JP5086014B2 - Data recovery method and data recovery circuit - Google Patents
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Description
本発明は、シリアル転送されたデータを復元するためのデータリカバリ方法およびデータリカバリ回路に関する。 The present invention relates to a data recovery method and a data recovery circuit for restoring serially transferred data.
近年、機器間、ボード間、チップ間における大容量・高速データ伝送の要求を満たすため、USB(Universal Serial Bus)、Serial ATA(Advanced Technology Attachment)、IEEE1394、1G/10G Ethernet(登録商標)、InfiniBand、RapidIO、Fibre Channel、PCI Expressといった様々な高速インタフェース規格が提唱され、実用に供されているが、高速化・大容量化の傾向は今後ますます強まるものと思われる。 In recent years, USB (Universal Serial Bus), Serial ATA (Advanced Technology Attachment), IEEE1394, 1G / 10G Ethernet (registered trademark), InfiniBand to meet the demands of high-capacity and high-speed data transmission between devices, boards, and chips Various high-speed interface standards such as RapidIO, Fiber Channel, and PCI Express have been proposed and put into practical use. However, the trend toward higher speed and higher capacity is expected to increase in the future.
それらのインタフェース規格の多くは、シリアル転送方式が採用されており、予め定められた周波数でデータが伝送される。伝送されるデータには、その周波数のクロックが重畳され(エンベデッドクロック)、データ受信部は、受信したデータからこのクロックを検出し、検出したクロック信号に基づいて受信データを復元している。 Many of these interface standards employ a serial transfer method, and data is transmitted at a predetermined frequency. The transmitted data is superimposed with a clock of that frequency (embedded clock), and the data receiving unit detects this clock from the received data and restores the received data based on the detected clock signal.
これらの復元動作を行う回路は、クロックデータリカバリ(Clock Data Recovery、以下、単に「CDR」という。)回路と呼ばれている。従来のCDR回路では、一般にPLL(Phase Locked Loop)回路が用いられ、PLLに含まれるVCO(Voltage Controlled Oscillator)の発振信号(クロック)が受信データの位相に同期するよう制御され、再生クロックとして用いられる。 A circuit that performs these restoration operations is called a clock data recovery (hereinafter referred to simply as “CDR”) circuit. In a conventional CDR circuit, a PLL (Phase Locked Loop) circuit is generally used, and an oscillation signal (clock) of a VCO (Voltage Controlled Oscillator) included in the PLL is controlled to be synchronized with the phase of received data and used as a reproduction clock. It is done.
この再生クロックを基準として受信データをラッチすることにより、受信データが正確に復元される。しかしながら、データの転送速度が高速化し、例えばGbpsを超えるオーダーになると、VCOの発振周波数もGHzオーダーを超えるため、そのようなVCOを組み込んだCDR回路では、チップサイズの増大化、消費電力の増大化、コストアップなどといったマイナス要因が増大する。 The received data is accurately restored by latching the received data on the basis of the reproduction clock. However, when the data transfer speed is increased and, for example, an order exceeding Gbps, the oscillation frequency of the VCO also exceeds the GHz order. Therefore, in a CDR circuit incorporating such a VCO, the chip size increases and the power consumption increases. Negative factors such as cost and cost increase will increase.
また、データの転送速度の高速化により配線遅延が無視できなくなるので、素子配置や配線レイアウトなどへの充分な配慮が必要となり、設計が益々困難になっている。また、配線遅延は、使用するデバイス特性に大きく依存するので、プロセス毎にレイアウトの再設計を行う必要が生じ(または、回路の再設計まで必要となり)、回路の再利用性を低下させ、開発期間の増大化を招く。 In addition, since the wiring delay cannot be ignored due to the increase in the data transfer speed, it is necessary to pay sufficient attention to the element arrangement and the wiring layout, and the design becomes more difficult. In addition, since the wiring delay greatly depends on the device characteristics to be used, it becomes necessary to redesign the layout for each process (or until the circuit is redesigned), which reduces the circuit reusability and development. The period is increased.
このような問題を解決するものとして、オーバーサンプリング型のCDR回路が提案されている(例えば、非特許文献1参照)。 As a solution to such a problem, an oversampling CDR circuit has been proposed (see, for example, Non-Patent Document 1).
図27は、従来のCDR回路の構成図である。図27に示すように、CDR回路は、多相クロック生成部900がPLLやDLL(Delayed Locked Loop)などにより構成され、基準クロック(RefCLK)から所定位相ずつシフトした、等間隔の位相差を有する多相クロックを生成する。
FIG. 27 is a configuration diagram of a conventional CDR circuit. As shown in FIG. 27, in the CDR circuit, the multiphase
フリップフロップ(以下、「F/F」という。)回路901は、入力データ(Data)をデータ端子に共通入力し、多相クロック生成部900から供給される多相クロックの各クロック(CLK1〜CLKN)をそれぞれクロック端子に入力して、各クロックの立上りで(または立下りで)入力データを取り込む。すなわち、F/F回路901から出力されるデータは、入力データが少しずつ位相のずれたクロックでサンプリングされたものとなる。
A flip-flop (hereinafter referred to as “F / F”)
デジタルPLL(以下、「DPLL」という。)902は、F/F回路901から供給されるビット列から、論理が反転する反転タイミングを検出し、そのタイミングに同期する位相のクロックを多相クロックの中から選択し、再生クロック(RecCLK)として復元する。
A digital PLL (hereinafter referred to as “DPLL”) 902 detects an inversion timing at which logic is inverted from a bit string supplied from the F /
また、DPLL902は、再生クロック(RecCLK)と所定の位相差(例えば、逆位相)を持つクロックで取り込んだデータを再生データ(RecData)として選択し、出力する。なお、再生クロック(RecCLK)を選択するときには、DPLL902は、データの反転タイミングをフィルタで平滑化して検出している。
Further, the
そして、後段の信号処理部(不図示)は、この再生クロック(RecCLK)に基づいて動作する。このような回路構成は、多相クロック生成部900以外はデジタル回路で構成できるので、実現が比較的容易である。しかしながら、多相クロック生成部900が生成する多相クロックの各クロック間の位相差が等間隔でない場合には、CDR回路が誤動作することがあった。
A subsequent signal processing unit (not shown) operates based on the reproduction clock (RecCLK). Since such a circuit configuration can be configured by a digital circuit other than the multiphase
図28は、多相クロックの各クロックの位相差が等間隔でない場合の問題点の一例を示す図である。なお、図28において、多相クロック生成部900から出力される多相クロックは、4位相であるものとして説明する。
FIG. 28 is a diagram illustrating an example of a problem when the phase differences of the multiphase clocks are not equal. In FIG. 28, description will be made assuming that the multiphase clock output from the multiphase
まず、CLK2の位相が理想状態よりΔだけ遅れ、再生クロック(RecCLK)としてCLK2が選択され、信号処理部がCLK2に同期して各データを処理しているものとする。 First, it is assumed that the phase of CLK2 is delayed by Δ from the ideal state, CLK2 is selected as the reproduction clock (RecCLK), and the signal processing unit processes each data in synchronization with CLK2.
時刻Tswで再生クロック(RecCLK)としてCLK1が選択されたとすると、元々の位相差に加えてさらにΔだけ再生クロックの周期が短くなり(T')、信号処理部内でF/Fをセットアップする時間(Tsu')が十分確保できなくなり、CDR回路が誤動作することがある。 If CLK1 is selected as the reproduction clock (RecCLK) at time Tsw, the period of the reproduction clock is further shortened by Δ in addition to the original phase difference (T ′), and the time for setting up the F / F in the signal processing unit (T ′) Tsu ′) cannot be secured sufficiently, and the CDR circuit may malfunction.
これは、例え、多相クロック生成部900の出力端で多相クロックの各クロックの位相差が等間隔になるように設計されていても、再生クロック(RecCLK)の出力端までの各クロックのスキュー(例えば、配線や負荷などによる)による影響で、CDR回路が誤動作することがある。さらに、このスキューは、データの転送速度が高速になるほど顕著になる。従って、各部で多相クロックの遅延量の合せ込みを行う必要が生じ、実現が容易ではないため、上述の問題点を解決するには至っていない。
This is because, for example, even if the output phase of the
また、この多相クロック生成部900において、位相インターポレータを用い、位相調整を行うものがある(例えば、特許文献1参照)。
In addition, there is a
しかしながら、位相インターポレータのような回路を設ければ、位相差が等間隔の多相クロックを出力させることは可能になるが、装置の増大化を招くほか、高速化に伴う配線遅延が無視できない。 However, if a circuit such as a phase interpolator is provided, it will be possible to output multiphase clocks with equally spaced phase differences, but this will increase the number of devices and ignore wiring delays associated with higher speeds. Can not.
この配線遅延を回避する方法として、各部入力においてそれぞれ多相クロックの位相を合わせる方法が考えられる。しかし、この方法は、転送データに含まれるクロックの周波数より高いオーバーサンプリング周波数(図28の例では、転送データに含まれるクロックの4倍の周波数)で動作するオーバーサンプリング型CDR回路を実現するのと同等の困難牲がある。 As a method of avoiding this wiring delay, a method of matching the phases of the multiphase clocks at the respective inputs can be considered. However, this method realizes an oversampling CDR circuit that operates at an oversampling frequency higher than the frequency of the clock included in the transfer data (in the example of FIG. 28, four times the frequency of the clock included in the transfer data). Have the same difficulty.
このため、入力データからクロックを復元し、復元したクロックに基づいて信号処理を行う、従来のアナログ型PLLを用いたCDR回路やオーバーサンプリング型CDR回路を用いる装置においては、転送速度が高速化するのに伴って、CDR部を設計する困難性が高まるので、開発期間が増大し、その実現が益々困難になってきている。 Therefore, in a device using a conventional CDR circuit using an analog PLL or an oversampling CDR circuit that recovers a clock from input data and performs signal processing based on the recovered clock, the transfer speed is increased. As a result, the difficulty of designing the CDR portion increases, so the development period increases and its realization becomes increasingly difficult.
これらの問題を解決するCDR回路として、周波数がf1のクロックに同期してシリアル転送されたデータを、周波数がf2のクロックを所定位相ずつずらして生成された多相クロックによりオーバーサンプリングしてサンプリングデータを取得するサンプリング部と、取得されたサンプリングデータから平均的にf1/f2ビットを検出し、受信されたデータを復元するデータ復元部と、を備えることにより、データ転送速度が高速であっても、データ転送速度の数分の1のクロック周波数でデータリカバリ処理を行うことができるためにシステムの高速化にも容易に対応できるうえ、転送されるデータのジッタや、オーバーサンプリング時に使用する多相クロックの位相間隔が不均一であることの影響を受けにくくするものがあった(例えば、特許文献2参照)。 As a CDR circuit for solving these problems, data serially transferred in synchronization with a clock having a frequency f1 is oversampled by a multiphase clock generated by shifting the clock having a frequency f2 by a predetermined phase and sampled data. Even if the data transfer rate is high, the sampling unit for acquiring the data and the data recovery unit for detecting the f1 / f2 bits on the average from the acquired sampling data and recovering the received data are provided. In addition, since data recovery processing can be performed at a clock frequency that is a fraction of the data transfer rate, it can easily cope with system speedup, as well as jitter of transferred data and polyphase used during oversampling. Some were less susceptible to non-uniform clock phase spacing (examples) If, see Patent Document 2).
