KR19980068373A - Clock and timing recovery device of digital packet data - Google Patents

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Abstract

헤드앤드(Headend)시스템의 재송신장치(Remodulator)의 디지탈 패킷 데이터의 클럭 및 타이밍 복구장치에 관한 것으로 입력 데이터를 클럭 지연을 가지는 각 데이터들을 출력하는 쉬프트 레지스터부와, 선택신호에 따라 상기 쉬프트 레지스터부에서 출력되는 데이터들중 하나를 선택하여 출력하는 선택부와, 상기 선택부에서 출력된 데이터의 위상을 검출하여 필터링하고, 데이터 모드에 따라 기준 클럭을 분주하여 출력하는 PLL 루프와, 프리엠블의 검출에 따라 상기 PLL 루프에서 출력된 기준클럭과 입력 데이터를 비교하여 입력 데이터의 쉬프트량에 대한 선택신호를 상기 선택부로 출력하는 쉬프트 데이터 선택부와, 상기 PLL 루프에서 출력되는 클럭을 이용하여 상기 선택부에서 출력된 데이터를 딜레이하여 타이밍을 복구하는 타이밍 복구부로 구성되어 중계기에 수신된 지터를 가지는 데이터의 클럭정보를 찾아 클럭복구함으로써 목적 터미널에 정확한 데이터를 보낼수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a clock and timing recovery apparatus for digital packet data of a remodulator of a headend system. The shift register unit outputs input data of each data having a clock delay, and the shift register unit according to a selection signal. A selector which selects and outputs one of the data output from the PDU, a PLL loop which detects and filters the phase of the data output from the selector, divides and outputs a reference clock according to the data mode, and detects a preamble A shift data selection unit for comparing a reference clock output from the PLL loop with input data and outputting a selection signal for the shift amount of input data to the selection unit, and using the clock output from the PLL loop; It is composed of a timing recovery unit for recovering the timing by delaying the data output from There is an effect that locate the clock information of the data having the jitter received at the meter can send the correct data to the object terminal by clock recovery.

Description

디지탈 패킷 데이터의 클럭 및 타이밍 복구장치Clock and timing recovery device of digital packet data

본 발명은 케이블 모뎀 시스템의 헤드앤드(Headend)에 관한 것으로, 특히 재송신장치(Remodulator)에서 디지탈 패킷 데이터의 클럭 및 타이밍 복구장치에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a headend of a cable modem system, and more particularly, to clock and timing recovery of digital packet data in a remodulator.

일반적인 재송신장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.A general retransmission apparatus will be described below with reference to the accompanying drawings.

도 1은 일반적인 케이블 모뎀의 헤드앤드에서의 재송신장치를 설명하기 위한 블록도로써, 업 스트림(Upstream)의 라디오 주파수 입력과 국부 발진 주파수의 입력으로 중간 주파수(IF)를 출력하는 제 1 믹서부(11)와, 제 1 믹서부(11)에서 출력되는 중간 주파수를 PSK(Phase Shift Keying) 복조를 수행하는 PSK 복조부(12)와, PSK 복조부(12)에서 출력되는 데이터의 클럭 복구 및 데이터의 타이밍을 복구하는 클럭 및 타이밍 복구부(13)와, 클럭 및 타이밍 복구부(13)에서 복구된 데이터를 다른 네트워크와 통신하기 위한 에서넷(Ethernet) 데이터를 출력하는 에서넷 인터페이스(14)와, 클럭 및 타이밍 복구부(13)에서 복구된 데이터를 다시 PSK 변조하여 중간 주파수를 출력하는 PSK 변조부(15)와, PSK 변조부(15)에서 출력된 중간 주파수와 국부발진 주파수를 합성하여 라디오 주파수를 출력하는 제 2 믹서부(16)로 구성된다.FIG. 1 is a block diagram illustrating a retransmission apparatus in a headend of a typical cable modem, and includes a first mixer unit for outputting an intermediate frequency IF to an upstream radio frequency input and a local oscillation frequency input. 11), a PSK demodulator 12 for performing phase shift keying (PSK) demodulation on the intermediate frequency output from the first mixer 11, and a clock recovery and data of the data output from the PSK demodulator 12; A clock and timing recovery unit 13 for restoring the timing of the clock, and an Ethernet network 14 for outputting Ethernet data for communicating the data recovered by the clock and timing recovery unit 13 with another network. The PSK modulator 15 outputs an intermediate frequency by PSK modulating the data recovered by the clock and timing recovery unit 13, and the intermediate frequency and the local oscillation frequency output from the PSK modulator 15 are synthesized. Frequency The second consists of a mixing unit 16 for output.

