JP5806200B2 - Pseudo random bit string generator - Google Patents
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Description
本発明は、高速動作のデジタル集積回路もしくはアナログ集積回路のテスト用信号源に用いられる、高速動作可能な疑似ランダムビット列発生器に関するものである。 The present invention relates to a pseudo-random bit string generator capable of operating at high speed, which is used for a test signal source for a digital integrated circuit or analog integrated circuit operating at high speed.
疑似ランダムビット列発生器(Pseudo Random Bit Sequence Generator、以下PRBS発生器と略)は、様々なデジタル回路及びアナログ回路のテスト用信号源として幅広く用いられている。PRBS発生器は、シフトレジスタを含んだフィードバックループで構成される。シフトレジスタの数、タップの数、及びタップの取り出し位置によってビット列の長さとパターンが決まってくる。多くの場合、タップの数は2個であり、タップから取り出された複数の信号の排他的論理和(Exclusive OR、以下XORと略)を取り、そのXORの出力をシフトレジスタの先頭入口に戻してフィードバックループが構成される。 Pseudo random bit sequence generators (Pseudo Random Bit Sequence Generators, hereinafter abbreviated as PRBS generators) are widely used as test signal sources for various digital circuits and analog circuits. The PRBS generator is composed of a feedback loop including a shift register. The length and pattern of the bit string are determined by the number of shift registers, the number of taps, and the tap extraction position. In many cases, the number of taps is two, and an exclusive OR (hereinafter referred to as XOR) of a plurality of signals extracted from the taps is taken, and the output of the XOR is returned to the top entry of the shift register. Thus, a feedback loop is configured.
図26は従来のビット列長29−1のPRBS発生器(以下、29−1PRBS発生器と略)の構成を示すブロック図である。従来の29−1PRBS発生器は、シフトレジスタである9個の遅延フリップフロップ(Delayed Flip-Flop、以下DFFと略)100−1〜100−9と、1個のXOR回路101とからなる1つのフィードバックループで構成されている。図26において、102はDFF100−1〜100−9にクロック信号CKを供給するクロックバッファ、103はDFF100−1の出力を29−1PRBS発生器の出力として取り出す出力バッファである。
Figure 26 is conventional bit Retsucho 2 9 -1 PRBS generator (hereinafter, 2 9 -1 PRBS generator and substantially) is a block diagram showing the configuration of a. The conventional 2 9 -1 PRBS generator is a shift register consisting of nine delay flip-flops (hereinafter referred to as DFF) 100-1 to 100-9 and one
各々のビットは、周波数がF1で、周期がT1(T1=1/F1)のクロック信号CKで駆動される9個のDFF100−1〜100−9の間を順次移動していき、9個のDFF100−1〜100−9のトータルでは9×T1の遅延時間が与えられる。DFF100−5に存在するビットは、XOR回路101の1入力としてXOR回路101に与えられる。また、DFF100−9に存在するビットは、XOR回路101のもうひとつの入力としてXOR回路101に与えられる。ここで、DFF100−9に存在しているビットは、4周期前すなわち4×T1の時間だけ前の時点ではDFF100−5に存在していたビットと同一である。
Each bit sequentially moves between nine DFFs 100-1 to 100-9 driven by a clock signal CK having a frequency of F1 and a period of T1 (T1 = 1 / F1). A total delay time of 9 × T1 is given for the DFFs 100-1 to 100-9. A bit existing in the DFF 100-5 is given to the
図27に9個のDFF100−1〜100−9すべての出力のタイミングチャートを示し、図28に9個のDFF100−1〜100−9から出力される信号データ列を示す。図27において、ビットAXはビットAX-9とビットAX-5との排他的論理和の結果と等しい(Xは任意の値)。図28の縦軸は電圧である。図28によれば、ビット列長29−1=511ビットのビット列が、繰り返し出力されている様子が分かる。 FIG. 27 shows a timing chart of the outputs of all nine DFFs 100-1 to 100-9, and FIG. 28 shows a signal data string output from the nine DFFs 100-1 to 100-9. In FIG. 27, bit A X is equal to the result of exclusive OR of bit A X-9 and bit A X-5 (X is an arbitrary value). The vertical axis in FIG. 28 is voltage. FIG. 28 shows that a bit string having a bit string length of 2 9 −1 = 511 bits is repeatedly output.
図26に示した従来の29−1PRBS発生器とほぼ同一の回路構成が非特許文献1に記載されている。
図29に従来のビット列長2N−1のPRBS発生器(以下、2N−1PRBS発生器と略)の構成を示す。ここで、Nは3以上の整数である。2N−1PRBS発生器においては、N個のDFF100−1,100−2,・・・,100−Nと1個のXOR回路101とからフィードバックループが構成されている。XOR回路101は、DFF100−Nの出力、及び1個乃至3個の他のDFFの出力を取り出して入力とし、出力をDFF100−1の入力に戻す。XOR回路101がtap1〜tap4として取り出すDFFの番号を、表1にまとめて示す。
Non-Patent
Conventional PRBS generator bit Retsucho 2 N -1 29 (hereinafter, 2 N -1 PRBS generator and substantially) shows the configuration of a. Here, N is an integer of 3 or more. In the 2 N −1 PRBS generator, N DFFs 100-1, 100-2,..., 100-N and one
表1は、非特許文献2に記載されたものを元としている。
Table 1 is based on what is described in Non-Patent
従来のPRBS発生器をさらに高速動作化するにあたって、以下の問題が発生する。
(A)高速クロック信号分配の実現困難性。
図26に示した従来構成では、DFF100−1からDFF100−9の全ての回路ブロックは、外部から供給されるクロック信号CKに同期して動作する。したがって、データ信号レートに等しい周波数のクロック信号CK(フルレートクロック)が必要であるとともに、各回路ブロックまでのクロック信号CKの到達時間には同時性と同一の振幅特性が求められる。従来回路構成では、クロックバッファ102がクロック信号CKを増幅かつ分配する機能を有する。クロックバッファ102には電圧増幅器が一般に用いられるが、利得帯域特性に制限があるため、周波数が高くなるにつれて利得は低下する。また、分配数が増えるにつれて、ジッタ特性、到達時間の同時性を確保することが困難となる。さらに、動作周波数が高くなるにつれて、消費電力も大きくなるという課題がある。
The following problems occur when the conventional PRBS generator is operated at a higher speed.
(A) Difficulty in realizing high-speed clock signal distribution.
In the conventional configuration shown in FIG. 26, all circuit blocks from DFF 100-1 to DFF 100-9 operate in synchronization with a clock signal CK supplied from the outside. Therefore, a clock signal CK (full rate clock) having a frequency equal to the data signal rate is required, and the same amplitude characteristic as the simultaneity is required for the arrival time of the clock signal CK to each circuit block. In the conventional circuit configuration, the
(B)データ信号の伝達ループ遅延時間。
データ信号とクロック信号CKは同期していなければならない。しかし、各々のDFF間に挿入される信号線やバッファ回路はデータ信号の経路に起因するいくつかの遅延時間をもたらす。もし、この遅延時間によりデータ信号とクロック信号とのタイミングにずれが生じてDFFの入力位相余裕の範囲を超えた場合、入力データ信号は誤って識別されることになる。つまり、PRBS発生器としては誤動作となる。一般的にビットレートが高くなるにつれて、この遅延時間の影響は大きくなる。このPRBS発生器では、DFFの最大動作ビットレートでの位相余裕がデータ信号経路での遅延時間設計の上限を決めることになる。
(B) Data signal transmission loop delay time.
The data signal and the clock signal CK must be synchronized. However, signal lines and buffer circuits inserted between the respective DFFs cause some delay times due to the data signal paths. If the delay time causes a deviation in the timing between the data signal and the clock signal and exceeds the input phase margin range of the DFF, the input data signal is erroneously identified. That is, the PRBS generator malfunctions. In general, as the bit rate increases, the influence of this delay time increases. In this PRBS generator, the phase margin at the maximum operating bit rate of the DFF determines the upper limit of the delay time design in the data signal path.
(C)消費電力。
先にも述べたように、従来構成では動作速度が増加するにつれて消費電力が増大する。
(C) Power consumption.
As described above, in the conventional configuration, the power consumption increases as the operation speed increases.
本発明は、上記の問題を緩和し、高速動作可能なPRBS発生器を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a PRBS generator that alleviates the above-described problems and can operate at high speed.
本発明の疑似ランダムビット列発生器は、K/(2V)の整数部に相当する個数の第1の遅延フリップフロップと(N−K)/(2V)の整数部に相当する個数(Nは3以上の自然数、KはNより小さい2以上の自然数で、N−Kは偶数、Vは(N−K)/2で与えられる数を上限とする自然数)の第2の遅延フリップフロップとをループ毎に含む2V個のフィードバックループと、位相を360度/(2V)ずつずらした2V個の第1のクロック信号をそれぞれ対応するフィードバックループの前記第1、第2の遅延フリップフロップに供給するクロック分配回路と、前記2V個のフィードバックループの出力を多重化するマルチプレクサと、前記第1のクロック信号の2V倍の周波数の第2のクロック信号により前記マルチプレクサの出力信号を識別再生し、この識別再生によって得られた出力信号を各フィードバックループの初段の前記第1の遅延フリップフロップに入力する第3の遅延フリップフロップとを備え、各フィードバックループは、自ループに対応する第1のクロック信号の所定のタイミングで入力信号を識別再生する、K/(2V)の整数部に相当する個数の縦続接続された前記第1の遅延フリップフロップと、自ループの第1の遅延フリップフロップの出力を入力とし、自ループに対応する第1のクロック信号の所定のタイミングで入力信号を識別再生する、(N−K)/(2V)の整数部に相当する個数の縦続接続された前記第2の遅延フリップフロップと、自ループの第1の遅延フリップフロップを経由した信号と自ループの第2の遅延フリップフロップを経由した信号との排他的論理和演算を行い、この排他的論理和演算の結果を前記マルチプレクサに出力する排他的論理和回路とから構成され、前記第3の遅延フリップフロップからビット列長2N−1のビット列を出力することを特徴とするものである。
The pseudo random bit string generator according to the present invention includes a number of first delay flip-flops corresponding to an integer part of K / (2V) and a number corresponding to an integer part of (N−K) / (2V) (N is 3 The above-described natural number, K is a natural number of 2 or more smaller than N, NK is an even number, and V is a natural number up to the number given by (NK) / 2) and a second delay flip-flop. 2V feedback loops included in each, and 2V first clock signals whose phases are shifted by 360 degrees / (2V), respectively, are supplied to the first and second delay flip-flops of the corresponding feedback loops. A distribution circuit, a multiplexer that multiplexes the outputs of the 2V feedback loops, and a second clock signal having a
また、本発明の疑似ランダムビット列発生器は、K/(2V)の整数部に相当する数からHを引いた個数の第1の遅延フリップフロップと(N−K)/(2V)の整数部に相当する個数の第2の遅延フリップフロップとH個(Nは3以上の自然数、KはNより小さい2以上の自然数で、N−Kは偶数、Vは(N−K)/2で与えられる数を上限とする自然数、Hは0からK/(2V)の範囲の自然数)の第3の遅延フリップフロップとをループ毎に含む2V個のフィードバックループと、位相を360度/(2V)ずつずらした2V個の第1のクロック信号をそれぞれ対応するフィードバックループの前記第1、第2、第3の遅延フリップフロップに供給するクロック分配回路と、前記2V個のフィードバックループの出力を多重化するマルチプレクサと、前記第1のクロック信号の2V倍の周波数の第2のクロック信号により前記マルチプレクサの出力信号を識別再生し、この識別再生によって得られた出力信号を各フィードバックループの初段の前記第1の遅延フリップフロップに入力する第4の遅延フリップフロップとを備え、各フィードバックループは、自ループに対応する第1のクロック信号の所定のタイミングで入力信号を識別再生する、K/(2V)の整数部に相当する数からHを引いた個数の縦続接続された前記第1の遅延フリップフロップと、自ループの第1の遅延フリップフロップの出力を入力とし、自ループに対応する第1のクロック信号の所定のタイミングで入力信号を識別再生する、(N−K)/(2V)の整数部に相当する個数の縦続接続された前記第2の遅延フリップフロップと、自ループの第1の遅延フリップフロップを経由した信号と自ループの第2の遅延フリップフロップを経由した信号との排他的論理和演算を行う排他的論理和回路と、自ループの排他的論理和回路の出力を入力とし、自ループに対応する第1のクロック信号の所定のタイミングで入力信号を識別再生して前記マルチプレクサに出力する、H個の縦続接続された前記第3の遅延フリップフロップとから構成され、前記第4の遅延フリップフロップからビット列長2N−1のビット列を出力することを特徴とするものである。
Further, the pseudo random bit string generator of the present invention includes the number of first delay flip-flops obtained by subtracting H from the number corresponding to the integer part of K / (2V) and the integer part of (NK) / (2V). The number of second delay flip-flops corresponding to and H (N is a natural number of 3 or more, K is a natural number of 2 or more smaller than N, NK is an even number, and V is given by (NK) / 2. 2V feedback loops each including a third delay flip-flop having a natural number with an upper limit of a given number, H being a natural number in the range of 0 to K / (2V), and a phase of 360 degrees / (2V) A clock distribution circuit for supplying 2V first clock signals shifted by 1 to the first, second, and third delay flip-flops of the corresponding feedback loop, and outputs of the 2V feedback loops are multiplexed. Maru The multiplexer output signal is discriminated and reproduced by a plexer and a second clock signal having a
また、本発明の疑似ランダムビット列発生器の1構成例は、さらに、前記第1のクロック信号の周波数を2V倍にして前記第2のクロック信号を生成する周波数逓倍器を備えることを特徴とするものである。 The configuration example of the pseudo random bit string generator according to the present invention further includes a frequency multiplier that generates the second clock signal by multiplying the frequency of the first clock signal by 2V. Is.
