JPH0677819A - デジタル回路位相復元装置 - Google Patents

デジタル回路位相復元装置

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JPH0677819A
JPH0677819A JP5035826A JP3582693A JPH0677819A JP H0677819 A JPH0677819 A JP H0677819A JP 5035826 A JP5035826 A JP 5035826A JP 3582693 A JP3582693 A JP 3582693A JP H0677819 A JPH0677819 A JP H0677819A
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 位相比較器との連係により位相ロック・ルー
プとデータ再タイミング機能を実現する、完全に統合さ
れたデジタル・フィルタを提供する。 【構成】 デジタル・フィルタ40は、複数のデジタル
・パルスを複数のデジタル・パルス群に分けるプリスケ
ーラ手段と、プリスケーラ手段に接続され、プリスケー
ラ手段によって生成された第1増分信号と第1減分信号
を計数し、計数に対応するデータ信号を生成するカウン
タ手段とを含む。デジタル・フィルタ40は、データ再
タイミング機能を実現するために、出力をデータ信号入
力と位相比較器30の入力との間に置かれたデジタル遅
延素子20に送る。データの位相がローカル・クロック
に対してずれている時、デジタル・フィルタ40は必要
な位相補正の極性を求め、これを遅延素子20にフィー
ドバックする。遅延素子20はそこでローカル・クロッ
クの位相に対して入力データの位相を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的には半導体回路
に関し、特にデジタル・フィルタ回路に関する。具体的
には、小型デジタル・フィルタ回路の設計とその設計の
データ転送回路への組込みに関する。
【0002】
【従来の技術】デジタル・コンピューティングの能力
は、より小さい面積により多くの電子回路を作り込む能
力に比例する。その結果、1つのチップ上の回路が多く
なり、1つのチップに送られるデータが増える。また、
多くのチップを1つのコンピューティング・システム内
で相互に接続すればコンピューティング能力が向上す
る。つまり、コンピューティング能力を上げるには、1
チップで処理されるデータの量を増やす能力及び、独立
した多くのチップを相互に接続する能力が必要である。
しかし、1チップに送られるデータの量を増やし、多く
のチップを相互に接続する際にしばしばコンピューティ
ング・システムの同期が問題となることがある。すなわ
ちデータ処理は、チップ間でのみならず、他のチップと
通信するために複数のチャネルを持つ単一チップ内でも
調整が必要だという点である。このデータ処理の調整は
一般に、システム・クロックの使用によって実現され
る。データを処理する電子回路は、システム・クロック
を使用することによってその機能をコンピューティング
・システムの他の回路との間で調整する。通常、システ
ム・クロックはコンピューティング・システム内のすべ
てのチップに送られ、1チップ内の各回路に供給され
る。しかし、経路長はどれも同一ではなく、駆動回路や
受信回路も様々であるため、データ信号と供給されるク
ロックの両方で遅れが変化する。クロック信号は、この
ような変化があるため、データ信号に対して時間的な歪
みを被る。ここから、様々なチップ及びデータ入力への
クロック信号が互いに同期するように、受信されるクロ
ックまたはデータ信号の位相を調整する手段を実現しな
ければならない。
【0003】通常、クロックを受信器側で再生できるよ
うに冗長性をもたせて符号化されたデータ信号からクロ
ック信号を抽出して調整するために、位相ロック・ルー
プ(PLL)が用いられている。この方法なら、システ
ム・クロックの遅延の変化を生ずる独立したシステム・
クロックを供給する必要がない。PLLは、ノイズを除
去することができるために、この種の用途では望まし
い。ノイズの除去は、入力信号にジッタがある場合に位
相の調整を最適化する上で重要である。2次PLLは普
通、電圧制御発振器(VCO)、位相比較器、及びロー
パス・フィルタから成る。位相比較器の出力は、ローパ
ス・フィルタの入力となり、ローパス・フィルタの出力
はVCOの入力となる。位相比較器によって生成された
信号は、クロック信号を生成するために、VCOの出力
周波数を調整して入力データの位相と周波数に整合させ
る。VCOの出力と入力データ信号は位相比較器の入力
となる。従来のアナログ・ループ・フィルタを採用した
設計は、集積回路の外部に少なくとも1つの個別コンデ
ンサを使用する。この機構の問題点は、外部のコンデン
サ素子が、寄生要素やノイズの問題の原因になることに
ある。また、デジタル・フィルタを採用することによっ
て外部素子を不要にした従来の設計は、充分高速に動作
しないのが普通である。これは、VCOのクロック・ス
ピードがデジタル・フィルタによって制限されることに
よる。従来の技術は、外部素子がなく、PLLのクロッ
ク・スピードを制限しないデジタル・フィルタ機構を実
現していないのである。
【0004】デジタル・フィルタは、メソクロナス(me
sochronous)データのタイミングを取り直すのにも有用
である。メソクロナス・データは、そのボー・レートが
クロックの周波数に正確に一致し、クロック信号との位
相関係が不定である。メソクロナス・データの再タイミ
ング機能は特に、信号接続線が長く、システム・クロッ
クの歪みが大きい時に有益である。位相の復元は、入力
データ信号の遅れをローカル・クロックでタイミングを
取り直せるように調整することによって実現される。す
べてのデータ信号について遅れを調整することで、すべ
ての回路が同じクロック信号の位相で動作するようにな
る。これまでのデータ復元の試みでは、データのタイミ
ングを取り直すために、多くのクロック位相のうち最上
のものを選び出す手法が用いられる。データ位相ではな
くクロック位相を調整することは、位相を復元すべき入
力データ・ポートが増えるにつれて実際的ではなくなっ
ている。各入力データ・ビットの処理の同期をとること
が望ましいからである。またデータのタイミングを取り
直そうとする従来の試みも非常に複雑になっている。回
路が複雑になるため、大きな回路面積及び電力が消費さ
れ、1チップ上でタイミングを取り直せるデータ経路数
が制限される。そのため1チップ上に形成できるメソク
ロナス・ライン数が制限される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、完全
に統合されたデジタル・フィルタを作製することにあ
る。
【0006】本発明の目的には、完全に統合された高速
デジタル・フィルタを製作することも含まれる。
【0007】本発明の目的には、データがクロックに対
してタイミングを取り直せるように、デジタル回路によ
って受信されたデータからクロック信号の位相と周波数
を生成する高速回路を製作することも含まれる。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、位相比較器と
連係して位相ロック・ループ及びデータ再タイミング機
能を与える、完全に統合されたデジタル・フィルタを提
供するものである。デジタル・フィルタは、プリスケー
ラ、6ビット可逆カウンタ、及び4ビット可逆カウンタ
より成る。位相比較器はエッジ・トリガ型Dフリップ・
フロップであり、入力データ信号がフリップ・フロップ
を刻時してクロック信号を抽出(サンプル)し、クロッ
ク信号の入力データ信号に対する遅速を判定する。クロ
ック信号は繰り返し抽出され、デジタル・フィルタは、
進み信号と遅れ信号を計数する。デジタル・フィルタ
は、その計数レートが入力データ・レートほど速くなく