이와 같이 구성된 일반적인 재송신장치의 동작을 첨부된 도 2의 일반적인 디지탈 패킷 데이터의 포맷을 설명하기 위한 도면과 도 3의 일반적인 디지탈 패킷 데이터의 타이밍을 설명하기 위한 파형도를 참조하여 설명하면 보통, 재송신장치는 케이블 모뎀 시스템의 헤드앤드에서 사용되는 장치의 하나로써 제 1 믹서부(11)는 업 스트림의 라디오 주파수 입력과 국부발진 주파수를 합성하여 중간 주파수로 만들어 기 위하여 PSK 복조부(12)로 출력한다.The operation of the general retransmission apparatus configured as described above will usually be described with reference to the accompanying drawings for explaining the format of the general digital packet data in FIG. 2 and the waveform diagram for explaining the timing of the general digital packet data in FIG. Is one of the devices used in the headend of the cable modem system, and the first mixer 11 outputs the upstream radio frequency input and the local oscillation frequency to the PSK demodulator 12 to make the intermediate frequency. .

PSK 복조부(12)는 PSK 복조를 수행하여 베이스 밴드신호를 출력하는데 이때, 데이터에는 채널 노이즈 등에 의한 지터 노이즈(Jitter Noise)가 발생된다.The PSK demodulator 12 outputs a baseband signal by performing PSK demodulation. At this time, jitter noise due to channel noise is generated in the data.

이 노이즈가 있는 데이터는 클럭 및 타이밍 복구부(13)에서 클럭복구 및 데이터 타이밍 복구가 되어 지터 노이즈를 감소시키고, 전송에러를 감소시킨다.This noisy data is subjected to clock recovery and data timing recovery in the clock and timing recovery section 13 to reduce jitter noise and reduce transmission errors.

클럭 및 타이밍 복구부(13)에서 클럭 및 타이밍이 복구된 데이터를 PSK 변조부(15)에서 다시 PSK 변조하고, 제 2 믹서(16)를 통해 다운 스트림의 라디오 주파수를 출력하여 다른 사용자를 위한 주파수 채널로 바꾸어 준다.The clock and timing recovery unit 13 PSK modulates the data whose clock and timing have been restored by the PSK modulator 15 again, and outputs a radio frequency of the downstream through the second mixer 16 to output a frequency for another user. Switch to the channel.

또한, 클럭 및 타이밍 복구부(13)에서 클럭 및 타이밍 복구가 된 데이터는 에서넷 인터페이스(14)에서 에서넷 라우터(Ethernet Router) 및 스위치(Switch)와 통신하기 위한 것이고, 이를 통하여 외부 네트워크(T1, DDS, ATM)와 연결된다.In addition, the clock and timing recovery data of the clock and timing recovery unit 13 is for communicating with the Ethernet router and the switch in the Ethernet interface 14 and through this, the external network (T1). , DDS, ATM).

여기서, PSK 복조부(12)에서 복조된 스트림의 패킷 데이터는 도 2와 같이 500㎑ 데이터 모드시 3바이트, 4㎒ 데이터 모드시 15바이트의 프리엠블과, 그 다음은 1바이트의 스타트 플래그와, 6바이트의 목적지 주소와, 6바이트의 소오스 주소와, 2바이트의 길이 타입과, 46∼1500바이트의 데이터와, 4바이트의 CRC(Cyclic Redundancy check Code) 및 1바이트의 스톱 플래그로 이루어진다.Here, the packet data of the stream demodulated by the PSK demodulator 12 is a preamble of 3 bytes in 500 ms data mode, 15 bytes in 4 MHz data mode, followed by a 1 byte start flag, It consists of a six-byte destination address, a six-byte source address, a two-byte length type, 46 to 1500 bytes of data, a four-byte cyclic redundancy check code (CRC), and a one-byte stop flag.

수신된 라디오 주파수에 이렇게 구성된 패킷 데이터가 있을 때 도 3의 (a)와 같이 엑티브 로우인 록이 검출되고, 이 록 검출 후 일정 기간 후에는 패킷 데이터가 500㎑ 데이터 모드 경우 도 3의 (b)와 같이 3바이트의 프리엠블이 앞에 위치하고, 이후의 데이터는 NRZI(No Return to Zero Invert) 형태로 랜덤 데이터가 위치한다.When there is packet data thus configured in the received radio frequency, an active low lock is detected as shown in FIG. 3 (a), and after a certain period of time after the detection of the lock, the packet data is 500 ms data mode. As shown in FIG. 3, a preamble of 3 bytes is placed in front, and subsequent data is placed in random data in the form of No Return to Zero Invert (NRZI).

또한, 패킷 데이터가 4㎒ 데이터 모드의 경우 도 3의 (c)와 같이 15바이트의 프리엠블 앞에 위치하고, 이후의 데이터는 NRZI 형태로 랜덤 데이터가 위치한다.In addition, in the case of the 4 MHz data mode, the packet data is located in front of the 15-byte preamble as shown in FIG. 3 (c), and the subsequent data is located in the form of NRZI.