また、上述したデータリカバリ回路に、二値化した受信信号をオーバーサンプリングしたあとディジタルフィルタにより処理する波形等化器を配置することにより、簡便な構成で伝送路の特性などにより生じる符号間干渉などのデターミニスティクジッタを軽減するものもある(例えば、特許文献3参照)。
CDR回路は、一般に、入力データからクロックの位相情報をPLLにより検出し、その位相情報をもとに入力データのサンプリングポイントを決定し、そのサンプリングポイントでデータをサンプリングすることによりデータの再生を行っている。 In general, the CDR circuit detects the phase information of the clock from the input data by the PLL, determines the sampling point of the input data based on the phase information, and reproduces the data by sampling the data at the sampling point. ing.
PLLは、ローパスフィルタとして機能し、入力データの位相の高周波成分を減衰させた位相が出力される。このため、入力データのジッタの周波数成分がPLLのループ帯域に対して十分低い場合は、PLLはジッタに追従することが可能である。 The PLL functions as a low-pass filter and outputs a phase in which the high frequency component of the phase of the input data is attenuated. For this reason, when the frequency component of the jitter of the input data is sufficiently lower than the loop band of the PLL, the PLL can follow the jitter.
この場合、入力データのジッタを含めた位相と同じ位相がPLLから出力されるため、その位相情報に従いデータリカバリを行うことにより、入力データのジッタの影響をキャンセルすることが可能となり、正確なサンプリングポイントでデータリカバリを行うことができる。 In this case, since the same phase as the phase including the jitter of the input data is output from the PLL, it is possible to cancel the influence of the jitter of the input data by performing data recovery according to the phase information, and the accurate sampling Data recovery can be performed at points.
したがって、PLLが入力データのジッタに忠実に追従するほど、データリカバエラーとなる確率を少なくすることが可能になる。 Therefore, as the PLL faithfully follows the jitter of the input data, the probability of a data recovery error can be reduced.
PLLの追従特性を上げるためには、PLLのループ帯域を広く設定する必要がある。しかしながら、PLLは、フィードバック制御を行っているため、PLLを構成する回路の処理遅延時間および位相遅れの影響、ならびに、位相検出を入力データのビットごとに行うことにより生じる0次ホールドによる遅延の影響などにより生じる位相遅れのため、単純にループ帯域を広くすると、制御系が不安定になり正常な動作を行うことができなくなる。 In order to improve the follow-up characteristic of the PLL, it is necessary to set a wide loop band of the PLL. However, since the PLL performs feedback control, the influence of the processing delay time and phase delay of the circuits constituting the PLL, and the influence of the delay due to the 0th-order hold caused by performing the phase detection for each bit of the input data. If the loop bandwidth is simply widened, the control system becomes unstable and normal operation cannot be performed.
そのため、無限にPLLのループ帯域を上げることはできず、CDR回路で使用される一般的なPLLのループ帯域は高々数十MHz程度となっている。入力データのジッタは、ランダムジッタ(Rj)とデターミニスティックジッタ(Dj)とに大別される。Djは、転送データの符号間干渉、クロストークおよびデューティ歪みなどが原因で生じるものであり、転送データのビットレート近くの非常に高い周波数までの大きな成分をもっている。 For this reason, the PLL loop band cannot be increased indefinitely, and the loop band of a general PLL used in a CDR circuit is about several tens of MHz at most. Jitter of input data is roughly classified into random jitter (Rj) and deterministic jitter (Dj). Dj is caused by intersymbol interference of transfer data, crosstalk, duty distortion, and the like, and has a large component up to a very high frequency near the bit rate of transfer data.
このため、数Gbpsのビットレートでシリアルデータ転送を行う場合には、数GHzまでの周波数成分が含まれることになり、先に述べた一般的なPLLの帯域よりも高い周波数領域にジッタが生じることになる。 For this reason, when serial data transfer is performed at a bit rate of several Gbps, frequency components up to several GHz are included, and jitter is generated in a frequency region higher than the general PLL band described above. It will be.
符号間干渉の影響は、転送されるデータパターンと伝送路の特性とに依存するため、イコライザによる処理などにより、その影響を低減することは可能である。しかし、一般に高速かつ高性能なイコライザでCDR回路を構成した場合、回路規模が大きくなり、LSIのチップ面積が広くなり、消費電力が大きくなる。 Since the influence of intersymbol interference depends on the transferred data pattern and the characteristics of the transmission path, it is possible to reduce the influence by processing using an equalizer. However, generally, when a CDR circuit is configured with a high-speed and high-performance equalizer, the circuit scale increases, the chip area of the LSI increases, and the power consumption increases.
また、スイッチングノイズなどの影響によるジッタや、多相クロックを使ったオーバーサンプリング時における多相クロックの位相間隔の不均一性が原因で生じるジッタなどもDPLLのループ帯域より高い周波数成分をもつ。これらのジッタは、データパターンにはまったく依存せず、通常よく使用されるリニアイコライザでは、これらのジッタの低減を行うことはできない。 In addition, jitter due to the influence of switching noise, jitter caused by non-uniformity of the phase interval of the multiphase clock during oversampling using the multiphase clock, and the like have higher frequency components than the loop band of the DPLL. These jitters do not depend on the data pattern at all, and these jitters cannot be reduced with a linear equalizer that is usually used.
本発明は、入力データのジッタの影響を簡単な構成で低減でき、データを正確に復元できるデータリカバリ方法およびデータリカバリ回路を提供することを目的としている。 An object of the present invention is to provide a data recovery method and a data recovery circuit capable of reducing the influence of jitter of input data with a simple configuration and accurately restoring data.
本発明の情報処理装置は、入力データの位相情報を検出し、前記位相情報に基づいて前記入力データをサンプリングするデータリカバリ方法であって、前記入力データの位相と検出済みの位相情報が表す位相との位相差を検出する工程と、前記位相差の絶対値が位相補正用規定値を超える場合に、前記位相差の絶対値が前記位相補正用規定値にクリップするように前記位相情報を補正する工程と、前記位相差の絶対値がエッジ補正用規定値を超える場合に、前記位相差の絶対値が小さくなるように前記入力データのエッジ位置を補正する工程と、を含む。 The information processing apparatus according to the present invention is a data recovery method for detecting phase information of input data and sampling the input data based on the phase information, wherein the phase of the input data and the detected phase information represent The phase information is corrected so that the absolute value of the phase difference is clipped to the specified value for phase correction when the absolute value of the phase difference exceeds the specified value for phase correction. And a step of correcting the edge position of the input data so that the absolute value of the phase difference becomes small when the absolute value of the phase difference exceeds a specified value for edge correction .
本発明は、入力データのジッタの影響を簡単な構成で低減でき、データを正確に復元できるデータリカバリ方法およびデータリカバリ回路を提供することができる。 The present invention can provide a data recovery method and a data recovery circuit that can reduce the influence of jitter of input data with a simple configuration and can accurately restore data.
以下に、本発明のデータリカバリ方法およびそのデータリカバリ方法を用いた本発明のデータリカバリ回路の実施形態について説明する。 Embodiments of a data recovery method of the present invention and a data recovery circuit of the present invention using the data recovery method will be described below.