また、本発明の疑似ランダムビット列発生器は、(K−1)/2の整数部に相当する個数の第1の遅延フリップフロップと1個の第2の遅延フリップフロップと(N−K)/2の整数部に相当する個数(Nは3以上の自然数、KはNより小さい2以上の自然数で、N−Kは奇数)の第3の遅延フリップフロップとをループ毎に含む2個のフィードバックループと、位相を180度ずらした2個の第1のクロック信号をそれぞれ対応するフィードバックループの前記第1、第2、第3の遅延フリップフロップに供給するクロック分配回路と、前記2個のフィードバックループの出力を多重化するマルチプレクサと、前記第1のクロック信号の2倍の周波数の第2のクロック信号により前記マルチプレクサの出力信号を識別再生し、この識別再生によって得られた出力信号を各フィードバックループの初段の前記第1の遅延フリップフロップに入力する第4の遅延フリップフロップとを備え、各フィードバックループは、自ループに対応する第1のクロック信号の所定のタイミングで入力信号を識別再生する、(K−1)/2の整数部に相当する個数の縦続接続された前記第1の遅延フリップフロップと、自ループの第1の遅延フリップフロップの出力を入力とし、自ループおよび別のループに対応する第1のクロック信号の所定のタイミングで入力信号を識別再生する、1個の前記第2の遅延フリップフロップと、自ループの第2の遅延フリップフロップの出力を入力とし、自ループに対応する第1のクロック信号の所定のタイミングで入力信号を識別再生する、(N−K)/2の整数部に相当する個数の縦続接続された前記第3の遅延フリップフロップと、自ループの第3の遅延フリップフロップを経由した信号と別のループの第2の遅延フリップフロップ内のマスターラッチ回路を経由した信号との排他的論理和演算を行い、この排他的論理和演算の結果を前記マルチプレクサに出力する排他的論理和回路とから構成され、一方のループの前記第2の遅延フリップフロップは、自ループの第1の遅延フリップフロップの出力を入力とし、別のループに対応する第1のクロック信号で動作するマスターラッチ回路と、自ループのマスターラッチ回路の出力を入力とし、自ループに対応する第1のクロック信号で動作するスレーブラッチ回路とから構成され、他方のループの前記第2の遅延フリップフロップは、自ループの第1の遅延フリップフロップの出力を入力とし、自ループに対応する第1のクロック信号で動作するマスターラッチ回路と、自ループのマスターラッチ回路の出力を入力とし、別のループに対応する第1のクロック信号で動作するスレーブラッチ回路とから構成され、前記第4の遅延フリップフロップからビット列長2N−1のビット列を出力することを特徴とするものである。 In addition, the pseudo random bit string generator of the present invention includes a number of first delay flip-flops, one second delay flip-flop corresponding to an integer part of (K-1) / 2, and (NK) / 2 feedbacks including the number of third delay flip-flops corresponding to the integer part of 2 (N is a natural number of 3 or more, K is a natural number of 2 or more smaller than N, and NK is an odd number) for each loop. A loop, a clock distribution circuit for supplying two first clock signals whose phases are shifted by 180 degrees to the corresponding first, second and third delay flip-flops of the corresponding feedback loop, and the two feedbacks A multiplexer that multiplexes the output of the loop and a second clock signal having a frequency twice that of the first clock signal are used to discriminate and reproduce the output signal of the multiplexer. And a fourth delay flip-flop for inputting the output signal obtained to the first delay flip-flop at the first stage of each feedback loop, each feedback loop having a predetermined first clock signal corresponding to the own loop. The number of cascaded first delay flip-flops corresponding to the integer part of (K-1) / 2 and the output of the first delay flip-flop in its own loop are identified and reproduced at the timing of One second delay flip-flop as an input for identifying and reproducing the input signal at a predetermined timing of the first clock signal corresponding to the own loop and another loop, and the second delay flip-flop of the own loop The input signal is identified and reproduced at a predetermined timing of the first clock signal corresponding to the own loop. The number of cascade-connected third delay flip-flops corresponding to a part, the signal passing through the third delay flip-flop of its own loop, and the master latch circuit in the second delay flip-flop of another loop And an exclusive OR circuit that outputs the result of the exclusive OR operation to the multiplexer. The second delay flip-flop in one loop The output of the first delay flip-flop of the loop is input, and the master latch circuit that operates with the first clock signal corresponding to another loop and the output of the master latch circuit of the own loop are input, and the output corresponds to the own loop. A slave latch circuit that operates with a first clock signal, and the second delay flip-flop in the other loop The output of one delay flip-flop is used as an input, the master latch circuit that operates with the first clock signal corresponding to its own loop, and the output of the master latch circuit of its own loop as the input, and the first corresponding to another loop And a slave latch circuit operating with a clock signal, and outputting a bit string having a bit string length of 2 N -1 from the fourth delay flip-flop.
また、本発明の疑似ランダムビット列発生器は、(K−1)/2の整数部に相当する数からHを引いた個数の第1の遅延フリップフロップと1個の第2の遅延フリップフロップと(N−K)/2の整数部に相当する個数の第3の遅延フリップフロップとH個(Nは3以上の自然数、KはNより小さい2以上の自然数で、N−Kは奇数、Hは0からK/2の範囲の自然数)の第4の遅延フリップフロップとをループ毎に含む2個のフィードバックループと、位相を180度ずらした2個の第1のクロック信号をそれぞれ対応するフィードバックループの前記第1、第2、第3、第4の遅延フリップフロップに供給するクロック分配回路と、前記2個のフィードバックループの出力を多重化するマルチプレクサと、前記第1のクロック信号の2倍の周波数の第2のクロック信号により前記マルチプレクサの出力信号を識別再生し、この識別再生によって得られた出力信号を各フィードバックループの初段の前記第1の遅延フリップフロップに入力する第5の遅延フリップフロップとを備え、各フィードバックループは、自ループに対応する第1のクロック信号の所定のタイミングで入力信号を識別再生する、(K−1)/2の整数部に相当する数からHを引いた個数の縦続接続された前記第1の遅延フリップフロップと、自ループの第1の遅延フリップフロップの出力を入力とし、自ループおよび別のループに対応する第1のクロック信号の所定のタイミングで入力信号を識別再生する、1個の前記第2の遅延フリップフロップと、自ループの第2の遅延フリップフロップの出力を入力とし、自ループに対応する第1のクロック信号の所定のタイミングで入力信号を識別再生する、(N−K)/2の整数部に相当する個数の縦続接続された前記第3の遅延フリップフロップと、自ループの第3の遅延フリップフロップを経由した信号と別のループの第2の遅延フリップフロップ内のマスターラッチ回路を経由した信号との排他的論理和演算を行う排他的論理和回路と、自ループの排他的論理和回路の出力を入力とし、自ループに対応する第1のクロック信号の所定のタイミングで入力信号を識別再生して前記マルチプレクサに出力する、H個の縦続接続された前記第4の遅延フリップフロップとから構成され、一方のループの前記第2の遅延フリップフロップは、自ループの第1の遅延フリップフロップの出力を入力とし、別のループに対応する第1のクロック信号で動作するマスターラッチ回路と、自ループのマスターラッチ回路の出力を入力とし、自ループに対応する第1のクロック信号で動作するスレーブラッチ回路とから構成され、他方のループの前記第2の遅延フリップフロップは、自ループの第1の遅延フリップフロップの出力を入力とし、自ループに対応する第1のクロック信号で動作するマスターラッチ回路と、自ループのマスターラッチ回路の出力を入力とし、別のループに対応する第1のクロック信号で動作するスレーブラッチ回路とから構成され、前記第5の遅延フリップフロップからビット列長2N−1のビット列を出力することを特徴とするものである。 The pseudo random bit string generator of the present invention includes a number of first delay flip-flops obtained by subtracting H from a number corresponding to an integer part of (K-1) / 2, and one second delay flip-flop. (N−K) / 2 third delay flip-flops corresponding to the integer part and H (N is a natural number of 3 or more, K is a natural number of 2 or more smaller than N, NK is an odd number, H Is a natural number in the range of 0 to K / 2), a feedback loop corresponding to each of two feedback loops each including a fourth delay flip-flop and two first clock signals whose phases are shifted by 180 degrees. A clock distribution circuit for supplying the first, second, third and fourth delay flip-flops of the loop; a multiplexer for multiplexing the outputs of the two feedback loops; and twice the first clock signal. A fifth delay flip-flop that discriminates and reproduces the output signal of the multiplexer by the second clock signal having the frequency and inputs the output signal obtained by the discrimination reproduction to the first delay flip-flop at the first stage of each feedback loop. Each feedback loop identifies and reproduces the input signal at a predetermined timing of the first clock signal corresponding to the own loop, and subtracts H from the number corresponding to the integer part of (K-1) / 2. The number of the first delay flip-flops connected in cascade and the output of the first delay flip-flop of the own loop are input, and the first clock signal corresponding to the own loop and another loop is input at a predetermined timing. Inputs the output of one second delay flip-flop for identifying and reproducing the signal and the second delay flip-flop of its own loop The number of cascaded third delay flip-flops corresponding to the integer part of (N−K) / 2, for identifying and reproducing the input signal at a predetermined timing of the first clock signal corresponding to the own loop An exclusive OR circuit that performs an exclusive OR operation on a signal that has passed through the third delay flip-flop of its own loop and a signal that has passed through the master latch circuit in the second delay flip-flop of another loop, The output of the exclusive OR circuit of the own loop is input, the input signal is identified and reproduced at a predetermined timing of the first clock signal corresponding to the own loop, and output to the multiplexer. And the fourth delay flip-flop, and the second delay flip-flop of one loop receives the output of the first delay flip-flop of its own loop as another input. A master latch circuit that operates with a first clock signal corresponding to the loop, and a slave latch circuit that receives the output of the master latch circuit of the own loop and operates with the first clock signal corresponding to the own loop; The second delay flip-flop of the other loop receives the output of the first delay flip-flop of the own loop and operates with a first clock signal corresponding to the own loop, and a master of the own loop. A slave latch circuit that operates with a first clock signal corresponding to another loop and that receives the output of the latch circuit, and outputs a bit string having a bit string length of 2 N -1 from the fifth delay flip-flop; It is characterized by.
また、本発明の疑似ランダムビット列発生器の1構成例は、さらに、前記第1のクロック信号の周波数を2倍にして前記第2のクロック信号を生成する周波数逓倍器を備えることを特徴とするものである。 The configuration example of the pseudo random bit string generator according to the present invention further includes a frequency multiplier that generates the second clock signal by doubling the frequency of the first clock signal. Is.
本発明によれば、第3の遅延フリップフロップの動作レートの1/(2V)のレートで動作する2V個のフィードバックループを設け、各フィードバックループに必要な数の第1、第2の遅延フリップフロップと排他的論理和回路とを設けることにより、疑似ランダムビット列のワード長、つまりNをプログラマブルな構成とすることができる。本発明では、疑似ランダムビット列発生器内の遅延フリップフロップの大多数を占める第1、第2の遅延フリップフロップおよび排他的論理和回路の動作速度が第3の遅延フリップフロップの動作速度の1/(2V)で良いことから、消費電力を削減することができ、高速な疑似ランダムビット列発生器回路を実現し易くすることができる。また、本発明では、第1、第2の遅延フリップフロップおよび排他的論理和回路の動作速度が第3の遅延フリップフロップの動作速度の1/(2V)で良いことから、第1、第2の遅延フリップフロップの動作位相余裕が狭まることはなく、フィードバックループ内の配線及びバッファによる遅延時間が動作に影響を与える可能性を低減することができるので、配線及びバッファが起因の遅延時間による誤動作を減らすことができる。
According to the present invention, 2V feedback loops operating at a
また、本発明では、K/(2V)の整数部に相当する数からHを引いた個数の第1の遅延フリップフロップと(N−K)/(2V)の整数部に相当する個数の第2の遅延フリップフロップとH個の第3の遅延フリップフロップと排他的論理和回路の動作速度が第4の遅延フリップフロップの動作速度の1/(2V)で良いことから、消費電力を削減することができ、高速な疑似ランダムビット列発生器回路を実現し易くすることができ、配線及びバッファが起因の遅延時間による誤動作を減らすことができる。 In the present invention, the number of first delay flip-flops obtained by subtracting H from the number corresponding to the integer part of K / (2V) and the number of first delay flip-flops corresponding to the integer part of (NK) / (2V). The operating speed of the two delay flip-flops, the H third delay flip-flops, and the exclusive OR circuit may be 1 / (2V) of the operating speed of the fourth delay flip-flop, thereby reducing power consumption. Therefore, a high-speed pseudo random bit string generator circuit can be easily realized, and malfunctions due to delay times caused by wiring and buffers can be reduced.
また、本発明では、(K−1)/2の整数部に相当する個数の第1の遅延フリップフロップと1個の第2の遅延フリップフロップと(N−K)/2の整数部に相当する個数の第3の遅延フリップフロップと排他的論理和回路の動作速度が第4の遅延フリップフロップの動作速度の1/2で良いことから、消費電力を削減することができ、高速な疑似ランダムビット列発生器回路を実現し易くすることができ、配線及びバッファが起因の遅延時間による誤動作を減らすことができる。 In the present invention, the number of first delay flip-flops corresponding to the integer part of (K-1) / 2, one second delay flip-flop, and the integer part of (NK) / 2 are equivalent. Since the operation speed of the number of third delay flip-flops and the exclusive OR circuit can be ½ of the operation speed of the fourth delay flip-flop, power consumption can be reduced and high-speed pseudo-random A bit string generator circuit can be easily realized, and malfunctions due to delay times due to wiring and buffers can be reduced.
また、本発明では、(K−1)/2の整数部に相当する数からHを引いた個数の第1の遅延フリップフロップと1個の第2の遅延フリップフロップと(N−K)/2の整数部に相当する個数の第3の遅延フリップフロップとH個の第4の遅延フリップフロップと排他的論理和回路の動作速度が第5の遅延フリップフロップの動作速度の1/2で良いことから、消費電力を削減することができ、高速な疑似ランダムビット列発生器回路を実現し易くすることができ、配線及びバッファが起因の遅延時間による誤動作を減らすことができる。 In the present invention, the number of first delay flip-flops obtained by subtracting H from the number corresponding to the integer part of (K-1) / 2, one second delay flip-flop, and (NK) / The number of third delay flip-flops corresponding to the integer part of 2, the number of H fourth delay flip-flops, and the exclusive OR circuit may be 1/2 of the operation speed of the fifth delay flip-flop. Therefore, power consumption can be reduced, a high-speed pseudo random bit string generator circuit can be easily realized, and malfunctions due to delay times due to wiring and buffers can be reduced.