이와 같이 구성된 일반적인 재송신 장치에 장착되는 종래기술에 따른 클럭 및 타이밍 복구장치를 더욱 자세하게 살펴보자.Let's look at the clock and timing recovery apparatus according to the prior art, which is mounted in the general retransmission device configured as described above in more detail.

도 4는 종래기술에 따른 도 1의 클럭 및 타이밍 복구부를 상세히 설명하기 위한 블록도이고, 도 5는 도 4의 위상 쉬프터부의 타이밍을 설명하기 위한 파형도로써, 종래의 클럭 및 타이밍 복구장치는 전압제어 위상 쉬프터부(131)와, 위상 검출부(132)와, 루프필터(133)와, VCXO(Voltage Controlled crystal Oscillator)(134)와, 데이터 복구부(135)로 구성된다.4 is a block diagram illustrating the clock and timing recovery unit of FIG. 1 according to the related art in detail. FIG. 5 is a waveform diagram illustrating the timing of the phase shifter unit of FIG. 4. The control phase shifter 131, the phase detector 132, the loop filter 133, the voltage controlled crystal oscillator (VCXO) 134, and the data recovery unit 135 are provided.

이와 같이 구성된 종래기술에 따른 클럭 및 타이밍 복구장치의 위상 검출부(132)는 PSK 복조부(12)에서 복조된 스트림의 패킷 데이터의 위상을 검출하고, 이 검출된 위상에 따라 루프필터(133)는 필터링하여 직류전압을 VCXO(134)에 출력한다.The phase detector 132 of the clock and timing recovery apparatus according to the related art configured as described above detects the phase of packet data of the stream demodulated by the PSK demodulator 12, and the loop filter 133 according to the detected phase is The DC voltage is output to the VCXO 134 by filtering.

여기서, 위상 검출부(132)와 루프필터(133) 및 VCXO(134)는 PLL(Phase Locked Loop)로써, PLL이 록킹하기 이전에는 전압제어 위상쉬프터(131)에 입력되는 데이터와 VCXO(134) 출력클럭의 위상관계가 랜덤하다.Here, the phase detector 132, the loop filter 133, and the VCXO 134 are phase locked loops (PLLs), and data input to the voltage controlled phase shifter 131 and the VCXO 134 output before the PLL locks. The clock phase relationship is random.

그러므로 전압제어 위상쉬프터부(131)는 PSK 복조부(12)에서 복조된 스트림의 패킷 데이터가 루프필터(133)에서 출력되는 직류전압의 레벨을 체크하여 VCXO(134) 클럭의 라이징 에지(riging edge)의 중앙에 오도록 입력 데이터의 위상을 쉬프트한다.Therefore, the voltage control phase shifter 131 checks the level of the DC voltage at which the packet data of the stream demodulated by the PSK demodulator 12 is output from the loop filter 133, thereby rising the rising edge of the VCXO 134 clock. Shift the phase of the input data to center it.

데이터 복구부(135)는 전압제어 위상쉬프터부(131)에서 쉬프트된 입력 데이터를 VCXO(134)에서 복구된 클럭에 따라 출력하므로 입력 데이터의 지터를 제거한다.The data recovery unit 135 outputs the input data shifted by the voltage controlled phase shifter 131 according to the clock recovered by the VCXO 134, thereby removing jitter of the input data.

즉, 도 5와 같이 t1시간에는 VCXO(134) 클럭의 라이징 에지가 입력 데이터의 에지 부근에 있기 때문에 데이터 복구부(135)는 에러가 있는 데이터를 출력한다.That is, as shown in FIG. 5, since the rising edge of the VCXO 134 clock is near the edge of the input data at time t1, the data recovery unit 135 outputs an errored data.

전압제어 위상쉬프터부(131)는 루프필터(133)에서 출력되는 에러에 해당하는 직류전압 레벨을 검출하여 t2와 t3 시간에서 VCXO(134) 클럭의 라이징 에지가 입력 데이터의 중앙에 위치하게끔 데이터를 쉬프트해주어 타이밍 복구를 수행한다.The voltage controlled phase shifter unit 131 detects a DC voltage level corresponding to an error output from the loop filter 133 so that the rising edge of the VCXO 134 clock is positioned at the center of the input data at the times t2 and t3. Shift to perform timing recovery.

종래기술에 따른 디지탈 패킷 데이터의 클럭 및 타이밍 복구장치는 케이블을 통해 데이터 통신시 중계기가 많은 지터를 가지는 데이터를 수신하게 되어 목적 터미널로 다시 보내게 되면 지터로 인해 오정보를 받게되는 문제점이 발생된다.The clock and timing recovery apparatus of the digital packet data according to the prior art receives a data having a lot of jitter in the repeater during data communication through a cable, and when the data is sent back to the destination terminal, a problem of receiving incorrect information due to jitter occurs. .

