KR101567834B1 - Clock and data recovery circuit and recovery method using the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a clock, a data recovery circuit, and a recovery method which recovery serial data from a serial data signal received by including a clock. The present invention detects a period of a clock signal inputted from the outside, and separately configures a circuit unit converting parallel data on a rapid period, and a slow period, thereby having an effect of increasing bandwidths of the clock and the data recovery circuit.

Description

클럭 및 데이터 복원 회로 및 복원 방법{CLOCK AND DATA RECOVERY CIRCUIT AND RECOVERY METHOD USING THE SAME}CLOCK AND DATA RECOVERY CIRCUIT AND RECOVERY METHOD USING THE SAME

본 발명은 클럭이 포함되어 수신되는 직렬 데이터 신호로부터 직렬 데이터를 복원하는 클럭 및 데이터 복원 회로 및 복원 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 수신되는 직렬 데이터 신호의 주기를 판별하고, 10 비트 이하의 데이터로 전송되는 경우에는 별도의 직병렬변환기와 유한상태기계(FSM, Finite State Machine)를 이용하여 처리하는 것을 특징으로 하는 클럭 및 데이터 복원 회로 및 이를 이용한 복원 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a clock and data restoration circuit and a restoration method for recovering serial data from a received serial data signal including a clock. More specifically, the present invention relates to a clock and data restoration circuit and a restoration method for determining a period of a received serial data signal, The present invention relates to a clock and data restoration circuit and a restoration method using the FSM and the finite state machine (FSM).

최근, 통신 기술이 발달함에 따라 데이터의 전송 속도가 초당 수십에서 수백 기가 비트에 이르게 되었다. 일반적으로, 이러한 초고속 통신에서는 병렬 인터페이스 장치보다는 직렬 인터페이스 장치가 많이 사용된다. 그 이유는, 송수신되는 데이터의 각 비트들간의 크로스 토크(crosstalk), 노이즈 커플링(noise coupling) 등에 의해 병렬 인터페이스 장치의 최대 전송 거리 및 전송 속도가 제한되기 때문이다.Recently, with the development of communication technology, the data transmission speed has increased from tens to hundreds of gigabits per second. Generally, in such high-speed communication, a serial interface device is used rather than a parallel interface device. This is because the maximum transmission distance and the transmission speed of the parallel interface device are limited due to crosstalk, noise coupling, etc. between respective bits of data to be transmitted and received.

직렬 인터페이스 장치는 병렬 형식의 데이터를 직렬 형식으로 변환하여 전송 하고, 직렬 형식의 데이터를 수신하여 다시 병렬 형식으로 변환한다. 이러한 직렬 인터페이스 장치는 클럭과 데이터를 동시에 각각 전송하는 병렬 인터페이스 장치와는 달리, 클럭 정보를 포함하는 데이터 신호만을 전송한다. 그 이유는, 초고속 통신에서 데이터들의 단위 간격(unit interval)이 보통 1ns이하로 매우 짧고, 전송 거리가 길기 때문에, 클럭과 데이터를 동시에 전송하면 수신단에서 클럭과 데이터에 스큐가 발생될 수 있기 때문이다. 따라서, 송신단에서는 클럭 정보를 포함하는 데이터로 변환하여 전송하고, 수신단에서는 수신된 데이터로부터 클럭과 데이터를 추출해야 한다. 여기에서, 클럭 정보를 포함하는 데이터 신호로부터 클럭과 데이터를 추출하는 기능을 수행하는 것이 데이터 복원 장치 또는 시리얼 링크라 한다.The serial interface device converts the data in the parallel format into the serial format, and transmits the data in the serial format. Unlike the parallel interface device that simultaneously transmits the clock and the data, the serial interface device transmits only the data signal including the clock information. This is because the unit interval of data in the high-speed communication is very short, usually 1 ns or less, and the transmission distance is long, so that if the clock and data are simultaneously transmitted, skew can be generated in the clock and data at the receiving end . Therefore, the transmitting end converts the data into the data including the clock information, and the receiving end extracts the clock and data from the received data. Here, performing the function of extracting the clock and data from the data signal including the clock information is referred to as a data restoration device or a serial link.

일반적으로, 시리얼 링크는 오버 샘플링(oversampling) 구조, 트랙킹(tracking) 구조, 위상 보간기(phase interpolation) 구조 등으로 구현될 수 있다. Generally, the serial link can be implemented by an oversampling structure, a tracking structure, a phase interpolation structure, and the like.

