)÷P−N}で得られる第2の加算値は、{32×(8−1)÷8−29}=−1となる。従って、加算回路では、第1の加算値の「3」又は第2の加算値の「−1」を用いた加算処理となるので、加算処理に必要なビット数は2ビットとなる。従来構成では、M=32の場合、つまりラインデータのクロック数=32から加算処理に必要なビット数である32=2を求め、この5ビットの加算処理を行う加算回路を用いていた。従って、本発明では2ビットの加算回路で済み、従来の5ビットの加算回路と比較して大幅な回路規模の削減を行うことができる。
また、加算回路を小規模とすることができるので、加算回路を高速動作させることができ、イネーブル信号を高速に生成することができる。従って、クライアントデータの書き込み用の再生クロック信号も高速に再生することができ、この結果的にデマッピングの処理速度を速くすることができる。
According to this configuration, for example, when M = 32, N = 29, P = 8, and Q = 1, the first addition value obtained by the first equation (MN) is (32-29). ) = 3, and the second addition value obtained by the second mathematical expression {M × (PQ) ÷ PN} is {32 × (8-1) ÷ 8-29} = − 1. . Therefore, the addition circuit uses the first addition value “3” or the second addition value “−1”, so the number of bits required for the addition processing is 2 bits. In the conventional configuration, when M = 32, that is, 32 = 25 , which is the number of bits necessary for the addition processing, is obtained from the number of clocks of line data = 32, and an addition circuit that performs this 5-bit addition processing is used. Therefore, in the present invention, a 2-bit adder circuit is sufficient, and the circuit scale can be greatly reduced as compared with the conventional 5-bit adder circuit.
Further, since the adder circuit can be made small, the adder circuit can be operated at high speed, and the enable signal can be generated at high speed. Therefore, the reproduction clock signal for writing the client data can also be reproduced at high speed, and as a result, the demapping processing speed can be increased.

更に、具体的には、上述したクロック再生用イネーブル生成回路と、前記クロック再生用イネーブル生成回路から出力されるイネーブル信号を位相比較対象とする位相同期ループ処理に応じて、前記イネーブル信号との位相比較対象としても用いられるクロック信号を発振する位相同期ループ回路と、を備えることを特徴とするクロック再生回路である。   More specifically, the phase of the enable signal according to the phase-locked loop processing in which the enable signal output from the clock recovery enable generation circuit and the enable signal output from the clock recovery enable generation circuit are compared. And a phase-locked loop circuit that oscillates a clock signal that is also used as a comparison target.

この構成によれば、クロック再生回路は、クロック再生用イネーブル生成回路で得られるイネーブル信号の出力期間中に、Mクロック数分のフレーム形式のラインデータから、Nクロック数分のクライアントデータを復元するためのクロック信号を再生する。従って、高速に生成されるイネーブル信号に応じて再生クロック信号を再生するので、再生クロック信号も高速に再生することができ、この結果デマッピングの処理速度を速くすることができる。このため、スループット40Gbpsの高速動作を実現することができる。   According to this configuration, the clock recovery circuit restores the client data for the N clocks from the frame-format line data for the M clocks during the output period of the enable signal obtained by the clock recovery enable generation circuit. To regenerate the clock signal. Therefore, the reproduction clock signal is reproduced according to the enable signal generated at a high speed, so that the reproduction clock signal can also be reproduced at a high speed, and as a result, the demapping processing speed can be increased. For this reason, a high-speed operation with a throughput of 40 Gbps can be realized.

本発明によれば、ラインデータに対するクライアントデータの割合に一致したイネーブル信号を高速に生成するクロック再生用イネーブル生成回路、並びに、高速に生成されるイネーブル信号に応じてデマッピングのための再生クロック信号を、簡易な回路構成で高速に再生することができ、これによりデマッピングの処理速度を速くすることができるクロック再生回路を提供することができる。   According to the present invention, a clock recovery enable generation circuit that generates an enable signal that matches the ratio of client data to line data at a high speed, and a recovered clock signal for demapping according to the enable signal generated at a high speed Can be reproduced at a high speed with a simple circuit configuration, thereby providing a clock regeneration circuit capable of increasing the demapping processing speed.

添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are examples of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments. In the present specification and drawings, the same reference numerals denote the same components.

