JPH0616620B2 - Digital phase lock circuit - Google Patents

Digital phase lock circuit

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JPH0616620B2
JPH0616620B2 JP62146971A JP14697187A JPH0616620B2 JP H0616620 B2 JPH0616620 B2 JP H0616620B2 JP 62146971 A JP62146971 A JP 62146971A JP 14697187 A JP14697187 A JP 14697187A JP H0616620 B2 JPH0616620 B2 JP H0616620B2
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phase
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clock
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仁孝 斉藤
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Oki Electric Industry Co Ltd
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ディジタルデータ伝送におけるディジタル位
相同期回路に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a digital phase synchronization circuit in digital data transmission.

(従来の技術) 第2図は、従来のディジタル位相同期回路を示すブロッ
ク図であり、可変遅延線1、位相検出回路2、制御回路
3により構成される。概略の動作は、まず位相検出回路
2で入力データDinの位相を検出し、その検出情報に従
い制御回路3で位相のずれを判定し、その判定結果によ
り可変遅延線1において所定の遅延量を得て入力データ
Dinの位相同期を行なう。
(Prior Art) FIG. 2 is a block diagram showing a conventional digital phase synchronization circuit, which is composed of a variable delay line 1, a phase detection circuit 2, and a control circuit 3. The general operation is as follows. First, the phase detection circuit 2 detects the phase of the input data Din, the control circuit 3 determines the phase shift according to the detection information, and the variable delay line 1 obtains a predetermined delay amount based on the determination result. To synchronize the phase of the input data Din.

第3図は、第2図に示した可変遅延線1と位相検出回路
2の回路図で、第4図は位相検出及び補正動作を説明す
るための説明図である。第3図及び第4図において、位
相検出回路2はτなる時間間隔でフリップフロップ(以
下、単にFF)2a,2b,2cの出力であるS1,S
2,S3の3つのサンプルを持ち、出力データDoutは
FF2bの出力であるサンプルS2とする。制御回路3
では、サンプルS1,S2,S3を比較して、入力デー
タDinを可変遅延線1でS1=S2=S3=1となるま
で位相補正する。更に、出力データDoutはFF2bの
出力であるサンプルS2となしているので、位相同期さ
れた状態で、サンプルS2から時間τ以内の入力データ
Dinの位相変動に対しては、位相変動が即検出され、入
力データDinをバッファ1aからなる可変遅延線1で補
正するのでデータ誤りは発生しない。(「1986 INTER N
ATITONAL ZURICH SEMINAR ON DIGITAL COMMUNICATION
S」PROCEEDINGS IEEE Catalog 86 CH2277-2 C4 (P97
〜P100))。
FIG. 3 is a circuit diagram of the variable delay line 1 and the phase detection circuit 2 shown in FIG. 2, and FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the phase detection and correction operation. In FIG. 3 and FIG. 4, the phase detection circuit 2 outputs S1, S which are outputs of flip-flops (hereinafter, simply FF) 2a, 2b, 2c at time intervals of τ.
It has three samples 2 and S3, and the output data Dout is the sample S2 which is the output of the FF 2b. Control circuit 3
Then, the samples S1, S2 and S3 are compared and the input data Din is phase-corrected by the variable delay line 1 until S1 = S2 = S3 = 1. Further, since the output data Dout is the sample S2 which is the output of the FF2b, the phase fluctuation is immediately detected for the phase fluctuation of the input data Din within the time τ from the sample S2 in the phase-synchronized state. Since the input data Din is corrected by the variable delay line 1 including the buffer 1a, no data error occurs. ("1986 INTER N
ATITONAL ZURICH SEMINAR ON DIGITAL COMMUNICATION
S '' PROCEEDINGS IEEE Catalog 86 CH2277-2 C4 (P97
~ P100)).

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上記構成の回路では、可変遅延線1とし
てバッファ1aを使用しており、バッファ自身の遅延時
間、特に最小値を規定するのが困難であるため、設計通
りのトータル遅延時間を得るには、可変遅延線回路の調
整をしなければならないという問題点があった。このこ
とは、特に、バッファをチェインして遅延線とする必要
のあるLS1内部では調整が困難であるため大きな問題
となっていた。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in the circuit having the above configuration, since the buffer 1a is used as the variable delay line 1, it is difficult to define the delay time of the buffer itself, particularly the minimum value. There is a problem that the variable delay line circuit must be adjusted to obtain the total delay time as designed. This is a big problem because adjustment is difficult especially inside the LS1 where the buffer needs to be chained to form a delay line.

本発明の目的は上記問題点に鑑み、回路の調整の必要が
なく、しかも動作の優れたディジタル位相同期回路を提
供することにある。
In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a digital phase locked loop circuit that does not require circuit adjustment and is excellent in operation.