오버 샘플링 구조에 의한 데이터의 복원 과정은 다음과 같다. 먼저, 수신단에서 복수의 샘플링 클럭을 발생하고, 수신되는 직렬 데이터를 상기 복수의 샘플링 클럭을 이용하여 일정 간격으로 래치한다. 상기 래치된 데이터로부터 트랜지션(transition) 구간을 검출하고, 상기 래치된 데이터 중에서 상기 트랜지션 구간으로부터 가장 멀리 떨어진 데이터를 유효 데이터로서 출력한다. 여기에서, 상기 샘플링 클럭의 개수는 하나의 데이터로부터 몇 개의 데이터를 래치할 것인가에 따라 다양하게 변경될 수 있다.The restoration process of the data by the oversampling structure is as follows. First, a receiving terminal generates a plurality of sampling clocks, and latches the received serial data at predetermined intervals using the plurality of sampling clocks. Detects a transition section from the latched data, and outputs, as valid data, data farthest from the transition section of the latched data. Here, the number of the sampling clocks may be variously changed depending on how many data are to be latched from one data.

트랙킹 구조에 의한 데이터의 복원 과정은 다음과 같다. 먼저, 수신단에서 데이터의 중앙에 위치가 고정되는 클럭과, 데이터의 에지를 추종하는 클럭을 포함하는 두 개의 샘플링 클럭을 발생한다. 두 개의 샘플링 클럭을 이용하여 수신되는 데이터를 일정 간격으로 래치하고, 상기 고정된 샘플링 클럭에 의해 래치된 데이터를 유효 데이터로서 검출한다.The process of restoring the data by the tracking structure is as follows. First, two sampling clocks including a clock whose position is fixed at the center of data at the receiving end and a clock which follows the edge of the data are generated. Latches the received data at regular intervals using two sampling clocks, and detects the data latched by the fixed sampling clock as valid data.

위상 보간기 구조에 의한 데이터의 복원 과정은 다음과 같다. 먼저, 수신단에서 복수의 샘플링 클럭과, 샘플링 클럭들 사이에서 데이터의 에지를 추종하는 추종 클럭을 발생한다. 복수의 샘플링 클럭과 추종 클럭을 이용하여 수신되는 데이터를 일정 간격으로 래치하고, 추종 클럭에 의해 검출된 트랜지션 구간에서 가장 먼 곳의 데이터를 유효 데이터로서 검출한다.
The restoration process of the data by the phase interpolator structure is as follows. First, a receiving end generates a plurality of sampling clocks and a tracking clock that tracks edges of data between sampling clocks. Data received using a plurality of sampling clocks and a follow-up clock is latched at predetermined intervals, and data at a farthest position in a transition interval detected by the follow-up clock is detected as effective data.

도 1은 종래 위상 보간기 구조에 의한 시리얼 링크의 블록도이다. 위상 보간기를 갖는 시리얼 링크는 입력되는 직렬 데이터를 클럭조정신호(iCLK, qCLK)에 따라 클럭을 재조정한 후 1비트씩 수신하는 샘플러와, 쉬프트 레지스터 등으로 구성되어 샘플러로부터 1비트씩 입력되는 데이터를 정해진 n개 병렬 데이터로 변환하는 직병렬 변환기와, 직병렬 변환기로부터 데이터를 수신한 후 위상 증가 신호(up 신호)와 위상 감소 신호(down 신호)를 생성하는 유한상태기계(FSM, Final State Machine)와, FSM으로부터 출력되는 위상 증감 신호(up/down 신호)를 이용하여 위상고정루프(PLL, Phase Lock Loop)로부터 입력되는 두 개의 기준 위상 신호(iCLKref, qCLKref)를 위상 보간하여 복원된 클럭(iCLK, qCLK)을 생성하는 위상 보간기로 구성된다. 여기서 위상고정루프(PLL)를 구성하는 주파수 위상 검출기의 입력으로는 궤환 입력과 입력 클럭을 사용한다. 고속 직렬 전송에서 (1) 입력되는 데이터에 입력 클럭을 함께 송부하는 방식과 (2) 클럭은 송부하지 않고 데이터만을 송부하는 방식이 있다. 전자의 경우에는 입력 클럭을 일부 보정한 후 위상고정루프의 입력으로 사용하고, 후자의 경우에는 데이터로부터 클럭을 복원하고 복원된 클럭을 위상고정루프의 입력으로 사용한다.1 is a block diagram of a serial link according to the conventional phase interpolator structure. A serial link having a phase interpolator is composed of a sampler that receives input serial data by 1 bit after readjusting the clock according to a clock adjustment signal (iCLK, qCLK), and a shift register, A finite state machine (FSM) that generates a phase increase signal (up signal) and a phase decrease signal (down signal) after receiving data from the deserializer, Phase clock signals iCLKref and qCLKref inputted from a phase locked loop (PLL) using phase up / down signals (up / down signals) outputted from the FSM, , qCLK). Here, feedback inputs and input clocks are used as inputs of the frequency phase detector constituting the PLL. In high-speed serial transmission, there are (1) a method of sending an input clock to input data and (2) a method of sending only data without sending a clock. In the former case, the input clock is partially corrected and used as an input to the phase locked loop. In the latter case, the clock is recovered from the data and the recovered clock is used as the input to the phase locked loop.