てもよいように、進み信号と遅れ信号を一括して計数す
る。プリスケーラはビットをグループ分けし、6ビット
・カウンタは、クロックの進みまたは遅れを示すサンプ
ル数を判定する。6ビット・カウンタの出力は4ビット
・カウンタの入力となり、4ビット・カウンタは、クロ
ック信号とデータ信号の相対位相差を制御するデジタル
信号を与える。デジタル・フィルタは、第1実施例で
は、データ再タイミング機能を与えるために、4ビット
・カウンタの出力をデータ信号入力と位相比較器の入力
との間に置かれたデジタル遅延素子に送る。データの位
相がローカル・クロックに対してずれている時、デジタ
ル・フィルタは、多くの2進位相判定値から、必要な位
相補正の極性を判定し、これを遅延素子に返す。遅延素
子はそこで、入力データの位相をローカル・クロックの
位相に対して調整する。デジタル・フィルタは、本発明
の第2実施例では、位相ロック・ループ機能を与えるた
めに、4ビット・カウンタの出力をデジタル/アナログ
変換器(DAC)に送る。DACは、電圧制御発振器
(VCO)の出力周波数を調整する。VCOの出力は位
相比較器のデータ入力となり、データ信号は位相比較器
のクロック入力となる。VCOの出力はデータ信号と比
較され、VCOの周波数と位相を調整して、入力データ
から適切なクロック信号を生成する。
【0009】
【実施例】図1は、ローカル・クロックに対して集積回
路チップのデータ入力のタイミングを取り直すデジタル
回路を示す。図1の回路は、デジタル・フィルタ40を
位相比較器30及び可変遅延素子20と組合わせて、集
積回路チップの入力データのタイミングを取り直す小型
回路を作る。入力データ信号DINは、データのボー・
レートは既知であるが、ローカル供給されるクロックC
LKに対する位相は任意である。データは、遅延素子2
0によって遅れ、遅延データ信号RDが生成される。位
相を比較するフリップ・フロップ30は、遅延データR
Dの立ち下がりでCLKの位相を抽出(サンプル)する
のに用いられる。位相比較器30の出力であるPTLE
ADとRDはデジタル・フィルタ40の入力となる。デ
ジタル・フィルタ40の出力は、遅延素子20が入力デ
ータDINに加える遅れの程度を制御する。入力データ
の遅れを調整することで、RDの遷移がCLKの立ち上
がりと整合する。再タイミング・フリップ・フロップ5
0は、CLKの立ち下がりによって、ボー・インターバ
ルの中間のRDを抽出する。出力DOUTはそこでロー
カル・クロックCLKと同期する。
【0010】データDINは可変遅延素子20によって
受信される。図2は、可変遅延回路の図で、1乃至複数
の可変遅延回路が直列に接続されて可変遅延素子20を
成す。デプリーション・モード・トランジスタ210と
エンハンスメント・モード・トランジスタ212は、電
源とグランドの間でインバータを成す。DINはトラン
ジスタ212のゲートに印加される。可変遅延回路の出
力はDIN信号を遅らせたものである。DINの遅れは
トランジスタ214、216、220、222、22
6、228、232、234、及びコンデンサ218、
224、230、236によって決定される。この回路
は、AND−OR関数をもとにしており、AND関数
は、2つの入力トランジスタを直列にすることによっ
て、OR関数はAND関数を並列にすることによって実
現される。トランジスタ214、220、226、23
2のゲート電圧に対応する制御入力Q1−Q4のいずれ
かが"1"のとき、関連するトランジスタはオンになり、
関連するコンデンサを出力DINDに接続し、よって遅
れをDINからDINDに増し加える。入力トランジス
タ212がオンのとき、下段トランジスタ(216、2
22、228、234)は常にオンになる。下段トラン
ジスタのゲートがすべてDINに接続されるからであ
る。下段トランジスタはまたコンデンサ218、22
4、230、236を放電する。遅延素子20の遅れの
範囲は、コンデンサ及びそれに関連するトランジスタ群
を増やすことによって、あるいは可変遅延回路をカスケ
ード状にすることによって拡大できる。DINからのR
Dの遅れはデジタル・フィルタ40の出力によってデジ
タル制御される。
【0011】図3は、直列に接続されて可変遅延素子2
0を成す可変遅延回路の第2実施例である。制御入力Q
1−Q4のいずれかが"1"のとき、関連するトランジス
タ251−257はオンになり、関連するコンデンサ2
61−267をグランドに接続する。これにより遅れが
DINからDINDに増し加わる。DINはトランジス
タ269の入力になり、コンデンサ261、263、2
65、267の一端はトランジスタ269のドレインに
接続される。コンデンサ261、263、265、26
7のもう一端は各々、トランジスタ251、253、2
55、257に接続される。トランジスタ251−25
7のソースはグランドに接続され、ゲートは入力Q1−
Q4となる。遅延素子20の遅れの範囲は、トランジス
タとコンデンサの直列接続より成る遅延素子を増やす
か、あるいは可変遅延回路をカスケード状にすることに
よって拡大できる。
【0012】図1は、遅延データRDが位相比較器30
に入力されることを示す。位相比較器30は(立ち下が
り)エッジ・トリガ型Dフリップ・フロップである。D
フリップ・フロップはRD信号で刻時される。Dフリッ
プ・フロップのD入力はローカル・クロック信号CLK
である。Dフリップ・フロップは、基本的には、RDの
遷移によって決定されるレートでローカル・クロック信
号を抽出(サンプル)する。フリップ・フロップの出力
が"1"の場合、ローカル・クロックはRD信号よりも進
む。これは、Dフリップ・フロップがRDの立ち下がり
で刻時された場合で出力が"1"の場合、RDがゼロまで
立ち下がる時にCLK信号が1になければならないから
である。同様に、出力が"0"の場合はCLKがRDより
も遅れる。その結果、Dフリップ・フロップは、2進位
相比較器30として機能する。CLKとRDが、CLK
の状態がRDによって抽出されている間に変化するよう
に、位相上充分に整合している場合、位相比較器は、準
安定期間の後に不定な結果を生成し得る。このような準
安定的な結果は、デジタル・フィルタの出力が平均位相
サンプルにしか反応しないため、効果的にフィルタされ
る。RD信号は、位相比較器の入力であるとともにデジ
タル・フィルタ40及び再タイミング・フリップ・フロ
ップ50の入力でもある。
【0013】デジタル・フィルタ40は、機能動作と小
型設計が様々な用途に向く完全に統合されたフィルタで
ある。デジタル・フィルタ40を図1のデータ再タイミ
ング回路に用いるのもこうした用途の1つである。位相
比較器30の出力PTLEADはデジタル・フィルタ4
0への1入力である。他の入力はRD信号及びリセット
・ライン60である。図4は、デジタル・フィルタ40
のブロック図を示す。デジタル・フィルタの出力は、可
変遅延素子20の4ビット制御値である。PTLEAD
とRDの信号は最初、プリスケーラ310に送られる。
データ再タイミング回路における可変遅延素子20の機
能は、デジタル・フィルタ40によって作られるPTL
EADのデジタル・カウントをもとにしてDIN信号の
遅れを調整することである。ただし、PTLEAD信号
を直接計数するには、極めて高い計数レートが必要にな
る。そのためデジタル・フィルタ40のプリスケーラ3
10は、組合わせ論理によってPTLEAD信号を2グ
ループに分け、カウンタ320を増分または減分する。
プリスケーラ310は、PTLEADが連続した2つ
の"1"状態を持つ時にカウンタ320を増分する。プリ
スケーラ310は、PTLEADが連続した2つの"0"
状態を持つ時にカウンタ320を減分する。2グループ
が"1"と"0"の組合わせの時、プリスケーラ310は増
分または減分しない。プリスケーラの縮約比は2に限定
されない。位相比較器が正、負の両方の位相遷移でサン
プリングする際には縮約比4が必要になる。
【0014】図5は、本発明で用いられる2ビット・プ