정확한 정보의 수신을 위해 클럭복구를 수행하는데 이 클럭복구를 위해 사용된 전압제어 쉬프터부는 루프필터에서 출력된 직류전압 레벨을 검출하여 입력 데이터를 쉬프터하므로 시간이 많이 걸린다.Clock recovery is performed to receive the correct information. The voltage control shifter used for clock recovery takes a lot of time since it detects the DC voltage level output from the loop filter and shifts the input data.

따라서, 전압제어 쉬프터부가 제대로 동작하기까지의 시간동안에 입력되는 패킷 데이터의 처음부분의 수십비트 즉, 프리엠블 데이터의 출력시 에러가 발생되는 문제점이 있다.Therefore, there is a problem in that an error occurs when outputting dozens of bits of the first part of the packet data, that is, preamble data, during the time until the voltage control shifter unit operates properly.

본 발명은 이와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 패킷 데이터의 프리엠블 데이터에 에러가 발생하지 않도록 하는 디지탈 패킷 데이터의 클럭 및 타이밍 복구장치를 제공하는데 있다.Disclosure of Invention The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and provides a clock and timing recovery apparatus for digital packet data in which an error does not occur in the preamble data of the packet data.

도 1은 일반적인 케이블 모뎀의 헤드앤드에서의 재송신장치를 설명하기 위한 블록도1 is a block diagram illustrating a retransmission apparatus in a headend of a typical cable modem.

도 2는 일반적인 디지탈 패킷 데이터의 포맷을 설명하기 위한 도면2 is a diagram for explaining a format of general digital packet data.

도 3은 일반적인 디지탈 패킷 데이터의 타이밍을 설명하기 위한 파형도3 is a waveform diagram for explaining the timing of general digital packet data;

도 4는 종래기술에 따른 도 1의 클럭 및 타이밍 복구부를 상세히 설명하기 위한 블록도4 is a block diagram illustrating in detail the clock and timing recovery unit of FIG. 1 according to the related art.

도 5는 도 4의 위상 쉬프터부의 타이밍을 설명하기 위한 파형도5 is a waveform diagram illustrating the timing of the phase shifter in FIG. 4.

도 6은 본 발명에 따른 클럭 및 타이밍 복구장치의 구성을 설명하기 위한 블록도6 is a block diagram illustrating a configuration of a clock and timing recovery apparatus according to the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

61 : 쉬프터 레지스트부62, 654 : 선택부61: shifter resist portion 62, 654: selection portion

63, 68 : 1/2비트 지연부64, 69 : XOR63, 68: 1/2 bit delay 64, 69: XOR

65 : PLL 루프66 : PLL 클럭 에지 검출부65: PLL loop 66: PLL clock edge detector

67 : 프리엠블 검출부70 : 데이터 에지 검출부67: preamble detector 70: data edge detector

71 : 쉬프트량 결정부72 : 코더71: shift amount determination unit 72: coder

73 : 지연부74 : 래치부73: delay portion 74: latch portion

651 : VCXO652, 653, 655 : 분주기651: VCXO652, 653, 655: divider

656 : 위상 검출부657 : 루프 필터656: phase detection unit 657: loop filter

본 발명에 따른 디지탈 패킷 데이터의 클럭 및 타이밍 복구장치의 특징은 쉬프트 레지스터부는 기준 클럭에 따라 클럭 지연을 가지는 각 데이터들을 출력하고, PLL 클럭 에지 검출부에서 검출된 에지와, 데이터 에지 검출부에서 발생된 에지와, 데이터 에지 검출부에서 출력된 에지를 이용하여 프리엠블의 검출에 따라 데이터 에지 검출부에서 출력된 신호와 PLL 클럭 에지 검출부에서 출력된 신호를 비교하여 입력 데이터의 쉬프트량을 결정하여 선택부의 선택신호로 출력하고, 선택부는 선택신호에 따라 쉬프트 레지스터부에서 출력되는 지연된 데이터들중 하나를 선택출력함에 있다.A characteristic of the clock and timing recovery apparatus for digital packet data according to the present invention is that the shift register unit outputs data having a clock delay according to a reference clock, an edge detected by the PLL clock edge detector, and an edge generated by the data edge detector. And using the edge output from the data edge detector, compare the signal output from the data edge detector with the signal output from the PLL clock edge detector according to the detection of the preamble to determine the amount of shift of the input data as the selection signal of the selector. The output unit selects one of delayed data output from the shift register unit according to the selection signal.

