JPWO2017195615A1 - 検出装置および検出方法 - Google Patents
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Abstract
第1のエッジ検出器は、第1のクロック信号の1周期中に第2のクロック信号のエッジがあるかを検出する。第2のエッジ検出器は、第2のクロック信号の1周期中に第1のクロック信号のエッジがあるかを検出する。論理回路は、第1のエッジ検出器の検出結果と第2のエッジ検出器の検出結果の論理演算を行う。本技術は、例えば、PLL回路のロック状態を検出する回路等に適用できる。
Description
1.Integer型PLL回路の構成例
2.ロック検出回路(1)
3.Fractional-N型PLL回路の構成例
4.ロック検出回路(2)
5.ロック検出回路(3)
6.ロック検出回路(4)
7.ロック検出回路の第1の実施の形態
7.1 第1の実施の形態の第1詳細構成
7.2 第1の実施の形態の第2詳細構成
7.3 第1の実施の形態の第3詳細構成
7.4 第1の実施の形態の第4詳細構成
7.5 第1詳細構成乃至第4詳細構成のまとめ
8.ロック検出回路の第2の実施の形態
9.ロック検出回路の第3の実施の形態
図1は、Integer型のPLL回路の構成例を示すブロック図である。
図2は、ロック検出回路の最も一般的な回路構成を示す図である。
出力クロック信号VCOCLKの周波数として、高い周波数が必要となる場合には、高速動作に対応するため、帰還分周器26としてパルススワロ分周器(Dual Modulus Pulse Swallow Divider)が使用される。
N=VCOCLK/FBCLK=n*P+S (n,P,Sは正の整数)
図1に示したInteger型のPLL回路11には、出力クロック信号VCOCLKの周波数である出力クロック周波数が、基準クロック信号REFCLKの周波数である基準クロック周波数の整数倍に制限されるという条件がある。そのため、基準クロック周波数よりも狭い間隔で出力クロック周波数を設定可能なPLL回路として、Fractional-N型のPLL回路がある。
1.PLL回路の帯域を高くすることができ、低ノイズ化が実現可能である。
2.ローパスフィルタであるアナログループフィルタ24の容量を小さくすることができ、小面積で実現可能である。
3.小数分周値(Fraction:α)のビット数を変えるだけで容易に細かい出力周波数制御が可能である。
4.基準クロック信号REFCLKの周波数を高く保てるため、ロックアップタイムを小さくできる。
FRQ_REFCLK= FRQ_INCLK/K
FRQ_REFCLK= FRQ_FBCLK
FRQ_VCOCLK= FRQ_REFCLK*N
そこで、ロック判定窓の幅を決めるために遅延回路を用いるのでなく、周期の決まったVCOクロックからロック判定窓を生成する方法が、背景技術に記載の特許文献1に開示されている。
そこで、さらにその他の方法として、出力クロック信号VCOCLKのエッジを計数器で観測して、ロック状態を判定するロック検出回路もある。
次に、その他のロック検出方法として、電圧制御発振器25を制御する電圧信号VCTLをモニタしてロック状態を検出するロック検出回路がある。
図16は、本技術を適用したロック検出回路の第1の実施の形態のブロック図である。
図18は、第1のエッジ検出器221と第2のエッジ検出器222の第1詳細構成を示している。
図20は、ロック検出回路201の第1詳細構成におけるロック状態のときの動作を示すタイミングチャートである。
図21は、ロック検出回路201の第1詳細構成において、第2のクロック信号CLK2のパルス幅が小パルス幅であってロック状態のときの動作を示すタイミングチャートである。
図22は、ロック検出回路201の第1詳細構成において、アンロック状態のときの動作を示すタイミングチャートである。