リスケーラのロジック図である。図5の上半分はまた、
データ信号からクロック・パルスを導出してカウンタを
適切な速度と位相でステップする回路を示す。これらの
クロックは、データ・レートではなくデータ信号の遷移
に関連づけられる。遷移のレートは可変で、データ・パ
ターンに依存する。データ信号をクロッキングのために
用いることで、デジタル・フィルタの設計が大幅に簡素
化される。他のシステム・クロックも使用できるが、そ
の場合には同期化の問題が複雑になるからである。ま
た、デジタル・フィルタの外部の基準波形は、デジタル
・フィルタ40を使用するような用途では、デジタル・
フィルタに使用できないのが通例である。+PTLEA
Dとその補数はフリップ・フロップ410の入力であ
る。+RDはラッチ424の入力、その補数はラッチ4
26の入力である。図6はデジタル・フィルタ40に用
いられるすべてのラッチとフリップ・フロップのブロッ
ク図である。たとえば図6の素子F1は図5の素子42
4である。図7は、図6のすべてのラッチとフリップ・
フロップに用いられるAND−OR(AO)ゲートを示
す。リセット・ラインはラッチ420、422の入力で
ある。ラッチ420、422の出力は、6ビット・カウ
ンタ320に送られる増分信号と減分信号(及びその補
数)である。プリスケーラ310も4つのクロック信号
T1−T4を生成する。これらの信号は、入力信号RD
の正の遷移の到着レートの2分の1の適切な位相でデジ
タル・フィルタを刻時するのに用いられる。このレート
はデータ・パターンによって変化する。4つのクロック
は、RD信号から生成される。図5は、RDが第1ラッ
チ424を刻時し、−RDが第2ラッチ426を刻時す
る様子を示す。424の出力は426の入力に接続さ
れ、426の出力の補数は424の入力に接続される。
【0015】真及び補数(’)の波形RDB1、RDB
2に対して論理AND関数(∧)を実行すれば、独立し
た4つのパルスを生成できる。参考として、クロック時
をT1=RDB1∧RDB2、T2=RDB1’∧RD
B2、T3=RDB1’∧RDB2’、T4=RDB1
∧RDB2’と定義する。たとえばT3、T1クロック
は、対になった、オーバラップしないクロックとして各
々、図10の6ビット可逆カウンタのマスタとスレーブ
のラッチを制御する。クロック・パルスに伴う遅れを小
さくするために、信号はすべて明示的なクロックとして
は生成されず、広範囲のAND関数の一部として生成さ
れる。RDB1、RDB2(及び補数)のANDが実行
されると、これは4つのクロック・インターバルのうち
の1つと定義される。生成されたクロックのタイミング
を図8に示す。このタイミングは、反転ごとに、ボー・
インターバルの約4分の1あるいはクロック・サイクル
の約8分の1の遅れが生成されることを前提にしてい
る。1ボー・インターバルは、ジッタを無視した場合の
入力データの最小標準遷移間隔と定義される。RDは、
図8の交替する1と0とみなされる。図8は最も厳しい
タイミング条件を示しているからである。図8に示すと
おり、T1はT3と、T2はT4とオーバラップしな
い。
【0016】図9は、位相比較器が正、負両方の位相遷
移でサンプリングする場合に第2実施例で用いられる4
ビット・プリスケーラを示す。4ビット・プリスケーラ
で生成される4つのタイミング・パルスは、2ビット・
プリスケーラの場合と同じようにRDから導かれる。位
相比較器30はPTLEAD(及びその補数)を生成す
る。位相比較器30と類似の第2フリップ・フロップは
NTLEAD(及びその補数)を生成する。第2フリッ
プ・フロップと位相比較器30の唯一の違いは、位相比
較器30にあるようなRDではなくRDの補数が、クロ
ック入力であるという点にある。PTLEADとNTL
EADの信号は図9の4ビット・プリスケーラに送られ
る。4ビット・プリスケーラの出力は2ビット・プリス
ケーラと同じ出力を持つ(真と補数のINC6、DEC
6)。
【0017】プリスケーラ310は、増分パルスと減分
パルスを6ビット可逆カウンタ320に送る。図10
は、カウンタ320のロジック図を示す。一般に、回路
のロジック経路は非常に短く、ファン・アウトは小さ
い。こうした制約が加わって、回路のロジック遷移間の
タイミング・マージンが最大になる。カウンタ状態を保
持するフリップ・フロップF2TSはトグル型、すなわ
ち最初にフリップ・フロップの"1"入力がパルスの印加
でHIGHとなり、ある時間間隔の後、"2"入力にパル
スが印加された時に状態が切り替わる。"1"入力がパル
スの印加でHIGHとなるのは、DEC6(減分)また
はINC6(増分)の信号がプリスケーラからカウンタ
に送られた時だけである。INC6、DEC6信号は論
理ゲート710、720、730、740への入力とな
る。増分信号の補数は論理ゲート715、735、75
5への入力となる。減分信号の補数は論理ゲート70
5、725、745への入力となる。増分イネーブルと
減分イネーブルの信号の補数は各々、論理ゲート76
0、765の入力となる。
【0018】図10のカウンタの動作原理は次のとおり
である。 1.下位ビット(フリップ・フロップ780)は増分サ
イクルまたは減分サイクルごとに無条件に切り替わる。 2.カウンタが増分される時、上位ビット(781−7
85)は各々、下位ビットがすべて1の時にのみ切り替
わるが、最上位ビット(785)はそれが1であれば切
り替えが抑制される。 3.カウンタが減分される時、上位ビットは各々、下位
ビットがすべて0の時にのみ切り替わるが、最上位ビッ
トの切り替えは、それが0であれば抑制される。 4.リセットの間にカウンタは強制的に値011111
になる。
【0019】6ビット可逆カウンタの出力は、4ビット
可逆カウンタに送られる増分信号または減分信号であ
る。4ビット増分信号は、ゲート770の出力で、4ビ
ット減分信号はゲート775の出力である。クロックT
1、T2は、6ビット・カウンタ320への明示的入力
である。クロックT1は、6つのフリップ・フロップ7
80−785のスレーブ・ラッチへの入力で、クロック
T2は、ゲート770、775への入力である。T3は
フリップ・フロップ780−785のマスタ・ラッチへ
の暗黙の入力である。カウンタ320は、プリスケーラ
310から受信された増分信号と減分信号を積分する。
減分信号よりも32多い増分信号が6ビット・カウンタ
320に送られると、カウンタ320は増分信号を4ビ
ット・カウンタ340に送り、その中間点付近に自己リ
セットする。増分信号よりも32多い減分信号が6ビッ
ト・カウンタ320に送られると、カウンタ320は減
分信号を4ビット・カウンタ340に送り、その中間点
付近に自己リセットする。
【0020】減分または増分を表わすビットはフリップ
・フロップ780、781、782、783、784、
785に格納される。ビットは、フリップ・フロップ7
80−785に優先度の順序で格納され、フリップ・フ
ロップ785は最上位ビットを、フリップ・フロップ7
80は最下位ビットを格納する。リセット・ラインは、
計数を抑制し、両カウンタの中間点付近から始動を強制
するためにのみ用いられる。たとえば再タイミング回路
のリセット機能は、遅れの全範囲の中央付近から位相の
復元を開始するのに用いられる。また、デジタル・フィ
ルタを2次位相ロック・ループ(PLL)として実現し
た場合(後述)、リセット機能は、VCOをPLL以外
の手段によって適正周波数付近まで粗調整した後に位相
の復元を開始する。当該デジタル・フィルタの6ビット
・カウンタ320は、極点(000000または111
111)に達した時、ロール・オーバや循環はしない。
それに代えて上位ビットの補数が取られる。すなわち1
11111は100000に、000000は0111
11になる。基本的には、63を超える増分では、最大
カウントの約半分(=31)が減算されるか、あるいは
0未満の減分では、最大カウントの約半分(=31)が