[第1の実施の形態]
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は本発明の第1の実施の形態に係るPRBS発生器の構成を示すブロック図である。本実施の形態は、2つのタップ(N,K)を用いる2N−1PRBS発生器(Nは3以上の自然数、KはNより小さい2以上の自然数で、N−Kは偶数)に適用可能である。ここで、Nは表1に記載の第一のタップtap1を取り出すDFFの番号であり、Kは表1に記載の第二のタップtap2を取り出すDFFの番号であり、Vは(N−K)/2で与えられる数を上限とする自然数である。例えば、N=9、K=5の場合、(N−K)/2=2となり、Vは1あるいは2のどちらかの値をとり得る。
[First Embodiment]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a PRBS generator according to the first embodiment of the present invention. This embodiment can be applied to a 2 N −1 PRBS generator using two taps (N, K) (N is a natural number of 3 or more, K is a natural number of 2 or more smaller than N, and NK is an even number). It is. Here, N is the number of the DFF that extracts the first tap tap1 described in Table 1, K is the number of the DFF that extracts the second tap tap2 described in Table 1, and V is (NK). It is a natural number whose upper limit is the number given by / 2. For example, when N = 9 and K = 5, (NK) / 2 = 2, and V can take either 1 or 2.
本実施の形態のPRBS発生器は、1/(2V)の信号レートで動作するクロックバッファ(以下、CBUF)1と、CBUF1から出力される1/(2V)クロック信号を分配すると共にクロック信号の位相調整機能を有するクロック分配回路2と、1/(2V)クロック信号を2V逓倍する周波数逓倍器3と、2V:1のビット多重を行うマルチプレクサ(以下、MUX)4と、フルレートクロック動作をおこなうDFF5−1と、出力バッファ(以下、OBUF)6と、Int[K/(2V)]個のDFF5−aとInt[(N−K)/(2V)]個のDFF5−bと1個のXOR回路7とで各々のループが構成される2V個のフィードバックループ8を備えている。なお、Int[]は[]内の数値の整数部を意味する。各フィードバックループ中のXOR回路7は、2つの入力端子を有し、それぞれInt[K/(2V)]個のDFF5−aの出力信号とInt[(N−K)/(2V)]個のDFF5−bの出力信号とを入力とする。
The PRBS generator of the present embodiment distributes a clock buffer (hereinafter referred to as CBUF) 1 that operates at a signal rate of 1 / (2V) and a 1 / (2V) clock signal that is output from CBUF1, and generates a clock signal. A
本実施の形態では、周波数逓倍器3とMUX4とDFF5−1とOBUF6とは周波数がF1で周期がT1(T1=1/F1)のクロック信号(以下、フルレートクロック信号と略)で動作し、CBUF1とクロック分配回路2とDFF5−aとDFF5−bとXOR回路7とは周波数が(1/(2V))F1で周期が2V×T1のクロック信号(以下、分周クロック信号と略)で動作する。
In the present embodiment, the
ここで、クロック分配回路2に具備されるべき位相調整機能について述べる。各フィードバックループの初段に配置されるDFFにおいて、デマルチプレクサ動作のために位相余裕を確保するためには、各フィードバックループ毎に1/(2V)の信号レートの分周クロック信号の位相を最適な値に設定する必要がある。つまり、この位相調整量をθとすると、この値はフィードバックループ数の和である2Vに依存し、具体的にはθ=360度/(2V)とすることで最適な値に設定することが可能となる。例えば、N=9、K=5、V=1の場合、最適な位相調整量θは180度となる。また、N=9、K=5、V=2の場合、最適な位相調整量θは90度となる。つまり、クロック分配回路2は、位相をθずつずらした分周クロック信号を2V個出力することになる。このような分周クロック信号の位相調整機能をクロック分配回路2に持たせることによって、各フィードバックループでの位相余裕を最適化することが可能である。
Here, the phase adjustment function to be provided in the
次に、図1の2N−1PRBS発生器の回路動作について説明する。CBUF1に対して分周クロック信号が入力され、CBUF1からクロック分配回路2と周波数逓倍器3とMUX4に対して分周クロック信号が供給される。周波数逓倍器3は、分周クロック信号の2V倍の周波数のフルレートクロック信号をDFF5−1に供給する。
DFF5−1は、周波数逓倍器3から供給されるフルレートクロック信号の立ち上がりでMUX4の出力ビットをリタイミングして識別再生し、フルレートクロック信号の周期分だけビットを保持する。
Next, the circuit operation of the 2 N −1 PRBS generator of FIG. 1 will be described. A frequency-divided clock signal is input to CBUF1, and the frequency-divided clock signal is supplied from CBUF1 to
The DFF 5-1 retimates and reproduces the output bit of the
DFF5−1の出力信号は2V個の経路に分離された後に、各フィードバックループの最初のDFFが1/(2V)の信号レートの分周クロック信号で動作することから、一旦デマルチプレクサ動作がおこなわれ、動作レートが1/(2V)となる。その後、XOR回路7は、Int[K/(2V)]個のDFF5−aを経由した信号とInt[(N−K)/(2V)]個のDFF5−bを経由した信号との排他的論理和演算を行う。つまり、この2つの信号の遅延差は(N−K)×T1となる。
After the output signal of DFF 5-1 is separated into 2V paths, the first DFF of each feedback loop operates with a divided clock signal with a signal rate of 1 / (2 V), so that the demultiplexer operation is once performed. As a result, the operation rate becomes 1 / (2V). Thereafter, the
そして、MUX4は、分周クロック信号の立ち上がりでこの分周クロック信号に対応するフィードバックループのXOR回路7の出力を取り込むことを分周クロック毎(フィードバックループ毎)に順番に行う。こうして、MUX4は、各フィードバックループのXOR回路7の出力を各分周クロック信号の立ち上がりで順番に取り込んで出力することを繰り返すことにより、各フィードバックループのXOR回路7の出力を多重化する。したがって、MUX4の出力信号は、フルレートに変換されていることになる。
Then, the
DFF5−1の出力ビット列は、OBUF6を介してPRBS発生器の出力ビット列Outとして外部に出力される。なお、Nが奇数の場合には、MUX4の後段にDFF5−1を配置する必要があるが、Nが偶数の場合には、DFF5−1を配置する必要は無い。
The output bit string of the DFF 5-1 is output to the outside as the output bit string Out of the PRBS generator via the
従来の2N−1PRBS発生器の回路構成では、図29に示すようにN番目のDFF100−Nの出力とK番目のDFF100−Kの出力をXOR回路101の入力とする構成であった。ここで、DFF100−KからDFF100−Nまでの信号は(N−K)個のDFFによって遅延される。
In the circuit configuration of the conventional 2 N −1 PRBS generator, the output of the Nth DFF 100 -N and the output of the Kth DFF 100 -K are input to the
一方、本実施の形態によれば、同じ遅延を得るために、これらDFFの動作ビットレートを下げることが可能である。つまり、DFFの数が1/2の場合には、DFFはハーフレートで動作することになり、DFFの数が1/4の場合には、DFFは1/4のデータレートで動作することになる。これらの遅延を生じさせるDFFのクロックレートを下げることができるため、消費電力を削減することができる。 On the other hand, according to the present embodiment, it is possible to reduce the operation bit rate of these DFFs in order to obtain the same delay. That is, when the number of DFFs is ½, the DFF operates at a half rate, and when the number of DFFs is ¼, the DFF operates at a data rate of ¼. Become. Since the clock rate of the DFF that causes these delays can be reduced, power consumption can be reduced.
図2は本実施の形態のPRBS発生器の具体例を示すブロック図であり、1/2レートの分周クロック信号を用いた29−1PRBS発生器の回路構成を示すブロック図である。この例では、N=9、K=5、V=1である。この例では、2V=2個のフィードバックループが設けられている。第1のフィードバックループは、図1のDFF5−aに相当するInt[K/(2V)]=2個のDFF5−2,5−4と、図1のDFF5−bに相当するInt[(N−K)/(2V)]=2個のDFF5−6,5−8と、XOR回路7−1とから構成されている。XOR回路7−1は、DFF5−4の出力とDFF5−8の出力との排他的論理和演算を行う。一方、第2のフィードバックループは、図1のDFF5−aに相当するInt[K/(2V)]=2個のDFF5−3,5−5と、図1のDFF5−bに相当するInt[(N−K)/(2V)]=2個のDFF5−7,5−9と、XOR回路7−2とから構成されている。XOR回路7−2は、DFF5−5の出力とDFF5−9の出力との排他的論理和演算を行う。 FIG. 2 is a block diagram showing a specific example of the PRBS generator of the present embodiment, and is a block diagram showing a circuit configuration of a 2 9 -1 PRBS generator using a 1/2 rate divided clock signal. In this example, N = 9, K = 5, and V = 1. In this example, 2V = 2 feedback loops are provided. The first feedback loop includes Int [K / (2V)] = 2 DFF5-2, 5-4 corresponding to DFF5-a in FIG. 1 and Int [(N -K) / (2V)] = 2, which is composed of two DFFs 5-6 and 5-8 and an XOR circuit 7-1. The XOR circuit 7-1 performs an exclusive OR operation between the output of the DFF 5-4 and the output of the DFF 5-8. On the other hand, the second feedback loop includes Int [K / (2V)] = 2 DFF5-3, 5-5 corresponding to DFF5-a in FIG. 1 and Int [K] corresponding to DFF5-b in FIG. (N−K) / (2V)] = 2 DFFs 5-7 and 5-9, and an XOR circuit 7-2. The XOR circuit 7-2 performs an exclusive OR operation on the output of the DFF 5-5 and the output of the DFF 5-9.
図2中のMUX4の後段に配置されるDFF5−1及びOBUF6はフルレートで動作するが、その他の回路ブロック、すなわちCBUF1とクロック分配回路2とDFF5−2〜5−9とXOR回路7−1,7−2とはフルレートクロック信号に対して周波数が1/2の分周クロック信号(以下、ハーフレートクロック信号)で動作する。周波数逓倍器3は、ハーフレートクロック信号の2V=2倍の周波数のフルレートクロック信号をDFF5−1に供給する。
The DFF 5-1 and the
クロック分配回路2は、第1のフィードバックループのDFF5−2,5−4,5−6,5−8にCBUF1からのハーフレートクロック信号を供給すると共に、このハーフレートクロック信号と180度位相が異なるハーフレートクロック信号を第2のフィードバックループのDFF5−3,5−5,5−7,5−9に供給する。
The
図26に示した従来回路構成では、DFF100−9の出力とDFF100−5の出力をXOR回路101の入力としている。これに対して、図2の例では、ハーフレート動作のDFF5−2〜5−9を用いて2つのフィードバックループを構成している。図2の回路構成では、大部分がハーフレートクロック信号で動作するため消費電力を大幅に低減することができるという特徴がある。また、DFF5−1を除く全てのDFF5−2〜5−9がハーフレートクロック信号で動作することから、クロック分配回路2のレイアウト設計やタイミング設計が容易になると同時に、DFF5−2〜5−9でのタイミングマージンが広くなるため、タイミング設計が容易になるという特徴がある。
In the conventional circuit configuration shown in FIG. 26, the output of the DFF 100-9 and the output of the DFF 100-5 are input to the
図3に図2の9個のDFF5−1〜5−9すべての出力のタイミングチャートを示し、図4に9個のDFF5−1〜5−9から出力される信号データ列を示す。図3において、ビットAXはビットAX-9とビットAX-5との排他的論理和の結果と等しい(Xは任意の値)。図4の縦軸は電圧である。 FIG. 3 shows a timing chart of outputs of all nine DFFs 5-1 to 5-9 in FIG. 2, and FIG. 4 shows signal data strings output from the nine DFFs 5-1 to 5-9. In FIG. 3, bit A X is equal to the result of exclusive OR of bit A X-9 and bit A X-5 (X is an arbitrary value). The vertical axis in FIG. 4 is voltage.
図2の例では、DFF5−1の出力をDFF5−2と5−3に入力する。そして、縦続接続された偶数番目のDFF5−2,5−4,5−6,5−8とXOR回路7−1とからなる第1のフィードバックループと、縦続接続された奇数番目のDFF5−3,5−5,5−7,5−9とXOR回路7−2とからなる第2のフィードバックループとは、ハーフレートクロックの位相で180度ずれるように動作する。 In the example of FIG. 2, the output of DFF5-1 is input to DFF5-2 and 5-3. The first feedback loop including the even-numbered DFFs 5-2, 5-4, 5-6, 5-8 and the XOR circuit 7-1 connected in cascade, and the odd-numbered DFFs 5-3 connected in cascade. , 5-5, 5-7, 5-9 and the XOR circuit 7-2 operate so as to be shifted by 180 degrees in the phase of the half rate clock.
例えば偶数番目のDFF5−2,5−4,5−6,5−8は、クロック分配回路2から出力された第1のハーフレートクロック信号の立ち上がりで前段のDFFの出力ビットをリタイミングして識別再生し、第1のハーフレートクロック信号の周期2×T1分だけビットを保持する。奇数番目のDFF5−3,5−5,5−7,5−9は、第1のハーフレートクロック信号と180度位相が異なる第2のハーフレートクロック信号の立ち上がりで前段のDFFの出力ビットをリタイミングして識別再生し、第2のハーフレートクロック信号の周期2×T1分だけビットを保持する。
For example, the even-numbered DFFs 5-2, 5-4, 5-6, and 5-8 retime the output bit of the preceding DFF at the rising edge of the first half-rate clock signal output from the
この結果、各々のフィードバックループは、偶数番目もしくは奇数番目のビット列のいずれか一方をそれぞれが識別再生するようになる。例えば偶数番目のDFF5−2,5−4,5−6,5−8を含む第1のフィードバックループが偶数番目のビット列だけを識別再生する場合、奇数番目のDFF5−3,5−5,5−7,5−9を含む第2のフィードバックループは奇数番目のビット列だけを識別再生するという具合である。 As a result, each feedback loop identifies and reproduces either the even-numbered or odd-numbered bit string. For example, when the first feedback loop including even-numbered DFFs 5-2, 5-4, 5-6 and 5-8 discriminates and reproduces only even-numbered bit strings, odd-numbered DFFs 5-3, 5-5 and 5 The second feedback loop including -7 and 5-9 is for identifying and reproducing only the odd-numbered bit string.
