JPH09163363A - Mpegシステム用位相同期回路 - Google Patents
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- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
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Abstract
クロックをエンコーディングクロックに同期させる際に
位相エラーが発生しないようにするための位相同期回路
を提供するにある。 【解決手段】 本発明のMPEGシステム用位相同期回
路は、デコーディングクロックをエンコーディングクロ
ックに変化させる電圧制御発振器と、所定ビットずつ入
力される多重化用基準プログラムクロック信号を貯蔵し
出力するためのレジスタ部と、前記レジスタ部から出力
された基準プログラムクロック信号により初期化され、
基準ローカルプログラムクロック信号を発生するカウン
タと、前記レジスタ部に貯蔵された基準プログラムクロ
ック信号と、基準ローカルプログラムクロック信号とを
組合せ演算して電圧制御発振器調節用信号を発生するた
めの位相エラー制御部とを備える。
Description
e Locked Loop 、以下PLLという)に関し、MPEG
システムでデコーディングクロックをエンコーディング
クロックに同期させるためのMPEGシステム用位相同
期回路に関する。
p)システムでシステムコーディングは、トランスポート
ストリーム(Transport Stream、以下TSという)とプ
ログラムストリーム (Program Stream、以下PSとい
う)の二つがある。TSはエラーが可能な環境に適用さ
れ、PSは相対的にエラーのない環境に適している。本
発明ではTSを利用する。
ースを有するプログラム等はTSという一つのビット列
で結合される。この際、エレメンタリ(elementary)ビッ
ト列で形成されたパケットエレメンタリストリーム(Pac
ketized Elementary Stream、以下PESという)のパ
ケットは同一時間ベースを共有する一つのプログラムを
形成する。TSパケットの長さは188 バイトであり、ビ
ット率は可変である。この場合、TSビット率は基準プ
ログラムクロック (Program Clock Reference、以下P
CRという)のフィールドの位置と値により定められ
る。多重エレメンタリビット列の間の同期化はPCRに
より可能である。
ムでデコーディングクロックをエンコーディングクロッ
クに同期させるための同期回路には位相エラーがあり、
これを改善することが課題であった。本発明の目的は、
MPEGシステムでデコーディングクロックをエンコー
ディングクロックに同期させるための位相エラーのない
同期回路を提供することにある。
め、本発明はデコーディングクロックをエンコーディン
グクロックに変化させる電圧制御発振器と、所定ビット
ずつ入力される多重化用基準プログラムクロック信号を
貯蔵し出力するためのレジスタ部と、前記レジスタ部か
ら出力された基準プログラムクロック信号により初期化
され、基準ローカルプログラムクロック信号を発生する
カウンタと、前記レジスタ部に貯蔵された基準プログラ
ムクロック信号と、基準ローカルプログラムクロック信
号とを組合せ演算し電圧制御発振器調節用信号を発生す
るための位相エラー制御部とを備えることを特徴とする
MPEGシステム用位相同期回路を提供する。
を含むことを特徴とするMPEGシステム用位相同期回
路にある。
に一つずつ増加し前記基準プログラムクロック信号の最
上位ビットが入力する瞬間に、活性化クロックエッジを
有する開始信号を“0”にリセットさせ、開始信号を検
出してデータを前記活性化クロックエッジと前記カウン
ティング値とに同期させて伝送し、前記位相エラー制御
部を動作させることを特徴とするMPEGシステム用位
相同期回路にある。
ー信号は(LPCR−PCRn )×106 /(PCRn −
PCRn-1 )により得られる(ただし、LPCR:基準
ローカルプログラムクロック信号、PCRn ,PCRn-