이러한 위상 보간 제어를 지속적으로 수행함으로써 클럭 및 데이터 복원(CDR, Clock and Data Recovery) 회로가 입력 시리얼 데이터를 최적 지점에서 샘플링하여 복원할 수 있도록 한다. 입력 시리얼 데이터의 에지는 주파수에 따라 변할 수 있으므로 클럭 및 데이터 복원 회로도 이에 따라 적절하게 샘플링 지점을 변경시킬 수 있어야 한다. 이를 CDR 루프 대역폭(bandwidth)이라 하며, 수학식 1로 표시할 수 있다.By continuously performing the phase interpolation control, the clock and data recovery circuit (CDR) can sample and recover the input serial data at the optimum point. Since the edges of the input serial data can vary in frequency, the clock and data recovery circuitry must be able to change the sampling point accordingly. This is called the CDR loop bandwidth and can be expressed by Equation (1).

Figure 112014074488268-pat00001
Figure 112014074488268-pat00001

여기서, Kp: 위상 디텍터 이득(Phase Detector Gain), Here, Kp is a phase detector gain,

Kpa: 위상 보간기 이득(Phase Adjuster Gain),Kpa: Phase Adjuster Gain,

T: FSM 동작 주기(Operating Period)
T: FSM operating period (Operating Period)

수학식 1에 따르면 CDR 루프 대역폭은 FSM 동작 주기에 종속됨을 알 수 있고, 데이터 전송률이 낮아짐에 따라 클럭 및 데이터 복원 회로의 루프 대역폭도 함께 낮아지며, 다양한 고속 시리얼 데이터 전송 규격에서 요구하는 성능을 만족시킬 수 없음을 알 수 있다. HDMI 신호를 경우를 예로 들면, VGA급 영상 데이터를 전송할 경우에는 약 250MBPS 데이터 전송률로 데이터가 전송되며, full HD급 영상 데이터를 전송할 경우에는 약 3.4GBPS 속도로 데이터를 전송하게 된다. 종합하면 HDMI 신호 전송라인의 경우 250MBPS ~ 3.4GBPS 전송율을 하나의 클럭 및 데이터 복원 회로로 처리하기에는 대역폭의 한계가 발생되었다.
According to Equation (1), it can be seen that the CDR loop bandwidth is dependent on the FSM operation period, and as the data rate is lowered, the loop bandwidth of the clock and data recovery circuit is also lowered and satisfies the performance required in various high-speed serial data transmission standards It can be seen that there is no number. For example, in the case of an HDMI signal, data is transmitted at a data transfer rate of about 250 MBPS when VGA image data is transmitted, and about 3.4 GBPS when full HD image data is transmitted. In sum, bandwidth limitations exist in the case of HDMI signal transmission line to process 250MBPS ~ 3.4GBPS rate with one clock and data recovery circuit.

특허문헌 1: 한국공개특허 10-2004-0075243(2004.08.27. 공개)Patent Document 1: Korean Patent Laid-Open No. 10-2004-0075243 (published on Aug. 27, 2004)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 낮은 데이터률(Data rate)과 높은 데이터률에 따라 데이터 신호가 전송될 경우 이를 각각 처리하는 클럭 및 데이터 복원 회로를 제안함으로써 대역폭 부족에 따른 문제점을 해결하는 클럭 및 데이터 복원 회로 및 복원 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems and it is an object of the present invention to provide a clock and data recovery circuit for processing data signals according to a low data rate and a high data rate, And to provide a clock and data restoration circuit and a restoration method that solve the above problems.