(問題点を解決するための手段) 本発明は、上記目的を達成するために、ディジタル入力
データを入力し、位相同期が確立したならば出力データ
として出力するディジタル位相同期回路において、複数
個のクロック信号よりなるクロック列信号を繰り返し発
生し、且つ位相選択指定に従って選択手段によって該各
クロック列信号の位相を選択するクロック信号位相可変
回路と、当該クロック列信号におけるクロック信号の各
入力時点に亘って入力データが高レベルのとき同期状態
なるを検出し、該各入力時点中に入力データに低レベル
状態が含まれているとき非同期状態なるを検出し、且つ
位相同期が確立したならば出力データを出力する位相検
出回路と、前記同期状態が検出されたとき選択手段に対
する位相選択指定を固定し、前記非同期状態が検出され
たとき引き続き入力されるクロック列信号の各クロック
信号が前記同期状態に対応すべく選択手段に対する位相
選択指定を更新制御して位相同期を確立させる同期制御
回路とを設けた。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention provides a plurality of digital phase synchronization circuits for inputting digital input data and outputting as output data when phase synchronization is established. A clock signal phase variable circuit that repeatedly generates a clock string signal composed of a clock signal and selects the phase of each clock string signal by the selection means according to the phase selection designation, and a clock signal in the clock string signal at each input time point of the clock signal. When the input data is high level, the synchronous state is detected, when the input data includes the low level state, the asynchronous state is detected, and if phase synchronization is established, the output data is output. And a phase detection circuit for outputting the phase detection designation for the selection means when the synchronous state is detected, and the asynchronous And a synchronization control circuit for establishing phase synchronization by updating and controlling the phase selection designation for the selection means so that each clock signal of the clock train signal continuously input when the state is detected corresponds to the synchronization state.

(作 用) 本発明によれば、位相検出回路はディジタル入力データ
の論理レベルをクロック信号位相可変回路より送出され
るクロック列信号のクロック信号の各入力時点と同期さ
せて監視し、各入力時点に亘って入力データが高レベル
のときは同期状態であることが検出され、該各入力時点
中に入力データに低レベル状態が含まれているときは非
同期状態であることが検出される。この検出結果が同期
状態検出ならば同期制御回路によって選択手段に対する
位相選択指定が固定されて当該クロック信号の位相が固
定され、位相検出回路から出力データが出力される。そ
して非同期状態検出ならば、引き続き入力されるクロッ
ク列信号の各クロック信号が同期状態に対応すべく選択
手段に対する位相選択指定が同期制御回路によって更新
制御されて位相同期が確立される。
(Operation) According to the present invention, the phase detection circuit monitors the logic level of the digital input data in synchronization with each input time point of the clock signal of the clock sequence signal sent from the clock signal phase varying circuit, and detects each input time point. It is detected that the input data is in the synchronous state when it is at the high level, and is in the asynchronous state when the input data includes the low level state during each input time. If this detection result indicates that the synchronization state is detected, the synchronization control circuit fixes the phase selection designation for the selection means to fix the phase of the clock signal, and the output data is output from the phase detection circuit. When the asynchronous state is detected, the synchronous control circuit updates and controls the phase selection designation for the selecting means so that each clock signal of the clock string signal that is continuously input corresponds to the synchronous state, and the phase synchronization is established.

(実施例) 第1図は本発明によるディジタル位相同期回路の一実施
例を示す回路図であり、図中、10はクロック信号位相
可変回路、20は位相検出回路、30は同期制御回路で
ある。
(Embodiment) FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a digital phase synchronization circuit according to the present invention. In the figure, 10 is a clock signal phase variable circuit, 20 is a phase detection circuit, and 30 is a synchronization control circuit. .

クロック信号位相可変回路10は、4相クロック信号発
生回路11、4/1セレクタ(以下、単にセレクタ)1
2、シフトレジスタ13及び2ビットカウンタ(以下、
単にカウンタ)14により構成されている。4相クロッ
ク信号発生回路11は、クロック信号CLK0を入力C
P11に入力し、出力Q0〜Q3より4相のクロック列
信号をそれぞれ出力する。セレクタ12は、4相クロッ
ク信号発生回路11の出力Q0〜Q3の出力のうち、入
力に出力Q0、入力に出力Q1、入力に出力Q
2、入力に出力Q3をそれぞれ入力し、入力12A,
12Bの値により入力〜のうち1つの入力を選択し
て出力12Xより出力する。例えば、入力12Aに低レ
ベル「0」が入力され、入力12Bに高レベル「1」が
入力されたならば、入力、即ち4相クロック信号発生
回路11の出力Q1が選択され出力12Xより出力され
る。シフトレジスタ13は、入力13Aにセレクタ12
の出力12Xを入力し、クロック信号CLK0を入力C
P13に同期信号として入力し、入力13Aを順次シフ
トすることにより出力Qaよりクロック信号C1、出力
Qbよりクロック信号C2、出力Qcよりクロック信号
C3、出力Qdよりクロック信号C4を出力する。カウ
ンタ14はクロック信号CLK1を入力CP14に入力
することにより動作し、出力14Q0はセレクタ12の
入力12Aに、出力14Q1はセレクタ12の入力12
Bに入力する。上記のセレクタ12とカウンタ14は、
同期制御回路30による位相選択指定に従って各クロッ
ク列信号の位相を選択するようにした選択手段をなす。
The clock signal phase variable circuit 10 includes a 4-phase clock signal generation circuit 11, a 4/1 selector (hereinafter, simply selector) 1
2, shift register 13 and 2-bit counter (hereinafter,
The counter 14 is simply included. The 4-phase clock signal generation circuit 11 receives the clock signal CLK0 as an input C
It is input to P11, and four-phase clock train signals are output from the outputs Q0 to Q3, respectively. Of the outputs Q0 to Q3 of the four-phase clock signal generation circuit 11, the selector 12 has an output Q0 as an input, an output Q1 as an input, and an output Q as an input.
2. Input the output Q3 to the input, input 12A,
According to the value of 12B, one input is selected from among the inputs 1 to and output from the output 12X. For example, if a low level "0" is input to the input 12A and a high level "1" is input to the input 12B, the input, that is, the output Q1 of the 4-phase clock signal generation circuit 11 is selected and output from the output 12X. It The shift register 13 has a selector 12 at an input 13A.
Input the output 12X and input the clock signal CLK0 C
By inputting as a synchronizing signal to P13 and sequentially shifting the input 13A, a clock signal C1 is output from the output Qa, a clock signal C2 is output from the output Qb, a clock signal C3 is output from the output Qc, and a clock signal C4 is output from the output Qd. The counter 14 operates by inputting the clock signal CLK1 to the input CP14. The output 14Q0 is the input 12A of the selector 12 and the output 14Q1 is the input 12 of the selector 12.
Enter in B. The selector 12 and the counter 14 are
The selecting means is adapted to select the phase of each clock column signal in accordance with the phase selection designation by the synchronization control circuit 30.