そして、MUX4は、第1のハーフレートクロック信号の立ち上がりで第1のフィードバックループのXOR回路7−1の出力を取り込んで出力し、第2のハーフレートクロック信号の立ち上がりで第2のフィードバックループのXOR回路7−2の出力を取り込んで出力する。こうして、MUX4は、XOR回路7−1,7−2の出力を交互に取り込んで出力することにより、XOR回路7−1,7−2の出力を多重化する。したがって、MUX4の出力信号は、フルレートに変換されていることになる。
The
以上の結果、図2の回路は図3に示したようなタイミングで動作する。図4によれば、DFF5−1において、従来の29−1PRBS発生器と同様のビット列長29−1=511ビットのビット列が得られていることが分かる。 As a result, the circuit shown in FIG. 2 operates at the timing shown in FIG. According to FIG. 4, in DFF5-1, it can be seen that conventional 2 9 -1 PRBS generator similar to the bit Retsucho 2 9 -1 = 511 bits of the bit string is obtained.
図5は本実施の形態のPRBS発生器の具体例を示すブロック図であり、1/4レートの分周クロック信号を用いた29−1PRBS発生器の回路構成を示すブロック図である。この例では、N=9、K=5、V=2である。この例では、2V=4個のフィードバックループが設けられている。 FIG. 5 is a block diagram showing a specific example of the PRBS generator according to the present embodiment, and is a block diagram showing a circuit configuration of a 2 9 -1 PRBS generator using a 1/4 rate divided clock signal. In this example, N = 9, K = 5, and V = 2. In this example, 2V = 4 feedback loops are provided.
第1のフィードバックループは、図1のDFF5−aに相当するInt[K/(2V)]=1個のDFF5−2と、図1のDFF5−bに相当するInt[(N−K)/(2V)]=1個のDFF5−6と、XOR回路7−1とから構成されている。XOR回路7−1は、DFF5−2の出力とDFF5−6の出力との排他的論理和演算を行う。第2のフィードバックループは、図1のDFF5−aに相当するInt[K/(2V)]=1個のDFF5−3と、図1のDFF5−bに相当するInt[(N−K)/(2V)]=1個のDFF5−7と、XOR回路7−2とから構成されている。XOR回路7−2は、DFF5−3の出力とDFF5−7の出力との排他的論理和演算を行う。 The first feedback loop includes Int [K / (2V)] = 1 DFF5-2 corresponding to DFF5-a in FIG. 1 and Int [(NK) / corresponding to DFF5-b in FIG. (2V)] = 1 DFF 5-6 and XOR circuit 7-1. The XOR circuit 7-1 performs an exclusive OR operation on the output of the DFF 5-2 and the output of the DFF 5-6. The second feedback loop includes Int [K / (2V)] = 1 DFF5-3 corresponding to DFF5-a in FIG. 1 and Int [(NK) / corresponding to DFF5-b in FIG. (2V)] = 1 DFF 5-7 and XOR circuit 7-2. The XOR circuit 7-2 performs an exclusive OR operation between the output of the DFF 5-3 and the output of the DFF 5-7.
第3のフィードバックループは、図1のDFF5−aに相当するInt[K/(2V)]=1個のDFF5−4と、図1のDFF5−bに相当するInt[(N−K)/(2V)]=1個のDFF5−8と、XOR回路7−3とから構成されている。XOR回路7−3は、DFF5−4の出力とDFF5−8の出力との排他的論理和演算を行う。第4のフィードバックループは、図1のDFF5−aに相当するInt[K/(2V)]=1個のDFF5−5と、図1のDFF5−bに相当するInt[(N−K)/(2V)]=1個のDFF5−9と、XOR回路7−4とから構成されている。XOR回路7−4は、DFF5−5の出力とDFF5−9の出力との排他的論理和演算を行う。 The third feedback loop includes Int [K / (2V)] = 1 DFF5-4 corresponding to DFF5-a in FIG. 1 and Int [(NK) / corresponding to DFF5-b in FIG. (2V)] = 1 DFF 5-8 and XOR circuit 7-3. The XOR circuit 7-3 performs an exclusive OR operation on the output of the DFF 5-4 and the output of the DFF 5-8. The fourth feedback loop includes Int [K / (2V)] = 1 DFF5-5 corresponding to DFF5-a in FIG. 1 and Int [(NK) / corresponding to DFF5-b in FIG. (2V)] = 1 DFF 5-9 and XOR circuit 7-4. The XOR circuit 7-4 performs an exclusive OR operation on the output of the DFF 5-5 and the output of the DFF 5-9.
図5中のMUX4の後段に配置されるDFF5−1及びOBUF6はフルレートで動作するが、その他の回路ブロック、すなわちCBUF1とクロック分配回路2−1〜2−4とDFF5−2〜5−9とXOR回路7−1〜7−4とはフルレートクロック信号に対して周波数が1/4レートのクロック信号で動作する。周波数逓倍器3は、1/4レートクロック信号の2V=4倍の周波数のフルレートクロック信号をDFF5−1に供給する。
The DFF 5-1 and the
クロック分配回路2−1は、第1のフィードバックループのDFF5−2,5−6にCBUF1からの1/4レートクロック信号(θ=0度)を供給する。クロック分配回路2−2は、第1のフィードバックループに供給されるクロック信号に対して位相が90度遅れた1/4レートクロック信号(θ=90度)を第2のフィードバックループのDFF5−3,5−7に供給する。クロック分配回路2−3は、第1のフィードバックループに供給されるクロック信号に対して位相が180度遅れた1/4レートクロック信号(θ=180度)を第3のフィードバックループのDFF5−4,5−8に供給する。クロック分配回路2−4は、第1のフィードバックループに供給されるクロック信号に対して位相が270度遅れた1/4レートクロック信号(θ=270度)を第4のフィードバックループのDFF5−5,5−9に供給する。
The clock distribution circuit 2-1 supplies the quarter rate clock signal (θ = 0 degree) from the
図6に図2の9個のDFF5−1〜5−9すべての出力のタイミングチャートを示し、図7に9個のDFF5−1〜5−9から出力される信号データ列を示す。図6において、ビットAXはビットAX-9とビットAX-5との排他的論理和の結果と等しい(Xは任意の値)。図7の縦軸は電圧である。 FIG. 6 shows a timing chart of outputs of all nine DFFs 5-1 to 5-9 in FIG. 2, and FIG. 7 shows signal data strings output from the nine DFFs 5-1 to 5-9. In FIG. 6, bit A X is equal to the result of exclusive OR of bit A X-9 and bit A X-5 (X is an arbitrary value). The vertical axis in FIG. 7 is voltage.
図5の例では、DFF5−1の出力をDFF5−2,5−3,5−4,5−5に入力する。そして、縦続接続されたDFF5−2,5−6とXOR回路7−1とからなる第1のフィードバックループと、縦続接続されたDFF5−3,5−7とXOR回路7−2とからなる第2のフィードバックループと、縦続接続されたDFF5−4,5−8とXOR回路7−3とからなる第3のフィードバックループと、縦続接続されたDFF5−5,5−9とXOR回路7−4とからなる第4のフィードバックループとは、1/4レートクロックの位相で90度ずつ順番にずれるように動作する。 In the example of FIG. 5, the output of DFF5-1 is input to DFF5-2, 5-3, 5-4, and 5-5. A first feedback loop composed of cascaded DFFs 5-2, 5-6 and an XOR circuit 7-1 and a first feedback loop composed of cascaded DFFs 5-3, 5-7 and an XOR circuit 7-2. 2 feedback loops, a third feedback loop composed of cascaded DFFs 5-4 and 5-8 and an XOR circuit 7-3, and cascaded DFFs 5-5 and 5-9 and an XOR circuit 7-4 Is operated so as to be shifted by 90 degrees in order of the phase of the 1/4 rate clock.
例えば第1のフィードバックループのDFF5−2,5−6は、クロック分配回路2−1から出力された第1の1/4レートクロック信号の立ち上がりで前段のDFFの出力ビットをリタイミングして識別再生し、第1の1/4レートクロック信号の周期4×T1分だけビットを保持する。第2のフィードバックループのDFF5−3,5−7は、第1の1/4レートクロック信号に対して位相が90度遅れた第2の1/4レートクロック信号の立ち上がりで前段のDFFの出力ビットをリタイミングして識別再生し、第2の1/4レートクロック信号の周期4×T1分だけビットを保持する。 For example, the DFFs 5-2 and 5-6 of the first feedback loop are identified by retiming the output bit of the preceding DFF at the rising edge of the first ¼ rate clock signal output from the clock distribution circuit 2-1. Reproduce and hold bits for a period of 4 × T1 of the first quarter rate clock signal. The DFFs 5-3 and 5-7 in the second feedback loop output the DFF in the preceding stage at the rising edge of the second quarter rate clock signal whose phase is delayed by 90 degrees with respect to the first quarter rate clock signal. Recognizing and reproducing the bit by retiming the bit, the bit is held for the period of 4 × T1 of the second quarter rate clock signal.
第3のフィードバックループのDFF5−4,5−8は、第1の1/4レートクロック信号に対して位相が180度遅れた第3の1/4レートクロック信号の立ち上がりで前段のDFFの出力ビットをリタイミングして識別再生し、第3の1/4レートクロック信号の周期4×T1分だけビットを保持する。第4のフィードバックループのDFF5−5,5−9は、第1の1/4レートクロック信号に対して位相が270度遅れた第4の1/4レートクロック信号の立ち上がりで前段のDFFの出力ビットをリタイミングして識別再生し、第4の1/4レートクロック信号の周期4×T1分だけビットを保持する。 The DFFs 5-4 and 5-8 in the third feedback loop output the DFF in the preceding stage at the rising edge of the third quarter-rate clock signal whose phase is delayed by 180 degrees with respect to the first quarter-rate clock signal. Recognizing and reproducing the bit by retiming the bit, the bit is held for a period of 4 × T1 of the third quarter-rate clock signal. The DFFs 5-5 and 5-9 in the fourth feedback loop output the DFF in the preceding stage at the rising edge of the fourth quarter-rate clock signal whose phase is delayed by 270 degrees with respect to the first quarter-rate clock signal. Recognizing and reproducing the bit by retiming the bit, the bit is held for a period of 4 × T1 of the fourth quarter rate clock signal.
そして、MUX4は、第1の1/4レートクロック信号の立ち上がりで第1のフィードバックループのXOR回路7−1の出力を取り込んで出力し、第2の1/4レートクロック信号の立ち上がりで第2のフィードバックループのXOR回路7−2の出力を取り込んで出力し、第3の1/4レートクロック信号の立ち上がりで第3のフィードバックループのXOR回路7−3の出力を取り込んで出力し、第4の1/4レートクロック信号の立ち上がりで第4のフィードバックループのXOR回路7−4の出力を取り込んで出力する。こうして、MUX4は、XOR回路7−1,7−2,7−3,7−4の出力を順番に取り込んで出力することを繰り返すことにより、XOR回路7−1,7−2,7−2,7−4の出力を多重化する。したがって、MUX4の出力信号は、フルレートに変換されていることになる。
The
以上の結果、図5の回路は図6に示したようなタイミングで動作する。図7によれば、DFF5−1において、従来の29−1PRBS発生器と同様のビット列長29−1=511ビットのビット列が得られていることが分かる。 As a result, the circuit shown in FIG. 5 operates at the timing shown in FIG. According to FIG. 7, in DFF5-1, it can be seen that conventional 2 9 -1 PRBS generator similar to the bit Retsucho 2 9 -1 = 511 bits of the bit string is obtained.
これまで、29−1PRBS発生器としてハーフレートクロック信号で動作する2つのフィードバックループを用いる回路構成と1/4レートクロック信号で動作する4つのフィードバックループを用いる回路構成について述べてきた。このタイプの構成は、図26に示したような従来構成において2つのタップを用いた2N−1PRBS発生器のうちNが奇数の場合に直接的に適用可能である。つまり、表1に記載の2つのタップ(N,K)を用い、N−Kが偶数の場合に相当する。 So far, a circuit configuration using two feedback loops operating with a half rate clock signal as a 2 9 -1 PRBS generator and a circuit configuration using four feedback loops operating with a quarter rate clock signal have been described. This type of configuration is directly applicable when N is an odd number among 2 N -1 PRBS generators using two taps in the conventional configuration as shown in FIG. That is, this corresponds to the case where two taps (N, K) shown in Table 1 are used and NK is an even number.
これまでに説明してきた例のように、いくつかのNに関する回路構成の例を図8〜図11に示す。図8はN=5、K=3、V=1の場合、図9はN=11、K=9、V=1の場合、図10はN=21、K=19、V=1の場合、図11はN=29、K=27、V=1の場合の例である。図8〜図11のPRBS発生器は、いずれもハーフレートクロック信号で動作する2つのフィードバックループを用いる構成であり、その動作は図2の回路構成と同様であるので、動作の詳細な説明は省略する。 Like the examples described so far, examples of circuit configurations relating to several N are shown in FIGS. 8 is for N = 5, K = 3, and V = 1, FIG. 9 is for N = 11, K = 9, and V = 1, and FIG. 10 is for N = 21, K = 19, and V = 1. FIG. 11 shows an example when N = 29, K = 27, and V = 1. Each of the PRBS generators of FIGS. 8 to 11 has a configuration using two feedback loops that operate with a half-rate clock signal, and the operation is the same as the circuit configuration of FIG. Omitted.
[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。図12は本発明の第2の実施の形態に係るPRBS発生器の構成を示すブロック図である。本実施の形態は、第1の実施の形態で説明した2N−1PRBS発生器の別の構成例を示すものである。
本実施の形態では、Int[K/(2V)]−H個のDFF5−cとInt[(N−K)/(2V)]個のDFF5−dと1個のXOR回路7とH個のDFF5−eとで各々のループが構成される2V個のフィードバックループ8を備えている。第1の実施の形態と同様に、Nは3以上の自然数、KはNより小さい2以上の自然数で、N−Kは偶数である。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a PRBS generator according to the second embodiment of the present invention. This embodiment shows another configuration example of the 2 N −1 PRBS generator described in the first embodiment.