본 발명의 상기 목적은 클럭과 데이터가 포함된 클럭 신호를 시리얼로 입력받은 후 클럭과 데이터를 위상고정루프를 이용하여 복원하는 클럭 및 데이터 복원 회로로서, 입력되는 클럭신호를 1비트의 iDATA 및 qDATA로 샘플링하는 데이터 샘플러와, 데이터 샘플러로부터 입력되는 1비트의 데이터를 모은 후 10 비트의 병렬 I/Q 데이터로 출력하는 제1직병렬변환기와, 제1직병렬변환기로부터 입력되는 10 비트의 병렬 I/Q 데이터를 입력으로 하여 최종 상태를 결정하고, 위상제어신호를 출력하는 제1유한상태기계(Finite State Machine)와, 데이터 샘플러로부터 입력되는 1비트의 데이터를 모은 후 10보다 작은 자연수인 N비트의 병렬 I/Q 데이터로 출력하는 제2직병렬변환기와, 제2직병렬변환기로부터 입력되는 N 비트의 병렬 I/Q 데이터를 입력으로 하여 최종 상태를 결정하고, 위상제어신호를 출력하는 제2유한상태기계와, 위상고정루프로부터 기준 클럭을 입력받고, 상기 제1유한상태기계 또는 제2유한상태기계 중에서 선택된 하나로부터 출력되는 위상제어신호를 입력으로 하여 상기 데이터 샘플러에 보정된 i클럭과 q클럭을 제공하는 위상 보간기를 포함하는 것을 특징으로 하는 클럭 및 데이터 복원 회로에 의해서 달성 가능하다.
The above object of the present invention is achieved by a clock and data restoration circuit for recovering a clock and data by using a phase locked loop after receiving a clock signal including a clock and data serially and inputting the clock signal into a 1-bit iDATA and a qDATA A first serial-to-parallel converter for collecting 1-bit data input from the data sampler and then outputting 10-bit parallel I / Q data; and a 10-bit parallel I A first finite state machine for inputting / Q data to determine a final state and outputting a phase control signal, and a second finite state machine for collecting 1-bit data input from the data sampler, Parallel I / Q data input from the second serializer, and a final state is determined by inputting N parallel I / Q data input from the second serializer A second finite state machine for outputting a phase control signal, a phase locked loop for receiving a reference clock from the phase locked loop and receiving a phase control signal output from one selected from the first finite state machine or the second finite state machine And a phase interpolator for providing the corrected i-clock and q-clock to the data sampler.

본 발명의 또 다른 목적은 클럭과 데이터가 포함된 클럭 신호를 시리얼로 입력받은 후 클럭과 데이터를 위상고정루프를 이용하여 복원하는 클럭 및 데이터 복원하는 방법으로서, 입력되는 클럭신호를 1비트의 iDATA 및 qDATA로 샘플링하는 제1단계와, 제1단계로부터 입력되는 1비트의 데이터를 모은 후 10 비트의 병렬 I/Q 데이터로 출력하는 제2-1단계와, 제2-1단계로로부터 입력되는 10 비트의 병렬 I/Q 데이터를 입력으로 하여 최종 상태를 결정하고, 위상제어신호를 출력하는 제3-1단계와, 제1단계로부터 입력되는 1비트의 데이터를 모은 후 10보다 작은 자연수인 N비트의 병렬 I/Q 데이터로 출력하는 제2-2단계와, 제2-2단계로부터 입력되는 N 비트의 병렬 I/Q 데이터를 입력으로 하여 최종 상태를 결정하고, 위상제어신호를 출력하는 제3-2단계와, 위상고정루프로부터 기준 클럭을 입력받고, 상기 제3-1단계 또는 상기 제3-2단계 중에서 선택된 하나의 단계로부터 출력되는 위상제어신호를 입력으로 하여 상기 제1단계의 샘플링 단계에 사용되는 i클럭과 q클럭을 출력하는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 클럭 및 데이터 복원 방법에 의해서 달성 가능하다.
It is still another object of the present invention to provide a clock and data recovery method for restoring a clock and data by using a phase locked loop after receiving a clock signal including a clock and data serially, And qDATA; a second stage of collecting 1-bit data input from the first stage and outputting 10-bit parallel I / Q data after the first stage; A third step of determining a final state by inputting 10-bit parallel I / Q data and outputting a phase control signal, a third step of collecting 1-bit data input from the first step, Bit parallel I / Q data input from the first stage and the N parallel I / Q data input from the second stage, and outputs a phase control signal Step 3-2, and step 3-2, And a phase control signal output from one of the 3-1st and 3-2steps is input to the i-th clock and the q-clock, which are used in the sampling step of the first step, And a fourth step of outputting the clock and data.

