JPH084259B2 - 位相整合回路 - Google Patents

位相整合回路

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JPH084259B2
JPH084259B2 JP62232483A JP23248387A JPH084259B2 JP H084259 B2 JPH084259 B2 JP H084259B2 JP 62232483 A JP62232483 A JP 62232483A JP 23248387 A JP23248387 A JP 23248387A JP H084259 B2 JPH084259 B2 JP H084259B2
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充己 谷口
暢宏 藤本
智宏 石原
孝明 脇坂
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Fujitsu Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/0008Synchronisation information channels, e.g. clock distribution lines
    • H04L7/0012Synchronisation information channels, e.g. clock distribution lines by comparing receiver clock with transmitter clock

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 位相整合回路、特に数100Mb/s以上の高速データを処
理するのに好適な位相整合回路に関し、 安価かつ小形の回路で、しかも人手を要することなく
自動で動作する位相整合回路を提供することを目的と
し、 第1データを第1クロックで取り込む入力バッファ
と、前記第2データを前記第2クロックで送出するバッ
ファと、前記第2クロックの立上りが前記第1クロック
のパルス内に入る正相の状態にあるか、または、前記第
2クロックの立上りが前記第1クロックのパルス外にあ
る非正相の状態にあるかを判定する位相判定部と、該正
相または非正相に応じて、前記第1データをそのままま
たは位相シフトして前記出力バッファに印加する位相制
御部とから構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は位相整合回路、特に数100Mb/s以上の高速デ
ータを処理するのに好適な位相整合回路に関する。
例えばCATV網においては、100Mb/s程度のビデオ信号
および音声信号を多重化して各チャネルの信号となし、
さらに複数チャネルを多重化して加入者への供給データ
としている。このような高速データを多重化する場合、
あるいはデータハイウェイ上に挿入しまたは分岐する場
合、各部におけるデータとクロックの位相整合は重要で
あり、各ビットデータを各クロックで確実に打ち抜く必
要がある。本発明はこのような位相整合に供する回路に
ついて言及する。
〔従来の技術〕
第7図は従来技術の第1例を示す図である。本図は4
チャネルビデオ・音声多重化装置10を示してあり、各チ
ャネルのアナログビデオ・音声情報Ch.1〜Ch.4は、対応
のビデオ・音声多重部11−1〜11−4においてアナログ
/ディジタル変換されたのち多重化され、例えば100Mb/
sのデータDch1〜Dch4となる。これらのデータDch1〜D
ch4は、チャネル多重部12にて400Mb/sの多重データDmux
となり、各加入者(図示せず)に供給される。
多重データDmuxを生成するマスタークロックはMCK(4
00M Hz)としてマスタークロック源13より与えられる。
このマスタークロックMCKは1/4分周されて、クロックCK
となり、各ビデオ・音声多重部11−1〜11−4にて、各
データDch1〜Dch4を生成するために用いられる。
この4チャネルビデオ・音声多重化装置10において
は、チャネル多重部12において受信された各データDch1
〜Dch4に含まれるクロックCK1〜CK4と、マスタークロッ
クMCKを分周して得たクロックCKとの間に当然に位相の
ずれがある。この位相のずれは、データが高速になれば
なる程無視し得なくなり、各データDch1〜Dch4の各ビッ
トの丁度真中を、クロックCKにて打ち抜くことが困難に
なる。
そこで従来は、システム立上げ時等において、クロッ
クCKと各クロックCK1〜CK4との間に位相ずれを、オシロ
スコープ等により観察しながら、データおよびクロック
用配線14−1〜14−4の配線長を調節し、両クロック間
の位相を整合していた。
第8図は従来技術の第2例を示す図である。本図はAD
M(Add Drop Multiplexer)20を示しており、データハ