図23は、ロック検出回路201の第1詳細構成において、第2のクロック信号CLK2のパルス幅が小パルス幅であってアンロック状態のときの動作を示すタイミングチャートである。
図24は、ロック検出回路201の第1詳細構成において、第2のクロック信号CLK2の位相変化が大きい場合であってロック状態のときの動作を示すタイミングチャートである。
図25は、第1のエッジ検出器221と第2のエッジ検出器222の第2詳細構成を示している。
図26は、ロック検出回路201の第2詳細構成例において、ロック状態のときの動作を示すタイミングチャートである。
図27は、ロック検出回路201の第2詳細構成において、第2のクロック信号CLK2のパルス幅が小パルス幅であってロック状態のときの動作を示すタイミングチャートである。
図28は、ロック検出回路201の第2詳細構成において、アンロック状態のときの動作を示すタイミングチャートである。
図29は、ロック検出回路201の第2詳細構成において、第2のクロック信号CLK2のパルス幅が小パルス幅であってアンロック状態のときの動作を示すタイミングチャートである。
図30は、ロック検出回路201の第2詳細構成において、第2のクロック信号CLK2の位相変化が大きい場合であってロック状態のときの動作を示すタイミングチャートである。
図31は、ロック検出回路201の第2詳細構成において、第2のクロック信号CLK2のパルス幅が小パルス幅で、かつ、位相変化が大きい場合においてロック状態のときの動作を示すタイミングチャートである。
図32は、ロック検出回路201の第2詳細構成において、第2のクロック信号CLK2の位相変化が大きい場合であってアンロック状態のときの動作を示すタイミングチャートである。
図33は、ロック検出回路201の第2詳細構成において、第2のクロック信号CLK2のパルス幅が小パルス幅で、かつ、位相変化が大きい場合においてアンロック状態のときの動作を示すタイミングチャートである。
図34は、第1のエッジ検出器221と第2のエッジ検出器222の第3詳細構成を示している。
図35は、第1のエッジ検出器221と第2のエッジ検出器222の第4詳細構成を示している。
図36は、上述した第1の実施の形態の第1詳細構成乃至第4詳細構成の関係をまとめた図である。
図37は、本技術を適用したロック検出回路の第2の実施の形態のブロック図である。
Tw>ΔT・J
が成り立つとき、第1の計数回路502は、ロック状態であると判定する。例えば、カウント値J=100の場合には、ロック判定窓時間Twの間に、100回以上のエッジがきたときにロック状態と判定されることになり、周波数精度は1%となる。ロック検出コア回路501では、第1のクロック信号CLK1と第2のクロック信号CLK2との間で互いにロック判定窓生成とエッジ観測を行っているので、いずれの周波数ずれに対しても精度良いロック状態判定を行うことができる。
図39は、本技術を適用したロック検出回路の第3の実施の形態のブロック図である。
(第2のクロック信号CLK2の周期)*(第2の計数回路503のカウント値CNT_TH2)>>ロックアップタイム
(第1のクロック信号CLK1の周期)*(第3の計数回路504のカウント値CNT_TH3)>>ロックアップタイム
(第1の計数回路502のカウント値CNT_TH1)<<(第2の計数回路503のカウント値CNT_TH2)
(第1の計数回路502のカウント値CNT_TH1)<<(第3の計数回路504のカウント値CNT_TH3)
(1)
第1のクロック信号の1周期中に第2のクロック信号のエッジがあるかを検出する第1のエッジ検出器と、
前記第2のクロック信号の1周期中に前記第1のクロック信号のエッジがあるかを検出する第2のエッジ検出器と、
前記第1のエッジ検出器の検出結果と前記第2のエッジ検出器の検出結果の論理演算を行う論理回路と
を備える検出装置。
(2)
前記第1のエッジ検出器は、
前記第2のクロック信号のエッジの有無を検出する第1のエッジ検出部と、