본 발명에 따른 클럭 및 데이터 복원 회로 및 복원 방법에 의하면 입력되는 데이터률을 판별하고, 낮은 데이터률을 갖는 데이터 신호와 높은 데이터률을 갖는 데이터 신호를 별개의 직병렬변환기와 FSM을 사용하여 처리하는 클럭 및 데이터 복원 회로를 구현함으로써 대역폭 부족에 따른 문제점을 해결할 수 있게 되었다.
According to the clock and data restoring circuit and the restoring method according to the present invention, the input data rate is discriminated, and the data signal having the low data rate and the data signal having the high data rate are processed using the separate serializer and FSM By implementing the clock and data restoration circuit, it is possible to solve the problem caused by lack of bandwidth.

도 1은 종래 위상 보간기 구조에 의한 시리얼 링크의 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 일 실시예의 클럭 및 데이터 복원 회로를 구비하는 시리얼 링크의 블록도.
1 is a block diagram of a serial link by a conventional phase interpolator structure;
2 is a block diagram of a serial link having a clock and data recovery circuit according to an embodiment of the present invention;

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail.

이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
It is to be understood that the present invention is not intended to be limited to the specific embodiments but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 일 실시예의 클럭 및 데이터 복원 회로를 구비하는 시리얼 링크의 블록도이다. 본 발명에 따른 시리얼 링크는 버퍼, 데이터샘플러, 제1직병렬변환기, 제1FSM, 제2직병렬변환기, 제2FSM, 멀티플렉서(MUX, multiplexer), 위상보간기, 위상고정루프(PLL), 먹스(MUX), 및 입력데이터 전송률 판별기로 구성된다.2 is a block diagram of a serial link including a clock and data recovery circuit according to an embodiment of the present invention. A serial link according to the present invention includes a buffer, a data sampler, a first serializer, a first FSM, a second serializer, a second FSM, a multiplexer, a phase interpolator, a PLL, MUX), and an input data rate discriminator.

버퍼는 입력되는 클럭 데이터를 일시적으로 저장하는 회로 블럭이며, 데이터샘플러는 입력되는 클럭 데이터를 위상 보간기로부터 입력되는 iCLK(in phase clock)와 qCLK(quadrature clock)에 따라 1비트 데이터(iDATA, qDATA)로 추출하는 회로 블록이다. 제1직병렬변환기는 복수 개 플립플롭으로 구성되며, 데이터샘플러로부터 입력되는 시리얼 데이터를 저장한 후 10 비트 병렬 데이터(I/Q Data 10-bit)로 출력하는 회로 블록이다. 제1직병렬변환기는 10 비트 데이터를 하나의 클럭에 처리해야 하므로 데이터샘플러에서 사용하는 클럭을 10으로 디바이드한 클럭(CLKdiv10)에 의해 동작된다. 제2직병렬변환기는 복수 개 플립플롭으로 구성되며, 데이터샘플러로부터 입력되는 시리얼 데이터를 저장한 후 N 비트 병렬 데이터(I/Q Data N-bit)로 출력하는 회로 블록이다. 여기서 N은 10보다 작은 자연수이다. 제2직병렬변환기는 N 비트 데이터를 하나의 클럭에 처리해야 하므로 데이터샘플러에서 사용하는 클럭을 N으로 디바이드한 클럭(CLK divN)에 의해 동작된다. 제1FSM 및 제2FSM은 각각 제1직병렬변환기 및 제2직병렬변환기와 연결되어 입력되는 I/Q 데이터를 이용하여 현재 상태를 판별한 후 iCLK과 qCLK를 보정하기 위한 위상제어신호를 출력하는 회로블록이다. 위상고정루프(PLL, Phase Lock Loop)는 입력되는 데이터로부터 고정된 iCLK ref 및 qCLK ref로 구성되는 기준 클럭을 생성하는 구성 블럭이다.The buffer is a circuit block for temporarily storing input clock data, and the data sampler outputs 1-bit data (iDATA, qDATA) according to an in phase clock (iCLK) and a quadrature clock (qCLK) input from a phase interpolator. ). The first serial-to-parallel converter is composed of a plurality of flip-flops, and is a circuit block that stores serial data input from a data sampler and outputs 10-bit parallel data (I / Q data 10-bit). Since the first serializer needs to process 10-bit data into one clock, it operates with a clock (CLKdiv10) that divides the clock used by the data sampler by ten. The second serial-to-parallel converter is composed of a plurality of flip-flops, and is a circuit block for storing serial data input from the data sampler and outputting the serial data as N-bit parallel data (I / Q data N-bit). Where N is a natural number less than 10. Since the second serializer needs to process N-bit data into one clock, it operates by a clock (CLK divN) that divides the clock used by the data sampler by N. The first FSM and the second FSM are connected to the first serializer and the second serializer, respectively, and discriminate the current state using input I / Q data and then output a phase control signal for correcting iCLK and qCLK. Block. A phase locked loop (PLL) is a constituent block for generating a reference clock composed of fixed iCLK ref and qCLK ref from input data.