図2は、本発明の実施形態によるクロック再生用イネーブル生成回路の構成を示すブロック図である。クロック再生用イネーブル生成回路10は、加算回路11と、分周カウンタ12と、コンパレータ13とを備えて構成されている。   FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the clock recovery enable generation circuit according to the embodiment of the present invention. The clock regeneration enable generation circuit 10 includes an adder circuit 11, a frequency division counter 12, and a comparator 13.

図3は、クロック再生用イネーブル生成回路10で生成されるイネーブル信号EN1に応じてクロック信号CK3を再生するクロック再生回路20の構成を示すブロック図である。クロック再生回路20は、位相同期ループ回路としての位相比較回路22、LPF(ローパスフィルタ)23、及びVCO(電圧制御発振器)24とを備えて構成されている。   FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the clock recovery circuit 20 that recovers the clock signal CK3 in accordance with the enable signal EN1 generated by the clock recovery enable generation circuit 10. As shown in FIG. The clock recovery circuit 20 includes a phase comparison circuit 22 serving as a phase-locked loop circuit, an LPF (low-pass filter) 23, and a VCO (voltage controlled oscillator) 24.

クロック再生回路20は、前述の「背景技術」で説明した送信側からフレーム形式で伝送されてきたMクロック数分の受信データとしてのラインデータに含まれるNクロック数分の特定データとしてのクライアントデータ1を、図示せぬバッファメモリに書き込むための再生クロック信号CK3を再生する回路である。   The clock recovery circuit 20 has client data as specific data for N clocks included in line data as reception data for M clocks transmitted in frame format from the transmission side described in the “background art”. 1 is a circuit for regenerating a reproduction clock signal CK3 for writing 1 to a buffer memory (not shown).

クロック再生用イネーブル生成回路10は、クロック再生回路20で再生クロック信号CK3を再生する際に必要な、Mクロック数分のラインデータに対するNクロック数分のクライアントデータの割合(N/M)のイネーブル信号ENを生成するための回路である。なお、クロック再生用イネーブル生成回路10はクロック再生回路20に含まれる構成としてもよい。   The clock regeneration enable generation circuit 10 enables the ratio (N / M) of the client data corresponding to the N clocks to the line data corresponding to the M clocks, which is necessary when the clock recovery circuit 20 regenerates the recovered clock signal CK3. It is a circuit for generating a signal EN. The clock recovery enable generation circuit 10 may be included in the clock recovery circuit 20.

加算回路11は、ラインデータのプリアンブルから抽出されたクロック信号CKの供給毎に加算処理を行って得られる加算処理後の値としての加算結果AD1(初期値は0)を出力し、この加算結果AD1が負の値であれば、加算結果AD1に第1の数式(M−N)で得られる第1の加算値を加算し、また、加算結果AD1が「0」又は正の値であれば、加算結果AD1に第2の数式{M×(P−Q)÷P−N}で得られる第2の加算値を加算し、この加算の結果を新規の加算結果AD1として出力するものである。但し、Pは2以上の整数、Qは0以上の整数で、且つ、Q<P<Mを満たす整数である。   The addition circuit 11 outputs an addition result AD1 (initial value is 0) as a value after addition processing obtained by performing addition processing every time the clock signal CK extracted from the line data preamble is supplied. If AD1 is a negative value, the first addition value obtained by the first equation (MN) is added to the addition result AD1, and if the addition result AD1 is “0” or a positive value, The addition result AD1 is added with the second addition value obtained by the second equation {M × (PQ) ÷ PN}, and the addition result is output as a new addition result AD1. . However, P is an integer greater than or equal to 2, Q is an integer greater than or equal to 0, and is an integer which satisfy | fills Q <P <M.

分周カウンタ12は、加算結果AD1が正の値の期間のみカウント動作を行い、このカウント動作によってクロック信号CKをP分周し、この際のカウント値CK1を出力するものである。   The frequency dividing counter 12 performs a counting operation only during a period when the addition result AD1 is a positive value, divides the clock signal CK by P by this counting operation, and outputs the count value CK1 at this time.

コンパレータ13は、加算結果AD1が負の値の期間又はカウント値CK1がQ以上の場合にイネーブル信号EN1をクロック再生回路20へ出力するものである。   The comparator 13 outputs the enable signal EN1 to the clock recovery circuit 20 when the addition result AD1 is a negative value or when the count value CK1 is Q or more.

