JPWO2017043254A1 - 位相同期回路、位相同期方法および通信装置 - Google Patents
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Abstract
Description
1.第1の実施の形態
2.第2の実施の形態
3.第3の実施の形態
4.適用例
[構成例]
図1は、第1の実施の形態に係る位相同期回路(位相同期回路1)の一構成例を表すものである。なお、本開示の実施の形態に係る位相同期方法は、本実施の形態により具現化されるので、併せて説明する。
続いて、本実施の形態の位相同期回路1の動作および作用について説明する。
まず、図1等を参照して、位相同期回路1の全体動作概要を説明する。可変遅延回路20は、クロック信号CKinを、制御信号CTLPに応じた遅延量だけ遅延させ、クロック信号CK2として出力する。発振回路30は、制御信号CTLFに応じた周波数を有するクロック信号CKoutを生成するとともに、クロック信号CKinに基づいて、そのクロック信号CKoutの位相を変化させる。分周回路13は、クロック信号CKoutを分周することによりクロック信号CK4を生成する。位相比較回路11は、クロック信号CK2,CK4の立ち上がりエッジに基づいて、クロック信号CK2,CK4の位相を比較し、その比較結果に基づいて比較信号S11を生成する。位相比較回路12は、クロック信号CK2,CK4の立ち下がりエッジに基づいて、クロック信号CK2,CK4の位相を比較し、その比較結果に基づいて比較信号S12を生成する。制御回路40は、比較信号S11,S12およびクロック信号CK4に基づいて、制御信号CTLP,CTLFを生成する。
図9は、位相同期回路1の一動作例を表すものであり、(A)はクロック信号CK2の波形を示し、(B)はクロック信号CK4の波形を示し、(C)は比較信号S11の波形を示し、(D)は比較信号S12の波形を示し、(E)は信号SIGPを示し、(F)は信号SIGFを示す。図9(C),(D)において、波形に加え、説明の便宜上“1”,“0”をも示している。ここで、“1”はその信号が高レベルであることを示し、“0”はその信号が低レベルであることを示す。なお、この図9では、説明の便宜上、回路遅延を省略して描いている。
図10は、比較例1に係る位相同期回路1Rの一構成例を表すものである。位相同期回路1Rは、位相比較回路51と、チャージポンプ52と、ループフィルタ53と、発振回路54と、分周回路55とを備えている。位相比較回路51は、クロック信号CKinの位相と、クロック信号CK4の位相とを比較するものである。チャージポンプ52は、位相比較回路51における比較結果に基づいて、ループフィルタ53に対して所定の電流を供給し、またはループフィルタ53から所定の電流をシンクするものである。ループフィルタ53は、発振回路54に対して発振周波数を指示する制御信号CTLFを生成するものである。発振回路54は、制御信号CTLFに応じた周波数を有するクロック信号CKoutを生成するものである。分周回路55は、クロック信号CKoutを分周することによりクロック信号CK4を生成するものである。
図13は、比較例2に係る位相同期回路1Sの一構成例を表すものである。位相同期回路1Sは、発振回路59を備えている。発振回路59は、ループフィルタ53から供給される制御信号CTLFに応じた周波数を有するクロック信号CKoutを生成するものである。また、発振回路59は、本実施の形態に係る発振回路30と同様に、クロック信号CKinに基づいて、クロック信号CKoutの位相を変化させる機能をも有している。この発振回路59は、ゲーテッドVCO型の発振回路である。
以上のように本実施の形態では、可変遅延回路を設け、制御回路が可変遅延回路における遅延量を制御するようにしたので、誤動作が生じるおそれを低減することができ、クロック信号CKoutの質を高めることができる。
上記実施の形態において、回路の一部または全てを差動回路で構成してもよい。
上記実施の形態では、論理積回路36を用いて発振回路30を構成したが、これに限定されるものではない。以下に、本変形例について、いくつか例を挙げて説明する。