前記第1のクロック信号の1周期単位で前記第1のエッジ検出部をリセットするリセットパルスを生成する第1のリセットパルス生成部と、
前記第1のエッジ検出部がリセットされる直前の前記第1のエッジ検出部の検出結果を取得して出力する第1の検出結果取得部と
を備え、
前記第2のエッジ検出器は、
前記第1のクロック信号のエッジの有無を検出する第2のエッジ検出部と、
前記第2のクロック信号の1周期単位で前記第2のエッジ検出部をリセットするリセットパルスを生成する第2のリセットパルス生成部と、
前記第2のエッジ検出部がリセットされる直前の前記第2のエッジ検出部の検出結果を取得して出力する第2の検出結果取得部と
を備える
前記(1)に記載の検出装置。
(3)
クロック信号の立上がりエッジまたは立下がりエッジの一方を第1のエッジとし、他方を第2のエッジとして、
前記第1のエッジ検出器は、前記第1のクロック信号の前記第1のエッジで決定される前記第1のクロック信号の1周期内の判定窓中に、前記第2のクロック信号の前記第2のエッジがあるかを検出し、
前記第2のエッジ検出器は、前記第2のクロック信号の前記第2のエッジで決定される前記第2のクロック信号の1周期内の判定窓中に、前記第1のクロック信号の前記第1のエッジがあるかを検出する
前記(1)に記載の検出装置。
(4)
前記第1のエッジ検出器は、前記第1のクロック信号の立下がりエッジで決定される前記第1のクロック信号の1周期内の判定窓中に、前記第2のクロック信号の立上がりエッジがあるかを検出し、
前記第2のエッジ検出器は、前記第2のクロック信号の立上がりエッジで決定される前記第2のクロック信号の1周期内の判定窓中に、前記第1のクロック信号の立下がりエッジがあるかを検出する
前記(1)に記載の検出装置。
(5)
前記第1のエッジ検出器は、前記第1のクロック信号の立上がりエッジで決定される前記第1のクロック信号の1周期内の判定窓中に、前記第2のクロック信号の立下がりエッジがあるかを検出し、
前記第2のエッジ検出器は、前記第2のクロック信号の立下がりエッジで決定される前記第2のクロック信号の1周期内の判定窓中に、前記第1のクロック信号の立上がりエッジがあるかを検出する
前記(1)に記載の検出装置。
(6)
クロック信号の立上がりエッジまたは立下がりエッジの一方を第1のエッジとし、他方を第2のエッジとして、
前記第1のエッジ検出器は、前記第1のクロック信号の前記第1のエッジで決定される前記第1のクロック信号の1周期内の判定窓中に、前記第2のクロック信号の前記第2のエッジがあるかを検出し、
前記第2のエッジ検出器は、前記第2のクロック信号の前記第1のエッジで決定される前記第2のクロック信号の1周期内の判定窓中に、前記第1のクロック信号の前記第2のエッジがあるかを検出する
前記(1)に記載の検出装置。
(7)
前記第1のエッジ検出器は、前記第1のクロック信号の立上がりエッジで決定される前記第1のクロック信号の1周期内の判定窓中に、前記第2のクロック信号の立下がりエッジがあるかを検出し、
前記第2のエッジ検出器は、前記第2のクロック信号の立上がりエッジで決定される前記第2のクロック信号の1周期内の判定窓中に、前記第1のクロック信号の立下がりエッジがあるかを検出する
前記(1)に記載の検出装置。
(8)
前記第1のエッジ検出器は、前記第1のクロック信号の立下がりエッジで決定される前記第1のクロック信号の1周期内の判定窓中に、前記第2のクロック信号の立上がりエッジがあるかを検出し、
前記第2のエッジ検出器は、前記第2のクロック信号の立下がりエッジで決定される前記第2のクロック信号の1周期内の判定窓中に、前記第1のクロック信号の立上がりエッジがあるかを検出する
前記(1)に記載の検出装置。
(9)
前記論理回路の出力を前記第1のクロック信号でカウントする第1の計数回路をさらに備える
前記(1)乃至(8)のいずれかに記載の検出装置。
(10)
前記第1のクロック信号及び前記第2のクロック信号の異常を検出する異常検出回路をさらに備える