加算される。このカウンタの機能は、ゲート745、7
55の配線によって制御される。
【0021】図4は6ビット・カウンタ310の出力が
4ビット・カウンタ340に送られる様子を示す。4ビ
ット・カウンタ340の出力は可変遅延回路20を制御
する。4ビット・カウンタ340は図11に図解してい
る。
【0022】4ビット・カウンタ340は、デジタル・
フィルタの出力INC4、DEC4で示されるように、
いずれかの極性の64の位相サンプルが受信された後に
一時に1ステップ増分または減分される。このカウンタ
の動作原理は次のとおりである。 1.カウンタが増分されると、既存のカウンタ状態がす
べて1なら何も起こらない。他の場合、下位ビット(フ
リップ・フロップ810)は無条件に切り替わり、上位
ビット(820、830、840)はいずれも、下位ビ
ットがすべて1の場合にのみ切り替わる。 2.カウンタが減分されると、既存カウンタ状態がすべ
て0なら何も起こらない。他の場合、下位ビット(フリ
ップ・フロップ810)は無条件に切り替わり、上位ビ
ット(820、830、840)はいずれも、下位ビッ
トがすべて0の場合にのみ切り替わる。 3.リセットの間、カウンタは強制的に値0111にさ
れる。
【0023】カウンタの4つのビットは、最下位から最
上位までの優先順序で、フリップ・フロップ810、8
20、830、840に格納される。増分入力と減分入
力は論理ゲート850、852、854、856に接続
される。減分イネーブルの補数は論理ゲート858の出
力、増分イネーブルの補数は論理ゲート860の出力で
ある。クロックT3は、4ビット・カウンタ340の明
示的入力で、フリップ・フロップ810、820、83
0、840のスレーブ・ラッチの入力である。クロック
T1は4つのフリップ・フロップ810−840のマス
タ・ラッチの暗黙の入力である。リセット・ライン60
はフリップ・フロップ810、820、830のセット
入力で、フリップ・フロップ340のリセット入力であ
る。4ビット・カウンタ回路340の出力Q1−Q4は
フリップ・フロップ810(Q1)、820(Q2)、
830(Q3)、840(Q4)の真出力である。4ビ
ット・カウンタにはオーバフローや循環の機能はない。
4ビット・カウンタが1111よりも増分されようとし
た場合、その出力は変化しない。同様に4ビット・カウ
ンタが0000よりも減分されようとした場合もその出
力は変化しない。出力Q1−Q4は可変遅延素子20の
制御入力に接続される。増分または減分によってQ1−
Q4のいずれかが切り替わる時、遅延素子20の遅れは
増減する。
【0024】図1のデータ再タイミング回路は、入力デ
ータをローカル・クロックに同期させるように働く。入
力データは、ローカル・クロックの周波数に対応するボ
ー・レートで再タイミング回路に転送される。ローカル
・クロックは、位相比較器フリップ・フロップ30のD
入力であり、遅れたデータの信号によって刻時される。
遅延データ信号RDの立ち下がりが"1"をラッチすれ
ば、クロックはRD信号よりも進む。RDの立ち下がり
が"0"をラッチすれば、クロックはRD信号よりも遅れ
る。進み信号または遅れ信号の数により、入力信号の位
相をローカル・クロックに対して調整するためにデータ
信号DINに加えられる遅延調整が決定される。進んで
いる"1"信号と遅れている"0"信号はデジタル・フィル
タ40に送られる。デジタル・フィルタ40はプリスケ
ーラ310を使い、進み信号と遅れ信号を2つのグルー
プに分ける。あるグループに進み信号が2つある場合
は、6ビット・カウンタ320が増分される。グループ
に遅れ信号が2つある場合は6ビット・カウンタ320
が減分される。6ビット・カウンタの増分回数が減分回
数よりも32回多い場合、4ビット・カウンタ340が
増分される。6ビット・カウンタの減分回数が増分回数
よりも32回多い場合、4ビット・カウンタ340が減
分される。4ビット・カウンタの増分または減分によっ
て、RD信号を生成するためにDINに印加される遅れ
が制御される。
【0025】RD信号はフリップ・フロップ50へのデ
ータ入力で、ローカル・クロックによって刻時される。
フリップ・フロップ50の出力はそこで、タイミングが
取り直されたデータ出力信号DOUTになる。再タイミ
ング回路の入力信号と出力信号の相対タイミングを図1
2に示す。RD波形は、RDの平均遷移位置がCLK信
号の立ち上がりになるように可変遅延が調整されること
を示す。DOUTの波形は、RD信号がフリップ・フロ
ップ50によってローカル・クロックに対してタイミン
グが取り直されることを示す。クロックの位相を調整す
るのではなく、このようにデータの位相を調整してタイ
ミングを取り直すのは、複数の入力のタイミングを取り
直さなければならない用途では好都合である。これが特
に有益なのは、本回路のデジタル設計が、ローカル・ク
ロックに対して各データ・ポートのタイミングを取り直
すように、各データ・ポートに複製するのに充分に小型
だからである。
【0026】図1のデータ再タイミング回路のデジタル
・フィルタ40は、位相比較器フリップ・フロップ30
と連係して、2つの信号の相対位相関係の指標を与え
る。このデジタル・フィルタと位相比較器の連係と同じ
ものは、受信器によってクロックが再生できるように入
力データ信号が冗長性を加味して符号化され、クロック
信号の位相と周波数が入力データ信号から抽出される完
全デジタル型の位相ロック・ループを設計するのにも使
用できる。図13は、完全に統合され、デジタル・フィ
ルタと位相比較器のこの連係を利用した2次位相ロック
・ループ(PLL)を示す。このPLLは、デジタル/
アナログ・コンバータ(DAC)でバイアス電流を変化
させることによって出力周波数が制御される電圧制御発
振器(VCO)を使用する。DACには、VCOの周波
数の微調整を制御する4つのビットがある。VCO周波
数の粗調整は、充分な大きさの電流によって制御でき
る。DACへの入力は、位相比較器から進み信号または
遅れ信号を抽出するデジタル・フィルタから得られる。
デジタル・フィルタと位相比較器は、再タイミング回路
に用いられるものと同じ回路素子である。
【0027】図13は、PLLへの入力データ信号がR
Dであることを示す。RDは、位相比較器30へのクロ
ック入力である。位相比較器30はエッジ・トリガ型D
フリップ・フロップで、そのD入力は電圧制御発振器
(VCO)90の出力に接続される。Dフリップ・フロ
ップ30の出力(位相サンプルPTLEAD)はデジタ
ル・フィルタ40への1入力である。デジタル・フィル
タ40への他の2つの入力は、RD信号とリセット・ラ
イン60である。デジタル・フィルタ40の出力は4ビ
ット・デジタル信号で、デジタル/アナログ・コンバー
タ(DAC)95の入力に印加される。DAC95への
第2入力はPTLEADである。PTLEADは、PL
Lが無条件には安定していないためPLLの安定化に用
いられる。デジタル・フィルタは第1に理想的な積分器
のように動作し、VCOも理想的な積分器のように動作
するため、PLLは低周波数の2つの極を持つ。PTL
EADをフィード・フォワード信号として使用すること
によって、PLLの減衰がセットされ、PLLが安定す
る。DAC95はデジタル信号をアナログ回路信号に変
換する。この信号がVCO90を駆動する。VCOの出
力は、入力データに符号化されたクロック信号の位相と
周波数の特性を持つクロック信号である。
【0028】デジタル・フィルタ40は、プリスケーラ
310、6ビット可逆カウンタ320、及び4ビット可
逆カウンタ340から成る。プリスケーラとカウンタは
図1の再タイミング回路の場合と同じように動作する。
進み信号と遅れ信号は2つまたは4つ(プリスケーラが
2ビットか4ビットかによる)のグループに分けられ、
グループの組合わせにより、6ビット・カウンタの増減
が決定される。6ビット・カウンタ320の増分が減分
よりも32回多い場合、4ビット・カウンタ340は増