In the present embodiment, Int [K / (2V)]-H DFF5-c, Int [(NK) / (2V)] DFF5-d, one
CBUF1、クロック分配回路2、周波数逓倍器3、MUX4、DFF5−1、OBUF6の動作は第1の実施の形態で説明したとおりである。
本実施の形態と第1の実施の形態との相異は各フィードバックループの構成であり、本実施の形態ではXOR回路7の配置が異なっている。第1の実施の形態では各フィードバックループの出力部にXOR回路7を配置しているが、XOR回路7は、クロック信号で制御されないため、DFFの出力に比較して出力波形品質が劣っている。DFFは、クロック信号に同期して動作するため、通常はジッタ特性や信号の時間軸方向の変動量が小さい。各フィードバックループの出力信号は、次段のMUX4で多重化されることから良好な波形品質が求められる。
The operations of CBUF1,
The difference between the present embodiment and the first embodiment is the configuration of each feedback loop, and the arrangement of the
そこで、本実施の形態ではXOR回路7の後段にH個のDFF5−eを配置することでこの課題を解決している。フィードバックループ内に配置すべきDFFの総和は、第1の実施の形態に記載の先の回路構成で決定されている。ここで、Hの値は、0からK/(2V)の範囲の整数としなければならない。また、各フィードバックループの初段のDFFの段数もデマルチプレクサ動作時の位相余裕を考慮して決定する必要がある。以上のことから、HはK/(4V)程度の整数値にすることが望ましい。
Therefore, in the present embodiment, this problem is solved by arranging H DFFs 5-e in the subsequent stage of the
図13は本実施の形態のPRBS発生器の具体例を示すブロック図であり、ハーフレートクロック信号を用いた29−1PRBS発生器の回路構成を示すブロック図である。この例では、N=9、K=5、V=1、H=1である。この例では、2V=2個のフィードバックループが設けられている。 FIG. 13 is a block diagram showing a specific example of the PRBS generator of the present embodiment, and is a block diagram showing a circuit configuration of a 2 9 -1 PRBS generator using a half-rate clock signal. In this example, N = 9, K = 5, V = 1, and H = 1. In this example, 2V = 2 feedback loops are provided.
第1のフィードバックループは、図12のDFF5−cに相当するInt[K/(2V)]−H=1個のDFF5−2と、図12のDFF5−dに相当するInt[(N−K)/(2V)]=2個のDFF5−4,5−6と、XOR回路7−1と、図12のDFF5−eに相当するH=1個のDFF5−8とから構成されている。XOR回路7−1は、DFF5−2の出力とDFF5−6の出力との排他的論理和演算を行う。 The first feedback loop includes Int [K / (2V)] − H = 1 corresponding to DFF5-c in FIG. 12 and Int [(N−K) corresponding to DFF5-d in FIG. ) / (2V)] = 2 DFFs 5-4 and 5-6, an XOR circuit 7-1, and H = 1 DFF 5-8 corresponding to DFF5-e in FIG. The XOR circuit 7-1 performs an exclusive OR operation on the output of the DFF 5-2 and the output of the DFF 5-6.
一方、第2のフィードバックループは、図12のDFF5−cに相当するInt[K/(2V)]−H=1個のDFF5−3と、図12のDFF5−dに相当するInt[(N−K)/(2V)]=2個のDFF5−5,5−7と、XOR回路7−2と、図12のDFF5−eに相当するH=1個のDFF5−9とから構成されている。XOR回路7−2は、DFF5−3の出力とDFF5−7の出力との排他的論理和演算を行う。 On the other hand, the second feedback loop includes Int [K / (2V)] − H = 1 corresponding to DFF5-c in FIG. 12 and Int [(N corresponding to DFF5-d in FIG. -K) / (2V)] = 2 DFF5-5, 5-7, XOR circuit 7-2, and H = 1 DFF5-9 corresponding to DFF5-e in FIG. Yes. The XOR circuit 7-2 performs an exclusive OR operation between the output of the DFF 5-3 and the output of the DFF 5-7.
図14に図13の9個のDFF5−1〜5−9すべての出力のタイミングチャートを示し、図15に9個のDFF5−1〜5−9から出力される信号データ列を示す。図14において、ビットAXはビットAX-9とビットAX-5との排他的論理和の結果と等しい(Xは任意の値)。図15の縦軸は電圧である。 FIG. 14 shows a timing chart of the outputs of all nine DFFs 5-1 to 5-9 in FIG. 13, and FIG. 15 shows a signal data string output from the nine DFFs 5-1 to 5-9. In FIG. 14, bit A X is equal to the result of exclusive OR of bit A X-9 and bit A X-5 (X is an arbitrary value). The vertical axis in FIG. 15 is voltage.
図13の例では、DFF5−1の出力をDFF5−2と5−3に入力する。そして、縦続接続された偶数番目のDFF5−2,5−4,5−6,5−8とXOR回路7−1とからなる第1のフィードバックループと、縦続接続された奇数番目のDFF5−3,5−5,5−7,5−9とXOR回路7−2とからなる第2のフィードバックループとは、ハーフレートクロックの位相で180度ずれるように動作する。 In the example of FIG. 13, the output of DFF5-1 is input to DFF5-2 and 5-3. The first feedback loop including the even-numbered DFFs 5-2, 5-4, 5-6, 5-8 and the XOR circuit 7-1 connected in cascade, and the odd-numbered DFFs 5-3 connected in cascade. , 5-5, 5-7, 5-9 and the XOR circuit 7-2 operate so as to be shifted by 180 degrees in the phase of the half rate clock.
第1のフィードバックループのDFF5−2,5−4,5−6は、クロック分配回路2から出力された第1のハーフレートクロック信号の立ち上がりで前段のDFFの出力ビットをリタイミングして識別再生し、第1のハーフレートクロック信号の周期2×T1分だけビットを保持する。DFF5−8は、第1のハーフレートクロック信号の立ち上がりでXOR回路7−1の出力ビットをリタイミングして識別再生し、第1のハーフレートクロック信号の周期2×T1分だけビットを保持する。
The DFFs 5-2, 5-4, and 5-6 in the first feedback loop perform identification reproduction by retiming the output bit of the preceding DFF at the rising edge of the first half-rate clock signal output from the
第2のフィードバックループのDFF5−3,5−5,5−7は、第1のハーフレートクロック信号と180度位相が異なる第2のハーフレートクロック信号の立ち上がりで前段のDFFの出力ビットをリタイミングして識別再生し、第2のハーフレートクロック信号の周期2×T1分だけビットを保持する。DFF5−9は、第2のハーフレートクロック信号の立ち上がりでXOR回路7−2の出力ビットをリタイミングして識別再生し、第2のハーフレートクロック信号の周期2×T1分だけビットを保持する。 The DFFs 5-3, 5-5, and 5-7 of the second feedback loop reset the output bit of the preceding DFF at the rising edge of the second half-rate clock signal that is 180 degrees out of phase with the first half-rate clock signal. Recognizing and reproducing at the timing, the bit is held for the period of 2 × T1 of the second half rate clock signal. The DFF 5-9 retimates and reproduces the output bit of the XOR circuit 7-2 at the rising edge of the second half-rate clock signal, and holds the bit for the period of 2 × T1 of the second half-rate clock signal. .
そして、MUX4は、第1のハーフレートクロック信号の立ち上がりで第1のフィードバックループのDFF5−8の出力を取り込んで出力し、第2のハーフレートクロック信号の立ち上がりで第2のフィードバックループのDFF5−9の出力を取り込んで出力する。こうして、MUX4は、DFF5−8,5−9の出力を交互に取り込んで出力することにより、DFF5−8,5−9の出力を多重化する。したがって、MUX4の出力信号は、フルレートに変換されていることになる。
The
以上の結果、図13の回路は図14に示したようなタイミングで動作する。図15によれば、DFF5−1において、従来の29−1PRBS発生器と同様のビット列長29−1=511ビットのビット列が得られていることが分かる。 As a result, the circuit shown in FIG. 13 operates at the timing shown in FIG. According to FIG. 15, in DFF5-1, it can be seen that conventional 2 9 -1 PRBS generator similar to the bit Retsucho 2 9 -1 = 511 bits of the bit string is obtained.
これまで、29−1PRBS発生器としてハーフレートクロック信号で動作する2つのフィードバックループを用いる回路構成について述べてきた。このタイプの構成は、図26に示したような従来構成において2つのタップを用いた2N−1PRBS発生器のうちNが奇数の場合に直接的に適用可能である。つまり、表1に記載の2つのタップ(N,K)を用い、N−Kが偶数の場合に相当する。 So far, a circuit configuration using two feedback loops operating with a half-rate clock signal as a 2 9 -1 PRBS generator has been described. This type of configuration is directly applicable when N is an odd number among 2 N -1 PRBS generators using two taps in the conventional configuration as shown in FIG. That is, this corresponds to the case where two taps (N, K) shown in Table 1 are used and NK is an even number.
これまでに説明してきた例のように、いくつかのNに関する回路構成の例を図16〜図19に示す。図16はN=5、K=3、V=1、H=1の場合、図17はN=11、K=9、V=1、H=1の場合、図18はN=21、K=19、V=1、H=1の場合、図19はN=29、K=27、V=1、H=1の場合の例である。図16〜図19のPRBS発生器は、いずれもハーフレートクロック信号で動作する2つのフィードバックループを用いる構成であり、その動作は図13の回路構成と同様であるので、動作の詳細な説明は省略する。 Like the examples described so far, examples of circuit configurations relating to several N are shown in FIGS. 16 is N = 5, K = 3, V = 1, and H = 1. FIG. 17 is N = 11, K = 9, V = 1, and H = 1. = 19, V = 1, H = 1, FIG. 19 shows an example of N = 29, K = 27, V = 1, and H = 1. Each of the PRBS generators of FIGS. 16 to 19 has a configuration using two feedback loops that operate with a half-rate clock signal, and the operation is the same as the circuit configuration of FIG. Omitted.
[第3の実施の形態]
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。図20は本実施の形態に係るPRBS発生器の構成を示すブロック図である。本実施の形態は、2つのタップ(N,K)を用いる2N−1PRBS発生器(Nは3以上の自然数、KはNより小さい2以上の自然数で、N−Kは奇数)に適用可能である。ここで、Nは表1に記載の第一のタップtap1を取り出すDFFの番号であり、Kは表1に記載の第二のタップtap2を取り出すDFFの番号である。本実施の形態の場合、V=1、すなわちハーフレートクロック信号で動作する2つのフィードバックループを用いる構成のみ適用可能である。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 20 is a block diagram showing the configuration of the PRBS generator according to the present embodiment. This embodiment can be applied to a 2 N −1 PRBS generator using two taps (N, K) (N is a natural number of 3 or more, K is a natural number of 2 or more smaller than N, and NK is an odd number). It is. Here, N is the number of the DFF that extracts the first tap tap1 described in Table 1, and K is the number of the DFF that extracts the second tap tap2 described in Table 1. In the case of this embodiment, V = 1, that is, only a configuration using two feedback loops operating with a half-rate clock signal is applicable.
本実施の形態のPRBS発生器は、1/2の信号レートで動作するCBUF1と、CBUF1から出力されるハーフレートクロック信号を分配すると共にクロック信号の位相調整機能を有するクロック分配回路2と、ハーフレートクロック信号を2逓倍する周波数逓倍器3と、2:1のビット多重を行うMUX4と、フルレートクロック動作をおこなうDFF5−1と、OBUF6と、Int[N/2]個のDFFと1個のXOR回路7とで各々のループが構成される2個のフィードバックループ8を備えている。
The PRBS generator according to the present embodiment includes a
第1のフィードバックループは、Int[(K−1)/2]個のDFF5−fと1個のDFF5−KとInt[(N−K)/2]個のDFF5−gと1個のXOR回路7−1とから構成されている。DFF5−Kは、マスターラッチ回路9−K−1と、スレーブラッチ回路9−K−2とから構成されている。第2のフィードバックループは、Int[(K−1)/2]個のDFF5−hと1個のDFF5−K+1とInt[(N−K)/2]個のDFF5−iと1個のXOR回路7−2とから構成されている。DFF5−K+1は、マスターラッチ回路9−K+1−1と、スレーブラッチ回路9−K+1−2とから構成されている。 The first feedback loop consists of Int [(K−1) / 2] DFF5-f, 1 DFF5-K, Int [(N−K) / 2] DFF5-g, and 1 XOR. Circuit 7-1. The DFF5-K includes a master latch circuit 9-K-1 and a slave latch circuit 9-K-2. The second feedback loop consists of Int [(K−1) / 2] DFF5-h, 1 DFF5-K + 1, Int [(N−K) / 2] DFF5-i, and 1 XOR. Circuit 7-2. DFF5-K + 1 includes a master latch circuit 9-K + 1-1 and a slave latch circuit 9-K + 1-2.
第1のフィードバックループ内のXOR回路7−1は、第1のフィードバックループ内の最終段のDFF5−gの出力と第2のフィードバックループ内のInt[(K−1)/2]個のDFF5−hの次段に配置されるDFF5−K+1のマスターラッチ回路9−K+1−1の出力との排他的論理和演算を行う。一方、第2のフィードバックループ内のXOR回路7−2は、第2のフィードバックループ内の最終段のDFF5−iの出力と第1のフィードバックループ内のInt[(K−1)/2]個のDFF5−fの次段に配置されるDFF5−Kのマスターラッチ回路9−K−1の出力との排他的論理和演算を行う。 The XOR circuit 7-1 in the first feedback loop includes the output of the final stage DFF5-g in the first feedback loop and Int [(K-1) / 2] DFF5 in the second feedback loop. Performs an exclusive OR operation with the output of the master latch circuit 9-K + 1-1 of DFF5-K + 1 arranged at the next stage of -h. On the other hand, the XOR circuit 7-2 in the second feedback loop includes the output of the final stage DFF5-i in the second feedback loop and Int [(K-1) / 2] pieces in the first feedback loop. XFF with the output of the master latch circuit 9-K-1 of DFF5-K arranged at the next stage of DFF5-f.