位相検出回路20は、D形フリップフロップ(以下、単
にDFF)21〜25、インバータ26、2入力AND
27及び4入力AND28,29により構成されてい
る。DFF21は、シフトレジスタ13の出力Qaより
クロック信号C1が入力CP21に入力された時点の入
力データDinの論理レベル値を入力21Dよりラッチ
し、そのラッチ結果を出力21Qより4入力AND28
及び29に出力する。DFF22は、シフトレジスタ1
3の出力Qbよりのクロック信号C2が入力CP22に
入力された時点の入力データDinの論理レベル値を入力
22Dよりラッチし、そのラッチ結果を出力22Qより
4入力AND28及び29に出力する。DFF23は、
シフトレジスタ13の出力Qcよりのクロック信号C3
が入力CP23に入力された時点の入力データDinの論
理レベル値を入力23Dよりラッチし、そのラッチ結果
を出力23Qより4入力AND28に、出力23より
4入力AND29に出力する。更に、DFF24は、シ
フトレジスタ13の出力Qdよりのクロック信号C4が
入力CP24に入力された時点の入力データDinの論理
レベル値をラッチし、そのラッチ結果を出力24Qより
4入力AND29に、出力24より4入力AND28
に出力する。インバータ26はクロック信号CLK0を
入力し、その入力レベルを反転して2入力AND27に
出力する。2入力AND27は、インバータ26の出力
及びシフトレジスタ13の出力Qbよりのクロック信号
C2を入力し、その論理積結果をDFF25に出力す
る。DFF25は、入力CP25に2入力AND27の
出力を入力することにより入力データDinを入力してラ
ッチし、そのラッチ結果を出力データDoutとして出力
する。4入力AND28は、DFF21の出力21Q、
DFF22の出力22Q、DFF23の出力23Q及び
DFF24の出力24の各々の出力の論理積をなし、
その論理積結果を同期制御回路30に出力する。また、
4入力AND29はDFF21の出力21Q、DFF2
2の出力22Q、DFF23の出力23及びDFF2
4の出力24Qの各々の出力の論理積をなし、その論理
積結果を同期制御回路30に出力する。
The phase detection circuit 20 includes a D-type flip-flop (hereinafter simply referred to as DFF) 21 to 25, an inverter 26, and a 2-input AND.
27 and a 4-input AND 28, 29. The DFF 21 latches the logical level value of the input data Din at the time when the clock signal C1 is input to the input CP21 from the output Qa of the shift register 13 from the input 21D, and outputs the latched result from the output 21Q to a 4-input AND 28.
And 29. The DFF 22 is the shift register 1
The logic level value of the input data Din at the time when the clock signal C2 from the output Qb of 3 is input to the input CP22 is latched from the input 22D, and the latch result is output from the output 22Q to the 4-input AND 28 and 29. The DFF 23 is
Clock signal C3 from output Qc of shift register 13
Is latched from the input 23D to the logical level value of the input data Din at the time when is input to the input CP23, and the latched result is output from the output 23Q to the 4-input AND 28 and from the output 23 to the 4-input AND 29. Further, the DFF 24 latches the logic level value of the input data Din at the time when the clock signal C4 from the output Qd of the shift register 13 is input to the input CP24, and the latch result is output from the output 24Q to the 4-input AND 29 and output 24. 4 inputs AND28
Output to. The inverter 26 inputs the clock signal CLK0, inverts its input level, and outputs it to the 2-input AND 27. The two-input AND 27 inputs the clock signal C2 from the output of the inverter 26 and the output Qb of the shift register 13, and outputs the logical product result to the DFF 25. The DFF 25 inputs and latches the input data Din by inputting the output of the 2-input AND 27 to the input CP25, and outputs the latched result as the output data Dout. The 4-input AND 28 outputs the output 21Q of the DFF 21,
The output 22Q of the DFF 22, the output 23Q of the DFF 23, and the output 24 of the DFF 24 are logically ANDed,
The result of the logical product is output to the synchronization control circuit 30. Also,
The 4-input AND 29 is the output 21Q and DFF2 of the DFF21.
2 output 22Q, DFF 23 output 23 and DFF2
The outputs of the four outputs 24Q are logically ANDed, and the logical AND result is output to the synchronization control circuit 30.