(第1の実施形態)
図1は、本発明のデータリカバリ回路の第1の実施形態を適用したシリアル転送部の物理層部を示す概略構成図である。図1に示す物理層部100は、データの送信を行う送信部101と、データの受信を行う受信部102とを有する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a physical layer unit of a serial transfer unit to which the first embodiment of the data recovery circuit of the present invention is applied. The
このシリアル転送部を用いてデータの送受信を行うときは、物理層部100と同等機能を有し、1組の送信部122と受信部121とを有する物理層部120を伝送路106、107を介して対向させて配置する。
When data is transmitted / received using this serial transfer unit, the
物理層部100は、基準クロックRefCLK1から周波数faのクロックを生成するPLL113を、物理層部120は、基準クロックRefCLK2から周波数fbのクロックを生成するPLL123をそれぞれ備えている。物理層部100、120は、PLL113、123によってそれぞれ生成される、周波数がそれぞれfa、fbのクロックに基づいて動作する。なお、以下の説明においては、物理層部100、120の送信部と受信部とからなる各組を「ポート」という。
The
データのシリアル転送は、ポート相互間においてポイント・ツー・ポイントで行われる。本実施形態における伝送路106、107は、送信と受信とは別個の伝送路により同時に行うことが可能な全2重回線を構成しているが、必ずしも全2重回線である必要はなく、半2重回線により構成されている場合でも、本発明のデータリカバリ回路を適用することができる。なお、伝送路106、107は、2本の線路によりそれぞれ構成されているが、無線により構成されていてもよい。
Serial transfer of data is performed point-to-point between ports. The
送信部101は、上位層から供給される送信データDtxに対して所定の変換規則に従った符号化を行うエンコーダ部103と、エンコーダ部103で符号化されたデータをシリアル変換するシリアライザ104と、シリアル変換されたデータを伝送路106に送信する送信出力部105とを有する。
The
伝送路106上のデータは、差動信号で伝送される。また、エンコーダ部103は、送信データDtxに8B/10B変換を施す。8B/10B変換は、8ビットのデータから10ビットのデータ(以下、「シンボルデータ」という。)に変換するものであり、Kコード(またはKキャラクタ)と呼ばれる1ビットの制御用の特殊符号(DtxK)を8ビットのデータに加える。
Data on the
PLL113は、供給される基準クロックRefCLK1を基に、データ転送のため、各規格に定められた転送クロックBCLKと、転送クロックBCLKを10分周(エンコーダ部103が8B/10B変換を行う場合)した内部動作のためのクロックPCLKとを生成する。例えば、データ転送が2.5Gbpsで行われる場合は、PLL113は、2.5GHzの転送クロックBCLKと、250MHzのクロックPCLKを生成する。
The
PLL113は、エンコーダ部103にクロックPCLKを供給し、シリアライザ104にクロックPCLKと転送クロックBCLKとを供給することにより、各部を動作させる。また、物理層部100と上位層とのデータの受け渡しも、クロックPCLKに同期して行われる。
The
受信部102は、伝送路107により伝送された差動信号を二値化する受信入力部108と、受信入力部108によって2値化されたデータにデジタル処理を施してイコライズするDEQ115と、受信入力部108で2値化されたデータを復元するデータリカバリ部109と、復元したデータを10ビットのシンボルデータにパラレル変換するデシリアライザ110と、送信側と受信側のクロックとの周波数差を吸収するエラスティックバッファ111と、10ビットのシンボルデータを8ビットのデータに10B/8B変換するデコーダ112とを備えている。
The
なお、物理層部100に対向する物理層部120においても、送信部122は、供給される基準クロックRefCLK2に基づいてPLL123で生成される周波数f1の転送クロックにデータを同期させて送信する。
Also in the
エラスティックバッファ111は、例えば、特殊符号の追加または削除を行うことにより、周波数差を吸収する。なお、この周波数差の許容値は、インタフェース規格毎に定められる。また、本実施形態において、エラスティックバッファ111は、デコーダ112の前段に設けられているが、後段に設けることにしてもよい。
The
また、本実施形態において、受信部102のデータリカバリ部109およびデシリアライザ110が本発明のデータリカバリ回路を構成するものとして説明するが、本発明のデータリカバリ回路の構成を限定するものではない。また、物理層部100のこれ以外の構成および機能は、データリカバリ回路の第1の実施形態との組み合わせにおいて任意に変更可能である。
In the present embodiment, the
また、本実施形態の物理層部100は、データリカバリ部109に供給する多相クロックやエラスティックバッファ111などに供給するクロックPCLKをPLL113で生成するが、PLL113で生成されたクロックPCLKや転送クロックBCLKは、シリアライザ104やエンコーダ部103等の送信部101にも供給され、PLL113が共用化されている。これは、対向する物理層部100、120が、独立の基準クロックRefCLK1、RefCLK2から生成されたクロックによりそれぞれ動作するようにしたためである。
In addition, the
図2は、本発明のデータリカバリ回路の第1の実施形態を示すブロック図である。図2に示すように、第1の実施形態のデータリカバリ回路は、オーバーサンプリング部1と、多相クロック生成部2と、シンボルデータ復元部3とを備えている。
FIG. 2 is a block diagram showing a first embodiment of the data recovery circuit of the present invention. As shown in FIG. 2, the data recovery circuit of the first embodiment includes an
ここで、オーバーサンプリング部1およびシンボルデータ復元部3の一部は、図1に示すデータリカバリ部109を構成し、シンボルデータ復元部3の他の一部は、図1に示すデシリアライザ110を構成している。
Here, a part of the
また、多相クロック生成部2は、図1に示すPLL113の一部を構成している。また、デシリアライザ110は、必ずしもデータリカバリ回路に設ける必要はなく、別個に設けてもよい。
Further, the
多相クロック生成部2は、基準クロックRefCLKから生成された所定周波数のクロックを所定位相ずつシフトし、ほぼ等間隔の位相差を有する多相クロックを生成する。本実施形態では、多相クロック生成部2は、周期UIが定められている転送クロックBCLKの約1/2の周波数f2を有し、位相差が例えば1/8UIの多相クロックCK0〜CK15を生成する。
The multi-phase
例えば、データ転送速度が2.5Gbps(UIが400ps)の場合には、多相クロック生成部2は、周期が800ps(周波数が1.25GHz)で位相差が50psずつである16個のクロックを生成する。
For example, when the data transfer rate is 2.5 Gbps (UI is 400 ps), the
なお、多相クロックの周波数f2は、転送クロックBCLKの周波数の1/2である必要はなく、転送クロックBCLKの周波数の1/4でもよく、転送クロックBCLKの周波数と同一でもよい。例えば、多相クロック生成部2は、周波数f2が転送クロックBCLKの周波数の1/4の32個のクロックを多相クロックとして生成してもよい。
Note that the frequency f2 of the multiphase clock does not need to be ½ of the frequency of the transfer clock BCLK, may be ¼ of the frequency of the transfer clock BCLK, or may be the same as the frequency of the transfer clock BCLK. For example, the multiphase
さらに、多相クロック生成部2によって生成される多相クロックの位相差は、転送クロックBCLKの周期UIの1/8UIに限定する必要はない。また、本実施形態のデータリカバリ回路は、多相クロック生成部2を含んで構成されているが、多相クロック生成部2をデータリカバリ回路とは別個に構成してもよい。
Furthermore, the phase difference of the multiphase clocks generated by the multiphase
オーバーサンプリング部1は、多相クロック生成部2から供給される多相クロックCK0〜CK15により受信データDataを取り込み、オーバーサンプルデータOVSDをシンボルデータ復元部3に出力する。
The
シンボルデータ復元部3は、オーバーサンプルデータOVSDから10ビットのシンボルデータSYMを復元し、シンボルクロックSYMCLKを生成するもので、データリカバリ機能とデシリアライザ機能とを有する。なお、シンボルデータ復元部3は、多相クロックのうちの1つのクロック(図ではCK0が例示されている)で動作する。
The symbol
このように、データリカバリ回路に、転送クロックBCLKの周波数f1よりも低い周波数f2に設定された多相クロックを用いれば、多相クロック生成部2の発振周波数を下げることができるので、高速化に対応しやすい。
As described above, if a multiphase clock set to a frequency f2 lower than the frequency f1 of the transfer clock BCLK is used for the data recovery circuit, the oscillation frequency of the multiphase
次に、各部の詳細について説明する。 Next, the detail of each part is demonstrated.
オーバーサンプリング部1は、16個のF/F(F/F0〜F/F15)からなるF/F回路4と、入力されたデータを1つのクロック(例えば、CK0)に同期させて出力する並列化部5とを備えている。
The
F/F0〜F/F15には、データ端子に受信データDataがそれぞれ共通に入力され、F/F0〜F/F15は、多相クロックCK0〜CK15がそれぞれ立上るタイミングで受信データDataを取り込み、Q0〜Q15をそれぞれ出力する。 In F / F0 to F / F15, the reception data Data is commonly input to the data terminals. F / F0 to F / F15 fetch the reception data Data at the timing when the multiphase clocks CK0 to CK15 rise, Q0 to Q15 are output respectively.
並列化部5は、例えば、2段構成のF/Fを有し、Q0〜Q15を、一旦出力Q0〜Q7と出力Q8〜Q15とに分けてラッチした後に、それらを合わせ、出力Q0〜Q15を、例えば、多相クロックの1つのクロック(ここではCK0とする)に同期させたオーバーサンプルデータOVSDを出力する。
The
図3は、オーバーサンプリング部1の各主要信号の信号波形の一例を示す図である。図3において、(a)は、受信データDataの波形例、(b)は、データ転送クロック(実際にはオーバーサンプリング部1には存在しないが、説明の都合上記載した。)、(c−0)〜(c−15)は、多相クロックCK0〜CK15、(d−0)〜(d−15)は、多相クロックによりF/F0〜F/F15に取り込まれ、F/F0〜F/F15からそれぞれ出力されるデータQ0〜Q15、(e−0)、(e−1)は、並列化部5に一旦取り込まれたデータQ0〜Q5、データQ8〜Q15、(f)は、並列化部5から出力されるオーバーサンプルデータOVSDを表している。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a signal waveform of each main signal of the
(c−0)〜(c−15)にそれぞれ示す多相クロックCK0〜CK15の周期は、(b)に示すデータ転送クロックの周期(UI)の2倍(2UI)に設定され、各多相クロックCK0〜CK15は、隣接したクロック相互の位相差が等間隔になるように位相がシフトされている。 The cycles of the multiphase clocks CK0 to CK15 shown in (c-0) to (c-15) are set to twice (2UI) the cycle (UI) of the data transfer clock shown in (b). The phases of the clocks CK0 to CK15 are shifted so that the phase differences between adjacent clocks are equally spaced.
(a)に示す受信データDataに付された黒丸は、多相クロックCK0〜CK15による各サンプリング点であり、この多相クロックにより取り込まれた各F/F0〜F/F15の出力Q0〜Q15は、(d−0)から(d−15)のように変化する。なお、図3において、ビット列の左側はLSBで、時間的に速いサンプル点を表している。 The black circles attached to the received data Data shown in (a) are the sampling points of the multiphase clocks CK0 to CK15. The outputs Q0 to Q15 of the F / F0 to F / F15 captured by the multiphase clock are as follows. , (D-0) to (d-15). In FIG. 3, the left side of the bit string is LSB, which represents a sample point that is fast in time.
並列化部5は、一旦、クロックCK0でQ0〜Q7を取り込み、(e−0)に示すようにQQ[0:7]を出力し、クロックCK8でQ8〜Q15を取り込み、(e−1)に示すようにQQ[8:15]を出力する。
The parallelizing
そして、並列化部5は、次のクロックCK0でQQ[0:7]及びQQ[8:15]を取り込んで並列同期化し、(f)に示すように、オーバーサンプルデータOVSD[0:15]を出力する。
Then, the
このように、並列化部5が、クロックCK0でQ0〜Q7を取り込み、クロックCK8でQ8〜Q15を取り込んだ後、次のクロックCK0でQ0〜Q15を取り込むのは、一度にQ0〜Q15を取り込むと、Q15やQ14に対する並列化部5のセットアップ時間が不足し、それらのデータが正常に取り込まれなくなるためである。
As described above, the
ここで、本実施形態では、並列化部5におけるデータの取り込みを、上述のように2段階に設定しているが、より安定してデータが取り込めるよう段数をさらに増やしてもよい。
Here, in the present embodiment, the data acquisition in the
一般に、受信データDataが立上る、あるいは立下るタイミングは、ランダムに、あるいは多種多様な要因により図3の斜線部(ア)で示すように変動する、いわゆるジッタが発生する。 In general, the reception data Data rises or falls at a timing that is so-called jitter that fluctuates randomly or due to a variety of factors as indicated by the hatched portion (a) in FIG.
このため、データが遷移するタイミング付近のサンプリングデータは、変動して正確に復元できないことがある。しかし、本実施形態によれば、図3において破線で囲んで示したように、このような問題も解決することができる。 For this reason, sampling data near the timing at which data transitions may fluctuate and cannot be accurately restored. However, according to the present embodiment, such a problem can also be solved as shown by being surrounded by a broken line in FIG.
