JPH08256138A - Clock extraction circuit - Google Patents

Clock extraction circuit

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JPH08256138A
JPH08256138A JP7058687A JP5868795A JPH08256138A JP H08256138 A JPH08256138 A JP H08256138A JP 7058687 A JP7058687 A JP 7058687A JP 5868795 A JP5868795 A JP 5868795A JP H08256138 A JPH08256138 A JP H08256138A
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JP
Japan
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phase
clock
phase difference
output
control signal
Prior art date
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JP7058687A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Yamauchi
昌浩 山内
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Abstract

PURPOSE: To quickly and stably output a clock that is synchonous with the received data in a data transmission mode of a subordinate synchronous system. CONSTITUTION: A phase comparator 12 compares the received data Ri (Rn , Rn-1 ...R1 ) with the clocks Ti (Tn , Tn-1 ...T1 ) which are outputted from a phase control part 15 for every clock and outputs the phase differences δ1 (δn , δn-1 ...δ1 ) set between the data Ri and clocks Ti . These phase differences are held at a phase difference holding part 13. A phase difference management part 14 outputs a phase control signal based on the differences δi , and the control part 15 controls the phases of clocks Ti based on the phase control signal. The part 14 performs an operation by means of the phase differences δi equivalent to optional N pieces of clocks and uses this arithmetic condition as a phase control signal to control the phases of output clocks Ti .

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、従属同期方式のデータ
伝送におけるクロック抽出回路に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a clock extraction circuit in data transmission of a slave synchronization system.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、従属同期方式のデータ伝送におい
ては、受信装置(スレーブ装置)は、送信装置(マスタ
装置)から伝送されたデータを受信するために、受信デ
ータから同期クロックを抽出してデータ受信を行う。こ
こで、受信データに同期したクロックを抽出するため
に、ディジタルPLL(Phase-Locked Loop)回路を
使用することが多い。
2. Description of the Related Art Conventionally, in data transmission of a slave synchronization system, a receiving device (slave device) extracts a synchronization clock from received data in order to receive data transmitted from a transmitting device (master device). Receive data. Here, a digital PLL (Phase-Locked Loop) circuit is often used to extract a clock synchronized with the received data.

【0003】図4は、ディジタルPLL回路の一例を説
明するための図で、周知のように、位相比較器1は受信
データの位相と出力クロックの位相を比較し、位相差を
出力する。出力された位相差は、位相差管理部2によっ
て「位相進み」、「位相遅れ」が判断される。位相差カ
ウンタ3は「位相進み」、「位相遅れ」の出力回数を計
数して累積する。位相制御部4は位相差カウンタ3のカ
ウンタ値が予め設定した値Kになったときに、出力クロ
ックの位相を「進め」たり、「遅れ」らしたりして、受
信データに同期したクロックを出力する。追従時間及び
安定度は値Kで設定され、値Kが大きいほど、ノイズ及
びジッタ等に対して安定したクロックを抽出するが、大
き過ぎると同期外れが生じるということが一般に知られ
ている。また、ISDN網の基本インタフェースに接続
する端末においても、前記と同様にディジタルPLL回
路が使用されている。
FIG. 4 is a diagram for explaining an example of a digital PLL circuit. As is well known, the phase comparator 1 compares the phase of received data with the phase of an output clock and outputs a phase difference. The output phase difference is judged by the phase difference management unit 2 to be “phase lead” or “phase delay”. The phase difference counter 3 counts and accumulates the number of outputs of "phase lead" and "phase delay". When the counter value of the phase difference counter 3 reaches a preset value K, the phase controller 4 “advances” or “delays” the phase of the output clock and outputs a clock synchronized with the received data. To do. The follow-up time and stability are set by the value K. It is generally known that a larger value K extracts a stable clock against noise and jitter, but too large a value causes out-of-sync. Further, in the terminal connected to the basic interface of the ISDN network, the digital PLL circuit is used similarly to the above.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ISDN網の基本イン
タフェースでは、伝送符号に100%デューティAMI
(Alternate Mark Invention)符号が採用されている。
図5は、この符号化則を説明するための図で、周知のよ
うに、データ「0」を+の振幅、−の振幅の交互に対応
させて、データ「1」を振幅無しに対応させている。こ
のため、受信データに同期したクロックを抽出するため
には、受信データにデータ「0」が含まれなくてはなら
ない、データ「1」だけでは同期クロックを抽出できな
い。そのため、ディジタルPLL回路を使用する場合
は、前記安定度を決める値Kの値を受信データ中にデー
タ「0」が最も少ない場合を最悪値として値Kの値を決
めている。つまり、少ない「0」の数でも早く追従でき
るようにKの値を小さく設定せざるを得なくなる。しか
し、この値は追従時間は短いけれども、ノイズ、ジッタ
等に対する安定度は十分な値とはいえないという問題が
ある。
In the basic interface of the ISDN network, the transmission code has 100% duty AMI.
(Alternate Mark Invention) code is adopted.
FIG. 5 is a diagram for explaining this coding rule. As is well known, data “0” is made to correspond to alternating + and − amplitudes, and data “1” is made to correspond to no amplitude. ing. Therefore, in order to extract the clock synchronized with the received data, the received data must include the data "0". The synchronous clock cannot be extracted only with the data "1". Therefore, when the digital PLL circuit is used, the value of the value K that determines the stability is determined as the worst value when the data "0" is the least in the received data. That is, the value of K must be set small so that even a small number of "0" s can be followed quickly. However, although this value has a short follow-up time, there is a problem in that it cannot be said that the stability against noise, jitter, etc. is a sufficient value.