1 :基準プログラムクロック信号)ことを特徴とするM
PEGシステム用位相同期回路にある。
ことを特徴とするMPEGシステム用位相同期回路にあ
る。
された前記位相エラー信号を貯蔵するためのプログラマ
ブルROMと、前記ROMの位相エラー信号を補正可能
な周波数範囲に固定するための低域通過フィルタをさら
に備えることを特徴とするMPEGシステム用位相同期
回路にある。
った二つの数AとBに対する引算A(41:0)−B(4
1:0)の結果は、A(41:9)≧B(41:9)及びA
(8:0)≧B(8:0)の場合にはA−Bであり、A
(41:9)≧B(41:9)及びA(8:0)<B(8:
0)の場合にはA−B−212 であり、A(41:9)<B
(41:9)及びA(8:0)≧B(8:0)の場合には
A−B+212 であり、A(41:9)<B(41:9)及び
A(8:0)<B(8:0)の場合にはA−Bであり、
前記A(41:9)及びB(41:9)は42ビットのうち、
33ビットのベース部であり、A(8:0)及びB(8:
0)は9ビットの拡大部であることを特徴とするMPE
Gシステム用位相同期回路にある。
を行う場合に、プログラマブルROMを用いることを特
徴とするMPEGシステム用位相同期回路にある。
る位相同期回路のブロック図である。本発明の位相同期
回路はデコーディングクロックをエンコーディングクロ
ックに変化させる電圧制御発振器(11) (Voltage Contro
lled Oscillator 、以下VCOという)と、所定ビット
ずつ入力される多重化用基準プログラムクロック信号
(PCR)を貯蔵するためのレジスタ部(12 ,12′)
と、前記レジスタ部(12)から出力された基準プログラム
クロック信号(PCR)により初期化され、基準ローカ
ルプログラムクロック信号(Local Program Clock Refer
ence、以下LPCRという)を発生するカウンタ(13)
と、前記レジスタ部(12)に貯蔵された基準プログラムク
ロック信号(PCR)と基準ローカルプログラムクロッ
ク信号(LPCR)とを組合せ演算し、電圧制御発振器
調節用信号を発生するための位相エラー制御用引算器(1
4)とを備える。
以下詳細に説明する。図2は、本発明の実施の形態によ
る同期化の構成図である。42ビットのPCRは33ビット
のPCRベース部と9ビットのPCR拡大部とより構成
される。PCRベース部はシステムクロック周波数を30
0 で割った周波数が基本単位に用いられ、PCR拡大部
はシステムクロック周波数が基本単位に用いられる。従
って、MPEGのシステムクロック周波数が27MHzの
ためPCRベース部は900 kHz、PCR拡大部は27M
Hzのクロック周波数を有する。PCR拡大部は0から
299 までの値を有することになり、その値が300 になる
とPCR拡大部の全てのビットが0にリセットされる。
この際、PCRベースフィールドの1sbビットに1が
増加される。
は先ずレジスタ部(12)のPCRn に貯蔵される。このP
CRn は初期状態で42ビットカウンタを初期化させるこ
とになり、同時にレジスタ部(12 ′) のPCRn-1 に貯
蔵される。カウンタ(13)はシステム規格に準じて同様な
動作を行い、次回のPCRが入力されればそのPCRは
再びPCRn に貯蔵される。さらに、同時にカウンタ(1
3)からLPCRが発生する。この際、位相エラーは次の
如く計算される。PCRn とPCRn-1 の間の時間間隔
をTと仮定すれば、 T=(PCRn −PCRn-1 )/(27×106 ) であり、PCRn とPCRn-1 の一区間の間の位相差を
Pと仮定すれば、 P=(LPCR−PCRn )/T =(LPCR−PCRn )×27×106 /(PCRn −PCRn-1 ) と示される。
ーは正規化PPM位相エラーで示し、その値をEと仮定
すれば、 E=(LPCR−PCRn )×106 /(PCRn −PC
Rn-1 ) で示される。即ち、LPCRからPCRn を引いた値
を、除算器(19)を用いてPCRn からPCRn-1 を引い
た値で割り106 を掛ければPPMエラーとなる。このよ