次に、オーバーサンプルデータOVSDから、受信データを復元するシンボルデータ復元部3の構成およびその作用について説明する。
Next, the configuration and operation of the symbol
シンボルデータ復元部3は、データ選択部6と、選択信号生成部7と、デシリアライザ8と、コンマ検出部9とを備え、オーバーサンプルデータOVSDから10ビットのシンボルデータSYMを復元するとともに、位相が調整させたシンボルクロックSYMCLKを生成する。
The symbol
オーバーサンプルデータOVSDは、本実施形態においては、転送データ2ビットを8位相のクロックでサンプリングした、16ビット構成のデータである。したがって、シンボルデータ復元部3は、この16ビットのオーバーサンプリングデータOVSDから、所定位相のクロックで取り込んだデータ(ビット)を選択して出力すればよい。
In the present embodiment, the oversampled data OVSD is 16-bit data in which 2 bits of transfer data are sampled with an 8-phase clock. Therefore, the symbol
ただし、対向する物理層部120の送信部122から送られるデータに含まれる転送クロックと、物理層部100の受信部102でサンプリングに用いる多相クロック(クロックCK0〜CK15)とが全く同一の周波数(または、多相クロックの周波数が転送クロックの周波数の自然数分の1)であれば、シンボルデータ復元部3がオーバーサンプリングデータOVSDを取り込む位相は、固定されたままの状態でよい。
However, the transfer clock included in the data transmitted from the transmitting
しかし、通常は、多相クロックと転送クロックとは、ある範囲内の周波数差を有するので、シンボルデータ復元部3は、取り込み位相を徐々にずらし、本実施形態の場合には、通常は2個で、時折1個または3個のデータを選択的に出力する必要がある。
However, since the multi-phase clock and the transfer clock usually have a frequency difference within a certain range, the symbol
例えば、多相クロックと転送クロックとの周波数差が0.1%(1000ppm)であるとすると、転送データ1000ビットに対して1ビットのずれが生じ、オーバーサンプリングに用いられるクロックCK0の500サイクルに1回、1個または3個のデータが出力される。 For example, if the frequency difference between the multiphase clock and the transfer clock is 0.1% (1000 ppm), a shift of 1 bit occurs with respect to 1000 bits of transfer data, and the clock CK0 used for oversampling has 500 cycles. Once, one or three pieces of data are output.
選択信号生成部7は、本発明における位相情報検出回路を構成し、オーバーサンプルデータOVSDからエッジ位置を補正したオーバーサンプルデータMOVSDと、MOVSDのビット取り込み位相を指示する選択信号Selを生成する。
The selection
データ選択部6は、選択信号生成部7から出力される選択信号Selに従って、選択信号生成部7から出力されるエッジ位置を補正したオーバーサンプルデータMOVSDから1〜3個の復元データ(d0、d1、d2)を選択的に出力する。また、データ選択部6は、復元データの有効部分を示す状態信号S0、S1も出力する。
The
コンマ検出部9は、転送データに所定間隔で挿入された特殊符号として、コンマと呼ばれるコンマ符号を検出しコンマ検出信号Detを出力する。
The
デシリアライザ8は、コンマ検出信号Detをもとに、データ選択部6から供給される1〜3個の復元データ(d0、d1、d2)を10ビットのシンボルデータSYMにパラレル変換する。また、デシリアライザ8は、シンボルクロックSYMCLKの生成も行う。
Based on the comma detection signal Det, the
図4は、選択信号生成部7の構成例を示す図である。図4において、選択信号生成部7は、両エッジ検出部20と、エッジ補正部560と、DPLL566と、エッジ補正データ生成部564と、オフセット加算部567を備え、多相クロック生成部2から供給されるクロックCK0を基準にして動作するように構成されている。
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of the selection
両エッジ検出部20は、オーバーサンプルデータOVSDのビット列から立上り及び立下りの両エッジを検出し、そのエッジ位置を示すエッジデータRxEdgeを出力する。
Both
具体的には、両エッジ検出部20は、オーバーサンプルデータOVSD[0:15]と、オーバーサンプルデータOVSDを、多相クロックが有する位相差分遅らせたデータdOVSD[0:15]との排他的論理和を演算する。
Specifically, the both-
なお、dOVSD[0:15]は、1クロック前のOVSD[15]をpOVSD[15]と表せば、dOVSD[0:15]={pOVSD[15],OVSD[0:14]}で求めることができる。 Note that dOVSD [0:15] is obtained by dOVSD [0:15] = {pOVSD [15], OVSD [0:14]} if OVSD [15] one clock before is expressed as pOVSD [15]. Can do.
エッジ補正部560は、後述するデジタルVCO563が出力する位相データ(位相情報)が表す位相を基準に、両エッジ検出部20から出力されたエッジデータRxEdgeのエッジ位置の補正を行い、エッジ位置が補正されたエッジデータMEdgeを出力する。なお、エッジ補正部560に関しては、後に詳細に説明する。
The
エッジ補正データ生成部564には、エッジ位置補正前のオーバーサンプリングデータOVSDとエッジ位置が補正されたエッジデータMEdgeとが入力され、エッジ補正データ生成部564は、エッジ位置の補正が行われたオーバーサンプリングデータMOVSDを出力する。
The edge correction
DPLL566は、比較部21と、ループフィルタ562と、デジタルVCO563とを備え、入力されたエッジデータRxEdgeの位相に同期した位相を表す6ビットの位相データStを出力する。
The
比較部21は、エッジデータRxEdgeのエッジの位相とデジタルVCO563が出力する位相データStを比較しその位相差データPDDat、および各エッジの6ビット4組の位相差データPDDatA、PDDatB、PDDatC、PDDatDを出力する。
The
比較部21の構成を図5に示す。図5において、比較部21は、第1位相差検出部530a、530cと、第2位相差検出部530b、530dと、クリップ回路531a〜531dと、加算回路532とを備えている。
The configuration of the
第1位相差検出部530aは、オーバーサンプリングデータの0ビット目〜3ビット目、第2位相差検出部530bは、オーバーサンプリングデータの4ビット目〜7ビット目、第1位相差検出部530cは、オーバーサンプリングデータの8ビット目〜11ビット目、第2位相差検出部530dは、オーバーサンプリングデータの12ビット目〜15ビット目に対してそれぞれ設けられている。
The first phase difference detection unit 530a is the 0th to 3rd bits of the oversampling data, the second phase
比較部21が受信する信号のパルス幅は、各種のジッタの影響により狭まっている可能性があるため、1UIに相当する時間内に複数のデータエッジが存在する場合がある。そのような場合であっても、各位相差検出部530a〜530dが2つ以上のデータエッジを検出しないように、比較部21は、上述したように構成されている。
Since the pulse width of the signal received by the
本実施例では、オーバーサンプル時の受信信号の最短のパルス幅が1/2UI以上であるシステムを仮定し、エッジ検出を1/2UIずつ行うことにしている。実際に使用するシステムの受信信号のパルス幅がさらに狭くなる可能性がある場合には、位相検出単位を更に細かく分けて行うことにより対応することが可能である。 In the present embodiment, it is assumed that the shortest pulse width of the received signal at the time of oversampling is 1/2 UI or more, and edge detection is performed for each 1/2 UI. When there is a possibility that the pulse width of the received signal of the system actually used may be further narrowed, it can be dealt with by further dividing the phase detection unit.
各位相差検出部530a〜530dは、入力されたエッジデータRxEdgeの4ビット部分にエッジが存在しない場合には0を、エッジが存在する場合には、第1位相差検出部530a、530cでは図6、第2位相差検出部530b、530dでは図7に示すようにデジタルVCO563から出力される位相データStとの位相差を表す信号を出力する。
Each of the phase difference detection units 530a to 530d is set to 0 when no edge exists in the 4-bit portion of the input edge data RxEdge, and when there is an edge, the first phase difference detection units 530a and 530c perform FIG. The second
各クリップ回路531a〜531dは、入力データを位相補正用規定値でクリップする。例えば、±8でクリップする場合には、各クリップ回路531a〜531dは、入力データの値が−8以上8以下のときには入力データをそのまま出力、8を超えるときには8を出力、−8未満のときには−8を出力する。なお、各クリップ回路531a〜531dは、他の値で入力データをクリップする場合も同様である。
Each of the clipping circuits 531a to 531d clips the input data with the prescribed value for phase correction. For example, when clipping at ± 8, each of the clipping circuits 531a to 531d outputs the input data as it is when the value of the input data is -8 or more and 8 or less,
加算回路532は、クリップ回路531a〜531dの出力を加算し、位相差データPDDatとして出力する。
The
以上の構成により、エッジデータRxEdgeの各4ビット部分の位相差データ(PDDatA、PDDatB、PDDatC、PDDatD)と、エッジデータRxEdgeの各4ビット部分の位相差データをクリップ後に加算した位相差データPDDatとが、比較部21から出力される。
With the above configuration, the phase difference data PDDat obtained by adding the phase difference data (PDDatA, PDDatB, PDDatC, PDDatD) of each 4-bit part of the edge data RxEdge and the phase difference data of each 4-bit part of the edge data RxEdge after clipping. Is output from the
図4において、比較部21から出力された位相差データPDDatは、ループフィルタ562に入力される。ループフィルタ562は、DPLL566のループ特性を決定するフィルタであり、比較部21が出力する位相差データPDDatを平滑化したデータVCOInをデジタルVCO563に出力する。ループフィルタ562の特性を変更することにより、DPLL566の特性を変更することが可能である。
In FIG. 4, the phase difference data PDDat output from the
図8にループフィルタ562の一例を示す。図8においてループフィルタ562は乗算器570、571、加算器572、575、リミット回路573およびF/F574を備えている。
FIG. 8 shows an example of the
乗算器570、571は、それぞれ固定倍率a、bの乗算器であり、入力された位相差データPDDatを固定倍する。乗算器570、571の倍率a、bを図示しないレジスタにより設定できる構成とすることによりDPLL566の特性を変更することが可能となる。
また、加算器572、リミット回路573、F/F574は、積算器を構成している。リミット回路573は、加算器572にオーバーフローあるいはアンダーフローが発生した時に出力を最大値あるいは最小値にリミットする回路である。
Further, the
デジタルVCO563は、アナログPLLのVCOに相当し、位相データStを出力する。本実施例では、デジタルVCO563は、6ビット(64値)でデータを出力するものとする。この場合には、デジタルVCO563から出力される位相データStの1LSBは、1/64サイクル(1/64UI)の位相に相当する。
The
図9にデジタルVCO563の構成例を示す。図9において、デジタルVCO563は、加算器580およびF/F581を備えている。加算器580は、入力データVCOInとF/F581からのフィードバックデータを加算することにより積算器を構成している。デジタルVCO563は、F/F581が保持するビットのうち、上位6ビットをデジタルVCO563の位相データStとして出力する。
FIG. 9 shows a configuration example of the
この構成により、デジタルVCO563は、比較部21から出力される位相差データPDDatがループフィルタ562で平滑化されたデータを積算していくため、デジタルVCO563から出力される位相データStは、位相を表す。
With this configuration, the
ここで、位相データStのビット数を多くすればするほど、位相データStの1ビットが表す位相が小さくなり、デジタルVCO563が位相データStで表現できる位相の精度が上がる。
Here, as the number of bits of the phase data St is increased, the phase represented by one bit of the phase data St is reduced, and the accuracy of the phase that can be expressed by the
デジタルVCO563から出力される位相データStは、比較部21に戻され、比較部21、ループフィルタ562、デジタルVCO563によるフィードバック制御が行われる。このため、DPLL566から出力される位相データStは、エッジデータRxEdgeの位相に追従することになる。
The phase data St output from the
図4において、エッジ補正部560は、両エッジ検出部20から出力されたエッジデータRxEdgeとDPLL566内の比較部21から出力された4つの位相差データPDDatA、PDDatB、PDDatC、PDDatDとから、DPLL566から出力された位相データStを基準にエッジデータRxEdgeのエッジ位置を補正したエッジデータMEdgeを出力する。
In FIG. 4, the
ここで、図10を用いてエッジ補正部560が行う処理について説明する。図10において、横軸は位相を示し、DPLL566から出力される位相データStから得られるエッジ位置は、図10中のAで示した位置にあるものとする。
Here, the processing performed by the
エッジ補正部560は、DPLL566から出力される位相データStから得られるエッジ位置と、エッジデータRxEdgeのエッジ位置との位相差の絶対値がエッジ補正用規定値以下である場合には、エッジデータRxEdgeをそのまま出力するが、この絶対値がエッジ補正用規定値を超える場合には、この絶対値がエッジ補正用規定値となるようエッジデータRxEdgeの位相を補正して出力する。
The
図10では、エッジデータRxEdgeのエッジ位置がP1やP2である場合には、エッジ位置間の位相差の絶対値がエッジ補正用規定値になる遅角側の遅角側補正値にエッジデータRxEdgeのエッジ位置が補正される。また、エッジデータRxEdgeのエッジ位置がP3やP4である場合には、エッジデータRxEdgeのエッジ位置の補正は行われず、エッジデータRxEdgeがそのまま出力される。また、エッジデータRxEdgeのエッジ位置がP5やP6である場合には、エッジ位置間の位相差の絶対値がエッジ補正用規定値になる進角側の進角側補正値にエッジデータRxEdgeのエッジ位置が補正される。 In FIG. 10, when the edge position of the edge data RxEdge is P1 or P2, the edge data RxEdge is set to the retard side correction value on the retard side where the absolute value of the phase difference between the edge positions becomes the prescribed value for edge correction. The edge position of is corrected. When the edge position of the edge data RxEdge is P3 or P4, the edge position of the edge data RxEdge is not corrected and the edge data RxEdge is output as it is. In addition, when the edge position of the edge data RxEdge is P5 or P6, the edge of the edge data RxEdge is set to the advance side correction value on the advance side where the absolute value of the phase difference between the edge positions becomes the specified value for edge correction. The position is corrected.