【0005】本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなさ
れたもので、従属同期方式のデータ伝送において、特
に、ISDN網の基本インタフェースにおいて、受信デ
ータに同期したクロックを速やかに、安定して出力する
クロック抽出回路を提供することを目的としてなされた
ものである。
The present invention has been made in view of the above situation, and in the data transmission of the slave synchronization system, particularly in the basic interface of the ISDN network, the clock synchronized with the received data is promptly and stably output. The present invention has been made for the purpose of providing a clock extraction circuit that operates.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、(1)受信データRi(Rn,Rn-1
…,R1)と位相制御部から出力されるクロックTi(T
n,Tn-1,…,T1)とをクロック毎に比較し、受信デ
ータRiと出力クロックTiの位相差δi(δn,δn-1
…,δ1)を出力する位相比較器と、前記位相差δiを複
数保持する位相差保持部と、前記保持した位相差δi
用いて位相制御信号を出力する位相差管理部と、前記位
相差管理部から出力される位相制御信号に従って出力ク
ロックTiの位相を制御する位相制御部とを有する従属
同期方式のデータ伝送回路において、前記位相差管理部
は、前記保持された任意のN個のクロック分の位相差δ
iを用いて何らかの演算を施し、その演算条件を位相制
御信号として、前記位相制御部の出力クロックTiの位
相を制御することを特徴としたものであり、更には、
(2)前記演算条件として下記の(1)式を、また、
(3)前記位相制御信号として、下記の(2)式を用い
ることを特徴とするものである。
According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, (1) reception data R i (R n , R n-1 ,
, R 1 ) and the clock T i (T 1 ) output from the phase controller
n, T n-1, ... , T 1) and compared with each clock, the phase difference [delta] i ([delta] n of the received data R i and the output clock T i, δ n-1,
..., a phase comparator for outputting a [delta] 1), and the phase difference holding unit that holds a plurality of the phase difference [delta] i, the phase difference control section for outputting a phase control signal using the phase difference [delta] i that the holding, In the data transmission circuit of the subordinate synchronization system, which has a phase control unit that controls the phase of the output clock T i according to the phase control signal output from the phase difference management unit, the phase difference management unit includes any of the held Phase difference δ for N clocks
i is used to perform some calculation, and the calculation condition is used as a phase control signal to control the phase of the output clock T i of the phase control unit.
(2) The following equation (1) is used as the calculation condition:
(3) The following formula (2) is used as the phase control signal.