このような構成のクロック再生用イネーブル生成回路10の動作を、図4に示すタイミングチャートを参照して説明する。但し、各時刻t1〜t33のタイミングは、加算回路11へのクロック信号CKの供給タイミングと一致しているものとする。   The operation of the clock regeneration enable generation circuit 10 having such a configuration will be described with reference to the timing chart shown in FIG. However, it is assumed that the timings of the times t1 to t33 coincide with the supply timing of the clock signal CK to the adder circuit 11.

また、前述の背景技術と同様にM=32、N=29とし、更に、P=8、Q=1とする。この場合、第1の数式(M−N)で得られる第1の加算値は、(32−29)=3となり、第2の数式{M×(P−Q)÷P−N}で得られる第2の加算値は、{32×(8−1)÷8−29}=−1となる。   Similarly to the background art described above, M = 32, N = 29, P = 8, and Q = 1. In this case, the first addition value obtained by the first equation (M−N) is (32−29) = 3, and is obtained by the second equation {M × (PQ) ÷ PN. The second added value is {32 × (8-1) ÷ 8-29} = − 1.

時刻t1において、加算結果AD1=「0」であり、イネーブル信号EN1は未出力状態の「L」であるとする。この場合、加算結果AD1=「0」なので、時刻t2において、その「0」に第2の加算値=「−1」が加算されて加算結果AD1=「−1」となる。この時、分周カウンタ12では、加算結果AD1が正の値の期間のみカウント動作が行われるようになっているので、カウント動作は行われず、カウント値CK1が未出力状態となる。従って、コンパレータ13には、加算結果AD1の「−1」のみが入力されるので、イネーブル信号EN1が出力状態の「H」となる。コンパレータ13は、加算結果AD1が負の値の期間又はカウント値CK1がQ以上の場合にイネーブル信号EN1を出力するようになっているためである。   At time t1, it is assumed that the addition result AD1 = “0” and the enable signal EN1 is “L” in a non-output state. In this case, since the addition result AD1 = “0”, the second addition value = “− 1” is added to the “0” at time t2, and the addition result AD1 = “− 1”. At this time, in the frequency division counter 12, the count operation is performed only during a period in which the addition result AD1 is a positive value. Therefore, the count operation is not performed and the count value CK1 is not output. Accordingly, since only “−1” of the addition result AD1 is input to the comparator 13, the enable signal EN1 becomes “H” in the output state. This is because the comparator 13 outputs the enable signal EN1 when the addition result AD1 is a negative value or when the count value CK1 is Q or more.

時刻t2で加算結果AD1が「−1」となったので、時刻t3において、その「−1」に第1の加算値=「3」が加算されて加算結果AD1=「2」となる。この時、カウント値CK1が「0」の分周カウンタ12において、カウント動作が行われるのでカウント値CK1が「1」となる。従って、コンパレータ13には、加算結果AD1の「2」とカウント値CK1の「1」が入力されるので、イネーブル信号EN1は「H」のままとなる。   Since the addition result AD1 becomes “−1” at time t2, the first addition value = “3” is added to “−1” at time t3, and the addition result AD1 = “2”. At this time, since the count operation is performed in the frequency dividing counter 12 whose count value CK1 is “0”, the count value CK1 becomes “1”. Therefore, since the addition result AD1 “2” and the count value CK1 “1” are input to the comparator 13, the enable signal EN1 remains “H”.

時刻t3で加算結果AD1が「2」となったので、時刻t4において、その「2」に第2の加算値=「−1」が加算されて加算結果AD1=「1」となる。この時、カウント値CK1が「1」の分周カウンタ12において、カウント動作が行われるのでカウント値CK1が「2」となる。従って、コンパレータ13には、加算結果AD1の「1」とカウント値CK1の「2」が入力されるので、イネーブル信号EN1は「H」のままとなる。   Since the addition result AD1 becomes “2” at time t3, the second addition value = “− 1” is added to “2” at time t4, and the addition result AD1 = “1”. At this time, since the count operation is performed in the frequency dividing counter 12 having the count value CK1 of “1”, the count value CK1 becomes “2”. Accordingly, since the addition result AD1 “1” and the count value CK1 “2” are input to the comparator 13, the enable signal EN1 remains “H”.