うなエラー信号を図3に例示した特性を有するローパス
フィルタ(16)(以下LPFという)に通過させ補正可能
な周波数範囲を固定させることにより、LPF(16)の出
力がVOC(11)を調節してカウンタ(13)のカウンティン
グ周波数を変化させることになる。
、LPCR、PCRn-1 はそれぞれ42ビットで構成さ
れ、これを実際に構成する際、42ビットの演算を行わな
ければならないため、非常に複雑なシステムになる。従
って、42ビットの演算を全て一緒にせず、8ビットずつ
6クロックに分割して構成すれば複雑度が大変低減す
る。これを利用すると、42ビット引算は8ビット引算器
を用いて演算することが可能である。
割を果す。PCRn −PCRn-1 とLPCR−PCRn
との演算でそれぞれの9ビット拡大部が有することがで
きる数の範囲は0〜299 である。33ビットベース部で9
ビット拡大部に借りが生じた時、一般の二進数の引算で
は借りが512 であるが、該システムでは300 にならなけ
ればならない。従って、二進数の引算のみでは求められ
る正確な引算の値が出てこない。結果的に、この引算器
(14)はこのような問題点を解決するため提案された方法
である。
ステム規格と同様にそれぞれの二つの数は全てベース9
ビットが有することができる値の範囲は0〜299 であ
る。この際、(A−B)の二進計算では次のような四つ
の場合に分けられる。 1番目:A.ベース(41:9)≧B.ベース(41:
9)、A.拡大(8:0)>B.拡大(8:0) 2番目:A.ベース(41:9)<B.ベース(41:
9)、A.拡大(8:0)<B.拡大(8:0) 3番目:A.ベース(41:9)≧B.ベース(41:
9)、A.拡大(8:0)<B.拡大(8:0) 4番目:A.ベース(41:9)<B.ベース(41:
9)、A.拡大(8:0)≧B.拡大(8:0)
のベース部の41番目のビットから9番目のビットまでの
値を意味する。1番目、2番目の場合は二進数の引算演
算と同様に行えば良い。また、3番目の場合は引算の結
果から212 を引けば良い。4番目の場合は引算の結果に
212 を足せば良い。前記のそれぞれの場合を総合すれば
表1のように示される。尚、位相エラーを求める演算過
程で無視されるようなビットは回路設計の際に除いて複
雑度を低減させる。
を求める。MPEG−2のシステム規格によれば、伝送
されたPCR間の間隔は0.1 秒を越えてはならない。最
悪の場合、分母の差(PCRn −PCRn-1 )は27×10
6よりは常に小さいか同じになる。このような場合、差
の42ビット中にベース部は9000に該当し、拡大部は0に
なる場合である。引いた差の拡大部は常に 300 より小
さくなければならないため、全体演算で拡大部は演算結
果値に及ぼす影響が僅かなので無視しても良い。
の中にベースフィルドの33ビット中、14ビットと符号ビ
ットのみを取っても結果には大きな影響はない。さら
に、式の分子である(LPCR−PCRn )の範囲を計
算しようとすれば、VCO(11)の補正可能な範囲に依存
する。若し、補正可能な位相エラーPPMが±200 PP
Mとすれば、分母が最大値の場合、分子の値は±540 P
PM程度になる。許容可能な位相外れの程度をMPEG
システムで提案した通り±540 PPMと仮定すれば、
(LPCR−PCRn )の42ビット中、必要なビットは
拡大部9ビットにベース最下位2ビットを加えた11ビッ
トと符号ビットである。この場合、入力が全体25ビット
なので、必要なプログラマブルROM(15)(以下PRO
Mという)の容量は32メガワードである。
動作させる場合において、PCRが入力されることを知
り、正確なPCR値をPCRn レジスタ(12)に貯蔵させ
ることは大変重要である。従って、本発明のカウンタ(1
3)はPCRが入力されることを示す手段で、PCRの最
上位ビットが入力する瞬間に、図4に示す活性化クロッ
クエッジを有する開始信号を“0”にリセットさせ、各
クロックごとに一つずつ増加させる。即ち、開始信号を
検出して各クロックごとにカウンタを動作させ、その活
性化クロックエッジとカウンタの値とを同期させてデー
タを伝送し、引算器(14)を動作させる。図1で符号(17)