次に、図20の2N−1PRBS発生器の回路動作について説明する。本実施の形態では、周波数逓倍器3とMUX4とDFF5−1とOBUF6とはフルレートで動作し、CBUF1とクロック分配回路2とDFF5−f,5−g,5−h,5−i,5−K,5−K+1とXOR回路7−1,7−2とはハーフレートクロック信号で動作する。周波数逓倍器3は、ハーフレートクロック信号の2倍の周波数のフルレートクロック信号をDFF5−1に供給する。
Next, the circuit operation of the 2 N −1 PRBS generator of FIG. 20 will be described. In this embodiment, the
DFF5−1は、周波数逓倍器3から供給されるフルレートクロック信号の立ち上がりでMUX4の出力ビットをリタイミングして識別再生し、フルレートクロック信号の周期分だけビットを保持する。
The DFF 5-1 retimates and reproduces the output bit of the
クロック分配回路2は、第1のフィードバックループのDFF5−f,5−gおよびDFF5−K内のスレーブラッチ回路9−K−2と第2のフィードバックループのDFF5−K+1内のマスターラッチ回路9−K+1−1にCBUF1からのハーフレートクロック信号を供給すると共に、このハーフレートクロック信号と180度位相が異なるハーフレートクロック信号を第2のフィードバックループのDFF5−h,5−iおよびDFF5−K+1内のスレーブラッチ回路9−K+1−2と第1のフィードバックループのDFF5−K内のマスターラッチ回路9−K−1に供給する。
The
DFF5−1の出力信号は2個の経路に分離された後に、各フィードバックループの最初のDFFがハーフレートクロック信号で動作することから、一旦デマルチプレクサ動作がおこなわれ、動作レートが1/2となる。
第1のフィードバックループのDFF5−f,5−gは、クロック分配回路2から出力された第1のハーフレートクロック信号の立ち上がりで前段のDFFの出力ビットをリタイミングして識別再生し、第1のハーフレートクロック信号の周期2×T1分だけビットを保持する。第1のフィードバックループのDFF5−K内のマスターラッチ回路9−K−1は、クロック分配回路2から出力された第1のハーフレートクロック信号と180度位相が異なる第2のハーフレートクロック信号が「H」レベルのときに前段のDFF5−fの出力をそのまま後段に出力し、第2のハーフレートクロック信号が「L」レベルのときには直前の「H」レベルのときのデータ出力を保持する。第1のフィードバックループのDFF5−K内のスレーブラッチ回路9−K−2は、第1のハーフレートクロック信号が「H」レベルのときに前段のマスターラッチ回路9−K−1の出力をそのまま後段に出力し、第1のハーフレートクロック信号が「L」レベルのときには直前の「H」レベルのときのデータ出力を保持する。
After the output signal of DFF 5-1 is separated into two paths, the first DFF of each feedback loop operates with a half-rate clock signal, so that the demultiplexer operation is performed once and the operation rate becomes 1/2. Become.
The DFFs 5-f and 5-g of the first feedback loop perform identification and reproduction by retiming the output bit of the preceding DFF at the rising edge of the first half-rate clock signal output from the
第2のフィードバックループのDFF5−h,5−iは、第2のハーフレートクロック信号の立ち上がりで前段のDFFの出力ビットをリタイミングして識別再生し、第2のハーフレートクロック信号の周期2×T1分だけビットを保持する。第2のフィードバックループのDFF5−K+1内のマスターラッチ回路9−K+1−1は、第1のハーフレートクロック信号が「H」レベルのときに前段のDFF5−hの出力をそのまま後段に出力し、第1のハーフレートクロック信号が「L」レベルのときには直前の「H」レベルのときのデータ出力を保持する。第2のフィードバックループのDFF5−K+1内のスレーブラッチ回路9−K+1−2は、第2のハーフレートクロック信号が「H」レベルのときに前段のマスターラッチ回路9−K+1−1の出力をそのまま後段に出力し、第2のハーフレートクロック信号が「L」レベルのときには直前の「H」レベルのときのデータ出力を保持する。
The DFFs 5-h and 5-i in the second feedback loop re-identify and reproduce the output bit of the preceding DFF at the rising edge of the second half-rate clock signal, and the
その後、各フィードバックループ内のXOR回路7−1,7−2は、自ループ内においてInt[N/2]個のDFFを経由した信号と、反対側のループ内においてInt[(K−1)/2]個のDFFの次段に配置されるDFFのマスターラッチ回路を経由した信号との排他的論理和演算を行う。つまり、この2つの信号の遅延差は(N−K)×T1となる(T1はフルレートクロック信号の周期)。 Thereafter, the XOR circuits 7-1 and 7-2 in each feedback loop receive the signal passing through Int [N / 2] DFFs in the own loop and Int [(K-1) in the opposite loop. / 2] Performs an exclusive OR operation with a signal that has passed through the master latch circuit of the DFF arranged in the next stage of the number of DFFs. That is, the delay difference between the two signals is (NK) × T1 (T1 is the period of the full-rate clock signal).
そして、MUX4は、ハーフレートクロック信号の立ち上がりでこのハーフレートクロック信号に対応するフィードバックループのXOR回路7−1,7−2の出力を取り込むことをハーフレートクロック信号(フィードバックループ毎)に順番に行う。こうして、MUX4は、各フィードバックループのXOR回路7−1,7−2の出力を各ハーフレートクロック信号の立ち上がりで順番に取り込んで出力することを繰り返すことにより、各フィードバックループのXOR回路7−1,7−2の出力を多重化する。したがって、MUX4の出力信号は、フルレートに変換されていることになる。
DFF5−1の出力ビット列は、OBUF6を介してPRBS発生器の出力ビット列Outとして外部に出力される。
The
The output bit string of the DFF 5-1 is output to the outside as the output bit string Out of the PRBS generator via the
従来の2N−1PRBS発生器の回路構成では、図29に示すようにN番目のDFF100−Nの出力とK番目のDFF100−Kの出力をXOR回路101の入力とする構成であった。ここで、DFF100−KからDFF100−Nまでの信号は(N−K)個のDFFによって遅延される。
In the circuit configuration of the conventional 2 N −1 PRBS generator, the output of the Nth DFF 100 -N and the output of the Kth DFF 100 -K are input to the
一方、本実施の形態によれば、同じ遅延を得るために、これらDFFの動作ビットレートを下げることが可能である。つまり、DFFの数が1/2の場合には、DFFはハーフレートで動作することになる。これらの遅延を生じさせるDFFのクロックレートを下げることができるため、消費電力を削減することができる。 On the other hand, according to the present embodiment, it is possible to reduce the operation bit rate of these DFFs in order to obtain the same delay. That is, when the number of DFFs is ½, the DFFs operate at a half rate. Since the clock rate of the DFF that causes these delays can be reduced, power consumption can be reduced.
図21は本実施の形態のPRBS発生器の具体例を示すブロック図であり、ハーフレートクロック信号を用いた217−1PRBS発生器の回路構成を示すブロック図である。この例では、N=17、K=14である。第1のフィードバックループは、図20のDFF5−fに相当するInt[(K−1)/2]=6個のDFF5−2,5−4,5−6,5−8,5−10,5−12と図20のDFF5−Kに相当する1個のDFF5−14と図20のDFF5−gに相当するInt[(N−K)/2]=1個のDFF5−16と1個のXOR回路7−1とから構成されている。DFF5−14は、マスターラッチ回路9−14−1と、スレーブラッチ回路9−14−2とから構成されている。 FIG. 21 is a block diagram showing a specific example of the PRBS generator of the present embodiment, and is a block diagram showing a circuit configuration of a 2 17 −1 PRBS generator using a half-rate clock signal. In this example, N = 17 and K = 14. The first feedback loop is Int [(K-1) / 2] = 6 DFFs 5-2, 5-4, 5-6, 5-8, 5-10, which corresponds to DFF5-f in FIG. 5-12 and one DFF5-14 corresponding to DFF5-K in FIG. 20 and Int [(N−K) / 2] = 1 DFF5-16 corresponding to DFF5-g in FIG. And an XOR circuit 7-1. The DFF 5-14 includes a master latch circuit 9-14-1 and a slave latch circuit 9-14-2.
第2のフィードバックループは、図20のDFF5−hに相当するInt[(K−1)/2]=6個のDFF5−3,5−5,5−7,5−9,5−11,5−13と図20のDFF5−K+1に相当する1個のDFF5−15と図20のDFF5−iに相当するInt[(N−K)/2]=1個のDFF5−17と1個のXOR回路7−2とから構成されている。DFF5−15は、マスターラッチ回路9−15−1と、スレーブラッチ回路9−15−2とから構成されている。 The second feedback loop includes Int [(K-1) / 2] = 6 DFFs 5-3, 5-5, 5-7, 5-9, 5-11, which corresponds to DFF5-h in FIG. 5-13 and one DFF5-15 corresponding to DFF5-K + 1 in FIG. 20 and Int [(NK) / 2] = 1 DFF5-17 corresponding to DFF5-i in FIG. XOR circuit 7-2. The DFF 5-15 includes a master latch circuit 9-15-1 and a slave latch circuit 9-15-2.
第1のフィードバックループ内のXOR回路7−1は、第1のフィードバックループ内の最終段のDFF5−16の出力と第2のフィードバックループ内のInt[(K−1)/2]=6個のDFF5−3,5−5,5−7,5−9,5−11,5−13の次段に配置されるDFF5−15のマスターラッチ回路9−15−1の出力との排他的論理和演算を行う。一方、第2のフィードバックループ内のXOR回路7−2は、第2のフィードバックループ内の最終段のDFF5−17の出力と第1のフィードバックループ内のInt[(K−1)/2]=6個のDFF5−2,5−4,5−6,5−8,5−10,5−12の次段に配置されるDFF5−14のマスターラッチ回路9−14−1の出力との排他的論理和演算を行う。 The XOR circuit 7-1 in the first feedback loop includes the output of the final stage DFF 5-16 in the first feedback loop and Int [(K-1) / 2] = 6 in the second feedback loop. Exclusive logic with the output of the master latch circuit 9-15-1 of the DFF 5-15 arranged at the next stage of the DFFs 5-3, 5-5, 5-7, 5-9, 5-11, 5-13 Perform a sum operation. On the other hand, the XOR circuit 7-2 in the second feedback loop outputs the output of the final stage DFF 5-17 in the second feedback loop and Int [(K-1) / 2] = in the first feedback loop. Exclusive with the output of the master latch circuit 9-14-1 of the DFF 5-14 arranged in the next stage of the six DFFs 5-2, 5-4, 5-6, 5-8, 5-10, 5-12 Perform logical OR operation.
図21中のMUX4の後段に配置されるDFF5−1及びOBUF6はフルレートで動作するが、その他の回路ブロック、すなわちCBUF1とクロック分配回路2とDFF5−2〜5−17とXOR回路7−1,7−2とはハーフレートクロック信号で動作する。
The DFF 5-1 and the
クロック分配回路2は、第1のフィードバックループのDFF5−2,5−4,5−6,5−8,5−10,5−12,5−16およびDFF5−14内のスレーブラッチ回路9−14−2と第2のフィードバックループのDFF5−15内のマスターラッチ回路9−15−1にCBUF1からのハーフレートクロック信号を供給すると共に、このハーフレートクロック信号と180度位相が異なるハーフレートクロック信号を第2のフィードバックループのDFF5−3,5−5,5−7,5−9,5−11,5−13,5−17およびDFF5−15内のスレーブラッチ回路9−15−2と第1のフィードバックループのDFF5−14内のマスターラッチ回路9−14−1に供給する。
The
図22に図21のDFF5−1〜5−3,5−12〜5−17の出力のタイミングチャートを示し、図23に17個のDFF5−1〜5−17から出力される信号データ列を示す。図22において、ビットAXはビットAX-17とビットAX-14との排他的論理和の結果と等しい(Xは任意の値)。図23の縦軸は電圧である。 FIG. 22 shows a timing chart of outputs from DFFs 5-1 to 5-3 and 5-12 to 5-17 in FIG. 21, and FIG. 23 shows signal data strings output from 17 DFFs 5-1 to 5-17. Show. In FIG. 22, bit A X is equal to the result of the exclusive OR of bit A X-17 and bit A X-14 (X is an arbitrary value). The vertical axis in FIG. 23 is voltage.
図21の例では、DFF5−1の出力をDFF5−2と5−3に入力する。第1のフィードバックループのDFF5−2,5−4,5−6,5−8,5−10,5−12,5−16は、クロック分配回路2から出力された第1のハーフレートクロック信号の立ち上がりで前段のDFFの出力ビットをリタイミングして識別再生し、第1のハーフレートクロック信号の周期2×T1分だけビットを保持する。第1のフィードバックループのDFF5−14内のマスターラッチ回路9−14−1は、クロック分配回路2から出力された第1のハーフレートクロック信号と180度位相が異なる第2のハーフレートクロック信号が「H」レベルのときに前段のDFF5−12の出力をそのまま後段に出力し、第2のハーフレートクロック信号が「L」レベルのときには直前の「H」レベルのときのデータ出力を保持する。第1のフィードバックループのDFF5−14内のスレーブラッチ回路9−14−2は、第1のハーフレートクロック信号が「H」レベルのときに前段のマスターラッチ回路9−14−1の出力をそのまま後段に出力し、第1のハーフレートクロック信号が「L」レベルのときには直前の「H」レベルのときのデータ出力を保持する。
In the example of FIG. 21, the output of DFF5-1 is input to DFF5-2 and 5-3. DFFs 5-2, 5-4, 5-6, 5-8, 5-10, 5-12, and 5-16 of the first feedback loop are the first half-rate clock signals output from the
第2のフィードバックループのDFF5−3,5−5,5−7,5−9,5−11,5−13,5−17は、第1のハーフレートクロック信号と180度位相が異なる第2のハーフレートクロック信号の立ち上がりで前段のDFFの出力ビットをリタイミングして識別再生し、第2のハーフレートクロック信号の周期2×T1分だけビットを保持する。第2のフィードバックループのDFF5−15内のマスターラッチ回路9−15−1は、第1のハーフレートクロック信号が「H」レベルのときに前段のDFF5−13の出力をそのまま後段に出力し、第1のハーフレートクロック信号が「L」レベルのときには直前の「H」レベルのときのデータ出力を保持する。第2のフィードバックループのDFF5−15内のスレーブラッチ回路9−15−2は、第2のハーフレートクロック信号が「H」レベルのときに前段のマスターラッチ回路9−15−1の出力をそのまま後段に出力し、第2のハーフレートクロック信号が「L」レベルのときには直前の「H」レベルのときのデータ出力を保持する。 The DFFs 5-3, 5-5, 5-7, 5-9, 5-11, 5-13, and 5-17 of the second feedback loop are second different in phase by 180 degrees from the first half-rate clock signal. At the rise of the half-rate clock signal, the output bit of the preceding DFF is retimed for identification and reproduction, and the bit is held for the period of 2 × T1 of the second half-rate clock signal. The master latch circuit 9-15-1 in the DFF 5-15 of the second feedback loop outputs the output of the previous DFF 5-13 to the subsequent stage as it is when the first half-rate clock signal is at the “H” level. When the first half-rate clock signal is at “L” level, the data output at the previous “H” level is held. The slave latch circuit 9-15-2 in the DFF 5-15 of the second feedback loop uses the output of the master latch circuit 9-15-1 at the previous stage as it is when the second half-rate clock signal is at “H” level. When the second half-rate clock signal is “L” level, the data output at the previous “H” level is held.