以上のように、エッジ補正部560は、エッジデータRxEdgeのエッジ位置の補正を行うことにより、高周波で大きな成分を持つジッタ成分の影響の一部を取り除くことが可能になり、補正後のエッジデータMEdgeはジッタによる影響をエッジ補正前のエッジデータRxEdgeに対して小さくすることができる。
As described above, by correcting the edge position of the edge data RxEdge, the
図11にエッジ補正部560の構成例を示す。図11において、エッジ補正部560は、シフト量生成部600a〜600dと、シフト演算部601a〜601dと、F/F602とを備えている。
FIG. 11 shows a configuration example of the
シフト量生成部600a〜600dは、比較部21から出力された位相差データPDDatA、PDDatB、PDDatC、PDDatDを基にエッジの補正量をそれぞれ求めてシフトデータとして出力する。
The shift
シフト演算部601a〜601dは、エッジデータRxEdgeの各4ビット部分を、対応するシフト量生成部600a〜600dがそれぞれ出力するシフトデータにしたがってシフトし、エッジデータRxEdgeの各4ビット部分をそれぞれシフトしたデータShDatA、ShDatB、ShDatC、ShDatDとして出力する。
The
シフト演算部601a〜601dから出力されたデータShDatA、ShDatB、ShDatC、ShDatDのうち、シフト演算部601dから出力されたデータShDatDの上位4ビットはF/F602に入力され、F/F602からは、ShDatDの1クロック遅れた4ビットデータdShDatDが出力される。
Of the data ShDatA, ShDatB, ShDatC, ShDatD output from the
OR回路603は、これらShDatA、ShDatB、ShDatC、ShDatDおよびdShDatDからエッジ補正を行ったエッジデータMEdgeを生成して出力する。
The OR
OR回路603は、以下の演算を行う。
Medge[15:0] = {
(ShDatD[3]|ShDatC[7]), (ShDatD[2]|ShDatC[6]), (ShDatD[1]|ShDatC[5]),
(ShDatD[0]|ShDatC[4]), (ShDatC[3]|ShDatB[7]), (ShDatC[2]|ShDatB[6]),
(ShDatC[1]|ShDatB[5]), (ShDatC[0]|ShDatB[4]), (ShDatB[3]|ShDatA[7]),
(ShDatB[2]|ShDatA[6]), (ShDatB[1]|ShDatA[5]), (ShDatB[0]|ShDatA[4]),
(ShDatA[3]|dShDatD[3]), (ShDatA[2]|dShDatD[2]), (ShDatA[1]|dShDatD[1]),
(ShDatA[0]|dShDatD[0])}
The OR
Medge [15: 0] = {
(ShDatD [3] | ShDatC [7]), (ShDatD [2] | ShDatC [6]), (ShDatD [1] | ShDatC [5]),
(ShDatD [0] | ShDatC [4]), (ShDatC [3] | ShDatB [7]), (ShDatC [2] | ShDatB [6]),
(ShDatC [1] | ShDatB [5]), (ShDatC [0] | ShDatB [4]), (ShDatB [3] | ShDatA [7]),
(ShDatB [2] | ShDatA [6]), (ShDatB [1] | ShDatA [5]), (ShDatB [0] | ShDatA [4]),
(ShDatA [3] | dShDatD [3]), (ShDatA [2] | dShDatD [2]), (ShDatA [1] | dShDatD [1]),
(ShDatA [0] | dShDatD [0])}
図12にエッジ補正部560の動作の一例を示す。図12において、(a)は、エッジ補正部560に入力されるエッジデータRxEdge、(b)は、実際には存在しないデータであるがデジタルVCO563が出力する位相データStをオーバーサンプリングデータ相当に変換したものであり、説明のために図示している。
FIG. 12 shows an example of the operation of the
また、(c−1)〜(c−4)は、各シフト演算部601a〜601dの出力データShDatA、ShDatB、ShDatC、ShDatDであり、(c−5)は、F/F602の出力データdShDatD、(d)は、エッジ補正部560から出力されるエッジデータMEdgeである。
Further, (c-1) to (c-4) are output data ShDatA, ShDatB, ShDatC, and ShDatD of the
図12からわかるように、エッジ補正部560は、エッジの補正を行わなかった場合であっても、エッジデータRxEdgeのエッジ位置に対して全体的に2ビットシフトしたエッジデータMEdgeを出力する。
As can be seen from FIG. 12, the
このため、後段のデータ選択部6は、エッジデータRxEdgeの位相に追従するDPLL566の出力値に2ビット相当分加算した位置をサンプルする構成となっている。
For this reason, the
エッジ補正データ生成部564には、エッジ補正後のエッジデータMEdgeとオーバーサンプリングデータOVSDとが入力され、エッジ補正データ生成部564は、エッジ補正を行ったオーバーサンプリングデータMOVSDを生成する。
The edge correction
ここで、エッジ補正データ生成部564は、エッジ補正が行われたエッジデータMEdgeのエッジ位置でオーバーサンプリングデータMOVSDの極性を反転させていくことによりオーバーサンプリングデータMOVSDを生成する。ただし、それだけでは初期値の極性が決まらないので、エッジ補正データ生成部564は、初期値の極性をオーバーサンプリングデータOVSDに基づいて判断する。
Here, the edge correction
具体的には、エッジ補正データ生成部564は、エッジ補正前のオーバーサンプリングデータOVSDがシステムで想定されるジッタの最悪値以上の期間に渡って極性が同じである場合は、エッジ補正後のオーバーサンプリングデータMOVSDもOVSDと同じ極性となることを利用してオーバーサンプリングデータMOVSDの極性を決定し、その後はエッジデータMEdgeのエッジ位置で極性を反転させるようにする。
Specifically, the edge correction
このように、エッジ補正データ生成部564は、エッジ位置の補正が行われたオーバーサンプリングデータMOVSDを得ることができる。
As described above, the edge correction
図4において、オフセット加算部567は、エッジ補正部560で生じる2ビット分のシフトを補正するために、デジタルVCO563から出力される位相データStの上位3ビット分に対し2を加算した値を表す選択信号Selを出力し、後のデータ選択部6で適切なビットが選択されるようにしている。
In FIG. 4, an offset
図2において、データ選択部6は、選択信号生成部7から出力されるオーバーサンプリングデータMOVSDと、選択信号Selにより復元データd0、d1、d2を復元するとともに、復元データの有効部分を示す状態信号S0、S1を出力する。
In FIG. 2, the
図13にデータ選択部6の構成を示す。図13に示すように、データ選択部6は、F/F700、データ生成部701およびデータ状態信号生成部702を備えている。F/F700は、入力された選択信号Selを1クロック分遅らせた信号dSelを生成する。
FIG. 13 shows the configuration of the
データ生成部701は、入力されたオーバーサンプリングデータMOVSDと選択信号SelおよびdSELとから復元データd0、d1、d2を生成する。図14にデータ生成部701の入力信号と出力信号の関係を示す。
The
データ状態信号生成部702は、データ生成部701が出力するデータの有効部分を示す状態信号S0、S1を生成する。図15にデータ状態信号生成部702の入力信号と出力信号の関係を示す。
The data status
図16は、デシリアライザ8の構成例を示す図である。図16に示すように、デシリアライザ8は、復元データd0、d1、d2が入力されるシフトレジスタ36と、シンボル変換部37と、シンボル同期制御部38とを備えている。シフトレジスタ36は、復元データd0、d1、d2を状態信号S0、S1に従って逐次シフトして保持し、保持した復元データをパラレルデータPDataとして出力する。
FIG. 16 is a diagram illustrating a configuration example of the
図17は、デシリアライザ8を構成するシフトレジスタ36の詳細な構成例を示す図である。図17に示すシフトレジスタ36は、F/F40(0)〜(11)と、マルチプレクサ41(1)〜(11)とを備えている。なお、図17において、F/F40(5)より後段のものは図示が省略されている。
FIG. 17 is a diagram illustrating a detailed configuration example of the
F/F40(0)〜(11)は、縦列接続されてシフトレジスタを構成する。マルチプレクサ41(1)〜(11)は、状態信号S0、S1に従って、F/F40(0)〜(11)へ入力させる復元データd0、d1、d2をそれぞれ選択する。 F / Fs 40 (0) to (11) are connected in cascade to form a shift register. The multiplexers 41 (1) to (11) select restored data d0, d1, and d2 to be input to the F / Fs 40 (0) to (11), respectively, according to the status signals S0 and S1.