前記(9)に記載の検出装置。
(11)
前記異常検出回路は、
前記第1のクロック信号の異常を検出する第2の計数回路と、
前記第2のクロック信号の異常を検出する第3の計数回路と
を有する
前記(10)に記載の検出装置。
(12)
前記第2の計数回路は、前記論理回路の出力と前記第1の計数回路の出力とから生成されたイネーブル信号が示すイネーブル期間中に、前記第2のクロック信号に基づいてカウントすることで、前記第1のクロック信号の異常を検出する
前記(11)に記載の検出装置。
(13)
前記第3の計数回路は、前記論理回路の出力と前記第1の計数回路の出力とから生成されたイネーブル信号が示すイネーブル期間中に、前記第1のクロック信号に基づいてカウントすることで、前記第2のクロック信号の異常を検出する
前記(11)または(12)に記載の検出装置。
(14)
前記論理回路の出力と、前記第1の計数回路の出力とから、前記イネーブル信号を生成するイネーブル信号生成回路をさらに備える
前記(12)または(13)に記載の検出装置。
(15)
前記イネーブル信号生成回路は、前記論理回路の出力と、前記第1の計数回路の出力のNNAND演算を行うことで、前記イネーブル信号を生成する
前記(14)に記載の検出装置。
(16)
前記論理回路は、論理積を演算する回路で構成される
前記(1)乃至(15)のいずれかに記載の検出装置。
(17)
検出装置が、
第1のクロック信号の1周期中に第2のクロック信号のエッジがあるかを検出し、
前記第2のクロック信号の1周期中に前記第1のクロック信号のエッジがあるかを検出し、
前記第2のクロック信号のエッジの検出結果と、前記第1のクロック信号のエッジの検出結果の論理演算を行う
ステップを含む検出方法。
Claims (17)
- 第1のクロック信号の1周期中に第2のクロック信号のエッジがあるかを検出する第1のエッジ検出器と、
前記第2のクロック信号の1周期中に前記第1のクロック信号のエッジがあるかを検出する第2のエッジ検出器と、
前記第1のエッジ検出器の検出結果と前記第2のエッジ検出器の検出結果の論理演算を行う論理回路と
を備える検出装置。 - 前記第1のエッジ検出器は、
前記第2のクロック信号のエッジの有無を検出する第1のエッジ検出部と、
前記第1のクロック信号の1周期単位で前記第1のエッジ検出部をリセットするリセットパルスを生成する第1のリセットパルス生成部と、
前記第1のエッジ検出部がリセットされる直前の前記第1のエッジ検出部の検出結果を取得して出力する第1の検出結果取得部と
を備え、
前記第2のエッジ検出器は、
前記第1のクロック信号のエッジの有無を検出する第2のエッジ検出部と、
前記第2のクロック信号の1周期単位で前記第2のエッジ検出部をリセットするリセットパルスを生成する第2のリセットパルス生成部と、
前記第2のエッジ検出部がリセットされる直前の前記第2のエッジ検出部の検出結果を取得して出力する第2の検出結果取得部と
を備える
請求項1に記載の検出装置。 - クロック信号の立上がりエッジまたは立下がりエッジの一方を第1のエッジとし、他方を第2のエッジとして、
前記第1のエッジ検出器は、前記第1のクロック信号の前記第1のエッジで決定される前記第1のクロック信号の1周期内の判定窓中に、前記第2のクロック信号の前記第2のエッジがあるかを検出し、
前記第2のエッジ検出器は、前記第2のクロック信号の前記第2のエッジで決定される前記第2のクロック信号の1周期内の判定窓中に、前記第1のクロック信号の前記第1のエッジがあるかを検出する
請求項1に記載の検出装置。 - 前記第1のエッジ検出器は、前記第1のクロック信号の立下がりエッジで決定される前記第1のクロック信号の1周期内の判定窓中に、前記第2のクロック信号の立上がりエッジがあるかを検出し、
前記第2のエッジ検出器は、前記第2のクロック信号の立上がりエッジで決定される前記第2のクロック信号の1周期内の判定窓中に、前記第1のクロック信号の立下がりエッジがあるかを検出する