上記実施の形態では、可変遅延回路20を位相比較回路11,12の前段に配置したが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、図17に示す位相同期回路1Eのように、可変遅延回路20を発振回路30の前段に配置してもよい。この位相同期回路1Eは、制御回路40Eを有している。制御回路40Eは、制御回路40と同様に、クロック信号CKin,CK4の遷移タイミングが互いに一致するように、可変遅延回路20における遅延量を制御するものである。また、例えば、図18に示す位相同期回路1Fのように、可変遅延回路20を発振回路30と分周回路13との間に配置してもよい。また、例えば、図19に示す位相同期回路1Gのように、可変遅延回路20を分周回路13の後段に配置し、この可変遅延回路20の出力信号(クロック信号CK4)を位相比較回路11,12および制御回路40Eに供給してもよい。
上記実施の形態では、位相比較回路11,12は、単相のクロック信号CK4に基づいて動作するようにしたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、多相のクロック信号に基づいて動作するようにしてもよい。以下に、本変形例について詳細に説明する。
上記実施の形態では、位相比較回路11,12を用いて位相同期回路1を構成したが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、図26に示す位相同期回路1Lのように、フリップフロップ(F/F)回路11L,12Lを用いてもよい。フリップフロップ回路11Lは、クロック信号CK4の立ち上がりタイミングでクロック信号CK2をサンプリングし、そのサンプリング結果を反転することにより、比較信号S11を生成するものである。フリップフロップ回路12Lは、クロック信号CK4の立ち下がりタイミングでクロック信号CK2をサンプリングすることにより、比較信号S12を生成するものである。このように構成しても、上記実施の形態の場合と同様の効果を得ることができる。
また、これらの変形例のうちの2以上を組み合わせてもよい。
次に、第2の実施の形態に係る位相同期回路2について説明する。本実施の形態は、1つの位相比較回路を用いて位相同期回路2を構成したものである。なお、上記第1の実施の形態に係る位相同期回路1と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
上記実施の形態では、クロック信号CK2,CK4の立ち上がりエッジに基づいてクロック信号CK2,CK4の位相を比較する位相比較回路11を用いて位相同期回路2を構成したが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、図31,32に示すように、クロック信号CK2,CK4の立ち下がりエッジに基づいてクロック信号CK2,CK4の位相を比較する位相比較回路12を用いて位相同期回路2Aを構成してもよい。位相比較回路12は、クロック信号CK2,CK4の立ち下がりエッジに基づいて、クロック信号CK2,CK4の位相を比較することにより、比較信号S12を生成する(図32(C))。位相判定回路61は、比較信号S12に基づいて信号SIGPを生成し(図32(D))、周波数判定回路62は、比較信号S12に基づいて信号SIGFを生成する(図32(E))。
上記実施の形態では、発振回路50は、クロック信号CKinの2周期分の期間に1回の割合で、クロック信号CKoutの位相を補正したが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、クロック信号CKinの3周期分以上の期間に1回の割合で、クロック信号CKoutの位相を補正してもよい。以下に、本変形例に係る位相同期回路2Bについて詳細に説明する。