同期制御回路30は、DFF31,32、セット優先フ
リップフロップ(以下、単にSFF)33、2入力AN
D34,37,39、シフトレジスタ35、インバータ
36,38により構成されている。DFF31は、シフ
トレジスタ13の出力Qdよりのクロック信号C4を入
力CP31に入力することにより、4入力AND28の
出力を入力31Dよりラッチし、そのラッチ結果をSF
F33の入力Sに出力する。DFF32は、シフトレジ
スタ13の出力Qdよりのクロック信号C4を入力CP
32に入力することにより、4入力AND29の出力を
入力32Dよりラッチし、そのラッチ結果を出力32Q
よりSFF33の入力Rに出力する。SFF33は、D
FF31の出力31Qよりの出力を高レベル「1」で入
力Sに入力するとセット状態となり出力33より低レ
ベル「0」を出力し、一方、DFF32の出力32Qの
出力を高レベル「1」で入力Rに入力するとリセット状
態となり出力33より高レベル「1」を出力する。2
入力AND34はクロック信号CLK1とSFF33の
出力33の出力との論理積をなし、その論理積結果
を、カウンタ14、シフトレジスタ35及び2入力AN
D37に出力する。シフトレジスタ35は、クロック信
号CLK1を入力35Aに入力し、クロック信号CLK
0を同期信号として入力CP35に入力して、クロック
信号CLK0換算で4クロックシフトして出力Q′dよ
り出力する。インバータ36は、シフトレジスタ35の
出力Q′dよりの出力を入力してその入力レベルを反転
し2入力AND37に出力する。2入力AND37は、
インバータ36の出力と2入力AND34の出力、即ち
クロック信号CLK1との論理積をなし、その論理積結
果をインバータ38に出力する。インバータ38は2入
力AND37の出力を入力し、その入力レベルを反転さ
せて2入力AND39に出力する。2入力AND39
は、インバータ38の出力とシフトレジスタ13の出力
Qdよりのクロック信号C4との論理積をなし、その論
理積結果をDFF31の入力CP31に出力する。
The synchronization control circuit 30 includes DFFs 31 and 32, a set-priority flip-flop (hereinafter, simply SFF) 33, and a 2-input AN.
D34, 37, 39, shift register 35, and inverters 36, 38. The DFF 31 latches the output of the 4-input AND 28 from the input 31D by inputting the clock signal C4 from the output Qd of the shift register 13 to the input CP31, and the latched result is SF
Output to the input S of F33. The DFF 32 inputs the clock signal C4 from the output Qd of the shift register 13 to the CP
By inputting to 32, the output of the 4-input AND 29 is latched from the input 32D, and the latched result is output to 32Q.
Output to the input R of the SFF 33. SFF33 is D
When the output from the output 31Q of the FF31 is input to the input S at the high level "1", the set state is set, and the low level "0" is output from the output 33, while the output of the output 32Q of the DFF32 is input at the high level "1". When it is input to R, the reset state is set, and the output 33 outputs a high level "1". Two
The input AND 34 forms a logical product of the clock signal CLK1 and the output of the output 33 of the SFF 33, and the logical product result is obtained by the counter 14, the shift register 35, and the 2-input AN.
Output to D37. The shift register 35 inputs the clock signal CLK1 into the input 35A and outputs the clock signal CLK1.
0 is input to the input CP35 as a synchronizing signal, and is shifted by 4 clocks in terms of the clock signal CLK0 and output from the output Q'd. The inverter 36 inputs the output from the output Q′d of the shift register 35, inverts the input level, and outputs it to the 2-input AND 37. The 2-input AND37 is
The logical product of the output of the inverter 36 and the output of the 2-input AND 34, that is, the clock signal CLK1 is formed, and the logical product result is output to the inverter 38. The inverter 38 inputs the output of the 2-input AND 37, inverts the input level, and outputs it to the 2-input AND 39. 2-input AND39
Forms a logical product of the output of the inverter 38 and the clock signal C4 from the output Qd of the shift register 13, and outputs the logical product result to the input CP31 of the DFF31.

次に、上記構成による動作を、第1図及び第5図(a),
(b),(c)により説明する。
Next, the operation of the above configuration will be described with reference to FIGS. 1 and 5 (a),
This will be described with reference to (b) and (c).