各マルチプレクサ41(1)〜(11)は、入力された復元データd1、d0、d2の3入力のうち、上から3ビットシフト、2ビットシフト、1ビットシフトに対応し、{S1、S0}={0,1}のときは1ビットシフトを行うため一番下の入力を、{S1,S0}={1,1}のときは3ビットシフトを行うため一番上の入力を、その他のときは2ビットシフトを行うため真中の入力を選択して出力する。 Each of the multiplexers 41 (1) to (11) corresponds to a 3-bit shift, 2-bit shift, and 1-bit shift from the top among the three inputs of the restored data d1, d0, and d2, and {S1, S0} = {0,1}, the bottom input to perform 1-bit shift, and {S1, S0} = {1,1}, the top input to perform 3-bit shift, etc. In this case, since the 2-bit shift is performed, the middle input is selected and output.
また、F/F40(0)〜(11)は、出力Q0〜Q11をパラレルデータPData[0:11]として出力する。これにより、1〜3個ずつ復元されるデータがパラレル変換される。 Further, the F / Fs 40 (0) to (11) output the outputs Q0 to Q11 as parallel data PData [0:11]. As a result, the data restored by 1 to 3 is converted in parallel.
図2において、コンマ検出部9は、デシリアライザ8から出力されたパラレルデータPData中に所定のコンマ符号のパターンが含まれているか否かを検出し、その検出結果を表す検出信号Detと、検出された場合の検出位置信号DetPos(例えば、検出されたコンマ符号のパターンのLSBのビット数)をデシリアライザ8に出力する。
In FIG. 2, the
なお、8B/10B変換におけるコンマ符号は、左側をFRB(First Recieved Bit)とすると、「0011111010」又は「1100000101」である。ここで、シンボルの区切りを示す属性を有する他の符号として、「0011111001」や「1100000110」が検出される場合もある。 Note that the comma code in the 8B / 10B conversion is “00111111010” or “1100000101” when the left side is FRB (First Received Bit). Here, “0011111001” or “1100010001” may be detected as another code having an attribute indicating a symbol delimiter.
例えば、PData[11:0]が「100111110101」のときは、PData[10:1]がコンマ符号と一致するので、検出信号Detとして「H」、検出位置信号DetPosとして1がコンマ検出部9から出力される。
For example, when PData [11: 0] is “100111110101”, since PData [10: 1] matches the comma code, “H” is detected as the detection signal Det, and 1 is detected from the
図18は、図16に示したシンボル同期制御部38とシンボル変換部37とを説明する信号波形図である。図18において、PData[11]は、最初に受信されたビット(FRB)であり、PData[0]は、最後に受信されたビット(LRB)である。
18 is a signal waveform diagram for explaining the symbol
また、(a)は、クロックCK0、(b)は、PData[11:0]、(c)は、検出信号Det、(d)は、検出位置信号DetPos、(e−0)、(e−1)は、状態信号S0'、S1'(ここで、S0'、S1'は、S0,S1をそれぞれ1クロック分遅延させた信号である。)、(g)は、パラレルデータPDataを1クロック遅延させたdPData、(h)は、シンボルクロックSYMCLK(ラッチイネーブル信号LEと同一信号)、(i)は、パラレルデータPDataのシンボル有効位置を示すシンボル位置信号LEPos、(j)は、10ビットのシンボルデータSYM信号を表している。 Further, (a) is a clock CK0, (b) is PData [11: 0], (c) is a detection signal Det, (d) is a detection position signal DetPos, (e-0), (e- 1) shows status signals S0 ′ and S1 ′ (where S0 ′ and S1 ′ are signals obtained by delaying S0 and S1 by one clock, respectively), and (g) shows one clock of parallel data PData. The delayed dPData, (h) is the symbol clock SYMCLK (the same signal as the latch enable signal LE), (i) is the symbol position signal LEPos indicating the symbol effective position of the parallel data PData, (j) is 10 bits Symbol data SYM signal is represented.
今、(b)に示すパラレルデータPData中にコンマ符号のパターンCOMが検出されると(拡大図の下線部)、コンマ検出部9から(c)に示す検出信号Detと(d)に示す検出位置信号DetPosとが出力される。
When the comma code pattern COM is detected in the parallel data PData shown in (b) (the underlined portion of the enlarged view), the detection signal Det shown in (c) from the
シンボル同期制御部38は、カウンタを内蔵しており、この検出信号Detをスタート信号、検出位置信号DetPosをカウント初期値とし、カウントを開始する。このカウンタは、デシリアライザ8に入力される1〜3個の復元データの個数分だけカウントされる。
The symbol
すなわち、シンボル同期制御部38は、状態信号S0'、S1'に基づいてカウントを行い、カウント値が10ビット(1シンボル分)貯まる毎に、(h)に示すラッチイネーブル信号LEを出力(LEを「H」に)し、カウント値を−10にする。
That is, the symbol
同時に、シンボル同期制御部38は、パラレルデータPDataの有効位置を示す(i)に示すシンボル位置信号LEPosとしてカウント値を出力する。なお、状態信号は、各ブロックでの処理時間分遅延(本例では1クロック分)させた(e−1)、(e−2)にそれぞれ示すS0'、S1'を用いてカウントされる。
At the same time, the symbol
シンボル同期制御部38は、{S1',S0'}が{0,1}のときは、カウントを1進め、{S1',S0'}が{1,1}のときは、カウントを3進め、その他のときは、カウントを2進める。
The symbol
シンボル変換部37は、パラレルデータPDataを1クロック分遅延させた(g)に示すdPDataから、ラッチイネーブル信号LEが「H」のときにシンボル位置信号LEPosにしたがって(j)に示す10ビットのシンボルデータSYM[0:9]を取り出す。
The
したがって、シンボル位置信号LEPosが、0、1、2であればそれぞれ、dPData[9:0][10:1][11:2]が取り出される。なお、シンボル位置信号LEPosが3以上であれば、それ以前のクロックで取り出されるので、ここで取り出すデータは、存在しない。 Therefore, if the symbol position signal LEPos is 0, 1, or 2, dPData [9: 0] [10: 1] [11: 2] is extracted. If the symbol position signal LEPos is 3 or more, the data is extracted at the previous clock, so there is no data to be extracted here.
また、シンボル同期制御部38からは、ラッチイネーブル信号LEと同一の信号がシンボルクロックSYMCLKとして出力される。このようにすれば、シンボルクロックSYMCLKに同期させて10ビットのシンボルデータSYMが復元できる。
The symbol
なお、シンボルクロックSYMCLKの周期は、通常、クロック(CK0)の5クロック分(転送用クロックの10クロック分)であるが、送信側と受信側の周波数差により、4クロック分または6クロック分になることがある。この差分は、図1を参照して説明したエラスティックバッファ111で吸収される。
The cycle of the symbol clock SYMCLK is normally 5 clocks (CK0) (10 clocks of the transfer clock), but is 4 clocks or 6 clocks depending on the frequency difference between the transmitting side and the receiving side. May be. This difference is absorbed by the
図19は、PLL113の構成例を示す図である。図19に示すPLL113は、分周器50、58と、位相周波比較器51と、ローパスフィルタ52と、電圧制御発振器53と、分周回路55とを備えており、基準クロックRefCLKから、転送クロックBCLKと、内部動作用クロックPCLKと、多相クロックCK0〜CK11とを生成する。
FIG. 19 is a diagram illustrating a configuration example of the
電圧制御発振器53は、3段の差動バッファ54a〜54cが接続されたリングオシレータで構成され、6位相のクロックc0〜c5を生成し、そのうちの1つを転送クロックBCLKとして出力する。
The voltage controlled
分周器50は、転送クロックBCLKを10分周し、位相周波比較器51にフィードバックする。位相周波比較器51は、基準クロックRefCLKと分周器50の出力との位相比較を行い、この位相差情報に基づき内在するチャージポンプを駆動する。
The
ローパスフィルタ52は、チャージポンプ出力を平滑化し制御電圧Vcを電圧制御発振器53に供給する。電圧制御発振器53内の差動バッファ54a〜54cは、この制御電圧Vcに従って遅延量が変化し、位相同期制御を行う。例えば、基準クロックRefCLKとして250MHzのクロックを供給すると、電圧制御発振器53は、2.5GHzの転送クロックBCLKを生成する。
The
分周器58は、転送クロックBCLKを10分周してクロックPCLKを生成する。分周回路55は、クロックc0〜c5が入力する6つの2分周器(トグルF/Fなどにより構成)56a〜56fを備え、分周回路55からは、正転及び反転信号が出力される。
The
また、これら2分周器56a〜56fは、リセット回路57の出力RSTBによりリセットされ、図3に示す(c−0)CK0から(c−11)CK11となるように各クロックの位相を調整する。
Further, these two
すなわち、6位相クロックc0〜c5が2分周されることにより、転送クロックBCLKの1/2の周波数で、12位相のクロックCK0〜CK11が2分周器56a〜56fによって生成される。
That is, by dividing the 6-phase clocks c0 to c5 by 2, the 12-phase clocks CK0 to CK11 are generated by the 2-
図20は、複数の物理層部とPLLとの関係を示す図である。図20におけるPLL150は、多相クロック生成部2を兼ね、複数の物理層部(ここでは第1及び第2レーン物理層部151、152を示し、他は図示が省略されている。)に、転送クロックBCLKとクロックPCLKと多相クロックCK0〜CK11とを共通に供給するように構成されている。
FIG. 20 is a diagram illustrating a relationship between a plurality of physical layer units and a PLL. The
第1レーン物理層部151は、送信部101−1と、受信部102−1(本実施形態のデータリカバリ回路を有する)とを備え、第2レーン物理層部152も、第1レーン物理層部151と同様に送信部101−2と、受信部102−2(本実施形態のデータリカバリ回路を有する)とを備えている。
The first lane
PLL150には、基準クロックRefCLKが供給され、PLL150は、各送信部101−1、101−2に転送クロックBCLK、クロックPCLKを供給し、各受信部102−1、102−2に多相クロックCK0〜CK11を供給する。このように、PLL150を複数の物理層部で共用化することもできる。
A reference clock RefCLK is supplied to the
以上に説明したように、本実施形態のデータリカバリ回路は、入力データの位相と検出済みの位相データが表す位相との位相差が位相補正用規定値を超えるときに、位相差の絶対値が小さくなるように位相データを補正して次に入力データと比較するための位相データとするため、入力データのジッタが位相データに及ぼす影響を低減させることができる。 As described above, when the phase difference between the phase of the input data and the phase represented by the detected phase data exceeds the specified value for phase correction, the data recovery circuit of this embodiment has an absolute value of the phase difference. Since the phase data is corrected so as to be reduced and then used as phase data for comparison with the input data, the influence of the jitter of the input data on the phase data can be reduced.