分され、カウンタ320はその中間点付近の32にリセ
ットされる。カウンタ320の減分が増分より32回多
い場合、カウンタ340は減分され、カウンタ320は
その中間点付近の31にリセットされる。カウンタ34
0の出力は4ビット値で、DAC95への入力となる。
DAC95は、従来の4ビットDACで、VCO90の
動作範囲内の制御信号を生成する。VCO90は、RD
信号の周波数の範囲内の周波数を持つ発振クロック信号
を生成する従来のVCOである。VCOの出力は、RD
信号から復元されたクロックである。VCOの出力は、
位相比較器30へのフィードバックでもある。フリップ
・フロップ30の出力が1なら、VCOの出力はRD信
号よりも進み、フリップ・フロップ30の出力が0の時
は、VCOの出力はRD信号よりも遅れる。クロック位
相の遅速を示す位相サンプルはデジタル・フィルタ40
の入力である。デジタル・フィルタは、複数の2進位相
判定値から、必要な位相補正の極性を判定し、DACに
送られたデジタル信号を通してVCOの周波数と位相を
調整する。DACは、デジタル入力に対応するアナログ
信号(ここではバイアス電流)をVCOに送る。この設
計にデジタル・フィルタが用いられたとしても、このデ
ジタルPLLの動作と全体的な機能は、標準的なアナロ
グPLLに等しい。VCOの安定性、ループ帯域幅、及
びループ・ゲインの主パラメータは、従来のPLLの場
合と同じように選ばれる。その結果得られるVCOの出
力は位相比較器に戻される。これはRDから抽出された
クロック信号CLKである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に従った再タイミング回路のブロック図
である。
【図2】本発明の可変遅延回路のブロック図である。
【図3】本発明の可変遅延回路の第2実施例を示す図で
ある。
【図4】本発明のデジタル・フィルタのブロック図であ
る。
【図5】本発明の2ビット・プリスケーラのブロック図
である。
【図6】本発明で用いられるラッチ及びフリップ・フロ
ップの回路図である。
【図7】本発明で用いられるラッチ及びフリップ・フロ
ップの回路図である。
【図8】本発明のプリスケーラで生成されるクロック信
号のタイミング関係を示す図である。
【図9】再タイミング回路の第2実施例の4ビット・プ
リスケーラを示す図である。
【図10】本発明の6ビット・カウンタのブロック図で
ある。
【図11】本発明の4ビット・カウンタのブロック図で
ある。
【図12】再タイミング回路の入力信号と出力信号のタ
イミング関係を示す図である。
【図13】本発明の完全に統合されたデジタル・フィル
タに実現される2次位相ロック・ループの図である。
【符号の説明】
20・・・可変遅延素子 30・・・位相比較器 40・・・デジタル・フィルタ 50・・・再タイミング・フリップ・フロップ 60・・・リセット・ライン 90・・・電圧制御発振器 95・・・デジタル/アナログ・コンバータ 210・・・デプリーション・フリップ・フロップ 212・・・エンハンスメント・モード・トランジスタ 320・・・可逆カウンタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H03K 5/13 4239−5J H03L 7/081 (72)発明者 アルバート・エックス・ウィドマー アメリカ合衆国10536、ニューヨーク州カ トナ、クロトン・レイク・ロード 38 (72)発明者 ケビン・ロバート・レナー アメリカ合衆国07450、ニュージャージー 州リッジウッド、ハイ・ストリート 44

Claims (26)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数のデジタル・パルスを複数のデジタル
    ・パルス群に分けるプリスケーラ手段であり、上記デジ
    タル・パルス群のデジタル・パルスがいずれの群でも同
    数であり、上記プリスケーラが複数の第1増分信号また
    は第1減分信号を上記複数のデジタル・パルス群から生
    成するものと、 上記プリスケーラ手段に接続され、上記プリスケーラに
    よって生成された上記第1増分信号と第1減分信号を計
    数し、上記第1増分信号と第1減分信号の計数に対応す
    るデータ信号を生成するカウンタ手段とを含む、 デジタル・フィルタ。
  2. 【請求項2】上記プリスケーラ手段が上記複数のデジタ
    ル・パルスを2つのデジタル・パルス群に分け、 上記複数のデジタル・パルス群の1群内の2つのデジタ
    ル・パルスが第1極性を有する時に上記プリスケーラ手
    段が第1増分信号を生成し、上記複数のデジタル・パル
    ス群の1群内の2つの上記デジタル・パルスが第2極性
    を有する時に上記プリスケーラ手段が第1減分信号を生
    成する、 請求項1記載のデジタル・フィルタ。
  3. 【請求項3】上記カウンタ手段が、上記プリスケーラ手
    段からの上記第1増分信号と第1減分信号を計数する第
    1カウンタ手段と、上記デジタル信号出力を生成する第
    2カウンタ手段とを含み、 上記プリスケーラ手段が第1増分信号を生成した時に上
    記プリスケーラ手段が上記第1カウンタ手段を増分し、
    上記プリスケーラ手段が第1減分信号を生成した時に上
    記第1カウンタ手段を減分し、 上記第1カウンタ手段が、第1カウンタ限度よりも多く
    計数した時に第2増分信号を生成し、第2カウンタ限度
    よりも少なく計数した時に第2減分信号を生成し、上記
    第1カウンタ限度よりも大きい時には中間値にリセット
    され、上記第2カウンタ限度よりも小さい時にも中間値
    にリセットされ、 上記第2増分信号が上記第2カウンタ手段を増分し、上
    記第2減分信号が上記第2カウンタ手段を減分する、 請求項1記載のデジタル・フィルタ。
  4. 【請求項4】上記プリスケーラ手段が上記複数のデジタ
    ル・パルスを4つのデジタル・パルス群に分ける、 請求項1記載のデジタル・フィルタ。
  5. 【請求項5】複数のデジタル・パルスを、デジタル・パ
    ルスの数が各々同一である複数のデジタル・パルス群に
    分けるステップと、 複数の第1増分信号または減分信号を上記複数のデジタ
    ル・パルス群から生成するステップと、 上記第1増分信号及び減分信号を計数するステップと、 上記第1増分信号及び減分信号の計数に対応するデジタ
    ル出力信号を生成するステップとを含む、 デジタル信号のフィルタリング・プロセス。
  6. 【請求項6】上記複数のデジタル・パルス群の各々に2
    つのデジタル・パルスがあり、 上記第1増分信号が、上記複数のデジタル・パルス群の
    1群内の2つのデジタル・パルスが第1極性を有する時
    に上記第1増分信号が生成され、上記複数のデジタル・
    パルス群の1群内の2つのデジタル・パルスが第2極性
    を有する時に上記第1減分信号が生成される、 請求項5記載のデジタル信号のフィルタリング・プロセ
    ス。
  7. 【請求項7】上記第1増分信号及び減分信号の上記計数
    から第2増分信号及び減分信号を生成するステップであ
    り、上記第1増分信号及び減分信号の上記計数が第1カ
    ウンタ限度よりも多い時に上記第2増分信号が生成さ
    れ、上記第1増分信号及び減分信号の上記計数が第2カ
    ウンタ限度よりも少ない時に上記第2減分信号が生成さ
    れるものと、 上記第2増分信号及び減分信号を計数するステップと、 上記第2増分信号及び減分信号から上記デジタル信号出
    力を生成するステップとを含む、 請求項5記載のデジタル信号のフィルタリング・プロセ
    ス。
  8. 【請求項8】上記複数のデジタル・パルス群の各々に4
    つのデジタル・パルスがある、 請求項5記載のデジタル信号のフィルタリング・プロセ
    ス。