まず、入力データDin及びクロック信号CLK0,CL
K1の前後条件を第6図により説明すると、各々、クロ
ック信号発生回路を設けたA装置、B装置において、A
装置内のクロック信号発生回路A1により発生したクロ
ック信号に同期してA装置の送信部A2よりデータがB
装置へ送出され、B装置ではこのデータを入力データD
inとして受信部B2に入力し、B装置内のクロック信号
発生回路B1により発生したクロック信号CLK0に入
力データDinの同期化を図る。尚、A装置のクロック信
号発生回路A1とB装置のクロック発生回路B1とは互
いに独立な高精度の発振器を備えた独立同期の関係、或
は、共にクロック周波数同期がとれた関係にあるものと
する。
First, input data Din and clock signals CLK0, CL
The conditions before and after K1 will be described with reference to FIG. 6. In each of the devices A and B provided with the clock signal generating circuit,
In synchronization with the clock signal generated by the clock signal generation circuit A1 in the device, data is transmitted from the transmitter A2 of the device A to B
The data is sent to the device, and the data is input to the device D in the device B.
The input data Din is input to the receiving unit B2 as in, and the input data Din is synchronized with the clock signal CLK0 generated by the clock signal generation circuit B1 in the device B. Note that the clock signal generation circuit A1 of the device A and the clock generation circuit B1 of the device B are independently synchronized with each other and provided with high-precision oscillators, or both are in a clock frequency synchronized relation. To do.

以上の前提条件において、クロック信号位相可変回路1
0では、4相クロック信号発生回路11がクロック信号
CLK0を入力CP11に入力し、クロック信号CLK
0に同期した4相のクロック列信号を発生し出力Q0〜
Q3よりセレクタ12の入力〜にそれぞれ出力して
いる。ここで、セレクタ12はカウンタ14の出力14
Q0、14Q1を入力12A,12Bに入力し、その値
に基づいて入力〜のうちの1つを選択して出力12
Xよりシフトレジスタ13の入力13Aに出力する。例
えば、第5図(a)に示す様に、カウンタ14の出力14
Q0が低レベル「0」、出力14Q1が高レベル「1」
の状態(カウンタ値「2」)ならばセレクタ12の入力
、即ち、4相クロック信号発生回路11の出力Q0〜
Q3のうち図中、斜線で示す出力Q1の出力が選択さ
れ、シフトレジスタ13でクロック信号CLK0に同期
して、順次シフトしてクロック列信号C1〜C4が出力
される。次に、カウンタ14の出力14Q0及び14Q
1が共に高レベル「1」(カウンタ値「3」)とカウン
トアップされると、セレクタ12の入力、即ち、4相
クロック信号発生回路11の図中、斜線で示す出力Q
0の出力が選択され、カウンタ値「2」の時の同様にシ
フトレジスタ13でクロック列信号C1〜C4が出力さ
れる。ここで、第5図(a)から明らかな様に、カウンタ
14のカウンタ値が「2」の場合のクロック列信号C1
〜C4とカウンタ14のカウンタ値が「3」の場合のク
ロック列信号C1〜C4とでは位相が変化していること
がわかる。即ち、カウンタ14がカウントアップする毎
にクロック列信号C1〜C4は、クロック信号CLK0
換算で1クロック分の時間Tだけシフトすることにな
る。この様にして発生したクロック信号C1はDFF2
1の入力CP21に、クロック信号C2はDFF22の
入力CP22及び2入力AND27は、クロック信号C
3はDFF23の入力CP23に、クロック信号C4は
DFF24の入力CP24、DFF32の入力CP32
及び2入力AND39に入力され、これら各々の入力
は、カウンタ14が動作しておれば、カウントアップす
る毎に位相が時間Tだけずれたクロック信号C1〜C4
が供給される。
Under the above prerequisites, the clock signal phase variable circuit 1
In 0, the four-phase clock signal generation circuit 11 inputs the clock signal CLK0 to the input CP11, and the clock signal CLK
Generates a 4-phase clock string signal synchronized with 0 and outputs Q0
It is output from the input of the selector 12 through Q3. Here, the selector 12 is the output 14 of the counter 14.
Q0, 14Q1 are input to the inputs 12A, 12B, and one of the inputs ~ is selected based on the value and output 12
It is output from X to the input 13A of the shift register 13. For example, as shown in FIG.
Q0 is low level "0", output 14 Q1 is high level "1"
If the state is (counter value "2"), the input of the selector 12, that is, the output Q0 of the 4-phase clock signal generation circuit 11
Of Q3, the output of the output Q1 shown by hatching in the figure is selected, and the shift register 13 sequentially shifts in synchronization with the clock signal CLK0 and outputs the clock column signals C1 to C4. Next, the outputs 14Q0 and 14Q of the counter 14
When both 1s are counted up to a high level "1" (counter value "3"), the input of the selector 12, that is, the output Q of the four-phase clock signal generation circuit 11 shown by hatching in the figure.
When the output of 0 is selected and the counter value is "2", the shift register 13 outputs the clock column signals C1 to C4 in the same manner. Here, as is apparent from FIG. 5 (a), the clock train signal C1 when the counter value of the counter 14 is "2"
It can be seen that the phases of .about.C4 and the clock string signals C1 to C4 when the counter value of the counter 14 is "3" are changed. That is, every time the counter 14 counts up, the clock sequence signals C1 to C4 are changed to the clock signal CLK0.
It will be shifted by the time T of one clock in conversion. The clock signal C1 thus generated is DFF2.
1 input CP21, the clock signal C2 is the input CP22 of the DFF22, and the 2-input AND27 is the clock signal C.
3 is the input CP23 of the DFF 23, the clock signal C4 is the input CP24 of the DFF 24, and the input CP32 of the DFF 32.
And a two-input AND 39, each of which inputs the clock signals C1 to C4 whose phases are shifted by the time T each time the counter 14 counts up if the counter 14 is operating.
Is supplied.