【0007】[0007]

【数3】 (Equation 3)

【0008】[0008]

【作用】受信データRi(Rn,Rn-1,…,R1)と位相
制御部から出力されるクロックTi(Tn,Tn-1,…,
1)とをクロック毎に比較し、受信データRiと出力ク
ロックTiの位相差δi(δn,δn-1,…,δ1)を求
め、この位相差δiを複数保持し、この保持された任意
のN個のクロック分の位相差δiを用いて何らかの演算
を施し、その演算条件を位相制御信号として、出力クロ
ックTiの位相を制御する。
The received data R i (R n , R n-1 , ..., R 1 ) and the clock T i (T n , T n-1 , ...
T 1 ) for each clock to obtain a phase difference δ in , δ n-1 , ..., δ 1 ) between the received data R i and the output clock T i , and hold a plurality of this phase difference δ i. Then, some operation is performed using the held phase difference δ i for N clocks, and the phase of the output clock T i is controlled by using the operation condition as a phase control signal.

【0009】[0009]

【実施例】図1は、本発明の一実施例を説明するための
ブロック図で、同図は、ISDN網の基本インタフェー
スに接続する端末に適応した場合の例を示す。図1にお
いて、レシーバ11はISDN網からの受信データRi
(Rn,Rn-1,…,R1)のAMI符号を「0」,
「1」のディジタル信号に変換する。位相比較器12は
位相制御部15から出力されるクロック信号Tiをクロ
ック毎に受信データRiと位相比較して、位相差δiを出
力する。位相差保持部13は位相比較器12から出力さ
れる位相差δiを保持するメモリ等の記憶装置である。
位相差管理部14は位相保持部13に保持された位相差
δiを用いて何らかの演算を施して、位相を「進め
る」、「遅らす」等の位相制御信号を出力するマイクロ
コンピュータ、ディジタルシグナルプロセッサ、ハード
ロジック等の演算処理装置である。位相制御部15は、
位相差管理部14からの位相制御信号に基づいて、基準
クロック16を用いて出力クロックTiの位相を制御す
る。基準クロック16は、受信データと同期をとるため
と、位相比較器12において位相差δiをディジタル信
号として出力するためのサンプリングのためのクロック
で、受信データの何分の1を取る、ここでは、受信デー
タの40分の1のクロックである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a block diagram for explaining one embodiment of the present invention, which shows an example in the case of being adapted to a terminal connected to a basic interface of an ISDN network. In FIG. 1, the receiver 11 receives data R i from the ISDN network.
The AMI code of (R n , R n-1 , ..., R 1 ) is set to “0”,
Convert to a digital signal of "1". The phase comparator 12 compares the phase of the clock signal T i output from the phase controller 15 with the reception data R i for each clock, and outputs the phase difference δ i . The phase difference holding unit 13 is a storage device such as a memory that holds the phase difference δ i output from the phase comparator 12.
The phase difference management unit 14 performs some calculation using the phase difference δ i held in the phase holding unit 13 and outputs a phase control signal such as “advance” or “delay” the phase, a digital signal processor. , An arithmetic processing unit such as a hard logic. The phase controller 15
Based on the phase control signal from the phase difference management unit 14, the reference clock 16 is used to control the phase of the output clock T i . The reference clock 16 is a sampling clock for synchronizing with the received data and for outputting the phase difference δ i as a digital signal in the phase comparator 12, and takes a fraction of the received data. , The clock of 1/40 of the received data.