次に、第3の実施の形態に係る位相同期回路3について説明する。本実施の形態は、位相比較回路の代わりにフリップフロップ回路を用いるとともに、フリップフロップ回路に供給される2つのクロック信号の周波数が異なるように構成したものである。なお、上記第1の実施の形態に係る位相同期回路1と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
上記実施の形態では、分周回路73は、クロック信号CKoutを2分周することによりクロック信号CK5を生成したが、これに限定されるものではなく、クロック信号CKoutを4分周することによりクロック信号CK5を生成してもよい。また、図36に示す位相同期回路3Bのように、分周回路を設けなくてもよい。位相同期回路3Bは、可変遅延回路20と、発振回路30と、フリップフロップ回路71,72と、制御回路80Bとを有している。
次に、上記実施の形態および変形例で説明した位相同期回路の適用例について説明する。
図37は、適用例1に係る通信システム100の一構成例を表すものである。通信システム100は、送信装置200と、受信装置300とを備えている。送信装置200は、伝送路900を介して受信装置300に対してデータ信号SIGを送信するものであり、受信装置300は、送信装置200から伝送路900を介して送信されたデータ信号SIGを受信するものである。
図38は、適用例2に係る通信システム120の一構成例を表すものである。通信システム110は、送信装置210と、受信装置310とを備えている。送信装置210は、複数の伝送路900を介して受信装置310に対して複数のデータ信号SIGをそれぞれ送信するものであり、受信装置310は、送信装置210から複数の伝送路900を介して送信された複数のデータ信号SIGをそれぞれ受信するものである。
図39は、適用例3に係る通信システム120の一構成例を表すものである。通信システム120は、送信装置220と、受信装置320とを備えている。送信装置220は、複数の伝送路900を介して受信装置320に対して複数のデータ信号SIGをそれぞれ送信するとともに、伝送路901を介して受信装置320に対してクロック信号CLKを送信するものである。受信装置320は、送信装置220から複数の伝送路900を介して送信された複数のデータ信号SIGをそれぞれ受信するとともに、送信装置220から伝送路901を介して送信されたクロック信号CLKを受信するものである。
図40は、適用例4に係る通信システム130の一構成例を表すものである。通信システム130は、送信装置230と、受信装置330とを備えている。送信装置230は、複数の伝送路900を介して受信装置330に対して複数のデータ信号SIGをそれぞれ送信するものであり、受信装置330は、送信装置230から複数の伝送路900を介して送信された複数のデータ信号SIGをそれぞれ受信するものである。
図41は、適用例5に係る通信システム140の一構成例を表すものである。通信システム140は、送信装置240と、受信装置340とを備えている。送信装置240は、複数の伝送路900を介して受信装置340に対して複数のデータ信号SIGをそれぞれ送信するとともに、伝送路901を介して受信装置340に対してクロック信号CLKを送信するものである。受信装置340は、送信装置240から複数の伝送路900を介して送信された複数のデータ信号SIGをそれぞれ受信するとともに、送信装置240から伝送路901を介して送信されたクロック信号CLKを受信するものである。
図42は、適用例6に係る通信システム150の一構成例を表すものである。通信システム150は、通信装置250と、通信装置350とを備えている。通信装置250は、伝送路900を介して通信装置350に対してデータ信号SIGを送信するとともに、通信装置350から伝送路902を介して送信されたデータ信号SIGを受信するものである。通信装置350は、伝送路902を介して通信装置250に対してデータ信号SIGを送信するとともに、通信装置250から伝送路900を介して送信されたデータ信号SIGを受信するものである。
第1の制御信号に応じた周波数を有するクロック信号を生成するとともに、前記検出部における検出結果に基づいて前記クロック信号の位相を変化させる発振部と、