이하, 본 발명에 따른 디지탈 패킷 데이터의 클럭 및 타이밍 복구장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a clock and timing recovery apparatus for digital packet data according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 6은 본 발명에 따른 클럭 및 타이밍 복구장치의 구성을 설명하기 위한 블록도로써, 입력 데이터를 64㎒ 또는 8㎒의 기준 클럭에 따라 0부터 15클럭 지연을 가지는 각 데이터들을 출력하는 쉬프트 레지스터부(61)와, 선택신호의 입력에 따라 쉬프트 레지스터부(61)에서 출력되는 데이터들중 하나를 선택하여 출력하는 제 1 선택부(62)와, 64㎒ 또는 8㎒의 기준 클럭에 따라 제 1 선택부(62)에서 출력된 데이터를 1/2비트씩 지연 후 출력하는 제 1 1/2 비트 지연부(63)와, 제 1 1/2 비트 지연부(63)에서 출력된 데이터와 제 1 선택부(62)에서 출력된 데이터를 배타적 논리합 연산을 수행하는 제 1 XOR(Exclusive OR)(64)와, 제 1 XOR(64)에서 출력되는 위상을 검출하여 필터링하고, 4 또는 0.5㎒의 데이터 모드에 따라 기준 클럭을 분주하여 -90° 및 0°위상을 가진 신호를 발생하는 PLL 루프(65)와, PLL 루프(65)에서 출력된 0°의 위상을 가진 기준클럭의 발생시 에지(Edge)를 발생하는 PLL 클럭 에지 검출부(66)와, 입력된 테이터와 록 검출신호가 입력되어 프리엠블을 검출하는 프리엠블 검출부(67)와, 64㎒ 또는 8㎒의 기준 클럭에 따라 입력된 데이터를 1/2비트씩 지연 후 출력하는 제 2 1/2 비트 지연부(68)와, 제 2 1/2 비트 지연부(68)에서 출력된 데이터와 입력된 데이터를 배타적 논리합 연산을 수행하는 제 2 XOR(Exclusive OR)(69)와, 제 2 XOR(69)에서 출력된 데이터 발생시에 에지를 발생하는 데이터 에지 검출부(70)와, 프리엠블 검출부(67)에서 프리엠블 검출신호가 입력되면 데이터 에지 검출부(70)에서 출력된 신호와 PLL 클럭 에지 검출부(66)에서 출력된 신호를 비교하여 입력 데이터의 쉬프트량을 결정하는 쉬프트량 결정부(71)와, 쉬프트량 결정부(71)에서 출력된 쉬프트량에 대한 제 1 선택부(62)의 선택신호를 출력하는 코더(72)와, 64 또는 8 ㎒의 기준클럭을 이용하여 제 1 선택부(62)에서 선택된 일정클럭이 지연된 입력 데이터를 쉬프트하여 클럭이 데이터의 중앙에 위치하도록 조정하는 지연부(73)와, PLL 루프(65)에서 출력된 -90°위상을 갖는 클럭이 지연부(73)에서 출력된 데이터의 센터에 출력하는 래치부(74)로 구성된다.FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a clock and timing recovery apparatus according to the present invention. The shift register unit outputs data having 0 to 15 clock delays according to a reference clock of 64 MHz or 8 MHz. 61, a first selector 62 for selecting and outputting one of the data output from the shift register section 61 in accordance with the input of the selection signal, and a first clock according to a reference clock of 64 MHz or 8 MHz. A first half bit delay unit 63 outputting the data output from the selecting unit 62 after a half bit delay, the data output from the first half bit delay unit 63 and the first data; The first XOR (Exclusive OR) 64 performing the exclusive OR operation on the data output from the selecting unit 62 and the phase output from the first XOR 64 are detected and filtered, and the data of 4 or 0.5 MHz is detected. PLL loops that divide the reference clock to generate signals with -90 ° and 0 ° phases depending on the mode The PLL clock edge detector 66 for generating an edge when the reference clock having a phase of 0 ° output from the PLL loop 65 and the PLL loop 65 is generated, and the input data and the lock detection signal are inputted. A preamble detection unit 67 for detecting the preamble, a second half bit delay unit 68 for delaying and outputting the input data by a half bit according to a 64 MHz or 8 MHz reference clock, and A second XOR (69) for performing an exclusive OR operation on the data output from the 2 1/2 bit delay unit 68 and the input data, and an edge when data output from the second XOR 69 is generated. When the preamble detection signal is input from the data edge detector 70 and the preamble detector 67, the signal output from the data edge detector 70 is compared with the signal output from the PLL clock edge detector 66. In the shift amount determining unit 71 that determines the shift amount of the input data, and the shift amount determining unit 71 The coder 72 outputs a selection signal of the first selector 62 with respect to the shift amount, and input data whose delay is fixed by the predetermined clock selected by the first selector 62 using a reference clock of 64 or 8 MHz. A delay 73 for shifting and adjusting the clock to be in the center of the data, and a latch for outputting a clock having a -90 ° phase output from the PLL loop 65 to the center of data output from the delay 73 It is composed of a portion 74.