  9. 【請求項9】デジタル入力信号をローカル・クロックに
    同期させる再タイミング回路であって、 デジタル制御信号に応答して、上記デジタル入力信号に
    遅れを追加する遅延手段と、 上記遅延手段と上記ローカル・クロックに接続され、上
    記ローカル・クロックの位相を上記遅れた入力信号の位
    相と比較し、上記位相比較に対応するデジタル位相比較
    器信号を生成する位相比較器手段と、 上記位相比較器と上記遅延手段に接続され、上記位相比
    較器信号に応答して上記遅延手段に対して上記デジタル
    制御信号を生成するデジタル・フィルタとを含む、 再タイミング回路。
  10. 【請求項10】上記デジタル・フィルタが、複数のデジ
    タル・パルスを複数のデジタル・パルス群に分けるプリ
    スケーラ手段を有し、上記複数のデジタル・パルス群が
    各々同数のデジタル・パルスを有し、上記プリスケーラ
    手段が上記複数のデジタル・パルス群から複数の第1増
    分信号または第1減分信号を生成するものと、 上記プリスケーラ手段に接続されて、上記第1増分信号
    及び減分信号を計数し、上記第1増分信号及び減分信号
    の上記計数に対応するデジタル制御信号を生成するカウ
    ンタ手段とを含む、 請求項9記載の再タイミング回路。
  11. 【請求項11】上記プリスケーラ手段が、上記複数のデ
    ジタル・パルスを2つのデジタル・パルスの群に分け、 上記プリスケーラ手段が、上記複数のデジタル・パルス
    群の1群内の2つのデジタル・パルスが第1極性を有す
    る時に上記第1増分信号を生成し、上記複数のデジタル
    ・パルス群の1群内の2つのデジタル・パルスが第2極
    性を有する時に上記第1減分信号を生成する、 請求項10記載の再タイミング回路。
  12. 【請求項12】上記カウンタ手段が、上記プリスケーラ
    手段からの上記第1増分信号及び減分信号を計数する第
    1カウンタ手段と、上記デジタル制御信号を生成する第
    2カウンタ手段とを含み、 上記プリスケーラ手段が、上記第1増分信号を生成した
    時に上記第1カウンタ手段を増分し、上記第1減分信号
    を生成した時に上記第1カウンタ手段を減分し、 上記第1カウンタ手段が、第1カウンタ限度よりも多く
    計数した時に第2増分信号を生成し、第2カウンタ限度
    よりも少なく計数した時に第2減分信号を生成し、上記
    第1カウンタ限度よりも大きい時に中間値にリセットさ
    れ、上記第2カウンタ限度よりも小さい時にも中間値に
    リセットされ、 上記第2増分信号が上記第2カウンタ手段を増分し、上
    記第2減分信号が上記第2カウンタ手段を減分する、 請求項10記載の再タイミング回路。
  13. 【請求項13】上記プリスケーラ手段が、上記複数のデ
    ジタル・パルス群を4つのデジタル・パルスの群に分け
    る、 請求項10記載の再タイミング回路。
  14. 【請求項14】デジタル・フィルタと電圧制御発振器に
    接続され、デジタル・データ入力信号と上記電圧制御発
    振器からのデジタル入力信号が入力され、上記データ信
    号と上記電圧制御発振器信号の位相差に対応するデジタ
    ル位相比較器信号を生成する位相比較器を含み、 上記デジタル・フィルタに上記デジタル・データ入力信
    号と上記位相比較器からの上記位相比較器信号が入力さ
    れ、上記デジタル・フィルタが上記位相比較器信号と上
    記デジタル・データ入力信号からデジタル制御信号を生
    成し、 上記デジタル・フィルタ、上記位相比較器、及び上記電
    圧制御発振器に接続されたデジタル/アナログ・コンバ
    ータを含み、 上記デジタル/アナログ・コンバータに上記位相比較器
    信号と上記デジタル制御信号とが入力され、上記デジタ
    ル/アナログ・コンバータが上記デジタル制御信号をア
    ナログ制御信号に変換して上記電圧制御発振器を制御
    し、 上記電圧制御発振器が、周波数が上記アナログ制御信号
    に対応する上記デジタル入力信号を生成し、 上記電圧制御発振器が上記デジタル入力信号を上記位相
    比較器に転送する、 位相ロック・ループ。
  15. 【請求項15】上記デジタル・フィルタが、複数のデジ
    タル・パルスを複数のデジタル・パルス群に分けるプリ
    スケーラ手段を含み、上記複数のデジタル・パルス群が
    各々デジタル・パルス数が同一であり、上記プリスケー
    ラ手段が上記複数のデジタル・パルス群から複数の第1
    増分信号または第1減分信号を生成し、 上記プリスケーラ手段に接続され、上記プリスケーラに
    よって生成された上記第1増分パルス及び減分パルスを
    計数し、上記計数に対応するデジタル制御信号を生成す
    るカウンタ手段を含む、 請求項14記載の位相ロック・ループ。
  16. 【請求項16】上記プリスケーラ手段が、上記複数のデ
    ジタル・パルスを2つのデジタル・パルスの群に分け、 上記プリスケーラ手段が、上記複数のデジタル・パルス
    群の1群内の2つのデジタル・パルスが第1極性を有す
    る時に第1増分信号を生成し、上記複数のデジタル・パ
    ルス群の1群内の2つのデジタル・パルスが第2極性を
    有する時に第1減分信号を生成する、 請求項15記載の位相ロック・ループ。
  17. 【請求項17】上記カウンタ手段が、上記プリスケーラ
    手段からの上記第1増分信号及び減分信号を計数する第
    1カウンタ手段と、上記デジタル制御信号を生成する第
    2カウンタ手段とを含み、 上記プリスケーラ手段が、第1増分信号を生成した時に
    上記第1カウンタ手段を増分し、第1減分信号を生成し
    た時に上記第1カウンタ手段を減分し、 上記第1カウンタ手段が、第1カウンタ限度よりも多く
    計数した時に第2増分信号を生成し、第2カウンタ限度
    よりも少なく計数した時に第2減分信号を生成し、上記
    第1カウンタ限度よりも大きい時に中間値にリセットさ
    れ、上記第2カウンタ限度よりも小さい時にも中間値に
    リセットされ、 上記第2増分信号が上記第2カウンタ手段を増分し、上
    記第2減分信号が上記第2カウンタ手段を減分する、 請求項15記載の位相ロック・ループ。
  18. 【請求項18】上記プリスケーラ手段が上記複数のデジ
    タル・パルスを4つのデジタル・パルスの群に分ける、 請求項15記載の位相ロック・ループ。
  19. 【請求項19】入力データ信号から4つのタイミング・
    パルスを生成するクロック・ジェネレータ回路であっ
    て、 上記データ入力信号を入力とする第1ラッチと、 上記データ入力信号の補数を入力とし、上記第1ラッチ
    からの真の出力が第2入力となる第2ラッチと、 上記第2ラッチから出力され、上記第1ラッチへの第2
    入力となる補数と、 上記第1ラッチの上記真出力と上記第2ラッチの真出力
    を入力とし、出力が第1タイミング・パルスとなる第1
    論理ANDゲートと、 上記第2ラッチからの補出力と上記第1ラッチからの補
    出力を入力とし、出力が第3タイミング・パルスとな
    り、上記第3タイミング・パルスが上記第1タイミング
    ・パルスとオーバラップしない第2論理ANDゲート
    と、 上記第1ラッチの補出力と上記第2ラッチの真出力を入
    力とし、出力が第2タイミング・パルスとなる、第3論
    理ANDゲートと、 上記第1ラッチの真出力と上記第2ラッチの補出力を入
    力とし、出力が第4タイミング・パルスとなり、上記第
    4タイミング・パルスが上記第2タイミング・パルスと
    オーバラップしない第4論理ANDゲートとを含む、 クロック・ジェネレータ回路。
  20. 【請求項20】デジタル・データ入力信号から4つのタ