第2の制御信号に応じて、前記入力クロック信号の位相と前記クロック信号の位相との間の位相差を調整する調整部と、
複数の比較タイミングで前記入力クロック信号の位相と前記クロック信号の位相とを比較し、その比較結果に基づいて前記第1の制御信号および前記第2の制御信号を生成する制御部と
を備えた位相同期回路。
(2)前記調整部は、前記入力クロック信号を前記第2の制御信号に応じた遅延量だけ遅延させる第1の遅延部を有し、
前記制御部は、前記第1の遅延部により遅延された入力クロック信号の位相と、前記クロック信号の位相とを比較する
前記(1)に記載の位相同期回路。
(3)前記調整部は、前記入力クロック信号を前記第2の制御信号に応じた遅延量だけ遅延させる第2の遅延部を有し、
前記検出部は、前記第2の遅延部により遅延された入力クロック信号の遷移を検出する
前記(1)に記載の位相同期回路。
(4)前記調整部は、前記クロック信号を前記第2の制御信号に応じた遅延量だけ遅延させる第3の遅延部を有し、
前記制御部は、前記入力クロック信号の位相と、前記第3の遅延部により遅延されたクロック信号の位相とを比較する
前記(1)に記載の位相同期回路。
(5)前記クロック信号を分周する分周部をさらに備え、
前記調整部は、前記分周部により分周されたクロック信号を前記第2の制御信号に応じた遅延量だけ遅延させる第4の遅延部を有し、
前記制御部は、前記入力クロック信号の位相と、前記第4の遅延部により遅延されたクロック信号の位相とを比較する
前記(1)に記載の位相同期回路。
(6)前記複数の比較タイミングは、第1の比較タイミングと、第2の比較タイミングとを含み、
前記制御部は、前記第1の比較タイミングでの第1の比較結果、および前記第2の比較タイミングでの第2の比較結果に基づいて、前記第1の制御信号および前記第2の制御信号を生成する
前記(1)から(5)のいずれかに記載の位相同期回路。
(7)前記制御部は、前記第1の比較結果と前記第2の比較結果とが互いに異なる場合には、前記第1の比較結果および前記第2の比較結果に基づいて前記第1の制御信号を生成する
前記(6)に記載の位相同期回路。
(8)前記制御部は、前記第1の比較結果と前記第2の比較結果とが互いに等しい場合には、前記第1の比較結果および前記第2の比較結果に基づいて前記第2の制御信号を生成する
前記(6)または(7)に記載の位相同期回路。
(9)前記制御部は、
前記第1の比較タイミングで前記入力クロック信号の位相と前記クロック信号の位相とを比較することにより前記第1の比較結果を生成する第1の比較部と、
前記第2の比較タイミングで前記入力クロック信号の位相と前記クロック信号の位相とを比較することにより前記第2の比較結果を生成する第2の比較部と
を有する
前記(6)から(8)のいずれかに記載の位相同期回路。
(10)前記制御部は、前記第1の比較タイミングで前記入力クロック信号の位相と前記クロック信号の位相とを比較することにより前記第1の比較結果を生成するとともに、前記第2の比較タイミングで前記入力クロック信号の位相と前記クロック信号の位相とを比較することにより前記第2の比較結果を生成する比較部を有する
前記(6)から(8)のいずれかに記載の位相同期回路。
(11)前記複数の比較タイミングは、前記第1の比較タイミングの前の第3の比較タイミングと、前記第1の比較タイミングの次の第4の比較タイミングと、前記第2の比較タイミングの前の第5の比較タイミングと、前記第2の比較タイミングの次の第6の比較タイミングとをさらに含み、
前記制御部は、前記第1の比較結果が、前記第3の比較タイミングでの第3の比較結果および前記第4の比較タイミングでの第4の比較結果のうちのどちらと一致するか、および、前記第2の比較結果が、前記第5の比較タイミングでの第5の比較結果および前記第6の比較タイミングでの第6の比較結果のうちのどちらと一致するかに基づいて、前記第1の制御信号および前記第2の制御信号を生成する
前記(6)から(10)のいずれかに記載の位相同期回路。
(12)前記クロック信号を分周する分周部をさらに備え、