更に、位相検出回路20及び同期制御回路30におい
て、DFF21〜24が入力データDinを前記クロック
信号C1〜C4に同期してラッチし、そのラッチ結果で
あるDFF21の出力21Q、DFF22の出力22
Q、DFF23の出力23Q及びDFF24の出力24
が共に高レベル「1」であることを4入力AND28
により検出し、その検出結果をDFF31でラッチでき
れば同期状態を検出したことになり、DFF31の出力
31Qが高レベル「1」でSFF33の入力Sに入力さ
れ、SFF33がセット状態となる。SFF33がセッ
ト状態になるとSFF33の出力33は低レベル
「0」となり、このため、2入力AND34よりクロッ
ク信号CLK1が出力されず、これにより、カウンタ1
4の動作は停止しクロック列信号C1〜C4の位相は固
定される。
Further, in the phase detection circuit 20 and the synchronization control circuit 30, the DFFs 21 to 24 latch the input data Din in synchronization with the clock signals C1 to C4, and the latch result is the output 21Q of the DFF 21 and the output 22 of the DFF 22.
Q, output 23 of DFF 23 and output 24 of DFF 24
4 inputs AND28 that both are high level "1"
If the detection result is detected by the DFF31 and the detection result can be latched by the DFF31, it means that the synchronous state is detected, the output 31Q of the DFF31 is input to the input S of the SFF33 at the high level "1", and the SFF33 is set. When the SFF 33 enters the set state, the output 33 of the SFF 33 becomes the low level “0”, and therefore the clock signal CLK1 is not output from the 2-input AND 34, which causes the counter 1
4 is stopped and the phases of the clock train signals C1 to C4 are fixed.

一方、DFF21の出力21Q、DFF22の出力22
Q、DFF23の出力23及びDFF24の出力24
Qが共に高レベル「1」であることを4入力AND29
により検出し、その検出結果をDFF32でラッチすれ
ば非同期状態を検出したことになり、DFF32の出力
32Qが高レベル「1」でSFF33の入力Rに入力さ
れ、SFF33はリセット状態となる。SFF33がリ
セット状態になると、SFF33の出力33の出力は
高レベル「1」となり、このためクロック信号CLK1
は2入力AND34を介して出力され、カウンタ14は
カウント動作を開始し、カウントアップする。
On the other hand, the output 21Q of the DFF 21 and the output 22 of the DFF 22
Q, output 23 of DFF 23 and output 24 of DFF 24
4 inputs AND29 that both Q are high level "1"
When the detection result is latched by the DFF 32 and the asynchronous state is detected, the output 32Q of the DFF 32 is input to the input R of the SFF 33 at the high level “1”, and the SFF 33 is reset. When the SFF 33 enters the reset state, the output of the output 33 of the SFF 33 becomes the high level "1", and therefore the clock signal CLK1
Is output via the 2-input AND 34, and the counter 14 starts counting operation and counts up.

以上の同期、非同期状態を第5図(a)により説明する
と、4相クロック信号発生回路11の出力Q1の出力が
選択されているカウント値「2」の状態において、入力
データDinが図示する位相で受信されたとすると、クロ
ック信号C4によりDFF31にラッチできる位相で4
入力AND28のAND条件が成立せず、従って、SF
F33をセット状態にすることはできない。次にクロッ
ク信号CLK1によりカウンタ14がカウントアップ
し、カウント値が「3」になると、4相クロック信号発
生回路11の出力Q0の出力が選択され、その結果発生
したクロック信号C1〜C4により入力データDinをラ
ッチすると、クロック信号C4によりDFF31にラッ
チできる位相で4入力AND28のAND条件が成立
し、これにより、DFF31を介してSFF33はセッ
ト状態となる。この結果、クロック信号CLK1は、2
入力AND34より出力されず、これにより、カウンタ
14の動作が停止することにより、クロック列信号C1
〜C4の位相は固定し、同期状態が確立する。また、D
FF25の出力Qより出力される出力データDoutは図
中矢印C2′で示す様にクロック信号C2の中間、即
ち、クロック信号CLK0とクロック信号C2とのAN
D条件の立下がりで出力される。この条件は、同期状態
確立後の入力データDinのジッタを考慮したものであ
る。
The above synchronous and asynchronous states will be described with reference to FIG. 5 (a). In the state of the count value "2" in which the output of the output Q1 of the four-phase clock signal generation circuit 11 is selected, the phase of the input data Din shown in the figure is shown. If the signal is received at, the clock signal C4 causes the DFF31 to latch the phase 4
The AND condition of the input AND 28 is not satisfied, and therefore the SF
F33 cannot be set. Next, when the counter 14 counts up by the clock signal CLK1 and the count value becomes “3”, the output Q0 of the four-phase clock signal generation circuit 11 is selected, and the clock signals C1 to C4 generated as a result select the input data. When Din is latched, the AND condition of the 4-input AND 28 is satisfied in the phase that can be latched in the DFF 31 by the clock signal C4, whereby the SFF 33 is set via the DFF 31. As a result, the clock signal CLK1 becomes 2
It is not output from the input AND 34, and the operation of the counter 14 is stopped by this.
The phase of ~ C4 is fixed and the synchronization state is established. Also, D
The output data Dout output from the output Q of the FF 25 is the middle of the clock signal C2, that is, the AN of the clock signal CLK0 and the clock signal C2, as indicated by the arrow C2 'in the figure.
Output at the falling edge of D condition. This condition considers the jitter of the input data Din after the synchronization state is established.