    イミング・パルスを生成するプロセスであって、 第1ラッチからの真出力と第2ラッチからの真出力をA
    ND関数で組合わせて第1タイミング・パルスを作るス
    テップであり、上記第1ラッチがデジタル・データ入力
    信号を第1入力として、上記第2ラッチが上記デジタル
    ・データ入力信号の補数を第1入力として、上記第2ラ
    ッチの補出力が上記第1ラッチの第2入力に接続され、
    上記第1ラッチの真出力が上記第2ラッチの第2入力に
    接続されるものと、 上記第1ラッチからの補出力と上記第2ラッチからの補
    出力をAND関数で組合わせて第3タイミング・パルス
    を作るプロセスであり、上記第1タイミング・パルスと
    上記第3タイミング・パルスがオーバラップしないもの
    と、 上記第1ラッチからの補出力と上記第2ラッチからの真
    出力をAND関数で組合わせて第2タイミング・パルス
    を作るプロセスと、 上記第1ラッチからの真出力と上記第2ラッチからの補
    出力をAND関数で組合わせて第4タイミング・パルス
    を作るステップであり、上記第2タイミング・パルスと
    上記第4タイミング・パルスがオーバラップしないもの
    とを含む、 タイミング・パルス生成プロセス。
  21. 【請求項21】入力データ信号から4つのタイミング・
    パルスを生成するクロック・ジェネレータ回路と、 複数のデジタル・パルスを複数のデジタル・パルス群に
    分けるプリスケーラ手段であり、上記複数のデジタル・
    パルス群の各々に2つのデジタル・パルスがあり、上記
    複数のデジタル・パルス群から複数の第1増分信号また
    は第1減分信号が生成され、上記クロック・ジェネレー
    タ回路からの第1タイミング・パルスによって更新され
    るものと、 上記プリスケーラ手段に接続され、上記プリスケーラに
    よって生成された上記第1増分パルスと減分パルスを計
    数する第1カウンタ手段であり、マスタ・ラッチとスレ
    ーブ・ラッチを有し、上記マスタ・ラッチが、上記クロ
    ック・ジェネレータ回路から生成された第3タイミング
    ・パルスによって更新され、上記スレーブ・ラッチが上
    記第1タイミング・パルスから更新され、上記第1タイ
    ミング・パルスと第3タイミング・パルスがオーバラッ
    プしないものと、 上記第1カウンタ手段に接続され、上記第1増分信号及
    び減分信号の上記計数に対応するデジタル信号出力を生
    成する第2カウンタ手段であり、マスタ・ラッチとスレ
    ーブ・ラッチを有し、上記マスタ・ラッチが上記第1タ
    イミング・パルスによって更新され、上記スレーブ・ラ
    ッチが上記第3タイミング・パルスによって更新される
    ものとを含む、 デジタル・フィルタ。
  22. 【請求項22】入力データ信号から4つのタイミング・
    パルスを生成するクロック・ジェネレータ回路と、 複数のデジタル・パルスを複数のデジタル・パルス群に
    分けるプリスケーラ手段であり、上記複数のデジタル・
    パルス群の各々に4つのデジタル・パルスがあり、上記
    複数のデジタル・パルス群から複数の第1増分信号また
    は第1減分信号が生成され、上記クロック・ジェネレー
    タ回路からの第4タイミング・パルスによって更新され
    るものと、 上記プリスケーラ手段に接続され、上記プリスケーラに
    よって生成された上記第1増分パルスと減分パルスを計
    数する第1カウンタ手段であり、マスタ・ラッチとスレ
    ーブ・ラッチを有し、上記マスタ・ラッチが、上記クロ
    ック・ジェネレータ回路から生成された第2タイミング
    ・パルスによって更新され、上記スレーブ・ラッチが上
    記第4タイミング・パルスから更新され、上記第2タイ
    ミング・パルスと第4タイミング・パルスがオーバラッ
    プしないものと、 上記第1カウンタ手段に接続され、上記第1増分信号及
    び減分信号の上記計数に対応するデジタル信号出力を生
    成する第2カウンタ手段であり、マスタ・ラッチとスレ
    ーブ・ラッチを有し、上記マスタ・ラッチが上記第4タ
    イミング・パルスによって更新され、上記スレーブ・ラ
    ッチが上記第2タイミング・パルスによって更新される
    ものとを含む、 デジタル・フィルタ。
  23. 【請求項23】デジタル入力信号をローカル・クロック
    に同期させる再タイミング回路であって、 デジタル制御信号に応答する上記デジタル入力信号を遅
    らせる遅延手段であり、上記デジタル入力信号に追加さ
    れる遅れを上記デジタル制御信号が制御するものと、 上記遅延手段と上記ローカル・クロックに接続され、上
    記ローカル・クロックの位相を上記遅れた入力信号の位
    相と比較し、上記位相比較に対応するデジタル位相比較
    器信号を生成する位相比較器手段と、 上記位相比較器と上記遅延手段に接続され、上記遅延手
    段を制御し、上記位相比較器信号に応答して上記遅延手
    段に対して上記デジタル制御信号を生成し、クロック・
    ジェネレータ回路、プリスケーラ手段、第1カウンタ手
    段、及び第2カウンタ手段を含むデジタル・フィルタ
    と、 上記クロック・ジェネレータ回路が上記遅れた入力デー
    タ信号から4つのタイミング・パルスを生成し、 上記プリスケーラ手段が、上記位相比較器からの複数の
    デジタル・パルスを複数のデジタル・パルス群に分け、
    上記複数のデジタル・パルス群の各々に2つのデジタル
    ・パルスがあり、上記プリスケーラが、上記複数のデジ
    タル・パルス群から複数の第1増分信号または第1減分
    信号を生成し、上記クロック・ジェネレータ回路からの
    第1タイミング・パルスによって更新され、 上記プリスケーラ手段に接続された上記第1カウンタ手
    段が、上記プリスケーラによって生成された上記第1増
    分パルス及び減分パルスを計数し、マスタ・ラッチとス
    レーブ・ラッチを有し、上記マスタ・ラッチが上記クロ
    ック・ジェネレータ回路によって生成された第3タイミ
    ング・パルスによって更新され、上記スレーブ・ラッチ
    が上記第1タイミング・パルスによって更新され、上記
    第1タイミング・パルスと第3タイミング・パルスがオ
    ーバラップせず、 上記第1カウンタ手段に接続された上記第2カウンタ手
    段が、上記第1増分信号及び減分信号の上記計数に対応
    するデジタル信号出力を生成し、マスタ・ラッチとスレ
    ーブ・ラッチを有し、上記マスタ・ラッチが上記第1タ
    イミング・パルスによって更新され、上記スレーブ・ラ
    ッチが上記第3タイミング・パルスによって更新され
    る、 再タイミング回路。
  24. 【請求項24】デジタル入力信号をローカル・クロック
    に同期させる再タイミング回路であって、 デジタル制御信号に応答する上記デジタル入力信号を遅
    らせる遅延手段であり、上記デジタル入力信号に追加さ
    れる遅れを上記デジタル制御信号が制御するものと、 上記遅延手段と上記ローカル・クロックに接続され、上
    記ローカル・クロックの位相を上記遅れた入力信号の位
    相と比較し、上記位相比較に対応するデジタル位相比較
    器信号を生成する位相比較器手段と、 上記位相比較器と上記遅延手段に接続され、上記遅延手
    段を制御し、上記位相比較器信号に応答して上記遅延手
    段に対して上記デジタル制御信号を生成し、クロック・
    ジェネレータ回路、プリスケーラ手段、第1カウンタ手
    段、及び第2カウンタ手段を含むデジタル・フィルタ
    と、 上記クロック・ジェネレータ回路が上記遅れた入力デー