なお、シミュレーションによる特性評価結果では、本実施形態のデータリカバリ回路は、特許文献2および特許文献3等に開示されたデータリカバリ回路に対して、ジッタに対する耐性が0.15UI以上向上したことがわかった。
From the characteristic evaluation results by simulation, it can be seen that the data recovery circuit according to the present embodiment has improved jitter tolerance by 0.15 UI or more compared to the data recovery circuits disclosed in
また、本実施形態のデータリカバリ回路は、エッジ位置が補正された入力データのアイ開口を補正前のものより大きくすることができるため、データリカバリエラーを抑えることができる。 In addition, the data recovery circuit of the present embodiment can suppress the data recovery error because the eye opening of the input data whose edge position is corrected can be made larger than that before correction.
例えば、1ビットあたりの転送時間(以下、1UI)を8サンプルするオーバーサンプリングを行った場合には、図21に示すように、1UIが8位相のデータとして出力される。なお、図21は、4UIのオーバーサンプルデータを示している。
For example, in the case of performing oversampling in which a transfer time per bit (hereinafter, 1 UI) is sampled, 1 UI is output as 8-phase data as shown in FIG. FIG. 21
図21において、オーバーサンプルデータとして、時間の早い順にb0、b1、...、b7と記載している。ここでは説明のため、仮にサンプリングクロックとシリアル転送されたデータの基準周波数及び位相が完全に一致しているものと仮定する。 In FIG. 21, as oversampled data, b0, b1,. . . , B7. Here, for the sake of explanation, it is assumed that the reference frequency and phase of the sampling clock and the serially transferred data are completely the same.
また、オーバーサンプリングデータOVSDのエッジは、ジッタによりb1〜b5(OVSD[0]〜OVSD[5])に分布しており、その平均値はb3であると仮定する。その結果、OVSD[6]、OVSD[7]およびOVSD[0]には、データエッジが存在しないため、これらのどこかでデータをサンプリングすることにより、正しいデータが復調できる。 Further, it is assumed that the edge of the oversampling data OVSD is distributed in b1 to b5 (OVSD [0] to OVSD [5]) due to jitter, and the average value is b3. As a result, since there is no data edge in OVSD [6], OVSD [7], and OVSD [0], correct data can be demodulated by sampling data somewhere.
オーバーサンプリングデータOVSDを使用してクロックの検出を行った場合には、DPLL566は、OVS[1]〜OVS[5]の何れかにエッジを持つようなクロックを検出することができる。
When the clock is detected using the oversampling data OVSD, the
ここで、DPLL566の帯域を十分に狭くすることにより、平均的なエッジ位置であるOVSD[3]をエッジとするクロックを検出することができ、検出したクロックのエッジと180度はなれた位置OVSD[7]のビットをサンプルすることが可能であり、その場合正しいデータの復調が可能となる。
Here, by sufficiently narrowing the bandwidth of the
これに対して、DPLL566の帯域を高くすると、DPLL566を追従させたくない符号間干渉やクロストーク、その他高周波領域に大きいジッタ成分をもつDjにも追従してしまう。
On the other hand, if the bandwidth of the
その結果、OVSD[1]やOVSD[5]をエッジとするクロックがある確率で再生されることになり、そのクロックエッジから180°離れた位置であるOVSD[5]やOVSD[1]をデータビットとしてサンプルすると、ある確率でデータリカバリエラーとなる。 As a result, a clock having OVSD [1] or OVSD [5] as an edge is reproduced with a certain probability, and OVSD [5] or OVSD [1] at a position 180 ° away from the clock edge is data. When sampled as a bit, a data recovery error occurs with a certain probability.
5Gbpsでシリアル転送されるシリアルデータのRjがσ=2ps程度の大きさであると仮定した場合、エラーレートを1e−12以下に保つためにはpeak−to−peakで14σ(28ps)のジッタとしてみる必要がある。 Assuming that the Rj of serial data serially transferred at 5 Gbps is about σ = 2 ps, in order to keep the error rate below 1e-12, the peak-to-peak is 14σ (28 ps) jitter. It is necessary to see.
一方、5Gbpsのデータ転送では、1UIが200psの時間幅となり、これを8サンプルでオーバーサンプリングした場合には、オーバーサンプリング間隔は25psとなる。 On the other hand, in the data transfer of 5 Gbps, 1 UI has a time width of 200 ps, and when this is oversampled with 8 samples, the oversampling interval is 25 ps.
したがって、Rjの影響として見積もるべき28psの大きさのジッタは、1オーバーサンプル期間にほとんど含まれることになる。また、OVSD[3]を中心にみて、OVSD[1]やOVSD[5]にエッジが出現する場合には、符号干渉、クロストーク、オーバーサンプリングの不均一などによるもので、DPLL566の帯域よりも高い周波数領域に大きい成分をもつようなDPLL566を追従させたくない種類のジッタが支配的であると考えてよい。
Therefore, the jitter of 28 ps to be estimated as the influence of Rj is almost included in one oversample period. When an edge appears in OVSD [1] or OVSD [5] with OVSD [3] as the center, it is due to code interference, crosstalk, oversampling non-uniformity, etc. It may be considered that the kind of jitter that does not want to follow the
このため、本実施形態のデータリカバリ回路は、DPLL566から出力される位相データStから得られるエッジ位置からエッジ補正用規定値を超えた位置に入力データのエッジを検出した場合には、データエッジの位置をDPLL566から出力される位相データStから得られるエッジ位置に近くなるように補正することにより、データのアイ開口を補正前のものより広げることができる。
For this reason, the data recovery circuit according to the present embodiment detects the edge of the data edge when the edge of the input data is detected at a position that exceeds the edge correction specified value from the edge position obtained from the phase data St output from the
また、本実施形態のデータリカバリ回路は、DPLL566から出力される位相データStから得られるエッジ位置から位相補正用規定値を超えた位置に入力データのエッジを検出した場合には、DPLL566における位相差検出の結果をクリップすることにより、DPLL566の帯域を落とすことなく、追従させたくないDjに追従させないようにすることができる。
Further, when the data recovery circuit of the present embodiment detects the edge of the input data at a position exceeding the specified value for phase correction from the edge position obtained from the phase data St output from the
また、本実施形態のデータリカバリ回路は、受信データに含まれるクロック(エンベデットクロック)を復元することなく、独立の基準クロックにより多相クロックを生成し、その多相クロックでオーバーサンプリングしたオーバーサンプルデータOVSDからデータを復元している。 In addition, the data recovery circuit according to the present embodiment generates a multiphase clock using an independent reference clock without restoring the clock (embedded clock) included in the received data, and oversampled data oversampled with the multiphase clock. Data is restored from OVSD.
つまり、本実施形態のデータリカバリ回路は、選択信号生成部7において、オーバーサンプルデータOVSDから受信データに含まれるクロックをクロックパターンCKPとして仮想的に復元し、データ選択部6において、クロックパターンCKPを徐々に変化させながらオーバーサンプルデータOVSDと対比し、データを取り込む位置を表す選択信号Selを出力することによりデータを復元する。
That is, in the data recovery circuit of this embodiment, the selection
さらに、オーバーサンプリング部1を除くデータリカバリ回路の大部分は、単一周波数のクロックCK0で動作し、多相クロック相互間やデータ間のスキューはほとんど気にする必要がないので、本実施形態のデータリカバリ回路は、高速化も容易に対応できる。
Further, most of the data recovery circuits except the
また、本実施形態のデータリカバリ回路は、近年発展の著しい回路・レイアウト設計検証ツールも容易に適用可能であり、設計の簡易化が図れる上、回路の再利用性も向上し、開発期間の短縮化が実現できる。 In addition, the data recovery circuit according to the present embodiment can be easily applied to circuit / layout design verification tools that have been remarkably developed in recent years, simplifying the design, improving circuit reusability, and shortening the development period. Can be realized.
さらに、本実施形態のデータリカバリ回路は、パラレル処理化して、さらに動作周波数を低減することも容易であり、転送レートの高速化を容易に実現できる。 Furthermore, the data recovery circuit of this embodiment can be parallel-processed to further reduce the operating frequency, and the transfer rate can be easily increased.
また、本実施形態のデータリカバリ回路は、転送クロックBCLKの1/2の周波数で12位相によるオーバーサンプリングから、例えば転送クロックBCLKの1/4の周波数で24位相によるオーバーサンプリングに容易に変更し、動作周波数をさらに下げることにより、転送データのレートをさらに高くすることもできる。 In addition, the data recovery circuit of the present embodiment can be easily changed from oversampling with 12 phases at a half frequency of the transfer clock BCLK to oversampling with 24 phases at a quarter frequency of the transfer clock BCLK, for example. By further lowering the operating frequency, the transfer data rate can be further increased.
また、本実施形態のデータリカバリ回路は、受信データとは同期していないクロックによってデータを復元することができるので、多相クロックの生成は転送クロックBCLKの生成と共用化可能であり、チップサイズを抑えることができる。 In addition, since the data recovery circuit of this embodiment can restore data using a clock that is not synchronized with the received data, the generation of the multiphase clock can be shared with the generation of the transfer clock BCLK, and the chip size Can be suppressed.
(第2の実施形態)
図22は、本発明のデータリカバリ回路の第2の実施形態を構成する選択信号生成部を示すブロック図である。以下では、すでに説明を行った構成要素と同じ構成要素には同一符号をつけ説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 22 is a block diagram showing a selection signal generation unit constituting the second embodiment of the data recovery circuit of the present invention. In the following, the same components as those already described are assigned the same reference numerals and description thereof is omitted.
図22において、選択信号生成部7は、図4に示した比較部21に代えて、比較部321を有する点が相違する。比較部321は、比較部21に対して位相補正用規定値を設定できる点が異なっている。
In FIG. 22, the selection
図23に示すように、比較部321は、比較部21に対して、クリップ回路531a〜531dに代えて、クリップ回路331a〜331dを有する点が相違する。
As illustrated in FIG. 23, the
クリップ回路331a〜331dには、位相補正用規定値設定データLevelAが入力される。クリップ回路331a〜331dは、図5に示したクリップ回路531a〜531dに対して、位相補正用規定値設定データLevelAが表すレベルに位相補正用規定値を変更する点が相違する。
The
入力データのジッタの特性は、データ伝送を行う伝送路や周囲環境などにより異なるため、システムに最適な位相補正用規定値は、そのシステムごとに異なる。このため、本実施形態では、比較部321のクリップ回路331a〜331dに設定する位相補正用規定値を選択信号生成部7の外から変更可能にすることにより、PLLの特性やジッタの影響の除去性能を変更することがきる構成とした。
Since the jitter characteristics of input data differ depending on the transmission path for data transmission and the surrounding environment, the optimum value for phase correction for the system differs for each system. For this reason, in the present embodiment, the phase correction specified values set in the
したがって、本実施形態のデータリカバリ回路は、伝送路や周囲環境が変わった場合にもデータリカバリエラーを抑えることができる。 Therefore, the data recovery circuit of this embodiment can suppress data recovery errors even when the transmission path and the surrounding environment change.