【0010】ISDN網からの受信AMI符号(図2
(a))は、レシーバ11において、図2(b)に示す
ように、+の振動、−の振動信号は、「1」の受信ディ
ジタル信号Riに変換され、0レベルのAMI信号は
「0」の受信ディジタル信号Riに変換される。次に、
位相比較器12において、前記受信ディジタル信号Ri
(図2(b))と位相制御部15から出力されるクロッ
クTiとの位相差δiを、図3に示すように、−19〜+
20のディジタル値として、出力クロック毎に出力す
る。つまり、一つの出力クロックTi(40基準クロッ
ク)の期間、受信ディジタル信号を基準クロックでサン
プリングすることによって、受信ディジタル信号Ri
立ち上がり位置を検出し、その出力クロック内での検出
位置を、図3に示すディジタル値(−19〜−1,0,
1〜20)に置き換えて、位相差δiとして出力する。
この検出位置は、出力クロックの立ち上がりを起点と
し、初期値を−19とする出力クロック期間の基準クロ
ックのカウント値である。ここで、受信ディジタル信号
の立ち上がり位置が検出されない場合は、位相差δi
一つ前の位相差i-1とする。
Received AMI code from the ISDN network (see FIG. 2).
2A, in the receiver 11, as shown in FIG. 2B, the + vibration and the − vibration signals are converted into the reception digital signal R i of “1”, and the AMI signal of 0 level is “. 0 "received digital signal R i is converted. next,
In the phase comparator 12, the received digital signal R i
As shown in FIG. 3, the phase difference δ i between (FIG. 2B) and the clock T i output from the phase controller 15 is −19 to +.
It is output as a digital value of 20 every output clock. That is, the rising position of the received digital signal R i is detected by sampling the received digital signal with the reference clock during one output clock T i (40 reference clock), and the detected position within the output clock is Digital values (-19 to -1,0,
1 to 20) and output as the phase difference δ i .
This detection position is the count value of the reference clock in the output clock period whose starting point is the rising edge of the output clock and whose initial value is -19. Here, when the rising position of the received digital signal is not detected, the phase difference Δ i is set to the preceding phase difference i−1 .

【0011】前述のようにして、出力クロック毎に出力
された位相差δiは位相差保持部13に順次記憶され
る。次いで、位相差管理部14において、前記記憶され
た位相差列δを用いて何らかの演算(例えば、式
(1))を施し、新たに出力するクロックの位相位置を
決定するための位相制御信号を出力する。この場合、例
えば、新しい位相差データほど次に出力される位相差に
大きな影響を与えるから、式2に示すように、過去の位
相差に軽い重み付けを施し、新しい位相差に向かうに従
って重い重み付けを施して、それらの重み付け平均値を
とる。つまり、Ti+1の位相差を式2で予測し、何基準
クロック分出力クロックの位相を「進める」、「遅ら
す」等の位相制御信号を出力する。次いで、位相差管理
部14で出力された位相制御信号に基づいて、出力クロ
ックの位相を制御して、出力クロックを出力する。上述
の一連の処理によって、受信データに同期したクロック
を速やかに、安定して出力することが可能となる。
As described above, the phase difference δ i output for each output clock is sequentially stored in the phase difference holding unit 13. Next, in the phase difference management unit 14, some calculation (for example, Expression (1)) is performed using the stored phase difference sequence δ, and a phase control signal for determining the phase position of the newly output clock is generated. Output. In this case, for example, the newer the phase difference data, the greater the influence on the phase difference to be output next. Therefore, as shown in Equation 2, the past phase difference is lightly weighted, and the heavier weighting is applied toward the new phase difference. Then, the weighted average value is calculated. That is, the phase difference of T i + 1 is predicted by the equation 2, and a phase control signal such as “advance” or “delay” the phase of the output clock by what reference clock is output. Then, the phase of the output clock is controlled based on the phase control signal output from the phase difference management unit 14, and the output clock is output. By the series of processes described above, it becomes possible to quickly and stably output the clock synchronized with the received data.

【0012】[0012]

【数4】 [Equation 4]

【0013】[0013]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、過去の位相差データを保持し、その位相差データに
何らかの演算処理を施し、新たに出力するクロックの位
相を予測するようにしたので、受信データに同期したク
ロックを速やかに、安定して、出力することが可能とな
る。
As described above, according to the present invention, the past phase difference data is retained, the phase difference data is subjected to some arithmetic processing, and the phase of the newly output clock is predicted. Therefore, the clock synchronized with the received data can be output promptly and stably.