はディジタルアナログ変換器(DAC)、符号(18)はレ
ジスタである。
クロック周波数の一クロックではない、多数のクロック
に動作を許容することにより42ビットバスと引算器の構
成をより少ないビット数で現すことができ、MPEGシ
ステムに準じる(LPCR−PCRn )及び(PCRn
−PCRn-1 )のような引算演算を効率的に行うことが
でき、位相エラーを求める場合にも除算/乗算を除算器
/乗算器で行わずPROMを介して演算するため、シス
テムの複雑度を減少させることができる。
路のブロック図である。
成図である。
性図である。
用カウンティングクロックを入力したときの動作図であ
る。
Claims (8)
- 【請求項1】 デコーディングクロックをエンコーディ
ングクロックに変化させる電圧制御発振器と、 所定ビットずつ入力される多重化用基準プログラムクロ
ック信号を貯蔵し出力するためのレジスタ部と、 前記レジスタ部から出力された基準プログラムクロック
信号により初期化され、基準ローカルプログラムクロッ
ク信号を発生するカウンタと、 前記レジスタ部に貯蔵された基準プログラムクロック信
号と、基準ローカルプログラムクロック信号とを組合せ
演算して電圧制御発振器調節用信号を発生するための位
相エラー制御部とを備えることを特徴とするMPEGシ
ステム用位相同期回路。 - 【請求項2】 前記位相エラー制御部は引算器を含むこ
とを特徴とする請求項1記載のMPEGシステム用位相
同期回路。 - 【請求項3】 前記カウンタは各クロックごとに一つず
つ増加し前記基準プログラムクロック信号の最上位ビッ
トが入力する瞬間に、活性化クロックエッジを有する開
始信号を“0”にリセットさせ、開始信号を検出してデ
ータを前記活性化クロックエッジと前記カウンティング
値とに同期させて伝送し、前記位相エラー制御部を動作
させることを特徴とする請求項1記載のMPEGシステ
ム用位相同期回路。 - 【請求項4】 前記位相制御部よりの位相エラー信号は
(LPCR−PCRn )×106 /(PCRn −PCRn-
1 )により得られる(ただし、LPCR:基準ローカル
プログラムクロック信号、PCRn ,PCRn-1 :基準
プログラムクロック信号)ことを特徴とする請求項1記
載のMPEGシステム用位相同期回路。 - 【請求項5】 前記位相エラー信号は0であることを特
徴とする請求項1記載のMPEGシステム用位相同期回
路。 - 【請求項6】 前記位相制御部の出力端に接続された前
記位相エラー信号を貯蔵するためのプログラマブルRO
Mと、 前記ROMの位相エラー信号を補正可能な周波数範囲に
固定するための低域通過フィルタをさらに備えることを
特徴とする請求項1記載のMPEGシステム用位相同期
回路。 - 【請求項7】 前記引算器により42ビットと成った二つ
の数AとBに対する引算A(41:0)−B(41:0)の
結果は、A(41:9)≧B(41:9)及びA(8:0)
≧B(8:0)の場合にはA−Bであり、A(41:9)
≧B(41:9)及びA(8:0)<B(8:0)の場合
にはA−B−212 であり、A(41:9)<B(41:9)
及びA(8:0)≧B(8:0)の場合にはA−B+21
2 であり、A(41:9)<B(41:9)及びA(8:
0)<B(8:0)の場合にはA−Bであり、前記A
(41:9)及びB(41:9)は42ビットのうち、33ビッ
トのベース部であり、A(8:0)及びB(8:0)は
9ビットの拡大部であることを特徴とする請求項2記載
のMPEGシステム用位相同期回路。 - 【請求項8】 前記引算器により42ビット計算を行う場
合に、プログラマブルROMを用いることを特徴とする
請求項2記載のMPEGシステム用位相同期回路。
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- 1996-08-09 JP JP21123996A patent/JP3437036B2/ja not_active Expired - Fee Related
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