데이터 전송률 판별기는 외부에서 입력되는 데이터의 전송률을 판별하여 높은 데이터 전송률을 갖는 데이터가 입력되는지 또는 낮은 데이터 전송률을 갖는 데이터가 입력되는지를 판별하는 회로블록이다. 데이터 전송률 판별은 여러 공지된 기술로서 구현이 가능하며, 하나의 구현 예로서, 위상고정루프로부터 출력되는 iCLK ref 및 qCLK ref로 구성되는 기준 클럭과 위상보간기로부터 출력되는 iCLK와 qCLK를 이용하여 입력되는 클럭 데이터가 빠른 데이터 전송률을 갖는지 또는 느린 데이터 전송률을 갖는지를 판별한 후 출력하는 회로블록이다. 본 발명에 따른 시리얼 링크는 Full HD와 같이 3.5GHz에서 동작하는 빠른 주기를 갖는 클럭 데이터가 입력되는 경우에는 제1직병렬변환기에 의해서 10비트의 병렬 데이터로 변환되고 제1FSM을 통해 데이터 처리된 후 MUX에 의해 선택되고, 제1FSM과 위상보간기가 연결되는 방식으로 동작한다. 또한 본 발명에 따른 시리얼 링크는 외부로부터 입력되는 데이터가 VGA 신호와 같이 250MHz의 낮은 전송률을 갖는 데이터일 경우 제2직병렬변환기와 제2FSM을 통해 데이터 처리된 후 MUX에 의해 선택되고, 제2FSM과 위상보간기가 연결되는 방식으로 동작된다. MUX는 클럭 주기 판별기의 출력을 제어신호로 하여 제1FSM로부터 출력되는 위상제어신호 또는 제2FSM으로부터 출력되는 위상제어신호 중에서 하나를 선택하여 위상보간기로 입력한다.The data rate discriminator is a circuit block for discriminating a data rate of externally inputted data and discriminating whether data having a high data rate is input or data having a low data rate is inputted. The data rate determination can be implemented by various known techniques. In one embodiment, the reference clock, which is composed of iCLK ref and qCLK ref output from the phase locked loop, and iCLK and qCLK output from the phase interpolator, And determines whether the clock data has a high data rate or a low data rate and then outputs the result. In the case where clock data having a fast period operating at 3.5 GHz, such as Full HD, is input, the serial link according to the present invention is converted into 10-bit parallel data by a first serializer and processed through a first FSM Selected by the MUX, and operates in such a way that the first FSM and phase interpolator are coupled. Also, in the case where the data input from the outside is data having a low data rate of 250 MHz such as a VGA signal, the serial link according to the present invention is data-processed through the second serializer and the second FSM and then selected by the MUX, A phase interpolator is connected. The MUX selects one of a phase control signal output from the first FSM or a phase control signal output from the second FSM, and inputs the output to the phase interpolator using the output of the clock period discriminator as a control signal.