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

【図1】本発明の一実施例を説明するための電気回路図
である。
FIG. 1 is an electric circuit diagram for explaining an embodiment of the present invention.

【図2】AMI符号からディジタル信号への変換例を説
明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining an example of conversion from an AMI code to a digital signal.

【図3】位相差データδの出力例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an output example of phase difference data δ.

【図4】ディジタルPLL回路の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of a digital PLL circuit.

【図5】100%デューティのAMI符号の符号化則を
説明するための図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining a coding rule of a 100% duty AMI code.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…位相比較器、2…位相差管理部、3…位相差カウン
タ、4…位相制御部、11…レシーバ、12…位相比較
器、13…位相差保持部、14…位相差管理部、15…
位相制御部、16…基準クロック。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Phase comparator, 2 ... Phase difference management part, 3 ... Phase difference counter, 4 ... Phase control part, 11 ... Receiver, 12 ... Phase comparator, 13 ... Phase difference holding part, 14 ... Phase difference management part, 15 …
Phase controller, 16 ... Reference clock.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 受信データRi(Rn,Rn-1,…,R1
と位相制御部から出力されるクロックTi(Tn
n-1,…,T1)とをクロック毎に比較し、受信データ
iと出力クロックTiの位相差δi(δn,δn-1,…,
δ1)を出力する位相比較器と、前記位相差δiを複数保
持する位相差保持部と、前記保持した位相差δiを用い
て位相制御信号を出力する位相差管理部と、前記位相差
管理部から出力される位相制御信号に従って出力クロッ
クTiの位相を制御する位相制御部とを有する従属同期
方式のデータ伝送回路において、前記位相差管理部は、
前記保持された任意のN個のクロック分の位相差δi
用いて何らかの演算を施し、その演算条件を位相制御信
号として、前記位相制御部の出力クロックTiの位相を
制御することを特徴とするクロック抽出回路。
1. Received data R i (R n , R n-1 , ..., R 1 )
And a clock T i (T n ,
T n-1, ..., T 1) and compared with each clock, the phase difference [delta] i ([delta] n of the received data R i and the output clock T i, δ n-1, ...,
a phase comparator for outputting a [delta] 1), and the phase difference holding unit that holds a plurality of the phase difference [delta] i, the phase difference control section for outputting a phase control signal using the phase difference [delta] i that the holding, the position In the data transmission circuit of the subordinate synchronization system, which has a phase control unit that controls the phase of the output clock T i according to the phase control signal output from the phase difference management unit, the phase difference management unit includes
Some operation is performed using the held phase difference δ i for N clocks, and the phase of the output clock T i of the phase control unit is controlled by using the operation condition as a phase control signal. Clock extraction circuit.
【請求項2】 前記演算条件として、下記の式1を用い
たことを特徴とする前記請求項1記載のクロック抽出回
路。 【数1】 ここで、位相差が1クロック期間より大きい時(360
度以上)、δi=δi-1とする。iは出力される順番、δ
iはクロックTiにおける受信データRiと出力クロック
iとの位相差である。
2. The clock extraction circuit according to claim 1, wherein the following expression 1 is used as the calculation condition. [Equation 1] Here, when the phase difference is larger than one clock period (360
Or more), and δ i = δ i-1 . i is the output order, δ
i is the phase difference between the received data R i and the output clock T i in the clock T i.
【請求項3】 前記位相制御信号として、下記の式2を
用いたことを特徴とする前記請求項1記載のクロック抽
出回路。 【数2】 ここで、位相差が1クロック期間より大きい時(360
度以上)、δi=δi-1とする。iは出力される順番、δ
iはクロックTiにおける受信データRiと出力クロック
iとの位相差である。
3. The clock extraction circuit according to claim 1, wherein the following formula 2 is used as the phase control signal. [Equation 2] Here, when the phase difference is larger than one clock period (360
Or more), and δ i = δ i-1 . i is the output order, δ
i is the phase difference between the received data R i and the output clock T i in the clock T i.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004040835A1 (en) * 2002-11-01 2004-05-13 Fujitsu Limited Data processing circuit
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