そして、MUX4は、第1のハーフレートクロック信号の立ち上がりで第1のフィードバックループのXOR回路7−1の出力を取り込んで出力し、第2のハーフレートクロック信号の立ち上がりで第2のフィードバックループのXOR回路7−2の出力を取り込んで出力する。こうして、MUX4は、XOR回路7−1,7−2の出力を交互に取り込んで出力することにより、XOR回路7−1,7−2の出力を多重化する。したがって、MUX4の出力信号は、フルレートに変換されていることになる。
以上の結果、図21の回路は図22に示したようなタイミングで動作する。図23によれば、DFF5−1において、217−1のPRBS信号が発生できていることが分かる。
The
As a result, the circuit of FIG. 21 operates at the timing as shown in FIG. According to FIG. 23, it can be seen that 2 17 -1 PRBS signals can be generated in the DFF 5-1.
図24は本実施の形態のPRBS発生器の別の具体例を示すブロック図であり、ハーフレートクロック信号を用いた223−1PRBS発生器の回路構成を示すブロック図である。図24はN=23、K=18の場合の例である。図24のPRBS発生器は、ハーフレートクロック信号で動作する2つのフィードバックループを用いる構成であり、その動作は図21の回路構成と同様であるので、動作の詳細な説明は省略する。
なお、第1の実施の形態で説明したとおり、Nが奇数の場合には、MUX4の後段にDFF5−1を配置する必要があるが、Nが偶数の場合には、DFF5−1を配置する必要は無い。
FIG. 24 is a block diagram showing another specific example of the PRBS generator of the present embodiment, and is a block diagram showing a circuit configuration of a 2 23 -1 PRBS generator using a half-rate clock signal. FIG. 24 shows an example when N = 23 and K = 18. The PRBS generator of FIG. 24 has a configuration using two feedback loops that operate with a half-rate clock signal, and the operation thereof is the same as the circuit configuration of FIG. 21, and thus detailed description of the operation is omitted.
As described in the first embodiment, when N is an odd number, it is necessary to arrange DFF5-1 in the subsequent stage of MUX4. When N is an even number, DFF5-1 is arranged. There is no need.
[第4の実施の形態]
次に、本発明の第4の実施の形態について説明する。図25は本発明の第4の実施の形態に係るPRBS発生器の構成を示すブロック図である。本実施の形態は、第3の実施の形態で説明した2N−1PRBS発生器の別の構成例を示すものである。第3の実施の形態と同様に、Nは3以上の自然数、KはNより小さい2以上の自然数で、N−Kは奇数である。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 25 is a block diagram showing a configuration of a PRBS generator according to the fourth embodiment of the present invention. This embodiment shows another configuration example of the 2 N −1 PRBS generator described in the third embodiment. As in the third embodiment, N is a natural number of 3 or more, K is a natural number of 2 or more smaller than N, and NK is an odd number.
CBUF1、クロック分配回路2、周波数逓倍器3、MUX4、DFF5−1、OBUF6の動作は第3の実施の形態で説明したとおりである。
本実施の形態と第3の実施の形態との相異は各フィードバックループの構成であり、本実施の形態ではXOR回路7の配置が異なっている。第3の実施の形態では各フィードバックループの出力部にXOR回路7を配置しているが、XOR回路7は、クロック信号で制御されないため、DFFの出力に比較して出力波形品質が劣っている。DFFは、クロック信号に同期して動作するため、通常はジッタ特性や信号の時間軸方向の変動量が小さい。各フィードバックループの出力信号は、次段のMUX4で多重化されることから良好な波形品質が求められる。
The operations of CBUF1,
The difference between this embodiment and the third embodiment is the configuration of each feedback loop, and the arrangement of the
そこで、本実施の形態ではXOR回路7−1,7−2の後段にそれぞれH個のDFF5−l,5−oを配置することでこの課題を解決している。フィードバックループ内に配置すべきDFFの総和は、第3の実施の形態に記載の先の回路構成で決定されている。ここで、Hの値は、0からK/2の範囲の整数としなければならない。フィードバックループの最初のDFFでのデマルチプレクサ動作、およびMUX4に入力される波形品質を考慮すると、XOR回路7−1,7−2の前後でDFFの和が同数になるように配置することが望ましい。
Therefore, in the present embodiment, this problem is solved by arranging H DFFs 5-l and 5-o in the subsequent stage of the XOR circuits 7-1 and 7-2, respectively. The total sum of DFFs to be arranged in the feedback loop is determined by the previous circuit configuration described in the third embodiment. Here, the value of H must be an integer in the range of 0 to K / 2. Considering the demultiplexer operation at the first DFF in the feedback loop and the waveform quality input to the
第1のフィードバックループは、Int[(K−1)/2]−H個のDFF5−jと1個のDFF5−(K−H)とInt[(N−K)/2]個のDFF5−kと1個のXOR回路7−1とH個のDFF5−lとから構成されている。DFF5−(K−H)は、マスターラッチ回路9−(K−H)−1と、スレーブラッチ回路9−(K−H)−2とから構成されている。 The first feedback loop consists of Int [(K-1) / 2] -H DFF5-j, 1 DFF5- (KH) and Int [(N-K) / 2] DFF5- k, one XOR circuit 7-1 and H DFF5-1. The DFF5- (KH) is composed of a master latch circuit 9- (KH) -1 and a slave latch circuit 9- (KH) -2.
第2のフィードバックループは、Int[(K−1)/2]−H個のDFF5−mと1個のDFF5−(K−H+1)とInt[(N−K)/2]個のDFF5−nと1個のXOR回路7−2とH個のDFF5−oとから構成されている。DFF5−(K−H+1)は、マスターラッチ回路9−(K−H+1)−1と、スレーブラッチ回路9−(K−H+1)−2とから構成されている。 The second feedback loop consists of Int [(K-1) / 2] -H DFF5-m, 1 DFF5- (K-H + 1) and Int [(N-K) / 2] DFF5-. n, one XOR circuit 7-2, and H DFF5-o. The DFF5- (K-H + 1) is composed of a master latch circuit 9- (K-H + 1) -1 and a slave latch circuit 9- (K-H + 1) -2.
図25の例では、DFF5−1の出力を初段のDFF5−jと初段のDFF5−mに入力する。第1のフィードバックループのDFF5−j,5−kは、クロック分配回路2から出力された第1のハーフレートクロック信号の立ち上がりで前段のDFFの出力ビットをリタイミングして識別再生し、第1のハーフレートクロック信号の周期2×T1分だけビットを保持する。第1のフィードバックループのDFF5−(K−H)内のマスターラッチ回路9−(K−H)−1は、クロック分配回路2から出力された第1のハーフレートクロック信号と180度位相が異なる第2のハーフレートクロック信号が「H」レベルのときに前段のDFF5−jの出力をそのまま後段に出力し、第2のハーフレートクロック信号が「L」レベルのときには直前の「H」レベルのときのデータ出力を保持する。第1のフィードバックループのDFF5−(K−H)内のスレーブラッチ回路9−(K−H)−2は、第1のハーフレートクロック信号が「H」レベルのときに前段のマスターラッチ回路9−(K−H)−1の出力をそのまま後段に出力し、第1のハーフレートクロック信号が「L」レベルのときには直前の「H」レベルのときのデータ出力を保持する。
In the example of FIG. 25, the output of DFF5-1 is input to the first stage DFF5-j and the first stage DFF5-m. The DFFs 5-j and 5-k of the first feedback loop recognize and reproduce the output bit of the preceding DFF by retiming the output bit of the preceding DFF at the rising edge of the first half-rate clock signal output from the
第2のフィードバックループのDFF5−m,5−nは、第2のハーフレートクロック信号の立ち上がりで前段のDFFの出力ビットをリタイミングして識別再生し、第2のハーフレートクロック信号の周期2×T1分だけビットを保持する。第2のフィードバックループのDFF5−(K−H+1)内のマスターラッチ回路9−(K−H+1)−1は、第1のハーフレートクロック信号が「H」レベルのときに前段のDFF5−mの出力をそのまま後段に出力し、第1のハーフレートクロック信号が「L」レベルのときには直前の「H」レベルのときのデータ出力を保持する。第2のフィードバックループのDFF5−(K−H+1)内のスレーブラッチ回路9−(K−H+1)−2は、第2のハーフレートクロック信号が「H」レベルのときに前段のマスターラッチ回路9−(K−H+1)−1の出力をそのまま後段に出力し、第2のハーフレートクロック信号が「L」レベルのときには直前の「H」レベルのときのデータ出力を保持する。
The DFFs 5-m and 5-n in the second feedback loop re-identify and reproduce the output bit of the preceding DFF at the rising edge of the second half-rate clock signal, and the
第1のフィードバックループ内のXOR回路7−1は、第1のフィードバックループ内のDFF5−kの出力と第2のフィードバックループ内のInt[(K−1)/2]−H個のDFF5−mの次段に配置されるDFF5−(K−H+1)のマスターラッチ回路9−(K−H+1)−1の出力との排他的論理和演算を行う。一方、第2のフィードバックループ内のXOR回路7−2は、第2のフィードバックループ内のDFF5−nの出力と第1のフィードバックループ内のInt[(K−1)/2]−H個のDFF5−jの次段に配置されるDFF5−(K−H)のマスターラッチ回路9−(K−H)−1の出力との排他的論理和演算を行う。 The XOR circuit 7-1 in the first feedback loop includes the output of the DFF5-k in the first feedback loop and Int [(K-1) / 2] -H DFF5- in the second feedback loop. An exclusive OR operation with the output of the master latch circuit 9- (K−H + 1) −1 of DFF5− (K−H + 1) arranged at the next stage of m is performed. On the other hand, the XOR circuit 7-2 in the second feedback loop includes the output of the DFF5-n in the second feedback loop and Int [(K-1) / 2] -H pieces in the first feedback loop. An exclusive OR operation is performed on the output of the master latch circuit 9- (KH) -1 of DFF5- (KH) arranged at the next stage of DFF5-j.
第1のフィードバックループのDFF5−lは、第1のハーフレートクロック信号の立ち上がりで前段のXOR回路7−1の出力ビットをリタイミングして識別再生し、第1のハーフレートクロック信号の周期2×T1分だけビットを保持する。第2のフィードバックループのDFF5−oは、第2のハーフレートクロック信号の立ち上がりで前段のXOR回路7−2の出力ビットをリタイミングして識別再生し、第2のハーフレートクロック信号の周期2×T1分だけビットを保持する。
The DFF 5-1 in the first feedback loop re-identifies and reproduces the output bit of the XOR circuit 7-1 in the preceding stage at the rising edge of the first half-rate clock signal, and the
そして、MUX4は、第1のハーフレートクロック信号の立ち上がりで第1のフィードバックループの最終段のDFF5−lの出力を取り込んで出力し、第2のハーフレートクロック信号の立ち上がりで第2のフィードバックループの最終段のDFF5−oの出力を取り込んで出力する。こうして、MUX4は、DFF5−l,5−oの出力を交互に取り込んで出力することにより、DFF5−l,5−oの出力を多重化する。したがって、MUX4の出力信号は、フルレートに変換されていることになる。
The
本実施の形態によれば、第3の実施の形態の回路と同様にフィードバックループ内がハーフレートで動作するため、動作速度余裕を広げることが可能になるという同様の効果を有する。 According to the present embodiment, since the inside of the feedback loop operates at a half rate similarly to the circuit of the third embodiment, it has the same effect that the operating speed margin can be widened.
本発明は、疑似ランダムビット列を生成する技術に適用することができる。 The present invention can be applied to a technique for generating a pseudo random bit string.
1…クロックバッファ、2…クロック分配回路、3…周波数逓倍器、4…マルチプレクサ、5…遅延フリップフロップ、6…出力バッファ、7…排他的論理和回路、8…フィードバックループ、9…ラッチ回路。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
位相を360度/(2V)ずつずらした2V個の第1のクロック信号をそれぞれ対応するフィードバックループの前記第1、第2の遅延フリップフロップに供給するクロック分配回路と、
前記2V個のフィードバックループの出力を多重化するマルチプレクサと、
前記第1のクロック信号の2V倍の周波数の第2のクロック信号により前記マルチプレクサの出力信号を識別再生し、この識別再生によって得られた出力信号を各フィードバックループの初段の前記第1の遅延フリップフロップに入力する第3の遅延フリップフロップとを備え、
各フィードバックループは、
自ループに対応する第1のクロック信号の所定のタイミングで入力信号を識別再生する、K/(2V)の整数部に相当する個数の縦続接続された前記第1の遅延フリップフロップと、
自ループの第1の遅延フリップフロップの出力を入力とし、自ループに対応する第1のクロック信号の所定のタイミングで入力信号を識別再生する、(N−K)/(2V)の整数部に相当する個数の縦続接続された前記第2の遅延フリップフロップと、
自ループの第1の遅延フリップフロップを経由した信号と自ループの第2の遅延フリップフロップを経由した信号との排他的論理和演算を行い、この排他的論理和演算の結果を前記マルチプレクサに出力する排他的論理和回路とから構成され、
前記第3の遅延フリップフロップからビット列長2N−1のビット列を出力することを特徴とする疑似ランダムビット列発生器。 The number of first delay flip-flops corresponding to the integer part of K / (2V) and the number corresponding to the integer part of (N−K) / (2V) (N is a natural number of 3 or more, and K is smaller than N 2 2V feedback loops each including a second delay flip-flop, each of which is a natural number, NK is an even number, and V is a natural number up to a number given by (N−K) / 2.
A clock distribution circuit for supplying 2V first clock signals whose phases are shifted by 360 degrees / (2V) to the first and second delay flip-flops of the corresponding feedback loop;
A multiplexer for multiplexing the outputs of the 2V feedback loops;
The output signal of the multiplexer is discriminated and reproduced by a second clock signal having a frequency 2V times that of the first clock signal, and the output signal obtained by the discriminating reproduction is used as the first delay flip-flop in the first stage of each feedback loop. A third delay flip-flop input to the
Each feedback loop
A number of cascaded first delay flip-flops corresponding to an integer part of K / (2V) for identifying and reproducing an input signal at a predetermined timing of a first clock signal corresponding to the own loop;
Using the output of the first delay flip-flop of the own loop as an input, the input signal is identified and reproduced at a predetermined timing of the first clock signal corresponding to the own loop, and the integer part of (NK) / (2V) A corresponding number of cascaded second delay flip-flops;
Performs an exclusive OR operation on the signal passing through the first delay flip-flop of the own loop and the signal passed through the second delay flip-flop of the own loop, and outputs the result of the exclusive OR operation to the multiplexer. And an exclusive OR circuit that
A pseudo-random bit string generator which outputs a bit string having a bit string length of 2 N -1 from the third delay flip-flop.