同様に処理が繰り返され、例えば、時刻t11となった時に、加算結果AD1=「2」となっている場合、時刻t12において、その「2」に第2の加算値=「−1」が加算されて加算結果AD1=「1」となる。この時、カウント値CK1が「7」の分周カウンタ12において、カウント動作が行われるのでカウント値CK1が「0」となる。従って、コンパレータ13には、加算結果AD1の「1」とカウント値CK1の「0」が入力されるので、イネーブル信号EN1は「L」となる。   Similarly, the process is repeated. For example, when the addition result AD1 = “2” at time t11, the second addition value = “− 1” is added to “2” at time t12. As a result, the addition result AD1 = "1". At this time, since the count operation is performed in the frequency dividing counter 12 having the count value CK1 of “7”, the count value CK1 becomes “0”. Accordingly, since the addition result AD1 “1” and the count value CK1 “0” are input to the comparator 13, the enable signal EN1 becomes “L”.

以降同様に処理が繰り返されることによって、図示するように32クロック数のクロック信号中、合計29クロック数のクロック信号の期間、イネーブル信号EN1が「H」の出力状態となる。   Thereafter, the processing is repeated in the same manner, so that the enable signal EN1 is in an output state of “H” during the period of the clock signal of 29 clocks in total in the clock signal of 32 clocks as shown in the figure.

このイネーブル信号EN1は、クロック再生回路20の位相比較回路22に入力され、位相比較回路22において、イネーブル信号EN1と、フィードバックされた再生クロック信号CK3との位相が比較され、この比較結果得られる差分信号がLPF23へ出力される。   The enable signal EN1 is input to the phase comparison circuit 22 of the clock recovery circuit 20. The phase comparison circuit 22 compares the phases of the enable signal EN1 and the fed back recovered clock signal CK3, and the difference obtained as a result of the comparison is obtained. A signal is output to the LPF 23.

更に、差分信号がLPF23で濾波されて得られる電圧信号がVCO24へ供給され、この電圧供給に応じた周波数の再生クロック信号CK3が出力される。この再生クロック信号CK3によって32クロック数分のラインデータ中の29クロック数分のクライアントデータがバッファメモリに書き込まれる。更に、バッファメモリに書き込まれたクライアントデータが、再生クロック信号CK3に同期する発振器の発振クロック信号によって読み出されて復元される。   Further, a voltage signal obtained by filtering the difference signal by the LPF 23 is supplied to the VCO 24, and a reproduction clock signal CK3 having a frequency corresponding to the voltage supply is output. With this reproduced clock signal CK3, 29 clocks of client data out of 32 clocks of line data are written into the buffer memory. Further, the client data written in the buffer memory is read and restored by the oscillation clock signal of the oscillator synchronized with the reproduction clock signal CK3.

但し、イネーブル信号EN1が高速であるため、クロック再生回路20の位相同期ループ回路が適正に追従動作しない場合は、位相比較回路22の前段に分周カウンタを接続し、この分周カウンタでイネーブル信号EN1を分周して周波数を下げ、この周波数の下がったイネーブル信号を位相比較回路22へ入力する。更に、VCO24の後段に逓倍回路を接続し、この逓倍回路で再生クロック信号CK3を分周カウンタの分周比の逆数で逓倍して出力するようにしてもよい。   However, since the enable signal EN1 is high-speed, if the phase locked loop circuit of the clock recovery circuit 20 does not properly follow up, a frequency division counter is connected to the previous stage of the phase comparison circuit 22, and this frequency division counter enables the enable signal. The frequency of EN1 is divided to lower the frequency, and the enable signal with the frequency lowered is input to the phase comparison circuit 22. Further, a multiplier circuit may be connected to the subsequent stage of the VCO 24, and the recovered clock signal CK3 may be multiplied by the reciprocal of the frequency division ratio of the frequency divider counter and output.

このように本実施形態のクロック再生用イネーブル生成回路10では、クロック再生回路20で再生クロック信号CK3を再生する際に必要な、Mクロック数のラインデータに対するNクロック数のクライアントデータの割合(N/M)のイネーブル信号EN1を生成する場合に、加算回路11、分周カウンタ12及びコンパレータ13を用いて行うようにした。   As described above, in the clock recovery enable generation circuit 10 according to the present embodiment, the ratio of the N clock number of client data to the M clock number of line data (N) required when the clock recovery circuit 20 reproduces the recovered clock signal CK3. / M) enable signal EN1 is generated by using the adder circuit 11, the frequency dividing counter 12, and the comparator 13.