イウェイ上のシリアル/パラレル(s/p)変換器21と、
分岐・挿入スイッチ22と、FIFO(First In First Out)
メモリ23と、パラレル/シリアル(p/s)変換器24とか
らなる。例えば、1.8Gb/sのシリアルデータがDsinとし
て入力され、一旦パラレルデータDpとなって、1.8Gb/s
のシリアルデータDsoutとして出力されるが、その間、
データの分岐(Dpbr)や、データの挿入(Dpin)があ
る。これらDpinやDpbrは例えば150Mb/sである。この場
合のマスタクロックMCKはデータハイウェイに合わせて
1.8GHzであり、これを150MHzに分周したクロックCK1、C
K2、CK3がADM20内で用いられる。
ところで、分岐・挿入スイッチ22への入力時のクロッ
クCK1と該スイッチ22からデータハイウェイへ出るとき
のクロックCK2とは当然に位相のずれがある。この位相
のずれは150Mb/sという高速では無視し得なくなる。
そこで、図に示すFIFOメモリ23が導入され、ここでデ
ータDpを一旦バッファしてから改めてクロックCK2で読
み直すこととする。これにより位相整合が行われる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
第7図に示した従来技術の第1例によると、オシロス
コープを見ながら配線14−1〜14−4を切断し長さを調
整するという作業を伴い、時間と熟練を要するという問
題があり、かつ配線の交換時ごとに再調整を要するとい
う問題がある。
第8図に示した従来技術の第2例によれば、まずFIFO
メモリを必要とするという不利があると共に、現在高速
のFIFOメモリが入手困難であることから(20Mb/s程
度)、これを8並列(8×20→150Mb/sをカバー)で使
うということが行われており、回路規模が大となる問題
がある。
本発明は安価かつ小形の回路で、しかも人手を要する
ことなく自動で動作する位相整合回路を提供することを
目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
第1図は本発明の原理構成を示すブロック図である。
本図において、位相整合回路30は、入力側に、第1クロ
ックCK1に同期した第1データD1を取り込む入力バッフ
ァ31を備え、出力側に第2クロックCK2に同期した第2
データD2を送出する出力バッファ32を備える。なお、CK
1とCK2は同一周波数であり、D1とD2は同一内容である。
CK1とCK2が同一周波数なのは、CK1もCK2も共通のクロッ
ク源から生成されるからである。ここで入力側と出力側
とで位相整合すべく、位相判定部33を設け、その出力に
よって位相制御部34を制御する。また、必要に応じて、
ヒステリシス付与部35を設ける。
〔作 用〕
位相判定部33は第1クロックCK1と第2クロックCK2を
入力とし、第2クロックCK2の立上りが第1クロックCK1
のパルス内に入る正相の状態にあるか、または、第2ク
ロックCK2の立上りが第1クロックCK1のパルス外にある
非正相の状態にあるかを判定する。正相であれば、第1
データD1をそのまま出力バッファ32へ転送し、非正相で
あれば第1データD1を位相シフトして出力バッファ32へ
転送する。これは位相制御部34によって行われる。
第1クロックCK1と第2クロックCK2との位相ずれが僅
かであると、僅かなジッタで上記の判定結果がバタバタ
切り換わり好ましくない。このようなジッタが問題とな
るときはヒステリシス付与部35を追加すればよい。
かくして、全く自動的な処理により、しかも安価かつ
小規模な構成で位相整合を行うことができる。
〔実施例〕
第2図は本発明に係る一実施例を示す回路図である。
既述の入力バッファ31および出力バッファ32はそれぞれ
Dフリップフロップ48および49で構成できる。そして本
発明の主要部をなす位相判定部33は第1Dフリップフロッ
プ41で構成され、そのデータ入力(D)に第1クロック
CK1を受けてそのクロック入力(C)に第2クロックCK2
を受ける構成となっている。
第3図は第1Dフリップフロップの出力とクロックの関
係を示す波形図であり、(1)、(2)および(3)の
各欄はそれぞれ第1クロックCK1、第2クロックCK2およ
び第1Dフリップフロップ41のQ出力を示す。1、0は論
理の“1",“0"を表す。図示の例では第2クロックCK2の
立上りが第1クロックCK1内に入っており正相とみなせ
る。このとき第1Dフリップフロップ41のQ出力は“1"で
あり、しかも直流レベルの“1"となる。なぜなら、CK1
とCK2は同一周波数だからである。逆に第2クロックCK2
の立上りが図中の一点鎖線に来るようなときは、CK2の
立上りがCK1のパルス外にある非正相の状態であり、第1
Dフリップフロップ41のQ出力は“0"となる。これも直
流レベルの“0"である。この(3)欄に示された1また
は0が、位相判定部33の判定結果となる。