また、第5図(b)はSFF33がリセットされる状態を
示すタイミングチャートである。図中、(1)は第5図(a)
の同期状態の再掲であり、この(1)の状態から入力デー
タDinがクロック信号C2の中間から+(1.5T-ts)以
上変動した場合を(2)に、入力データDinがクロック信
号C2の中間から−(1.5T-th)以上変動した場合を(3)
に示す。ここでtsとは入力データDinをラッチするD
FF21〜24のセットアップ時間、thはDFF21
〜24のホールド時間である。即ち、入力データDinの
変動によりクロック信号C4によりラッチ可能な時点で
4入力AND29のAND条件が成立し、DFF32を
介してSFF33がリセット状態となり非同期状態が検
出されることを示している。
Further, FIG. 5 (b) is a timing chart showing a state where the SFF 33 is reset. In the figure, (1) is Fig. 5 (a).
When the input data Din fluctuates more than + (1.5T-ts) from the middle of the clock signal C2 from the state of (1), the input data Din of the clock signal C2 is reproduced. If it fluctuates more than − (1.5T-th) from the middle, (3)
Shown in. Here, ts is D that latches the input data Din.
The setup time of FF21 to 24, th is DFF21
Hold time of 24. That is, the AND condition of the 4-input AND 29 is satisfied at the time when the input signal Din can be latched by the clock signal C4 due to the change of the input data Din, and the SFF 33 enters the reset state via the DFF 32 and the asynchronous state is detected.

尚、同期状態を検出する際、第5図(c)に示す位相関係
で入力データDinが受信され、カウンタ14がカウント
アップした直後に同期確立状態になると、クロック列信
号C1〜C4の位相が、同期確立した位相から時間Tだ
け位相がシフトして固定されることになる。従って、こ
の状態を回避するため、カウンタ14のカウントアップ
直後での同期状態検出を禁止する必要から、シフトレジ
スタ35によりカウンタ14のクロック信号、即ち、ク
ロック信号CLK1をクロック信号CLK0換算で4ク
ロックシフトし、このシフトレジスタ35の出力Q′d
とクロック信号CLK1との論理積を2入力AND37
で取ることにより、カウンタ14のカウントアップ直後
の4クロック分の時間内のクロック信号C4を2入力A
ND39で抑止することでDFF31による同期状態検
出を禁止している。第5図(c)によれば、2入力AND
37の出力により図中斜線で示すクロック信号C4を
抑止している。
When the synchronization state is detected, when the input data Din is received in the phase relationship shown in FIG. 5 (c) and the synchronization is established immediately after the counter 14 counts up, the phases of the clock sequence signals C1 to C4 change. , The phase is shifted and fixed by the time T from the phase where synchronization is established. Therefore, in order to avoid this state, it is necessary to prohibit the synchronization state detection immediately after the counter 14 counts up. Therefore, the shift register 35 shifts the clock signal of the counter 14, that is, the clock signal CLK1 by 4 clocks in terms of the clock signal CLK0. Then, the output Q'd of this shift register 35
AND 37 of the clock signal CLK1
Therefore, the clock signal C4 within 4 clocks immediately after the counter 14 counts up is input by 2 inputs A.
The synchronization state detection by the DFF 31 is prohibited by suppressing it by the ND 39. According to Fig. 5 (c), 2-input AND
The output of 37 suppresses the clock signal C4 indicated by diagonal lines in the figure.

以上説明した様に本回路構成では、入力データDinをラ
ッチするためのクロック列信号C1〜C4の位相を同期
が確立するまで変化させ、同期確立後はクロック列信号
C1〜C4の位相を固定することによりディジタル位相
同期回路として機能する。尚、クロック信号CLK0,
CLK1,入力データDinの各々のビットレイトの関係
は一例であり、本実施例に限定されるものではない。
As described above, in this circuit configuration, the phases of the clock sequence signals C1 to C4 for latching the input data Din are changed until the synchronization is established, and after the synchronization is established, the phases of the clock sequence signals C1 to C4 are fixed. This functions as a digital phase lock circuit. The clock signals CLK0,
The relationship between the bit rates of CLK1 and the input data Din is an example, and the present invention is not limited to this example.