前記制御部は、前記入力クロック信号の位相と、前記分周部により分周されたクロック信号の位相とを比較する
前記(1)から(11)のいずれかに記載の位相同期回路。
(13)前記発振部は、所定数の遷移に1回の割合で遷移を検出し、
前記複数の比較タイミングは、前記発振部がある遷移を検出してから次の遷移を検出するまでの期間に対応する期間内のタイミングである
前記(1)から(12)のいずれかに記載の位相同期回路。
(14)入力クロック信号の遷移を検出し、
第1の制御信号に応じた周波数を有するクロック信号を生成するとともに、前記入力クロック信号の遷移に基づいて前記クロック信号の位相を変化させ、
第2の制御信号に応じて、前記入力クロック信号の位相と前記クロック信号の位相との間の位相差を調整し、
複数の比較タイミングで前記入力クロック信号の位相と前記クロック信号の位相とを比較し、その比較結果に基づいて前記第1の制御信号および前記第2の制御信号を生成する
位相同期方法。
(15)クロック信号を生成する第1の位相同期部と、
前記クロック信号を用いて通信を行う通信部と
を備え、
前記第1の位相同期部は、
入力クロック信号の遷移を検出する検出部と、
第1の制御信号に応じた周波数を有する前記クロック信号を生成するとともに、前記検出部における検出結果に基づいて前記クロック信号の位相を変化させる発振部と、
第2の制御信号に応じて、前記入力クロック信号の位相と前記クロック信号の位相との間の位相差を調整する調整部と、
複数の比較タイミングで前記入力クロック信号の位相と前記クロック信号の位相とを比較し、その比較結果に基づいて前記第1の制御信号および前記第2の制御信号を生成する制御部と
を有する
通信装置。
(16)前記入力クロック信号を生成する第2の位相同期部をさらに備えた
前記(15)に記載の通信装置。
(17)前記通信部は、データ信号を送信する送信部を有する
前記(15)または(16)に記載の通信装置。
(18)前記通信部は、データ信号を受信する受信部を有する
前記(15)から(17)のいずれかに記載の通信装置。
Claims (18)
- 入力クロック信号の遷移を検出する検出部と、
第1の制御信号に応じた周波数を有するクロック信号を生成するとともに、前記検出部における検出結果に基づいて前記クロック信号の位相を変化させる発振部と、
第2の制御信号に応じて、前記入力クロック信号の位相と前記クロック信号の位相との間の位相差を調整する調整部と、
複数の比較タイミングで前記入力クロック信号の位相と前記クロック信号の位相とを比較し、その比較結果に基づいて前記第1の制御信号および前記第2の制御信号を生成する制御部と
を備えた位相同期回路。 - 前記調整部は、前記入力クロック信号を前記第2の制御信号に応じた遅延量だけ遅延させる第1の遅延部を有し、
前記制御部は、前記第1の遅延部により遅延された入力クロック信号の位相と、前記クロック信号の位相とを比較する
請求項1に記載の位相同期回路。 - 前記調整部は、前記入力クロック信号を前記第2の制御信号に応じた遅延量だけ遅延させる第2の遅延部を有し、
前記検出部は、前記第2の遅延部により遅延された入力クロック信号の遷移を検出する
請求項1に記載の位相同期回路。 - 前記調整部は、前記クロック信号を前記第2の制御信号に応じた遅延量だけ遅延させる第3の遅延部を有し、
前記制御部は、前記入力クロック信号の位相と、前記第3の遅延部により遅延されたクロック信号の位相とを比較する
請求項1に記載の位相同期回路。 - 前記クロック信号を分周する分周部をさらに備え、
前記調整部は、前記分周部により分周されたクロック信号を前記第2の制御信号に応じた遅延量だけ遅延させる第4の遅延部を有し、
前記制御部は、前記入力クロック信号の位相と、前記第4の遅延部により遅延されたクロック信号の位相とを比較する
請求項1に記載の位相同期回路。 - 前記複数の比較タイミングは、第1の比較タイミングと、第2の比較タイミングとを含み、
前記制御部は、前記第1の比較タイミングでの第1の比較結果、および前記第2の比較タイミングでの第2の比較結果に基づいて、前記第1の制御信号および前記第2の制御信号を生成する