따라서 본 발명에 따른 클럭 및 데이터 복원 방법은 입력되는 데이터의 전송률을 검출하는 제1단계와, 검출된 데이터 전송률이 기준값 이상인지 또는 미만인지를 판별하는 제2단계와, 데이터 전송률이 빠르다고 판별되는 경우에는 제1직병렬변환기와 제1FSM을 이용하여 10 비트의 병렬데이터로 출력하고 데이터 전송률이 느리다고 판별되는 경우에는 제2직병렬변환기와 제2FSM을 이용하여 10보다 작은 N 비트의 병렬데이터로 출력하는 제 3단계를 포함하여 처리됨을 알 수 있다. 먹스(MUX)를 통해 제1FSM 또는 제2FSM 중에서 선택된 어느 하나의 FSM으로부터 출력되는 위상제어신호를 위상보간기로 출력하는 제4단계와, 위상 보간기는 먹스를 통해 입력되는 위상제어신호와 위상고정루프(PLL)로부터 입력되는 기준 클럭을 이용하여 iCLK와 qCLK를 출력하는 제5단계와, iCLK와 qCLK에 따라 입력되는 데이터를 1비트이 데이터로 추출하는 데이터 샘플링하는 제6단계를 추가적으로 더 포함하도록 구성된다.
Accordingly, the present invention provides a clock and data recovery method comprising a first step of detecting a data rate of input data, a second step of determining whether a detected data rate is greater than or less than a reference value, Bit parallel data using the first serializer and the first FSM, and when the data rate is determined to be slow, the second serializer and the second FSM are used to output parallel data of N bits smaller than 10 And the third step. A fourth step of outputting a phase control signal output from any one FSM selected from a first FSM or a second FSM through a MUX to a phase interpolator; and a phase interpolator for outputting a phase control signal, A fifth step of outputting iCLK and qCLK using a reference clock input from the PLL, and a sixth step of sampling data by extracting one bit of data input according to iCLK and qCLK.

본 명세서의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략하였다.In the following description of the embodiments of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present disclosure rather unclear.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

또한 본 발명의 실시예에 나타나는 구성부들은 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시되는 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 포함한 것으로 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 합쳐져 하나의 구성부로 이루어지거나, 하나의 구성부가 복수 개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있고 이러한 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리범위에 포함된다.In addition, the components shown in the embodiments of the present invention are shown independently to represent different characteristic functions, which does not mean that each component is composed of separate hardware or software constituent units. That is, each constituent unit is included in each constituent unit for convenience of explanation, and at least two constituent units of the constituent units may be combined to form one constituent unit, or one constituent unit may be divided into a plurality of constituent units to perform a function. The integrated embodiments and separate embodiments of the components are also included within the scope of the present invention, unless they depart from the essence of the present invention.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the relevant art and are to be interpreted in an ideal or overly formal sense unless explicitly defined in the present application Do not.

Claims (6)