여기서, PLL 루프(65)는 입력에 따른 클럭을 출력하는 VCXO(Voltage Controlled crystal Oscillator)(651)와, VCXO(651)에서 출력되는 클럭을 2분주하여 출력하는 제 1 2분주기(652)와, VCXO(651)에서 출력되는 클럭을 16분주하여 출력하는 16분주기(653)와, 4㎒ 또는 0.5㎒에 대한 데이터 모드에 따라 제 1 2분주기(652) 또는 16분주기(653)에서 출력되는 클럭을 선택출력하는 제 2 선택부(654)와, 제 2 선택부(654)에서 출력된 클럭을 2 분주하여 4㎒ 또는 0.5㎒의 데이터 모드에 대한 클럭을 -90° 및 0°를 가진 신호로 출력하는 제 2 2분주기(655)와, 제 1 XOR(69)로 부터 출력되는 데이터와 제 2 2분주기(655)에서 출력되는 0°를 가진 클럭을 이용하여 위상에러 정보를 검출하는 위상검출부(656)와, 위상검출부(656)에서 출력된 신호를 필터링하여 VCXO(651)로 출력하는 루프필터(657)로 구성된다.Here, the PLL loop 65 may include a voltage controlled crystal oscillator (VCXO) 651 for outputting a clock according to an input, a first divider 652 for dividing a clock output from the VCXO 651, and two outputs thereof. In the 16th divider 653 for dividing the clock output from the VCXO 651 by 16 divisions, and in the first 2nd divider 652 or the 16th divider 653 according to the data mode for 4 MHz or 0.5 MHz, The second selector 654 for selectively outputting the output clock and the clock output from the second selector 654 are divided by two to set the clocks for the data mode of 4 MHz or 0.5 MHz to -90 ° and 0 °. Phase error information is output using a second divider 655 outputting an excitation signal, a clock output from the first XOR 69 and a clock having 0 ° output from the second divider 655. A phase detector 656 for detecting and a loop filter 657 for filtering the signal output from the phase detector 656 and outputting the filtered signal to the VCXO 651.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 클럭 및 타이밍 복구장치의 동작을 살펴보자.Let's look at the operation of the clock and timing recovery apparatus according to the present invention configured as described above.

먼저, 각 단말기로부터 수신된 데이터는 데이터의 레이트(rate)보다 16배 빠른 분해능(resolution)을 갖는 쉬프터 레지스터부(61)에 입력되어 제 1 선택부(62)로 0 부터 15클럭 지연을 가지는 데이터를 각각 출력하고, 제 1 선택부(62)는 입력된 지연 데이터중 코더(72)에서 출력되는 쉬프트량에 대한 선택신호에 따라 하나의 데이터를 선택출력한다.First, the data received from each terminal is input to the shifter register section 61 having a resolution 16 times faster than the data rate, and has data having a delay of 0 to 15 clocks from the first selector 62. Are respectively output, and the first selector 62 selects and outputs one piece of data according to a selection signal for the shift amount output from the coder 72 among the input delay data.

제 1 선택부(62)에서 출력되는 데이터는 클럭 주파수를 추출하기 위해 제 1 1/2비트 지연부(63)에 입력되어 1/2비트 지연 후 출력되고, 제 1 XOR(69)는 제 1 1/2비트 지연부(63)에서 출력된 데이터와 제 1 선택부(62)에서 출력된 원래 입력 데이터를 배타적 논리합을 수행하여 PLL 루프(65)에 출력한다.Data output from the first selector 62 is input to the first 1 / 2-bit delay unit 63 to extract a clock frequency, and is output after a 1 / 2-bit delay, and the first XOR 69 is the first. The data output from the 1 / 2-bit delay unit 63 and the original input data output from the first selector 62 are subjected to an exclusive OR and output to the PLL loop 65.

PLL 루프(65)의 위상검출부(656)는 제 2 2분주기(655)에서 출력된 0°위상을 가진 클럭신호를 이용하여 제 1 XOR(69)에서 출력되는 데이터의 위상에러 정보를 검출하고, 루프 필터(657)에서 필터링되어 VCXO(651)로 입력된다.The phase detector 656 of the PLL loop 65 detects phase error information of data output from the first XOR 69 using a clock signal having a 0 ° phase output from the second divider 655. The filter is filtered by the loop filter 657 and input to the VCXO 651.

VCXO(651)는 루프 필터(657)에서 출력된 전압에 따라 클럭을 발생하여 제 1 2분주기(652)와 16분주기(653)에 출력하고, 이를 입력받은 제 1 2분주기(652)와 16분주기(653)는 각각 2분주와 16분주하여 제 2 선택부(654)에 출력된다.The VCXO 651 generates a clock according to the voltage output from the loop filter 657 and outputs the clock to the first divider 652 and the 16 divider 653, and receives the received first divider 652. And the 16 divider 653 are divided into 2 and 16 divisions, respectively, and are output to the second selector 654.