(第3の実施形態)
図24は、本発明のデータリカバリ回路の第3の実施形態を構成する選択信号生成部を示すブロック図である。以下では、すでに説明を行った構成要素と同じ構成要素には同一符号をつけ説明を省略する。
(Third embodiment)
FIG. 24 is a block diagram showing a selection signal generation unit constituting a third embodiment of the data recovery circuit of the present invention. In the following, the same components as those already described are assigned the same reference numerals and description thereof is omitted.
図24において、選択信号生成部7は、図4に示したエッジ補正部560に代えて、エッジ補正部360を有する点が相違する。エッジ補正部360は、エッジ補正部560に対してエッジ補正用規定値を設定できる点が異なっている。
In FIG. 24, the selection
図25に示すように、エッジ補正部360は、エッジ補正部560に対して、シフト量生成部600a〜600dに代えてシフト量生成部300a〜300dを有する点が相違する。
As shown in FIG. 25, the
シフト量生成部300a〜300dには、エッジ補正用規定値設定データLevelAが入力される。シフト量生成部300a〜300dは、図11に示したシフト量生成部600a〜600dに対して、エッジ補正用規定値設定データLevelBにしたがって、エッジデータRxEdgeのエッジの補正量をそれぞれ求める点が相違する。
The shift
入力データのジッタの特性は、データ伝送を行う伝送路や周囲環境などにより異なるため、システムに最適なエッジ補正用規定値は、そのシステムごとに異なる。このため、本実施形態では、エッジ補正部360のシフト量生成部300a〜300dに設定するエッジ補正用規定値を変更することにより、PLLの特性やジッタの影響の除去性能を変更することがきる構成とした。
Since the jitter characteristics of input data vary depending on the transmission path for data transmission and the surrounding environment, the optimum value for edge correction varies depending on the system. For this reason, in this embodiment, it is possible to change the PLL characteristic and the performance of removing the influence of jitter by changing the edge correction specified values set in the shift
したがって、本実施形態のデータリカバリ回路は、伝送路や周囲環境が変わった場合にもデータリカバリエラーを抑えることができる。
(第4の実施形態)
図26は、本発明のデータリカバリ回路の第4の実施形態を構成する選択信号生成部を示すブロック図である。以下では、すでに説明を行った構成要素と同じ構成要素には同一符号をつけ説明を省略する。
Therefore, the data recovery circuit of this embodiment can suppress data recovery errors even when the transmission path and the surrounding environment change.
(Fourth embodiment)
FIG. 26 is a block diagram showing a selection signal generation unit constituting the fourth embodiment of the data recovery circuit of the present invention. In the following, the same components as those already described are assigned the same reference numerals and description thereof is omitted.
図24において、選択信号生成部7は、図4に示した比較部21に代えて、比較部321を有し、エッジ補正部560に代えて、エッジ補正部360を有し、さらに選択回路310を有する点が異なっている。
24, the selection
選択回路310は、Lock信号が「L」の場合LevelAを出力し、「H」の場合LevelA2を出力する。ここで、PLL113は、初期状態でPLL113がロックしていないときは、「L」のLock信号を出力し、生成したクロックの位相が入力データの位相に追従したときには、「H」のLock信号を出力するようになっている。
The
PLL113によって生成されたクロックの位相が入力データの位相に追従していないときに、位相データの補正やデータエッジの補正を行った場合には、PLL113の引き込みがうまくできなかったり、引き込みができても引き込み時間が長くかかってしまったりする。
If the phase of the clock generated by the
このため、本実施形態では、PLL113がロックしていないときには、比較部321における位相補正用規定値を、クリップを実質的には行わないレベルか、クリップ幅を広げたレベルに設定する。
For this reason, in this embodiment, when the
具体的には、PLL113がロックしていないときに用いるレベルにLevelA1を設定し、PLL113がロックしたときに用いるレベルにLevelA2を設定しておくことにより、PLL113の引き込み時とロック時で異なった位相補正用規定値を比較部321に設定することができる。
Specifically, Level A1 is set to a level used when the
このように、本実施形態のデータリカバリ回路は、PLL113の引き込みを安定して行うことができる。
As described above, the data recovery circuit of this embodiment can stably perform the pull-in of the
1 オーバーサンプリング部
2、900 多相クロック生成部
3 シンボルデータ復元部
4、901 F/F回路
5 並列化部
6 データ選択部
7 選択信号生成部
8 デシリアライザ
9 コンマ検出部
20 両エッジ検出部
21、321 比較部
36 シフトレジスタ
37 シンボル変換部
38 シンボル同期制御部
40、574、581、602、700 F/F
41 マルチプレクサ
50、58 分周器
51 位相周波比較器
52 ローパスフィルタ
53 電圧制御発振器
54a〜54c 差動バッファ
55 分周回路
56a〜56f 2分周器
57 リセット回路
100、120 物理層部
101、122 送信部
102、121 受信部
103 エンコーダ部
104 シリアライザ
105 送信出力部
106、107 伝送路
108 受信入力部
109 データリカバリ部
110 デシリアライザ
111 エラスティックバッファ
112 デコーダ
113、123、150 PLL
151 第1レーン物理層部
152 第2レーン物理層部
300a〜300d、600a〜600d シフト量生成部
310 選択回路
331a〜331d、531a〜531d クリップ回路
360、560 エッジ補正部
530a、530c 第1位相差検出部
530b、530d 第2位相差検出部
532 加算回路
562 ループフィルタ
563 デジタルVCO
564 エッジ補正データ生成部
566、902 DPLL
567 オフセット加算部
570、571 乗算器
572、575、580 加算器
573 リミット回路
601a〜601d シフト演算部
603 OR回路
701 データ生成部
702 データ状態信号生成部
DESCRIPTION OF
41
151 First lane
564 Edge correction
567 Offset
Claims (7)
前記入力データの位相と検出済みの位相情報が表す位相との位相差を検出する工程と、
前記位相差の絶対値が位相補正用規定値を超える場合に、前記位相差の絶対値が前記位相補正用規定値にクリップするように前記位相情報を補正する工程と、
前記位相差の絶対値がエッジ補正用規定値を超える場合に、前記位相差の絶対値が小さくなるように前記入力データのエッジ位置を補正する工程と、を含むことを特徴とするデータリカバリ方法。 A data recovery method for detecting phase information of input data and sampling the input data based on the phase information,
Detecting a phase difference between the phase of the input data and the phase represented by the detected phase information;
Correcting the phase information so that the absolute value of the phase difference is clipped to the prescribed value for phase correction when the absolute value of the phase difference exceeds the prescribed value for phase correction ;
And a step of correcting an edge position of the input data so that the absolute value of the phase difference is reduced when the absolute value of the phase difference exceeds a specified value for edge correction. .
前記入力データの位相と検出済みの位相情報が表す位相との位相差を検出する工程と、
前記位相差の絶対値がエッジ補正用規定値を超える場合に、前記位相差の絶対値が小さくなるように前記入力データのエッジ位置を補正する工程と、を含むことを特徴とするデータリカバリ方法。 A data recovery method for detecting phase information of input data and sampling the input data based on the phase information,
Detecting a phase difference between the phase of the input data and the phase represented by the detected phase information;
And a step of correcting an edge position of the input data so that the absolute value of the phase difference is reduced when the absolute value of the phase difference exceeds a specified value for edge correction. .
前記位相情報検出回路は、
前記入力データの位相と検出済みの位相情報が表す位相との位相差を検出する位相差検出部と、
前記位相差の絶対値が位相補正用規定値を超える場合に、前記位相差の絶対値が前記位相補正用規定値にクリップするように前記位相情報を補正するクリップ回路と、
前記位相差がエッジ補正用規定値を超える場合に、前記位相差の絶対値が小さくなるように前記入力データのエッジ位置を補正するエッジ補正部と、を備えたことを特徴とするデータリカバリ回路。 A data recovery circuit comprising a phase information detection circuit for detecting phase information from input data, and sampling the input data based on phase information detected by the phase information detection circuit,
The phase information detection circuit includes:
A phase difference detector that detects a phase difference between the phase of the input data and the phase represented by the detected phase information;
A clip circuit that corrects the phase information so that the absolute value of the phase difference clips to the prescribed value for phase correction when the absolute value of the phase difference exceeds the prescribed value for phase correction;
A data recovery circuit comprising: an edge correction unit that corrects an edge position of the input data so that an absolute value of the phase difference is reduced when the phase difference exceeds a specified value for edge correction; .
前記位相情報検出回路は、前記位相情報検出回路によって検出された位相情報が表す位相と前記入力データの位相とが同期したか否かに応じて前記2つの位相補正用規定値から1つの位相補正用規定値を選択する選択回路を備え、
前記クリップ回路は、前記選択回路によって選択された位相補正用規定値に前記位相差の絶対値がクリップするように前記位相情報を補正することを特徴とする請求項4に記載のデータリカバリ回路。 Two phase correction values are input to the phase information detection circuit,
The phase information detection circuit performs one phase correction from the two prescribed values for phase correction according to whether or not the phase represented by the phase information detected by the phase information detection circuit and the phase of the input data are synchronized. With a selection circuit that selects the specified value for
5. The data recovery circuit according to claim 4 , wherein the clipping circuit corrects the phase information so that an absolute value of the phase difference is clipped to a prescribed value for phase correction selected by the selection circuit.
前記位相情報検出回路は、
前記入力データの位相と検出済みの位相情報が表す位相との位相差を算出する位相差検出部と、
前記位相差の絶対値がエッジ補正用規定値を超える場合に、前記位相差の絶対値が小さくなるように前記入力データのエッジ位置を補正するエッジ補正部と、を備えたことを特徴とするデータリカバリ回路。 A data recovery circuit comprising a phase information detection circuit for detecting phase information from input data, and sampling the input data based on phase information detected by the phase information detection circuit,
The phase information detection circuit includes:
A phase difference detector that calculates a phase difference between the phase of the input data and the phase represented by the detected phase information;
And an edge correction unit that corrects an edge position of the input data so that the absolute value of the phase difference is reduced when the absolute value of the phase difference exceeds a specified value for edge correction. Data recovery circuit.
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