클럭과 데이터가 포함된 클럭 신호를 시리얼로 입력받은 후 클럭과 데이터를 위상고정루프를 이용하여 복원하는 클럭 및 데이터 복원 회로로서,
입력되는 클럭신호를 1비트의 iDATA 및 qDATA로 샘플링하는 데이터 샘플러와,
상기 데이터 샘플러로부터 입력되는 1비트의 데이터를 모은 후 10 비트의 병렬 I/Q 데이터로 출력하는 제1직병렬변환기와,
상기 제1직병렬변환기로부터 입력되는 10 비트의 병렬 I/Q 데이터를 입력으로 하여 최종 상태를 결정하고, 위상제어신호를 출력하는 제1유한상태기계(Finite State Machine)와,
상기 데이터 샘플러로부터 입력되는 1비트의 데이터를 모은 후 10보다 작은 자연수인 N비트의 병렬 I/Q 데이터로 출력하는 제2직병렬변환기와,
상기 제2직병렬변환기로부터 입력되는 N 비트의 병렬 I/Q 데이터를 입력으로 하여 최종 상태를 결정하고, 위상제어신호를 출력하는 제2유한상태기계와,
상기 위상고정루프로부터 기준 클럭을 입력받고, 상기 제1유한상태기계 또는 상기 제2유한상태기계 중에서 선택된 하나로부터 출력되는 위상제어신호를 입력으로 하여 상기 데이터 샘플러에 보정된 i클럭과 q클럭을 제공하는 위상 보간기를 포함하는 것을 특징으로 하는 클럭 및 데이터 복원 회로.
There is provided a clock and data restoration circuit for restoring a clock and data by using a phase locked loop after receiving a clock signal including a clock and data,
A data sampler for sampling an input clock signal with one bit of iDATA and qDATA,
A first serial-to-parallel converter for collecting 1-bit data input from the data sampler and outputting 10-bit parallel I / Q data;
A first finite state machine for inputting 10-bit parallel I / Q data input from the first serial-to-parallel converter to determine a final state and outputting a phase control signal,
A second serial-parallel converter for collecting 1-bit data input from the data sampler and outputting N-bit parallel I / Q data that is a natural number less than 10;
A second finite state machine for inputting N parallel I / Q data input from the second serial-to-parallel converter to determine a final state and outputting a phase control signal,
Receiving a reference clock from the phase locked loop and inputting a phase control signal output from one selected from the first finite state machine or the second finite state machine to provide the corrected i clock and q clock to the data sampler And a phase interpolator for performing a phase interpolator operation on the clock signal.
제 1항에 있어서,
외부에서 입력되는 상기 클럭신호의 주기를 검출한 후, 검출된 주기가 기준 주기값에 비해 긴 장(長)주기인지 짧은 단(短)주기인지 여부를 출력하는 클럭 주기 판별기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 클럭 및 데이터 복원 회로.
The method according to claim 1,
And a clock period discriminator for detecting whether the detected period is a long period or a short period which is longer than the reference period value after detecting the period of the clock signal input from the outside A clock and data recovery circuit.
제 2항에 있어서,
상기 제1유한상태기계 및 상기 제2유한상태기계와 상기 위상보간기 사이에는 상기 클럭 주기 판별기의 출력에 제어되어 상기 제1유한상태기계로부터 출력되는 위상제어신호 또는 상기 제2유한상태기계로부터 출력되는 위상제어신호 중에서 하나를 선택하는 멀티플렉서(Multiplexer)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 클럭 및 데이터 복원 회로.
3. The method of claim 2,
And a phase control signal output from the first finite state machine or controlled by an output of the clock period discriminator between the first finite state machine and the second finite state machine and the phase interpolator, Further comprising a multiplexer for selecting one of the output clock signals and the output phase control signals.
삭제delete 클럭과 데이터가 포함된 클럭 신호를 시리얼로 입력받은 후 클럭과 데이터를 위상고정루프를 이용하여 복원하는 클럭 및 데이터 복원하는 방법으로서,
입력되는 클럭신호를 1비트의 iDATA 및 qDATA로 샘플링하는 제1단계와,
상기 제1단계로부터 입력되는 1비트의 데이터를 모은 후 10 비트의 병렬 I/Q 데이터로 출력하는 제2-1단계와,
상기 제2-1단계로부터 입력되는 10 비트의 병렬 I/Q 데이터를 입력으로 하여 최종 상태를 결정하고, 위상제어신호를 출력하는 제3-1단계와,
상기 제1단계로부터 입력되는 1비트의 데이터를 모은 후 10보다 작은 자연수인 N비트의 병렬 I/Q 데이터로 출력하는 제2-2단계와,
상기 제2-2단계로부터 입력되는 N 비트의 병렬 I/Q 데이터를 입력으로 하여 최종 상태를 결정하고, 위상제어신호를 출력하는 제3-2단계와,
상기 위상고정루프로부터 기준 클럭을 입력받고, 상기 제3-1단계 또는 상기 제3-2단계 중에서 선택된 하나의 단계로부터 출력되는 위상제어신호를 입력으로 하여 상기 제1단계의 샘플링 단계에 사용되는 i클럭과 q클럭을 출력하는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 클럭 및 데이터 복원 방법.
CLAIMS 1. A method of restoring a clock and data by receiving a clock signal including a clock and data serially and then restoring the clock and data using a phase locked loop,
A first step of sampling an input clock signal with one bit of iDATA and qDATA,
A second step of collecting 1-bit data input from the first step and outputting 10-bit parallel I / Q data,
A 3-1 step of inputting 10-bit parallel I / Q data input from the step 2-1 to determine a final state and outputting a phase control signal;
A second step of collecting 1-bit data input from the first step and outputting N-bit parallel I / Q data that is a natural number less than 10,
A 3-2 step of inputting N parallel I / Q data input from the step 2-2 to determine a final state and outputting a phase control signal;
Wherein the reference clock is input from the phase locked loop and the phase control signal output from one phase selected from the phase 3-1 or phase 3-2 is input to an i- And a fourth step of outputting the clock and the q clock.
제 5항에 있어서,
외부에서 입력되는 상기 클럭신호의 주기를 검출한 후, 검출된 주기가 기준 주기값에 비해 긴 장(長)주기인지 짧은 단(短)주기인지 여부를 출력하는 제5단계를 더 구비하고, 상기 제5단계는 다른 단계와 순서에 상관없이 수행되는 것을 특징으로 하는 클럭 및 데이터 복원 방법.
6. The method of claim 5,
Further comprising a fifth step of detecting a period of the clock signal input from the outside and then outputting whether the detected period is a long period or a short period shorter than the reference period value, Wherein the fifth step is performed irrespective of the other steps and the order.
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