即ち、加算回路11によって、ラインデータのプリアンブルから抽出したクロック信号CKの1クロックの供給毎に1ずつ加算処理を行い、この加算結果AD1が負の値であれば、第1の数式(M−N)で得られる第1の加算値を加算結果AD1に加算し、また、AD1が0又は正の値であれば、第2の数式{M×(P−Q)÷P−N}(但し、P:2以上の整数、Q:0以上の整数でQ<P<M)で得られる第2の加算値を加算結果AD1に加算し、加算後の加算結果AD1を出力する。   That is, the addition circuit 11 performs an addition process for each one clock signal CK extracted from the line data preamble, and if the addition result AD1 is a negative value, the first equation (M− N) is added to the addition result AD1, and if AD1 is 0 or a positive value, the second mathematical expression {M × (PQ) ÷ PN} (provided that , P: an integer of 2 or more, Q: an integer of 0 or more, and the second addition value obtained by Q <P <M) is added to the addition result AD1, and the addition result AD1 after the addition is output.

分周カウンタ12によって、加算結果AD1が正の値の期間のみカウント動作を行い、このカウント動作によってクロック信号CKをP分周し、この際のカウント値CK1を出力する。コンパレータ13によって、加算結果AD1が負の値の期間又はカウント値CK1がQ以上の場合にイネーブル信号EN1を出力するようにした。   The frequency dividing counter 12 performs a counting operation only during a period when the addition result AD1 is a positive value. By this counting operation, the clock signal CK is divided by P, and the count value CK1 at this time is output. The comparator 13 outputs the enable signal EN1 when the addition result AD1 is a negative value or when the count value CK1 is Q or more.

前述のように、M=32、N=29、P=8、Q=1とした場合、第1の数式(M−N)で得られる第1の加算値は、(32−29)=3となり、第2の数式{M×(P−Q)÷P−N}で得られる第2の加算値は、{32×(8−1)÷8−29}=−1となる。   As described above, when M = 32, N = 29, P = 8, and Q = 1, the first addition value obtained by the first equation (MN) is (32-29) = 3. Thus, the second addition value obtained by the second mathematical formula {M × (PQ) ÷ PN} is {32 × (8-1) ÷ 8-29} = − 1.

従って、加算回路11では、第1の加算値の「3」又は第2の加算値の「−1」を用いた加算処理となるので、加算処理に必要なビット数は2ビットとなり、従来の5ビットと比較して大幅な回路規模の削減を行うことができる。また、加算回路11を小規模とすることができるので、加算回路11を高速動作させることができ、イネーブル信号EN1を簡易な回路構成で高速に生成することができる。従って、クライアントデータの書き込み用の再生クロック信号CK3も高速に再生することができ、この結果的にデマッピングの処理速度を速くすることができる。また、スループット40Gbpsの高速動作を実現することができる。   Therefore, in the addition circuit 11, since the addition process using the first addition value “3” or the second addition value “−1” is performed, the number of bits necessary for the addition process is 2 bits. Compared to 5 bits, the circuit scale can be greatly reduced. Further, since the adder circuit 11 can be made small, the adder circuit 11 can be operated at high speed, and the enable signal EN1 can be generated at high speed with a simple circuit configuration. Therefore, the reproduction clock signal CK3 for writing client data can also be reproduced at high speed, and as a result, the demapping processing speed can be increased. In addition, high-speed operation with a throughput of 40 Gbps can be realized.

クロック再生回路20は、クロック再生用イネーブル生成回路10で得られるイネーブル信号EN1の出力期間中に、Mクロック数分のフレーム形式のラインデータから、Nクロック数分のクライアントデータを復元するためのクロック信号を再生する。従って、高速に生成されるイネーブル信号EN1に応じて再生クロック信号CK3を再生するので、再生クロック信号CK3も高速に再生することができ、この結果デマッピングの処理速度を速くすることができる。このため、スループット40Gbpsの高速動作を実現することができる。   The clock recovery circuit 20 is a clock for restoring client data for N clocks from line data in the frame format for M clocks during the output period of the enable signal EN1 obtained by the clock recovery enable generation circuit 10. Play the signal. Therefore, since the reproduction clock signal CK3 is reproduced according to the enable signal EN1 generated at high speed, the reproduction clock signal CK3 can also be reproduced at high speed, and as a result, the processing speed of demapping can be increased. For this reason, a high-speed operation with a throughput of 40 Gbps can be realized.