再び第2図に戻ると、本発明のもう1つの主要部をな
す位相制御部34は、第2Dフリップフロップ42とEOR(イ
クスクルーシブオア)ゲート45とからなる。EORゲート4
5は第1クロックCK1と第1Dフリップフロップ41のQ出力
の2つを入力とする。EORゲート45の出力は第2Dフリッ
プフロップ42のクロック入力(C)に印加され、そのデ
ータ入力(D)には入力バッファ31(Dフリップフロッ
プ48)からの第1データD1が入力される。
第1Dフリップフロップ41のQ出力が“1"ならばCK1とC
K2は前記の正相の状態にあり、このときは、第1クロッ
クCK1をそのまま第2Dフリップフロップ42のクロック入
力とする。なお、論理上、フリップフロップ41のQ出力
側、あるいはフリップフロップ42のC入力側にインバー
タを入れておく必要があるが図ではDフリップフロップ
42のC入力側に設けた例(小さい丸で表す)を示す。
Dフリップフロップ41のQ出力が“0"ならばCK1とCK2
は前記の非正相の状態にあり、このときは第1クロック
CK1を位相反転してDフリップフロップ42のクロック入
力とする。この結果、出力バッファ32からは、常にCK2
によって確実に打ち抜き可能なタイミングの第2データ
D2が送出される。
第4図は本発明の実施例の動作を示す波形図であり、
(1)欄の第1クロックCK1に同期して入力バッファ31
からは(2)欄に示す第1データD1が出力される。ここ
でクロックCK2がクロックCK1に対し前記の正相の状態に
あるとすると、CK1はそのまま第2Dフリップフロップ42
のC入力側に印加されそのQ出力からはD1と同相のデー
タが(3)欄の如く出力される。逆にCK2がCK1に対し前
記の非正相の状態にあるとすると、CK1は位相反転され
て第2Dフリップフロップ42のC入力に印加されそのQ出
力からはD1に対し位相シフトしたデータが(3′)欄の
如く出力される。すなわち、(3)欄のデータが
(3′)欄のデータへと位相シフトする。
この結果、第2フリップフロップ42の出力は、CK2がC
K1に対し前記の正相の状態にあるとき、(4)欄の各両
矢印の範囲のデータ確定領域をもち、CK2がCK1に対し前
記の非正相の状態にあるとき、(4′)欄の各両矢印の
範囲のデータ確定領域をもち、出力バッファ32のDフリ
ップフロップ49は、常にCK2に同期した第2データD2を
確実に得ることができる。
第5図はヒステリシス付与部の具体的を示す回路図で
あり、第2図の構成にヒステリシス付与部35の詳細例を
付加したものに相当する。ヒステリシス付与部35は、第
1クロックCK1を遅延する遅延部51と、その遅延出力を
データ入力とする第3Dフリップフロップ43と、そのQ出
力をデータ入力とする第4Dフリップフロップ44と、第1
および第3Dフリップフロップ41,43の各Q出力を2つの
入力とするEORゲート52と、そのEOR出力と第2クロック
CK2とを2つの入力とするORゲート53とを有してなり、O
Rゲート53の出力を第4Dフリップフロップ44のクロック
入力とする。
第6図は第5図の回路動作を説明するための図であ
り、本図の(4)欄に示す各両矢印の範囲がヒステリシ
スを表す。このヒステリシスの範囲では、直前の状態を
そのまま保持し、判定結果を変化させないようにしてジ
ッタに対し安定動作を確保する。直前の状態を保持する
のは第4Dフリップフロップ44(第5図)が行う。第6図
の(1)欄は第1クロックCK1であり、遅延部51によっ
て遅延したクロックCK1′が同図(2)欄に示される。C
K1とCK1′の各論理が一致しないところがヒステリシス
ということになる。この一致しないところではEORゲー
ト52の2入力は相互に一致しない。このためEORゲート5
2の出力は“1"である。この“1"がORゲート53を介して
第4Dフリップフロップ44のクロック入力(C)に印加さ
れ、フリップフロップ44のQ出力は第2クロックCK2に
拘らず変化しない。一方、CK1とCK2が一致すると、EOR
ゲート52の出力は“0"となり、フリップフロップ44のQ
出力は、第2クロックCK2の変化に応じて、第1Dフリッ
プフロップ41のQ出力を位相制御部34に伝える。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、単純なゲート素
子のみにより、自動的に第1クロック系(CK1)のデー
タ(D1)を第2クロック系(CK2)のデータ(D2)に位
相整合可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理構成を示すブロック図、 第2図は本発明に係る一実施例を示す回路図、 第3図は第1Dフリップフロップの出力とクロックの関係