請求項1に記載の位相同期回路。 - 前記制御部は、前記第1の比較結果と前記第2の比較結果とが互いに異なる場合には、前記第1の比較結果および前記第2の比較結果に基づいて前記第1の制御信号を生成する
請求項6に記載の位相同期回路。 - 前記制御部は、前記第1の比較結果と前記第2の比較結果とが互いに等しい場合には、前記第1の比較結果および前記第2の比較結果に基づいて前記第2の制御信号を生成する
請求項6に記載の位相同期回路。 - 前記制御部は、
前記第1の比較タイミングで前記入力クロック信号の位相と前記クロック信号の位相とを比較することにより前記第1の比較結果を生成する第1の比較部と、
前記第2の比較タイミングで前記入力クロック信号の位相と前記クロック信号の位相とを比較することにより前記第2の比較結果を生成する第2の比較部と
を有する
請求項6に記載の位相同期回路。 - 前記制御部は、前記第1の比較タイミングで前記入力クロック信号の位相と前記クロック信号の位相とを比較することにより前記第1の比較結果を生成するとともに、前記第2の比較タイミングで前記入力クロック信号の位相と前記クロック信号の位相とを比較することにより前記第2の比較結果を生成する比較部を有する
請求項6に記載の位相同期回路。 - 前記複数の比較タイミングは、前記第1の比較タイミングの前の第3の比較タイミングと、前記第1の比較タイミングの次の第4の比較タイミングと、前記第2の比較タイミングの前の第5の比較タイミングと、前記第2の比較タイミングの次の第6の比較タイミングとをさらに含み、
前記制御部は、前記第1の比較結果が、前記第3の比較タイミングでの第3の比較結果および前記第4の比較タイミングでの第4の比較結果のうちのどちらと一致するか、および、前記第2の比較結果が、前記第5の比較タイミングでの第5の比較結果および前記第6の比較タイミングでの第6の比較結果のうちのどちらと一致するかに基づいて、前記第1の制御信号および前記第2の制御信号を生成する
請求項6に記載の位相同期回路。 - 前記クロック信号を分周する分周部をさらに備え、
前記制御部は、前記入力クロック信号の位相と、前記分周部により分周されたクロック信号の位相とを比較する
請求項1に記載の位相同期回路。 - 前記発振部は、所定数の遷移に1回の割合で遷移を検出し、
前記複数の比較タイミングは、前記発振部がある遷移を検出してから次の遷移を検出するまでの期間に対応する期間内のタイミングである
請求項1に記載の位相同期回路。 - 入力クロック信号の遷移を検出し、
第1の制御信号に応じた周波数を有するクロック信号を生成するとともに、前記入力クロック信号の遷移に基づいて前記クロック信号の位相を変化させ、
第2の制御信号に応じて、前記入力クロック信号の位相と前記クロック信号の位相との間の位相差を調整し、
複数の比較タイミングで前記入力クロック信号の位相と前記クロック信号の位相とを比較し、その比較結果に基づいて前記第1の制御信号および前記第2の制御信号を生成する
位相同期方法。 - クロック信号を生成する第1の位相同期部と、
前記クロック信号を用いて通信を行う通信部と
を備え、
前記第1の位相同期部は、
入力クロック信号の遷移を検出する検出部と、
第1の制御信号に応じた周波数を有する前記クロック信号を生成するとともに、前記検出部における検出結果に基づいて前記クロック信号の位相を変化させる発振部と、
第2の制御信号に応じて、前記入力クロック信号の位相と前記クロック信号の位相との間の位相差を調整する調整部と、
複数の比較タイミングで前記入力クロック信号の位相と前記クロック信号の位相とを比較し、その比較結果に基づいて前記第1の制御信号および前記第2の制御信号を生成する制御部と
を有する
通信装置。 - 前記入力クロック信号を生成する第2の位相同期部をさらに備えた
請求項15に記載の通信装置。 - 前記通信部は、データ信号を送信する送信部を有する
請求項15に記載の通信装置。 - 前記通信部は、データ信号を受信する受信部を有する
請求項15に記載の通信装置。
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