本発明のクロック再生用イネーブル生成回路及びクロック再生回路は、時分割多重方式等を採用した光伝送システムにおいて、フレーム形式で伝送されてきたラインデータからデマッピングによりクライアントデータを復元する際に、デマッピングを行うためのクロック信号をラインデータから再生する場合などに適用することができる。   The clock recovery enable generation circuit and the clock recovery circuit according to the present invention can be used to restore client data by demapping from line data transmitted in a frame format in an optical transmission system employing a time division multiplexing method. The present invention can be applied to a case where a clock signal for mapping is reproduced from line data.

従来のクロック再生用イネーブル生成処理の動作を説明するためのタイミングチャートである。It is a timing chart for demonstrating operation | movement of the conventional clock reproduction | regeneration enable production | generation process. 本発明の実施形態によるクロック再生用イネーブル生成回路の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration of a clock recovery enable generation circuit according to an embodiment of the present invention. FIG. 上記実施形態のクロック再生用イネーブル生成回路のイネーブル信号を用いるクロック再生回路の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the clock reproduction circuit using the enable signal of the enable generation circuit for clock reproduction | regeneration of the said embodiment. 上記実施形態のクロック再生用イネーブル生成回路によるイネーブル信号生成処理の動作を説明するためのタイミングチャートである。6 is a timing chart for explaining an operation of an enable signal generation process by the clock regeneration enable generation circuit of the embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10:クロック再生用イネーブル生成回路
11:加算回路
12:分周カウンタ
13:コンパレータ
22:位相比較回路
23:LPF
24:VCO
CK:クロック信号
CK1:カウント値
AD1:加算結果
EN1:イネーブル信号
CK3:再生クロック信号
10: Clock regeneration enable generation circuit 11: Addition circuit 12: Frequency division counter 13: Comparator 22: Phase comparison circuit 23: LPF
24: VCO
CK: Clock signal CK1: Count value AD1: Addition result EN1: Enable signal CK3: Regenerated clock signal

Claims (2)

Mクロック数分(M:正整数)のクロック信号の出力期間中に、Nクロック数分(N:正整数、但しN<M)の期間のイネーブル信号を生成するクロック再生用イネーブル生成回路において、
前記クロック信号の1クロックの供給毎に1ずつ加算処理を行い、この加算処理後の値が負の値であれば、第1の数式(M−N)で得られる第1の加算値を前記加算処理後の値に加算し、また、前記加算処理後の値が0又は正の値であれば、第2の数式{M×(P−Q)÷P−N}(但し、P:2以上の整数、Q:0以上の整数でQ<P<M)で得られる第2の加算値を前記加算処理後の値に加算して加算結果とし、この加算結果を出力する加算回路と、
前記加算回路の加算結果が正の値の期間のみカウント動作を行い、このカウント動作によって前記クロック信号をP分周し、この際のカウント値を出力する分周カウンタと、
前記加算回路の加算結果が負の値の期間又は前記分周カウンタのカウント値がQ以上の場合にイネーブル信号を出力するコンパレータと、
を備えることを特徴とするクロック再生用イネーブル生成回路。
In a clock regeneration enable generation circuit that generates an enable signal for a period of N clocks (N: positive integer, where N <M) during an output period of M clocks (M: positive integer).
Each time one clock of the clock signal is supplied, the addition process is performed one by one. If the value after the addition process is a negative value, the first addition value obtained by the first equation (M−N) is If the value after the addition process is 0 or a positive value, the second expression {M × (PQ) ÷ PN} (where P: 2 An addition circuit that adds the second addition value obtained by Q <P <M) with the integers above, Q: 0 or more to the value after the addition processing, and outputs the addition result;
A frequency dividing counter that performs a counting operation only during a period when the addition result of the adding circuit is a positive value, divides the clock signal by P by this counting operation, and outputs a count value at this time;
A comparator that outputs an enable signal when the addition result of the adder circuit is a negative value or when the count value of the frequency dividing counter is Q or more;
A clock recovery enable generation circuit comprising:
請求項1に記載のクロック再生用イネーブル生成回路と、
前記クロック再生用イネーブル生成回路から出力されるイネーブル信号を位相比較対象とする位相同期ループ処理に応じて、前記イネーブル信号との位相比較対象としても用いられるクロック信号を発振する位相同期ループ回路と、
を備えることを特徴とするクロック再生回路。
The clock recovery enable generation circuit according to claim 1,
A phase-locked loop circuit that oscillates a clock signal that is also used as a phase comparison target with the enable signal in accordance with a phase-locked loop process that uses the enable signal output from the clock regeneration enable generation circuit as a phase comparison target;
A clock recovery circuit comprising:
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