    タ信号から4つのタイミング・パルスを生成し、 上記プリスケーラ手段が、上記位相比較器からの複数の
    デジタル・パルスを複数のデジタル・パルス群に分け、
    上記複数のデジタル・パルス群の各々に4つのデジタル
    ・パルスがあり、上記プリスケーラが、上記複数のデジ
    タル・パルス群から複数の第1増分信号または第1減分
    信号を生成し、上記クロック・ジェネレータ回路からの
    第4タイミング・パルスによって更新され、 上記プリスケーラ手段に接続された上記第1カウンタ手
    段が、上記プリスケーラによって生成された上記第1増
    分パルス及び減分パルスを計数し、マスタ・ラッチとス
    レーブ・ラッチを有し、上記マスタ・ラッチが上記クロ
    ック・ジェネレータ回路によって生成された第2タイミ
    ング・パルスによって更新され、上記スレーブ・ラッチ
    が上記第4タイミング・パルスによって更新され、上記
    第2タイミング・パルスと第4タイミング・パルスがオ
    ーバラップせず、 上記第1カウンタ手段に接続された上記第2カウンタ手
    段が、上記第1増分信号及び減分信号の上記計数に対応
    するデジタル信号出力を生成し、マスタ・ラッチとスレ
    ーブ・ラッチを有し、上記マスタ・ラッチが上記第4タ
    イミング・パルスによって更新され、上記スレーブ・ラ
    ッチが上記第2タイミング・パルスによって更新され
    る、 再タイミング回路。
  25. 【請求項25】デジタル・フィルタと電圧制御発振器に
    接続され、デジタル・データ入力信号と上記電圧制御発
    振器からのデジタル入力信号を有し、上記データ信号と
    上記電圧制御発振器信号の位相差に対応するデジタル位
    相比較器信号を生成する位相比較器を含み、 上記デジタル・フィルタがデジタル・データ入力信号を
    有し、上記位相比較器が上記位相比較器信号を上記デジ
    タル・フィルタに転送し、上記デジタル・フィルタが上
    記位相比較器信号と上記デジタル・データ入力信号から
    デジタル制御信号を生成し、クロック・ジェネレータ回
    路、プリスケーラ、第1カウンタ手段、及び第2カウン
    タ手段を含み、 上記クロック・ジェネレータ回路が上記入力データ信号
    から4つのタイミング・パルスを生成し、 上記プリスケーラ手段が、上記位相比較器からの複数の
    デジタル・パルスを複数のデジタル・パルス群に分け、
    上記複数のデジタル・パルス群の各々に2つのデジタル
    ・パルスがあり、上記プリスケーラが、上記複数のデジ
    タル・パルス群から複数の第1増分信号または第1減分
    信号を生成し、上記クロック・ジェネレータ回路からの
    第1タイミング・パルスによって更新され、 上記プリスケーラ手段に接続された上記第1カウンタ手
    段が、上記プリスケーラによって生成された上記第1増
    分パルス及び減分パルスを計数し、マスタ・ラッチとス
    レーブ・ラッチを有し、上記マスタ・ラッチが上記クロ
    ック・ジェネレータ回路によって生成された第3タイミ
    ング・パルスによって更新され、上記スレーブ・ラッチ
    が上記第1タイミング・パルスによって更新され、上記
    第1タイミング・パルスと第3タイミング・パルスがオ
    ーバラップせず、 上記第1カウンタ手段に接続された上記第2カウンタ手
    段が、上記第1増分信号及び減分信号の上記計数に対応
    するデジタル信号出力を生成し、マスタ・ラッチとスレ
    ーブ・ラッチを有し、上記マスタ・ラッチが上記第1タ
    イミング・パルスによって更新され、上記スレーブ・ラ
    ッチが上記第3タイミング・パルスによって更新され、 上記デジタル・フィルタ、上記位相比較器、及び上記電
    圧制御発振器に接続されたデジタル/アナログ・コンバ
    ータを含み、 上記位相比較器が、上記位相比較器信号を上記デジタル
    /アナログ・コンバータに転送し、上記デジタル・フィ
    ルタが上記デジタル制御信号を上記デジタル/アナログ
    ・コンバータに転送し、上記デジタル/アナログ・コン
    バータが上記デジタル制御信号をアナログ制御信号に変
    換して上記電圧制御発振器を制御し、上記デジタル/ア
    ナログ・コンバータが上記アナログ制御信号を上記電圧
    制御発振器に転送し、上記電圧制御発振器が、周波数が
    上記アナログ制御信号に対応するデジタル入力信号を生
    成し、 上記電圧制御発振器が上記デジタル入力信号を上記位相
    比較器に転送する、 位相ロック・ループ。
  26. 【請求項26】デジタル・フィルタと電圧制御発振器に
    接続され、デジタル・データ入力信号と上記電圧制御発
    振器からのデジタル入力信号を有し、上記データ信号と
    上記電圧制御発振器信号の位相差に対応するデジタル位
    相比較器信号を生成する位相比較器を含み、 上記デジタル・フィルタがデジタル・データ入力信号を
    有し、上記位相比較器が上記位相比較器信号を上記デジ
    タル・フィルタに転送し、上記デジタル・フィルタが上
    記位相比較器信号と上記デジタル・データ入力信号から
    デジタル制御信号を生成し、クロック・ジェネレータ回
    路、プリスケーラ、第1カウンタ手段、及び第2カウン
    タ手段を含み、 上記クロック・ジェネレータ回路が上記入力データ信号
    から4つのタイミング・パルスを生成し、 上記プリスケーラ手段が、上記位相比較器からの複数の
    デジタル・パルスを複数のデジタル・パルス群に分け、
    上記複数のデジタル・パルス群の各々に2つのデジタル
    ・パルスがあり、上記プリスケーラが、上記複数のデジ
    タル・パルス群から複数の第1増分信号または第1減分
    信号を生成し、上記クロック・ジェネレータ回路からの
    第4タイミング・パルスによって更新され、 上記プリスケーラ手段に接続された上記第1カウンタ手
    段が、上記プリスケーラによって生成された上記第1増
    分パルス及び減分パルスを計数し、マスタ・ラッチとス
    レーブ・ラッチを有し、上記マスタ・ラッチが上記クロ
    ック・ジェネレータ回路によって生成された第2タイミ
    ング・パルスによって更新され、上記スレーブ・ラッチ
    が上記第4タイミング・パルスによって更新され、上記
    第2タイミング・パルスと第4タイミング・パルスがオ
    ーバラップせず、 上記第1カウンタ手段に接続された上記第2カウンタ手
    段が、上記第1増分信号及び減分信号の上記計数に対応
    するデジタル信号出力を生成し、マスタ・ラッチとスレ
    ーブ・ラッチを有し、上記マスタ・ラッチが上記第4タ
    イミング・パルスによって更新され、上記スレーブ・ラ
    ッチが上記第2タイミング・パルスによって更新され、 上記デジタル・フィルタ、上記位相比較器、及び上記電
    圧制御発振器に接続されたデジタル/アナログ・コンバ
    ータを含み、 上記位相比較器が、上記位相比較器信号を上記デジタル
    /アナログ・コンバータに転送し、上記デジタル・フィ
    ルタが上記デジタル制御信号を上記デジタル/アナログ
    ・コンバータに転送し、上記デジタル/アナログ・コン
    バータが上記デジタル制御信号をアナログ制御信号に変
    換して上記電圧制御発振器を制御し、上記デジタル/ア
    ナログ・コンバータが上記アナログ制御信号を上記電圧
    制御発振器に転送し、上記電圧制御発振器が、周波数が
    上記アナログ制御信号に対応するデジタル入力信号を生
    成し、 上記電圧制御発振器が上記デジタル入力信号を上記位相
    比較器に転送する、 位相ロック・ループ。
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