(発明の効果) 以上説明したように本発明によれば、入力データをラッ
チするためのクロック列信号の位相を同期が確立するま
で変化させ、同期が確立したならば前記クロック列信号
の位相を固定する様になしたので、入力データを同期が
確立するまで遅延するための遅延回路を設ける必要がな
い。従って回路の調整をする必要がなくなり、手間が省
けると共に、LSI化に適した回路とすることができ、
更に、動作の優れたディジタル位相同期回路を提供でき
る利点がある。
As described above, according to the present invention, the phase of the clock train signal for latching the input data is changed until the synchronization is established, and if the synchronization is established, the phase of the clock train signal is changed. Since it is fixed, there is no need to provide a delay circuit for delaying the input data until the synchronization is established. Therefore, there is no need to adjust the circuit, and the time and effort can be saved, and a circuit suitable for LSI implementation can be obtained.
Further, there is an advantage that it is possible to provide a digital phase locked loop having excellent operation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明によるディジタル位相同期回路の一実施
例を示す回路図、第2図は従来のディジタル位相同期回
路を示すブロック図、第3図は可変遅延線及び位相検出
回路の回路図、第4図は位相検出及び補正動作を説明す
るための説明図、第5図(a),(b),(c)は本発明によるデ
ィジタル位相同期回路の各部動作を説明するためのタイ
ミングチャート、第6図は入力データ、クロック信号の
前提条件を説明するための説明図である。 図中、10……クロック信号位相可変回路、11……4
相クロック信号発生回路、12……4/1セレクタ、1
3,35……シフトレジスタ、14……2ビットカウン
タ、20……位相検出回路、21,22,23,24,
25,31,32……D形フリップフロップ(DF
F)、26,36,38……インバータ、27,34,
37,39……2入力AND、28,29……4入力A
ND、30……同期制御回路、33……セット優先フリ
ップフロップ(SFF)。
1 is a circuit diagram showing an embodiment of a digital phase synchronizing circuit according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a conventional digital phase synchronizing circuit, FIG. 3 is a circuit diagram of a variable delay line and a phase detecting circuit, FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the phase detection and correction operation, and FIGS. 5 (a), (b) and (c) are timing charts for explaining the operation of each part of the digital phase locked loop according to the present invention. FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the preconditions of the input data and the clock signal. In the figure, 10 ... Clock signal phase variable circuit, 11 ... 4
Phase clock signal generator, 12 ... 4/1 selector, 1
3, 35 ... Shift register, 14 ... 2-bit counter, 20 ... Phase detection circuit 21, 22, 23, 24,
25, 31, 32 ... D-type flip-flop (DF
F), 26, 36, 38 ... Inverter, 27, 34,
37,39 …… 2 inputs AND, 28,29 …… 4 inputs A
ND, 30 ... Synchronous control circuit, 33 ... Set priority flip-flop (SFF).

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ディジタル入力データを入力し、位相同期
が確立したならば出力データとして出力するディジタル
位相同期回路において、 複数個のクロック信号よりなるクロック列信号を繰り返
し発生し、且つ位相選択指定に従って選択手段によって
該各クロック列信号の位相を選択するクロック信号位相
可変回路と、 当該クロック列信号におけるクロック信号の各入力時点
に亘って入力データが高レベルのとき同期状態なるを検
出し、該各入力時点中に入力データに低レベル状態が含
まれているとき非同期状態なるを検出し、且つ位相同期
が確立したならば出力データを出力する位相検出回路
と、 前記同期状態が検出されたとき選択手段に対する位相選
択指定を固定し、前記非同期状態が検出されたとき引き
続き入力されるクロック列信号の各クロック信号が前記
同期状態に対応すべく選択手段に対する位相選択指定を
更新制御して位相同期を確立させる同期制御回路とを設
けた、 ことを特徴とするディジタル位相同期回路。
1. A digital phase synchronization circuit for inputting digital input data and outputting it as output data when phase synchronization is established, wherein a clock train signal consisting of a plurality of clock signals is repeatedly generated and according to a phase selection designation. A clock signal phase variable circuit that selects the phase of each clock column signal by the selection means, and detects that the input signal is in a high-level synchronous state over each input time point of the clock signal in the clock column signal, A phase detection circuit that detects an asynchronous state when the input data includes a low level state during the input time, and outputs output data when phase synchronization is established; and a selection when the synchronization state is detected Means for fixing the phase selection designation to the means and continuously input when the asynchronous state is detected Each clock signal is provided a synchronization control circuit for establishing phase synchronization update controlling the phase selection specified for the selected unit to correspond to the synchronization state, the digital phase locked loop, characterized in that.
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Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5846743A (en) * 1981-09-11 1983-03-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd Phase locking device
JPS58172081A (en) * 1982-04-02 1983-10-08 Hitachi Ltd Generating circuit of synchronizing clock
JPS61127243A (en) * 1984-11-26 1986-06-14 Hitachi Ltd Bit phase synchronizing circuit

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