제 2 선택부(654)는 4㎒ 또는 0.5㎒의 데이터 모드에 따라 제 2 2분주기(652) 또는 16분주기(653)에서 출력된 클럭을 선택하면 제 2 2분주기(655)로 출력한다. 그리고, 제 2 2분주기(655)는 입력클럭을 다시 2분주하여 -90° 및 0°위상을 가진 클럭을 발생한다.The second selector 654 outputs the second divider 655 when the clock output from the second divider 652 or the 16 divider 653 is selected according to the data mode of 4 MHz or 0.5 MHz. do. In addition, the second divider 655 divides the input clock into two again to generate a clock having a phase of −90 ° and 0 °.

이 -90°위상을 갖는 클럭은 래치부(74)에서 최종 데이터를 출력하기 위한 클럭으로 사용되고, 0°위상을 갖는 클럭은 피드백되어 PLL 클럭 에지 검출부(66)에서 PLL의 위상검출을 위해 사용된다.The clock with the -90 ° phase is used as the clock for outputting the final data from the latch unit 74, and the clock with the 0 ° phase is fed back and used for the phase detection of the PLL in the PLL clock edge detector 66. .

여기서, 데이터 에지를 검출하기 위해서 제 2 1/2비트 지연부(68)는 입력 데이터를 1/2비트를 지연 후 출력하고, 제 2 XOR(69)는 제 2 1/2비트 지연부(68)에서 출력된 데이터와 원래 입력 데이터를 배타적 논리합을 수행하여 데이터 에지 검출부(70)로 출력한다.Here, in order to detect the data edge, the second 1 / 2-bit delay unit 68 outputs the input data after delaying 1/2 bit, and the second XOR 69 outputs the second 1 / 2-bit delay unit 68. Exclusive OR is performed on the data outputted from the data) and the original input data, and is output to the data edge detector 70.

데이터 에지 검출부(70)는 64㎒ 클럭을 가지는 데이터 에지를 검출하여 쉬프트량 결정부(71)에 출력하고, 프리엠블 검출부(67)는 록 검출신호를 이용하여 프리엠블을 검출한다.The data edge detector 70 detects a data edge having a 64 MHz clock and outputs it to the shift amount determiner 71. The preamble detector 67 detects the preamble using the lock detection signal.

이 프리엠블 검출신호가 쉬프트량 결정부(71)에 입력되면 쉬프트량 결정부(71)는 프리엠블 검출부(67)에서 검출된 프리엠블 신호를 카운트 해서 데이터가 시작되는 지점을 찾아낸다.When the preamble detection signal is inputted to the shift amount determination unit 71, the shift amount determination unit 71 counts the preamble signal detected by the preamble detection unit 67 to find a point where data starts.

또한, 제 2 2분주기(655)에서 분주된 0°위상을 가진 신호를 이용하여 PLL 클럭 에지 검출부(66)는 PLL 클럭의 에지를 검출하여 쉬프트량 결정부(71)에 출력한다.In addition, the PLL clock edge detector 66 detects an edge of the PLL clock and outputs it to the shift amount determiner 71 using a signal having a 0 ° phase divided by the second divider 655.

그러면 쉬프트량 결정부(71)는 데이터 에지 검출부(70)에서 입력된 데이터 에지신호와 PLL 클럭 에지 검출부(66)에서 입력된 PLL 클럭의 에지신호의 위치를 계산해서 현재 입력되는 데이터의 쉬프트할 클럭량을 결정한다.Then, the shift amount determiner 71 calculates the positions of the data edge signal input from the data edge detector 70 and the edge signal of the PLL clock input from the PLL clock edge detector 66 to shift the clock of the currently input data. Determine the amount.

즉, 쉬프트량 결정부(71)에서 결정된 클럭량은 데이터의 중앙부분으로 부터 클럭이 얼마나 비켜나 있는가를 나타내는 절대적인 값이다.That is, the clock amount determined by the shift amount determining unit 71 is an absolute value indicating how far the clock is from the center of the data.

코더(72)는 쉬프트 결정부(71)에서 결정된 값을 쉬프트 레지스트부(61)에서 딜레이된 양을 고려한 실질적인 쉬프트량에 대한 선택신호로 변환하여 제 1 선택부(620)에 출력한다.The coder 72 converts the value determined by the shift determiner 71 into a selection signal for a substantial shift amount in consideration of the amount delayed by the shift resister 61 and outputs the selected signal to the first selector 620.

따라서, 제 1 선택부(620)에 가해진 쉬프트량에 의해 쉬프트 레지스터부(61)에서 출력되는 데이터중 한 데이터가 선택되어져 PLL 루프(65)에 입력되고, PLL 루프(65)는 이 위상 쉬프팅에 의해 록킹 범위가 좁아지고, 록킹 시간이 상당히 줄어든다.Therefore, one of the data output from the shift register section 61 is selected and input to the PLL loop 65 by the shift amount applied to the first selector 620, and the PLL loop 65 responds to this phase shifting. This narrows the locking range and significantly reduces the locking time.