請求項1に記載の検出装置。 - 前記第1のエッジ検出器は、前記第1のクロック信号の立上がりエッジで決定される前記第1のクロック信号の1周期内の判定窓中に、前記第2のクロック信号の立下がりエッジがあるかを検出し、
前記第2のエッジ検出器は、前記第2のクロック信号の立下がりエッジで決定される前記第2のクロック信号の1周期内の判定窓中に、前記第1のクロック信号の立上がりエッジがあるかを検出する
請求項1に記載の検出装置。 - クロック信号の立上がりエッジまたは立下がりエッジの一方を第1のエッジとし、他方を第2のエッジとして、
前記第1のエッジ検出器は、前記第1のクロック信号の前記第1のエッジで決定される前記第1のクロック信号の1周期内の判定窓中に、前記第2のクロック信号の前記第2のエッジがあるかを検出し、
前記第2のエッジ検出器は、前記第2のクロック信号の前記第1のエッジで決定される前記第2のクロック信号の1周期内の判定窓中に、前記第1のクロック信号の前記第2のエッジがあるかを検出する
請求項1に記載の検出装置。 - 前記第1のエッジ検出器は、前記第1のクロック信号の立上がりエッジで決定される前記第1のクロック信号の1周期内の判定窓中に、前記第2のクロック信号の立下がりエッジがあるかを検出し、
前記第2のエッジ検出器は、前記第2のクロック信号の立上がりエッジで決定される前記第2のクロック信号の1周期内の判定窓中に、前記第1のクロック信号の立下がりエッジがあるかを検出する
請求項1に記載の検出装置。 - 前記第1のエッジ検出器は、前記第1のクロック信号の立下がりエッジで決定される前記第1のクロック信号の1周期内の判定窓中に、前記第2のクロック信号の立上がりエッジがあるかを検出し、
前記第2のエッジ検出器は、前記第2のクロック信号の立下がりエッジで決定される前記第2のクロック信号の1周期内の判定窓中に、前記第1のクロック信号の立上がりエッジがあるかを検出する
請求項1に記載の検出装置。 - 前記論理回路の出力を前記第1のクロック信号でカウントする第1の計数回路をさらに備える
請求項1に記載の検出装置。 - 前記第1のクロック信号及び前記第2のクロック信号の異常を検出する異常検出回路をさらに備える
請求項9に記載の検出装置。 - 前記異常検出回路は、
前記第1のクロック信号の異常を検出する第2の計数回路と、
前記第2のクロック信号の異常を検出する第3の計数回路と
を有する
請求項10に記載の検出装置。 - 前記第2の計数回路は、前記論理回路の出力と前記第1の計数回路の出力とから生成されたイネーブル信号が示すイネーブル期間中に、前記第2のクロック信号に基づいてカウントすることで、前記第1のクロック信号の異常を検出する
請求項11に記載の検出装置。 - 前記第3の計数回路は、前記論理回路の出力と前記第1の計数回路の出力とから生成されたイネーブル信号が示すイネーブル期間中に、前記第1のクロック信号に基づいてカウントすることで、前記第2のクロック信号の異常を検出する
請求項11に記載の検出装置。 - 前記論理回路の出力と、前記第1の計数回路の出力とから、前記イネーブル信号を生成するイネーブル信号生成回路をさらに備える
請求項12に記載の検出装置。 - 前記イネーブル信号生成回路は、前記論理回路の出力と、前記第1の計数回路の出力のNNAND演算を行うことで、前記イネーブル信号を生成する
請求項14に記載の検出装置。 - 前記論理回路は、論理積を演算する回路で構成される
請求項1に記載の検出装置。 - 検出装置が、
第1のクロック信号の1周期中に第2のクロック信号のエッジがあるかを検出し、
前記第2のクロック信号の1周期中に前記第1のクロック信号のエッジがあるかを検出し、
前記第2のクロック信号のエッジの検出結果と、前記第1のクロック信号のエッジの検出結果の論理演算を行う
ステップを含む検出方法。
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