位相を360度/(2V)ずつずらした2V個の第1のクロック信号をそれぞれ対応するフィードバックループの前記第1、第2、第3の遅延フリップフロップに供給するクロック分配回路と、
前記2V個のフィードバックループの出力を多重化するマルチプレクサと、
前記第1のクロック信号の2V倍の周波数の第2のクロック信号により前記マルチプレクサの出力信号を識別再生し、この識別再生によって得られた出力信号を各フィードバックループの初段の前記第1の遅延フリップフロップに入力する第4の遅延フリップフロップとを備え、
各フィードバックループは、
自ループに対応する第1のクロック信号の所定のタイミングで入力信号を識別再生する、K/(2V)の整数部に相当する数からHを引いた個数の縦続接続された前記第1の遅延フリップフロップと、
自ループの第1の遅延フリップフロップの出力を入力とし、自ループに対応する第1のクロック信号の所定のタイミングで入力信号を識別再生する、(N−K)/(2V)の整数部に相当する個数の縦続接続された前記第2の遅延フリップフロップと、
自ループの第1の遅延フリップフロップを経由した信号と自ループの第2の遅延フリップフロップを経由した信号との排他的論理和演算を行う排他的論理和回路と、
自ループの排他的論理和回路の出力を入力とし、自ループに対応する第1のクロック信号の所定のタイミングで入力信号を識別再生して前記マルチプレクサに出力する、H個の縦続接続された前記第3の遅延フリップフロップとから構成され、
前記第4の遅延フリップフロップからビット列長2N−1のビット列を出力することを特徴とする疑似ランダムビット列発生器。 The number of first delay flip-flops obtained by subtracting H from the number corresponding to the integer part of K / (2V), and the number of second delay flip-flops corresponding to the integer part of (N−K) / (2V) H (N is a natural number of 3 or more, K is a natural number of 2 or more smaller than N, NK is an even number, V is a natural number up to the number given by (N−K) / 2, and H is from 0 2V feedback loops, each including a third delay flip-flop in a range of K / (2V)
A clock distribution circuit for supplying 2V first clock signals whose phases are shifted by 360 degrees / (2V) to the first, second and third delay flip-flops of the corresponding feedback loop;
A multiplexer for multiplexing the outputs of the 2V feedback loops;
The output signal of the multiplexer is discriminated and reproduced by a second clock signal having a frequency 2V times that of the first clock signal, and the output signal obtained by the discriminating reproduction is used as the first delay flip-flop in the first stage of each feedback loop. And a fourth delay flip-flop input to the
Each feedback loop
The number of cascaded first delays obtained by subtracting H from the number corresponding to the integer part of K / (2V) for identifying and reproducing the input signal at a predetermined timing of the first clock signal corresponding to the own loop Flip-flops,
Using the output of the first delay flip-flop of the own loop as an input, the input signal is identified and reproduced at a predetermined timing of the first clock signal corresponding to the own loop, and the integer part of (NK) / (2V) A corresponding number of cascaded second delay flip-flops;
An exclusive OR circuit that performs an exclusive OR operation on the signal that has passed through the first delay flip-flop of the own loop and the signal that has passed through the second delay flip-flop of the own loop;
The output of the exclusive OR circuit of the own loop is input, the input signal is identified and reproduced at a predetermined timing of the first clock signal corresponding to the own loop, and is output to the multiplexer. A third delay flip-flop,
A pseudo random bit string generator which outputs a bit string having a bit string length of 2 N -1 from the fourth delay flip-flop.
さらに、前記第1のクロック信号の周波数を2V倍にして前記第2のクロック信号を生成する周波数逓倍器を備えることを特徴とする疑似ランダムビット列発生器。 The pseudo-random bit string generator according to claim 1 or 2,
The pseudo-random bit string generator further includes a frequency multiplier that generates the second clock signal by multiplying the frequency of the first clock signal by 2V.
位相を180度ずらした2個の第1のクロック信号をそれぞれ対応するフィードバックループの前記第1、第2、第3の遅延フリップフロップに供給するクロック分配回路と、
前記2個のフィードバックループの出力を多重化するマルチプレクサと、
前記第1のクロック信号の2倍の周波数の第2のクロック信号により前記マルチプレクサの出力信号を識別再生し、この識別再生によって得られた出力信号を各フィードバックループの初段の前記第1の遅延フリップフロップに入力する第4の遅延フリップフロップとを備え、
各フィードバックループは、
自ループに対応する第1のクロック信号の所定のタイミングで入力信号を識別再生する、(K−1)/2の整数部に相当する個数の縦続接続された前記第1の遅延フリップフロップと、
自ループの第1の遅延フリップフロップの出力を入力とし、自ループおよび別のループに対応する第1のクロック信号の所定のタイミングで入力信号を識別再生する、1個の前記第2の遅延フリップフロップと、
自ループの第2の遅延フリップフロップの出力を入力とし、自ループに対応する第1のクロック信号の所定のタイミングで入力信号を識別再生する、(N−K)/2の整数部に相当する個数の縦続接続された前記第3の遅延フリップフロップと、
自ループの第3の遅延フリップフロップを経由した信号と別のループの第2の遅延フリップフロップ内のマスターラッチ回路を経由した信号との排他的論理和演算を行い、この排他的論理和演算の結果を前記マルチプレクサに出力する排他的論理和回路とから構成され、
一方のループの前記第2の遅延フリップフロップは、
自ループの第1の遅延フリップフロップの出力を入力とし、別のループに対応する第1のクロック信号で動作するマスターラッチ回路と、
自ループのマスターラッチ回路の出力を入力とし、自ループに対応する第1のクロック信号で動作するスレーブラッチ回路とから構成され、
他方のループの前記第2の遅延フリップフロップは、
自ループの第1の遅延フリップフロップの出力を入力とし、自ループに対応する第1のクロック信号で動作するマスターラッチ回路と、
自ループのマスターラッチ回路の出力を入力とし、別のループに対応する第1のクロック信号で動作するスレーブラッチ回路とから構成され、
前記第4の遅延フリップフロップからビット列長2N−1のビット列を出力することを特徴とする疑似ランダムビット列発生器。 The number of first delay flip-flops corresponding to the integer part of (K-1) / 2, one second delay flip-flop, and the number corresponding to the integer part of (NK) / 2 (N is 3 Two feedback loops each including a third delay flip-flop of each of the above natural numbers, K is a natural number of 2 or more smaller than N, and NK is an odd number),
A clock distribution circuit for supplying two first clock signals whose phases are shifted by 180 degrees to the first, second and third delay flip-flops of the corresponding feedback loop;
A multiplexer for multiplexing the outputs of the two feedback loops;
The output signal of the multiplexer is discriminated and reproduced by a second clock signal having a frequency twice that of the first clock signal, and the output signal obtained by the discriminating reproduction is used as the first delay flip-flop in the first stage of each feedback loop. And a fourth delay flip-flop input to the
Each feedback loop
A number of cascaded first delay flip-flops corresponding to an integer part of (K-1) / 2, for identifying and reproducing an input signal at a predetermined timing of a first clock signal corresponding to the own loop;
One said second delay flip-flop which receives the output of the first delay flip-flop of its own loop as input and identifies and reproduces the input signal at a predetermined timing of the first clock signal corresponding to its own loop and another loop And
The output of the second delay flip-flop of the own loop is input, and the input signal is identified and reproduced at a predetermined timing of the first clock signal corresponding to the own loop, which corresponds to an integer part of (NK) / 2. A number of cascaded third delay flip-flops;
An exclusive OR operation is performed between the signal passing through the third delay flip-flop of its own loop and the signal passing through the master latch circuit in the second delay flip-flop of another loop, and this exclusive OR operation is performed. An exclusive OR circuit that outputs a result to the multiplexer,
The second delay flip-flop of one loop is
A master latch circuit that receives the output of the first delay flip-flop of its own loop and operates with a first clock signal corresponding to another loop;
An output of the master latch circuit of the own loop is input, and a slave latch circuit that operates with a first clock signal corresponding to the own loop is configured.
The second delay flip-flop of the other loop is
A master latch circuit that receives the output of the first delay flip-flop of its own loop and operates with a first clock signal corresponding to its own loop;
It is composed of a slave latch circuit that receives the output of the master latch circuit of its own loop and operates with a first clock signal corresponding to another loop,
A pseudo random bit string generator which outputs a bit string having a bit string length of 2 N -1 from the fourth delay flip-flop.
位相を180度ずらした2個の第1のクロック信号をそれぞれ対応するフィードバックループの前記第1、第2、第3、第4の遅延フリップフロップに供給するクロック分配回路と、
前記2個のフィードバックループの出力を多重化するマルチプレクサと、
前記第1のクロック信号の2倍の周波数の第2のクロック信号により前記マルチプレクサの出力信号を識別再生し、この識別再生によって得られた出力信号を各フィードバックループの初段の前記第1の遅延フリップフロップに入力する第5の遅延フリップフロップとを備え、
各フィードバックループは、
自ループに対応する第1のクロック信号の所定のタイミングで入力信号を識別再生する、(K−1)/2の整数部に相当する数からHを引いた個数の縦続接続された前記第1の遅延フリップフロップと、
自ループの第1の遅延フリップフロップの出力を入力とし、自ループおよび別のループに対応する第1のクロック信号の所定のタイミングで入力信号を識別再生する、1個の前記第2の遅延フリップフロップと、
自ループの第2の遅延フリップフロップの出力を入力とし、自ループに対応する第1のクロック信号の所定のタイミングで入力信号を識別再生する、(N−K)/2の整数部に相当する個数の縦続接続された前記第3の遅延フリップフロップと、
自ループの第3の遅延フリップフロップを経由した信号と別のループの第2の遅延フリップフロップ内のマスターラッチ回路を経由した信号との排他的論理和演算を行う排他的論理和回路と、
自ループの排他的論理和回路の出力を入力とし、自ループに対応する第1のクロック信号の所定のタイミングで入力信号を識別再生して前記マルチプレクサに出力する、H個の縦続接続された前記第4の遅延フリップフロップとから構成され、
一方のループの前記第2の遅延フリップフロップは、
自ループの第1の遅延フリップフロップの出力を入力とし、別のループに対応する第1のクロック信号で動作するマスターラッチ回路と、
自ループのマスターラッチ回路の出力を入力とし、自ループに対応する第1のクロック信号で動作するスレーブラッチ回路とから構成され、
他方のループの前記第2の遅延フリップフロップは、
自ループの第1の遅延フリップフロップの出力を入力とし、自ループに対応する第1のクロック信号で動作するマスターラッチ回路と、
自ループのマスターラッチ回路の出力を入力とし、別のループに対応する第1のクロック信号で動作するスレーブラッチ回路とから構成され、
前記第5の遅延フリップフロップからビット列長2N−1のビット列を出力することを特徴とする疑似ランダムビット列発生器。 Corresponds to the number of first delay flip-flops obtained by subtracting H from the number corresponding to the integer part of (K-1) / 2, one second delay flip-flop, and the integer part of (NK) / 2. The number of third delay flip-flops and H (N is a natural number of 3 or more, K is a natural number of 2 or more smaller than N, NK is an odd number, and H is a natural number in the range of 0 to K / 2). Two feedback loops including a fourth delay flip-flop per loop;
A clock distribution circuit for supplying two first clock signals whose phases are shifted by 180 degrees to the first, second, third, and fourth delay flip-flops of the corresponding feedback loop;
A multiplexer for multiplexing the outputs of the two feedback loops;
The output signal of the multiplexer is discriminated and reproduced by a second clock signal having a frequency twice that of the first clock signal, and the output signal obtained by the discriminating reproduction is used as the first delay flip-flop in the first stage of each feedback loop. A fifth delay flip-flop that inputs to the
Each feedback loop
The input signal is identified and reproduced at a predetermined timing of the first clock signal corresponding to the own loop, and the number of the first cascade-connected numbers obtained by subtracting H from the number corresponding to the integer part of (K-1) / 2. Delay flip-flops,
One said second delay flip-flop which receives the output of the first delay flip-flop of its own loop as input and identifies and reproduces the input signal at a predetermined timing of the first clock signal corresponding to its own loop and another loop And
The output of the second delay flip-flop of the own loop is input, and the input signal is identified and reproduced at a predetermined timing of the first clock signal corresponding to the own loop, which corresponds to an integer part of (NK) / 2. A number of cascaded third delay flip-flops;
An exclusive OR circuit that performs an exclusive OR operation between a signal that has passed through the third delay flip-flop of its own loop and a signal that has passed through the master latch circuit in the second delay flip-flop of another loop;
The output of the exclusive OR circuit of the own loop is input, the input signal is identified and reproduced at a predetermined timing of the first clock signal corresponding to the own loop, and is output to the multiplexer. A fourth delay flip-flop,
The second delay flip-flop of one loop is
A master latch circuit that receives the output of the first delay flip-flop of its own loop and operates with a first clock signal corresponding to another loop;
An output of the master latch circuit of the own loop is input, and a slave latch circuit that operates with a first clock signal corresponding to the own loop is configured.
The second delay flip-flop of the other loop is
A master latch circuit that receives the output of the first delay flip-flop of its own loop and operates with a first clock signal corresponding to its own loop;
It is composed of a slave latch circuit that receives the output of the master latch circuit of its own loop and operates with a first clock signal corresponding to another loop,
A pseudo-random bit string generator which outputs a bit string having a bit string length of 2 N -1 from the fifth delay flip-flop.
さらに、前記第1のクロック信号の周波数を2倍にして前記第2のクロック信号を生成する周波数逓倍器を備えることを特徴とする疑似ランダムビット列発生器。 The pseudo-random bit string generator according to claim 4 or 5,
The pseudo random bit string generator further comprises a frequency multiplier for generating the second clock signal by doubling the frequency of the first clock signal.
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