즉, 데이터 에지와 PLL 클럭 에지 검출에 의해 제 1 선택부(61)에서 선택된 데이터는 마지막 파인(fine)조정을 위해 지연부(73)에 입력되어 클럭이 데이터의 중앙에 위치하도록 조정된다.That is, the data selected by the first selector 61 by the data edge and the PLL clock edge detection are input to the delay unit 73 for the final fine adjustment so that the clock is positioned at the center of the data.

이 조정된 신호는 래치부(74)에서 PLL 루프(65)의 제 2 2분주기(655)에서 출력되는 -90°위상을 갖는 클럭을 이용하여 양쪽 에지에 생기는 지터를 피해 데이터의 센터부근에 출력하도록 한다.This adjusted signal uses a clock having a -90 ° phase output from the second divider 655 of the PLL loop 65 at the latch portion 74 to avoid jitter at both edges and to provide the signal near the center of the data. To print.

본 발명에 따른 디지탈 패킷 데이터의 클럭 및 타이밍 복구장치는 중계기에 수신된 지터를 가지는 데이터의 클럭정보를 찾아 다시 클럭킹함으로써 목적 터미널에 정확한 데이터를 보낼수 있는 효과가 있다.The clock and timing recovery apparatus for digital packet data according to the present invention has the effect of sending accurate data to a target terminal by reclocking the clock information of the data having jitter received at the repeater.

또한, 본 발명에 따른 디지탈 패킷 데이터의 클럭 및 타이밍 복구장치는 데이터 통신을 하는 어떠한 선로에서도 적용시킬 수 있으며, 선로 환경이 열악한 지역에서도 큰 효과가 있다.In addition, the clock and timing recovery apparatus for digital packet data according to the present invention can be applied to any line for data communication, and has a great effect even in an area with poor line environment.

Claims (2)

입력 데이터를 클럭 지연을 가지는 각 데이터들을 출력하는 쉬프트 레지스터부와,A shift register section for outputting input data to each data having a clock delay; 선택신호에 따라 상기 쉬프트 레지스터부에서 출력되는 데이터들중 하나를 선택하여 출력하는 선택부와,A selection unit for selecting and outputting one of data output from the shift register unit according to a selection signal; 상기 선택부에서 출력된 데이터의 위상을 검출하여 필터링하고, 데이터 모드에 따라 기준 클럭을 분주하여 출력하는 PLL 루프와,A PLL loop that detects and filters a phase of data output from the selector, divides and outputs a reference clock according to a data mode; 프리엠블의 검출에 따라 상기 PLL 루프에서 출력된 기준클럭과 입력 데이터를 비교하여 입력 데이터의 쉬프트량에 대한 선택신호를 상기 선택부로 출력하는 쉬프트 데이터 선택부와,A shift data selector for comparing a reference clock output from the PLL loop with input data according to the detection of a preamble and outputting a selection signal for the shift amount of input data to the selector; 상기 PLL 루프에서 출력되는 클럭을 이용하여 상기 선택부에서 출력된 데이터를 딜레이하여 타이밍을 복구하는 타이밍 복구부로 구성됨을 특징으로 하는 디지탈 패킷 데이터의 클럭 및 타이밍 복구장치.And a timing recovery unit for recovering timing by delaying the data output from the selection unit by using the clock output from the PLL loop. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 쉬프트 데이터 선택부는The shift data selector 상기 PLL 루프에서 출력된 기준클럭을 이용하여 에지를 발생하는 PLL 클럭 에지 검출부와,A PLL clock edge detector configured to generate an edge using a reference clock output from the PLL loop, 입력 데이터 발생시에 에지를 발생하는 데이터 에지 검출부와,A data edge detector for generating an edge when input data is generated; 입력 테이터와 록 검출신호가 입력되어 프리엠블을 검출하는 프리엠블 검출부와,A preamble detection unit for inputting the input data and the lock detection signal to detect the preamble; 상기 프리엠블의 검출에 따라 상기 데이터 에지 검출부에서 출력된 신호와 상기 PLL 클럭 에지 검출부에서 출력된 신호를 비교하여 입력 데이터의 쉬프트량을 결정하여 상기 선택부의 선택신호로 출력하는 쉬프트량 결정부로 구성됨을 특징으로 하는 디지탈 패킷 데이터의 클럭 및 타이밍 복구장치.And a shift amount determiner for comparing the signal output from the data edge detector and the signal output from the PLL clock edge detector according to the detection of the preamble to determine a shift amount of input data and output the selected shift signal as a selection signal of the selector. A clock and timing recovery apparatus for digital packet data.
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