を示す波形図、 第4図は本発明の実施例の動作を示す波形図、 第5図はヒステリシス付与部の具体例を示す回路図、 第6図は第5図の回路動作を説明するための図、 第7図は従来技術の第1例を示す図、 第8図は従来技術の第2例を示す図である。 図において、 30……位相整合回路、31……入力バッファ、 32……出力バッファ、33……位相判定部、 34……位相制御部、 35……ヒステリシス付与部、 D1……第1データ、D2……第2データ、 CK1……第1クロック、 CK2……第2クロック。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 脇坂 孝明 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−214023(JP,A)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1クロック(CK1)に同期した第1デー
    タ(D1)を、該第1クロック(CK1)と同一周波数の第
    2クロック(CK2)に同期した該第1データ(D1)と同
    一内容の第2データ(D2)に変換するために、前記第1
    データ(D1)を前記第1クロック(CK1)で取り込む入
    力バッファ(31)と、前記第2データ(D2)を前記第2
    クロック(CK2)で送出する出力バッファ(32)とを含
    んで構成される位相整合回路において、 前記第2クロック(CK2)の立上りが前記第1クロック
    (C1)のパルス内に入る正相の状態にあるか、または、
    前記第2クロック(CK2)の立上りが前記第1クロック
    (CK1)のパルス外にある非正相の状態にあるかを判定
    する位相判定部(33)と、 前記の正相の状態にあるかまたは前記の非正相の状態に
    あるかに応じてそれぞれ、前記第1データ(D1)をその
    まままたは位相シフトして前記出力バッファ(32)に転
    送する位相制御部(34)とを備えることを特徴とする位
    相整合回路。
  2. 【請求項2】前記位相判定部(33)が、前記第1クロッ
    ク(CK1)をデータ入力とし前記第2クロック(CK2)を
    クロック入力とする第1Dフリップフロップ(41)からな
    る特許請求の範囲第1項記載の位相整合回路。
  3. 【請求項3】前記位相制御部(34)が、前記第1クロッ
    ク(CK1)および前記第1Dフリップフロップ(41)のQ
    出力の2つを入力とするEORゲート(45)と、該EORゲー
    ト(45)の出力をクロック入力とし前記入力バッファ
    (31)の出力をデータ入力としQ出力が前記出力バッフ
    ァ(32)のデータ入力となる第2Dフリップフロップ(4
    2)とから構成される特許請求の範囲第2項記載の位相
    整合回路。
  4. 【請求項4】前記位相判定部(33)と前記位相制御部
    (34)との間に、前記第1クロック(CK1)と前記第2
    クロック(CK2)との間の位相ずれが僅かであるときに
    前記位相判定部(33)による判定結果を変化させないよ
    うにするためのヒステリシス付与部(35)を挿入する特
    許請求の範囲第2項記載の位相整合回路。
  5. 【請求項5】前記ヒステリシス付与部(35)が、前記第
    1クロック(CK1)を遅延させる遅延部(51)と、該遅
    延部(51)からの遅延した前記第1クロック(CK1′)
    をデータ入力とし前記第2クロック(CK2)をクロック
    入力とする第3Dフリップフロップ(43)と、該第3Dフリ
    ップフロップ(43)および前記第1Dフリップフロップ
    (41)の各Q出力を入力とするEORゲート(52)と、該E
    ORゲート(52)の出力と前記第2クロック(CK2)との
    論理和出力をクロック入力とし前記第3Dフリップフロッ
    プ(43)のQ出力をデータ入力とする第4Dフリップフロ
    ップ(44)とからなると共に該第4Dフリップフロップ
    (44)のQ出力を前記位相制御部(34)への制御入力と
    し、ここに前記第1クロック(CK1)と前記の遅延した
    第1クロック(CK1′)の各論理が一致しない、該第1
    クロック(CK1)の立上りおよび立下りの各近傍の部分
    においては、前記第2クロック(CK2)の変化に拘らず
    前記第4Dフリップフロップ(44)のQ出力は保持したま
    まとし、該第1クロック(CK1)の立上りおよび立下り
    の各近傍以外の部分においては、前記第2クロック(CK
    2)が前記第1クロック(CK1)に対して前記の正相の状
    態にあるかまたは非正相の状態にあるかに応じて変化す
    る該第4Dフリップフロップ(44)のQ出力を、前記位相
    制御部(34)への前記制御入力とする特許請求の範囲第
    4項記載の位相整合回路。
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